DE60026364T2 - Verbesserte vorverzerrungskompensation für einen leistungsverstärker - Google Patents

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Description

  • Die Erfindung betrifft im Allgemeinen Leistungsverstärker und insbesondere das Linearisieren der Eingangs-/Ausgangssignalübertragungsfunktion von Verstärkern, insbesondere Hochleistungs-Klasse AB-Leistungsverstärkern.
  • Hochleistungs-Breitbandleistungsverstärker sind wohl bekannt. Diese Verstärker können in einer Mitkopplungskonfiguration arbeiten oder können andere Formen der Linearisierung aufweisen, die benötigt werden, wenn der Hauptleistungsverstärker beispielsweise als ein Klasse AB-Verstärker arbeitet. Wenngleich Klasse A-Verstärker üblicherweise weniger Verzerrung erzeugen als Klasse AB-Verstärker, sind Klasse A-Verstärker auch weniger effizient als Klasse AB-Verstärker. Daher sind, um die Vorteile der Effizienz bei gleichzeitigem Minimieren der Verzerrung zu erhalten, Klasse AB-Verstärkerkonfigurationen entwickelt worden, die verschiedene Formen der Fehler- oder Verzerrungskorrektur implementieren.
  • Eine Form der Fehlerkorrektur versucht, das Eingangssignal derart zu verzerren, dass die Verzerrung eines Klasse AB-Verstärkers kompensiert wird. Dadurch kann eine Vorverzerrungsschaltung mit verschiedenen manuellen Anpassungen zum Erzeugen eines Verzerrungssignals aus dem Originalsignal zur Verfügung gestellt werden, so dass, wenn das Verzerrungssignal mit dem Eingangssignal kombiniert wird und die Kombination in den Leistungsverstärker, der beispielsweise als ein Klasse AB-Verstärker arbeitet, eingegeben wird, das Ausgangssignal im Wesentlichen eine lineare Verstärkung des ursprünglichen Eingangssignals in die Verstärkereinrichtung ist.
  • Derartige Vorverzerrungsschaltkreise verwenden typischerweise einen Niederleistungsverstärker mit vorzugsweise denselben allgemeinen Verzerrungscharakteristika wie der Hauptverstärker, so dass sein richtig verarbeitetes Ausgangssignal zum Erhalten der notwendigen Verzerrungskomponenten, die zum Kombinieren mit dem Eingangssignal für den Vorverzerrungsschaltkreis zum Erzeugen eines vorverzerrten Eingangssignals in den Hauptverstärker benötigt werden, genutzt werden kann. Derartige Konfigurationen arbeiten, um im Wesentlichen die Intermodulationsfrequenzverzerrungen, die durch einen Klasse AB-Verstärker erzeugt werden, zu reduzieren, wenn die variablen Elemente des Vorverzerrungsschaltkreises richtig eingestellt sind.
  • Jedoch kann sogar bei richtig eingestellten Vorverzerrung verwendenden Verstärkereinrichtungen ein gewisses Maß an Instabilität, d.h. Drift in der Arbeitspunktverstärkung und/oder -phase, beobachtet werden. Daher kann ein Mikroprozessor die kritischen Parameter einer Vorverzerrungsschaltung zum Minimieren der Verzerrungskomponenten anpassen, was jedoch die Einschränkung hat, dass er während der Anpassung der Vorverzerrungsschaltung die Aufhebungsschleife in der Mitkopplungskonfiguration aus dem Gleichgewicht bringt. Dies erfordert von dem Mikroprozessor, dass er die Signalaufhebungsschleife auf Null zurücksetzt, bevor eine Entscheidung gefällt werden kann, ob eine Verbesserung tatsächlich erreicht worden ist. Dies ist ein sehr zeitintensiver Vorgang und die Schleifen werden, falls die Eingangssignale von einer Art sind, die sich in einer konstanten Statusänderung, beispielsweise ein- und ausgeschalten, befinden, „verwirrt" werden und keine adaptive Verbesserung erzielen. Die anpassenden Vorverzerrungstechniken gemäß dem Stand der Technik, wie beispielsweise die in dem US-Patent Nr. 6,046,635 – angemeldet am 8. April 1998 mit dem Titel „DYNAMIC PREDISTORTION COMPENSATION FOR A POWER AMPLIFIER", dessen Inhalte in ihrer Gesamtheit durch Bezugnahme hier einbezogen werden – offenbarte Vorverzerrungstechnik, arbeitet daher gut für stationäre Signale, scheitert jedoch daran, die Ergebnisse zu liefern, die bei dem Betrieb in einer transienten Umgebung erstrebt werden. Diese transiente Umgebung existiert für bestimmte Arten von Mehrkanalbetrieb, wobei das analoge zelluläre System ein gutes Beispiel ist. In diesem System werden kontinuierlich Träger ein- und ausgeschaltet.