CN108988802A - 预失真电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种预失真电路，若预失真电路用于单级功率放大器，第1功率放大器通过第1预失真模块进行预失真处理时，第1功率放大器包括第一输入端、第二输入端和第一输出端，输入匹配网络分别与信号输入端、第1预失真模块、第一输入端连接，第1预失真模块分别与通信接口、第二输入端连接，第1功率放大器偏置电路分别与通信接口、第二输入端连接，输出匹配网络分别与第一输出端、第1输出偏置电路、信号输出端连接。通过第1预失真模块和第1功率放大器偏置电路相对独立地调整AM‑AM特性和和AM‑PM特性，从而优化调整预失真电路的线性度和效率。

Description

预失真电路

技术领域

本发明涉及通信领域，尤其涉及一种预失真电路。

背景技术

随着通信技术的快速发展，射频功率放大器在系统中的作用越来越重要。无线通信技术的不断发展，采用更复杂的调制方式和更宽的信号带宽已经成为传输信号不可缺少的特性。功率放大器将收发信机输出的已调制射频信号进行功率放大，以满足无线通信所需的射频信号的功率要求。

随着调制体系越来越复杂，无线通信移动终端对多模、多制式的要求，以及对功率放大器的线性度要求越发严苛，与此同时，对放大器的效率也提出更高的要求。因此，如何确保线性度的同时，最大程度地提高放大器的效率是当前亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种预失真电路，以解决现有的预失真电路不能既保证线性度，也保证放大器效率的技术问题。

为了解决上述问题，本发明提供了一种预失真电路，其包括信号输入端、输入匹配网络、至少一个预失真模块、至少一个功率放大器、至少一个功率放大器偏置电路、至少一个输出偏置电路、输出匹配网络、通信接口和信号输出端；若预失真电路用于单级功率放大器，第1功率放大器通过第1预失真模块进行预失真处理时，第1功率放大器包括第一输入端、第二输入端和第一输出端，输入匹配网络分别与信号输入端、第1预失真模块、第一输入端连接，第 1预失真模块分别与通信接口、第二输入端连接，第1功率放大器偏置电路分别与通信接口、第二输入端连接，输出匹配网络分别与第一输出端、第1输出偏置电路、信号输出端连接。

作为本发明的进一步改进，若预失真电路用于单级功率放大器，第1功率放大器通过L个预失真模块进行预失真处理时，第i预失真模块与第j预失真模块不相同，其中，1≤i≤L，1≤j≤L，i≠j，L≥2；第i预失真模块分别与通信接口、输入匹配网络、第1功率放大器的第二输入端连接。

作为本发明的进一步改进，若预失真电路用于N级功率放大器，第1功率放大器通过1个预失真模块进行预失真处理时，预失真电路包括N-1个第i级间拓展模块，第i功率放大器与第j功率放大器不同，其中，1≤i≤N，N≥2；输入匹配网络分别与信号输入端、第1预失真模块、第1功率放大器的第一输入端连接，第1预失真模块分别与通信接口、第1功率放大器的第二输入端连接，第1功率放大器偏置电路分别与通信接口、第1功率放大器的第二输入端连接；第i级间拓展模块包括第三输入端、第四输入端和第二输出端，第三输入端与第1功率放大器的第一输出端连接，或第三输入端与第i-1级间拓展模块的第二输出端连接，第四输入端与通信接口连接，第二输出端与第i+1级间拓展模块的第三输入端连接，或第二输出端与输出匹配网络连接，输出匹配网络分别与第N输出偏置电路、信号输出端连接。

作为本发明的进一步改进，若预失真电路用于N级功率放大器，第1功率放大器通过K个预失真模块进行预失真处理时，预失真电路包括K个预失真模块，第i预失真模块与第j预失真模块不相同，其中，1≤i≤K，1≤j≤K，i≠j， K≥2；第i预失真模块分别与通信接口、输入匹配网络、第1功率放大器的第二输入端连接。

作为本发明的进一步改进，第i级间拓展模块包括第i+1功率放大器、第i 级间匹配网络、第i+1功率放大器偏置电路和第i输出偏置电路；第i级间匹配网络分别与第i功率放大器的第一输出端、第i输出偏置电路、第i+1功率放大器的第一输入端连接，第i+1功率放大器偏置电路分别与通信接口、第i+1功率放大器的第二输入端连接，第i+1功率放大器的第一输出端与第i+1级间拓展模块连接，或第i+1功率放大器的第一输出端与输出匹配网络连接。

作为本发明的进一步改进，若预失真电路用于N级功率放大器，第i个功率放大器通过第i个预失真模块进行预失真处理时，预失真电路包括N-1个第 i级间预失真拓展模块，其中，1≤i≤N-1，N≥2；输入匹配网络分别与信号输入端、第1预失真模块、第1功率放大器的第一输入端连接，第1预失真模块分别与通信接口、第1功率放大器的第二输入端连接，第1功率放大器偏置电路分别与通信接口、第1功率放大器的第二输入端连接；第i级间预失真拓展模块包括第五输入端、第六输入端和第三输出端，第五输入端与第1功率放大器的第一输出端连接，或第五输入端与第i-1级间预失真拓展模块的第三输出端连接，第六输入端与通信接口连接，第三输出端与第i+1级间预失真拓展模块的第五输入端连接，或第三输出端与输出匹配网络连接，输出匹配网络分别与第N输出偏置电路、信号输出端连接。

