延时控制预失真系统的反馈环路,被称为延时锁定环路法(Delay-locked-loop)。鉴相器输出经过环路滤波器滤波后,控制电压控制振荡器(VCO),VCO的相位控制反馈回路模数转换器的采样时间,达到消除预失真器前向和反馈回路的信号之间的延时。DLL法虽然精度高、稳定性好,但是存在硬件复杂、收敛慢等问题。
图3 双音信号频谱 图4 经过放大器后失真信号频谱 图5 放大器加入预失真后的信号频谱
相关检测法(Correlation method)
相关检测法是利用信号之间的相关性,计算源信号与反馈信号互相关函数,然后根据互相关函数特性估计延时时间。由于无须调整硬件,且具有运算量较小、精度好等优点,被广泛应用。
假设信号V(t),它是一个带限随机信号,在数学上定义为宽平稳随机过程,系统的传输函数为 ,冲激响应为h(t),则输出信号Y(t)也将是一个平稳随机过程。
根据以上推论,利用信号相关性,求出系统源信号与反馈信号的相关函数,如式(13)所示。其最大值所对应的时间即为系统的延时量,这样就可以预估出系统的延时量τ。
用该方法来预估延时,不需要复杂的离散傅里叶变换计算,运算量大大少于周期分量法,其最大估算误差是一个采样间隔。实验证明,采用相关函数法来预估延时是非常有效的。
系统模型仿真结果
使用Matlab平台,模拟一个双音信号通过AM/AM、AM/PM预失真线性化系统的情形。仿真放大器模型采用Saleh模型,其AM/AM、AM/PM特性如式(14)所示。
双音信号频谱如图3,信号通过该放大器模型后,输出信号的频谱如图4,由图可知交调失真严重。图5反映系统引入预失真后,达到自适应收敛状态时输出信号交调失真得到明显改善的情况。
总结
仿真结果表明,采用相关法计算环路的延时量是可行的,环路时延的估算情况良好,即使在失真很大的情况下,系统仍然能够正确地估算出时延量。在功放接近饱和区工作时,在0°到360°的时延范围内,线性度的改善均能达到20dB,不受环路时延的影响。它充分说明了这一技术的优点:稳定性好,调试和系统升级方便,有利于测试、集成和大规模生产,而且精度高,线性度改善效果显著。