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了解电子信息工程中的功率放大器线性度优化方法电子信息工程中的功率放大器线性度优化方法涉及到一系列技术和算法，以提高功率放大器的线性度，并优化其性能和可靠性。
下面将对几种常见的功率放大器线性度优化方法进行详细介绍。
1.前向矫正技术：前向矫正技术是一种通过控制电流或电压源，在功率放大器的输入和输出之间添加一个运算电路来进行非线性矫正的方法。
这种方法的关键是选择适当的预测算法，使其能够在技术限制下实时计算出输出误差，并通过反馈机制进行非线性补偿，从而实现线性度的优化。
2.反馈线性化技术：反馈线性化技术是一种通过在功率放大器的输入和输出之间添加一个反馈回路来实现线性度优化的方法。
该方法通过将一部分放大器的输出信号与输入信号进行比较，并将误差信号反馈给放大器的控制电路，以调整放大器的工作状态，减小非线性失真，提高线性度。
3.预失真技术：预失真技术是一种通过在功率放大器的输入端添加一个预失真电路来实现线性度优化的方法。
该方法通过测量功率放大器的非线性特性，并将其反馈给预失真电路，使其能够产生与功率放大器非线性特性相反的补偿信号，从而实现线性度的优化。
4.DPD技术：DPD（Digital Predistortion）技术是一种数字预失真技术，通过使用数字信号处理技术对功率放大器的输入信号进行预处理，以抵消功率放大器非线性特性引起的失真，实现线性度的优化。
这种方法通过引入一个非线性模型来描述功率放大器的非线性特性，并使用逆模型来补偿功率放大器的非线性特性。
5.自适应算法技术：自适应算法技术是一种通过自动调整功率放大器的工作参数来实现线性度优化的方法。
该方法通过使用自适应算法，例如最小均方误差（LMS）算法或正交传感器算法，对功率放大器的输入信号和输出信号之间的误差进行实时测量，并根据误差的大小自动调整功率放大器的工作参数，以减小非线性失真，提高线性度。
总结起来，功率放大器线性度优化方法包括前向矫正技术、反馈线性化技术、预失真技术、DPD技术和自适应算法技术。
1dB压缩点(P1dB)在小信号区域，放大器的输出和输入呈线性关系。
当输入功率增加时，输出功率逐渐接近非线性区，1dB压缩点被定义为放大器的增益比小信号增益低1dB时的输出功率，或说是被压缩1dB时的输出功率P1dB。
通常将1dB压缩点作为一个放大器的线性区和非线性区的分界点。
图1 1dB压缩点三次交调截取点(IP3)在射频或微波多载波通讯系统中，三阶交调截取点OIP3是一个衡量线性度或失真的重要指标。
交调失真对模拟微波通信来说，会产生临近信道的串扰，对数字微波通信来说，会降低系统的频谱利用率，并使误码率恶化；因此容量越大的系统，要求IP3越高，IP3越高表示线性度越好和更少的失真。
IP3通常用两个输入音频测试，这里所指的音频与我们低频电子线路的音频没有区别，实际上是两个靠的比较近的射频或微波频率。
图2 放大器的输出功率和互调分量岁输入功率的变化如放大器，基频是1:1增长，3rd是3:1增长，IP3点就是3rd信号影响超过基频的点。
从图2 中可以发现输出电平按照1:1的斜率随输入信号电平变化，而三阶互调失真则按照3:1的斜率变化。
虽然输出和三阶互调都会在某个电平上饱和，但将二条曲线的线性区分延长并获得相交点，这个交点对应X轴和Y轴的读数分别被称为输入和输出三次截断点IP3；而二者之差即为放大器的小信号增益，如输入IP3为5dBm，输出IP3为50dBm，则放大器增益为45dB。
功率放大器的线性化技术主要有：功率回退法、负反馈法、预失真法、前馈法。
功率回退法：功率回退法就是把功率放大器的输入功率从1dB压缩点(放大器有一个线性动态范围，在这个范围内，放大器的输出功率随输入功率线性增加。
随着输入功率的继续增大，放大器渐渐进入饱和区，功率增益开始下降，通常把增益下降到比线性增益低1dB时的输出功率值定义为输出功率的1dB压缩点，用P1dB表示。
)向后回退6-10dB，工作在远小于1dB压缩点的电平上，使功率放大器远离饱和区，进入线性工作区，从而改善功率放大器的三阶交调系数。
功率放大器的线性区射频功率放大器线性化技术:以输入RF信号包络的振幅和相位作为参考，与输出信号比较，进行适当的校正，常用技术有三种:功率回退，预失真，前馈。
1、功率回退这是最常用的方法，即选用功率较大的管子作小功率管使用，实际上是以牺牲直流功耗来提高功放的线性度。
功率回退法就是把功率放大器的输入功率从1dB压缩点(放大器有一个线性动态范围，在这个范围内，放大器的输出功率随输入功率线性增加。
随着输入功率的继续增大，放大器渐渐进入饱和区，功率增益开始下降，通常把增益下降到比线性增益低1dB时的输出功率值定义为输出功率的1dB压缩点，用P1dB表示。
)向后回退6-10个分贝，工作在远小于1dB压缩点的电平上，使功率放大器远离饱和区，进入线性工作区，从而改善功率放大器的三阶交调系数。
一般情况，当基波功率降低1dB时，三阶交调失真改善2dB。
功率回退法简单且易实现，不需要增加任何附加设备，是改善放大器线性度行之有效的方法，缺点是效率大为降低。
另外，当功率回退到一定程度，当三阶交调制达到-50dBc以下时，继续回退将不再改善放大器的线性度。
因此，在线性度要求很高的场合，完全靠功率回退是不够的。
2、预失真预失真就是在功率放大器前增加一个非线性电路用以补偿功率放大器的非线性失真。
预失真线性化技术，它的优点在于不存在稳定性问题，有更宽的信号频带，能够处理含多载波的信号。
预失真技术成本较低，由几个仔细选取的元件封装成单一模块，连在信号源与功放之间，就构成预失真线性功放。
手持移动台中的功放已采用了预失真技术，它仅用少量的元件就降低了互调产物几dB，但却是很关键的几dB。
预失真技术分为RF预失真和数字基带预失真两种基本类型。
RF预失真一般采用模拟电路来实现，具有电路结构简单、成本低、易于高频、宽带应用等优点，缺点是频谱再生分量改善较少、高阶频谱分量抵消较困难。
数字基带预失真由于工作频率低，可以用数字电路实现，适应性强，而且可以通过增加采样频率和增大量化阶数的办法来抵消高阶互调失真，是一种很有发展前途的方法。
