一種改善功率放大器線性度的電路的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種改善功率放大器線性度的電路。所述電路包括功率放大器電路，所述功率放大器電路前端設有線性度補償電路；所述線性度補償電路包括一電流源、一電壓鉗位晶體管、一狀態(tài)補償晶體管以及隔離電阻；所述電流源與電壓鉗位晶體管串聯(lián)接地，為功率放大器電路提供偏置電壓；所述隔離電阻串聯(lián)在電流源與功率放大器電路信號輸入端之間；所述狀態(tài)補償晶體管串聯(lián)在電流源與功率放大器電路信號輸入端之間。所述電壓鉗位晶體管和狀態(tài)補償晶體管可采用二極管、三極管、NMOS管等。本實用新型采用模擬預失真技術能有效的補償功率放大器產生的幅度失真和相位失真，且該電路結構簡單，控制方便，易于集成和實現(xiàn)，對功率放大器的線性度改善效果顯著。
【專利說明】一種改善功率放大器線性度的電路
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及射頻功率放大器【技術領域】，具體是指一種采用模擬預失真技術來改善功率放大器線性度的電路。
【背景技術】
[0002]隨著無線通信技術的發(fā)展，各種用于射頻功率放大器的線性化技術被進一步研究和應用。尤其是窄帶CDMA和第三代移動通信等技術的發(fā)展，對功放的線性度提出了更高的要求。在W-CDMA等無線通信系統(tǒng)中，如果采用一般的高功率放大器，由于功率放大器的交調失真，將會出現(xiàn)頻譜再生效應，從而干擾相鄰信道，甚至產生誤碼。因此，功率放大器的線性化技術越來越受到關注。目前常用的三種技術分別是:前饋技術(Feedforward)、反饋技術(Feedback)和預失真技術(Pre-Distortion)。
[0003]在這些線性化技術中，前饋法可以得到很高的線性度，但結構復雜而且昂貴。反饋法有其致命的缺陷，如不穩(wěn)定，帶寬有限。預失真技術中，基帶信號預失真系統(tǒng)需要正確對比源信號和反饋信號，對環(huán)路延時補償有很高的要求，同時系統(tǒng)結構比較復雜。
實用新型內容
[0004]針對現(xiàn)有技術中的缺陷，本實用新型提供一種實現(xiàn)簡單、成本低、易集成且工作帶寬寬的改善功率放大器線性度的電路。
[0005]為解決上述問題，本實用新型所采取的技術方案為:
[0006]一種改善功率放大器線性度的電路,包括功率放大器電路,所述功率放大器電路前端設有線性度補償電路；所述線性度補償電路包括一電流源、一電壓鉗位晶體管、一狀態(tài)補償晶體管以及隔離電阻；所述電流源與電壓鉗位晶體管串聯(lián)接地，為功率放大器電路提供偏置電壓；所述隔離電阻串聯(lián)在電流源與功率放大器電路信號輸入端之間；所述狀態(tài)補償晶體管串聯(lián)在電流源與功率放大器電路信號輸入端之間。
[0007]優(yōu)選的，所述電壓鉗位晶體管采用二極管，該二極管正極接電流源、負極接地；所述狀態(tài)補償晶體管采用二極管，該二極管正極接電流源、負極接功率放大器電路信號輸入端。
[0008]優(yōu)選的，所述電壓鉗位晶體管采用三極管，該三極管集電極與基極連接在一起并連接電流源、發(fā)射極接地；所述狀態(tài)補償晶體管采用三極管，該三極管集電極與基極連接在一起并連接電流源、發(fā)射極接功率放大器電路信號輸入端。
[0009]優(yōu)選的，所述電壓鉗位晶體管采用NMOS管，該NMOS漏極與柵極連接在一起并連接電流源、源極接地；所述狀態(tài)補償晶體管采用三極管，該NMOS漏極與柵極連接在一起并連接電流源、源極接功率放大器電路信號輸入端。
