RU2541842C1 - Устройство линейного усиления сигнала с амплитудной и фазовой модуляцией с использованием нелинейных усилителей - Google Patents
Устройство линейного усиления сигнала с амплитудной и фазовой модуляцией с использованием нелинейных усилителей Download PDFInfo
- Publication number
- RU2541842C1 RU2541842C1 RU2013144859/08A RU2013144859A RU2541842C1 RU 2541842 C1 RU2541842 C1 RU 2541842C1 RU 2013144859/08 A RU2013144859/08 A RU 2013144859/08A RU 2013144859 A RU2013144859 A RU 2013144859A RU 2541842 C1 RU2541842 C1 RU 2541842C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- input
- output
- subtractor
- signal
- adder
- Prior art date
Links
Landscapes
- Amplifiers (AREA)
Abstract
Изобретение относится к технике связи и может использоваться в передающих и ретранслирующих устройствах для линейного усиления сигнала с амплитудной и фазовой модуляцией с использованием нелинейных усилителей. Техническим результатом является уменьшение искажений, возникающих при усилении сигнала. Устройство содержит первый сумматор, два идентичных нелинейных усилителя мощности, первый вычитатель и второй сумматор, фазовращатель на угол 90°, второй вычитатель, фильтр нижних частот, нелинейный преобразователь, ограничитель, нелинейный преобразователь, перемножитель и пиковый детектор. 1 ил.
Description
Изобретение относится к технике связи и может использоваться в передающих и ретранслирующих устройствах для линейного усиления сигнала с амплитудной и фазовой модуляцией с использованием нелинейных усилителей.
Известно устройство линейного усиления сигнала с амплитудной и фазовой модуляцией с использованием нелинейных усилителей [1, 2], содержащее первый сумматор, выход которого является выходом устройства, два идентичных нелинейных усилителя мощности, выходы которых подсоединены к входам этого сумматора, первый вычитатель и второй сумматор, выходы которых подсоединены к входам идентичных нелинейных усилителей мощности, а один из входов первого вычитателя и один из входов второго сумматора подсоединены к входу устройства, перемножитель, выход которого подсоединен к входам второго сумматора и первого вычитателя, фазовращатель на угол 90°, выход которого подсоединен к одному из входов перемножителя, второй вычитатель, фильтр нижних частот, выход которого подсоединен к входу второго вычитателя, нелинейный преобразователь, осуществляющий преобразования сигнала по закону квадрата, выход которого подсоединен к входу фильтра нижних частот, а вход - к входу устройства.
Недостатком этого устройства являются высокие искажения, вносимые в усиленный сигнал при малых значениях мгновенной мощности усиливаемого сигнала. Малые значения мгновенной мощности усиливаемого сигнала приводят к тому, что в известном устройстве сигнал, поступающий на усилитель с управляемым усилением с выхода блока транслинейного преобразования, осуществляющего преобразование вида (где x, y - сигналы на входах транслинейного преобразователя), может быть сколь угодно большим при малых значениях y, пропорциональных мгновенной мощности огибающей усиливаемого сигнала. Таким образом, верхняя граница диапазона рабочих амплитуд сигналов на выходе блока транслинейного преобразования и на входе усилителя с управляемым усилением, в котором блоки должны сохранять свою функциональность, равна бесконечности, что практически не реализуемо. Поэтому при малых значениях мгновенной мощности сигнала на входе известного устройства неизбежно появление искажений усиленного сигнала на выходе устройства. Известны и другие устройства линейного усиления сигнала с амплитудной и фазовой модуляцией с использованием нелинейных усилителей.
В устройствах, предложенных в [3-7], для формирования составляющих входного сигнала устройства с постоянной амплитудой используются разнообразные обратные связи, общим недостатком которых являются искажения усиленного сигнала, вызванные задержкой в петле обратной связи [5].
В устройствах, предложенных в [8-13], применяется блок цифровой обработки квадратурных компонент входного сигнала на видеочастоте, использование которого подразумевает включение в схему двух квадратурных модуляторов, неидеальность и неидентичность которых приводит к искажениям усиленного сигнала [14].
Технический результат изобретения заключается в уменьшении искажений, возникающих при усилении сигнала.