作为本发明的进一步改进，若预失真电路用于N级功率放大器，第i个功率放大器通过至少一个预失真模块进行预失真处理时，预失真电路包括M个预失真模块时，N个功率放大器中存在S个功率放大器通过至少两个的预失真模块进行预失真处理，且N个功率放大器中存在N-S个功率放大器通过1个预失真模块进行预失真处理，其中，M>N，1≤S≤M-N。

作为本发明的进一步改进，第i级间预失真拓展模块包括第i级间匹配网络、第i输出偏置电路、第i+1预失真模块、第i+1功率放大器、以及第i+1功率放大器偏置电路；第i级间匹配网络分别与第i功率放大器的第一输出端、第i输出偏置电路、第i+1预失真模块、第i+1功率放大器的第一输入端连接，第i+1 预失真模块分别与通信接口、第i+1功率放大器的第二输入端连接，第i+1功率放大器偏置电路分别与通信接口、第i+1功率放大器的第二输入端连接，第 i+1功率放大器的第一输出端与第i+1级间预失真拓展模块连接，或第i+1功率放大器的第一输出端与输出匹配网络连接。

作为本发明的进一步改进，若预失真电路用于N级功率放大器，N个功率放大器中存在G个功率放大器通过1个预失真模块进行预失真处理，且N个功率放大器中存在N-G个功率放大器不通过预失真模块进行预失真处理，预失真电路包括G个预失真模块，其中，N>G≥2，若第i功率放大器通过第j预失真模块进行预失真处理时，第j预失真模块分别与通信接口、第i功率放大器的第二输入端连接，若i＝1，第j预失真模块还与输入匹配网络连接，若2≤i≤N，第j预失真模块还与第i-1级间匹配网络连接，其中，1≤j≤G。

作为本发明的进一步改进，G个功率放大器中存在P个功率放大器通过至少两个预失真模块进行预失真处理，且G个功率放大器中存在G-P个功率放大器通过1个预失真模块进行预失真处理；预失真电路包括H个预失真模块；若第i功率放大器通过K个预失真模块进行预失真处理，第j预失真模块与第k 预失真模块不相同，其中，1≤j≤K，1≤k≤K，j≠k，K≥2；第j预失真模块分别与通信接口、第i功率放大器的第二输入端连接，若i＝1，第j预失真模块还与输入匹配网络连接，若2≤i≤N，第j预失真模块还与第i-1级间匹配网络连接。

作为本发明的进一步改进，第i预失真模块包括第i预失真耦合电路和第i 预失真偏置电路，第i预失真耦合电路分别与第i预失真偏置电路、第i功率放大器的第二输入端连接，第i预失真偏置电路与通信接口连接，若i＝1，第i预失真耦合电路与输入匹配网络连接，若2≤i≤N，第i预失真耦合电路与第i-1 级间匹配网络连接。

与现有技术相比，本发明通过预失真模块的偏置设置和第一偏置电路的偏置设置这两个调整自由度，可以相对独立地调整预失真电路的AM-AM特性和和 AM-PM特性，从而优化调整预失真电路的线性度和效率，从而达到既保证了预失真电路的线性度，也保证了预失真电路的效率的技术效果。

附图说明

图1为本发明预失真电路第一个实施例的功能模块示意图。

图2为本发明预失真电路第二个实施例的功能模块示意图。

图3为本发明预失真电路第三个实施例的功能模块示意图。

图4为图3中第1级间拓展模块第一个实施例的功能模块示意图。

图5为本发明预失真电路第四个实施例的功能模块示意图。

图6为本发明预失真电路第五个实施例的功能模块示意图。

图7为图6中第1级间预失真拓展模块第一个实施例的功能模块示意图。

图8为本发明预失真电路第六个实施例的功能模块示意图。

图9为本发明预失真电路第七个实施例的功能模块示意图。

图10为本发明预失真电路第八个实施例的功能模块示意图。

图11为本发明预失真电路第一个实施例的电路结构示意图。

图12为本发明预失真电路第一个实施例的AM-AM变化趋势线条图。

图13为本发明预失真电路第一个实施例的AM-PM变化趋势线条图。

图14为本发明预失真电路第二个实施例的AM-AM变化趋势线条图。

图15为本发明预失真电路第二个实施例的AM-PM变化趋势线条图。

图16为本发明预失真电路第一个实施例的ACPR变化趋势线条图。

图17为本发明预失真电路第一个实施例的FOM变化趋势线条图。

图18为本发明预失真电路第二个实施例的ACPR变化趋势线条图。

图19为本发明预失真电路第二个实施例的FOM变化趋势线条图。

图20为图11中第一预失真耦合电路第一个实施例的电路结构示意图。

图21为图11中第一预失真耦合电路第二个实施例的电路结构示意图。

图22为图11中第一预失真耦合电路第三个实施例的电路结构示意图。

图23为图11中第一预失真耦合电路第四个实施例的电路结构示意图。

图24为图11中第一预失真偏置电路第一个实施例的电路结构示意图。

图25为图11中第一预失真偏置电路第二个实施例的电路结构示意图。

图26为图11中第一预失真偏置电路第三个实施例的电路结构示意图。

图27为图11中第一预失真偏置电路第四个实施例的电路结构示意图。

图28为本发明预失真电路第二个实施例的电路结构示意图。

图29为本发明预失真电路第三个实施例的电路结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用来限定本发明。

本发明的预失真电路包括信号输入端、输入匹配网络、至少一个预失真模块、至少一个功率放大器、至少一个功率放大器偏置电路、至少一个输出偏置电路、输出匹配网络、通信接口和信号输出端。

