一種測量功率放大器性能參數的裝置與方法
2023-05-27 08:52:01 1
專利名稱：一種測量功率放大器性能參數的裝置與方法
技術領域：
本發明涉及信號處理技術領域，尤其是涉及一種測量功率放大器性能參數的裝置與方法。
背景技術：
功率放大器(簡稱功放)是一種應用非常廣泛的電子元器件，尤其是當功率放大器應用在通信領域時，其用來放大各種射頻信號，以達到發射或接收的要求。
衡量功率放大器的性能有許多指標，如非線性度、記憶效應長度、輸出功率、處理帶寬等等。對於這些指標，業界已有一些相關的測試方法和裝置，但是，對於功率放大器的其中兩個重要指標非線性度以及記憶效應長度(或記憶長度)，目前業界卻還只能進行定性或不夠精確的測量。
具體來說，對於功率放大器的非線性度，傳統的測試方法是首先，給功率放大器輸入一定帶寬的測試信號；然後，觀察其輸出信號的鄰道洩漏程度。
比如，在功率放大器的輸入端輸入一個單載波WCDMA的測試信號，觀察功率放大器輸出端的輸出信號在IMD3、IMD5處的頻譜分量。
該方法雖然能定量分析功率放大器非線性度，但分析結果僅僅反映了功率放大器的綜合非線性度，比如IMD3處的輸出頻譜分量不僅由功率放大器的3階非線性引起，也是由5階非線性以及更高階非線性所共同導致，因此該方法不能精確測量功率放大器的各階非線性度。
至於功率放大器的記憶長度，業界傳統的測試方法是給功率放大器輸入一個位於其工作帶寬內、且具有一定頻率間隔的雙音信號，如1MHz雙音間隔，然後觀察功率放大器輸出端的輸出信號的IMD3+、IMD3-的差值，若差值越大，則表示功率放大器的記憶效應程度就越大。
該方法只能對功率放大器的記憶長度性能參數進行定性測量，而不能精準的進行定量測量。
基於此，為了能夠精準的測量功率放大器的性能參數，尤其對目前無法精準測量的功率放大器的非線性度以及記憶長度，則能夠為我們評價功率放大器的綜合性能，更好的在工程實際中實用恰當的功率放大器，具有十分重大的意義。
發明內容
本發明的目的在於提出一種測量功率放大器性能參數的裝置與方法，尤其是對業界目前仍無法進行精確測量的功率放大器的非線性度以及記憶長度，給出精確測量的裝置和方法。
為解決上述問題，本發明公開一種測量功率放大器性能參數的裝置，包括函數運算模塊，對輸入功率放大器的測試信號按照預定的函數進行信號處理；互相關器模塊，將函數運算模塊輸出端的輸出信號與功率放大器輸出端的測試輸出信號進行互相關運算的信號處理，輸出兩者在各延遲時刻的相關度比較結果信號；非線性度輸出模塊，接收互相關器模塊輸出端的相關度比較結果信號，對該信號的模最大值進行歸一化信號處理，輸出功率放大器的各階非線性參數信號。
其中，所述預定的函數為非線性函數，所述函數運算模塊對輸入功率放大器的測試信號進行非線性的信號處理。
較優地，本發明測量功率放大器性能參數的裝置還包括自相關器模塊，接收功率放大器輸出端的測試輸出信號，並對該信號進行自相關運算，輸出該信號自身在各延遲時刻的相關度的結果信號；記憶長度輸出模塊，接收自相關器模塊輸出的信號，並對該信號結果進行判斷，提取功率放大器的記憶長度信號並輸出。
其中，所述記憶長度輸出模塊具體包括記憶閾值子模塊，用於設定功率放大器的記憶閾值；判斷子模塊，將自相關器模塊輸出的結果信號與記憶閾值子模塊中設定的記憶閾值相比較，若結果信號大於記憶閾值，則記憶長度信號輸出為1，否則，記憶長度信號輸出為0；判斷結果輸出子模塊，將判斷子模塊的判斷結果輸出。
相應地，本發明還公開一種測量功率放大器性能參數的方法，包括步驟A、給功率放大器輸入一個測試信號；步驟B、將所述測試信號按照預定的函數進行信號處理；步驟C、將步驟B進行處理後的信號與功率放大器輸出的測試結果信號進行互相關運算的信號處理，獲得兩者在各延遲時刻的相關度比較的結果信號；步驟D、對所述相關度比較的結果信號的模最大值進行歸一化信號處理，獲得功率放大器的各階非線性參數信號。
其中，所述預定的函數為非線性函數，所述步驟B為對輸入功率放大器的測試信號進行非線性的信號處理。
相應地，本發明還公開一種測量功率放大器性能參數的方法，包括步驟A、給功率放大器輸入一個測試信號；步驟B、將功率放大器輸出的測試輸出信號進行自相關運算，獲得該信號自身在各延遲時刻的相關度的結果信號；步驟C、對該信號結果進行判斷，提取功率放大器的記憶長度並輸出。
較優地，所述步驟C具體包括將步驟B輸出的結果信號與設定的記憶閾值相比較，若結果信號大於記憶閾值，則記憶長度信號輸出為1，否則，記憶長度信號輸出為0。
