现代通信系统采用表现出时间变化的信封和相角的信号。为了处理这些信号，发射器需要线性功率放大器（PAS）。但是，它们还需要高效的功率放大器。如我们所知，这种放大器不可避免地是非线性的。
幸运的是，有很多方法可以线性化PA的响应。我们在上一篇文章中了解到的一种方法是找到失真并从PA的输出信号中减去它。这被称为馈送线性化。
预期是另一种常用的线性化技术。它没有在输出处校正信号，而是将非线性电路放在功率放大器之前，以使组合的响应变为线性。该电路称为前置剂或前线性线性化器。
可以使用模拟或数字技术实施预性。在本文中，我们将重点介绍模拟预期。正如我们将看到的那样，幅度和相位线性化都可以使用直接的二极管电路有效地完成。不过，首先，让我们更广泛地研究预期的基本原理。
预期的基础
为了进行预期，我们必须事先知道PA的非线性。然后，我们相应地调整输入信号。预言和PA的特征是有关所需线性响应的镜像图像。这种关系如图1所示。
Predistorter的响应是PA非线性特征的倒数。
图1。预言者的响应是PA非线性特征的倒数。图片由史蒂夫·阿拉（Steve Arar）提供
例如，如果可以将PA的静态特性表示为函数y = g（x），则前电回路应表现出反传递特性（y = g -1（x））。
补偿压缩特征
图1描述了PA展示压缩特征的常见情况。为了补偿，前置电路必须扩大信号振幅。这确保了预序/PA组合会产生原始输入的放大复制品（图2）。
扩展信号振幅可以抵消功率放大器的压缩特性。
图2。扩展信号幅度抵消功率放大器的压缩特性。图片由史蒂夫·阿拉（Steve Arar）提供
请注意，预序需要适当地修改输入信号的幅度和相位。在较高的驱动水平下，预先驱动器的设计通常是为了提供正幅度偏差和负相位偏差，类似于上图中所示的前端响应。
预先权力和频率注意事项
图1中PA特征的斜率在饱和区域中是平坦的，需要具有垂直特征的前曲线曲线。因此，PA的饱和区域可能具有挑战性，以补偿使用前延伸器。预化技术仅在不会导致功率放大器饱和的功率水平上有效。
这也意味着PA的饱和度确定了组合的前端/PA系统的上力极限。峰值功率可能会受到前延伸器的膨胀能力进一步限制。
可以在RF，如果或基带频率下实现预性。在所有情况下，困难在于确定和生成适当的预性转移函数。无论执行何处，基本思想仍然相同。
例如，如果PA具有压缩特性，我们将对输入信号应用一个膨胀的特征。这样，在经历了发射机链的非线性后，波形恢复为所需的链。
模拟预期
当对线性的需求中等时，可以使用模拟预性电路线性化功率放大器。这些前固定器的设计是为了补偿幅度和相位非线性。
通常，模拟前电路是具有膨胀损失特征的衰减器。实现此目的的一种方法是使用两个并行信号路径：一个具有线性增益，另一个具有非线性压缩增益。该概念如图3所示。
左：模拟前孔的概念插图。右：放大器和预序者的增益。
图3。左：模拟前孔的框图。右：放大器和预序者的增益。图片由史蒂夫·阿拉（Steve Arar）提供
通过从线性路径的输出中减去非线性路径的输出来获得输出。由于其压缩非线性特性，非线性放大器的增益在较大的信号水平下降低。正如我们在图3的增益图中看到的那样，这会导致Predistorter的总体增益增加。增加的增益可以补偿以下功率放大器的增益滚动。
使用二极管电路的模拟预期
图4显示了如何使用二极管限制器实现上图中的非线性路径。
使用二极管限制器来实现模拟前孔的非线性路径。
图4。使用二极管限制器实现模拟前孔的非线性路径。图片由史蒂夫·阿拉（Steve Arar）提供
在低信号水平下，二极管不进行，并且上路的衰减由衰减器确定。在高驱动水平下，二极管开始进行，从而增加了此路径的衰减。相位移位和衰减器块可用于调整前孔的响应。
带有二极管和平行电容器的线性化器
基于二极管的方法为我们提供了一种系统的方法来实现模拟预性。文献具有多种创新电路，这些回路使用二极管和晶体管的非线性行为为信号路径增加增益膨胀。图5描述了一个众所周知的例子。
基于二极管的前通路。
图5。基于二极管的前通路电路。图片由K. Yamauchi提供
该线性化器由与电容器并联连接的二极管组成。该二极管电容器电路与信号路径串联连接。 predistorter还使用两个RF窒息用于直流饲料和两个DC阻断电容器。
在较高的驱动水平下，通过二极管的平均电流增加，从而降低了二极管的动态电阻。鉴于该二极管与信号途径串联，因此其在升高的输入信号水平上的电阻降低会导致插入器的插入损失减少。减少的插入损失也可以被认为是增益的扩展。
并行电容器C P使我们能够调整前置剂的相移。图6显示了在1.9 GHz时对正向二极管电流的各种值的响应。
图5中基于二极管的前孔的测量响应
图6。图5中基于二极管的前孔的测量响应。图像使用了K. Yamauchi提供的图像
根据图6中的测量值，该电路从0.1 mA到1 MA产生正幅度偏差和负相位偏差。因此，该电路可以用作PA线性化的预性。
线性化器具有平行二极管和偏置抗抗性
提出上述电路的同一研究团队还开发了图7中的预序者。
一个简单的预性电路位于功率放大器上游。
图7。一个简单的预性电路位于功率放大器上游的位置。图片由K. Yamauchi提供
在这种情况下，使用偏置进料电阻（ R B ）的并行连接二极管来补偿非线性PA的失真。线性化器在其输入和输出处结合了两个DC阻断电容器。在小信号操作期间，二极管是前向偏置的。但是，对于大信号输入，流过二极管的电流夹在电流波形的槽中。
这种矫正通过二极管增加了直流电流。由于直流电流通过偏置电阻r b ，随着我们提高驱动水平，较大的电压会在r b上下降。反过来，这会降低二极管跨二极管的直流电压。因此，二极管的等效电阻随信号水平增加，从而导致宽大响应。
图8显示了该预性电压对三个不同供应电压的响应。
对于VCC的三个不同值，图7中预定器的计算响应。
图8。图7中预定剂的计算响应，对于V cc的三个不同值。图片由K. Yamauchi提供
该图显示了广泛的响应。因此，该电路至少可以在有限的动态范围内用作前脉。
