TWI407686B - 應用於功率放大器之補償裝置、決定功率放大器之預失真值的方法以及補償功率放大器之線性度的方法 - Google Patents

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Description

應用於功率放大器之補償裝置、決定功率放大器之預失真值的方法以及補償功率放大器之線性度的方法
本發明有關一種應用於功率放大器之補償裝置及其相關方法,尤指一種利用功率放大器之預定增益、具有不同振幅強度之一功率輸入訊號以及對應於該功率輸入訊號的接收訊號,來決定功率放大器之預失真振幅值以及預失真相位值的補償裝置及其相關方法。
在現今的積體電路當中,功率放大器已被廣泛應用在各種應用電路中,例如一通訊系統中。一般而言,功率放大器係作為一增益級(gain stage)以用來放大一輸入訊號,然而,實際上功率放大器的線性度並不理想。
請參考第1圖(包含有圖1A以及圖1B),其中圖1A係說明功率放大器之一振幅調變失真曲線(AM-AM curve)的示意圖,而圖1B則係說明功率放大器之一相位調變失真曲線(AM-PM curve)的示意圖。如圖1A所示,當功率放大器操作在線性區(linear region)時,此時功率放大器的振幅增益約略維持在一固定值;而當輸入訊號的功率持續增加時,功率放大器的振幅增益反而會下降,此即所謂的振幅調變失真效應。如圖1B所示,當功率放大器操作在線性區時,此時功率放大器的相位(亦即,輸入訊號之功率以及輸出訊號之功率之間的相位)約略維持在一固定值;而當輸入訊號的功率持續增加時,功率放大器的相位則會跟著改變(下降),此即所謂的相位調變失真效應。由此可見,振幅調變失真效應以及相位調變失真效應係發生在功率放大器操作在非線性區的情況下。
然而,使用者通常會希望應用電路的操作係為線性操作,如此一來所有的參數皆會呈現倍數的關係,假使應用電路係操作在非線性區下,便會導致很多的諧波(harmonic)出現,並進而影響到其他的通道,如此一來,便會造成通訊品質不佳。
本發明的目的之一在於提供一種決定功率放大器之預失真值的方法、補償功率放大器之線性度的方法以及應用於功率放大器之補償裝置,以解決先前技術中之問題。
本發明之實施例揭露了一種應用於一功率放大器之補償裝置及其相關方法。補償裝置包含有一功率訊號產生器、一接收電路、一增益偵測電路以及一預失真決定電路。功率訊號產生器係提供具有一固定振幅強度之一第一功率輸入訊號至該功率放大器,並提供具有不同振幅強度之一第二功率輸入訊號至該功率放大器,其中該功率放大器會根據該第一功率輸入訊號來產生一第一功率輸出訊號,並根據該第二功率輸入訊號來產生一第二功率輸出訊號。接收電路係接收一第一接收訊號以及一第二接收訊號,其中該第一接收訊號係根據該第一功率輸出訊號所得到,且該第二接收訊號係根據該第二功率輸出訊號所得到。增益偵測電路係耦接於該功率訊號產生器以及該接收電路,該增益偵測電路係利用該第一功率輸入訊號之該固定振幅強度以及該第一接收訊號之振幅強度來偵測該功率放大器之一預定增益。預失真決定電路係耦接於該功率訊號產生器、該接收電路以及該增益偵測電路,該預失真偵測電路係利用該預定增益、該第二功率輸入訊號之不同振幅強度以及該第二接收訊號之相對應不同振幅強度,來決定該功率放大器之複數個預失真振幅值以及複數個預失真相位值。
首先,簡單描述本發明的概念以有助於了解本發明所揭露的技術特徵。請參考第2圖,第2圖(包含有圖2A、圖2B以及圖2C)為說明本發明應用於一功率放大器之一振幅補償曲線以及一相位補償曲線的示意圖。如圖2A所示,由於實際上功率放大器120的線性度並不理想,因此本發明係將一預先補償電路110(或者一預失真電路)設置在功率放大器120的前級,在一輸入訊號輸入SIN輸入至功率放大器110之前,預先補償電路110會使用一預失真振幅值以及一預失真相位值來預先補償輸入訊號SIN。如圖2B所示,複數個預失真振幅值係構成一振幅補償曲線S1,由於振幅補償曲線S1係為功率放大器120之振幅調變失真曲線S2的相反,因此兩者相加之後會產生一合成振幅增益曲線S3。如圖2C所示,複數個預失真相位值係構成一相位補償曲線S4,由於相位補償曲線S4係為功率放大器120之相位調變失真曲線S5的相反,因此兩者相加之後會產生一合成相位曲線S6。由第2圖可得知,經過預先補償電路110的補償(包含振幅補償曲線S1以及相位補償曲線S4)之後,可以得到具有固定值的合成振幅增益曲線S3以及合成相位曲線S6,如此一來,可以解決功率放大器120會操作在非線性區的問題。
請參考第3圖,第3圖為本發明應用於一功率放大器之補償裝置300之第一實施例的方塊圖。一般而言,功率放大器210係可應用於一應用電路中200(例如:一通訊系統)中,為了方便說明,在本實施例中省略應用電路200的其他元件,僅標示出功率放大器210。如第3圖所示,補償裝置300包含有(但不侷限於)一功率訊號產生器310、一接收電路320、一增益偵測電路330以及一預失真決定電路340。首先,功率訊號產生器310會提供一第一功率輸入訊號(例如,SIN1)至功率放大器210,以使功率放大器210根據第一功率輸入訊號SIN1來產生一第一功率輸出訊號SOUT1,而此時應用電路200則會根據第一功率輸出訊號SOUT1來得到一第一接收訊號SR1;之後,功率訊號產生器310會提供一第二功率輸入訊號SIN2至功率放大器210,以使功率放大器210根據第二功率輸入訊號SIN2來產生一第二功率輸出訊號SOUT2,而此時應用電路則會根據第二功率輸入訊號POUT2來得到一第二接收訊號SR2,其中第一功率輸入訊號SIN1的振幅具有一固定振幅強度,而第二功率輸入訊號SIN2的振幅具有不同的振幅強度。而接收電路320則係用來接收第一接收訊號SR1以及第二接收訊號SR2。
