功率放大器行为模型研究+文献综述(5)
非线性分析方法是了解分析功率放大器非线性及其产生的失真，求解各种非线性产物，对功率放大器建模并用于商业软件仿真器的数学表达方法。长期以来，人们对功率放大器的非线性进行广泛而深入的研究，得出了用于分析功率放大器非线性及其失真的几种方法。第三章将详细介绍几种最简单的方法。
2．2 功率放大器的记忆效应分析
当放大宽带信号时，功放的输出不再是输入信号的即时函数，而是在一定程度上取决于上一个短暂的历史包络电平，即当前的输出不但跟当前的输入有关，还跟过去的输入有关，即会出现记忆效应。
按照系统是否存在记忆性，电子系统又可以分为无记忆系统和记忆系统，无记忆系统的输出只与当前瞬时输入有关，而记忆系统的输出不仅与当前，还与过去的输入有关。
由于功率晶体管内部的等效电容以及匹配偏置电路中具有电容和电感等储能元件，因此功率晶体管也会表现出记忆特性(在频域表现为频选特性)。对于传统的通信系统而言，这种现象并不明显，但对于宽带通信系统来说，功率放大器的记忆效应对输出信号的影响非常明显。因此也成为放大器非线性特性研究的重要内容。
几乎所有的电路部分都会产生不同的记忆效应。但是从分析记忆效应对信号影响的角度来看，更重要的是记忆效应的时间尺度或者是等效频率范围。从功率放大器行为模型方面考虑，相同时间尺度的记忆效应完全可以采用同一函数关系来描述。因此，将所有的记忆效应是按照时间尺度划为短记忆效应和长记忆效应。
目前，记忆效应被分成两类：电记忆效应和热记忆效应，电记忆效应主要由偏置网络阻抗的变化引起，而热记忆效应主要是有源器件的自热效应导致的。实际上还有其他的一些因素会影响记忆效应，例如功率有源器件的分散效应和陷阱效应，偏置网络和匹配网络对高低不同频率的响应等。以上多种因素综合作用的结果就是放大器的输出信号不仅是当前输入信号的函数，还与之前输入的信号有关。
2．3 解决功放非线性特性和记忆效应的模型简述
在进行功率放大器电路级和系统级仿真中，需要建立功率放大器的模型，使这种模型的特性和实际放大器的特性趋于一致。建立精确的模型对放大器系统的仿真，尤其是对预失真放大器系统的设计与仿真有着非常重大的意义。精确型功放的非线性是分析功放系统和设计预失真系统的关键的一步。
广义上讲，功率放大器模型可分为两类：用于电路仿真的物理模型和用于系统级仿真的行为模型。这两类模型既可以是解析的基于一些预先定义的物理参数模型函数，又可以是经验的根据测量数据列表和内插或者使用没有明确意义的多项式来仿真。功放的物理模型描述了组成功放各元素之间的物理关系，它们之间如何相互影响，通常根据功放内部工作的物理机理表示为等效电路形式或者各类多项式模型。关于功率放大器和相应晶体管的物理模型在各种文献中有详细的描述。使用等效电路表示功率放大器，这种模型比较适合电路级仿真并提供了精确的仿真结果，它能精确地模拟出功放的非线性特性和记忆效应。
行为模型主要用于模拟通信子系统或模块的特性，这种通信子系统用电路级或晶体管级模型会显得过于复杂而无法实现或者代价太大。行为模型通常被认为是黑盒模型，完全依赖于一组所选择的输入输出测试数据，而不需要知道功放的内部组成，同样这种模型能够模拟出功放的非线性和记忆效应，其缺点是该模型通常是模拟已存在的功率放大器，而对新设计的功放无能为力。为了获得功放系统的行为模型，测量功放输入输出数据，并根据预先定义的模型结构或算法抽取模型参数从而获得放大器的行为模型。这种模型在通信系统分析和预失真线性器的设计中可以看作是一种功放非线性的数学表达，其精度和复杂度主要取决于所采用的模型结构和参数抽取过程。由于不同的拓扑结构和测量数据产生模型其应用和仿真结果有较大差异，因此，行为模型其通用性和预测能力方面受到普遍的质疑。尽管这样，由于系统级仿真的需求，不少科研工作者对功率。放大器的行为模型进行广泛而深入地研究。另外，除了模型非线性功放，行为模型也可以用于数字预失真器的建模。
下一篇：频域OCT技术分析+文献综述