專利名稱：提高效率的基于ldmos的前饋放大器的制作方法
相關(guān)申請(qǐng)信息本申請(qǐng)根據(jù)35 USC 119(e)要求2002年8月26日提交的序列號(hào)為60/405,942的臨時(shí)申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán)，其公開內(nèi)容通過整體引用而被合并在這里。
背景技術(shù)：
1.發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明大體上涉及放大RF信號(hào)的RF功率放大器以及方法。更具體地，本發(fā)明涉及前饋功率放大器以及相關(guān)方法。
2.現(xiàn)有技術(shù)描述和相關(guān)信息RF功率放大器設(shè)計(jì)的兩個(gè)主要目標(biāo)是功率工作范圍上的線性和效率。線性只是無失真放大的能力，而效率是以最小耗散功率和發(fā)熱將DC轉(zhuǎn)換為RF能量的能力。這兩個(gè)要求對(duì)現(xiàn)代無線通信系統(tǒng)都是關(guān)鍵的，而提供兩者卻日益困難。這主要是因?yàn)楝F(xiàn)代無線通信系統(tǒng)的帶寬需求對(duì)放大器線性提出了越來越多的要求。在實(shí)際應(yīng)用上，提供所需線性的唯一方法是采用工作在工作范圍內(nèi)的低效率點(diǎn)的非常大的放大器，在這里它們更為線性。
RF功率放大器中一個(gè)實(shí)現(xiàn)更高的線性和好的效率的方法是由前饋放大器提供的。在前饋RF功率放大器中采用了一個(gè)誤差放大器，僅用來放大IMD產(chǎn)物，后者然后與主放大器的輸出合并，以消除主放大器IMD。

圖1示出了具有主放大器1和誤差放大器2的常規(guī)前饋放大器設(shè)計(jì)?；締卧€包括分別位于主和誤差通路上的延時(shí)器3、4，以及主通路到誤差通路的耦合器5、6、7和8。正如本領(lǐng)域技術(shù)人員所周知的，未示出的附加單元也是典型地存在于常規(guī)前饋結(jié)構(gòu)中的。延時(shí)器、耦合器和誤差放大器被設(shè)計(jì)將來自誤差通路的異相(out of phase)IMD于耦合器8處注入主放大器的輸出，以基本消除主放大器通路中的IMD。
一般地，前饋功率放大器的設(shè)計(jì)基于在主和誤差放大器中都使用A類或AB類偏置晶體管。為了從放大器中的輸出級(jí)LDMOS(橫向擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體)裝置獲取更高的效率，它們必須偏向較低AB類或B類。然而，當(dāng)偏置于該模式時(shí)，將發(fā)生相當(dāng)大的增益擴(kuò)張，尤其在較低的功率輸出處。圖2示出了這一點(diǎn)，其中既顯示了常規(guī)的較高AB偏置又顯示了較低AB類或B類偏置。如所示，在小信號(hào)區(qū)域(低于輸入功率Psst-小信號(hào)門限)發(fā)生了非線性增益擴(kuò)張。該增益擴(kuò)張還引起大量小信號(hào)互調(diào)失真產(chǎn)物(SSIMD)。所述誤差放大器2基本上工作在脈沖模式，而實(shí)際上僅抽取靜態(tài)電流。使誤差放大器的輸出裝置偏置于較低AB類或B類進(jìn)一步減小了靜態(tài)電流。然而，較低AB類或B類偏置使耦合器8處的誤差回路消除依賴于輸入功率。這是和前饋放大器工作的基本概念相矛盾的，而自然難以解決。
因此，當(dāng)主放大器偏置于較低AB類或B類時(shí)，它產(chǎn)生大量小信號(hào)IMD。這些IMD產(chǎn)物隨即導(dǎo)致誤差放大器抽取相當(dāng)高的電流來加以補(bǔ)償，所以在系統(tǒng)級(jí)上任何效率的提高都喪失了。結(jié)果，通過偏置放大器裝置于較低AB類或B類以提高效率的努力就這樣受挫。