再者,增益偵測電路330係耦接於功率訊號產生器310以及接收電路320,其係利用第一功率輸入訊號SIN1之固定振幅強度以及第一接收訊號SR1之振幅強度來偵測功率放大器210之一預定增益G。值得注意的是,功率放大器210係操作在一線性區來產生第一功率輸出訊號SOUT1,而第一接收訊號SR1則係根據第一功率輸出訊號SOUT1來得到,換句話說,增益偵測電路330所偵測到的預定增益G係為功率放大器210操作在線性區的增益。另外,預失真決定電路340係耦接於功率訊號產生器310、接收電路320以及增益偵測電路330,其係利用預定增益G、第二功率輸入訊號SIN2之不同振幅強度以及第二接收訊號SR2之相對應不同振幅強度,來決定功率放大器210之複數個預失真振幅值APD 以及複數個預失真相位值ΘPD 。關於增益偵測電路330與預失真決定電路340之細節及其相關運作,將於下面的實施例中再做進一步的說明。
請參考第4圖,第4圖為本發明應用於一功率放大器之補償裝置400之第二實施例的方塊圖。第4圖中的補償裝置400的架構係與第3圖所示之補償裝置300類似,兩者不同之處在於補償裝置400另包含一查詢表410、一內插運算電路420以及一預先補償電路430。其中,查詢表410係耦接於預失真決定電路340,且由複數個預失真振幅值APD 以及複數個預失真相位值ΘPD 所構成,如第5圖中的查詢表50所示。一般而言,查詢表410的容量大小有一定的限制,因此可搭配一內插運算電路420來節省記憶體的空間,其中內插運算電路420係耦接於查詢表410,且其係利用一內插法以根據複數個預失真振幅值APD 來產生(複數個)第二預失真振幅值APD ’,並利用該內插法以根據複數個預失真相位值ΘPD 來產生(複數個)第二預失真相位值ΘPD ’,如第6圖中的內插運算結果60所示。之後,預先補償電路430係設置於功率放大器210之前級並耦接於查詢表410以及內插運算電路420,因此在一輸入訊號輸入至功率放大器210之前,預先補償電路會參照複數個預失真振幅值APD 以及複數個預失真相位值ΘPD (或者複數個第二預失真振幅值APD ’以及複數個第二預失真相位值ΘPD ’)而使用一目標預失真振幅值以及一目標預失真相位值來預先補償該輸入訊號。
當然,以上所述之實施例僅用來作為本發明的範例說明,並非本發明的限制條件。熟知此項技藝者應可了解,在不違背本發明之精神下,功率放大器之補償裝置300、400之各種變化皆是可行的,此亦屬於本發明所涵蓋之範疇。
接下來,進一步說明上述之增益偵測電路330如何偵測功率放大器210之預定增益,以及預失真決定電路340如何決定功率放大器210之複數個預失真振幅值APD 與複數個預失真相位值ΘPD 的相關運作。
請參考第7圖,第7圖為說明第3圖(或第4圖)中的增益偵測電路330如何利用第一功率輸入訊號SIN1以及第一接收訊號SR1來偵測功率放大器210之預定增益的示意圖。為了方便說明,在本實施例中省略補償電路300中的其他元件,僅標示出增益偵測電路330;且本實施例中的應用電路係以一通訊系統700為例,但此並非本發明之限制條件。如第7圖所示,通訊系統700通常包含有一傳送端TX以及一接收端RX,其中傳送端TX包含有一數位類比轉換器710、一傳送端基頻電路720、一混頻器730、一本地震盪器740以及一功率放大器750,而接收端則包含有一本地震盪器760、一混頻器770、一接收端基頻電路780以及一類比數位轉換器790。如前所述,功率訊號產生器310會提供第一功率輸入訊號SIN1至功率放大器210,以使功率放大器210根據第一功率輸入訊號SIN1來產生第一功率輸出訊號SOUT1,而此時通訊系統700則會根據第一功率輸出訊號SOUT1來得到一第一接收訊號SR1。請注意,第一功率輸入訊號SIN1的振幅具有一固定振幅強度A,因此所得到的第一接收訊號SR1亦具有一固定振幅強度B。
由上可知,增益偵測電路330係可表示為下式:
G=PR1 -PIN1  (1);
其中,G代表功率放大器750之預定增益,PR1 代表第一接收訊號SR1的功率,以及PIN1 代表第一功率輸入訊號SIN1的功率。值得注意的是,功率放大器750係操作在一線性區來產生第一功率輸出訊號SOUT1,而第一接收訊號SR1則係根據第一功率輸出訊號SOUT1來得到,換句話說,增益偵測電路330所偵測到的預定增益G係為功率放大器750操作在線性區的增益。
請一併參考第8圖以及第9圖,第8圖為說明第3圖或第4圖中的功率訊號產生器310所提供之具有不同振幅強度之第二功率輸入訊號SIN2的訊號波形圖,而第9圖則為說明第3圖或第4圖中的預失真決定電路340之一範例的示意圖。
