CN1913343A - 一种对功率自适应的rf基波抵消电路 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种对功率自适应的RF基波抵消电路，包括可调衰减器11和12和基波抵消电路，还包括有耦合器14、检波器15和补偿控制电路16；可调衰减器11一端连接RF信号端，另一端连接耦合器14，耦合器14设置有两个输出端，一个端口顺次串联检波器15、补偿控制电路16和基波抵消电路中的可调衰减器9，另一端口连接基波抵消电路的电桥1的端口A1；电桥5的端口D5连接可调衰减器12作为RF信号的输出端。该电路保证了基波抵消的效果，大大降低了调试量，可用于预失真功放中，能改善功放的线性指标，能提高功放的效率，对输入功率有较好的适应能力，三阶和五阶交调分量可以较好地兼顾。
Description
技术领域
本发明涉及一种RF基波抵消电路，具体涉及一种对功率自适应的基波抵消电路。
背景技术
RF(射频)基波抵消电路，主要用于RF线性功率放大器(简称功放)，在RF线性功放中，功放线性化的方法有：功率回退法，预失真法，前馈法，反馈法等。其中预失真法和前馈法都需要一个RF基波抵消电路，现有的RF基波抵消技术多采用从主路上取出一个信号，经过延时，与主路上通过失真发生器的信号合成，当主路信号与延时后的信号幅度相等而相位相差180°时便会使基波分量得到抵消，从而只保留了失真分量。现有的基波抵消电路存在电路复杂、调试麻烦、抵消效果差、对功率不能自适应、三阶和五阶交调分量不能兼顾等缺点。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是如何提供一种对功率自适应的RF基波抵消电路，该电路保证了基波抵消的效果，大大降低了调试量，可用于预失真功放中，能改善功放的线性指标，能提高功放的效率，对输入功率有较好的适应能力，三阶和五阶交调分量可以较好地兼顾。
本发明所提出的技术问题是这样解决的：构造一种对功率自适应的RF基波抵消电路，包括可调衰减器11和12和基波抵消电路，其特征在于，还包括有耦合器14、检波器15和补偿控制电路16；所述可调衰减器11一端连接RF信号端，另一端连接耦合器14，所述耦合器14设置有两个输出端，一个端口顺次串联检波器15、补偿控制电路16和所述基波抵消电路中的可调衰减器9，另一端口连接基波抵消电路的电桥1的端口A1；电桥(5)的端口D5连接可调衰减器12作为RF信号的输出端。
按照本发明所提供的对功率自适应的RF基波抵消电路，其特征在于，电桥5的端口D5与可调衰减器12之间还可连接放大器17；或在可调衰减器(12)的后面连接放大器(17)，放大器(17)的输出端作为该电路的输出端。
按照本发明所提供的对功率自适应的RF基波抵消电路，其特征在于，所述基波抵消电路包括电桥1和5、固定衰减器3和7、失真发生器2和8、可调衰减器4和9以及负载6和10；所述电桥1的端口A1和电桥5的端口C5分别连接负载6、负载10后接地；电桥1的端口D1顺次串联失真发生器2、固定衰减器3、可调衰减器4后连接电桥5的端口A5，电桥1的端口C1顺次串联固定衰减器7、失真发生器8、可调衰减器9后连接电桥5的端口B5。
按照本发明所提供的对功率自适应的RF基波抵消电路，其特征在于，所述基波抵消电路包括电桥1和5、固定衰减器3和7、失真发生器2和8、可调衰减器4和9以及负载6和10；所述电桥1的端口A1和电桥5的端口C5分别连接负载6、负载10后接地；电桥1的端口D1顺次串联固定衰减器7失真发生器8、可调衰减器9后连接电桥5的端口A5，电桥1的端口C1顺次串联失真发生器2、固定衰减器3、可调衰减器4后连接电桥5的端口B5。
按照本发明所提供的对功率自适应的RF基波抵消电路，其特征在于，所述耦合器14连接匹配负载13后接地。