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Die Erfindung betrifft eine Verstärkereinrichtung zum Verstärken eines Eingangssignals, mit dem ein verzerrungsaufhebendes Eingangssignal kombiniert wird. Die Verstärkereinrichtung weist einen Hauptverstärker, einen Vorverzerrungsschaltkreis mit einem mit dem Hauptverstärker verbundenen Ausgang und eine Rückkopplungsschleife auf. Die Rückkopplungsschleife weist einen Komparator, der die Differenz zwischen einer verzögerten Ableitung des Eingangssignals für die Verstärkereinrichtung und einem das Ausgangssignal des Hauptverstärkers repräsentierenden Signal zum Bereitstellen eines Fehlersignals bildet, einen Energiedetektor zum Empfangen des Fehlersignals und zum Erzeugen eines Ausgangssignals bezüglich des detektierten Energiefehlersignals, einen Peak-zu-Peak-Detektor zum Empfangen des Fehlersignals und zum Erzeugen eines Peak-zu-Peak-Fehlersignalausgangssignals, einen Regler, der auf das detektierte Energiesignalausgangssignal und das Peak-zu-Peak-Fehlersignalausgangssignal mit Erzeugen von Korrektursignalen reagiert, wobei die Vorverzerrungsschaltung auf mindestens einen Teil der Korrektursignale zum Verändern seiner Ausgabe an den Hauptverstärker reagiert, und einem Regelungsschaltkreis zum Empfangen des Eingangssignals und Übergeben an den Vorverzerrungsschaltkreis auf, wobei der Regelungsschaltkreis auf mindestens einen Peak-zu-Peak-Wert des Fehlersignals mit Reduzieren des Peak-zu-Peak-Signalwerts des Fehlersignals reagiert.
  • In einer besonderen Ausführungsform ist der Hauptverstärker ein Breitband-Hochfrequenzverstärker, der in einem Klasse AB-Modus arbeitet, und der Rückkopplungsschleifenregler reagiert auf die Energiemessungen mit iterativem Anpassen der Amplitude und Phase des Signalskorrekturschaltkreises.
  • Nach einem anderen Aspekt bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zum Korrigieren von Verzerrung in einem verstärkten Signalausgang aus einem Hauptverstärker einer Verstärkereinrichtung, wobei der Hauptverstärker Teil einer Verstärkereinrichtung ist und die Einrichtung einen Eingang und einen Ausgang aufweist. Das Verfahren kombiniert Vorverzerrungssignale mit dem Eingangssignal für die Verstärkereinrichtung zum Übergeben an den Hauptverstärker. Das Verfahren weist das Erzeugen der Vorverzerrungssignale in einer Vorverzerrungsschaltung, die von einem Eingangssignal für die Verstärkereinrichtung abgeleitet werden, das Erzeugen eines Fehlersignals aus einem Fehlersignal, das von dem Ausgangssignal des Hauptverstärkers abgeleitet wird und Verzerrungsenergie repräsentiert, das Erzeugen eines Peak-zu-Peak-Fehlersignals aus dem die Peak-zu-Peak-Signalwerte repräsentierenden Fehlersignal und das iterative und sukzessive Korrigieren von Verstärkungs- und Phasenanpassungen in und vor dem Vorverzerrungsschaltkreis unter Verwendung eines digital gesteuerten Prozessors, der zumindest auf das Energiefehlersignal und ein Peak-zu-Peak-Fehlersignal reagiert.
  • Das Verfahren weist in einer besonderen Ausführungsform das Vergleichen eines von dem Ausgangssignal des Hauptverstärkers abgeleiteten Signals mit einem von dem Eingangssignal für die Verstärkereinrichtung abgeleiteten Signal zum Erzeugen eines Differenzsignals und zum Messen des Peak-zu-Peak-Niveaus eines von dem Differenzsignal abgeleiteten Signals zum Erzeugen des Peak-zu-Peak-Fehlersignals auf.