如第8圖所示,第二功率輸入訊號SIN2的振幅具有不同的振幅強度,由於第二功率輸入訊號SIN2經過通訊系統700需要經過一段時間才能夠得到第二接收訊號SR2,因此每一振幅強度必須持續一段固定時間。舉例來說,在時間T1之內,第二功率輸入訊號SIN2的振幅強度為A1;在時間T2之內,第二功率輸入訊號SIN2的振幅強度為A2,以此類推。請注意,於一實施例中,第二功率輸入訊號SIN2的振幅之振幅強度係可為遞增式(monotonic increase)或者遞減式(monotonic decrease),但本發明並不侷限於此。熟知此項技藝者應可了解,在不違背本發明之精神下,第二功率輸入訊號SIN2的振幅之各種變化皆是可行的,此亦屬於本發明所涵蓋之範疇。
在第9圖中,為了方便說明,在本實施例中省略補償電路300中的其他元件,僅標示出預失真決定電路340,且本實施例中的應用電路亦以通訊系統700為例。於本實施例中,預失真決定電路340係由一預定輸出訊號產生器910以及一運算單元920來實現之。預定輸出訊號產生器910係根據預定增益G與第二功率輸入訊號SIN2(在本實施例中,亦可表示為(Im,Qm)),得到一預定輸出訊號Sd(在本實施例中,亦可表示為(Id,Qd)),在這個例子當中,係以一加法器912來實現預定輸出訊號產生器910,因此預定輸出訊號Sd係為第二功率輸入訊號SIN2與預定增益G的總合。而運算單元920則係耦接於預定輸出訊號產生器910,其係將預定輸出訊號Sd以及第二接收訊號SR2(在本實施例中,亦可表示為(Ir,Qr))進行相減,以得到功率放大器750之複數個預失真振幅值APD 以及複數個預失真相位值ΘPD
請注意,上述之第二功率輸入訊號SIN2、第二接收訊號SR2以及預定輸出訊號Sd各為一複數訊號,因此可將第二功率輸入訊號SIN2係表示為(Im,Qm),將第二接收訊號SR2表示為(Ir,Qr),並將預定輸出訊號Sd係表示為(Id,Qd)。由於預定輸出訊號Sd係為第二功率輸入訊號SIN2與預定增益G的總合,因此預定輸出訊號Sd亦可由下列式子來表示之:
Id=Im+G (2-1);
Qd=Qm+G (2-2);
也就是說,上述之預定輸出訊號Sd=(Id,Qd)係可符合下列式子: θd=arctan(Qd/Id) (3-2);此外,上述之第二接收訊號SR2=(Ir,Qr)係可符合下列式子: θr=arctan(Qd/Id) (4-2);其中,Pd以及θd係分別代表預定輸出訊號Sd的振幅與相位,而Pr以及θr係分別代表第二接收訊號SR2的振幅與相位。
因此,功率放大器之預失真振幅值APD 以及預失真相位值θPD ,可分別表示為下式:APD =Pd-Pr (5-1);θPD =θd-θr (5-2)。
請注意,由於第一功率輸入訊號SIN1、第二功率輸入訊號SIN2係輸入至數位類比轉換器,而第一接收訊號SR1、第二接收訊號SR2係由類比數位轉換器所輸出,因此第一功率輸入訊號SIN1、第一接收訊號SR1、第二功率輸入訊號SIN2以及第二接收訊號SR2均為數位訊號,換言之,本發明所揭露之補償裝置300、400係操作於數位域中,但此並非本發明之限制條件。
簡言之,本發明先利用具有固定振幅強度之第一功率輸入訊號SIN1來偵測功率放大器操作在線性區的預定增益G。接著,本發明係利用具有不同振幅強度之第二功率輸入訊號SIN2以及前述之預定增益G來決定功率放大器之複數個預失真振幅值APD 以及複數個預失真相位值θPD ,其中複數個預失真振幅值係構成一振幅補償曲線(如圖2B中的S1),而複數個預失真相位值則係構成一相位補償曲線(如圖2C中的S4)。此外,可利用複數個預失真振幅值APD 以及複數個預失真相位值θPD 來構成一查詢表,或者進一步利用內插法以根據複數個預失真振幅值APD 來產生(複數個)第二預失真振幅值APD ’,並利用該內插法以根據複數個預失真相位值θPD 來產生(複數個)第二預失真相位值θPD ’。最後,本發明係將前述方式所得到的一預先補償電路(或者一預失真電路)設置在功率放大器的前級,因此在一輸入訊號輸入至功率放大器之前,該預先補償電路會參照複數個預失真振幅值APD 以及複數個預失真相位值θPD (或者複數個第二預失真振幅值APD ’以及複數個第二預失真相位值θPD ’)而使用一目標預失真振幅值以及一目標預失真相位值來預先補償該輸入訊號。由於本發明所揭露之振幅補償曲線S1係為功率放大器之振幅調變失真曲線S2的相反,而本發明所揭露之相位補償曲線S4係為功率放大器之相位調變失真曲線S5的相反,因此經過相加之後所產生之合成振幅增益曲線S3以及合成相位曲線S6具有固定值。如此一來,可以解決功率放大器會操作在非線性區的問題。
請參考第10圖,第10圖為本發明決定一功率放大器之預失真值的方法之一操作範例的流程圖,其包含(但不侷限於)以下的步驟(請注意,假若可獲得實質上相同的結果,則這些步驟並不一定要遵照第10圖所示的執行次序來執行):
步驟1000:開始。
步驟1002:提供第一功率輸入訊號,以使功率放大器產生第一功率輸出訊號,其中第一功率輸入訊號的振幅具有一固定振幅強度。
