現(xiàn)代通信系統(tǒng)采用表現(xiàn)出時間變化的信封和相角的信號。為了處理這些信號，發(fā)射器需要線性功率放大器（PAS）。但是，它們還需要高效的功率放大器。如我們所知，這種放大器不可避免地是非線性的。
　　幸運的是，有很多方法可以線性化PA的響應(yīng)。我們在上一篇文章中了解到的一種方法是找到失真并從PA的輸出信號中減去它。這被稱為饋送線性化。
　　預(yù)期是另一種常用的線性化技術(shù)。它沒有在輸出處校正信號，而是將非線性電路放在功率放大器之前，以使組合的響應(yīng)變?yōu)榫€性。該電路稱為前置劑或前線性線性化器。
　　可以使用模擬或數(shù)字技術(shù)實施預(yù)性。在本文中，我們將重點介紹模擬預(yù)期。正如我們將看到的那樣，幅度和相位線性化都可以使用直接的二極管電路有效地完成。不過，首先，讓我們更廣泛地研究預(yù)期的基本原理。
　　預(yù)期的基礎(chǔ)
　　為了進(jìn)行預(yù)期，我們必須事先知道PA的非線性。然后，我們相應(yīng)地調(diào)整輸入信號。預(yù)言和PA的特征是有關(guān)所需線性響應(yīng)的鏡像圖像。這種關(guān)系如圖1所示。

　　Predistorter的響應(yīng)是PA非線性特征的倒數(shù)。

　　圖1。預(yù)言者的響應(yīng)是PA非線性特征的倒數(shù)。圖片由史蒂夫·阿拉（Steve Arar）提供
　　例如，如果可以將PA的靜態(tài)特性表示為函數(shù)y = g（x），則前電回路應(yīng)表現(xiàn)出反傳遞特性（y = g -1（x））。
　　補(bǔ)償壓縮特征

　　圖1描述了PA展示壓縮特征的常見情況。為了補(bǔ)償，前置電路必須擴(kuò)大信號振幅。這確保了預(yù)序/PA組合會產(chǎn)生原始輸入的放大復(fù)制品（圖2）。

　　擴(kuò)展信號振幅可以抵消功率放大器的壓縮特性。
　　圖2。擴(kuò)展信號幅度抵消功率放大器的壓縮特性。圖片由史蒂夫·阿拉（Steve Arar）提供
　　請注意，預(yù)序需要適當(dāng)?shù)匦薷妮斎胄盘柕姆群拖辔?。在較高的驅(qū)動水平下，預(yù)先驅(qū)動器的設(shè)計通常是為了提供正幅度偏差和負(fù)相位偏差，類似于上圖中所示的前端響應(yīng)。
　　預(yù)先權(quán)力和頻率注意事項
　　圖1中PA特征的斜率在飽和區(qū)域中是平坦的，需要具有垂直特征的前曲線曲線。因此，PA的飽和區(qū)域可能具有挑戰(zhàn)性，以補(bǔ)償使用前延伸器。預(yù)化技術(shù)僅在不會導(dǎo)致功率放大器飽和的功率水平上有效。
　　這也意味著PA的飽和度確定了組合的前端/PA系統(tǒng)的上力極限。峰值功率可能會受到前延伸器的膨脹能力進(jìn)一步限制。
　　可以在RF，如果或基帶頻率下實現(xiàn)預(yù)性。在所有情況下，困難在于確定和生成適當(dāng)?shù)念A(yù)性轉(zhuǎn)移函數(shù)。無論執(zhí)行何處，基本思想仍然相同。
　　例如，如果PA具有壓縮特性，我們將對輸入信號應(yīng)用一個膨脹的特征。這樣，在經(jīng)歷了發(fā)射機(jī)鏈的非線性后，波形恢復(fù)為所需的鏈。
　　模擬預(yù)期
　　當(dāng)對線性的需求中等時，可以使用模擬預(yù)性電路線性化功率放大器。這些前固定器的設(shè)計是為了補(bǔ)償幅度和相位非線性。
　　通常，模擬前電路是具有膨脹損失特征的衰減器。實現(xiàn)此目的的一種方法是使用兩個并行信號路徑：一個具有線性增益，另一個具有非線性壓縮增益。該概念如圖3所示。