  • Die Erfindung führt dadurch vorteilhafterweise schnell in einer dynamischen Art und Weise eine Vorverzerrung des Eingangssignals für einen Klasse AB- oder anderen verzerrenden Hauptverstärker durch und bewirkt dadurch eine beträchtliche Linearisierung der Eingangs-/Ausgangssignalcharakteristika der gesamten Verstärkereinrichtung in einer kurzen Zeitspanne durch.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung in Zusammenhang mit den Zeichnungen offensichtlich werden, in denen
  • 1 ein schematisches Blockdiagramm einer bevorzugten Ausführungsform des Vorverzerrer-Verstärkers und des Regelungsschaltkreises gemäß der Erfindung ist und
  • 2 ein Flussdiagramm ist, das den Betrieb des digital gesteuerten Prozessors gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung darstellt.
  • Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
  • Bezug nehmend auf 1 weist eine Verstärkereinrichtung 10 einen Vorverzerrungsschaltkreis 12, einen Hauptleistungsverstärker 14 und einen Regelungsschaltkreis 16 auf. Der Verstärker 14 ist typischerweise ein Hochleistungs-Klasse AB-Verstärker, dessen Ausgangssignal über eine Leitung 18 entweder direkt genutzt werden kann oder das Eingangssignal für einen Mitkopplungsschaltkreis zur Verzerrungsaufhebung, wie der in meinem US-Patent 5,796,304 mit dem Titel „BROADBAND AMPLIFIER WITH QUADRATURE PILOT SIGNAL", dessen Inhalte hier durch Referenz einbezogen werden, beschriebene, sein kann.
  • Das Eingangssignal für die Verstärkereinrichtung über eine Leitung 20 wird für etliche Zwecke aufgeteilt (oder gesamplet). Zuerst leitet ein Leitungs-Sampling-Koppler 22 einen Teil des Eingangssignals an ein Verzögerungselement 24. Das Ausgangssignal des Verzögerungselements wird zu einem Komparationsgerät 30 geleitet.
  • Das verbleibende Eingangssignal wird über die Leitung 36 durch einen gesteuerten Verstärkungsschaltkreis 38 und dann einen gesteuerten Phasenschaltkreis 40 empfangen und das Ausgangssignal des Schaltkreises 40 wird durch einen anderen Koppler 42 gesamplet. Das Ausgangssignal des Kopplers 42 wird durch einen Signalsplitter 40 empfangen, der das Signal gleichmäßig für die Ausgabe über die Leitungen 43 und 44 aufteilt. Das verbleibende Eingangssignal aus der Leitung 45 wird zu einem Verzögerungselement 46 des Vorverzerrers 12 geleitet.
  • Das Ausgangssignal des Splitters 40 über Leitung 43 wird einem Verzögerungselement 48 zugeleitet, dessen Ausgangssignal durch den Komparationsschaltkreis 50 empfangen wird. Das andere Ausgangssignal des Splitters 40 über die Leitung 44 wird durch einen verstärkungsgesteuerten Schaltkreis 52 empfangen, dessen Ausgangssignal zu Hilfsverstärkern 53, 54 geleitet wird. Das Ausgangssignal des Verstärkers 54 wird durch einen gesteuerten Verstärkungsschaltkreis 60 empfangen. Das Ausgangssignal des gesteuerten Verstärkungsschaltkreises 60 wird einem gesteuerten Phasenschaltkreis 62 übergeben, dessen Ausgangssignal mit dem Signal aus dem Verzögerungselement 48 in dem Komparationsschaltkreis 50 verglichen wird. Die Differenz zwischen den beiden Signalen, die die in erster Linie durch den Verstärker 54 eingeführten Verzerrungskomponenten repräsentiert, wird durch einen linearen Verstärker 64 hindurch zu einer gesteuerten Verstärkungsschaltung 66 geführt. Das Ausgangssignal der gesteuerten Verstärkungsschaltung 66 wird durch eine gesteuerte Phasenschaltung 68 empfangen. Die Ausgabe der gesteuerten Phasenschaltung 68 wird einem Koppler 70 übergeben, der das Ausgangssignal der Phasenschaltung 68 mit dem Ausgangssignal des Verzögerungselements 46 zum Erzeugen eines Eingangssignals über eine Leitung 72 für den Hauptleistungsverstärker 14 kombiniert.