因此，對(duì)RF功率放大器設(shè)計(jì)目前存在一個(gè)對(duì)既提供高效率又降低信號(hào)失真的需求。
發(fā)明概述本發(fā)明的第一方面提供了一個(gè)放大器，其具有一個(gè)用于接收要被放大信號(hào)的輸入，和偏置為在小信號(hào)區(qū)域具有非線性增益特性的放大器裝置。小信號(hào)線性化電路被耦合在輸入和放大器裝置之間，以補(bǔ)償放大器裝置的小信號(hào)非線性。該放大器還包括耦合到放大器裝置的輸出，以輸出放大后的信號(hào)。
所述放大器裝置為了高的效率而優(yōu)選地偏置于較低AB類或B類。在優(yōu)選實(shí)施例中，該放大器裝置是LDMOS晶體管。所述小信號(hào)增益調(diào)節(jié)電路優(yōu)選地具有與放大器裝置的增益響應(yīng)基本相反的增益響應(yīng)。特別地，該放大器裝置可能在小信號(hào)區(qū)域具有增益擴(kuò)張，而小信號(hào)線性化電路在對(duì)應(yīng)于小信號(hào)區(qū)域的放大器裝置的增益響應(yīng)部分降低輸入信號(hào)的幅度。對(duì)應(yīng)于小信號(hào)區(qū)域的放大器裝置增益響應(yīng)部分可能，舉例來說，包含放大器裝置最大輸入功率的大約-15dB到-5dB的范圍。
在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述小信號(hào)線性化電路可包含并聯(lián)耦合在信號(hào)輸入通路和地之間的第一和第二二極管，以及與第一和第二二極管和地串聯(lián)耦合的電阻器。在可選實(shí)施方案中，該小信號(hào)線性化電路可包含包絡(luò)檢測(cè)器和響應(yīng)于該包絡(luò)檢測(cè)器所檢測(cè)的輸入信號(hào)包絡(luò)而被控制的增益控制電路。在這樣的實(shí)施例中，該小信號(hào)線性化電路可能還包含耦合在所述包絡(luò)監(jiān)測(cè)器和所述增益控制電路之間的視頻放大器。
另一方面，本發(fā)明提供一種RF前饋放大器，其具有用于接收RF信號(hào)的RF輸入和用于接收和放大RF信號(hào)的主放大器，其中所述主放大器包含一個(gè)或多個(gè)被偏置以便在小信號(hào)區(qū)域具有非線性增益特性的放大器裝置。主通路小信號(hào)增益調(diào)節(jié)電路被耦合在RF輸入和主放大器之間，以補(bǔ)償主放大器中所述一個(gè)或多個(gè)放大器裝置的小信號(hào)非線性。該前饋放大器還包括主放大器輸出采樣耦合器、耦合到RF輸入并提供延時(shí)輸入RF信號(hào)的第一延時(shí)器、以及將延時(shí)RF信號(hào)耦合到來自主放大器的采樣輸出并提供誤差信號(hào)的載波消除合并器。誤差放大器被提供用來接收和放大該誤差信號(hào)。第二延時(shí)器被耦合到主放大器的輸出而誤差注入耦合器合并來自誤差放大器的輸出和來自第二延時(shí)器的延時(shí)了的主放大器輸出，以便消除主放大器引入的失真。RF輸出被耦合到誤差注入耦合器輸出并提供放大了的RF輸出。誤差放大器也可包含一個(gè)或多個(gè)被偏置以在小信號(hào)區(qū)域具有非線性增益特性的放大器裝置，并且所述RF前饋放大器還包含耦合在載波消除合并器和誤差放大器之間以補(bǔ)償誤差放大器中一個(gè)或多個(gè)裝置的小信號(hào)非線性的誤差通路小信號(hào)增益調(diào)節(jié)電路。
