RF预失真技术应用培训讲座PPT.pptVIP

RF预失真技术原理及应用 一 线性化技术分类 前馈技术AAP技术DPD技术LINC技术传统模拟预失真技术RFIC预失真技术 一 线性化技术分类 线性化技术对比 一 线性化技术分类 FF线性化技术 一 线性化技术分类 FF线性化技术 一 线性化技术分类 AAP预失真线性化技术 技术阐述 Loop1 载波对消环路 Loop2 失真信号对消环路 导频电路 接收机电路 一 线性化技术分类 AAP预失真线性化技术 一 线性化技术分类 AAP预失真线性化技术 一 线性化技术分类 AAP预失真线性化技术 技术阐述 技术综合运用了前述的前馈和预失真技术 从结构上来看CrossCancellation可以理解为一种特殊的前馈技术 所以也可以借鉴前馈两个环路的概念 用两个环路来描述它 第一个环路即为传统的载波对消环 将交调 失真信号提取出来 第二个环路即为交调对消环路 在这个环路 主功放的交调信号与误差路功放交调对消 从而提高了功放的线性度 但是其误差路并不是一个简单的交调提取与放大电路 而是一个过预失真电路 信号经过过预失真电路放大后 交调信号与主路交调信号矢量相反 载波信号与主路信号矢量相同 所以经过3dB电桥合路后 产生的效果是失真信号抵消 载波信号合成 从而不但达到线性化的要求 还大幅提高了功放的整体效率 一 线性化技术分类 AAP预失真线性化技术 技术阐述 载波对消 就是信号在经过主路放大后 耦合反馈回来并与另外一路信号通过3dB电桥矢量相加 由于载波信号相位相反 幅度相等 产生了对消效应 提取出信号为通过主路放大后所产生的失真信号 载波对消效果 由检波管通过检测对消后的信号功率来判断 如果对消效果达到最好状态 则检波管检测的功率为最小 载波对消路的自适应控制 通过一定算法 调节L1A 与L1P 使得检波管功率不断收敛于最小值 达到自适应的效果 载波对消路的自适应控制 同时也是主路功放增益的自适应控制 提取出主路交调后 与误差路的载波信号合成 预失真单元 并通过误差路功放放大 过预失真功放 一 线性化技术分类 AAP预失真线性化技术 技术阐述 交调对消的原理 误差路的功放最后产生一个信号 其包含的载波信号与主路功放产生的大小一致 方向一致 经过3dB电桥后合成在一起 而所包含的失真信号与主路功放产生的失真信号大小一致 相位相反 经过电桥后 互相叠加 提高功放的线性 ISO检波器 检测两路信号合成后隔离端的泄漏功率 通过调节L2A L2P保证两路载波信号输出大小一致 相位一致 同事实现自适应控制 交调检测单元 检测失真信号大小 通过调节L3A L3P 保证功放的线性处于最好状态 ISO检波器同时也实现误差路功放增益的自适应控制 一 线性化技术分类 传统的模拟预失真线性化技术 一 线性化技术分类 传统的模拟预失真线性化技术 一 线性化技术分类 传统的模拟预失真线性化技术 技术阐述 预失真器 即互调产生单元的基本结构 预失真技术的基本思想是在PA前面产生一个失真特性与主功放特性相近的失真信号 将其反相后对主功放的非线性做补偿 预失真信号产生于一个工作在非线性区的小信号管子 此小信号管子的非线性特性应该和后面主功放的特性相一致 预失真技术的主要优势有 结构简单 易于实现 成本低廉 可生产性强 其主要缺陷在于 预失真器的失真特性很难和主功放完全一致 所以其误差对消效果要稍差 预失真器和主功放的多载波特性 宽带特性会有更大不同 所以其无法支持多载波 使用带宽也较窄 SinteraIC模拟预失真技术特点技术优势和技术局限性RFIC预失真技术应用设计原理介绍目前 RFIC预失真发展状况RFIC预失真技术产品化规划 二 RFAP IC 预失真线性化技术 1 SinterIC模拟预失真技术特点 二 RFAP IC 预失真线性化技术 反馈信号下变频处理 频域内实现预失真 采用Volterra函数级数迭代运算法实现预失真矫正 大动态和线性处理 直流分量的处理 程序处理和温度变化的稳定性 2 RFIC预失真技术优势预失真高度集成IC 外围电路简单 WCDMA WiMax TD SCDMA CDMA2000 DVBH LTE GSM多载波 高线性 高效率 低成本 小型化 可生产性好 VBW达到20MHz 工作带宽达到250MHz 厂家VBW标称60MHz 对消能力达到20 26dB 由于电流小 