雙通道模擬預(yù)失真功率放大器的制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及雙通道模擬預(yù)失真功率放大器，包括：第一預(yù)失真放大通道、第二預(yù)失真放大通道以及雙通道模擬預(yù)失真芯片，第一預(yù)失真放大通道耦合器D11的直通輸出端經(jīng)過延時器T1與耦合器D21的第一輸入端連接，耦合器D21的輸出端經(jīng)過Doherty放大器A1與耦合器D31的輸入端連接；耦合器D11的耦合輸出端與雙通道模擬預(yù)失真芯片的第一取樣信號輸入端相連，耦合器D21的第二輸入端與雙通道模擬預(yù)失真芯片的第一輸出端相連，耦合器D31的耦合輸出端與所述雙通道模擬預(yù)失真芯片的第一反饋信號輸入端相連。本實用新型降低了MIMO技術(shù)中搭建功率放大電路的成本，使得整個功率放大器成本低、體積小、工藝簡單、技術(shù)集成化。
【專利說明】雙通道模擬預(yù)失真功率放大器
【【技術(shù)領(lǐng)域】】
[0001]本實用新型設(shè)計移動通信射頻放大領(lǐng)域，特別是涉及一種雙通道模擬預(yù)失真功率放大器。
【【背景技術(shù)】】
[0002]近年來，隨著3G、4G無線移動通信網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)和2G網(wǎng)絡(luò)的不斷優(yōu)化、提升，及通信行業(yè)“節(jié)能減排”綠色環(huán)保的發(fā)展趨勢，因此，無線通信行業(yè)對基站及其輔助通信系統(tǒng)的功率放大器提出了“多載波、高線性、高效率、低成本、小型化”的要求。目前，在通信領(lǐng)域大量使用Doherty放大器Al對射頻信號的效率進行增強，但是射頻信號經(jīng)過Doherty放大器Al后會出現(xiàn)嚴重的線性失真，因此，Doherty放大器Al需要配合預(yù)失真技術(shù)才能實現(xiàn)高線性高效率的要求。
[0003]目前，大規(guī)模應(yīng)用的預(yù)失真技術(shù)有射頻預(yù)失真技術(shù)、數(shù)字預(yù)失真(DigitalPre-Distort1N,DPD)技術(shù)和前饋技術(shù)。三種技術(shù)都能對原有功放系統(tǒng)的初始線性進行優(yōu)化，具體為射頻預(yù)失真技術(shù)普遍能優(yōu)化線性15-20dB左右，DPD技術(shù)和前饋技術(shù)都能優(yōu)化線性30-35dB以上。近年來，前饋技術(shù)、模擬預(yù)失真技術(shù)和數(shù)字預(yù)失真技術(shù)等線性化技術(shù)有所發(fā)展和應(yīng)用，凸顯了高線性或高效率的優(yōu)勢，但這些技術(shù)的復(fù)雜性和高成本等缺陷阻礙著其在50W以下中小功率等級放大器的推廣和應(yīng)用。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]基于此，有必要針對現(xiàn)有技術(shù)中預(yù)失真技術(shù)高復(fù)雜度和高成本的問題，提供一種雙通道模擬預(yù)失真功率放大器。
[0005]一種雙通道模擬預(yù)失真功率放大器，包括:
[0006]第一預(yù)失真放大通道、第二預(yù)失真放大通道以及雙通道模擬預(yù)失真芯片，
[0007]其中，所述第一預(yù)失真放大通道包括親合器D11、延時器Tl、親合器D21、Doherty放大器Al以及耦合器D31 ;
[0008]所述耦合器Dll的直通輸出端經(jīng)過延時器Tl與耦合器D21的第一輸入端連接，所述親合器D21的輸出端經(jīng)過Doherty放大器Al與親合器D31的輸入端連接；
[0009]所述耦合器Dll的耦合輸出端與雙通道模擬預(yù)失真芯片的第一取樣信號輸入端相連，所述耦合器D21的第二輸入端與雙通道模擬預(yù)失真芯片的第一輸出端相連，所述耦合器D31的耦合輸出端與所述雙通道模擬預(yù)失真芯片的第一反饋信號輸入端相連；