本发明所提供的对功率自适应的RF基波抵消电路，信号从可调衰减器11输入，经过耦合器14送到基波抵消电路，使基波被抵消后得到三阶和五阶信号输出到放大器17放大，然后经可调衰减器12衰减后输出。从耦合器14的耦合端输出的信号经检波器15检波，得到了一个和可调衰减器11的输出功率相关的直流电压，经补偿控制电路16后去控制可调衰减器9，使该基波抵消电路能自动适应输入功率的变化，当输入功率发生变化或调整了可调衰减器11后都会使检波器15的输出电压发生变化，经补偿控制电路16后去控制延时电路中的可调衰减器9，使该基波抵消电路能对功率自动适应，在一定范围内，输入功率的变化和调整可调衰减器11都可以得到较好较稳定的基波抵消效果。负载13是耦合器14的匹配负载。在输入端和输出端加上可调衰减器11和12可以灵活调整输出三阶分量和五阶分量的幅度。
附图说明
图1是本发明所提供的对功率自适应的RF基波抵消电路的第一实施例的电路图；
图2是本发明所提供的对功率自适应的RF基波抵消电路的三阶交调和五阶交调示意图；
图3是本发明所提供的对功率自适应的RF基波抵消电路的输入信号与输出基波以及输出三阶分量和五阶分量的关系图；
图4是本发明所提供的对功率自适应的RF基波抵消电路的第二实施例的电路图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明所提供的对功率自适应的RF基波抵消电路作详细说明。
图1是本发明所提供的对功率自适应的RF基波抵消电路的第一实施例的电路图，图4是本发明所提供的对功率自适应的RF基波抵消电路的第二实施例的电路图。其中，1、5：电桥，3、7：固定衰减器，2、8：失真发生器，4、9：可调衰减器，6、10：负载，11、12：可调衰减器，13：负载，14：耦合器，15：检波器，16：补偿控制电路，17：放大器。可调衰减器11一端连接RF信号端，另一端连接耦合器14，耦合器14设置有两个输出端，一个端口顺次串联检波器15、补偿控制电路16和基波抵消电路中的可调衰减器9，另一端口连接基波抵消电路的电桥1的端口A1；放大器17一端连接基波抵消电路的电桥5的端口D5，另一端连接可调衰减器12作为RF信号的输出端，第一实施例中基波抵消电路中电桥1的端口B1和电桥5的端口C5分别连接负载6、负载10后接地，电桥1的端口D1顺次串联失真发生器2、固定衰减器3、可调衰减器4后连接电桥5的端口A5，电桥1的端口C1顺次串联固定衰减器7、失真发生器8、可调衰减器9后连接电桥5的端口B5；第二实施例中基波电路的电桥1的端口B1和电桥5的端口C5分别连接负载6、负载10后接地；电桥1的端口D1顺次串联固定衰减器7失真发生器8、可调衰减器9后连接电桥5的端口A5，电桥1的端口C1顺次串联失真发生器2、固定衰减器3、可调衰减器4后连接电桥5的端口B5。
电桥各端口的理论关系见下表：
图2是本发明所提供的RF基波抵消电路的三阶交调示意图，对一个非线性器件来说，其输出的三阶分量和五阶分量随输入信号的增大而急剧增大。三阶交调抑制比(IMD3，简称三阶交调)：指放大器输出信号的基波分量与三阶交调分量的功率比的分贝值，用IMD3表示，见图2。其中，F1和F2是输入的两个功率相等而频率不同的信号通过放大器放大后的输出分量，对于理想放大器，其输出应该只包含F1和F2。但实际的放大器由于存在失真，其输出就不仅仅只包含F1和F2，而是包含了众多新的频率分量。对系统影响较大的主要有F3，F4，F5，F6等。其中，F3＝2*F1-F2，F4＝2*F2-F1。F5＝3*F1-2*F2，F6＝3*F2-2*F1。它们都是由于器件的非线性，使F1和F2在放大的过程中产生各种频率组合(又称为交调)而成的。F3和F4就被称为三阶交调分量，而F5和F6就被称为五阶交调分量。
图3是本发明所提供的RF基波抵消电路的输入信号与输出基波以及输出三阶分量和五阶分量关系图。曲线A表示基波信号的输出功率随输入功率的变化关系，它的斜率为1。它和纵坐标有一个交点，表示在输入功率为0dBm时输出功率的值，也就是在输入功率为0dBm时放大器的增益G；曲线B表示三阶分量随输入功率的变化关系，它的斜率为3；曲线C表示曲线A基波信号的线性段的理论上的延伸，它和三阶分量的延伸曲线有一个交点，这个交点称为三阶交调截止点(OIP3)。曲线D表示输出信号中五阶分量随输入功率的变化关系，它的斜率为5。曲线C和五阶分量的延伸曲线有一个交点，这个交点可以称为五阶交调截止点(OIP5)。在输出功率为P0时该放大器的IMD3有如下公式：