  • Das Ausgangssignal des Hauptleistungsverstärkers 14 über eine Leitung 74 wird durch einen Koppler 76 gesamplet und das gesamplete Ausgangssignal mit dem über eine Leitung 78 verfügbaren Ausgangssignal der Verzögerung 24 zum Erzeugen eines Verzerrungsfehlersignals auf einer Leitung 80 verglichen (die Differenz gebildet). Das Verzerrungsfehlersignal über Leitung 80 wird durch einen Koppler 81 gesamplet und unter Verwendung der Verstärker 82 und 84, die in Reihe zueinander verbunden sind, verstärkt und das Ausgangssignal des Verstärkers 84, hier unter Verwendung einer Shottky-Diode 86 zum Messen der Energie in dem Signal, zur Eingabe in einen digitalen Controller 90 detektiert. Der digitale Controller 90 gibt digitale Signale über die Leitungen 92a und 92b jeweils zum Steuern von Digital-zu- Analog(D/A)-Wandlern 100a und 100b aus. Die analogen Ausgangssignale der Digital-zu-Analog-Wandler sind darauf ausgerichtet, verschiedene Verstärkungs- und Phasenelemente des Vorverzerrungsschaltkreises 12 und eine Cartesische Schleifenschaltung 110 („Cartesian loop circuit") zu steuern.
  • Um den adaptiven Vorverzerrungsschaltkreis in einer transienten Umgebung zu betreiben, stellt die Erfindung ein Beschleunigen der effektiven Antwortzeit des Regelungsprozesses der Regelungsschleife zur Verfügung, so dass das Abstimmen der Vorverzerrungsschaltung schnell bewertet werden kann. Dies ermöglicht der adaptiven Vorverzerrungsschaltung, in der flüchtigen („transitory") Umgebung effektiv zu sein.
  • Es ist auf diesem Gebiet bekannt, eine Cartesische Schleife zum Regeln von Verstärkungs- und Phasenelementen der verschiedenen Schaltkreise zu nutzen. Die Cartesische Schleife misst sowohl Amplitude als auch Phase und kann ziemlich schnell arbeiten. Die Cartesische Schleife koppelt über einen Koppler 120 an das Verzerrungsfehlersignal über Leitung 80 und über einen Koppler 122 an das durch die Verzögerung 24 zur Verfügung gestellte verzögerte Eingangssignal an. Beide Signale werden jeweils unter Verwendung der Verstärker 124 und 126 verstärkt und jeweils unter Verwendung eines Splitters 128 bzw. eines Quadratur-Splitters 130 aufgeteilt, wobei die Ausgangssignale an Mischelemente 132 und 134 angelegt werden. Die Ausgangssignale der Mischelemente sind jeweils ausgerichtet, um Amplituden- und Phasenanpassungen der gesteuerten Schaltkreise 38 und 40 zu steuern, und werden ebenso Peak-Detektoren 150, 152 überreicht.
  • Dieses System arbeitet ziemlich schnell, so dass für innerhalb von etwa 100 kHz beabstandete Signale die Schleife die Aufhebung von aus der Leitung 120 eingekoppelten Verzerrungsprodukten durchführt. Die Beschränkung in der Schaltung ist die Zeitverzögerung des Systems, da die Schaltung eine Rückkopplungstechnik verwendet. Die Signale, die am Aufhebungspunkt über Leitung 80 übrig bleiben, sind die Hochfrequenzverzerrungskomponenten. Schließlich werden diese in den Fehlerverstärker eingespeist, wenn ein Mitkopplungssystem, wie es in dem US-Patent 5,796,304 beschrieben ist, verwendet wird.
  • In einer Cartesischen Schleife, wie die in 1 dargestellte, ist die absolute Trägernullstelle eine Funktion des Gleichgewichts der Phasendetektorelemente. Dies trifft zu, gleichgültig ob die Phasendetektorelemente Diodenmischer oder aktive Mischer sind. Ein herkömmlicher Detektor kann verwendet werden, um dem Mikroprozessor oder Controller 90 das Abstimmen für das niedrigste mögliche Energieniveau bei dem Aufhebungspunkt, Leitung 80, zu ermöglichen. Dieser Vorgang kann bei einer sehr geringen Geschwindigkeit ausgeführt werden, da jede Drift auf die Temperatur und Alterung, wie in der ebenfalls anhängigen Patentanmeldung mit der Nummer 09/057,332 beschrieben, beruhen wird. Die Leistung kann, wie in dieser zuvor genannten Anmeldung beschrieben, unter Verwendung einer Shottky-Diodenanordnung, wie beispielsweise die in 1 dargestellten Elemente 82, 84 und 86 detektiert werden. In praktischen Schaltungen können Nullstellen von 25 dB ohne Offset-Korrektur erreicht werden und es wird erwartet, dass dieser Wert in Abhängigkeit von den Abständen zwischen den Tönen (Amplituden- und Phasenlinearität) des Hauptverstärkers 14 bis auf 30 bis 40 dB erhöht werden kann.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung sind es jedoch die Hochfrequenzkomponenten, die auf Leitung 80 übrig sind, die unter Verwendung des Mikroprozessors/Controllers 90 zum Anpassen des Vorverzerrungsschaltkreises zum Minimieren des Niveaus dieser Verzerrungskomponenten weiter entfernt werden. Die Verzerrung und die verbleibenden Hauptsignale über Leitung 80 sind in Form einer Hochfrequenzeinhüllenden, die das momentane Fehlersignal aus dem Hauptverstärker repräsentiert. Die Vorrichtung der Erfindung detektiert diese Fehlereinhüllende und passt den Vorverzerrungsschaltkreis für ein minimales Niveau an, das der optimale Abstimmpunkt für den Vorverzerrungsschaltkreis ist.