图1展示了本发明预失真电路的一个实施例。在本实施例中，若预失真电路用于单级功率放大器，第1功率放大器3通过第1预失真模块2进行预失真处理。该预失真电路包括信号输入端、输入匹配网络1、第1预失真模块2、第 1功率放大器3、第1功率放大器偏置电路4、第1输出偏置电路6、输出匹配网络5、通信接口和信号输出端。具体地，第1功率放大器3包括第一输入端、第二输入端和第一输出端，输入匹配网络1分别与信号输入端、第1预失真模块2、第一输入端连接，第1预失真模块2分别与通信接口、第二输入端连接，第1功率放大器偏置电路4分别与通信接口、第二输入端连接，输出匹配网络 5分别与第一输出端、第1输出偏置电路6、信号输出端连接。

具体地，首先，射频信号经信号输入端、输入匹配网络1输入至第1预失真模块2，同时，经通信接口输入电压或电流至该第1预失真模块2。其次，该第1预失真模块2处理该视频信号，和电流或电压，从而合成预失真电压或预失真电流。再次，将预失真电压或预失真电流馈入第1功率放大器3，同时，第1功率放大器偏置电路4的偏置电压或偏置电流输入第1功率放大器3。最后，通过预失真电压或预失真电流，和偏置电压或偏置电流的结合调整，达到既提升预失真电路的线性度，也提升预失真电路的效率的效果。

在上述实施例的基础上，其他实施例中，通信接口包括MIPI RFFE接口。

本实施例可以针对不同的调制方式的信号及不同的工作模式通过MIPI RFFE接口做不同的设定，最大程度地满足系统要求。

为了获得更佳的线性度和效率，上述实施例的基础上，其他实施例中，该预失真电路用于单级功率放大器，且第1功率放大器3通过L个预失真模块进行预失真处理。具体地，该预失真电路包括L个预失真模块。第i预失真模块与第j预失真模块不相同，其中，1≤i≤L，1≤j≤L，i≠j，L≥2；第i预失真模块分别与通信接口、输入匹配网络1、第1功率放大器3的第二输入端连接。

具体地，为了更加详细说明本发明的技术方案，参见图2，第1功率放大器通过2个预失真模块进行预失真处理为例，对本案进行了详细说明。

其中，第1功率放大器3包括第一输入端、第二输入端和第一输出端，输入匹配网络1分别与信号输入端、第1预失真模块2、第一输入端连接，第1 功率放大器偏置电路4分别与通信接口、第二输入端连接，输出匹配网络5分别与第一输出端、第1输出偏置电路6、信号输出端连接，第1预失真模块2 与通信接口连接。第2预失真模块20分别与通信接口、输入匹配网络1、第1 功率放大器3的第二输入端连接。其中，第1预失真模块2与第2预失真模块 20不同。

本实施例通过多个不同的预失真模块的预失真电压或预失真电流的结合调整，进一步提升预失真电路的线性度和效率。

为了适用于具有N级功率放大器的预失真电路，在上述实施例的基础上，其他实施例中，若预失真电路用于N级功率放大器，第1功率放大器3通过1 个预失真模块进行预失真处理。具体地，参见图3，该预失真电路包括信号输入端、输入匹配网络1、第1预失真模块2、第1功率放大器偏置电路4、第N 输出偏置电路60、输出匹配网络5、信号输出端、通信接口、N-1个第i级间拓展模块和N个功率放大器，其中，1≤i≤N-1，N≥2。此外，本实施例中的每一个功率放大器均不相同。

具体地，输入匹配网络1分别与信号输入端、第1预失真模块2、第1功率放大器3的第一输入端连接，第1预失真模块2分别与通信接口、第1功率放大器3的第二输入端连接，第1功率放大器偏置电路4分别与通信接口、第 1功率放大器3的第二输入端连接；第i级间拓展模块包括第三输入端、第四输入端和第二输出端，第三输入端与第1功率放大器3的第一输出端连接，或第三输入端与第i-1级间拓展模块的第二输出端连接，第四输入端与通信接口连接，第二输出端与第i+1级间拓展模块的第三输入端连接，或第二输出端与输出匹配网络连接，输出匹配网络分别与第N输出偏置电路、信号输出端连接。

其中，第i级间拓展模块包括第i+1功率放大器、第i级间匹配网络、第i+1 功率放大器偏置电路和第i+1输出偏置电路；第i级间匹配网络分别与第i功率放大器的第一输出端、第i+1输出偏置电路、第i+1功率放大器的第一输入端连接，第i+1功率放大器偏置电路分别与通信接口、第i+1功率放大器的第二输入端连接，第i+1功率放大器的第一输出端与第i+1级间拓展模块连接，或第i+1功率放大器的第一输出端与输出匹配网络5连接。

参加图4，以第1级间拓展模块为例对本案进行详细说明。具体地，第1 级间拓展模块包括第2功率放大器30、第1级间匹配网络10、第2功率放大器偏置电路40和第1输出偏置电路6；第1级间匹配网络10分别与第1功率放大器3的第一输出端、第1输出偏置电路6、第2功率放大器30的第一输入端连接，第2功率放大器偏置电路40分别与通信接口、第2功率放大器30的第二输入端连接，第2功率放大器30的第一输出端与第2级间拓展模块连接，或第2功率放大器30的第一输出端与输出匹配网络5连接。

在上述实施例的基础上，其他实施例中，若预失真电路用于N级功率放大器，第1功率放大器3通过K个预失真模块进行预失真处理。具体地，该预失真电路包括信号输入端、输入匹配网络1、第1功率放大器偏置电路4、第1 输出偏置电路6、输出匹配网络5、信号输出端、通信接口、N-1个第i级间拓展模块、N个功率放大器、K个预失真模块。第i预失真模块与第j预失真模块不相同，其中，1≤i≤K，1≤j≤K，i≠j，K≥2。第i预失真模块分别与通信接口、输入匹配网络1、第1功率放大器3的第二输入端连接。

