專利名稱：一種數(shù)字化前饋放大器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種數(shù)字化的前饋放大器。
背景技術(shù)：
當(dāng)今蜂窩和個(gè)人通信網(wǎng)絡(luò)的迅速增加，使頻譜更加擁擠。特別是第三代無線移動(dòng)通信系統(tǒng)提出的帶寬加寬，動(dòng)態(tài)范圍變大，功率輸出增加，對(duì)高功率放大器的帶寬、線性度和效率都有了更高的要求。因此，研究以及創(chuàng)造線性度高、效率高的放大器系統(tǒng)顯得極有意義。對(duì)于前饋技術(shù)，目前比較成熟的是模擬前饋系統(tǒng)。附圖I為模擬前饋系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。輸入的雙音信號(hào)，經(jīng)過功分器后分成相同的兩路信號(hào)，上路信號(hào)經(jīng)過主功放放大后，會(huì) 疊加上由于功放非線性產(chǎn)生的交調(diào)失真以及噪聲信號(hào)，其輸出為Vmain = KVin+V_+VNF。如果時(shí)延器的時(shí)延等于主功放的時(shí)延，并且耦合器Cl的耦合系數(shù)等于放大器的增益，那么從減法器出來的信號(hào)將只剩下噪聲以及交調(diào)信號(hào)的信息為Vmin = (V_+VNF)/C1，再用誤差放大器(假設(shè)誤差放大器是完全線性的且不會(huì)引入噪聲)將這個(gè)信號(hào)放大得到Vemut =Kerr (Vnon+VNF)/Cl0當(dāng)誤差放大器的放大倍數(shù)等于耦合器Cl以及耦合器C2的耦合系數(shù)之積時(shí)，最后的輸出為
VKVout = Vmam--^ = KVm + Vnon + Vnf -(Vnon +Vnp) = KVm其有著良好的線性效果。但是，要實(shí)現(xiàn)精確的時(shí)延對(duì)齊，其系統(tǒng)很復(fù)雜并且難以調(diào)試。另外，由于誤差放大器以及功放后面延時(shí)器的插損，使得前饋系統(tǒng)的效率極低。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)和不足，提供一種線性高、簡單、效率高的放大器系統(tǒng)數(shù)字化前饋放大器。本實(shí)用新型的目的通過下述技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)一種數(shù)字化前饋放大器，包括數(shù)字信號(hào)均分器、前饋控制器、數(shù)模轉(zhuǎn)換器A、數(shù)模轉(zhuǎn)換器B、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、混頻器A、混頻器B、混頻器C、功率放大器、延時(shí)調(diào)整器A、耦合器A、耦合器B ;所述數(shù)字信號(hào)均分器的輸出端分別連接前饋控制器的輸入端和延時(shí)調(diào)整器A的輸入端，所述延時(shí)調(diào)整器A的輸出端依次連接數(shù)模轉(zhuǎn)換器B、混頻器B、功率放大器、耦合器A，所述耦合器A輸出端分別連接耦合器B的輸入端和混頻器C的輸入端，所述混頻器C的輸出端經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換器連接前饋控制器的輸入端，所述前饋控制器的輸出端依次連接數(shù)模轉(zhuǎn)換器A、混頻器A，所述混頻器A連接耦合器B的輸入端。通過該數(shù)字化前饋放大器可得到線性度極高的放大信號(hào)。優(yōu)選的，所述前饋控制器包括依次連接的數(shù)字增益調(diào)節(jié)器B、延時(shí)調(diào)整器B、計(jì)算器、相位調(diào)整器、數(shù)字增益調(diào)節(jié)器A，所述計(jì)算器輸入端連接數(shù)字信號(hào)均分器的一個(gè)輸出端，所述數(shù)字增益調(diào)節(jié)器B的輸入端連接模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸出端。在數(shù)字域內(nèi)，精確的找出了功率放大器由于功放非線性產(chǎn)生的交調(diào)失真以及噪聲信號(hào)的幅度、時(shí)延。[0009]優(yōu)選的，所述計(jì)算器包括減法器，所述減法器用于在數(shù)字域內(nèi)從功率放大后的信號(hào)減去放大前的信號(hào)得到由于功放非線性產(chǎn)生的交調(diào)失真以及噪聲信號(hào)的幅度、時(shí)延，該方法簡單易行。上述計(jì)算器包括方差計(jì)算器，所述方差計(jì)算器模塊用于計(jì)算功率放大后的信號(hào)和放大前的信號(hào)的方差，并判斷所述方差是否大于預(yù)設(shè)值，若是，發(fā)送延時(shí)調(diào)整指令，延時(shí)調(diào)整器A和延時(shí)調(diào)整器B接到指令后重新進(jìn)行調(diào)整，可有效的控制由于溫度的邊度引起的各器件的時(shí)延的變化。本實(shí)用新型相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)具有如下的優(yōu)點(diǎn)及效果(I)本實(shí)用新型通過將放大器的前饋技術(shù)數(shù)字化使得到放大信號(hào)線性度極高，同時(shí)本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單，操作簡便。(2)本實(shí)用新型還可以與其他放大器線性技術(shù)結(jié)合組成混合性線性技術(shù)，從而得到線性度更好的放大器系統(tǒng)。 (3)本實(shí)用新型通過定時(shí)計(jì)算計(jì)算功率放大后的信號(hào)和放大前的信號(hào)的方差，消除了溫度變化對(duì)信號(hào)時(shí)延的影響。