Для достижения указанного технического результата предлагается устройство, содержащее первый сумматор, выход которого является выходом устройства, два идентичных нелинейных усилителя мощности, выходы которых подсоединены к входам этого сумматора, первый вычитатель и второй сумматор, выходы которых подсоединены к входам идентичных нелинейных усилителей мощности, а один из входов первого вычитателя и один из входов второго сумматора подсоединены к входу устройства, перемножитель, выход которого подсоединен к входам второго сумматора и первого вычитателя, фазовращатель на угол 90°, выход которого подсоединен к одному из входов перемножителя, второй вычитатель, фильтр нижних частот, выход которого подсоединен к входу второго вычитателя, нелинейный преобразователь, осуществляющий преобразования сигнала по закону квадрата, выход которого подсоединен к входу фильтра нижних частот, а вход - к входу устройства, введены ограничитель, вход которого подсоединен к входу устройства, а выход - к входу фазовращателя на угол 90°, нелинейный преобразователь, осуществляющий преобразования сигнала по закону корня, вход которого подсоединен к выходу второго вычитателя, а выход - к входу перемножителя, и пиковый детектор, вход которого подсоединен к выходу фильтра нижних частот, а выход - к входу второго вычитателя.
На фиг.1 представлена структурная электрическая схема предложенного устройства.
Устройство содержит два сумматора 1 и 10, два идентичных нелинейных усилителя мощности 2 и 13, ограничитель 3, фазовращатель 4 на угол 90°, нелинейный преобразователь 5, осуществляющий преобразование сигнала по закону квадрата, фильтр нижних частот 6, два вычитателя 7 и 12, нелинейный преобразователь 8, осуществляющий преобразование сигнала по закону корня, перемножитель 9 и пиковый детектор 11.
Устройство работает следующим образом.
На вход устройства поступает произвольный радиосигнал Sin(t), модулированный по амплитуде и фазе
который может быть представлен в виде суммы двух сигналов, модулированных по фазе, с равными постоянными амплитудами
Am=maxtA(t) - максимальное значение амплитуды входного сигнала, а соответствующие представлению амплитуды входного сигнала в виде
Входной сигнал Sin(t) поступает на вход сумматора 1, вычитателя 12, ограничителя 3 и нелинейного преобразователя 5, осуществляющего преобразование сигнала по закону квадрата.
Из входного сигнала Sin(t) на ограничителе 3 выделяется фазомодулированная составляющая p(t) с постоянной амплитудой, поступающая на вход фазовращателя 4 на угол 90°,
Фазовращатель 4 поворачивает на 90° по фазе поступивший на его вход сигнал p(t) с выхода ограничителя 3. Получившийся сигнал q(t)
поступает на вход перемножителя 9.
В нелинейном преобразователе 5 входной сигнал Sin(t) возводится в квадрат. Получившийся сигнал r(t)
поступает на вход фильтра нижних частот 6, в котором отфильтровывается вторая гармоника сигнала r(t). Таким образом, на выходе фильтра нижних частот 6 формируется сигнал u(t), равный
Этот сигнал поступает на входы вычитателя 7 и пикового детектора 11. На выходе пикового детектора формируется максимальное во времени значение сигнала u(t), равное , из которого в вычитателе 7 вычитается сигнал u(t), формируя на выходе вычитателя 7 сигнал ν(t):
Сигнал ν(t) поступает на вход нелинейного преобразователя 8, в котором осуществляется извлечение квадратного корня. Получившийся сигнал w(t)
поступает на вход перемножителя 9, в котором происходит его перемножение с сигналом q(t), поступившим с выхода фазовращателя 4 на угол 90°. На выходе перемножителя 9, таким образом, формируется сигнал
Далее сигнал e(t) прибавляется к входному сигналу устройства Sin(t) в сумматоре 1 и вычитается из входного сигнала устройства Sin(t) в вычитателе 12, формируя на выходах сумматора 1 и вычитателя 12 сигналы и соответственно
Амплитуда сигнала K на выходе ограничителя 3 выбирается равной . В этом случае сигналы (13) и (14) представляют собой выражения для косинусов разности и суммы углов ω0t+φ(t) и θ(t), умноженные на Am:
Полученные на выходах сумматора 1 и вычитателя 12 сигналы и раздельно усиливаются в идентичных нелинейных усилителях мощности 2 и 13. На выходах усилителей мощности 2 и 13 формируются усиленные копии и усиливаемых сигналов и :
где G - значение коэффициентов усиления идентичных усилителей 2 и 13 мощности, а Δt - значение задержек сигналов при их усилении.
Поступающие на вход усилителей мощности 2 и 13 сигналы (15) и (16) имеют постоянные амплитуды, следовательно, в течение всего времени работы усилители мощности 2 и 13 «находятся» в фиксированных точках амплитудно-амплитудной и фазово-амплитудной характеристик. Такое функционирование усилителей мощности 2 и 13 приводит к отсутствию нелинейных искажений при усилении в каждом из трактов вне зависимости от выбора режима работы по выходной мощности. В том числе, усилители мощности 2 и 13 могут работать в режимах с максимальными выходной мощностью и/или КПД, лучшим образом используя свой энергетический потенциал.