为了更加详细说明本发明的技术方案，以第1功率放大器通过2个预失真模块进行预失真处理为例对本案进行详细说明。

具体地，参见图5，输入匹配网络1分别与信号输入端、第1预失真模块2、第1功率放大器3的第一输入端连接，第1预失真模块2分别与通信接口、第 1功率放大器3的第二输入端连接，第1功率放大器偏置电路4分别与通信接口、第1功率放大器的第二输入端连接；第i级间拓展模块包括第三输入端、第四输入端和第二输出端，第三输入端与第1功率放大器3的第一输出端连接，或第三输入端与第i-1级间拓展模块的第二输出端连接，第四输入端与通信接口连接，第二输出端与第i+1级间拓展模块的第三输入端连接，或第二输出端与输出匹配网络5连接，输出匹配网络5分别与第N输出偏置电路60、信号输出端连接。此外，第2预失真模块20分别与输入匹配网络1、通信接口、第1 功率放大器3的第二输入端连接。本实施例中的第i级间拓展模块与上述实施例的第i级间拓展模块的结构类似，因此，在此不再赘述。

在预失真电路的设计与调试中，对于N级功率放大器，第1功率放大器可以通过至少一个预失真模块的调整，和第1功率放大器偏置电路的电压或电流的设置调整，以及综合第i功率放大器的第i功率放大器偏置电路(2≤i≤N) 的调整，从而得到满足需求的线性度和效果。

在上述实施例的基础上，其他实施例中，参见图6，若预失真电路用于N 级功率放大器，每一个功率放大器通过一个预失真模块进行预失真处理。具体地，该预失真电路包括信号输入端、输入匹配网络1、第1预失真模块2、第1 功率放大器偏置电路4、第N输出偏置电路60、输出匹配网络5、信号输出端、通信接口、N-1个第i级间预失真拓展模块和N个功率放大器，其中，1≤i≤ N-1，N≥2。此外，本实施例中的每一个功率放大器均不相同。

具体地，输入匹配网络1分别与信号输入端、第1预失真模块2、第1功率放大器3的第一输入端连接，第1预失真模块2分别与通信接口、第1功率放大器3的第二输入端连接，第1功率放大器偏置电路4分别与通信接口、第1功率放大器3的第二输入端连接；第i级间预失真拓展模块包括第五输入端、第六输入端和第三输出端，第五输入端与第1功率放大器3的第一输出端连接，或第五输入端与第i-1级间预失真拓展模块的第三输出端连接，第六输入端与通信接口连接，第三输出端与第i+1级间预失真拓展模块的第五输入端连接，或第三输出端与输出匹配网络连接，输出匹配网络分别与第N输出偏置电路、信号输出端连接。

进一步地，第i级间预失真拓展模块包括第i级间匹配网络、第i+1输出偏置电路、第i+1预失真模块、第i+1功率放大器、以及第i+1功率放大器偏置电路；第i级间匹配网络分别与第i功率放大器的第一输出端、第i+1输出偏置电路、第i+1预失真模块、第i+1功率放大器的第一输入端连接，第i+1预失真模块分别与通信接口、第i+1功率放大器的第二输入端连接，第i+1功率放大器偏置电路分别与通信接口、第i+1功率放大器的第二输入端连接，第i+1功率放大器的第一输出端与第i+1级间预失真拓展模块连接，或第i+1功率放大器的第一输出端与输出匹配网络连接。

参见图7，以第1级间预失真拓展模块为例对本案进行详细说明。具体地，第1级间预失真拓展模块包括第1级间匹配网络10、第1输出偏置电路6、第 2预失真模块20、第2功率放大器30、以及第2功率放大器偏置电路40；第1 级间匹配网络10分别与第1功率放大器3的第一输出端、第1输出偏置电路6、第2预失真模块20、第2功率放大器30的第一输入端连接，第2预失真模块 20分别与通信接口、第2功率放大器30的第二输入端连接，第2功率放大器偏置电路40分别与通信接口、第2功率放大器30的第二输入端连接，第2功率放大器30的第一输出端与第2级间预失真拓展模块连接，或第2功率放大器 30的第一输出端与输出匹配网络5连接。

在上述实施例的基础上，其他实施例中，若预失真电路用于N级功率放大器，每一个功率放大器通过预失真模块进行预失真处理，且N个功率放大器中存在S个功率放大器通过至少两个的预失真模块进行预失真处理。具体地，预失真电路包括M个预失真模块时，N个功率放大器中存在S个功率放大器通过至少两个的预失真模块进行预失真处理，且N个功率放大器中存在N-S个功率放大器通过1个预失真模块进行预失真处理，其中，M>N，1≤S≤M-N。

参见图8，以N＝3，S＝1，M＝4构建的预失真电路对本案进行详细说明。具体地，第1功率放大器通过一个预失真模块进行预失真处理，第2功率放大器通过2个预失真模块进行预失真处理，以及第3功率放大器通过一个预失真模块进行预失真处理。该预失真电路中的元件之间的具体关系参见图8，在此不再赘述。

在上述实施例的基础上，其他实施例中，该预失真电路用于N级功率放大器，N个功率放大器中存在G个功率放大器通过1个预失真模块进行预失真处理，且N个功率放大器中存在N-G个功率放大器不通过预失真模块进行预失真处理。具体地，该预失真电路包括G个预失真模块，其中，N>G≥2。若第i 功率放大器通过第j预失真模块进行预失真处理时，第j预失真模块分别与通信接口、第i功率放大器的第二输入端连接，若i＝1，第j预失真模块还与输入匹配网络1连接，若2≤i≤N，第j预失真模块还与第i-1级间匹配网络连接，其中，1≤j≤G。