優(yōu)選地，為了高的效率，主放大器和誤差放大器裝置偏置于較低AB類或B類。主放大器裝置非線性增益特性可包含輸入信號(hào)的小信號(hào)部分的增益擴(kuò)張，以及主通路小信號(hào)增益調(diào)節(jié)電路在輸入信號(hào)的小信號(hào)部分上對(duì)RF輸入信號(hào)進(jìn)行壓縮。例如，輸入信號(hào)的小信號(hào)部分可包含功率區(qū)域小于約Pin(max)-5db的輸入信號(hào)，其中Pin(max)是主放大器裝置的飽和電平(saturation level)。誤差放大器裝置非線性增益特性可相似地包含誤差信號(hào)的小信號(hào)部分上的增益擴(kuò)張，以及誤差通路小信號(hào)增益調(diào)節(jié)電路在誤差信號(hào)的小信號(hào)部分上對(duì)誤差信號(hào)進(jìn)行壓縮。
再一方面，本發(fā)明提供了補(bǔ)償放大器裝置的小信號(hào)區(qū)域中的非線性的方法。所述方法包含接收將被放大器裝置放大的輸入信號(hào)，而僅當(dāng)輸入信號(hào)位于小信號(hào)區(qū)域時(shí)對(duì)輸入信號(hào)應(yīng)用非線性補(bǔ)償增益并輸出經(jīng)增益補(bǔ)償?shù)男盘?hào)。所述經(jīng)增益補(bǔ)償?shù)男盘?hào)然后被提供給放大器裝置。
例如，用于補(bǔ)償放大器裝置的小信號(hào)區(qū)域中的非線性的方法可被用在放大器裝置為L(zhǎng)DMOS裝置的情況下。優(yōu)選地，為了高的效率，該放大器裝置偏置于較低AB類或B類。輸入信號(hào)的小信號(hào)區(qū)域可以，舉例來說，包含小于約Pin(max)-5db的輸入信號(hào)功率區(qū)域，其中Pin(max)是放大器裝置的飽和電平。該放大器裝置非線性可包含小信號(hào)區(qū)域的增益擴(kuò)張，而對(duì)輸入信號(hào)應(yīng)用非線性補(bǔ)償增益可包含對(duì)輸入信號(hào)應(yīng)用增益壓縮。
通過閱覽以下的本發(fā)明詳細(xì)描述可以理解更多的特征和優(yōu)點(diǎn)。
附圖簡(jiǎn)述圖1為現(xiàn)有技術(shù)前饋功率放大器框圖。
圖2為圖1所示的前饋功率放大器中所采用的LDMOS放大器裝置的傳遞特性圖，其圖示了顯示出小信號(hào)非線性的工作范圍上的增益特性。
圖3為依據(jù)本發(fā)明的前饋功率放大器優(yōu)選實(shí)施例的框圖。
圖4為圖3所示的前饋功率放大器所采用的軟增益壓縮器在工作功率范圍上的一般增益特性圖。
圖5為圖3所示的前饋功率放大器中所采用的LDMOS放大器裝置的傳遞特性圖，其圖示了顯示出減少了的小信號(hào)非線性的工作范圍上的增益特性。
圖6為依據(jù)本發(fā)明的圖3所示前饋功率放大器中所采用的軟增益壓縮器第一優(yōu)選實(shí)施例的示意圖。
圖7為依據(jù)本發(fā)明的圖3所示前饋功率放大器中所采用的軟增益壓縮器另一優(yōu)選實(shí)施例的示意框圖。
圖8為圖3所示前饋功率放大器所采用的軟增益壓縮器的一個(gè)特例的、顯示在特定的工作范圍上的具體增益特性值曲線圖。
發(fā)明詳述本發(fā)明提出了前饋放大器和信號(hào)線性化方法，其基本上消除了所有上述問題并且即使在主和/或誤差放大器為了更高效率而被偏置在相當(dāng)?shù)偷钠妙?bias class)時(shí)仍達(dá)到了更好的總體系統(tǒng)效率。