步驟1004:接收第一接收訊號,其係根據第一功率輸出訊號所得到。
步驟1006:利用第一功率輸入訊號之固定振幅強度以及第一接收訊號之振幅強度來偵測功率放大器之一預定增益。
步驟1012:提供第二功率輸入訊號,以使功率放大器產生第二功率輸出訊號,其中第二功率輸入訊號的振幅具有不同振幅強度。
步驟1014:接收第二接收訊號,其係根據第二功率輸出訊號所得到。
步驟1020:利用預定增益、第二功率輸入訊號之不同振幅強度以及第二接收訊號之相對應不同振幅強度,來決定功率放大器之複數個預失真振幅值以及複數個預失真相位值。
請搭配第10圖所示之各步驟以及第3圖所示之各元件即可瞭解各元件如何運作,為簡潔起見,故於此不再贅述。其中步驟1002、1012係由功率訊號產生器310以及功率放大器210所執行之,步驟1004、1014係由接收電路320所執行之,步驟1006係由增益偵測電路330所執行之,以及步驟1020係由預失真決定電路340所執行之。
請參考第11圖,第11圖為本發明補償一功率放大器之線性度的方法之一操作範例的流程圖,其包含(但不侷限於)以下的步驟:
步驟1000:開始。
步驟1002:提供第一功率輸入訊號,以使功率放大器產生第一功率輸出訊號,其中第一功率輸入訊號的振幅具有一固定振幅強度。
步驟1004:接收第一接收訊號,其係根據第一功率輸出訊號所得到。
步驟1006:利用第一功率輸入訊號之固定振幅強度以及第一接收訊號之振幅強度來偵測功率放大器之一預定增益。
步驟1012:提供第二功率輸入訊號,以使功率放大器產生第二功率輸出訊號,其中第二功率輸入訊號的振幅具有不同振幅強度。
步驟1014:接收第二接收訊號,其係根據第二功率輸出訊號所得到。
步驟1020:利用預定增益、第二功率輸入訊號之不同振幅強度以及第二接收訊號之相對應不同振幅強度,來決定功率放大器之複數個預失真振幅值以及複數個預失真相位值。
步驟1100:在一輸入訊號輸入至該功率放大器之前,參照該複數個預失真振幅值以及該複數個預失真相位值而使用一目標預失真振幅值以及一目標預失真相位值來預先補償該輸入訊號。
請搭配第11圖所示之各步驟以及第4圖所示之各元件即可瞭解各元件如何運作,值得注意的是第11圖中的流程步驟係與第10圖中的流程步驟類似,兩者不同之處在於第11圖中另增加一預先補償步驟(亦即,步驟1100),可由第4圖中的預先補償電路430來執行之。
請注意,上述各流程之步驟僅為本發明所舉可行的實施例,並非限制本發明的限制條件,且在不違背本發明之精神的情況下,這些方法可另包含其他的中間的步驟,而本領域具通常知識者當可據以做適當之變化。
以上所述的實施例僅用來說明本發明之技術特徵,並非用來侷限本發明之範疇。由上可知,本發明提供一種應用於功率放大器之補償裝置及其相關方法。首先,透過利用具有固定振幅強度之第一功率輸入訊號SIN1,可以偵測到功率放大器操作在線性區的預定增益G。接著,透過利用具有不同振幅強度之第二功率輸入訊號SIN2以及所偵測到之預定增益G,可以得到功率放大器之複數個預失真振幅值APD 以及複數個預失真相位值ΘPD 。於此,可藉由複數個預失真振幅值來構成一振幅補償曲線,並藉由複數個預失真相位值來構成一相位補償曲線。其中,複數個預失真振幅值APD 以及複數個預失真相位值ΘPD 係可構成一查詢表,或者可利用內插法以根據複數個預失真振幅值APD /預失真相位值ΘPD 來產生(複數個)第二預失真振幅值APD ’/第二預失真相位值ΘPD ’。因此,在一輸入訊號輸入至功率放大器之前,本發明所揭露之預先補償電路會參照複數個預失真振幅值APD 以及複數個預失真相位值ΘPD (或者複數個第二預失真振幅值APD ’以及複數個第二預失真相位值ΘPD ’)來預先補償該輸入訊號。如此一來,可以解決功率放大器會操作在非線性區的問題,以避免諧波的出現,並進而提升通訊品質。此外,本發明所揭露之機制係可操作於數位域中,其實作架構更為簡單。
以上所述僅為本發明之較佳實施例,凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾,皆應屬本發明之涵蓋範圍。
110、430...預先補償電路
S1~S6...曲線
200...應用電路
120、210、750...功率放大器
300、400...補償裝置
310...功率訊號產生器
320...接收電路
330...增益偵測電路
340...預失真決定電路
SIN1...第一功率輸入訊號
SIN2、(Im,Qm)...第二功率輸入訊號
SOUT1...第一功率輸出訊號
SOUT2...第二功率輸出訊號
SR1...第一接收訊號
SR2、(Ir,Qr)...第二接收訊號
G...預定增益
APD ...預失真振幅值
ΘPD ...預失真相位值
APD ’...第二預失真振幅值
ΘPD ’...第二預失真相位值
410、50...查詢表
420...內插運算電路
60...內插運算結果
700...通訊系統
TX...傳送端
RX...接收端
710...數位類比轉換器
720...傳送端基頻電路
730、770...混頻器
740、760...本地震盪器
790...類比數位轉換器
A、B、A1~A5...振幅