参见图9，以N＝3，G＝2构建的预失真电路对本案进行详细说明。具体地，第1功率放大器通过一个预失真模块进行预失真处理，第2功率放大器不通过预失真模块进行预失真处理，以及第3功率放大器通过一个预失真模块进行预失真处理。该预失真电路中的元件之间的具体关系参见图9，在此不再赘述。

在上述实施例的基础上，其他实施例中，预失真电路用于N级功率放大器， N个功率放大器中存在G个功率放大器通过预失真模块进行预失真处理，且N 个功率放大器中存在N-G个功率放大器不通过预失真模块进行预失真处理。其中，G个功率放大器中存在P个功率放大器通过至少两个预失真模块进行预失真处理，且G个功率放大器中存在G-P个功率放大器通过1个预失真模块进行预失真处理。具体地，预失真电路包括H个预失真模块；若第i功率放大器通过K个预失真模块进行预失真处理，第j预失真模块与第k预失真模块不相同，其中，1≤j≤K，1≤k≤K，j≠k，K≥2；第j预失真模块分别与通信接口、第 i功率放大器的第二输入端连接，若i＝1，第j预失真模块还与输入匹配网络1 连接，若2≤i≤N，第j预失真模块还与第i-1级间匹配网络连接。

参见图10，以N＝3，G＝2，P＝1构建的预失真电路对本案进行详细说明。具体地，第1功率放大器通过一个预失真模块进行预失真处理，第2功率放大器通过2个预失真模块进行预失真处理，以及第3功率放大器不通过预失真模块进行预失真处理。该预失真电路中的元件之间的具体关系参见图10，在此不再赘述。

在上述实施例的基础上，其他实施例中，第i预失真模块包括第i预失真耦合电路和第i预失真偏置电路，第i预失真耦合电路分别与第i预失真偏置电路、第i功率放大器的第二输入端连接，第i预失真偏置电路与通信接口连接，若 i＝1，第i预失真耦合电路与输入匹配网络1连接，若2≤i≤N，第i预失真耦合电路与第i-1级间匹配网络连接。

在预失真电路的设计与调试中，对于N级功率放大器，每一级功率放大器都可以通过至少一个预失真耦合电路的调整，以及功率放大器偏置电路电压或电流的设置调整，从而改变预失真电路的AM-AM特性和和AM-PM特性。此外，结合预失真偏置电路的调整，从而进一步优化调整预失真电路的线性度和效率。这种电路架构，可以实现宽带高线性高效率功率放大器，或实现特殊AM-AM性能和AM-PM性能的放大器。此外，还可以通过MIPI RFFE接口等标准接口，改变和优化放大器的性能，使放大器可以满足不同的性能要求。

需要说明的是，不同调制体系下的功率放大器的电路优良指数(FOM)常定义为特定输出功率下的邻道功率比(ACPR)和放大器附加效率(PAE)之和。一个高性能的线性功率放大器必须具备高FOM。

为了更加详细说明本发明的技术方案，参见图11，展示本实施例的一种电路结构图。

需要说明的是，虽然图11实施例以使用电流偏置的双极型晶体管电路为例描述预失真耦合电路将射频信号和偏置电流耦合进功率放大器以获得最佳线性化效果的工作原理，但必须指出的是，对电压控制的场效应管(FET)、高电子迁移率晶体管(HEMT)、赝高电子迁移率晶体管(pHEMT)、金属半导体场效应管 (MESFET)等以及包括但不限于以上类型射频器件混合构成的功率放大器电路，可通过第一预失真耦合电路将电压形式的预失真信号耦合进第二放大器，因此，本实施例可对包含但并不限于双极型晶体管(BJT)、异质双极型晶体管(HBT)、金属氧化物场效应管(MOSFET)、金属半导体场效应管(MESFET)、高电子迁移率晶体管(HEMT)、赝高电子迁移率晶体管(pHEMT)等器件的单类及混合所构成的各种放大电路进行预失真处理，达到最佳线性化效果。

具体地，输入匹配网络1由C57、R28、R2、C5构成，其中，C57的一端与信号输入端连接，C57的另一端经R28与C5的一端连接，同时，C57的另一端依次经R28、R2接地。C5的另一端与第一级的第1功率放大器3连接。此外，信号输入端与第1预失真耦合电路22连接。

将图11提供的预失真电路应用于电路的线性度和效率相关的参数设计仿真过程中，通过控制电流I1、I2、I3，以获取AM-AM和AM-PM变化趋势线条图。

1、参见图12，I1变化，I2和I3稳定情况下的AM-AM变化趋势线条图。具体地，I1＝0.3，0.15，0.05mA，I2＝0.8mA，I3＝1.2mA。其中，实线为I1＝0.05 mA时，获得的AM-AM变化趋势线条图。中间的虚线为I1＝0.15mA时，获得的AM-AM变化趋势线条图。余下的为I1＝0.3mA时，获得的AM-AM变化趋势线条图。

参见图13，I1变化，I2和I3稳定情况下的AM-PM变化趋势线条图。具具体地，I1＝0.05，0.15，0.3mA，I2＝0.8mA，I3＝1.2mA。其中，实线为I1＝0.05 mA时，获得的AM-PM变化趋势线条图。中间的虚线为I1＝0.15mA时，获得的AM-PM变化趋势线条图。余下的为I1＝0.3mA时，获得的AM-PM变化趋势线条图。