　　左：模擬前孔的概念插圖。右：放大器和預(yù)序者的增益。

　　圖3。左：模擬前孔的框圖。右：放大器和預(yù)序者的增益。圖片由史蒂夫·阿拉（Steve Arar）提供
　　通過從線性路徑的輸出中減去非線性路徑的輸出來獲得輸出。由于其壓縮非線性特性，非線性放大器的增益在較大的信號水平下降低。正如我們在圖3的增益圖中看到的那樣，這會導(dǎo)致Predistorter的總體增益增加。增加的增益可以補(bǔ)償以下功率放大器的增益滾動。
　　使用二極管電路的模擬預(yù)期

　　圖4顯示了如何使用二極管限制器實現(xiàn)上圖中的非線性路徑。

　　使用二極管限制器來實現(xiàn)模擬前孔的非線性路徑。
　　圖4。使用二極管限制器實現(xiàn)模擬前孔的非線性路徑。圖片由史蒂夫·阿拉（Steve Arar）提供
　　在低信號水平下，二極管不進(jìn)行，并且上路的衰減由衰減器確定。在高驅(qū)動水平下，二極管開始進(jìn)行，從而增加了此路徑的衰減。相位移位和衰減器塊可用于調(diào)整前孔的響應(yīng)。
　　帶有二極管和平行電容器的線性化器
　　基于二極管的方法為我們提供了一種系統(tǒng)的方法來實現(xiàn)模擬預(yù)性。文獻(xiàn)具有多種創(chuàng)新電路，這些回路使用二極管和晶體管的非線性行為為信號路徑增加增益膨脹。圖5描述了一個眾所周知的例子。

　　基于二極管的前通路。

　　圖5。基于二極管的前通路電路。圖片由K. Yamauchi提供
　　該線性化器由與電容器并聯(lián)連接的二極管組成。該二極管電容器電路與信號路徑串聯(lián)連接。 predistorter還使用兩個RF窒息用于直流飼料和兩個DC阻斷電容器。
　　在較高的驅(qū)動水平下，通過二極管的平均電流增加，從而降低了二極管的動態(tài)電阻。鑒于該二極管與信號途徑串聯(lián)，因此其在升高的輸入信號水平上的電阻降低會導(dǎo)致插入器的插入損失減少。減少的插入損失也可以被認(rèn)為是增益的擴(kuò)展。
　　并行電容器C P使我們能夠調(diào)整前置劑的相移。圖6顯示了在1.9 GHz時對正向二極管電流的各種值的響應(yīng)。

　　圖5中基于二極管的前孔的測量響應(yīng)

　　圖6。圖5中基于二極管的前孔的測量響應(yīng)。圖像使用了K. Yamauchi提供的圖像
　　根據(jù)圖6中的測量值，該電路從0.1 mA到1 MA產(chǎn)生正幅度偏差和負(fù)相位偏差。因此，該電路可以用作PA線性化的預(yù)性。
　　線性化器具有平行二極管和偏置抗抗性
　　提出上述電路的同一研究團(tuán)隊還開發(fā)了圖7中的預(yù)序者。

　　一個簡單的預(yù)性電路位于功率放大器上游。

　　圖7。一個簡單的預(yù)性電路位于功率放大器上游的位置。圖片由K. Yamauchi提供
　　在這種情況下，使用偏置進(jìn)料電阻（ R B ）的并行連接二極管來補(bǔ)償非線性PA的失真。線性化器在其輸入和輸出處結(jié)合了兩個DC阻斷電容器。在小信號操作期間，二極管是前向偏置的。但是，對于大信號輸入，流過二極管的電流夾在電流波形的槽中。
　　這種矯正通過二極管增加了直流電流。由于直流電流通過偏置電阻r b ，隨著我們提高驅(qū)動水平，較大的電壓會在r b上下降。反過來，這會降低二極管跨二極管的直流電壓。因此，二極管的等效電阻隨信號水平增加，從而導(dǎo)致寬大響應(yīng)。
　　圖8顯示了該預(yù)性電壓對三個不同供應(yīng)電壓的響應(yīng)。

　　對于VCC的三個不同值，圖7中預(yù)定器的計算響應(yīng)。

　　圖8。圖7中預(yù)定劑的計算響應(yīng)，對于V cc的三個不同值。圖片由K. Yamauchi提供
　　該圖顯示了廣泛的響應(yīng)。因此，該電路至少可以在有限的動態(tài)范圍內(nèi)用作前脈。