T1~T5‧‧‧時間
910‧‧‧預定輸出訊號產生器
912‧‧‧加法器
920‧‧‧運算單元
Sd、(Id,Qd)‧‧‧預定輸出訊號
1000~1020、1100‧‧‧步驟
第1圖(包含有圖1A以及圖1B)為說明功率放大器之一振幅調變失真曲線以及之一相位調變失真曲線的示意圖。
第2圖(包含有圖2A、圖2B以及圖2C)為說明本發明應用於一功率放大器之一振幅補償曲線以及一相位補償曲線的示意圖。
第3圖為本發明應用於一功率放大器之補償裝置之第一實施例的方塊圖。
第4圖為本發明應用於一功率放大器之補償裝置之第二實施例的方塊圖。
第5圖為說明第4圖中的查詢表之一範例的示意圖。
第6圖為說明第4圖中的內插運算電路所產生之第二預失真振幅值以及第二預失真相位值的內插運算結果之一範例的示意圖。
第7圖為說明第3圖或第4圖中的增益偵測電路如何利用第一功率輸入訊號以該第一接收訊號來偵測該功率放大器之預定增益的示意圖。
第8圖為說明第3圖或第4圖中的功率訊號產生器所提供之具有不同振幅強度之第二功率輸入訊號的訊號波形圖。
第9圖為說明第3圖或第4圖中的預失真決定電路之一範例的示意圖。
第10圖為本發明決定一功率放大器之預失真值的方法之一操作範例的流程圖。
第11圖為本發明補償一功率放大器之線性度的方法之一操作範例的流程圖。
200...應用電路
210...功率放大器
300...補償裝置
310...功率訊號產生器
320...接收電路
330...增益偵測電路
340...預失真決定電路
SIN1...第一功率輸入訊號
SIN2...第二功率輸入訊號
SOUT1...第一功率輸出訊號
SOUT2...第二功率輸出訊號
SR1...第一接收訊號
SR2...第二接收訊號
G...預定增益
APD ...預失真振幅值
ΘPD ...預失真相位值

Claims (15)

  1. 一種應用於一功率放大器之一補償裝置,該補償裝置包含有:一功率訊號產生器,提供具有一固定振幅強度之一第一功率輸入訊號至該功率放大器,以及提供具有不同振幅強度之一第二功率輸入訊號至該功率放大器,其中該功率放大器係根據該第一功率輸入訊號來產生一第一功率輸出訊號,並根據該第二功率輸入訊號來產生一第二功率輸出訊號;一接收電路,接收一第一接收訊號以及一第二接收訊號,其中該第一接收訊號係對應於該第一功率輸出訊號,且該第二接收訊號係對應於該第二功率輸出訊號;一增益偵測電路,耦接於該功率訊號產生器以及該接收電路,藉由該第一功率輸入訊號之該固定振幅強度以及該第一接收訊號之振幅強度來偵測該功率放大器之一預定增益;以及一預失真(pre-distortion)決定電路,耦接於該功率訊號產生器、該接收電路以及該增益偵測電路,該預失真偵測電路藉由該預定增益、該第二功率輸入訊號之不同振幅強度以及該第二接收訊號之相對應不同振幅強度,來決定該功率放大器之複數個預失真振幅值以及複數個預失真相位值。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之補償裝置,其中該功率放大器係操作在一線性區來產生該第一功率輸出訊號。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之補償裝置,其另包含:一查詢表,耦接於該預失真決定電路,由該複數個預失真振幅值以及該複數個預失真相位值所構成。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之補償裝置,其另包含:一內插運算電路,耦接於該查詢表,該內插運算電路係利用一內插法來根據該複數個預失真振幅值產生一第二預失真振幅值,並利用該內插法來根據該複數個預失真相位值產生一第二預失真相位值。
  5. 如申請專利範圍第3項所述之補償裝置,其另包含有:一預先補償電路,設置於該功率放大器之前級並耦接於該查詢表,在一輸入訊號輸入至該功率放大器之前,該預先補償電路參照該複數個預失真振幅值以及該複數個預失真相位值而使用一目標預失真振幅值以及一目標預失真相位值來預先補償該輸入訊號。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之補償裝置,其中該複數個預失真振幅值係構成一振幅補償曲線,而該複數個預失真相位值係構成一相位補償曲線;以及該振幅補償曲線係為該功率放大器之一振幅調變失真曲線的相反,而該項位補償曲線係為該功率放大器之一相位調變失真曲線的相反。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之補償裝置,其中該第二功率輸入訊號的振幅之振幅強度係為遞增或者遞減。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之補償裝置,其中該增益偵測電路係可表示為下式:G=PR1 -PIN1 ;其中,G代表該功率放大器之該預定增益,PR1 代表該第一接收訊號的功率,以及PIN1 代表該第一功率輸入訊號的功率。