结合图12和图13可以看出，I1减少，AM-AM和AM-PM均是反向变化趋势，因此，合理的调节I1，可以有效地控制AM-AM和AM-PM。

2、参见图14，I2变化，I1和I3稳定情况下的AM-AM变化趋势线条图。具体地，I1＝0.1mA，I2＝0.6，0.9，1.2mA，I3＝1.2mA。其中，实线为I2＝0.6mA 时，获得的AM-AM变化趋势线条图。中间的虚线为I2＝0.9mA时，获得的 AM-AM变化趋势线条图。余下的为I2＝1.2mA时，获得的AM-AM变化趋势线条图。

参见图15，I2变化，I1和I3稳定情况下的AM-PM变化趋势线条图。具体地，I1＝0.1mA，I2＝0.6，0.9，1.2mA，I3＝1.2mA。其中，实线为I2＝0.6mA 时，获得的AM-PM变化趋势线条图。中间的虚线为I2＝0.9mA时，获得的 AM-PM变化趋势线条图。余下的为I2＝1.2mA时，获得的AM-PM变化趋势线条图。

结合图14和图15可以看出，I2减少，AM-AM和AM-PM均是反向变化趋势，因此，合理的调节I2，可以有效地控制AM-AM和AM-PM。

综上所述，合理的调节I1，I2的组合，可以有效地控制AM-AM和AM-PM 的平坦，实现线性度和效率的优化，从而快捷地获得优化的ACPR和FOM。

3、参见图16，I1变化，I2和I3稳定情况下的ACPR变化趋势线条图。具体地，I1＝0.05，0.15，0.3mA，I2＝0.8mA，I3＝1.2mA。其中，实线为I1＝0.3 mA时，获得的ACPR变化趋势线条图。中间的虚线为I1＝0.15mA时，获得的 ACPR变化趋势线条图。余下的为I1＝0.05mA时，获得的ACPR变化趋势线条图。

以及参见图17，I1变化，I2和I3稳定情况下的FOM、PAE变化趋势线条图。具体地，I1＝0.05，0.15，0.3mA，I2＝0.8mA，I3＝1.2mA。其中，实线为 I1＝0.3mA时，获得的FOM变化趋势线条图。中间的虚线为I1＝0.15mA时，获得的FOM变化趋势线条图。余下的为I1＝0.05mA时，获得的FOM变化趋势线条图。此外，I1＝0.05，0.15，0.3mA时，PAE变化趋势线条图几乎完全相同，I1的变化对PAE的影响甚微。

从图16和图17展示的线条图中可以看出，I1的变化对ACPR、FOM、PAE 的影响甚微。

4、参见图18，I2变化，I1和I3稳定情况下的ACPR变化趋势线条图。具体地，I1＝0.1mA，I2＝0.6，0.9，1.2mA，I3＝1.2mA。其中，实线为I2＝0.6mA 时，获得的ACPR变化趋势线条图。中间的虚线为I2＝0.9mA时，获得的ACPR 变化趋势线条图。余下的为I2＝1.2mA时，获得的ACPR变化趋势线条图。

以及参见图19，I2变化，I1和I3稳定情况下的FOM、PAE变化趋势线条图。具体地，I1＝0.1mA，I2＝0.6，0.9，1.2mA，I3＝1.2mA。其中，实线为I2＝0.6 mA时，获得的FOM变化趋势线条图。中间的虚线为I2＝0.9mA时，获得的 FOM变化趋势线条图。余下的为I2＝1.2mA时，获得的FOM变化趋势线条图。

从图18和图19展示的线条图中可以看出，ACPR、FOM随I2的变化产生了敏感的变化。因此，可以通过调整I2调整ACPR、FOM。

需要说明的是，本实施例的第一预失真耦合电路22具有多种电路结构，下面针对最为主要的几种结构对本案进行详细说明。

1、参见图20，第一预失真耦合电路22由R38、C54、R27构成，其中， C54的一端与信号输入端连接，C54的另一端经R38与第一预失真偏置电路21 连接，同时，C54的另一端经R27与第二放大器4连接。

2、参见图21，第一预失真耦合电路22由C54、L2、L1、R38、C61、L5、 C62、R27构成，其中，C54的一端与信号输入端连接，C54的另一端依次经 L2、L1、R38与第一预失真偏置电路21连接。L1与L2之间具有一连接点，该连接点分别与C61的一端、C62的一端、L5的一端连接。C61的另一端与第一预失真偏置电路21连接。L5的另一端经R27与C62的另一端连接，同时，L5的另一端经R27与第二放大器4连接。

3、参见图22，第一预失真耦合电路22由C54、L2、L1、R38、C61、L5、 C62、R27构成，其中，C54的一端与信号输入端连接，C54的另一端依次经 L2、L1、R38与第一预失真偏置电路21连接。L1与L2之间具有一连接点，同时，C62与R27并联。该连接点经L5与C62与R27并联后的一端连接，C62 与R27并联后的另一端与第二放大器4连接。

4、参见图23，第一预失真耦合电路22由C54、L2、L1、R38、C61、L5、 C62、R27构成，其中，C54的一端与信号输入端连接，C54的另一端依次经 L2、L1、R38与第一预失真偏置电路21连接。L1与L2之间具有第一连接点， L1与R38之间具有第二连接点。C61分别与第一连接点、第二连接点连接，以致C61与L1并联。C62与L5并联，该第一连接点与C62与L5并联后的一端连接，C62与L5并联后的另一端经R27与第二放大器4连接。