圖I是模擬前饋系統(tǒng)的原理框圖。圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例的數(shù)字化前饋放大器框圖。圖3是圖2中的前饋控制器框圖。圖4是圖3計(jì)算器框圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明，但本實(shí)用新型的實(shí)施方式不限于此。實(shí)施例由于放大器的模擬前饋技術(shù)要求幅度以及時(shí)延的精確控制使得前饋系統(tǒng)極其復(fù)雜；另外，需要一個(gè)額外的誤差放大器，使得系統(tǒng)的效率比較低。而數(shù)字系統(tǒng)在幅度以及相位控制方面比起模擬系統(tǒng)來說更加容易做，并且并不需要誤差放大器。前饋放大器系統(tǒng)最重要的是精確的找出放大器由于功放非線性產(chǎn)生的交調(diào)失真以及噪聲信號(hào)的幅度、時(shí)延。然后用減法器從主功放中減去失真信號(hào)以及噪聲信號(hào)，從而使得功放具有良好的線性。如圖2所示，本實(shí)用新型的數(shù)字化前饋放大器，包括數(shù)字信號(hào)均分器、前饋控制器、數(shù)模轉(zhuǎn)換器A、數(shù)模轉(zhuǎn)換器B、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、混頻器A、混頻器B、混頻器C、功率放大器、延時(shí)調(diào)整器A、耦合器A、耦合器B;所述數(shù)字信號(hào)均分器的輸出端分別連接前饋控制器的輸入端和延時(shí)調(diào)整器A的輸入端，所述延時(shí)調(diào)整器A的輸出端依次連接數(shù)模轉(zhuǎn)換器B、混頻器B、功率放大器、耦合器A，所述耦合器A輸出端分別連接耦合器B的輸入端和混頻器C的輸入端，所述混頻器C的輸出端經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換器連接前饋控制器的輸入端，所述前饋控制器的輸出端依次連接數(shù)模轉(zhuǎn)換器A、混頻器A，所述混頻器A連接耦合器B的輸入端。通過該數(shù)字化前饋放大器可得到線性度極高的放大信號(hào)。如圖3所示，前饋控制器包括依次連接的數(shù)字增益調(diào)節(jié)器B、延時(shí)調(diào)整器B、計(jì)算器、相位調(diào)整器、數(shù)字增益調(diào)節(jié)器A，所述計(jì)算器輸入端連接數(shù)字信號(hào)均分器的一個(gè)輸出端，所述數(shù)字增益調(diào)節(jié)器B的輸入端連接模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸出端。如圖4所示，所述計(jì)算器包括減法器。本實(shí)用新型的工作原理及過程是所述數(shù)字信號(hào)均分器將輸入的數(shù)字信號(hào)等幅、等相位的分成兩路信號(hào)，一路信號(hào)直接輸入前饋控制器，另一路信號(hào)依次經(jīng)延時(shí)調(diào)整器A、數(shù)模轉(zhuǎn)換器B、混頻器B、功率放大器作用后得到放大的模擬信號(hào)，所述放大的模擬信號(hào)經(jīng)耦合器A取樣后再依次經(jīng)混頻器C、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、數(shù)字增益調(diào)節(jié)器B、延時(shí)調(diào)整器B后與直接輸入前饋控制器的信號(hào)在減法器進(jìn)行減法運(yùn)算后得到誤差信號(hào)，所述誤差信號(hào)再依次經(jīng)相位調(diào)整器、數(shù)字增益調(diào)節(jié)器A、數(shù)模轉(zhuǎn)換器A、混頻器A后得到與放大的模擬信號(hào)幅度相等、相位相差180°的信號(hào)，此信號(hào)與放大的模擬信號(hào)經(jīng)耦合器B耦合后得到高線性信號(hào)。在具體實(shí)施時(shí)，先將延時(shí)調(diào)整器A設(shè)置為零，調(diào)整延時(shí)調(diào)整器B以及數(shù)字增益調(diào)節(jié)器B使得前饋控制器中的減法器輸出只存在誤差信號(hào)信息，設(shè)延時(shí)調(diào)整器B的調(diào)整量為Δ T2。再調(diào)整延時(shí)調(diào)整器A、延時(shí)調(diào)整器B，使混頻器A輸出的信號(hào)與功放輸出的信號(hào)交調(diào)幅度相等、相位相差180°。