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之補償裝置,其中該預失真決定電路係包含:一預定輸出訊號產生器,用來根據該預定增益與該第二功率輸入訊號,得到一預定輸出訊號,其中該預定輸出訊號係為該第二功率輸入訊號與該預定增益的總合;以及一運算單元,將該預定輸出訊號以及該第二接收訊號進行相減,以得到該功率放大器之該複數個預失真振幅值以及該複數個預失真相位值。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之補償裝置,其中該第二功率輸入訊號、該第二接收訊號以及該預定輸出訊號各為一複數訊號;該第二功率輸入訊號係表示為(Im,Qm),該第二接收訊號係表示為(Ir,Qr),而該預定輸出訊號係表示為(Id,Qd);以及Id=Im+G,Qd=Qm+G,而G代表該功率放大器之該預定增益。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之補償裝置,其中:該預定輸出訊號(Id,Qd)係符合下列式子: θd=arctan(Qd /Id );該第二接收訊號(Ir,Qr)係符合下列式子: θr=arctan(Qd /Id );Pd以及θd係分別代表該預定輸出訊號的振幅與相位,Pr以及θr係分別代表該第二接收訊號的振幅與相位;該功率放大器之該預失真振幅值APD 以及該預失真相位值θPD ,可分別表示為下式:APD =Pd-Pr;以及θPD =θd-θr。
  12. 一種決定一功率放大器之預失真值的方法,包含有:提供一第一功率輸入訊號,以使該功率放大器產生一第一功率輸出訊號,其中該第一功率輸入訊號的振幅具有一固定振幅強度;接收一第一接收訊號,其中該第一接收訊號係根據該第一功率輸出訊號所得到;利用該第一功率輸入訊號之該固定振幅強度以及該第一接收訊號之振幅強度來偵測該功率放大器之一預定增益; 提供一第二功率輸入訊號,以使該功率放大器產生一第二功率輸出訊號,其中該第二功率輸入訊號的振幅具有不同振幅強度;接收一第二接收訊號,其中該第二接收訊號係根據該第二功率輸出訊號所得到;以及利用該預定增益、該第二功率輸入訊號之不同振幅強度以及該第二接收訊號之相對應不同振幅強度,來決定該功率放大器之複數個預失真振幅值以及複數個預失真相位值。
  13. 如申請專利範圍第12項所述之方法,其中該功率放大器係操作在一線性區來產生該第一功率輸出訊號。
  14. 如申請專利範圍第12項所述之方法,其中該複數個預失真振幅值係構成一振幅補償曲線,而該複數個預失真相位值係構成一相位補償曲線;以及該振幅補償曲線係為該功率放大器之一振幅調變失真曲線的相反,而該相位補償曲線係為該功率放大器之一相位調變失真曲線的相反。
  15. 如申請專利範圍第12項所述之方法,其中利用該預定增益、該第二功率輸入訊號以及該第二接收訊號,來決定該功率放大器之該複數個預失真振幅值以及該複數個預失真相位值的步驟包含有:根據該預定增益與該第二功率輸入訊號,得到一預定輸出訊號,其中該預定輸出訊號係為該第二功率輸入訊號與該預定增益 的總合;以及根據該預定輸出訊號之振幅強度與該第二接收訊號之振幅強度,決定該功率放大器之該複數個預失真振幅值以及該複數個預失真相位值。
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Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20130063774A (ko) * 2011-12-07 2013-06-17 한국전자통신연구원 디지털 전치 왜곡 장치 그리고 그것의 전치 왜곡 방법
US9026391B2 (en) 2012-02-29 2015-05-05 Intel Mobile Commnications GmbH Distortion estimation apparatus and method
US9219448B2 (en) * 2012-03-30 2015-12-22 Nec Corporation Amplifier and amplification method
TWI508463B (zh) 2013-04-16 2015-11-11 Realtek Semiconductor Corp 無線傳輸系統以及決定無線傳輸系統之預設增益的方法
TWI560998B (en) * 2013-07-11 2016-12-01 Realtek Semiconductor Corp Pre-distortion method, pre-distortion apparatus and machine readable medium
EP3079262A4 (en) * 2013-12-06 2016-11-30 Fujitsu Ltd ELECTRIC POWER ADJUSTMENT METHOD, ELECTRIC POWER ADJUSTMENT PROGRAM, ELECTRIC POWER ADJUSTMENT APPARATUS, AND SEMICONDUCTOR INTEGRATED CIRCUIT
CN109462809B (zh) * 2018-09-07 2021-08-13 深圳市万普拉斯科技有限公司 功率放大器的检测方法和***
