1.5.2.6 Адаптивная связь вперед

Как и большинство методов линеаризации, технология связи вперед не является новой идеей. Она была изобретена Блэком как средство уменьшения искажений в телефонных ретрансляторах в 1923 году. Этот метод обычно применяется непосредственно на радиочастотах. Структурная схема адаптивной связи вперед изображена на рисунке 17. Такая архитектура успешно использовалась для линеаризации многих усилителей мощности.

Рис. 17 Схема адаптивной связи вперед

Суть метода состоит в получении сигнала ошибки, который вычитается из искаженного сигнала, прошедшего усилительный тракт. Неискаженный сигнал разветвляется в разветвителе и поступает на нелинейный усилитель мощности, а также на элемент задержки с управляемой фазой и усилением. На вычитатель 1 поступают два сигнала, один из которых является сигналом, прошедшим усилительный тракт, второй – исходным сигналом, задержанным на определенное количество тактов. В результате на выходе вычитателя получаем гармоники, которых не было в спектре исходного сигнала. Данные гармоники и будут являться искажениями исходного сигнала, называемые сигналом ошибки. Сигнал ошибки проходит через компенсатор (регулятор усиления) и линейный усилитель. На выходе линейного усилителя получается амплитуда сигнала ошибки равная амплитуде искажений исходного сигнала. После этого производится вычитание сигнала ошибки из искаженного сигнала, прошедшего нелинейный усилитель мощности. Контроллеры адаптации перед каждым регулятором усиления выполняют подстройку амплитуды и фазы. Таким образом, единственным способом минимизации мощности на выходе схемы является подавление искажений от усилителя мощности[13, 18].

Метод связи вперед может обеспечить линейность характеристики в диапазоне от 20 до 40 дБ в относительно широкой полосе частот пропускания от 3 до 50 МГц и имеет преимущество присущей ей стабильности. Однако есть несколько моментов, которые должны выполняться для работы данной схемы. Прежде всего предполагается, что усилитель мощности имеет доминантный признак нелинейности. Кроме того, линейный усилитель должен иметь достаточно высокую выходную мощность с учетом потерь в выходном ответвителе.

Эффективность системы со связью вперед уменьшается за счет расхода мощности на линейный усилитель. Соответствие амплитуды и фазы является проблемным из-за тенденции изменения характеристик усилителя при воздействии температуры и во времени, а также из-за разброса производственных допусков. Однако, не смотря на эти недостатки, адаптивная технология может обеспечить работоспособность системы, а применение DSP процессора позволит осуществить адаптивный алгоритм работы.

1.5.2.7 Метод введения предискажений

Одним из основных методов по достижению линейности является метод предискажений. Метод линеаризации путем введения предискажений заключается в формировании инверсной функции, называемой функцией предискажений, при сложении с которой амплитудная характеристика усилителя становится линейной[13]. В настоящее время существуют следующие способы введения предискажений, показанные на рисунке 18.

Рис. 18 Виды предискажений