需要说明的是，本实施例的第一预失真偏置电路21具有多种电路结构，下面针对最为主要的几种结构对本案进行详细说明。

1、参见图24，第一预失真偏置电路21由R30、R29、Q3、D3、R36、C60、 Q4构成，其中，Q3的发射极经R36接地，Q3的基级与D3的阴极连接，Q3 的集电极经R30与通信接口连接，D3的阳极依次经R29、R30与通信接口连接，D3的阳极经R29与C60的一端连接，D3的阳极经R29与Q4的基级连接，C60 的另一端接地，Q4的发射极与第一预失真耦合电路22连接，Q4的集电极与通信接口连接。

2、参见图25，第一预失真偏置电路21由R36、D3、D4、R30、C60、Q4 构成，其中，D4的阴极经R36接地，D4的阳极与D3的阴极相连，D3的阳极经R30与通信接口连接，C60的一端经R30与通信接口连接，C60的一端与 Q4的基级连接，C60的另一端接地，Q4的发射极与第一预失真耦合电路22连接，Q4的集电极与通信接口连接。

3、参见图26，第一预失真偏置电路21由R36、Q3、Q12、R29、R30、 C60、Q4构成，其中，Q3的发射极经R36接地，Q3的基级与Q12的发射极连接，Q3的集电极经R30与通信接口连接，Q3的集电极与Q12的基级连接，Q12 的集电极经R29分别与C60的一端、Q4的基级连接，Q12的集电极经R29、 R30与通信接口连接，Q4的发射极与第一预失真耦合电路22连接，Q4的集电极与通信接口连接。

4、参见图27，第一预失真偏置电路21由Q3、R30、R29、R36、D3、C60、 Q12、Q4、R38构成，其中，Q3的发射极接地，Q3的集电极经R30与通信接口连接，C60与Q12串联后(其中，Q12的基级与集电极相连后与C60的一端连接，)，与R29并联，并联后的一端分别与Q3的基级、Q4的基级连接，并联后的另一端经R36与D3的阳极连接，D3的阴极接地，Q4的发射极经R38与第一预失真耦合电路22连接，Q4的集电极与通信接口连接。

需要说明的是，本发明的输入匹配网络1与第一预失真耦合电路22的之间不仅仅包括图10提供的一种连接关系，可以根据用户的需求设置其他满足用户需求的其他连接关系，下面针对最为主要的几种连接关系对本案进行详细说明。

参见图28，本实施例中输入匹配网络1由C57、R28、R2、C5构成，其中， C57的一端与信号输入端连接，C57的另一端与第一预失真耦合电路22连接， C57的另一端经R28与C5的一端连接，同时，C57的另一端依次经R28、R2 接地。C5的另一端与第一级的第一放大器3连接。

参见图29，本实施例中输入匹配网络1由C57、R28、R2、C5构成，其中， C57的一端与信号输入端连接，C57的另一端经R28与C5的一端连接，C57 的另一端经R28与第一预失真耦合电路22连接，同时，C57的另一端依次经 R28、R2接地。C5的另一端与第一级的第一放大器3连接。

以上对发明的具体实施方式进行了详细说明，但其只作为范例，本发明并不限制与以上描述的具体实施方式。对于本领域的技术人员而言，任何对该发明进行的等同修改或替代也都在本发明的范畴之中，因此，在不脱离本发明的精神和原则范围下所作的均等变换和修改、改进等，都应涵盖在本发明的范围内。

Claims (11)

1.一种预失真电路，其特征在于，其包括信号输入端、输入匹配网络、至少一个预失真模块、至少一个功率放大器、至少一个功率放大器偏置电路、至少一个输出偏置电路、输出匹配网络、通信接口和信号输出端；若所述预失真电路用于单级功率放大器，第1功率放大器通过第1预失真模块进行预失真处理时，所述第1功率放大器包括第一输入端、第二输入端和第一输出端，所述输入匹配网络分别与所述信号输入端、所述第1预失真模块、所述第一输入端连接，所述第1预失真模块分别与所述通信接口、所述第二输入端连接，所述第1功率放大器偏置电路分别与所述通信接口、所述第二输入端连接，所述输出匹配网络分别与所述第一输出端、所述第1输出偏置电路、所述信号输出端连接。

2.根据权利要求1所述的预失真电路，其特征在于，若所述预失真电路用于单级功率放大器，所述第1功率放大器通过L个预失真模块进行预失真处理时，所述第i预失真模块与第j预失真模块不相同，其中，1≤i≤L，1≤j≤L，i≠j，L≥2；所述第i预失真模块分别与所述通信接口、所述输入匹配网络、所述第1功率放大器的第二输入端连接。

3.根据权利要求1所述的预失真电路，其特征在于，若所述预失真电路用于N级功率放大器，第1功率放大器通过1个预失真模块进行预失真处理时，所述预失真电路包括N-1个第i级间拓展模块，第i功率放大器与第j功率放大器不同，其中，1≤i≤N，N≥2；所述输入匹配网络分别与所述信号输入端、所述第1预失真模块、所述第1功率放大器的第一输入端连接，所述第1预失真模块分别与所述通信接口、所述第1功率放大器的第二输入端连接，第1功率放大器偏置电路分别与所述通信接口、所述第1功率放大器的第二输入端连接；所述第i级间拓展模块包括第三输入端、第四输入端和第二输出端，所述第三输入端与所述第1功率放大器的第一输出端连接，或所述第三输入端与第i-1级间拓展模块的第二输出端连接，所述第四输入端与所述通信接口连接，所述第二输出端与第i+1级间拓展模块的第三输入端连接，或所述第二输出端与所述输出匹配网络连接，所述输出匹配网络分别与所述第N输出偏置电路、所述信号输出端连接。

