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在各種射頻功率放大器線性化技術中，前饋技術有很高的線性度和帶寬，但是其電路結構復雜，成本昂貴，而且效率低，他主要用于大功率放大器中，在直放站中，預失真技術就有一定優勢，他的成本低，功耗小、電路結構簡單。在機失真RF功率放大器中，放大器性能的好壞主要取決于預失真器的特性。好的預失真器可以大大提高功率放大器的線性度，更好地抑制頻譜再生。本文研究了一種能夠分別產生IM3和IM5的預失真器，他能很好地改善3階和5階交調分量。 1 預失真器的電路結構 基本的諧波發生器電路如圖1所示。 這個諧波發生器由2個具有相同特性的肖特基二極管（本文采用Skyworks公司的SMS3922）、電容、電阻和180°3dB電橋耦合器組成。2個二極管加有不同的偏置電壓，使其工作在不同的非線性區，以產生失真信號。電容電阻吸收一定帶內信號，設在諧波發生器的輸入端加等副的雙音信號Vi： Vi＝Acosω1t＋Acosω2t （1） 其中：A是雙音信號的幅值；ω1，ω2是雙音信號的頻率且ω1≠ω2。并假設諧波發生器的非線性傳輸函數為y＝f（x），輸出為V0。即：V0＝f（Vi）。將其展開成冪級數的形式為： 通過控制二極管偏置電壓，即可適當調節式（2）中的系數bi（i＝1，2，3…），從而使式（2）能夠分別獨立地產生IM3和IM5信號，在預失真線性化電路中，采用2個諧波發生器，一路用于產生IM3信號，另一路用于產生IM5信號。這樣就可以分別控制RF功率放大器所產生的3階交調和5階交調分量。 在ADS中對圖1的電路進行雙音測試仿真。調節各二極管的偏置電壓，即可在輸出端產生所要的IM3和IM5。仿真結果分別如圖2（a）和（b）所示。從仿真結果可以看到，輸出端還含有基頻成分，為了將基頻成分對消掉，還要對圖1的電路進行改進，加一路對消電路。在輸入端加一功分器，一路接基本的諧波發生器，另一路通過衰減器和相移器調節后，再與基本的諧波發生器的輸出經過合路器合成，如圖3所示。 適當調節衰減器和相移器，使得上一支路的基頻信號和諧波發生器輸出端的基頻信號，在幅度上相等，而相位相差180°，從而就可以將基頻信號對消掉。仿真結果如圖4（a）和（b）所示。 2 試驗結果 為了驗證本文研究的預失真器的有效性，將該預失真器應用于5W CDMA射頻功率放大器中，并在ADS中進行雙音測試仿真，仿真電路框圖如圖5所示。 本仿真試驗中，主功放采用的是Freescale公司的MRF9045射頻器件，矢量調節器由衰減器和相移器組成，用于調節失真信號的幅度和相位，使其與主功放產生的三階和五階交調分量在幅度上相等，而相位相差180°，以便最大限度地對消三階和五階交調分量。在ADS中進行雙音諧波平衡仿真（2－Tone HB），以測試功率放大器的線性度。在不加預失真情況下，在該放大器輸出功率是5W時，失真較大，雙音交調IMD3和IMD5分別如圖6（a）所示。當采用本文中的預失真技術后，IMD3和IMD5得到明顯改善，如圖6（b）所示。 從仿真結果可以看到，在采用本文中的預失真技術后，IMD3和IMD5分別改善了14dBc和9dBc。 3 結語 在仿真試驗中證實了本文預失真器的有效性。將其用于5W CDMA射頻功率放大器中，雙音測試表明，IMD3和IMD5得到明顯改善，分別改善了14dBc和9dBc。 本文介紹的用諧波發生器實現預失真的線性化技術，由于靠調節兩個二極管的偏置電壓，使其分別產生IM3和IM5，因此很容易作為自適應的控制端，運用自適應算法進行更準確的調節，使得IM3和IM5有更好的改善。 |