[0010]所述第二預(yù)失真放大通道包括耦合器D12、延時器T2、耦合器D22、Doherty放大器A2以及耦合器D32 ；
[0011]耦合器D12的直通輸出端經(jīng)過延時器T2與耦合器D22的第一輸入端連接，所述耦合器D22的輸出端經(jīng)過Doherty放大器A2與耦合器D32的輸入端連接；
[0012]所述耦合器D12的耦合輸出端與雙通道模擬預(yù)失真芯片的第二取樣信號輸入端相連，所述耦合器D22的第二輸入端與雙通道模擬預(yù)失真芯片的第二輸出端相連，所述耦合器D32的耦合輸出端與所述雙通道模擬預(yù)失真芯片的第二反饋信號輸入端相連。
[0013]本實用新型通過雙通道模擬預(yù)失真芯片、耦合器以及延時器搭建實現(xiàn)模擬預(yù)失真的電路，從而將模擬預(yù)失真技術(shù)和Doherty技術(shù)有效的結(jié)合在一起，以實現(xiàn)高線性、高效率的功率輸出。而且，雙通道模擬預(yù)失真芯片集成度高價格便宜，將第一預(yù)失真放大通道和第二預(yù)失真放大通道共同連接到雙通道模擬預(yù)失真芯片中，從而在一個雙通道預(yù)失真芯片中搭建兩天射頻功放電路，提高了應(yīng)用在MIMO(Mult1-1nput Mult1-output，多輸入多輸出)技術(shù)中功率放大器的集成度，降低了 MMO技術(shù)中搭建功率放大電路的成本，使得整個功率放大器成本低、體積小、工藝簡單、可生產(chǎn)性好，實現(xiàn)了模擬預(yù)失真技術(shù)與Doherty放大器在50W以下中小功率等級放大器的應(yīng)用。
【【專利附圖】

【附圖說明】】
[0014]圖1為本實用新型雙通道模擬預(yù)失真功率放大器一種實施例的電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖2為本實用新型雙通道模擬預(yù)失真功率放大器另一實施例的電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖3為本實用新型雙通道模擬預(yù)失真功率放大器較佳實施例的電路結(jié)構(gòu)示意圖。
【【具體實施方式】】
[0017]為了使本實用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本實用新型作進一步地詳細描述。
[0018]請參閱圖1，其是本實用新型雙通道模擬預(yù)失真功率放大器一種實施例的電路結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]一種雙通道模擬預(yù)失真功率放大器，包括:
[0020]第一預(yù)失真放大通道10、第二預(yù)失真放大通道20以及雙通道模擬預(yù)失真芯片30，[0021 ] 其中，所述第二預(yù)失真放大通道20與第一預(yù)失真放大通道10電路結(jié)構(gòu)相同，在第一預(yù)失真放大通道10電路結(jié)構(gòu)發(fā)生改變情況下，第二預(yù)失真放大通道20也可作出相應(yīng)的改變。
[0022]所述第一預(yù)失真放大通道10包括親合器D11、延時器Tl、親合器D21、Doherty放大器Al以及耦合器D31 ;
[0023]耦合器Dll的直通輸出端經(jīng)過延時器Tl與耦合器D21的第一輸入端連接，所述耦合器D21的輸出端經(jīng)過Doherty放大器Al與親合器D31的輸入端連接；
[0024]所述耦合器Dll的耦合輸出端與雙通道模擬預(yù)失真芯片30的第一取樣信號輸入端相連，所述耦合器D21的第二輸入端與雙通道模擬預(yù)失真芯片30的第一輸出端相連，所述耦合器D31的耦合輸出端與所述雙通道模擬預(yù)失真芯片30的第一反饋信號輸入端相連。
[0025]所述第二預(yù)失真放大通道20包括耦合器D12、延時器T2、耦合器D22、Doherty放大器A2以及耦合器D32 ；
[0026]耦合器D12的直通輸出端經(jīng)過延時器T2與耦合器D22的第一輸入端連接，所述耦合器D22的輸出端經(jīng)過Doherty放大器A2與耦合器D32的輸入端連接；