4.根据权利要求3所述的预失真电路，其特征在于，若所述预失真电路用于N级功率放大器，第1功率放大器通过K个预失真模块进行预失真处理时，所述预失真电路包括K个预失真模块，所述第i预失真模块与第j预失真模块不相同，其中，1≤i≤K，1≤j≤K，i≠j，K≥2；所述第i预失真模块分别与所述通信接口、所述输入匹配网络、所述第1功率放大器的第二输入端连接。

5.根据权利要求3或4所述的预失真电路，其特征在于，所述第i级间拓展模块包括第i+1功率放大器、第i级间匹配网络、第i+1功率放大器偏置电路和第i输出偏置电路；所述第i级间匹配网络分别与所述第i功率放大器的第一输出端、所述第i输出偏置电路、所述第i+1功率放大器的第一输入端连接，所述第i+1功率放大器偏置电路分别与所述通信接口、所述第i+1功率放大器的第二输入端连接，所述第i+1功率放大器的第一输出端与第i+1级间拓展模块连接，或所述第i+1功率放大器的第一输出端与所述输出匹配网络连接。

6.根据权利要求1所述的预失真电路，其特征在于，若所述预失真电路用于N级功率放大器，第i个功率放大器通过第i个预失真模块进行预失真处理时，所述预失真电路包括N-1个第i级间预失真拓展模块，其中，1≤i≤N-1，N≥2；所述输入匹配网络分别与所述信号输入端、所述第1预失真模块、所述第1功率放大器的第一输入端连接，所述第1预失真模块分别与所述通信接口、所述第1功率放大器的第二输入端连接，所述第1功率放大器偏置电路分别与所述通信接口、所述第1功率放大器的第二输入端连接；所述第i级间预失真拓展模块包括第五输入端、第六输入端和第三输出端，所述第五输入端与所述第1功率放大器的第一输出端连接，或所述第五输入端与第i-1级间预失真拓展模块的第三输出端连接，所述第六输入端与所述通信接口连接，所述第三输出端与第i+1级间预失真拓展模块的第五输入端连接，或所述第三输出端与所述输出匹配网络连接，所述输出匹配网络分别与所述第N输出偏置电路、所述信号输出端连接。

7.根据权利要求6所述的预失真电路，其特征在于，若所述预失真电路用于N级功率放大器，第i个功率放大器通过至少一个预失真模块进行预失真处理时，所述预失真电路包括M个预失真模块时，所述N个功率放大器中存在S个功率放大器通过至少两个的预失真模块进行预失真处理，且所述N个功率放大器中存在N-S个功率放大器通过1个预失真模块进行预失真处理，其中，M＞N，1≤S≤M-N。

8.根据权利要求6或7所述的预失真电路，其特征在于，所述第i级间预失真拓展模块包括第i级间匹配网络、第i输出偏置电路、第i+1预失真模块、第i+1功率放大器、以及第i+1功率放大器偏置电路；所述第i级间匹配网络分别与所述第i功率放大器的第一输出端、所述第i输出偏置电路、所述第i+1预失真模块、所述第i+1功率放大器的第一输入端连接，所述第i+1预失真模块分别与所述通信接口、所述第i+1功率放大器的第二输入端连接，所述第i+1功率放大器偏置电路分别与所述通信接口、所述第i+1功率放大器的第二输入端连接，所述第i+1功率放大器的第一输出端与第i+1级间预失真拓展模块连接，或所述第i+1功率放大器的第一输出端与所述输出匹配网络连接。

9.根据权利要求8所述的预失真电路，其特征在于，若所述预失真电路用于N级功率放大器，所述N个功率放大器中存在G个功率放大器通过1个所述预失真模块进行预失真处理，且所述N个功率放大器中存在N-G个功率放大器不通过所述预失真模块进行预失真处理，所述预失真电路包括G个预失真模块，其中，N＞G≥2，若第i功率放大器通过第j预失真模块进行预失真处理时，所述第j预失真模块分别与所述通信接口、第i功率放大器的第二输入端连接，若i＝1，所述第j预失真模块还与所述输入匹配网络连接，若2≤i≤N，所述第j预失真模块还与第i-1级间匹配网络连接，其中，1≤j≤G。

10.根据权利要求9所述的预失真电路，其特征在于，所述G个功率放大器中存在P个功率放大器通过至少两个预失真模块进行预失真处理，且所述G个功率放大器中存在G-P个功率放大器通过1个预失真模块进行预失真处理；所述预失真电路包括H个预失真模块；若第i功率放大器通过K个预失真模块进行预失真处理，所述第j预失真模块与第k预失真模块不相同，其中，1≤j≤K，1≤k≤K，j≠k，K≥2；所述第j预失真模块分别与所述通信接口、所述第i功率放大器的第二输入端连接，若i＝1，所述第j预失真模块还与所述输入匹配网络连接，若2≤i≤N，所述第j预失真模块还与第i-1级间匹配网络连接。

11.根据权利要求1-10之一所述的预失真电路，其特征在于，所述第i预失真模块包括第i预失真耦合电路和第i预失真偏置电路，所述第i预失真耦合电路分别与所述第i预失真偏置电路、所述第i功率放大器的第二输入端连接，所述第i预失真偏置电路与所述通信接口连接，若i＝1，第i预失真耦合电路与所述输入匹配网络连接，若2≤i≤N，所述第i预失真耦合电路与第i-1级间匹配网络连接。