【摘要】在数字电视发射信号对功放线性化方案的要求的基础上，对数字电视地面传输具体环境下，功率回退法的应用条件进行分析，在此基础上提出数字自适应基带线性化预校正方案，通过计算机进行仿真模拟，深入探讨了数字电视发射中，模拟电视发射机功率放大器的效果。
【关键词】数字电视；功放线性化；功率放大器
中国地面数字电视自开始研究以来，经过20余年的发展，已经进入由模拟向数字全面转换的重要时期，在这一过渡期，以往的模拟电视发射机只能按照进程逐步淘汰，同时数字化改造现役模拟电视发射机功率放大器，使其与数字电视信号传输技术同步十分必要。本文主要对电视发射机末级功放线性化的四项常见技术的应用条件进行分析，并提出了数字电视发射的功放线性化方案。
1功率回退法
广播电视发射系统中，系统的良好性能与设备的可靠性依赖于发射机末级功率。在数字电视快速发展的今天，高效调制方式逐渐推广使用，这就对末级功效的线性性能提出了更高的要求，因此要保证数字电视发射的有效性，就需要采用具有大功率、高线性、和宽带特性的高效功率放大器技术。为了避免带内互调失真、带外邻频干扰现象，末级功放必须要不断提高线性要求以满足数字电视传输OFDM信号的要求［1］。目前使用最为普遍的4种技术分别为功率回退法、前馈线性化技术、负反馈校正技术和数字自适应数字自适应预失真技术。功率回退法是使用最为普遍的方法之一，功率放大器采用功率输出能力较大的管子，但是对其输出功率进行限制以均给小功率工作，也就是说通过分散功率效率，进而提高功放的线性度，从而保证功率放大器在最佳的线性工作区内，以便有效改善其高阶互调失真的问题。这种方法简单易操作，无需要其他附加设备的辅助，并且效果明显。然而这一方法同样存在一些缺陷:由于功率效率的线性功率被分摊，因此利用率明显降低;同时，一旦功率回退到正常的程度，就会导致其能量转换效率快速下降。因此要保证数字电视信号的稳定传输，单纯依靠功率回退的方法并不可靠，需要与其他的线性化方案有机结合。
2前馈线性化技术
传统功放电路设计主要是联合大功率器件与功率回退技术来实现系统的线性化，这就导致系统的功率下降，同时，在需要较高的发射功率时，器件输出能力不足，导致发射无法实现。前馈线性化技术能够显著提升线性度，保证系统更加稳定的运行，同时增加快带，互调指标至少改善20dB，更加适用于线性要求极高的系统，目前高频宽带功放线性化校正中已经将前馈线性化技术作为常用技术之一。前馈线性化技术校正方案主要由失真抵消回路(主要由延时校正单位、误差放大器、抵消单元和增益相位调整单位组成)和失真检测回路(延时校正单位、主放大器、误差生成单元、耦合器和增益相位调整单元)组成。除了典型方案外，已经有更多更新的方案被研究出，如双重前馈环方案。在这一方案中，将上述的前馈线性化校正系统作为主放大器，将第2个前馈环引进从而提升前馈系统的线性度性能，这种系统就叫做双重前馈环。与单环前馈比较，这一系统的峰值和平均值互调更高，然而这一系统更加复杂，操作难度较大。前馈线性化技术优点主要有以下几点:(1)功放线性度得到显著改善;(2)在工作宽带内，不会影响主放大器的工作宽带;(3)由于误差放大器只对误差信号进行处理，因此即使是在低信号电平下，也可以满足线性指标;(4)为无条件稳定显露。但是这一技术的要求更高，整个系统结构比较复杂，对相位、增益的调整匹配比较严格，同时硬件实现成本高，要满足线性度要求更高的系统的要求，就必须要自适应电路;在抵消单元，主放大器输出与误差放大器输出实现误差对消是这一技术的关键，因此需要两路信号时延完全对等，在大功率工作环境下，环路Ⅱ中延时校正单元要实现延时功能难度较大。在具体的操作中，要求误差放大器的线性指标等于或高于主放大器的线性指标，一旦电源电压、晶体管老化、工作频率、发射机机房温度出现改变，可能会造成误差放大器的线性变化，对前馈校正的性能产生影响，因此，在高频大功率电视发射机功放中使用前馈校正技术在技术层面仍然有较大的局限，需要进一步研究。
3负反馈校正技术
负反馈校正技术指输出功率放大器并取样，通过特定的反馈网络，以放大器输入信号为参照物，得到放大器当前非线性失真的误差信号，从而校正放大器当前输入，减少特定输入电平下，功率放大器的非线性失真。负反馈校正技术主要包括误差量生成单元、输入校正单元、特定反馈网络B、耦合器、功率放大器PA。在数字电视的信号输送中，视频数据码流首先经OFDM信号调制，之后经过D/A转换及上变频形成数字电视射频信号，如功率放大器的输入端。放大器具有非线性特点，因此经特定的反馈网络对含有高阶互调分量输出的部分信号进行处理，并与输入信号进行比较得到误差量，从而为输入校正单元提供校正量的基准。负反馈技术为闭环技术，因此具有可提供较好的线性校正度的优点，然而受到其固有属性如相移、延时等的限制，其工作宽带会受限制。同时负反馈会改变放大器原有的群时延特性，因此在宽带状况下并不十分稳定，这就会对传输OFD，信号产生一些限制。对于低频功率放大器而言，这一技术可行性较高。
4数字自适应预失真技术
20世纪80年代开始了对这一项技术的研究，近年来，数字信号处理器技术发展迅速，高速、体积小、功耗低的数字信号处理器不断出现。目前这一技术主要有基带预失真、中频预失真和射频预失真三种，其中第一种方法具有较强的适应性，同时能够通过增大量化阶数和采样率来抵消高阶互调失真，发展前途巨大，广泛用于通讯领域。基带预失真的主要工作理论是通过数据查找表的形式，将预失真特性存放在数字信号处理器内，并对基带信号进行不断的查找和修正，以实现功率放大器线性化［2］。基带是实现基带预失真调整的主要途径，通过复数增益调整器对输入信号的相位和幅度进行调整，工作函数表中功放的AM－PM、AM－AM对具体的调整量进行非线性控制。用基带复包络的方式对已调射频的信号进行表示，在数字域内，所有信号转换过程由数字信号处理器软件实现，经过A/D的变换，输入端的信号变为数字域中的等价信号;处理预失真DSP信号之后，可得到数字域内的预失真信号;经A/D转换后得到预失真信号，经线性调制器将预失真信号调制到载频上，放大功率，得到功放的输出信号，将功放输出信号送往天线输出，少部分输出功率在耦合器的作用下被送往线性调节器，在A/D转换作用下，最终得到反馈信号，这一反馈信号直接决定了正确的预失真特性。
5结语
通过对以上四种线性化技术的实现进行分析，并结合数字电视信号传输的技术要求，能够发现数字自适应基带预失真技术和前馈线性化技术发展前景较好，负反馈技术和功率回退法在一些线性要求较低、功率较低的功率放大器中可行性高，总之，在保证大功率放大器的基本特性的基础上，尽可能的提高功率放大器的线性是需要研究的重点。
参考文献:
［1］刘军，张继生，徐法义．基于数字电视发射的功放线性化方案分析［J］．电视技术，2004(9):49～52．
环境艺术论文 ［2］智能农业论文李明星，李想，刘志学．新一代数字电视发射机功率放大器分析及损坏处理对策［J］．电子世界，2013(03):90～94．
作者：刘红艳 单位：尉氏县文化广电新闻出版局
