4.7: Лінеаризація

Last updated
Save as PDF

Page ID: 34226

\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

Лінеаризація відноситься до стратегій, які компенсують властиві фазові та амплітудні нелінійності радіочастотних підсилювачів. Існує три основні стратегії, які вводять механізм корекції [45, 46, 47, 48, 49, 50]:

лінеаризація попередньої спотворення,
подача вперед лінеаризація, і
лінеаризація за конструкцією.

Зменшення спотворень за допомогою вищезазначених методів дозволяє підсилювачу працювати з більш високою ефективністю, створюючи максимально допустиму величину спотворень.

4.7.1 Попереднє спотворення

Концепція попереднього спотворення проілюстрована на малюнку 4.6.11. Істотна нелінійність радіочастотного підсилювача - це реакція, подібна до засмаги, як показано в

Малюнок\(\PageIndex{1}\): Концепція лінеаризатора вперед з графіками, що показують спектри в різних частинок ланцюга.

Малюнок 4.6.11 (а). При попередньому спотворенні розробляється компенсаційна мережа, яка має додатковий відгук, такий, як показано на малюнку 4.6.11 (b) [49, 50]. Коли компенсаційна мережа передує підсилювачу, в ідеалі вихід лінеаризується з невеликим остаточним спотворенням (див. Рис. Попереднє спотворення може бути аналоговим попереднім спотворенням, як показано тут, або компенсаційна функція може виконуватися на базовій смузі в блоці DSP. Передспотворення вимагає хорошої поведінкової аналітичної моделі підсилювача, на основі якої можна обчислити спотворення. Потім ця модель повертається для синтезу компенсаційної мережі. Варіації стратегії предисторшн включають адаптивне попереднє спотворення, при якому спотворення на виході підсилювача регулярно вибірковуються під час роботи і оновлюються коефіцієнти компенсаційної мережі. Досяжна лінеаризація обмежена точністю синтезу реверсії, стабільністю схеми підсилювача та стабільністю адаптивного процесу.

4.7.2 Лінеаризація прямого переходу

Стратегією лінеаризації, яка не потребує характеристики нелінійного процесу, є пряма лінеаризація, концепція якої представлена на малюнку\(\PageIndex{1}\) [48]. На малюнку\(\PageIndex{1}\) для ілюстрації розглядається двоколірний вхідний сигнал. Двоколірний сигнал відбирається до посилення основним підсилювачем, який створює інтермодуляційні спотворення, де спотворення інтермодуляції третього порядку відображається в спектрі на виході основного підсилювача. Вихідний неспотворений вхідний сигнал відбирається спрямованим з'єднувачем на вході і, після регулювання амплітуди та фази, порівнюється з вибірковим спотвореним сигналом на виході основного підсилювача. Різниця - це спотворена форма хвилі, яка посилюється допоміжним підсилювачем, а потім додається в основний шлях сигналу (після відповідного регулювання фази). Це доповнення ідеально скасовує спотворення у сигналі високої потужності. Пряма лінеаризація вимагає дуже лінійного допоміжного підсилювача, але цього легше досягти, ніж для основного підсилювача, оскільки допоміжний підсилювач працює на значно нижчих рівнях потужності.

4.7.3 Резюме

Третя категорія лінеаризації - лінеаризація за конструкцією, що досягається шляхом вибору топологій підсилювача, які за своєю суттю компенсують спотворення. Багато з цих топологій будуть розглянуті в наступних розділах.

Різні стратегії лінеаризації можуть бути об'єднані, але лінійні за конструкцією топології дуже важливі, оскільки попереднє спотворення та лінеаризація вперед можуть споживати значну потужність постійного струму, особливо для широкосмугових сигналів.