W-CDMA模擬預(yù)失真功率放大器設(shè)計
正交電橋?qū)⑤斎胄盘柕确帧⒄坏貍魉偷今詈隙撕椭苯虞敵龆?,耦合端與直接輸出端有90°的相移,隔離端沒有輸出。設(shè)電橋輸入端1的輸入為Vin(t),則直接輸出端3的輸出與反向并聯(lián)兩個二極管的輸入關(guān)系式為:
式(4)中:IS為反向飽和電流,主要受溫度的影響,在電路中可視為恒定值;VA為二極管外加偏置電壓,這里VA=Vdi(t)。在小偏置電流下可忽略式(4)中附加項IRS。輸入電流i(t)為:
用Talor級數(shù)展開式(5)可得:
因為三階分量和五階分量是對放大器非線性影響最大的因素,為了分析方便,就只取到展開式的5次方項。這時二極管對可看作為單端口網(wǎng)絡(luò),其導(dǎo)納為:
4實驗結(jié)果
為驗證電路的可行性,將整個電路加信號進(jìn)行測試,非線性發(fā)生器部分采用肖特基二極管HSMS2802產(chǎn)生預(yù)失真信號,該肖特基二極管有著很好的非線性,可以用作混頻、功率檢測。在測試三階交調(diào)和五階交調(diào)分量時,輸入頻率為2.139 5 GHz和2.140 5 GHz的雙音信號,間距1 MHz。測試ACPR時,使用頻率2.14 GHz的W-CDMA下行信號,得到的結(jié)果如圖6~圖8所示。
從頻譜分析儀的輸出波形圖可以看到,在加預(yù)失真系統(tǒng)前,推動級輸出41 dBm時的三階交調(diào)分量,五階交調(diào)分量的指標(biāo)分別為-31 dB和-40 dB。對應(yīng)地,當(dāng)把預(yù)失真發(fā)生器接人系統(tǒng)后,可以看到輸出的五階交調(diào)分量,五階交調(diào)分量均有了明顯的改善,分別提高了14 dB和11 dB。此時,輸出級ACPR的輸出小于-52 dB。實驗結(jié)果表明,該預(yù)失真系統(tǒng)在很大程度上改善了功率放大器的非線性失真,很好地優(yōu)化了它的線性度。
5 結(jié) 語
采用反向并聯(lián)二極管預(yù)失真器對功放的線性化技術(shù)進(jìn)行了研究,利用二極管的非線性特性,很好地對消了放大器失真的奇次分量,將功放的IM3和IM5分量分別改善了13 dB和10 dB。系統(tǒng)的ACPR在加預(yù)失真器后達(dá)到了-52 dB以下。實驗結(jié)果驗證了該設(shè)計方案的可行性,為尋找一種更好的線性化技術(shù)提供了實踐基礎(chǔ)。如何更好地改善預(yù)失真技術(shù)將是進(jìn)一步研究的課題。
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