[發(fā)明專利]一種功率放大器電學記憶效應的消除電路

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710682876.2
• 申請日: 2017-08-04
• 公開（公告）號: CN107483020A
• 公開（公告）日: 2017-12-15
• 發(fā)明（設計）人: 許艷葦
• 申請（專利權）人: 杭州長澤科技有限公司
• 主分類號: H03F1/26
• 分類號: H03F1/26;H03F1/32;H03F3/19;H03F3/21
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發(fā)明涉及一種無線通信系統(tǒng)射頻功率放大器改進技術領域，特別是涉及一種削弱射頻功率放大器電學記憶效應的電路。

背景技術

射頻功率放大器是現(xiàn)代通信系統(tǒng)的重要組成部分。當輸入大功率信號時，功率放大器容易呈現(xiàn)非線性特性，因此人們常常采用各種線性化技術來提高其1dB壓縮點，以獲得較好的線性特性。然而，功率放大器記憶效應的存在，影響了線性化技術作用的發(fā)揮。

通常，記憶效應存在于任何功率放大器中。功率放大器非線性特性的一種表示方法是AM-AM、AM-PM特性曲線。通常情況下，窄帶信號輸入時功放的這些特性是不變的。可是，當輸入信號是寬帶的、非恒包絡調制和多載波信號時，功放的特性隨著工作頻率的不同而變化。這種功放的非線性特性帶寬依賴現(xiàn)象稱為記憶效應。

功率放大器傳送的非線性行為能夠被分為無記憶和有記憶兩類，記憶效應又可分為兩種類型：電學記憶效應和電熱學記憶效應。其中電學記憶效應是由晶體管或場效應管的節(jié)點阻抗隨著工作頻率的變化而變化所致。

對于無記憶非線性設備，其輸出信號是瞬時輸入信號的函數(shù)。而對于呈現(xiàn)記憶效應的功率放大器，其輸出信號不僅僅與當時的輸入信號有關，而且也依賴于過去的輸入信號。而且，當輸入信號的帶寬較大時，記憶效應將變得更加明顯。

一般來說，平穩(wěn)的記憶效應對功放自身的線性度并不是有害的。在雙音測試中，隨雙音信號的頻率間隔的增大，如果三階互調的相位或幅度變化量分別在10-20度之間或0.5dB以下，它們一般不會對鄰道功率比性能產(chǎn)生較大的影響。然而，如果功放采用線性化技術來消除互調邊帶時，記憶效應的影響就比較大了，也就是說記憶效應會影響功放系統(tǒng)所采用的線性化技術的線性化效果。其實，一些簡單的線性化技術的效果并不是受線性化技術的限制，而是受功放自身的屬性特別是記憶效應的制約。隨著各種帶寬調制方式在現(xiàn)代通信系統(tǒng)中的廣泛應用，記憶效應的消除變得日益重要。

目前，消除射頻功放記憶效應的主要方法有包絡濾除法、阻抗優(yōu)化法和包絡注入法等。而采用上述消除法的電路結構比較復雜，成本也較高，存在一定的難度。

發(fā)明內容

根據(jù)以上問題，本發(fā)明的目的是提供一種可以削弱射頻功率放大器電學記憶效應的電路結構。利用此方法可以提高晶體管的基極阻抗或場效應管的柵極阻抗在工作頻率范圍內的穩(wěn)定性，從而削弱功率放大器的電學記憶效應。

這種方法的主要特征是在功率放大器電路中引入正負反饋，通過改變正反饋和負反饋的深度，使得晶體管的基極阻抗或場效應管的柵極阻抗在工作頻率范圍內的波動幅度達到最小，從而從源頭上削弱功率放大器的電學記憶效應，達到線性化的目的。

這種方法的進一步具體特征是，在晶體管(或場效應管)的發(fā)射極(或源極)添加電感，在晶體管(或場效應管)的基極與集電極(或柵極與漏極)之間添加電容，其中添加的電感所引入的是電壓正反饋，電容所引入的是電壓負反饋，因此可以通過調整電感或電容的值來改變正反饋或負反饋的深度。當電感和電容為某一固定值時，晶體管的基極阻抗或場效應管的柵極阻抗在工作頻率范圍內的波動幅度達到最小，此時對功率放大器電學記憶效應的改善效果也達到最佳。

這種方法可以明顯削弱功率放大器的電學記憶效應，提高功率放大器的線性度，和上文所提到的三種記憶效應相比，具有電路結構簡單、成本低、實用強、線性化效果較好等優(yōu)點。

附圖說明

圖1是場效應管MGA-81563添加電感、電容后的電路圖；

圖2是引入本發(fā)明方法前后場效應管MGA-81563的柵極阻抗曲線；

圖3是引入本發(fā)明方法前后的互調分量圖譜；

圖4是引入本發(fā)明方法前后的ACPR圖譜。

具體實施方式

為進一步說明本發(fā)明的內容，以下結合附圖和實施例對本發(fā)明作詳細描述。

我們采用場效應管MGA-81563，其結構如圖1所示，其中第1、2、4和5管腳與場效應管的源極連接，第3管腳為柵極(即輸入端)，第6管腳為漏極(即輸出端)。按照如圖1所示，在場效應管的源極，即第1、2管腳與4、5管腳分別添加兩個電感值相等的電感L1與L2，在場效應管的柵極與漏極，即第3管腳與第6管腳之間添加一個電容C。我們知道，電感和電容阻抗的計算公式分別為：

Z_L＝jωL

Z_C＝1/jωC