[发明专利]一种基于DDS多载波技术的AOTF谐波抑制驱动器及谐波抑制方法

说明书

本发明公开了一种基于DDS多载波技术的AOTF谐波抑制驱动器，包括FPGA模块、DDS模块和线性功放模块，DDS模块内部有多个DDS核，其中一个为主DDS核并具有主通道，其余为辅助DDS核并具有辅助通道，主通道和辅助通道分别输出包含频率、相位和幅度信息的一个频点数据，使每个辅助通道经放大后输出频点的频率、相位和幅度与基频信号放大后产生的某次高次谐波对应，对应是指频率相同、相位相差180°且幅度相当；由辅助通道输出频点数据降低或抵消经线性功放模块放大后的射频信号中的高次谐波。本发明可以消除或减小线性功放基频信号的高次谐波，避免了功率回退法效率低的不足，电路及结构简单，易于实现。

技术领域

本发明涉及一种声光可调滤光器宽带驱动器用的谐波抑制技术，也可用于其他宽带射频驱动器的谐波抑制，属于声光可调滤光器驱动器谐波抑制技术领域。

背景技术

声光可调滤光器(以下简称AOTF)主要由上位机软件、通讯模块、控制电路、DDS模块、线性功放模块等组成，能产生受上位机高速控制的20-200MHz、功率数瓦的宽带射频功率信号。

AOTF是基于声光互作用效应的分光器件，通过改变驱动器的射频频率来选择光波波长的分光元件。AOTF需要对应的宽带声光驱动器才能工作，而产生带宽、大功率射频信号需要线性功放来实现，使用线性功放不可避免的会产生多次谐波，尤其是低频段的二、三、四次谐波。当驱动器输出的射频信号谐波足够大时会导致AOTF晶体过热，影响晶体性能及长期可靠性，更严重的是会有多余的光波波长出现，导致AOTF不能正常工作，所以必须进行宽带谐波抑制。

进行功率放大器的谐波抑制，需要采用功率放大器的线性化技术，目前功率放大器的线性化技术主要有三种方式：

一种方式是功率回退法，功率回退法是通过限制功率管的实际输出功率来提高线性度，实现起来比较简单，但这会使得功放效率极大地下降，是以牺牲功放的输出功率和效率为代价的。

一种方式是前馈技术，前馈技术的基本思想是附加一定的外围电路，通过提取经过主放大器之后的信号中的失真分量，单独放大后与主输出信号反向叠加，从而将失真分量从主输出信号中扣除，得到只含有线性分量的输出。

一种方式是预失真技术，预失真技术是一种开环线性化方法，该技术的实现方法是先把输入信号预先进行非线性处理，再经线性功率放大器进行放大，最终达到线性放大的目的。预失真技术包含模拟预失真和数字预失真两种，数字预失真需要DSP、A/D、D/A、调制器、解调器等多种硬件和复杂的数字信号处理算法，实现起来较复杂。图1为模拟预失真系统原理图，其采用幅度与相位补偿的方法，完成了信号的预失真处理，系统输入信号被耦合出一路，经调幅、调相后进行预失真处理，然后与系统输入信号叠加后作为功率放大器的输入信号，再进行放大输出。

上述三种方式中，功率回退法会使功放效率极大地下降，在中、高功率放大器中极少被采用，AOTF驱动器功率通常需要3-10W，而且对体积、效率要求较高所以不适用；前馈技术需要使用耦合器、衰减器、合成器、延时线、功分器等多个器件，电路实现复杂；无论模拟还是数字预失真均需要较多硬件来实现，结构较复杂。

发明内容

针对现有模拟预失真系统电路结构复杂的不足，本发明的目的是提供一种基于DDS多载波技术的AOTF谐波抑制驱动器，本发明电路及结构简单，易于实现。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：