與現有技術相比，本發明具有以下有益效果本發明利用時域分析方法，給出了準確測量業界目前仍無法進行精確測量的功率放大器的非線性度以及記憶長度的裝置和方法，能夠準確、定量的對功率放大器的非線性度以及記憶長度進行性能參數測量，因此，本發明為精確測量功率放大器的性能參數提供了有力工具，為我們評價功率放大器的綜合性能，更好的在工程實際中實用恰當的功率放大器，具有十分重大的意義。
圖1是本發明測量功率放大器性能參數的裝置一個較優實施例的示意圖；圖2是本發明測量功率放大器非線性度的一個測量結果示意圖；圖3是本發明測量功率放大器記憶長度的一個測量結果示意圖；圖4是本發明測量功率放大器性能參數的方法一個較優實施例的流程示意圖；圖5是本發明測量功率放大器性能參數的方法另一個較優實施例的流程示意圖。
具體實施例方式
本發明針對傳統測試功率放大器性能參數的不足，尤其是無法進行精確測量的功率放大器的非線性度以及記憶長度，本發明利用時域分析方法，提供了一種測量功率放大器非線性度和記憶長度的測量裝置。
請參考圖1所示，為本發明測量功率放大器性能參數的裝置一個較優實施例的示意圖。本發明的測量裝置100包括函數運算模塊110、互相關器模塊120、非線性度輸出模塊130、自相關器模塊140、以及記憶長度輸出模塊150。
具體來說所述函數運算模塊110，對輸入功率放大器200的測試信號按照預定的函數進行信號處理；其中，所述預定的函數為非線性函數，所述函數運算模塊110對輸入功率放大器200的測試信號進行非線性的信號處理；互相關器模塊120，將所述函數運算模塊110輸出端的輸出信號與功率放大器200輸出端的測試輸出信號進行互相關運算的信號處理，輸出兩者在各延遲時刻的相關度比較結果信號；非線性度輸出模塊130，接收所述互相關器模塊120輸出端的相關度比較結果信號，對該信號的模最大值進行歸一化信號處理，輸出功率放大器200的各階非線性參數信號。
本發明的測量裝置100通過函數運算模塊110、互相關器模塊120以及非線性度輸出模塊130，對功率放大器200的各階非線性度的參數進行精確的測量，其測量結果見圖2所示圖2為功放2階至10階非線性度示意圖，橫坐標為2階到10階的非線性，縱坐標為各階非線性度，無量綱，通過歸一化處理，各階非線性度的最大值為1。
圖3中偶次非線性度為0，這是由於功率放大器200對信號偶次非線性放大落在分析帶寬之外的結果；經過歸一化處理，3次非線性度為1，即最大，5次非線性度、7次非線性度、9次非線性度依次降低，9次非線性度已比較小。
另外，請再次參考圖1所示，本發明的測量裝置100還包括自相關器模塊140，接收功率放大器200輸出端的測試輸出信號，並對該信號進行自相關運算，輸出該信號自身在各延遲時刻的相關度的結果信號；記憶長度輸出模塊150，接收所述自相關器模塊140輸出的信號，並對該信號結果進行判斷，提取功率放大器200的記憶長度信號並輸出。
其中，所述記憶長度輸出模塊150具體包括(圖中未繪示)記憶閾值子模塊，用於設定功率放大器的記憶閾值；判斷子模塊，將自相關器模塊輸出的結果信號與記憶閾值子模塊中設定的記憶閾值相比較，若結果信號大於記憶閾值，則記憶長度信號輸出為1，否則，記憶長度信號輸出為0；判斷結果輸出子模塊，將判斷子模塊的判斷結果輸出。
請參考圖3所示，是本發明測量功率放大器記憶長度的一個測量結果示意圖。其橫坐標為時間軸，縱坐標為相關度，無量綱。從圖3中可看到，所述記憶長度輸出模塊150輸出信號連續有5個數值為1，這就表明該功率放大器200的記憶長度為5。
相應的，本發明還公開了一種測量功率放大器性能參數的方法，請參考圖4所示，為本發明公開的一種測量功率放大器非線性度性能參數的一個較佳實施例的流程示意圖，具體包括步驟s410、給功率放大器輸入一個測試信號；步驟s420、將所述測試信號按照預定的函數進行信號處理；步驟s430、將步驟s420進行處理後的信號與功率放大器輸出的測試結果信號進行互相關運算的信號處理，獲得兩者在各延遲時刻的相關度比較的結果信號；步驟s440、對所述相關度比較的結果信號的模最大值進行歸一化信號處理，獲得功率放大器的各階非線性參數信號。
其中，所述預定的函數為非線性函數，所述步驟s420為對輸入功率放大器的測試信號進行非線性的信號處理。