此次調(diào)整延時(shí)調(diào)整器A、延時(shí)調(diào)整器B應(yīng)該同時(shí)，若延時(shí)調(diào)整器A的調(diào)整量為Λ Tl，則延時(shí)調(diào)整器B也再調(diào)節(jié)Λ Tl，使最后總的調(diào)整量為ΛΤ1+ΛΤ2。最后將Λ Tl寫入延時(shí)調(diào)整器Α，Λ Tl+Λ Τ2寫入延時(shí)調(diào)整器B。由于在實(shí)際工作時(shí)，溫度的變化會(huì)造成各器件時(shí)延性質(zhì)的變化，從而大大影響系統(tǒng)的性能。因此，如圖4所示，在所述計(jì)算器還設(shè)置了方差計(jì)算器，所述方差計(jì)算器用于計(jì)算所述直接輸入前饋控制器的信號(hào)和延時(shí)調(diào)整器B輸出的信號(hào)的方差，并判斷所述方差是否大于預(yù)設(shè)值，若是，發(fā)送延時(shí)調(diào)整指令，延時(shí)調(diào)整器A和延時(shí)調(diào)整器B接到指令后重新進(jìn)行調(diào)整。調(diào)整的順序?yàn)橄日{(diào)整延時(shí)調(diào)整器B，再調(diào)節(jié)延時(shí)調(diào)整器Α。以上所述的本實(shí)用新型實(shí)施方式，并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型保護(hù)范圍的限定。任何在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的權(quán)利要求保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種數(shù)字化前饋放大器，其特征在于，包括數(shù)字信號(hào)均分器、前饋控制器、數(shù)模轉(zhuǎn)換器A、數(shù)模轉(zhuǎn)換器B、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、混頻器A、混頻器B、混頻器C、功率放大器、延時(shí)調(diào)整器A、耦合器A、耦合器B ;所述數(shù)字信號(hào)均分器的輸出端分別連接前饋控制器的輸入端和延時(shí)調(diào)整器A的輸入端，所述延時(shí)調(diào)整器A的輸出端依次連接數(shù)模轉(zhuǎn)換器B、混頻器B、功率放大器、耦合器A，所述耦合器A輸出端分別連接耦合器B的輸入端和混頻器C的輸入端，所述混頻器C的輸出端經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換器連接前饋控制器的輸入端，所述前饋控制器的輸出端依次連接數(shù)模轉(zhuǎn)換器A、混頻器A，所述混頻器A連接耦合器B的輸入端。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述數(shù)字化前饋放大器，其特征在于所述前饋控制器包括依次連接的數(shù)字增益調(diào)節(jié)器B、延時(shí)調(diào)整器B、計(jì)算器、相位調(diào)整器、數(shù)字增益調(diào)節(jié)器A，所述計(jì)算器輸入端連接數(shù)字信號(hào)均分器的輸出端，所述數(shù)字增益調(diào)節(jié)器B的輸入端連接模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸出端。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述數(shù)字化前饋放大器，其特征在于所述計(jì)算器包括減法器。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述數(shù)字化前饋放大器，其特征在于所述計(jì)算器包括方差計(jì)算器。
專利摘要本實(shí)用新型公開一種數(shù)字化前饋放大器，包括數(shù)字信號(hào)均分器、前饋控制器、數(shù)模轉(zhuǎn)換器A、數(shù)模轉(zhuǎn)換器B、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、混頻器A、混頻器B、混頻器C、功率放大器、延時(shí)調(diào)整器A、耦合器A、耦合器B；所述數(shù)字信號(hào)均分器的輸出端分別連接前饋控制器的輸入端和延時(shí)調(diào)整器A的輸入端，所述延時(shí)調(diào)整器A的輸出端依次連接數(shù)模轉(zhuǎn)換器B、混頻器B、功率放大器、耦合器A，所述耦合器A輸出端分別連接耦合器B的輸入端和混頻器C的輸入端，所述混頻器C的輸出端經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換器連接前饋控制器的輸入端，所述前饋控制器的輸出端依次連接數(shù)模轉(zhuǎn)換器A、混頻器A，所述混頻器A連接耦合器B的輸入端。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單，操作簡便，得到的放大信號(hào)線性度極高。
文檔編號(hào)H03F1/32GK202586878SQ20122010186
公開日2012年12月5日 申請(qǐng)日期2012年3月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月16日
發(fā)明者賀文魁, 張凱 申請(qǐng)人:京信通信系統(tǒng)(中國)有限公司