  • Zum Implementieren dieses Aspekts des Systems messen mit hoher Geschwindigkeit arbeitende Peak-Detektoren 150, 152 den Wert der Verzerrungssignal-Peaks und stellen diese Informationen dem Controller 90 zur Verfügung. Je geringer die Peak-zu-Peak-Spannung ist, desto niedriger ist die Verzerrung in dem Hauptverstärker. Die Niederfrequenzkomponenten, die den Verzerrungsdetektor verwirren könnten, werden durch die sehr schnelle Antwortzeit der Schleife beseitigt. Dieser Teil der detektierten Einhüllenden, der nicht detektiert werden kann, würde in der Hochfrequenzform sein und – in einem Mitkopplungsverstärkungssystem – zu dem Fehlerverstärker für die Hochfrequenzaufhebung gesendet werden. Daher wird gemäß der Erfindung ein Peak-zu-Peak-Detektor zum Detektieren der Verzerrungsleistung zusätzlich zu (oder in einigen System statt) der Shottky-Diode 86, die eher ein RMS-Gerät ist, verwendet. Dieses System ist natürlich sowohl bei Mitkopplungsals auch bei herkömmlichen, lediglich Vorverzerrung verwendenden Einkanalverstärkern anwendbar.
  • Beim Betrieb kann der Mikroprozessor 90 zuerst die Energie (entsprechend der RMS-Leistung) in dem Ausgangssignal des Komparationsschaltkreises 30 über Leitung 90, wie durch den Koppler 81 gesamplet, detektieren und kann zum Minimieren dieses Wertes durch Regeln der Amplitude und Phase der Elemente 38, 40 und 66, 68 mittels Digital-zu-Analog-Wandler 100a, 100b tätig werden. Dies wird in einem iterativen Prozess, wie er in dem Flussdiagramm von 2 dargestellt ist, zuerst durch Anpassen der Elemente 66, 68 und danach durch Anpassen der Elemente 38, 40 erreicht. Man beachte, dass die anderen verstärkungs- und phasengesteuerten Elemente 52, 60 und 62 ebenso durch den Mikroprozessor – falls gewünscht – gesteuert oder manuell gesetzt werden können.
  • In der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung – Bezug nehmend auf 2 – führt der Controller zuerst eine Prüfung durch, um zu bestimmen, ob die Amplituden- und Phasenelemente 66 und 68 angepasst werden sollten. Falls sie anzupassen sind, was an Entscheidungspunkt 170 angedeutet ist, werden die Verstärkung und die Phase bei 172 und 174 angepasst. Die durch die Cartesische Schleife gesteuerten Elemente, d.h. das Verstärkungselement 38 und das Phasenelement 40, werden als nächstes bei der Anpassung in 176 berücksichtigt. Falls die Elemente 38, 40 anzupassen sind, wird dann die Verstärkung in 190 und die Phase in 192 angepasst. Für jede Iteration der Regelschleife in 2 werden neue Werte für die Verzerrungssignale in 178 gelesen. Sobald der Vorverzerrer angepasst worden ist, werden keine weiteren Anpassungen innerhalb des Vorverzerrers getätigt und die Signale über Leitung 80 enthalten in erster Linie die Hochfrequenzverzerrungen. Diese werden dann unter Verwendung der Peak-Detektoren 150, 152 peak-zu-peak-detektiert und als Reaktion auf die durch diese Detektoren zur Verfügung gestellten Signalwerte trifft der Controller 90 bei der Entscheidung 176 eine Entscheidung, ob das Verstärkungselement 38 und das Phasenelement 40 weiter anzupassen ist. Auf diese Art und Weise wird der Peak-zu-Peak-Wert der Hochfrequenzkomponenten auf ein Minimum reduziert.
