朱 蕾,周 强,谭 笑

(解放军总参谋部第六十三研究所,江苏 南京 210007)

射频功率放大器是无线通信系统的重要组成部分，它是决定发信机输出信号的质量和工作效率的主要因素。为了保证放大信号的线性性能，传统的模拟功放须工作在线性区域，这使得电源使用效率低，而基于△∑调制器(DSM)的数字功放将数字信号转换成脉冲信号，驱动器件使其工作在开关状态，从而能大大提高功放的放大效率。由于DSM采用过采样技术，对系统速率要求较高，所以一直以来仅在数字音频等低频功放中得到应用。但近年来，随着数字信号处理器集成水平和速度的提高，数字功放也逐渐向宽带和高频应用领域发展。本文给出了一种基于多比特带通△∑调制(BPDSM)的射频数字功放结构。

1 基于多比特BPDSM的数字功放原理

基于多比特BPDSM的数字功放结构框图如图1所示。

图1 数字功放结构框图

输入射频信号经过带通△∑调制后，输出包含射频信号频谱信息的脉冲信号，该信号驱动由多个开关功放单元组合而成的多电平开关电路实现高效放大，放大后的脉冲功率信号由带通滤波恢复为射频功率信号[1-2]。

图1中数字功放放大过程中各节点 (A、B、C、D)的信号频谱如图2所示。

2 多比特BPDSM的设计

△∑调制器的原理[3]框图如图3所示。

其中，Hu(z)为信号传递函数(STF)，He(z)为噪声传递函数(NTF)。

图2 数字功放各节点对应的信号频谱

图3 Σ△调制器原理框图

DSM首先基于过采样技术降低量化噪声e(n)，在此基础上，通过噪声传递函数NTF进一步抑制信号带内的量化噪声，该过程称为噪声整形。……