TWI703813B (zh) * 2019-04-23 2020-09-01 瑞昱半導體股份有限公司 訊號補償裝置
JP2022112245A (ja) * 2021-01-21 2022-08-02 住友電気工業株式会社 コントローラ、歪補償装置、通信機、及び歪補償のために入力信号を調整する方法
CN114184840B (zh) * 2021-12-07 2023-07-25 瑞斯康达科技发展股份有限公司 一种可用于基站的放大器am-am失真测量方法和***

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW399364B (en) * 1997-12-22 2000-07-21 Ericsson Telefon Ab L M Method and apparatus for wideband predistortion linearization
US6275685B1 (en) * 1998-12-10 2001-08-14 Nortel Networks Limited Linear amplifier arrangement
US6510188B1 (en) * 2001-07-26 2003-01-21 Wideband Computers, Inc. All digital automatic gain control circuit
US20030058959A1 (en) * 2001-09-25 2003-03-27 Caly Networks. Combined digital adaptive pre-distorter and pre-equalizer system for modems in link hopping radio networks
US6630862B1 (en) * 2000-02-24 2003-10-07 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. System for pre-distorting an input signal for a power amplifier using-non-orthogonal coordinates
US6642786B1 (en) * 2002-08-15 2003-11-04 Electronics And Telecommunications Research Institute Piecewise polynomial predistortion method and apparatus for compensating nonlinear distortion of high power amplifier
US6785342B1 (en) * 2000-11-06 2004-08-31 Wideband Semiconductors, Inc. Nonlinear pre-distortion modulator and long loop control
US6928272B2 (en) * 2001-12-04 2005-08-09 Nec Corporation Distortion compensating circuit for compensating distortion occurring in power amplifier
US7109792B2 (en) * 2003-09-17 2006-09-19 Andrew Corporation Table-based pre-distortion for amplifier systems
US7139536B2 (en) * 2003-12-02 2006-11-21 Mediatek Inc. Method and apparatus for I/Q imbalance calibration of a transmitter system
TW200744305A (en) * 2006-05-26 2007-12-01 Ind Tech Res Inst Apparatus and method of dynamically adapting the LUT spacing for linearizing a power amplifier
TW201021406A (en) * 2008-11-17 2010-06-01 Realtek Semiconductor Corp Distortion correction device and method for power amplifier

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100326176B1 (ko) * 1998-08-06 2002-04-17 윤종용 이동통신시스템의전력증폭장치및방법
US6246286B1 (en) * 1999-10-26 2001-06-12 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson Adaptive linearization of power amplifiers