功耗仅有0 5W 1 0W 适合中小功率功放 比DPD有优势 二 RFAP IC 预失真线性化技术 二 RFAP IC 预失真线性化技术 2 RFIC预失真技术缺点由于对消能力有限 对于初始线性好的 对消能力反而差 目前GSM暂时不成熟 目前暂时不支持混模制式 扩频类可以支持多制式 由于矫正对消能力局限性和对LDMOS电路P 1的要求 应用受限于50W一下 3 RFIC预失真技术应用设计原理介绍 预失真技术原理框图 二 RFAP IC 预失真线性化技术 3 RFIC预失真技术应用设计原理介绍 IC预失真器内部原理框图 二 RFAP IC 预失真线性化技术 3 RFIC预失真技术应用设计原理介绍 IC预失真器内部原理框图 二 RFAP IC 预失真线性化技术 3 RFIC预失真技术应用设计原理介绍 IC预失真器内部原理 二 RFAP IC 预失真线性化技术 RF信号处理 I Q正交调制 将调制后的信号和矫正后的矢量误差信号合成 矫正处理 产生一个RFin包络信号的宽带I Q调制Volterra多项式函数 矢量误差分析 对进行矢量误差迭代运算 最终在Volterra函数级数里面找个一个最佳的自适应系数 I Q误差信号产生 将RFin和RFFB信号进行比较处理 产生I Q误差信号 3 RFIC预失真技术应用设计原理介绍 IC预失真器Volterra多项式函数产生的原理图 迭代运算法 二 RFAP IC 预失真线性化技术 3 RFIC预失真技术应用设计原理介绍 IC预失真器Volterra级数的产生原理图 迭代运算法 二 RFAP IC 预失真线性化技术 3 RFIC预失真技术应用设计原理介绍 IC预失真器内部原理 二 RFAP IC 预失真线性化技术 4 RFIC预失真技术应用设计原理介绍 IC输入功率 耦合功率 反馈功率要求 驻波要求 PCB设计要求AGC电路位置确定原则对时延要求对Doherty参数的要求噪声系数设计要求对预推动IC放大器线性要求监控MCU和预失真IC通信要求 二 RFAP IC 预失真线性化技术 4 RFIC预失真技术应用设计原理介绍 二 RFAP IC 预失真线性化技术 4 RFIC预失真技术应用设计原理介绍 SC1889为例 IC输入功率 耦合功率 反馈功率要求 驻波要求 二 RFAP IC 预失真线性化技术 4 RFIC预失真技术应用设计原理介绍 SC1889 IC输入功率 耦合功率 反馈功率 驻波要求耦合功率 10dB耦合器要求方向性达到25dB以上 预失真IC输出功率要求驻波要求 RFin RFFB Rfout三个端口回波损耗要求小于 18dB 二 RFAP IC 预失真线性化技术 4 RFIC预失真技术应用设计原理介绍 PCB设计要求PCB设计采用4层板 IC芯片引脚滤波电容就近滤波 两面贴片 采用0402封装减小设计尺寸 AGC电路位置确定原则由于IC芯片的RFin RFFB和RFout对功率的稳定性有要求 而前端预推动管Gain变化小 所以AGC电路放置在后面 对时延要求IC芯片的RFin和RFout之间 包括10dB耦合器 的群时延为4nS左右 RFin和RFFB之间 包括10dB耦合器 的群时延要小于16nS 二 RFAP IC 预失真线性化技术 4 RFIC预失真技术应用设计原理介绍 对预推动IC放大器要求P 1 Pout PAR 6dB以上 保证不引入非线性 对Doherty参数的要求P 1 LDMOS Pout PAR 1 5 1 0dB 对AM AM AM PM的要求还需进一步试验分析 监控MCU和预失真IC通信要求监控MCU要实现通过SPI串口对预失真IC软件下载控制 开关控制 二 RFAP IC 预失真线性化技术 4 RFIC预失真技术应用设计原理介绍 二 RFAP IC 预失真线性化技术 在SCINTERA的RFPAL2芯片应用的开发中测试模块系统发现SC1887输出端口预失真信号对噪声系数影响很大 断开outputcoupler则噪声系数会改善8dB 初步确认是由SC1887输出端口预失真信号引起的 噪声系数设计要求 4 RFIC预失真技术应用设计原理介绍 二 RFAP IC 预失真线性化技术 频谱仪噪声源信号为 宽带高斯正态分布的白噪声 信号强度为 174dBm Hz 噪声头频率对应的功率补偿值 所以测试噪声系数时 功放模块输出信号很小 