參照附圖3，其示出了依據(jù)本發(fā)明的前饋功率放大器優(yōu)選實(shí)施例的框圖。盡管舉例說明的是前饋放大器，但應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明也可以以其它放大器設(shè)計(jì)來實(shí)現(xiàn)。前饋放大器10包括接收要被放大的輸入RF信號(hào)的輸入12，以及輸出放大了的RF信號(hào)的輸出14。依據(jù)周知的前饋放大器設(shè)計(jì)，所述輸入RF信號(hào)在輸入耦合器30處被分到主放大器信號(hào)通路和誤差放大器信號(hào)通路中。
所述主放大器信號(hào)通路包括主放大器16，其優(yōu)選為L(zhǎng)DMOS放大器，或者是包含多個(gè)LDMOS放大器裝置或級(jí)、偏置于高效工作模式的放大器模塊。更具體地，主放大器16優(yōu)選地采用偏置于諸如較低的AB類或B類的偏置類的LDMOS裝置，以便提供好的DC-RF轉(zhuǎn)換效率以及最小化耗散功率和熱量。然而，作為結(jié)果，這也產(chǎn)生了大量小信號(hào)互調(diào)產(chǎn)物(SSIMD)，如前關(guān)于圖2所論述的。為了解決這個(gè)問題，在主放大器16之前使用了小信號(hào)線性化電路22，以補(bǔ)償LDMOS裝置的小信號(hào)增益擴(kuò)張(AM/AM增益特性)。因?yàn)榉蔷€性歸因于增益擴(kuò)張效應(yīng)，所以該線性化電路提供補(bǔ)償增益壓縮，而在優(yōu)選實(shí)施例中作為軟增益壓縮器電路進(jìn)行說明。即，所述軟增益壓縮器22在線路18上接收RF輸入信號(hào)，而在線路19上輸出在小信號(hào)區(qū)域具有減小的增益的補(bǔ)償RF信號(hào)，而主放大器16放大該補(bǔ)償信號(hào)。其結(jié)果就是對(duì)于主放大器裝置的線性化了的增益響應(yīng)。所述軟增益壓縮器22的工作將在下面參照?qǐng)D4-8更詳細(xì)地描述。所述主放大器信號(hào)通路還可包括諸如輸入驅(qū)動(dòng)電路20的傳統(tǒng)電路。該輸入電路可包括前置放大器、群時(shí)延電路以及通常依據(jù)傳統(tǒng)前饋設(shè)計(jì)的增益和相位控制電路。該主放大器信號(hào)通路還包括通常依據(jù)傳統(tǒng)前饋設(shè)計(jì)的主放大器輸出采樣耦合器26和延時(shí)器28。該主放大器信號(hào)通路還包括本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的附加的傳統(tǒng)電路(諸如導(dǎo)頻信號(hào)發(fā)生器和控制電路-未示出)。
所述誤差放大器信號(hào)通路包括采樣所述RF輸入信號(hào)并且通過延時(shí)器32、衰減器/合并器36和前誤差(pre-error)/輸入電路38將其提供給誤差放大器34的輸入信號(hào)耦合器30。更具體地，延時(shí)器32和衰減器/合并器36象在傳統(tǒng)前饋放大器中一樣工作，以便主放大器16的采樣輸出被衰減而在衰減器/合并器36處與延時(shí)的輸入信號(hào)異相地合并，以除了采樣信號(hào)的失真成分外從主信號(hào)通路基本消除全部的采樣信號(hào)。在一些應(yīng)用和實(shí)現(xiàn)中，控制衰減器/合并器36處的消除以在結(jié)果信號(hào)中保留一些RF載波成分是有益的，結(jié)果信號(hào)并不純?yōu)橹鞣糯笃鞯氖д娉煞?。但是，?duì)于本應(yīng)用，該結(jié)果信號(hào)將被稱為失真成分，而應(yīng)當(dāng)理解，其可能包含一些載波成分。該信號(hào)的這個(gè)失真成分被提供給前誤差/輸入電路38。前誤差/輸入電路38可包括前置放大器、群延時(shí)電路和與電路20類似地工作的增益和相位控制電路。