  • Auf diese Weise passt der im Wesentlichen in einer Rückkopplungsschleifenumgebung arbeitende Controller 90 die variierenden Steuerungs-/Regelungselemente, mit denen er verbunden ist, iterativ an und bestimmt, ob die Anpassung die Fehlerprodukte, wie beispielsweise das Ausgangssignal der ersten Schleife über Leitung 80 verbessert, keine Auswirkung hat oder verschlechtert. Die Aufgabe ist es, die Verzerrung bei dem Ausgangssignal des linearen Verstärkers 14 durch Erreichen einer Null zu minimieren. Ein typischer Steuerung-/Regelungsprozessor ist das Model MC68HC11E9 von Motorola, der einen Korrekturablauf ungefähr alle 50 Millisekunden erlaubt.
  • Auf diese Art und Weise arbeitet die Cartesische Schleife bei einer Geschwindigkeit, die groß genug ist, dass sie keine Veränderungen der Vorverzerrereinstellungen verursacht, um zu bestimmen, ob in einer transienten Umgebung die Einstellungen immer noch eine korrekte Null repräsentieren.
  • Hinzufügungen, Auslassungen und andere Modifikationen der beschriebenen und bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden für Fachleute offensichtlich sein. Die Erfindung wird durch den Umfang der folgenden Ansprüche definiert.

Claims (8)

  1. Verstärkereinrichtung zum Verstärken eines Eingangssignals, mit dem ein Verzerrung aufhebendes Eingangssignal verknüpft ist, wobei die Verstärkereinrichtung umfasst: einen Hauptverstärker (14), einen Vorverzerrungsschaltkreis (12) mit einem mit dem Hauptverstärker verbundenen Ausgang und eine Rückkopplungsschleife (110), die umfasst: einen Komparator (30), der die Differenz zwischen einer verzögerten (24) Ableitung (78) des Eingangssignals (20) für die Verstärkereinrichtung und einem den Ausgang (74) der Verstärkereinrichtung repräsentierenden Signal zum Bereitstellen eines Fehlersignals (81, 120) bildet, einen Energiedetektor (86) zum Empfangen des Fehlersignals und zum Erzeugen eines Ausgangssignals bezüglich des detektierten Energiefehlersignals, ein Peak-zu-Peak-Detektor (150, 152) zum Empfangen des Fehlersignals und zum Erzeugen eines Peak-zu-Peak-Fehlersignalausgangssignals, ein Regler (90), der auf das Ausgangssignal bezüglich des detektierten Energiefehlersignals und auf das Peak-zu-Peak-Fehlersignalausgangssignal zum Erzeugen eines Korrektursignals reagiert, wobei der Vorverzerrungsschaltkreis auf mindestens einen Teil des Korrektursignals zum Verändern seiner Ausgabe zu dem Hauptverstärker reagiert, und einem Regelungsschaltkreis (16) zum Empfangen des Eingangssignals und zum Übergeben an den Vorverzerrungsschaltkreis, wobei der Regelungsschaltkreis auf mindestens einen Peak-zu-Peak-Werteteil des Ausgangs des Fehlersignals zum Reduzieren des Peak-zu-Peak-Signalwerts des Fehlersignals reagiert.
  2. Verstärkereinrichtung nach Anspruch 1, worin der Hauptverstärker ein Breitband-Hochfrequenzverstärker ist, der in einem Klasse AB Mode betrieben wird.
  3. Verstärkereinrichtung nach Anspruch 1, worin der Regelungsschaltkreis zusätzlich einen Phasen- und einen Verstärkungskorrekturschaltkreis in der Rückkopplungsschleife zum Anpassen des Eingangssignals des Vorverzerrungsschaltkreises umfasst.
  4. Verstärkereinrichtung nach Anspruch 3, worin zusätzlich der Detektor eine Energiemessschaltung zum Messen der Energie in dem Fehlersignal umfasst und der Rückkopplungsschleifenregler auf die Energiemessschaltung zum iterativen Anpassen der Amplitude und Phase des Signalkorrekturschaltkreises reagiert.
  5. Verstärkereinrichtung nach Anspruch 4, worin die Phasen- und Verstärkungs-Korrekturschaltungen Phasen- und Verstärkungskorrektur bei dem Vorverzerrungsschaltkreis bereitstellen.