[0027]所述耦合器D12的耦合輸出端與雙通道模擬預(yù)失真芯片30的第二取樣信號輸入端相連，所述耦合器D22的第二輸入端與雙通道模擬預(yù)失真芯片30的第二輸出端相連，所述耦合器D32的耦合輸出端與所述雙通道模擬預(yù)失真芯片30的第二反饋信號輸入端相連。
[0028]下面將介紹本實用新型的工作原理:
[0029]以第一預(yù)失真放大通道10為例，射頻輸入信號輸入耦合器Dl I后，通過耦合器Dl I將射頻信號分為兩路，一路為直通信號，通過耦合器Dll的直通輸出端發(fā)送給延時器Tl，延時器Tl對直通信號進行延時后輸出給耦合器D21 ;另一路為取樣信號，通過耦合器Dll的耦合輸出端發(fā)送給雙通道模擬預(yù)失真芯片30，所述雙通道模擬預(yù)失真芯片30將取樣信號進行預(yù)失真處理后輸出給耦合器D21。耦合器D21將延時后的直通信號和預(yù)失真處理后的取樣信號親合在一起后輸出給Doherty大器，Doherty放大器Al對信號進行放大并產(chǎn)生非線性失真，此非線性失真與雙通道模擬預(yù)失真芯片30產(chǎn)生的預(yù)失真對消，耦合器D31將Doherty放大器Al發(fā)來的放大信號進行射頻輸出，并取樣部分反饋信號給雙通道模擬預(yù)失真芯片30，使得雙通道模擬預(yù)失真芯片30能夠?qū)⒎答佇盘柵c耦合器Dll發(fā)來的取樣信號相比較，不斷優(yōu)化對消效果并實現(xiàn)自適應(yīng)功能，使得本實用新型所述的雙通道模擬預(yù)失真功率放大器擁有高效率而且具有高線性的特點。第二預(yù)失真放大通道20的工作原理與第一預(yù)失真放大通道10相同，所述第一預(yù)失真放大通道10和第二預(yù)失真放大通道20，可以根據(jù)實際方案的不同選擇不同頻段、功率等級等相關(guān)器件來實現(xiàn)不同參數(shù)要求的具體設(shè)計可來實現(xiàn)不同的功率放大器。也就是說，第一預(yù)失真放大通道10和第二預(yù)失真放大通道20可根據(jù)實際需求，采用不同的組合方式實現(xiàn)雙通道的MMO射頻放大器。
[0030]本實用新型通過雙通道模擬預(yù)失真芯片30、耦合器Dl1、延時器Tl、耦合器D21以及第三耦合電路搭建實現(xiàn)模擬預(yù)失真的電路，從而將模擬預(yù)失真技術(shù)和Doherty技術(shù)有效的結(jié)合在一起，以實現(xiàn)高線性、高效率的功率輸出。而且，雙通道模擬預(yù)失真芯片30集成度高價格便宜，將第一預(yù)失真放大通道10和第二預(yù)失真放大通道20共同連接到雙通道模擬預(yù)失真芯片30中，從而在一個雙通道預(yù)失真芯片中搭建兩天射頻功放電路，提高了應(yīng)用在MMO技術(shù)中功率放大器的集成度，降低了 MMO技術(shù)中搭建功率放大電路的成本，使得整個功率放大器成本低、體積小、工藝簡單、可生產(chǎn)性好，實現(xiàn)了模擬預(yù)失真技術(shù)與Doherty放大器Al在50W以下中小功率等級放大器的應(yīng)用。
[0031]在以下的實施例中，只針對第一預(yù)失真放大通道10的電路結(jié)構(gòu)做詳細的描述，第二預(yù)失真放大通道20的電路結(jié)構(gòu)可以與第一預(yù)失真放大通道10的電路結(jié)構(gòu)相同，也可以使用以上實施例的電路結(jié)構(gòu)，所以不對第二預(yù)失真放大通道20進行贅述。
[0032]請參閱圖2，其是本實用新型雙通道模擬預(yù)失真功率放大器另一實施例的電路結(jié)構(gòu)示意圖。
[0033]在一個實施例中，所述雙通道模擬預(yù)失真功率放大器還包括:控制器40，第一預(yù)失真放大通道10還包括親合器D41以及ALC(Automatic Level Control，自動電平控制)電路107 ；
[0034]所述耦合器D41的直通輸出端經(jīng)過ALC電路107與耦合器Dll的輸入端相連；
[0035]所述耦合器D41的耦合輸出端與所述控制器40的第一輸入端相連，所述ALC電路107的控制端與所述控制器40的第一輸出端相連。