電路38的輸出被提供給誤差放大器34，其恢復(fù)被采樣失真成分(IMD)的幅度到主信號(hào)通路中的幅度。誤差放大器34也優(yōu)選地采用一個(gè)或多個(gè)偏置于諸如較低的AB類或B類的偏置類的LDMOS放大器裝置或級(jí)，以便提供好的DC-FR轉(zhuǎn)換效率以及最小化耗散功率和熱量。然而，結(jié)果象上面討論的一樣，這也產(chǎn)生了大量的小信號(hào)互調(diào)產(chǎn)物(SSIMD)。因此，小信號(hào)線性化電路24，優(yōu)選地實(shí)現(xiàn)為軟增益壓縮器電路，也被用在誤差放大器34之前，以便補(bǔ)償誤差放大器34中LDMOS裝置的小信號(hào)增益擴(kuò)張(AM/AM增益特性)。從誤差放大器34輸出的該放大了的失真成分在誤差注入耦合器42處以相對(duì)主放大器輸出信號(hào)180度(異相地)地與延時(shí)了的主信號(hào)合并，以消除主信號(hào)通路中的失真成分。于是基本沒有失真的放大信號(hào)被提供給隔離器40和輸出14。
接下來參照?qǐng)D4和5描述小信號(hào)線性化電路22、24的一般操作。優(yōu)選實(shí)施例是增益壓縮電路并且該增益壓縮器增益響應(yīng)的一般形式顯示在圖4中。正如通過比較圖4和圖2可以看到的，所述增益壓縮器增益響應(yīng)只在軟(小信號(hào))區(qū)域(低于Psst)是非線性的，而通常和圖2所示的LDMOS增益響應(yīng)相反(至少在小信號(hào)區(qū)域)。即，該增益響應(yīng)具有對(duì)應(yīng)于輸入功率的小信號(hào)區(qū)域的、有提供增益壓縮的負(fù)斜率的第一非線性部分50，以及在小信號(hào)區(qū)域外的第二基本線性部分52。該主放大器輸出的結(jié)果增益響應(yīng)被校正為在功率范圍上恒定，如圖5所示。
圖6和7示出了所述軟增益壓縮器22(或24)的兩個(gè)實(shí)現(xiàn)。這些具體的實(shí)現(xiàn)只是作為例子提出，因?yàn)榭赡苡卸喾N不同的具體電路實(shí)現(xiàn)。
首先參考圖6，在示意圖中示出了軟增益壓縮器22(或24)的第一實(shí)現(xiàn)。如所示，在此實(shí)現(xiàn)中所述軟增益壓縮器包括耦合在RF信號(hào)通路和地66之間的二極管60和62以及電阻器64。二極管60、62將追蹤線路18上提供的RF信號(hào)包絡(luò)，而當(dāng)輸入RF信號(hào)功率增加時(shí)它們將會(huì)使不斷增加的功率分流到地，在線路19上提供增益補(bǔ)償信號(hào)。選擇二極管60、62的門限值和電阻器64的電阻，以便該分流電流將在如圖4所示的線性部分52的起點(diǎn)處(即在Psst)飽和。因此圖6的電路將具有大體上對(duì)應(yīng)于如上面圖4所示的期望的軟增益壓縮曲線的增益響應(yīng)。二極管60和62以及電阻器64的具體值將依賴于具體實(shí)現(xiàn)，包括具體的所用主和誤差放大器LDMOS裝置的數(shù)量和大小，以及它們的偏置點(diǎn)。在下面討論的圖8中顯示了純用于說明目的的一個(gè)具體增益響應(yīng)的例子。
參考圖7，在示意框圖中顯示了所述軟增益壓縮器的另一個(gè)實(shí)現(xiàn)。
