功率放大器预失真校正装置与方法 本发明涉及用于数字电视发射机的大功率放大器中线性和非线性失真。在用于电视和数字电视发射机的大功率放大器中，放大器引起能产生频谱再生的不期望的交调产物。频谱再生限制由放大设备得到的最大功率并使其无效。放大设备的频谱再生来自于放大器中能够复制被其增益倍增的输入信号的偏差。这些偏差是由于放大器中调幅到调幅和调幅到调相的转换而产生的。线性失真来自于放大器中存在的频率响应误差和相位响应误差。当多个放大器在大功率系统中平行组合时，这些线性失真和非线性失真相互作用并能使传统的预校正回路失效。本发明提出补偿或预校正这些线性和非线性失真的装置及相应的方法。
本发明包括一个具有放大路径的放大回路，并包括沿上述放大路径顺序串联的一个信号源，一个中间放大级和一个功率放大级，上述功率放大级包括多个平行连接操作地放大器，多个校正装置，每个上述放大器使输入信号偏离期望值，每个校正装置与上述多个放大器中的一个相关并连接在中间放大级的输出和该相关的放大器之间，并且每个校正装置用于预失真输入到相关的放大器的信号，以补偿该放大器引起的失真。
本发明还包括一个用于放大一个信号的放大回路，该放大回路包括多个沿放大路径相连的放大级，每个上述放大级都有一个放大器，它使输入信号有一个期望值的失真偏移，多个预校正装置，每个上述预校正装置与一个上述放大级串联，并且预失真输入到相关的放大级的信号以补偿相关的放大器的偏移失真，其中至少包括一个上述预校正装置用于补偿由相关的放大级引起的相位和振幅失真。
本发明还包括提供一个放大的，校正的信号和放大回路的方法。该放大回路有一个放大路径，并包括沿上述放大路径顺序串联的一个信号源，一个中间放大级和一个功率放大级，功率放大级包括多个平行连接操作的放大器，每个上述放大器使输入信号偏离期望值，上述方法包括提供多个校正装置，每个校正装置与上述多个放大器中的一个相关并连接在中间放大级的输出和该相关的放大器之间，并且预失真中间放大级输出的和输入每个校正装置的相关的放大器的信号以补偿该相关的放大器引起的失真。
本发明将以实施例及参考附图的形式叙述如下：
参照图1，设备由调制源1，预校正回路2，频率转换回路3，中间放大器4和大功率放大器5组成。包括调幅(AM)到调幅和调幅到调相(PM)的转换的预校正回路2用于补偿中间放大器4和大功率放大器5中的失真。当一个或多个大功率放大器5被组合时，由于每个大功率放大器的总非线性失真是每个放大器失真的累加。预校正回路2将对这一总和进行补偿。预校正的结果是对相互调制和频谱再生的总体改善。但是，由于每个大功率放大器中的线性失真，这种对组合放大器相互调制产物的总体改善将被大大限制，甚至会使情况更糟。这是由于每个大功率放大器中的相位差相互之间不匹配。
图2表明，在每个大功率放大器5的输入处加上一个射频(RF)预校正回路6，系统的情况将会被改善。每个射频预校正回路用以补偿每个大功率放大器。其结果是在每个大功率放大器之间实现系统的一致，并且，与现有技术相比，降低了每个大功率放大器的输出上可得到的相互调制产物。另外，每个大功率放大器的线性失真能够被补偿，组合的大功率放大器具有降低相互调制产物的功效。
图3中大功率放大器5可以被展开以展示其分立失真元件。它包括一个因输入匹配回路而产生的线性失真10。匹配回路包括固态设备中所用的匹配网络或管式设备中存在的输入谐振腔。线性失真包括对于理想放大器直线特性的频率反应误差和相位误差。实际的放大设备11，无论其为固态的或为管式的，具有因为操作方式，如A类、A/B类等，和其自身饱和特性而产生的非线性失真。最后，放大设备的输出网络12也存在线性失真。
