高效Doherty功放在數(shù)字電視前端發(fā)射機中的應用

摘要：數(shù)字電視發(fā)射機是采用OFDM調(diào)制方式，因此對發(fā)射機中功率放大器的效率會提出非常高的要求。針對OFDM信號的高峰均比(PAPR)特性，將Doherty功放引入前端功率放大器，介紹了Doherty功放的原理和基本結構，通過計算機仿真驗證了這種功放電路在數(shù)字電視發(fā)射系統(tǒng)中的應用效果，設計了具體的實際電路，并進行測試，取得實際的結果。結果表明所設計的Doherty功放很好地解決了目前數(shù)字電視前端發(fā)射機存在的效率低的問題，具有很大的實用性。
關鍵詞：數(shù)字電視；Doherty；數(shù)字電視發(fā)射機；功率放大器

0 引言
OFDM信號頻譜利用率高，抗碼間串擾(ISI)性能強，它將是第4代移動通信的核心技術。由于OFDM信號是由多個獨立的經(jīng)過調(diào)制的子載波信號疊加而成，合成信號有可能產(chǎn)生很高的峰值平均功率比(PAPR)，當該信號通過非線性高功率放大器時，功率放大器的非線性特性會使信號產(chǎn)生嚴重的畸變，使各子載波間正交性被破壞，產(chǎn)生載波間串擾(ICI)，高效率的功率放大器也就成為OFDM系統(tǒng)的重點。目前，采用Frees-
cale公司的MRF9060進行設計的前饋功率放大器，其效率可以達到30％。而Doherty功放，由于其工作在C類，理論上其效率可以達到75 ％，因此在移動通信前端功放中得到廣泛應用。Doherty功放結合預失真技術使用在數(shù)字電視前端系統(tǒng)中，使得數(shù)字電視前端功放的效率得到進一步的提高，與原來的前饋相比，實際工作效率至少可以提高10％，因此，Doherty功放在數(shù)字電視前端系統(tǒng)中的應用也將越來越廣泛。本次設計主要介紹Doherty功放在數(shù)字電視前端發(fā)射系統(tǒng)中的應用，以提高前端發(fā)射系統(tǒng)的效率。

1 Doherty功率放大器原理概述
Doherty功率放大器是一種專門針對非恒定包絡的調(diào)制信號的高效線性功率放大器，由美國Bell實驗室的射頻工程師W．H．Doherty于1936年首次提出。其原理如圖1所示。

Doherty放大器主要由載波放大器和峰值放大器兩個功率放大單元組成。信號從放大器的輸入端進入，經(jīng)過功分器分成兩路分別輸入載波放大器和峰值放大器。經(jīng)過放大器之后兩路信號最終在末端直接耦合輸出。Doherty功率放大器的最主要的特點在于它有兩個結構相同，靜態(tài)工作點偏置不同的放大單元，通常將載波放大器設置成AB類放大器，而峰值放大器的偏置設置為C類放大器。Doherty放大器的另一個特點是載波放大器和峰值放大器的結構和半導體特性的一致性要求很高。