如圖7中所示，所述軟增益壓縮器22(或24)包含定向耦合器70，其接收沿線路18的RF輸入信號(hào)并向信號(hào)包絡(luò)檢測(cè)器72提供采樣的輸入信號(hào)以及提供所述RF輸入信號(hào)給增益控制電路76?？赡苁腔诤?jiǎn)單二極管的檢測(cè)器或其它周知的包絡(luò)檢測(cè)器的信號(hào)包絡(luò)檢測(cè)器72，提供對(duì)應(yīng)于所述RF信號(hào)包絡(luò)的信號(hào)給放大器74。由于該包絡(luò)隨視頻(或調(diào)制)頻率而變化，放大器74被示為視頻放大器而提供放大的視頻包絡(luò)信號(hào)給增益控制電路76作為控制信號(hào)。增益控制電路76是一種市場(chǎng)上可購(gòu)得的高速增益控制電路(例如，Analog Devices的型號(hào)為AD8345的部件)，或者它可以是由本領(lǐng)域技術(shù)人員為特定應(yīng)用而容易地設(shè)計(jì)的、用于RF信號(hào)的特定視頻頻率的離散電路。增益控制電路76響應(yīng)視頻包絡(luò)控制信號(hào)而降低輸入RF信號(hào)的增益以再生圖4的增益響應(yīng)曲線。
參照?qǐng)D8，顯示了所述軟增益壓縮器22增益響應(yīng)曲線的一個(gè)特例。如所示，該增益響應(yīng)具有從約Pin(max)-15db到Pin(max)-5db的非線性部分，其中Pin(max)是主放大器裝置的飽和電平。因此Pin(max)-5db一般對(duì)應(yīng)于Psst，即偏置于較低AB類或B類的典型LDMOS功率放大器裝置的小信號(hào)區(qū)域50的門限。如所示，在約Pin(max)-5db之上，該增益響應(yīng)基本上是線性的(對(duì)應(yīng)于圖4的區(qū)域52)。
在下面的表1中，顯示了一個(gè)實(shí)例LDMOS(橫向擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體)放大器裝置的主放大器16和誤差放大器34的具體工作特性。上面論述的圖8和表1假設(shè)，主和誤差放大器中使用的是在約1dB飽和的100瓦P1dB裝置，具體地，是100瓦LDMOS放大器裝置。表1根據(jù)靜態(tài)偏流占飽和電流(1dss)的百分比來為放大器裝置提供主放大器和誤差放大器的偏置類。在表的陰影區(qū)域，優(yōu)選高效率范圍和較傳統(tǒng)的線性(效率低的)范圍顯示在一起。盡管這些具體的值對(duì)應(yīng)于一個(gè)裝置實(shí)例，即，100瓦LDMOS P1dB裝置，這些偏置類特性和工作范圍在較大和較小的裝置上將被非常通用地?fù)Q算。因此，這些偏置類定義和工作范圍不限于具體的功率實(shí)例。但是，表1的偏置類定義可能不會(huì)特別對(duì)應(yīng)于表1的所有放大器裝置類型的裝置參數(shù)。然而，對(duì)于很多種類的設(shè)備，在本領(lǐng)域內(nèi)一般都明白偏置類和C類、B類、較低AB類(AB2)、較高AB類(AB1)和A類定義之間的區(qū)別，而因此實(shí)際上，表1的裝置參數(shù)值應(yīng)被視為說明性的，而非限制性的。
表125℃下每裝置的標(biāo)稱靜態(tài)偏流
如可在表1中看到的，主和誤差放大器都被偏置于高效率類，具體為較低AB類(AB2)或B類(或可選地，而非優(yōu)選地，C類)。這對(duì)于給定的裝置尺寸提供了想要的最大DC-RF轉(zhuǎn)換效率。除了降低耗散功率外，該DC-RF效率增加了可靠性。更具體地，當(dāng)諸如LDMOS放大器裝置的現(xiàn)代RF功率裝置工作在較高效率水平時(shí)，這直接轉(zhuǎn)換為較低的信道溫度。信道溫度的降低極大地增加了裝置的平均壽命，并因此增加了前饋功率放大器系統(tǒng)的總體可靠性。所有這些優(yōu)點(diǎn)都是通過采用上述小信號(hào)線性化電路和方法在沒有因?yàn)樾⌒盘?hào)增益擴(kuò)張而犧牲線性的情況下提供的。