射频预校正回路6被展开成简化形式，它由一个线性预校正回路9，一个非线性调幅到调相预校正回路8和一个非线性调幅到调幅预校正回路7组成。线性预校正回路9的功能是精确地预先校正放大设备线性失真10。非线性预校正回路7、8精确地补偿放大设备11非线性失真。这一回路次序的显著结果是，回路7、8、9、10、11的级联非常近似于无失真的理想放大设备。
图4中，产生调幅到调相预校正的预校正回路包括一个交轴电路。当两个射频路径有90度相位差时，就产生一个相位扩展回路。一个路径由一固定射频衰减器处理，另一个路径由一个与电压衰减相关的射频衰减器处理。这一衰减器，仅当射频电平达到了由输入斜率所决定的特定电压电平时，才具有移去衰减器的能力。当两条路径组合起来，其结果是，可以通过设定输入斜率及门限值来改善信号的相位传输功能。
当两个射频路径有90的相位差时，就产生一个相位压缩回路。一个路径由一固定射频衰减器处理，另一个路径由一个与电压衰减相关的射频衰减器处理。这一衰减器，当射频电平达到了由输入门限值所决定的特定电压电平时具有应用衰减器的能力，并且，它应用由输入斜率所决定的一定数量的衰减器。当两个路径组合起来，其结果是，可以通过设定原始输入信号的斜率及门限值，来改善信号的相位传输功能。
产生调幅到调幅预校正的预校正回路包括一个同相型电路。当两个射频路径具有0度相位差时，就产生一个增益扩展回路。一个路径由一固定射频衰减器处理，另一个路径由一个与电压衰减相关的射频衰减器处理。这一衰减器，仅当射频电平达到了由输入门限值所决定的特定电压电平时，才具有移去衰减器的能力，并且，它移去由输入斜率所决定的一定数量的衰减器。当两个路径组合起来，其结果是，可以通过设定原始输入信号的斜率及门限值，来改善信号的振幅传输功能。
当两个射频路径具有0度相位差时，就产生一个增益压缩回路。一个路径由一固定射频衰减器处理，另一个路径由一个与电压衰减相关的射频衰减器处理。这一衰减器，当射频电平达到了由输入门限值所决定的特定电压电平，具有应用衰减器的能力，并且，它应用由输入斜率所决定的一定数量的衰减器。当两个路径组合起来，其结果是，可以通过设定原始输入信号的斜率及门限值，来改善信号的振幅传输功能。
当预校正回路调整时，为了保持射频信号的幅值通过校正回路后不变，要使用一个自动增益控制回路。输入信号的一个取样被检测以产生一个输入参考。校正输出信号的一个取样被检测以产生一个输出参考。输入输出参考相比较，一个误差电压控制一个可变的衰减器，用这样的方法来使所有通过校正器的增益保持不变。
作为一个进一步提高的系统，一个自动功率控制回路被用以保持大功率放大器的输出电平不变。大功率放大器输出的一个取样被检测以形成一个与输出功率电平成正比的信号。该信号与一个功率参考量相比较并产生控制一个衰减器的一个误差信号，这样，保持放大器的输出电平不变，提高多路放大器的组合损耗。在一个最佳实施例中，每个电压相关的衰减器的斜率和门限值由操作者设定/调整。
用于电视，数字电视发射机和放大器的大功率放大器中的线性和非线性失真引起不期望的交调产物。频谱再生限制由放大设备得到的最大功率并使其无效。放大器的频谱再生来自于放大器中能够复制被其增益相乘的输入信号的偏差。这些偏差是由于放大器中调幅到调幅和调幅到调相的转换而产生的。线性失真来自放大器中可能存在的频率响应误差和相位响应误差。当多路放大器在大功率系统中平行组合时，这些线性失真和非线性失真相互作用，能使传统的预校正回路失效。本发明提出补偿或预校正这些线性和非线性失真的方法和装置。