US6680648B2 (en) * 2002-03-08 2004-01-20 The Aerospace Corporation High power amplifier predistorter system
US7403573B2 (en) 2003-01-15 2008-07-22 Andrew Corporation Uncorrelated adaptive predistorter
US8090051B2 (en) * 2008-04-29 2012-01-03 Motorola Solutions, Inc. Combined feedback and feed-forward linearization of radio frequency (RF) power amplifiers

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW399364B (en) * 1997-12-22 2000-07-21 Ericsson Telefon Ab L M Method and apparatus for wideband predistortion linearization
US6275685B1 (en) * 1998-12-10 2001-08-14 Nortel Networks Limited Linear amplifier arrangement
US6630862B1 (en) * 2000-02-24 2003-10-07 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. System for pre-distorting an input signal for a power amplifier using-non-orthogonal coordinates
US6785342B1 (en) * 2000-11-06 2004-08-31 Wideband Semiconductors, Inc. Nonlinear pre-distortion modulator and long loop control
US6510188B1 (en) * 2001-07-26 2003-01-21 Wideband Computers, Inc. All digital automatic gain control circuit
US20030058959A1 (en) * 2001-09-25 2003-03-27 Caly Networks. Combined digital adaptive pre-distorter and pre-equalizer system for modems in link hopping radio networks
US6928272B2 (en) * 2001-12-04 2005-08-09 Nec Corporation Distortion compensating circuit for compensating distortion occurring in power amplifier
US6642786B1 (en) * 2002-08-15 2003-11-04 Electronics And Telecommunications Research Institute Piecewise polynomial predistortion method and apparatus for compensating nonlinear distortion of high power amplifier
US7109792B2 (en) * 2003-09-17 2006-09-19 Andrew Corporation Table-based pre-distortion for amplifier systems
US7139536B2 (en) * 2003-12-02 2006-11-21 Mediatek Inc. Method and apparatus for I/Q imbalance calibration of a transmitter system
TW200744305A (en) * 2006-05-26 2007-12-01 Ind Tech Res Inst Apparatus and method of dynamically adapting the LUT spacing for linearizing a power amplifier
TW201021406A (en) * 2008-11-17 2010-06-01 Realtek Semiconductor Corp Distortion correction device and method for power amplifier

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