請參見圖5所示，本發明還公開一種測量功率放大器記憶長度性能參數的方法，具體包括步驟s510、給功率放大器輸入一個測試信號；步驟s520、將功率放大器輸出的測試輸出信號進行自相關運算，獲得該信號自身在各延遲時刻的相關度的結果信號；步驟s530、對該信號結果進行判斷，提取功率放大器的記憶長度並輸出。
較優地，所述步驟s530具體包括將步驟s520輸出的結果信號與設定的記憶閾值相比較，若結果信號大於記憶閾值，則記憶長度信號輸出為1，否則，記憶長度信號輸出為0。
綜上所述，與現有技術相比，本發明具有以下有益效果本發明利用時域分析方法，給出了準確測量業界目前仍無法進行精確測量的功率放大器的非線性度以及記憶長度的裝置和方法，能夠準確、定量的對功率放大器的非線性度以及記憶長度進行性能參數測量，因此，本發明為精確測量功率放大器的性能參數提供了有力工具，為我們評價功率放大器的綜合性能，更好的在工程實際中實用恰當的功率放大器，具有十分重大的意義。
權利要求
1.一種測量功率放大器性能參數的裝置，其特徵在於，包括函數運算模塊，對輸入功率放大器的測試信號按照預定的函數進行信號處理；互相關器模塊，將函數運算模塊輸出端的輸出信號與功率放大器輸出端的測試輸出信號進行互相關運算的信號處理，輸出兩者在各延遲時刻的相關度比較結果信號；非線性度輸出模塊，接收互相關器模塊輸出端的相關度比較結果信號，對該信號的模最大值進行歸一化信號處理，輸出功率放大器的各階非線性參數信號。
2.根據權利要求1所述的測量功率放大器性能參數的裝置，其特徵在於，所述預定的函數為非線性函數，所述函數運算模塊對輸入功率放大器的測試信號進行非線性的信號處理。
3.根據權利要求1所述的測量功率放大器性能參數的裝置，其特徵在於，還包括自相關器模塊，接收功率放大器輸出端的測試輸出信號，並對該信號進行自相關運算，輸出該信號自身在各延遲時刻的相關度的結果信號；記憶長度輸出模塊，接收自相關器模塊輸出的信號，並對該信號結果進行判斷，提取功率放大器的記憶長度信號並輸出。
4.根據權利要求3所述的測量功率放大器性能參數的裝置，其特徵在於，所述記憶長度輸出模塊具體包括記憶閾值子模塊，用於設定功率放大器的記憶閾值；判斷子模塊，將自相關器模塊輸出的結果信號與記憶閾值子模塊中設定的記憶閾值相比較，若結果信號大於記憶閾值，則記憶長度信號輸出為1，否則，記憶長度信號輸出為0；判斷結果輸出子模塊，將判斷子模塊的判斷結果輸出。
5.一種測量功率放大器性能參數的方法，其特徵在於，包括步驟A、給功率放大器輸入一個測試信號；步驟B、將所述測試信號按照預定的函數進行信號處理；步驟C、將步驟B進行處理後的信號與功率放大器輸出的測試結果信號進行互相關運算的信號處理，獲得兩者在各延遲時刻的相關度比較的結果信號；步驟D、對所述相關度比較的結果信號的模最大值進行歸一化信號處理，獲得功率放大器的各階非線性參數信號。
6.根據權利要求5所述的測量功率放大器性能參數的方法，其特徵在於，所述預定的函數為非線性函數，所述步驟B為對輸入功率放大器的測試信號進行非線性的信號處理。
7.一種測量功率放大器性能參數的方法，其特徵在於，包括步驟A、給功率放大器輸入一個測試信號；步驟B、將功率放大器輸出的測試輸出信號進行自相關運算，獲得該信號自身在各延遲時刻的相關度的結果信號；步驟C、對該信號結果進行判斷，提取功率放大器的記憶長度並輸出。
8.根據權利要求7所述的測量功率放大器性能參數的方法，其特徵在於，所述步驟C具體包括將步驟B輸出的結果信號與設定的記憶閾值相比較，若結果信號大於記憶閾值，則記憶長度信號輸出為1，否則，記憶長度信號輸出為0。
全文摘要
一種測量功率放大器性能參數的裝置與方法，尤其是對功率放大器的非線性度以及記憶長度性能參數進行測試，其中，該裝置主要包括函數運算模塊，對輸入功率放大器的測試信號按照預定的函數進行運算；互相關器模塊，將函數運算模塊的輸出信號與功率放大器的輸出信號進行互相關運算；非線性度輸出模塊，對互相關器模塊輸出信號的模最大值進行歸一化處理，輸出功率放大器的各階非線性參數信號；自相關器模塊，對功率放大器輸出信號進行自相關運算；記憶長度輸出模塊，對自相關器模塊輸出信號進行判斷，輸出功率放大器的記憶長度信號。本發明可精確、定量測量功率放大器的非線性度以及記憶長度性能參數，對定量評估評價功率放大器具有重大意義。
文檔編號G01R31/28GK101051064SQ200610157179
公開日2007年10月10日 申請日期2006年11月28日 優先權日2006年11月28日
發明者童進 申請人:深圳國人通信有限公司