第19卷第3期电 源学报Vol. 19 No. 3 2021 年5 月Journal of Power Supply May 2021 DOI:10.13234/j.issn.2095-2805.2021.3.175 中图分类号：T M46文献标志码：A基于IGBT的宽范围线性功率放大技术陈柏超，高伟，陈耀军(武汉大学电气与自动化学院，武汉430072)摘要：模块化多电平分级逐段线性化思想可以大幅提高线性功率放大器的效率，绝缘栅双极型晶体管IGBT (insulated gate bipolar transistor)作为一种大功率器件用于其中将会大大简化大功率放大器的电路，但I G B T的类别中没有P沟道管，传统的复合P管用于线性功率放大时存在输出电压动态范围不足的问题。
首先分析了该问题的形成原因，并提出一种宽动态范围的P-IGBT结构，然后分析了该结构的特性与功率放大机理，同理构造出特性完全对称的N-I G B T管，接着利用这2种异型对管构成互补线性功率放大器，最后通过实验验证了该技术的正确性。
关键词：I G B T;线性功率放大；P沟道管；线性放大区Wide-range Linear Power Amplification TechnologyBased on IGBTCHEN Baichao, GAO Wei, CHEN Yaojun(School of Electrical Engineering and Automation, W u h a n University, Wu h a n430072, China) Abstract ：The idea of modular multi-level grading segment-by-segment linearization can greatly improve the efficiency of linear power amplifiers. As a high-power device, the IGBT will greatly simplify the circuit of high-power amplifiers. However, there i s no P-channel transistor in the IGBT category, and when the traditional composite P transistor i s used for linear power amplification, there exists a problem that the dynamic range of output voltage i s insufficient. F i r s t, the cause of this problem i s analyzed, and a P-IGBT structure with a wide dynamic range i s proposed.Then, the characteristics of this structure and the power amplification mechanism are analyzed. Similarly, the N-IGBT transistor with completely symmetrical characteristics i s constructed. O n this basis, the heterogeneous pair of transistor constitutes a complementary linear power amplifier. Finally, the proposed technology was verified by experiments.Keywords: IGBT; linear power amplification; P-channel transistor; linear amplification area线性功率放大技术在传统的功率变换领域占 据着重要的地位，近年来因其效率低、体积大等缺 点已逐渐被开关型功率放大器所取代。
A gilentM easurementF orumPage 1利用ADS进行功率放大器设计及线性化半实物仿真A gilentM easurementF orum日程安排•功放模型•功放匹配阻抗确定•具体匹配电路实现•电磁效应仿真•使用调制信号进行激励•半实物DPD 仿真•总结Page 2A gilentM easurementF orum功放模型Page 3在能够获得厂商模型的前提下，功率放大器仿真可以获得和实测非常接近的结果。
但目前能够获得的模型主要为民用频段的放大器管芯。
A gilentM easurementF orum从功放厂商网站下载模型Page 4A gilentM easurementF orum1st, Sep 2008Page 5使用模型进行功放仿真电路版图ADS 仿真环境设置功放型号：6S19100功率: 34WA gilentM easurementF orumPage 6测试数据(Measurement results)ADS 仿真数据(Sim results)差异是因为滤波网络的电容具体位置不一致、板材加工精度、元器件误差、实际测试引入误差（半钢电缆的插损、SMA 接头插损、接头和微带线的不匹配等）等导致。
基本一致功放测试/仿真比对A gilentM easurement 厂商不提供模型怎么办？F orum针对MA/COM等军用放大器生产厂商，通常不能拿到管芯模型，设计师只能依据S参数、厂商提供点频阻抗进行设计，仿真意义不大。
Page 7A gilentM easurement 功率放大器X参数提取F orumPage 8A gilentM easurementF orumX 参数导入及建模Page 9在ADS2009之后，使用插件可以将NVNA测得的X参数导入ADS，并自动生成PHD模型供仿真使用。
A gilentM easurementF orumPHD 模型调用Page 10可以从模型库中调用生成的PHD模型用于仿真。