Усиленные копии и усиливаемых сигналов и складываются в сумматоре 10, формируя выходной сигнал устройства. С учетом (18) сигнал на выходе устройства выражается следующим образом:
и представляет собой линейно усиленную в 2G раз и задержанную во времени на Δt реплику входного сигнала Sin(t) (2):
Таким образом, предлагаемое устройство осуществляет линейное усиление сигнала с амплитудной и фазовой модуляцией с использованием нелинейных усилителей.
ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ ИСТОЧНИКИ
1 Shi B., Sundström L. A translinear-based chip for linear LINC transmitters. - Proc. IEEE ISCAS, Geneva, Switzerland, 2000, vol.1, pp.64-67.
2 Shi B., Sundström L. An IF CMOS signal component signal separator chip for LINC transmitters. - Proc. IEEE Conf. Custom Integr. Circuits, 2001, pp.49-52.
3 Cox D.C. Linear amplification with nonlinear components. - IEEE, 1974. - 4 p.
4 Cox D.C., Leek R.P. Component signal separation and recombination for linear amplification with nonlinear components. - IEEE, 1975. - 7 p.
5 Rustako A.J. Jr., Yeh Y.S. A wide-band pahse-feedback inversesine phase modulator with application toward a LINC amplifier. - IEEE Trans. Commun., vol. COMM-24, pp.1139-1143, Oct. 1976.
6 Shi B., Sundström L. A LINC transmitter using a new signal component separator architecture. - Proc. IEEE 51st VTC-Spring, May 15-18, 2000, vol.3, pp.1909-1913.
7 Shi B., Sundström L. A 200 MHz IF BiCMOS signal component separator for linear LINC transmitters. - IEEE J. Solid State Circuits, vol.35, no.7, pp.987-993, Jul. 2000.
8 Bateman A., Wilkinson R.J., Marvill J.D. The application of digital signal processing to transmitter linearization. - IEEE, 1988. - pp.64-67
9 Bateman A., Haines D.M., Wikinson K.J. Linear tranceiver architectures. - 38th IEEE Veh. Technol. Conf. May 1988, pp.478-484.
10 Casadevall F.J. The LINC transmitter. - RF Design, pp.41-48, Feb. 1990.
11 Hetzel S.A., Bateman A., and McGeehan J.P. A LINC transmitter. - IEEE Electron. Lett., vol.27, no.10, pp.844-846, May 1991.
12 Casadevall F.J., Valdovinos A. Performance analysis of QAM modulations applied to the LINC transmitter. - IEEE Trans. Veh. Technol., vol.42, no.4, pp.399-406, Nov. 1993.
13 Wang Q., Zhong Z., Lin X. An improved SCS algorithm based on LINC transmitter. - IEEE, 2010. - pp.789-792.
14 Sundström L. Spectral sensitivity of LINC transmitters to quadrature modulator misalignments. - IEEE Trans. Veh. Technol., vol.49, no.4, pp.1474-1487, Jul. 2000.
Claims (1)
- Устройство линейного усиления сигнала с амплитудной и фазовой модуляцией с использованием нелинейных усилителей, содержащее первый сумматор, выход которого является выходом устройства, два идентичных нелинейных усилителя мощности, выходы которых подсоединены к входам этого сумматора, первый вычитатель и второй сумматор, выходы которых подсоединены к входам идентичных нелинейных усилителей мощности, а один из входов первого вычитателя и один из входов второго сумматора подсоединены к входу устройства, перемножитель, выход которого подсоединен к входам второго сумматора и первого вычитателя, фазовращатель на угол 90°, выход которого посоединен к одному из входов перемножителя, второй вычитатель, фильтр нижних частот, выход которого подсоединен к входу второго вычитателя, нелинейный преобразователь, осуществляющий преобразования сигнала по закону квадрата, выход которого подсоединен к входу фильтра нижних частот, а вход к входу устройства, отличающееся тем, что в устройство введены ограничитель, вход которого подсоединен к входу устройства, а выход - к входу фазовращателя на угол 90°, нелинейный преобразователь, осуществляющий преобразования сигнала по закону корня, вход которого подсоединен к выходу второго вычитателя, а выход - к входу перемножителя, и пиковый детектор, вход которого подсоединен к выходу фильтра нижних частот, а выход - к входу второго вычитателя.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013144859/08A RU2541842C1 (ru) | 2013-10-08 | 2013-10-08 | Устройство линейного усиления сигнала с амплитудной и фазовой модуляцией с использованием нелинейных усилителей |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013144859/08A RU2541842C1 (ru) | 2013-10-08 | 2013-10-08 | Устройство линейного усиления сигнала с амплитудной и фазовой модуляцией с использованием нелинейных усилителей |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2541842C1 true RU2541842C1 (ru) | 2015-02-20 |
Family
ID=53288806