[0036]射頻輸入信號輸入親合器D41后，所述親合器D41將輸入的射頻輸入信號傳輸給ALC電路107并取樣射頻輸入信號的功率發(fā)給控制器40，所述ALC電路107的控制端與所述控制器40的第一輸出端相連，使得控制器40能夠在射頻輸入信號功率的超出額定值時控制ALC電路107對接收的射頻輸入信號進行調(diào)整，使所述射頻輸入信號信號能夠趨于穩(wěn)定。
[0037]請參閱圖3，其是本實用新型雙通道模擬預(yù)失真功率放大器較佳實施例的電路結(jié)構(gòu)示意圖。
[0038]在一個較佳實施例中，所述雙通道模擬預(yù)失真芯片30的控制端與所述控制器40的串行輸出端相連。
[0039]在射頻輸入信號的是功率比較小時，經(jīng)過Doherty放大器Al放大后的射頻輸出信號的非線性特征并不明顯，所述控制器40可以通過SPI (Serial Peripheral Interface，串行外設(shè)接口 )與雙通道模擬預(yù)失真芯片30的控制端相連，使得控制器40能夠在射頻輸入信號的功率小于門限值時控制所述雙通道模擬預(yù)失真芯片30關(guān)閉，從而節(jié)約所述雙通道模擬預(yù)失真芯片30的耗電量。
[0040]進一步地，所述第一預(yù)失真放大通道10還包括:AGC(Automatic Gain Control，自動增益控制)電路108 ；
[0041]所述AGC電路108串聯(lián)于耦合器D21和Doherty放大器Al之間，所述耦合器D31的耦合輸出端與所述控制器40的第二輸入端相連，所述控制器40的第二輸出端與所述AGC電路108的控制端相連。
[0042]所述耦合器D31輸出射頻輸出信號的功率至控制器40，使得所述控制器40能夠根據(jù)射頻輸入信號的功率和射頻輸出信號的功率判斷Doherty放大器Al當(dāng)前的增益控制AGC電路108進行增益補償，從而提高射頻輸出信號的增益。
[0043]進一步地，所述第一預(yù)失真放大通道10還包括第一小微波放大管109以及第二小微波放大管110，所述第一小微波放大管109串聯(lián)于ALC電路107和親合器Dll的輸入端之間；所述第二小微波放大管110串聯(lián)于AGC電路108和Doherty放大器Al之間。
[0044]所述第一小微波放大管109對ALC電路107輸出的射頻信號進行放大，增加了射頻輸出信號增益的同時，使耦合器Dll輸入至雙通道模擬預(yù)失真芯片30的取樣信號的功率能夠在雙通道模擬預(yù)失真芯片30輸入功率的動態(tài)范圍之內(nèi)，進一步優(yōu)化了雙通道模擬預(yù)失真芯片30的預(yù)失真線性化效果。所述第二小微波放大管110能夠增強射頻輸出信號的增益，解決了 Doherty放大器Al增益不足的缺陷，所述第一小微波放大管109和第二小微波放大管110的個數(shù)可根據(jù)實際的工況需求進行增減。
[0045]進一步地，所述控制器40與所述Doherty放大器Al的柵極相連。
[0046]具體地，所述控制器40與所述Doherty放大器Al中LDMOS管的柵極相連，
[0047]通過將所述控制器40與所述Doherty放大器Al的柵極相連，使得控制器40能夠控制Doherty放大器Al的柵極電壓使Doherty放大器Al工作穩(wěn)定在線性工作狀態(tài)。
[0048]以上所述實施例僅表達了本實用新型的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對本實用新型專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本實用新型的保護范圍。