[0010]優(yōu)選的，所述線性度補償電路還包括濾波電容，所述濾波電容一端與電流源相連，
另一端接地。
[0011]與現(xiàn)有技術相比，本實用新型技術方案的有益效果是:本實用新型所述電路采用預失真技術，能有效的補償功率放大器產生的幅度失真和相位失真，且該電路結構簡單，控制方便，易于集成和實現(xiàn)，對功率放大器的線性度改善效果顯著。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1為功率放大器幅度-幅度失真曲線圖；
[0013]圖2為功率放大器幅度-相位失真曲線圖；
[0014]圖3為本實用新型所述電路實施例一原理圖；
[0015]圖4為圖3實施例中狀態(tài)補償二極管等效原理圖；
[0016]圖5為本實用新型所述電路實施例二原理圖；
[0017]圖6為本實用新型所述電路實施例三原理圖。
【具體實施方式】
[0018]為了便于本領域技術人員理解，下面結合附圖及實施例對本實用新型作進一步的詳細說明。
[0019]功率放大器的非線性失真包括幅度-幅度失真(AM-AM)和幅度-相位失真(AM-PM)，其中AM-AM轉換相當于一個調幅信號加到理想的放大器上，主要影響到功率放大器的交調指標；而AM-PM轉換相當于一個調相信號加到理想的功率放大器上，主要影響功率放大器的頻譜再生指標相鄰信道，功率泄露比(ACPR)。如圖1為功率放大器的幅度-幅度失真特性，從圖中可以看出，隨著輸入信號Pin的增大，功率放大器的增益Gain會出現(xiàn)一定的壓縮；圖2為功率放大器的幅度-相位失真特性，從圖中可以看出，隨著輸入信號Pin的增大相位phase會出現(xiàn)一定的增長，這是因為調幅信號的幅度變化同時引起了相位變化或相位調制。如果輸入信號為線性調制信號或者多載波信號，功率放大器會產生很嚴重的非線性失真，特別是三階交調失真。
[0020]為了改善功率放大器的非線性失真，本實用新型提供了一種改善功率放大器線性度的電路，圖3為本實用新型的第一實施例的原理圖。本實施例的原理圖包括線性度補償電路10和功率放大器電路兩部分，所述線性度補償電路和所述功率放大器之間是串聯(lián)式級聯(lián)。其中線性度補償電路包括電流源S10、二極管D10、二級管Dl1、電阻RlO和電容ClO組成；二極管DlO與功率放大器的MOS管的柵極相連，另一端與電流源SlO相連，為功率放大器提供線性補償；電容ClO和二極管DlO均一端與電流源SlO相連，另一端接地；電阻RlO與二極管Dll為并聯(lián)式級聯(lián)，電流源SlO與RFIN輸入端口之間通過電阻RlO連接，其中電阻RlO起著隔離直流信號與射頻信號的作用。功率放大電路由功率管Q10、電感LlO和輸出匹配電路I構成。
[0021]如圖3所示，電流源SlO和二極管DlO為功率放大器提供偏置電壓，即二極管DlO的陽極A點電壓被鉗位在一定值，為后級功率放大器的功率管QlO提供一定的偏置電壓，電阻RlO將通過直流源SlO的直流信號與RFIN端輸入的射頻信號隔離開，避免兩信號之間相互串擾。該功率放大器線性度改善的原理是:利用二極管的非線性特性，通過調節(jié)二極管Dll的工作狀態(tài)，使從RFIN端輸入的原始射頻信號產生與功率放大器相反的失真特性，以達到線性化的目的。在交流狀態(tài)下，二極管可近似為電阻與電容的并聯(lián)。等效電路如圖4所示，其中Rd是二極管并聯(lián)等效電阻，Cj是二極管的結電容。隨著輸入信號的增大，二極管的等效電阻Rd會增大，給線性度補償電路帶來幅度上的增益和相位上的提前，會產生與功率放大器相反的幅度-幅度失真特性和幅度-相位失真特性，從而補償功率放大器部分所產生的非線性失真。
