[发明专利]采用前馈修正的放大器线性化方法

说明书

本发明涉及一种采用前馈修正的放大器的线性化方法。

在由W.E.Sabin和E.O.Schoenike主编的“单边带系统和电路”(Mc Graw-Hill公司，1987年)一书的第13章，448-472页上可得到的由Edward G.Silagi著的“超低失真功率放大器”一文中已知用于修正非线性信号响应特性的对放大装置的前馈修正。前馈修正典型地包括得到放大器的一个输入信号样本并且把它和从放大器输出端得到的样本进行比较以获得误差信号。该误差信号代表该放大器的非线性信号响应特性(噪声和失真)。接着在使输出信号和输入信号线性相关的方针下把该误差信号和放大器的输出信号组合起来。公开放大器前馈修正的其它文献包括美国专利3,471,798号、4,348,642号、4,352,072号以及4,595,882号的说明书。

上述的放大器前馈修正起修正该放大器的非线性特性的作用，但是不对接连的放大器或者输出放大器的非线性信号响应特性提供任何改善。该接连的放大器可能具有需要修正的非线性信号响应特性。此外，若输出放大器在高功率等级上运行，对该输出放大器采用前馈修正可能是不经济的，因为前馈修正典型地造成该功率的1/4至1/2以上的损耗。

本发明的一个目的是通过对前面的放大器提供前馈过调改进具有非线性信号响应特性的输出放大器的线性度。

根据本发明，通过向一个前面的放大器提供前馈修正，使具有非线性信号响应特性并位于多级放大器网络中信号源和负载之间的输出放大器线性化。这是通过在该放大器网络内选择一个前面的放大器并且其中该选出的前面的放大器呈现和该输出放大器相类似的非线性响应特性来完成的。对选定的放大器施加输入信号以产生中间输出信号，从而该中间输出信号一般呈现出对该输入信号的作为该选定放大器的非线性信号响应特性的函数的信号差异。输入信号的至少一部分和中间输出信号的至少一部分相组合以得到表示该信号差异的误差信号。按得到修正的中间输出信号的方式组合误差信号和中间输出信号。把该修正的中间输出信号施加到输出放大器，从而得到输出信号。按提供过调中间输出信号的方针调整误差信号，该过调中间输出信号用足以补偿输出放大器的非线性信号响应特性的量过调，从而输出放大器的输出信号基本上和输入信号线性相关。

本发明包括一种通过向前面的放大装置提供前馈修正使具有非线性信号响应特性的并位于多级放大器网络中信号源和负载之间的输出放大装置线性化的方法，该方法包括步骤：在所述网络内选择一个前面的放大装置，其中所述前面的放大装置呈现和所述输出放大装置相类似的非线性信号响应特性；向所述选定的前面的放大装置施加输入信号以产生中间输出信号，从中该中间输出信号一般具有对所述输入信号的作为所述选定前面的装置的非线性信号响应特性的函数的信号差异；组合所述输入信号的至少一部分和所述中间输出信号的至少一部分从而得到表示所述信号差异的误差信号；以得到修正的中间输出信号的方式组合所述误差信号和所述中间输出信号；把所述修正的中间输出信号施加到所述输出输出放大装置从而得到输出信号；以及按提供过调所述中间输出信号的方针调整所述误差信号，该过调的所述中间输出信号用足以补偿所述输出放大装置的非线性信号响应特性的量过调，从而所述输出放大装置的所述输出信号基本和所述输入信号线性相关。

现通过参照附图以示例的方式说明本发明，附图是：

图1是一个概略方块图，表示实施本发明的一个实施例中使用的设备；

图2是功率输入对功率输出的转移曲线图；

图3是另一个功率输入对功率输出的转移曲线图，

图4是表示另一种设备的概略方块图；以及；

图5是一个概略方块图，表示对图4所示概略方块图的改进。

本发明的目的在于使具有非线性信号响应特性并且在多级放大器网络中位于信号源和负载之间的输出放大器线性化。线性化是通过向一个前面的放大器提供前馈过调实现的。

在图1中所示的放大器网络中，存在一个采取功率放大器PA形式的输出放大器以及一个本文中称为中间功率放大器IPA的前面的放大器。在一个放大器网络中这些放大器串联连接并且位于信号源SS以及在本文中用天线10为例的负载之间。可以理解该输出放大器不必真正是最后一级，而可以是一个中间放大器如中间放大器IPA，并把功率放大器PA和天线10一起考虑为负载。如后面根据图4更详细地说明的那样，本发明的另一种型式可包括采用一个位于网络中的低功率级上的中频放大器。在该示例中，输出放大器被认为是中功率放大器IPA、功率放大器PA以及天线10的组合。