已經(jīng)結(jié)合多圖描述了本發(fā)明在RF功率放大器設(shè)計(jì)中既提供了高的效率又降低了小信號(hào)失真的優(yōu)選實(shí)施例。但是，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，不超出本發(fā)明的示教而可有多種修改和其它實(shí)施例。例如，軟增益壓縮器的多種具體電路實(shí)現(xiàn)可采用本發(fā)明的示教來提供，而篇幅的限制阻止了對(duì)所有可能電路實(shí)現(xiàn)的詳盡羅列或?qū)λ锌赡艿目刂茖?shí)現(xiàn)的列舉。多種其它可能的修改和附加的實(shí)施例也明顯是可能的，且落入本發(fā)明的范圍之內(nèi)。因此，所描述的具體實(shí)施例和實(shí)現(xiàn)在任何意義下都不應(yīng)被看作為實(shí)質(zhì)上的限制，而是僅用來說明本發(fā)明。
權(quán)利要求
1.一種放大器，包含用來接收要被放大的信號(hào)的輸入；被偏置以在小信號(hào)區(qū)域中具有非線性增益特性的放大器裝置；被耦合在所述輸入和所述放大器裝置之間以補(bǔ)償所述放大器裝置的小信號(hào)非線性的小信號(hào)線性化電路；以及被耦合到該放大器裝置以輸出放大的信號(hào)的輸出。
2.如權(quán)利要求1所述的放大器，其中所述放大器裝置是LDMOS晶體管。
3.如權(quán)利要求1所述的放大器，其中所述放大器裝置被偏置于較低的AB類或B類中。
4.如權(quán)利要求1所述的放大器，其中所述小信號(hào)線性化電路在放大器裝置增益響應(yīng)的對(duì)應(yīng)于小信號(hào)區(qū)域的部分上降低所述輸入信號(hào)幅度。
5.如權(quán)利要求4所述的放大器，其中所述小信號(hào)增益調(diào)節(jié)電路具有和所述放大器裝置的所述增益響應(yīng)基本相反的增益響應(yīng)。
6.如權(quán)利要求4所述的放大器，其中對(duì)應(yīng)于所述小信號(hào)區(qū)域的放大器裝置的增益響應(yīng)部分包含最大輸入功率的約-15dB到-5dB的范圍。
7.如權(quán)利要求1所述的放大器，其中所述小信號(hào)線性化電路包含并聯(lián)耦合在信號(hào)輸入通路和地之間的第一和第二二極管以及與該第一和第二二極管和地串聯(lián)耦合的電阻器。
8.如權(quán)利要求1所述的放大器，其中所述小信號(hào)線性化電路包含包絡(luò)檢測(cè)器和響應(yīng)該包絡(luò)檢測(cè)器檢測(cè)到的所述輸入信號(hào)的包絡(luò)而控制的增益控制電路。
9.如權(quán)利要求8所述的放大器，其中所述小信號(hào)線性化電路還包含耦合在所述包絡(luò)檢測(cè)器和所述增益控制電路之間的視頻放大器。
10.一種RF前饋放大器，包含用來接收RF信號(hào)的RF輸入；接收和放大所述RF信號(hào)的主放大器，所述主放大器包含一個(gè)或多個(gè)被偏置以在所述小信號(hào)區(qū)域具有非線性增益特性的放大器裝置；被耦合在所述輸入和所述主放大器之間以補(bǔ)償所述主放大器中的所述一個(gè)或多個(gè)裝置的所述小信號(hào)非線性的主通路小信號(hào)增益調(diào)節(jié)電路；主放大器輸出采樣耦合器；被耦合到所述RF輸入并提供延時(shí)的輸入RF信號(hào)的第一延時(shí)器；耦合所述延時(shí)的RF信號(hào)到來自所述主放大器的所述采樣輸出并提供誤差信號(hào)的載波消除合并器；接收并放大該誤差信號(hào)的誤差放大器；被耦合到所述主放大器輸出的第二延時(shí)器；合并來自所述誤差放大器的輸出和來自所述第二延時(shí)器的所述延時(shí)的主放大器輸出以消除所述主放大器引入的失真的誤差注入耦合器；以及被耦合到所述誤差注入耦合器輸出并提供放大的RF輸出的RF輸出。
