1.5.2.2 Метод обратной связи на радиочастоте

При обратной связи на радиочастоте выходной сигнал с усилителя мощности подается через цепь обратной связи на вход без детектирования и преобразования, как показано на рисунке 12. На входы вычитателя подается два сигнала, на первый вход подается исходный сигнал, на второй подается сигнал, прошедший усилительный тракт, с помощью цепи ОС. Цепь обратной связи может быть как активной, так и пассивной [13, 14]. Обычно для этого метода используется обратная связь по току, управляемая напряжением или обратная связь по напряжению, управляемая током, поскольку они просты и их искажения предсказуемы. Но из-за задержки в цепи обратной связи возникает нестабильность и, как следствие, применимость только в узкополосных системах.

Рис. 12 Схема обратной связи на радиочастоте

1.5.2.3 Метод обратной связи по огибающей

Следующим методом линеаризации с помощью обратной связи является обратная связь по огибающей, принцип работы которой показан на рисунке 13. Суть метода заключается в том, что исходный сигнал и сигнал, прошедший усилительный тракт с нелинейностью, снимаемые с разветвителей, детектируются, в результате чего выделяются их огибающие. Полученные огибающие входного и выходного сигналов вычитаются с использованием дифференциального усилителя для получения сигнала ошибки. Результирующий сигнал ошибки поступает на модулятор, который преобразует огибающую входного сигнала, тем самым внося коррекцию в исходный сигнал. Выходной сигнал модулятора усиливается с помощью нелинейного усилителя мощности [13, 15].

В данном методе модулятор и усилитель мощности, включены в процесс линеаризации. Достоинством данного метода является то, что обратная связь по огибающей может быть применена или ко всему передатчику, или конкретно к отдельному усилителю мощности. К недостаткам данного метода относится то, что он позволяет обнаруживать и исправлять ошибки только в амплитуде сигнала, но не влияет на искажения фазы сигнала, имеет узкую полосу пропускания и, в некоторых случаях, трудно реализуем.

Рис. 13 Схема обратной связи по огибающей

1.5.2.4 Полярная обратная связь

Полярная обратная связь является улучшенной версией обратной связи по огибающей. Принцип работы схемы полярной обратной связи показан на рисунке 14. Полярная обратная связь является широкополосным видом обратной связи. Основная особенность в том, что фазовая и амплитудная составляющие работают независимо.

Суть метода заключается в том, что сигнал прошедший усилительный тракт снимается с разветвителя и переносится на промежуточную частоту, с помощью гетеродина. Из полученного сигнала выделяется фаза и амплитуда с помощью ограничителя и демодулятора, соответственно. У исходного сигнала фаза и амплитуда выделяется аналогичным образом. Амплитудные составляющие исходного сигнала и сигнала, прошедшего усилительный тракт сравниваются с помощью дифференциального усилителя, называемого усилителем сигнала ошибки, на выходе которого формируется результирующий сигнал ошибки. Фазовые составляющие сигналов умножаются в смесителе. В результате умножения формируется выходной сигнал, который управляет ГУНом (генератор управляемый напряжением). На основе сигналов ошибки, поступающих с ГУНа и усилителя сигнала ошибки, в усилителе формируют новые фазу и амплитуду[13, 15].

Схема с полярной обратной связью обеспечивает относительно высокую эффективность усилителя мощности, который может быть полностью нелинейным, и устойчивость благодаря наличию двух видов обратной связи. Так как в полярной системе обратной связи производится корректировка, как амплитуды, так и фазы, она уменьшает влияние температуры и нагрузки на работу усилителя.

Основным недостатком полярной обратной связи является наличие двух различных цепей управления, имеющих различные полосы пропускания для цепи управления фазой и цепи управления амплитудой. Это приводит к дополнительным корректировкам амплитудной и фазовой характеристик, а значит появляются отклонения последних от характеристик эквивалентной схемы с декартовой (квадратурной) петлей обратной связи.

Для демонстрации влияния различий в полосах пропускания используют двухтональный тестовый сигнал, в результате цепь корректировки фазы проводит коррекцию с разрывами в минимумах огибающей. В общем случае, для обеспечения допустимого значения задержки полоса пропускания цепи коррекции фазы должна быть в 5…10 раз больше полосы пропускания цепи корректировки огибающей.

Рис. 14 Схема полярной обратной связи