一種高效新型WCDMA直放站PA方案的設計與實現(xiàn)
為了便于分析,我們忽略功放的記憶效應,將功放的傳輸特性標識為:
其中Vi(t)、Vo(t)分別為功放的輸入和輸出電壓。將該式用泰勒級數(shù)展開,取前3項,得到式(2):
為簡化分析過程,我們假設輸入為點頻信號,即Vi=Acosω1t,則輸出信號為:
從式3可以看出,由于功放的非線性,輸出信號中不僅包含有輸入信號頻率分量,還出現(xiàn)了新的直流分量、二次諧波和三次諧波分量。其中,基波分量的振幅為其中k1為線性增益,
是非線性失真。
當k3>0時,>K1,此時增益呈現(xiàn)擴張?zhí)匦?;反之,當k3 0時,
AM-PM失真是指輸出信號的相位隨輸入信號幅度的變化而變化。對于一個理想的放大器,它的輸出信號的相位和輸入信號的幅度無關。然而,在實際的放大器中,輸入信號的幅度調制會導致輸出信號的相位調制,一般用貝塞爾函數(shù)表示,如下:
實際表明,當輸入信號為小功率信號時,功放的非線性主要以AM-AM失真為主;而當輸入信號為大功率信號時,AM-PM失真較之前者對功放線性的影響更為明顯。
功放的非線性主要是由k30產生增益壓縮而產生的。模擬預失真的原理就是要找到一個k3>0的器件與功放串聯(lián),使兩者的非線性相互抵消,使最終功放輸出的信號保證在線性狀態(tài)下。其原理如圖6所示。
圖6 預失真原理框圖
為了保證足夠的對消效果,一般預失真都采用雙環(huán)結構,其實現(xiàn)框圖如圖7所示。
圖7 模擬預失真實現(xiàn)框圖
其中通路III、IV構成預失真產生環(huán)路,合路后經通路V通過必要的衰減和移相再與通路I的主信號合成最終完成預失真的效果。一般通路IV上的IM3產生器的器件選擇都比較嚴格。
整個電路需要IV、V兩個通路同時嚴格的調整衰減和相位,結構比較復雜,調試難度也很高。
WCDMA文章專題:WCDMA是什么意思
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