11.如權(quán)利要求10所述的RF前饋放大器，其中所述誤差放大器包含一個(gè)或多個(gè)被偏置以在所述小信號(hào)區(qū)域具有非線性增益特性的放大器裝置，而所述RF前饋放大器還包含被耦合在所述載波消除合并器和所述誤差放大器之間以補(bǔ)償所述誤差放大器中的所述一個(gè)或多個(gè)裝置的所述小信號(hào)非線性的誤差通路小信號(hào)增益調(diào)節(jié)電路。
12.如權(quán)利要求11所述的RF前饋放大器，其中所述主放大器和誤差放大器裝置被偏置在較低的AB類或B類中。
13.如權(quán)利要求10所述的RF前饋放大器，其中所述主通路小信號(hào)增益調(diào)節(jié)電路在所述輸入信號(hào)的小信號(hào)部分壓縮所述RF輸入信號(hào)。
14.如權(quán)利要求10所述的RF前饋放大器，其中所述輸入信號(hào)的所述小信號(hào)部分包含小于約Pin(max)-5dB的所述輸入信號(hào)功率區(qū)域，其中Pin(max)是所述主放大器裝置的飽和電平。
15.如權(quán)利要求11所述的RF前饋放大器，其中所述誤差通路小信號(hào)增益調(diào)節(jié)電路在所述誤差信號(hào)的小信號(hào)部分壓縮所述誤差信號(hào)。
16.一種補(bǔ)償放大器裝置的所述小信號(hào)區(qū)域中的非線性的方法，包含接收要被所述放大器裝置放大的輸入信號(hào)；僅當(dāng)所述輸入信號(hào)處于小信號(hào)區(qū)域時(shí)對(duì)所述輸入信號(hào)應(yīng)用非線性補(bǔ)償增益并輸出經(jīng)增益補(bǔ)償?shù)男盘?hào)；以及提供所述經(jīng)增益補(bǔ)償?shù)男盘?hào)給所述放大器裝置。
17.如權(quán)利要求16所述的補(bǔ)償放大器裝置的所述小信號(hào)區(qū)域中的非線性的方法，其中所述放大器裝置為L(zhǎng)DMOS裝置。
18.如權(quán)利要求16所述的補(bǔ)償放大器裝置的所述小信號(hào)區(qū)域中的非線性的方法，其中所述放大器裝置被偏置于較低的AB類或B類中。
19.如權(quán)利要求16所述的補(bǔ)償放大器裝置的所述小信號(hào)區(qū)域中的非線性的方法，其中所述輸入信號(hào)的所述小信號(hào)區(qū)域包含小于約Pin(max)-5db的所述輸入信號(hào)功率區(qū)域，其中Pin(max)是所述放大器裝置的飽和電平。
20.如權(quán)利要求16所述的補(bǔ)償放大器裝置的所述小信號(hào)區(qū)域中的非線性的方法，其中所述放大器裝置非線性包含所述小信號(hào)區(qū)域中的增益擴(kuò)張并且其中對(duì)所述輸入信號(hào)應(yīng)用非線性補(bǔ)償增益包含對(duì)所述輸入信號(hào)應(yīng)用增益壓縮。
全文摘要
采用具有偏置于較低偏置類的放大器裝置的高效率主(16)和/或誤差(34)放大器的一種前饋放大器(10)。放大器裝置的增益響應(yīng)中的小信號(hào)非線性由小信號(hào)增益調(diào)節(jié)電路(22，24)補(bǔ)償。作為結(jié)果的增益響應(yīng)在RF輸入功率的整個(gè)可用范圍內(nèi)是基本線性的。
文檔編號(hào)H03F1/26GK1679232SQ03820261
公開日2005年10月5日 申請(qǐng)日期2003年8月19日 優(yōu)先權(quán)日2002年8月26日
發(fā)明者M·古爾維奇, N·馬斯倫尼科夫 申請(qǐng)人:電力波技術(shù)公司