导致scintera芯片RFFB反馈端口无法检测到对消效果 因此scintera芯片RFout端口不断地调整预失真信号 对于射频主通路来说 不断地调整预失真信号 是不稳定的 而且和噪声源信号相比 强度比较大 所以导致在噪声系数测试时 测量噪声系数数据影响很大 而模块实际正常工作时 输入 输出信号功率比较大 scintera芯片对消稳定后 芯片RFout端口的预失真信号趋于稳定 况且该信号强度相对主信号很小 不会影响工作状态下的噪声系数 解决措施 采用输出功率很小时 关闭scintera芯片的办法 解决噪声系数问题 考虑到初次scintera芯片下载程序时 scintera芯片处于关闭状态而无法下载 和刘雪峰 龙润坚讨论决定 初次下载程序时 对scintera芯发送下载指令 开启scintera芯片 RFIC预失真技术WCDMA制式评估 二 RFAP IC 预失真线性化技术 测试条件 WCDMA单载波PAR 8dB 输出30W PA 4950CGE6 二 RFAP IC 预失真线性化技术 结论 5M对消21dB 10M对消7dB 在30W功率下 过频谱发射模板有5dB余量 效率为33 RFIC预失真技术WCDMA制式评估 二 RFAP IC 预失真线性化技术 RFIC预失真技术WCDMA制式评估 测试条件 WCDMA101载波PAR 8dB 输出30W PA 4950CGE6 二 RFAP IC 预失真线性化技术 RFIC预失真技术WCDMA制式评估 结论 5M对消15 8dB 10M对消19dB 在30W功率下 过频谱发射模板有3dB余量 效率为33 二 RFAP IC 预失真线性化技术 RFIC预失真技术WCDMA制式评估 测试条件 WCDMA111载波PAR 8dB 输出30W PA 4950CGE6 二 RFAP IC 预失真线性化技术 RFIC预失真技术WCDMA制式评估 测试条件 WCDMA101载波PAR 8dB 输出30W PA 4950CGE6 二 RFAP IC 预失真线性化技术 RFIC预失真技术WCDMA制式评估 测试条件 WCDMA1111载波PAR 8dB 输出30W PA 4950CGE6 二 RFAP IC 预失真线性化技术 RFIC预失真技术WCDMA制式评估 测试条件 WCDMA1111载波PAR 8dB 输出30W PA 4950CGE6 结论 WCDMA对消效果比SC1887改善3dB到5dB 比较稳定 RFIC预失真技术GSM制式评估 二 RFAP IC 预失真线性化技术 测试条件 CW双音间隔600kHz 输出80W PA 4950CGE6 RFIC预失真技术GSM制式评估 二 RFAP IC 预失真线性化技术 测试条件 CW双音间隔600kHz 输出80W PA 4950CGE6 RFIC预失真技术GSM制式评估 二 RFAP IC 预失真线性化技术 测试条件 CW双音间隔600kHz 输出80W PA 4950CGE6 结论 3阶对消21dB 5阶对消20dB 7阶对消14dB 9阶对消4dB 11阶对消反而恶化4dB 13阶对消1 5dB 效率为45 第一次评估测试出现的问题 7阶及以上互调无对消 这次测试得到改善 高阶次也可以对消 但是11阶对消反而恶化4dB 上次测试互调跳动幅度达到8dB左右 这次测试评估仍然有跳动 跳动幅度仍达到4dB左右 RFIC预失真技术GSM制式评估 二 RFAP IC 预失真线性化技术 二 RFAP IC 预失真线性化技术 RFIC预失真技术GSM制式评估 RFIC预失真技术GSM制式评估 二 RFAP IC 预失真线性化技术 技术现状 1 2 4 6 8载波GSM信号都可以对消 以2 4载波对消达到24dB GSM对消跳动虽然有改善 但还是比较大 达到4dB 最差仍可以满足 45dBc的要求 效率很高 模块可以做到45 13阶也有对消能力 五 RFIC预失真GUI界面 二 RFAP IC 预失真线性化技术 六 RFIC预失真技术发展趋势 RFAP技术 1 提高预失真矫正对消能力 2 提高视频带宽VBW 3 降低对Doherty电路P 1 P 3的要求 4 支持多模 混模通信制式 二 RFAP IC 预失真线性化技术 RFIC预失真技术产品化规划 RFAP技术 已开发的产品有CDMA和WCDMA12W和25W 及LTE50W 以SC18