  6. Verfahren zum Korrigieren von Verzerrung in einem verstärkten Signalausgang eines Hauptverstärkers einer Verstärkereinrichtung, wobei der Hauptverstärker Teil der Verstärkereinrichtung ist und die Einrichtung einen Eingang und einen Ausgang aufweist, wobei das Verfahren Vorverzerrungssignale mit dem Eingangssignal für die Verstärkereinrichtung zum Übergeben an den Hauptverstärker verknüpft, wobei das Verfahren umfasst: Erzeugen der Vorverzerrungssignale in einer Vorverzerrungsschaltung abgeleitet von einem Eingangssignal für die Verstärkereinrichtung, Erzeugen eines Energiefehlersignals aus einem Fehlersignal, das von dem Ausgang des Hauptverstärkers abgeleitet ist und die Verzerrungsfehlerenergie repräsentiert, Erzeugen eines Peak-zu-Peak-Fehlersignals aus dem die Peak-zu-Peak-Signalwerte repräsentierenden Fehlersignal und iteratives und sukzessives Korrigieren der Phasen- und Verstärkungsanpassungen in und vor der Vorverzerrungsschaltung unter Verwendung eines digital gesteuerten Prozessors, der zumindest auf das Energiefehlersignal und das Peak-zu-Peak-Fehlersignal reagiert.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, worin der Schritt des interaktiven Korrigierens auf die Verzerrungsfehlersignale des Hauptverstärkers reagiert.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, das zusätzlich umfasst: Vergleichen eines von dem Ausgang des Hauptverstärkers abgeleiteten Signals mit einem von dem Eingangssignal für die Verstärkereinrichtung abgeleiteten Signal zum Erzeugen eines Differenzsignals und Messen von Peak-zu-Peak-Niveaus eines von dem Differenzsignal abgeleiteten Signals zum Erzeugen des Peak-zu-Peak-Fehlersignals.
DE60026364T 1999-10-22 2000-10-19 Verbesserte vorverzerrungskompensation für einen leistungsverstärker Expired - Lifetime DE60026364T2 (de)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US425346 1999-10-22
US09/425,346 US6211733B1 (en) 1999-10-22 1999-10-22 Predistortion compensation for a power amplifier
PCT/US2000/041292 WO2001031777A1 (en) 1999-10-22 2000-10-19 Improved predistortion compensation for a power amplifier

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE60026364D1 DE60026364D1 (de) 2006-04-27
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Country Status (7)

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US (1) US6211733B1 (de)
EP (1) EP1224731B1 (de)
KR (1) KR20020064887A (de)
AT (1) ATE319221T1 (de)
CA (1) CA2388512C (de)
DE (1) DE60026364T2 (de)
WO (1) WO2001031777A1 (de)

Families Citing this family (34)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IT1313906B1 (it) * 1999-06-15 2002-09-26 Cit Alcatel Precorrezione digitale adattiva di non-linearita' introdotte daamplicatori di potenza.
US6392480B1 (en) * 1999-08-19 2002-05-21 Lucent Technologies Inc. Alternating gain and phase control system and method
KR20010064900A (ko) * 1999-12-20 2001-07-11 서평원 적응성 선왜곡 선형화 장치
EP1124324A1 (de) * 2000-02-10 2001-08-16 Alcatel Verfahren zur Linearisierung eines Sendesystems über ein breites Frequenzband mit einem Leistungsverstärker
JP3877937B2 (ja) * 2000-05-18 2007-02-07 株式会社エヌ・ティ・ティ・ドコモ フィードフォワード増幅器
US6897723B2 (en) * 2000-12-22 2005-05-24 Paradigm Wireless Communications, Llc Feed-forward amplifier loop control utilizing if signal processing
US6864742B2 (en) * 2001-06-08 2005-03-08 Northrop Grumman Corporation Application of the doherty amplifier as a predistortion circuit for linearizing microwave amplifiers
US6731694B2 (en) 2001-08-07 2004-05-04 Motorola, Inc. Isolator eliminator for a linear transmitter
US6931080B2 (en) * 2001-08-13 2005-08-16 Lucent Technologies Inc. Multiple stage and/or nested predistortion system and method
US7382833B1 (en) * 2001-08-16 2008-06-03 Rockwell Collins, Inc. System for phase, gain, and DC offset error correction for a quadrature modulator
US6794937B1 (en) * 2001-11-30 2004-09-21 Alcatel Predistortion linearizer and method for linearizing a nonlinear device