因此，本實用新型專利的保護范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種雙通道模擬預(yù)失真功率放大器，其特征在于，包括: 第一預(yù)失真放大通道、第二預(yù)失真放大通道以及雙通道模擬預(yù)失真芯片； 其中，所述第一預(yù)失真放大通道包括耦合器011、延時器I1、耦合器021、放大器八1以及耦合器031 ； 所述耦合器011的直通輸出端經(jīng)過延時器II與耦合器021的第一輸入端連接，所述耦合器021的輸出端經(jīng)過001161*1:7放大器八1與親合器031的輸入端連接； 所述耦合器011的耦合輸出端與雙通道模擬預(yù)失真芯片的第一取樣信號輸入端相連，所述耦合器021的第二輸入端與雙通道模擬預(yù)失真芯片的第一輸出端相連，所述耦合器031的耦合輸出端與所述雙通道模擬預(yù)失真芯片的第一反饋信號輸入端相連； 所述第二預(yù)失真放大通道包括耦合器012、延時器12、耦合器022、放大器八2以及耦合器032 ； 耦合器012的直通輸出端經(jīng)過延時器12與耦合器022的第一輸入端連接，所述耦合器022的輸出端經(jīng)過00116代7放大器八2與耦合器032的輸入端連接； 所述耦合器012的耦合輸出端與雙通道模擬預(yù)失真芯片的第二取樣信號輸入端相連，所述耦合器022的第二輸入端與雙通道模擬預(yù)失真芯片的第二輸出端相連，所述耦合器032的耦合輸出端與所述雙通道模擬預(yù)失真芯片的第二反饋信號輸入端相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙通道模擬預(yù)失真功率放大器，其特征在于，還包括:控制器，所述第一預(yù)失真放大通道還包括耦合器041以及八IX電路； 所述耦合器041的直通輸出端經(jīng)過八IX電路與耦合器011的輸入端相連； 所述耦合器041的耦合輸出端與所述控制器的第一輸入端相連，所述八IX電路的控制端與所述控制器的第一輸出端相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的雙通道模擬預(yù)失真功率放大器，其特征在于，所述雙通道模擬預(yù)失真芯片的控制端與所述控制器的串行輸出端相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或者3所述的雙通道模擬預(yù)失真功率放大器，其特征在于，所述第一預(yù)失真放大通道還包括:八60電路； 所述八電路串聯(lián)于耦合器021和00116代7放大器八1之間，所述耦合器031的耦合輸出端與所述控制器的第二輸入端相連，所述控制器的第二輸出端與所述電路的控制端相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的雙通道模擬預(yù)失真功率放大器，其特征在于，所述第一預(yù)失真放大通道還包括:第一小微波放大管，所述第一小微波放大管串聯(lián)于八IX電路和耦合器011的輸入端之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的雙通道模擬預(yù)失真功率放大器，其特征在于，所述第一預(yù)失真放大通道還包括:第二小微波放大管，所述第二小微波放大管串聯(lián)于八電路和001161^7放大器八1之間。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的雙通道模擬預(yù)失真功率放大器，其特征在于:所述第一預(yù)失真放大通道還包括:第一小微波放大管、第二小微波放大管，所述第一小微波放大管串聯(lián)于八IX電路和耦合器011的輸入端之間，所述第二小微波放大管串聯(lián)于八電路和001161^7放大器八1之間。
8.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的雙通道模擬預(yù)失真功率放大器，其特征在于，所述控制器與所述001161*1:7放大器八1的柵極相連。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的雙通道模擬預(yù)失真功率放大器，其特征在于:所述控制器與所述001161*1:7放大器八1的柵極相連。
【文檔編號】H03F1/32GK204216853SQ201420754352
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2014年12月3日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月3日
【發(fā)明者】李合理, 張磊 申請人:京信通信系統(tǒng)（中國）有限公司