Predistorsión En Amplificadores

Electrónica Avanzada de Comunicaciones







MÉTODO DE LINEALIZACIÓN

PREDISTORSIÓN















Máster en Ingeniería y Servicios Accesibles para la Sociedad de la Información

ÍNDICE



1. INTRODUCCIÓN




2. EFICIENCIA DE LAS DIFERENTES TOPOLOGÍAS



3. FUNCIONES DE MODELADO AM/AM Y AM/PM




4. EFECTOS DE LAS NO-LINEALIDADES5. TÉCNICAS DE LINEALIZACIÓN




6. PREDISTORSIÓN




7. PREDISTORSIÓN DIGITAL




1. INTRODUCCIÓN

La eficiencia espectral es muy importante en las comunicaciones móviles. Para conseguir dicha eficiencia espectral se utilizan modulaciones como por ejemplo la modulación QAM, que son eficientes en cuanto a espectro se refiere. Este tipo de modulación tiene uninconveniente y es el hecho de que la información se degrada con facilidad debido a las componentes no lineales de los sistemas de comunicación. En los sistemas transmisores, el principal elemento causante de no linealidades es el amplificador de potencia (AP).
El fundamento de la predistorsión consiste en modificar la señal de entrada del AP mediante cierta ley de predistorsión, para ello se precede alamplificador de potencia por un dispositivo alineal que tenga una relación entrada-salida inversa a la relación entrada-salida del AP.
La figura que se presenta a continuación representa una de las más básicas arquitecturas de predistorsión, la predistorsión en lazo abierto.

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Hoy en día, los esquemas de predistorsión tienden a ser adaptativos, utilizando un DSP (Digital Signal Processor)para ajustar los coeficientes del predistorsionador.
La técnica más comúnmente empleada es aquella que emplea una muestra de la potencia fuera de banda de la señal de salida del AP, o una señal de error, construida a partir de la propia señal de entrada y de la señal de salida, para gobernar el procedimiento de adaptación.
Una posible solución para eliminar el efecto de las no-linealidades delos APs. Esta solución es un predistorsionador digital. Las no-linealidades del amplificador se pueden modelar mediante dos funciones: la primera relaciona la amplitud de entrada con la amplitud de salida (curva AM-AM) y la segunda la amplitud de entrada con la fase de salida (curva AM-PM). La función del predistorsionador es aplicar, a la señal a transmitir, una curva inversa a las no-linealidadesproducidas por el AP. De esta manera, conectando en cascada el predistorsionador y el amplificador, las no-linealidades del segundo son compensadas por el primero.


2. EFICIENCIA DE LAS DIFERENTES TOPOLOGÍAS

Clase A
Los amplificadores de clase A amplifican sobre todo el ciclo de la señal de entrada, tanto el semiciclo positivo como el negativo. Normalmente se utilizan paraamplificadores de pequeña señal. Son los menos eficientes, su rendimiento se sitúa alrededor del 25%. Por otro lado, es la clase más lineal.
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Fig 1.1 Amplificador clase A
Clase B
La mayor desventaja de la anterior clase es el consumo estático de potencia incluso en ausencia de señal de entrada. En muchas aplicaciones prácticas existen largos tiempos muertos (standby) a la espera de señal de entrada ocon señales intermitentes como es el caso de voz humana. Etapas de salida que desperdician potencia en períodos standby tiene efectos perjudiciales importantes. En primer lugar, se reducen drásticamente el tiempo de duración de las baterías de los equipos electrónicos. En segundo lugar, ese consumo de potencia continuado provoca un incremento de temperatura en los dispositivos que limitan sutiempo medio de vida dando lugar a una mayor probabilidad de fallar, con el tiempo, el sistema electrónico.
El amplificador de clase B tiene consumo estático de potencia en modo standby prácticamente cero. Utiliza dos transistores, uno NPN y otro PNP, en contrafase que conducen alternativamente en función de si la señal de entrada es positiva o negativa. De ahí, el nombre de push-pull. Otra ventaja...