KR100605826B1 (ko) * 2002-11-18 2006-07-31 삼성전자주식회사 높은 첨두전력대 평균전력비를 가지는 전력증폭기의 효율개선 장치 및 방법
US7038540B2 (en) * 2003-02-14 2006-05-02 Powerwave Technologies, Inc. Enhanced efficiency feed forward power amplifier utilizing reduced cancellation bandwidth and small error amplifier
US7729668B2 (en) 2003-04-03 2010-06-01 Andrew Llc Independence between paths that predistort for memory and memory-less distortion in power amplifiers
US6972622B2 (en) * 2003-05-12 2005-12-06 Andrew Corporation Optimization of error loops in distributed power amplifiers
US6768434B1 (en) * 2003-05-15 2004-07-27 Tektronix, Inc. High speed x/sine(x) correction circuit
US7453952B2 (en) * 2003-07-03 2008-11-18 Saed Aryan Predistortion circuit for a transmit system
US7026871B2 (en) * 2003-07-03 2006-04-11 Icefyre Semiconductor, Inc. Adaptive predistortion for a transmit system
US7409193B2 (en) * 2003-07-03 2008-08-05 Zarbana Digital Fund Llc Predistortion circuit for a transmit system
US6975167B2 (en) * 2003-07-03 2005-12-13 Icefyre Semiconductor Corporation Adaptive predistortion for a transmit system with gain, phase and delay adjustments
US7259630B2 (en) * 2003-07-23 2007-08-21 Andrew Corporation Elimination of peak clipping and improved efficiency for RF power amplifiers with a predistorter
US7280612B2 (en) * 2003-07-25 2007-10-09 Zarbana Digital Fund Llc Digital branch calibrator for an RF transmitter
US6963242B2 (en) * 2003-07-31 2005-11-08 Andrew Corporation Predistorter for phase modulated signals with low peak to average ratios
US7023273B2 (en) * 2003-10-06 2006-04-04 Andrew Corporation Architecture and implementation methods of digital predistortion circuitry
KR101009778B1 (ko) * 2003-10-23 2011-01-19 삼성전자주식회사 높은 첨두전력 대 평균전력비를 가지는 전력증폭 장치 및 방법
FR2871291B1 (fr) 2004-06-02 2006-12-08 Tracit Technologies Procede de transfert de plaques
US20060009185A1 (en) * 2004-07-08 2006-01-12 Khosro Shamsaifar Method and apparatus capable of interference cancellation
US8463207B2 (en) * 2008-08-20 2013-06-11 Freescale Semiconductor, Inc. Wireless communication unit, integrated circuit and method of power control of a power amplifier therefor
US8433263B2 (en) * 2008-09-24 2013-04-30 Freescale Semiconductor, Inc. Wireless communication unit, integrated circuit and method of power control of a power amplifier therefor
US8706062B1 (en) 2008-12-19 2014-04-22 Scintera Networks, Inc. Self-adaptive power amplification
US20100271123A1 (en) * 2009-04-27 2010-10-28 Qualcomm Incorporated Adaptive digital predistortion of complex modulated waveform using localized peak feedback from the output of a power amplifier
KR101134072B1 (ko) * 2010-05-27 2012-04-16 세원텔레텍 주식회사 이동통신 기지국 및 중계기용 고출력 증폭기의 디지털 전치왜곡 또는 아날로그 전치왜곡을 통한 최적화된 출력 송출 방법 및 그 고출력 증폭기
US8737526B2 (en) 2010-06-30 2014-05-27 Qualcomm Incorporated Predistortion of complex modulated waveform
US8964821B2 (en) 2011-10-14 2015-02-24 Qualcomm Incorporated Shared feedback for adaptive transmitter pre-distortion

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4639938A (en) * 1985-11-06 1987-01-27 E-Systems, Inc. RF pulse transmitter having incidental phase modulation (IPM) correction
IT1256225B (it) * 1992-12-23 1995-11-29 Sits Soc It Telecom Siemens Procedimento e circuito per la compensazione adattativa delle distorsioni di guadagno di un amplificatore alle microonde con linearizzatore
US5742201A (en) * 1996-01-30 1998-04-21 Spectrian Polar envelope correction mechanism for enhancing linearity of RF/microwave power amplifier
US5892397A (en) * 1996-03-29 1999-04-06 Spectrian Adaptive compensation of RF amplifier distortion by injecting predistortion signal derived from respectively different functions of input signal amplitude
US6008698A (en) * 1998-05-18 1999-12-28 Omnipoint Corporation Amplifier with dynamically adaptable supply current

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