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013144859/08A RU2541842C1 (ru) | 2013-10-08 | 2013-10-08 | Устройство линейного усиления сигнала с амплитудной и фазовой модуляцией с использованием нелинейных усилителей |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2541842C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2752228C1 (ru) * | 2020-12-18 | 2021-07-23 | Сергей Сергеевич Печников | Способ и устройство преобразования структуры спектрально-эффективных радиосигналов для усиления в нелинейных усилителях мощности |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2099855C1 (ru) * | 1993-10-22 | 1997-12-20 | Товарищество с ограниченной ответственностью "РАДИС ЛТД" | Линейный усилитель мощности |
RU11421U1 (ru) * | 1998-11-24 | 1999-09-16 | Ромашов Владимир Викторович | Линейный усилитель мощности с раздельным усилением |
RU2419196C1 (ru) * | 2010-01-21 | 2011-05-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса" (ГОУ ВПО "ЮРГУЭС") | Широкополосный дифференциальный усилитель |
US20120293252A1 (en) * | 2007-06-19 | 2012-11-22 | Sorrells David F | Systems and Methods of RF Power Transmission, Modulation, and Amplification, Including Varying Weights of Control Signals |
-
2013
- 2013-10-08 RU RU2013144859/08A patent/RU2541842C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2099855C1 (ru) * | 1993-10-22 | 1997-12-20 | Товарищество с ограниченной ответственностью "РАДИС ЛТД" | Линейный усилитель мощности |
RU11421U1 (ru) * | 1998-11-24 | 1999-09-16 | Ромашов Владимир Викторович | Линейный усилитель мощности с раздельным усилением |
US20120293252A1 (en) * | 2007-06-19 | 2012-11-22 | Sorrells David F | Systems and Methods of RF Power Transmission, Modulation, and Amplification, Including Varying Weights of Control Signals |
RU2419196C1 (ru) * | 2010-01-21 | 2011-05-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса" (ГОУ ВПО "ЮРГУЭС") | Широкополосный дифференциальный усилитель |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2752228C1 (ru) * | 2020-12-18 | 2021-07-23 | Сергей Сергеевич Печников | Способ и устройство преобразования структуры спектрально-эффективных радиосигналов для усиления в нелинейных усилителях мощности |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2875620B1 (en) | Method and system for aligning signals widely spaced in frequency for wideband digital predistortion in wireless communication systems | |
JPWO2009090825A1 (ja) | プレディストータ | |
US8619906B2 (en) | Look up table-based sum predistorter for power amplifification with concurrent dual band inputs | |
CN104954294B (zh) | 一种发射机的支路相位失配检测和校正系统 | |
US10382073B2 (en) | Analog RF pre-distorter and non-linear splitter | |
US11342888B2 (en) | Tri-phasing modulation for efficient and wideband radio transmitter | |
US20110254636A1 (en) | Multi-phase pulse modulation polar transmitter and method of generating a pulse modulated envelope signal carrying modulated rf signal | |
RU2012129997A (ru) | Устройство обработки сигналов и способ обработки сигналов | |
Faraji et al. | An RF-input Chireix outphasing power amplifier | |
RU2541842C1 (ru) | Устройство линейного усиления сигнала с амплитудной и фазовой модуляцией с использованием нелинейных усилителей | |
WO2014172849A1 (zh) | 发射机和用于信号发射的方法 | |
RU2541843C1 (ru) | Устройство линейного усиления сигнала с амплитудной и фазовой модуляцией с использованием нелинейных усилителей | |
US20120008715A1 (en) | Digital Phase Feedback for Determining Phase Distortion | |
US8427231B2 (en) | Amplifying device and amplifying method | |
RU149398U1 (ru) | Радиопередающее устройство с цифровым предыскажением и адаптивной коррекцией линейности | |
RU136657U1 (ru) | Устройство линейного усиления сигнала с амплитудной и фазовой модуляцией с использованием нелинейных усилителей | |
JP2013051456A5 (ru) | ||
JP2013051456A (ja) | 変調器およびそれを用いる増幅器 | |
Haque et al. | Combined RF and multiphase PWM transmitter | |
RU148191U1 (ru) | Устройство линейного усиления сигнала с амплитудной и фазовой модуляцией с использованием нелинейного усилителя | |
EP2733846B1 (en) | Envelope modulator and method of operating an envelope modulator | |
US8963608B1 (en) | Peak-to-peak average power ratio reduction and intermodulation distortion pre-suppression using open-loop signal processing | |
US9444409B2 (en) | Amplification device and amplification method | |
Gumber et al. | Digitally assisted analog predistortion technique for power amplifier | |
JP6286908B2 (ja) | 増幅装置及び無線通信装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20201009 |