IMD3＝P0-IM3＝(OIP3-P0)*2
IM3＝3*P0-2*OIP3
从图3可知，当输入功率增大1dB时，输出的基波功率相应增大1dB，而输出三阶分量则增大3dB，输出IMD3则降低2dB；输出五阶分量则增大5dB，输出IMD5则降低4dB。
对于一个具体的功放来说，其三阶和五阶的失真情况各不相同，比如当预失真电路输出的三阶分量功率合适，而五阶分量功率不够时，则功放输出的三阶分量可以被较好抵消，而五阶分量抵消效果差些，则功放输出的线性化效果就不太好。这时可以调整可调衰减器11，降低衰减量，使输入功率增大，这样可以使输出的三阶和五阶分量功率都同时增大：三阶分量功率增大3倍，而五阶分量功率增大5倍，然后调整可调衰减器12，使输出的三阶和五阶功率得到相同的衰减量。通过这样的调整，可以使三阶和五阶分量的功率都能与功放的失真情况相匹配，从而达到最佳的线性改善效果。其它的三阶和五阶功率失配情况也是按照同样的原理来调整。
由此可见，通过适当调整可调衰减器11来调整功率，可以灵活地调整三阶和五阶的幅度，可以使其与功放达到最佳匹配状态，线性化改善效果最佳。
Claims (5)
1、一种对功率自适应的RF基波抵消电路，包括可调衰减器(11、12)和基波抵消电路，其特征在于，还包括有耦合器(14)、检波器(15)和补偿控制电路(16)；所述可调衰减器(11)一端连接RF信号端，另一端连接耦合器(14)，所述耦合器(14)设置有两个输出端，一个端口顺次串联检波器(15)、补偿控制电路(16)和所述基波抵消电路中的可调衰减器(9)，另一端口连接基波抵消电路的电桥(1)的端口(A1)；电桥(5)的端口(D5)连接可调衰减器(12)作为RF信号的输出端。
2、根据权利要求1所述的对功率自适应的RF基波抵消电路，其特征在于，电桥(5)的端口(D5)与可调衰减器(12)之间还可连接放大器(17)；或在可调衰减器(12)的后面连接放大器(17)，放大器(17)的输出端作为该电路的输出端。
3、根据权利要求1或权利要求2所述的对功率自适应的RF基波抵消电路，其特征在于，所述基波抵消电路包括电桥(1、5)、固定衰减器(3、7)、失真发生器(2、8)、可调衰减器(4、9)和负载(6、10)；所述电桥(1)的端口(B1)和电桥(5)的端口(C5)分别连接负载(6)、负载(10)后接地；电桥(1)的端口(D1)顺次串联失真发生器(2)、固定衰减器(3)、可调衰减器(4)后连接电桥(5)的端口(A5)，电桥(1)的端口(C1)顺次串联固定衰减器(7)、失真发生器(8)、可调衰减器(9)后连接电桥(5)的端口(B5)。
4、根据权利要求1或权利要求2所述的对功率自适应的RF基波抵消电路，其特征在于，所述基波抵消电路包括电桥(1、5)、固定衰减器(3、7)、失真发生器(2、8)、可调衰减器(4、9)和负载(6、10)：所述电桥(1)的端口(B1)和电桥(5)的端口(C5)分别连接负载(6)、负载(10)后接地；电桥(1)的端口(D1)顺次串联固定衰减器(7)失真发生器(8)、可调衰减器(9)后连接电桥(5)的端口(A5)，电桥(1)的端口(C1)顺次串联失真发生器(2)、固定衰减器(3)、可调衰减器(4)后连接电桥(5)的端口(B5)。
5、根据权利要求1或权利要求2所述的对功率自适应的RF基波抵消电路，其特征在于，所述耦合器(14)连接匹配负载(13)后接地。
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|---|---|---|---|---|
| CN100525087C (zh) * | 2007-02-16 | 2009-08-05 | 上海杰盛无线通讯设备有限公司 | 基于90°分支线混合电桥的平衡式功率放大器 |
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| CN101674056B (zh) * | 2008-09-09 | 2012-08-22 | 阿尔卡特朗讯公司 | 使用rf反馈的功率放大器线性化 |
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