圖11. 傾斜補(bǔ)償器方案

傾斜補(bǔ)償器對(duì)信號(hào)進(jìn)行整形，并且在通過(guò)功率放大器處理信號(hào)時(shí)保持整形輪廓。傳統(tǒng)數(shù)字預(yù)失方案會(huì)將整形視為減損并嘗試針對(duì)其進(jìn)行校正，因?yàn)閿?shù)字預(yù)失真是（非線性）均衡器。似乎合理的是，如果將傾斜的倒數(shù)添加到觀測(cè)路徑中，就可以減輕其影響。但事實(shí)并非如此。功率放大器是非線性的，因此交換性不適用，也就是說(shuō)：

PA 代表功率放大器；T代表傾斜補(bǔ)償器

為了實(shí)現(xiàn)最佳操作，數(shù)字預(yù)失真處理模塊需要明確了解在功率放大器輸入端處顯示的信號(hào)。在電纜數(shù)字預(yù)失真應(yīng)用中，利用數(shù)字預(yù)失真算法為功率放大器建模的同時(shí)，必須保持傾斜補(bǔ)償。這就會(huì)面臨一些非常獨(dú)特和極具難度的挑戰(zhàn)。我們需要一個(gè)穩(wěn)定的低成本解決方案，不會(huì)使傾斜均衡。雖然無(wú)法在本文中披露該解決方案的性質(zhì)，但ADI已經(jīng)找到了一個(gè)創(chuàng)新的解決方案，將在未來(lái)的出版物中詳細(xì)介紹。

數(shù)字預(yù)失真和電纜功率放大器架構(gòu)

如圖4所示，典型的電纜應(yīng)用將把一個(gè)DAC的輸出分成四路并提供給四個(gè)獨(dú)立的功率放大器。為了最大程度節(jié)省功率，需要在所有這些功率放大器上實(shí)施數(shù)字預(yù)失真?？尚械慕鉀Q方案可能是實(shí)施四個(gè)獨(dú)立的數(shù)字預(yù)失真模塊和DAC模塊。該解決方案有效，但會(huì)使效率降低，系統(tǒng)實(shí)施成本增加。額外的硬件需要資金和功率成本。

并非所有功率放大器都是一樣的，盡管工藝匹配（制造過(guò)程中）可以提供具有相似個(gè)性的單元，但差異仍會(huì)存在，并且隨著老化、溫度和供電波動(dòng)而變大。然而，將一個(gè)功率放大器用作主機(jī)并為其開(kāi)發(fā)優(yōu)化的數(shù)字預(yù)失真，然后將其應(yīng)用于其他功率放大器，確實(shí)可提供系統(tǒng)性能優(yōu)勢(shì)，如圖12中的仿真結(jié)果所示。

左側(cè)的曲線表示未采用數(shù)字預(yù)失真情況下的功率放大器性能。非線性工作模式導(dǎo)致失真，這體現(xiàn)在MER1性能（范圍為37 dBc至42 dBc）中。閉環(huán)數(shù)字預(yù)失真應(yīng)用于觀測(cè)主功率放大器的輸出；曲線圖右側(cè)的綠色曲線表示的是增強(qiáng)性能。數(shù)字預(yù)失真已針對(duì)功率放大器失真進(jìn)行了校正，結(jié)果是總體性能經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)變后可提供65 dBc到67 dBc的MER。圖中間剩余的曲線表示的是從功率放大器的性能，即根據(jù)主功率放大器進(jìn)行校正的功率放大器。可以看出，只觀測(cè)一個(gè)功率放大器來(lái)實(shí)施閉環(huán)數(shù)字預(yù)失真可使所有功率放大器的性能受益。然而，從功率放大器仍然存在會(huì)失效的工作點(diǎn)。從功率放大器的性能范圍從38 dBc到67 dBc。寬范圍本身不是問(wèn)題，但該范圍的一部分低于可接受的工作閾值（電纜通常為45 dBc）。

圖12. 使用多個(gè)功率放大器的單次數(shù)字預(yù)失真（仿真結(jié)果）

電纜中獨(dú)特的系統(tǒng)架構(gòu)為數(shù)字預(yù)失真提供了額外挑戰(zhàn)。優(yōu)化性能需要采用閉環(huán)數(shù)字預(yù)失真方案。但根據(jù)慣性思維，在電纜中這樣做將需要在每個(gè)功率放大器路徑中附加硬件。最佳解決方案需要 為每個(gè)功率放大器提供閉環(huán)數(shù)字預(yù)失真的增強(qiáng)功能，但不需要額外的硬件成本。

利用SMART算法解決挑戰(zhàn)

如本文之前所述，電纜數(shù)字預(yù)失真為設(shè)計(jì)人員帶來(lái)了非常獨(dú)特和 具難度的挑戰(zhàn)。如果在功率和硬件的限制范圍內(nèi)解決這些挑戰(zhàn)，那么優(yōu)勢(shì)就不會(huì)被削弱；如果把功率放大器中節(jié)省下來(lái)的功率用于額外的DAC或FPGA，則對(duì)于功率放大器省電幾乎沒(méi)有任何價(jià)值。同樣地，省電必須與硬件成本平衡。ADI通過(guò)結(jié)合高性能模擬信號(hào)處理與先進(jìn)算法方案解決了該挑戰(zhàn)。
ADI方案的高級(jí)概述如圖13所示。該解決方案可以被認(rèn)為具有三個(gè)關(guān)鍵要素：使用高級(jí)轉(zhuǎn)換器和定時(shí)產(chǎn)品、采用支持全面信號(hào)鏈監(jiān)控/控制的架構(gòu)、運(yùn)用可利用已有知識(shí)實(shí)現(xiàn)最佳性能的數(shù)字預(yù)失真先進(jìn)算法。