[0022]圖5是本實施例二的原理圖，該實施例二與實施例一的區(qū)別在于，將圖3中的二極管DlO與Dll換成PNP型的半導體三級管。如圖5所示，其中三級管D20的集電極與基級短接構成二極管，與電流源S20相連于B節(jié)點，發(fā)射級接地，三級管D20的集電極B節(jié)點處被鉗位在一定電壓值，為后級功率放大器提供偏置電壓。三級管D21的集電極與基級短接，其發(fā)射級與后級功率放大器的RFIN輸入端相連，利用三級管的非線性特性，使輸入的原始射頻信號產生與后級功率放大器相反的幅度-幅度失真特性和幅度-相位失真特性，來補償信號通過后級功率放大器所產生的非線性失真。實施例二圖5具體工作原理與實施例一圖3所示方案相同，在此不再贅述。
[0023]圖6是本實施例三的原理圖，該實施例與實施例二的區(qū)別在于，將圖中的PNP型三極管D20與D21均換成NMOS管。實施例圖6工作原理與實施例一中圖3所示方案相同，在此不再贅述。
[0024]實際上，本實用新型所述電路中，實施例一中二極管DlO可用基級和集電極短接的NMOS管和BJT管(N型或P型均可)代替，二極管Dll可采用基級和集電極短接的NMOS管、PMOS管和BJT管(N型或P型均可)，均可實現(xiàn)該電路功能，在此不再一一列舉。
[0025]以上僅為本實用新型較優(yōu)選的實施例，需說明的是，在未脫離本實用新型構思前提下對其所做的任何微小變化及等同替換，均應屬于本實用新型的保護范圍。
【權利要求】
1.一種改善功率放大器線性度的電路，包括功率放大器電路，其特征在于:所述功率放大器電路前端設有線性度補償電路；所述線性度補償電路包括一電流源、一電壓鉗位晶體管、一狀態(tài)補償晶體管以及隔離電阻；所述電流源與電壓鉗位晶體管串聯(lián)接地，為功率放大器電路提供偏置電壓； 所述隔離電阻串聯(lián)在電流源與功率放大器電路信號輸入端之間； 所述狀態(tài)補償晶體管串聯(lián)在電流源與功率放大器電路信號輸入端之間。
2.根據權利要求1所述的改善功率放大器線性度的電路，其特征在于:所述電壓鉗位晶體管采用二極管，該二極管正極接電流源、負極接地；所述狀態(tài)補償晶體管采用二極管，該二極管正極接電流源、負極接功率放大器電路信號輸入端。
3.根據權利要求1所述的改善功率放大器線性度的電路，其特征在于:所述電壓鉗位晶體管采用三極管，該三極管集電極與基極連接在一起并連接電流源、發(fā)射極接地；所述狀態(tài)補償晶體管采用三極管，該三極管集電極與基極連接在一起并連接電流源、發(fā)射極接功率放大器電路信號輸入端。
4.根據權利要求1所述的改善功率放大器線性度的電路，其特征在于:所述電壓鉗位晶體管采用NMOS管，該NMOS漏極與柵極連接在一起并連接電流源、源極接地；所述狀態(tài)補償晶體管采用三極管，該NMOS漏極與柵極連接在一起并連接電流源、源極接功率放大器電路信號輸入端。
5.根據權利要求1所述的改善功率放大器線性度的電路，其特征在于:還包括濾波電容，所述濾波電容一端與電流源相連，另一端接地。
【文檔編號】H03F3/21GK203788248SQ201320843492
【公開日】2014年8月20日 申請日期:2013年12月20日 優(yōu)先權日:2013年12月20日
【發(fā)明者】劉元 申請人:惠州市正源微電子有限公司