JP2004343296A - Distortion compensation circuit using diode linearizer - Google Patents

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JP2004343296A JP2003135558A JP2003135558A JP2004343296A JP 2004343296 A JP2004343296 A JP 2004343296A JP 2003135558 A JP2003135558 A JP 2003135558A JP 2003135558 A JP2003135558 A JP 2003135558A JP 2004343296 A JP2004343296 A JP 2004343296A
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bias
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Shingo Tanaka
信吾 田中
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Yazaki Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a distortion compensation circuit which more expands the dynamic range, whereas having a compact and simple structure utilizing a diode linearizer. <P>SOLUTION: When the level of an input signal to a power amplifier 3 ranges below or over a reference level, a bias resistance R<SB>b1</SB>is taken to change a bias voltage to a first, or another bias resistance R<SB>b2</SB>is taken to change the bias voltage to a second bias voltage value, respectively. The first bias voltage is higher than the second bias voltage enough to compensate the output distortion while the input signal level ranges below the specified reference level. The second bias voltage is higher than the first bias voltage enough to compensate the output distortion while the input signal level ranges over the reference level. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無線周波数帯の入力信号を増幅するパワーアンプの入力段に設けられてこのパワーアンプの出力歪みを補償するダイオードリニアライザを用いた歪補償回路に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、衛星通信や携帯電話をはじめとする地上波通信用の無線通信器では、マイクロ波をはじめとするRF信号(無線周波数帯の信号)が多用されている。このようなRF信号を利用する無線通信器では、RF信号を増幅するパワーアンプが搭載されている。図4は、RF信号を利用した通信に用いられるパワーアンプの入出力特性等を示すグラフである。
【0003】
図4のYに示すように、パワーアンプの入力信号レベルと出力信号レベルとは、線形、すなわち、リニアな関係にあることが理想的なのだが、現実的にこの種のパワーアンプにおいては、図中、V′に示すように、入力信号レベルが所定レベルより高くなると歪みが発生して線形性がくずれる。このような出力歪みは、使用許可されていない無線周波数を発生させたり、混信の原因になったりして好ましくない。そこで、このような歪みを補償するための回路がパワーアンプの入力段に設けられることが多い。特に、小型かつ構成の簡易さから、歪補償回路としてダイオードを用いたリニアライザ(以下、ダイオードリニアライザともよぶ)が用いられることが多い。
【0004】
図5は、従来のダイオードリニアライザを用いた歪補償回路に係るブロック回路図である。図5に示すように、この歪補償回路としてのリニアライザ1′が、バッファアンプ2を介して、無線周波数帯の入力信号を増幅するパワーアンプ3の前段に接続されて構成されている。
【0005】
このリニアライザ1′は、一端が接地されたダイオードD、このダイオードDの他端に接続された入力側バイアス阻止用キャパシタC及び出力側バイアス阻止用キャパシタC、ダイオードDの他端とバイアス電圧供給源+Vccとの間に介設されたバイアス抵抗Rを含む。
【0006】
このような構成の歪補償回路の動作を説明すると、図1において、入力端子INに入力した無線周波数帯の信号は、入力側バイアス阻止用キャパシタCを通過して、ダイオードDに入力される。このダイオードDには、上記バイアス抵抗Rにより固定的に定められたバイアス電圧が印加される。このとき、上記無線周波数帯の信号は、このバイアス電圧が印加されたダイオードDによりレベル補償されて、出力側バイアス阻止用キャパシタCを介して、バッファアンプ2、パワーアンプ3に供給される。そして、図4に示すように、上記V′で示される特性がVで示すように補償された無線周波数帯の信号が、出力端子OUTから出力される。なお、この図5に示すような歪補償回路は、下記の非特許文献1中でも示されている。
【0007】
【非特許文献1】
IEEE TRANSACTIONS ON MICOROWAVE THEORY AND TECHNIQUES,VOL.45,NO.12,DECEMBER 1997(pp.2431−2432,Fig.1)
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ダイオードリニアライザを利用した歪補償回路は、小型で構成が簡易であるという長所を有するが、ダイナミックレンジが狭いという欠点も併せもつ。すなわち、上記従来の歪補償回路によると、図4のVで示すように、線形性を維持できる入力信号レベルがやや高くなるように改善されるが、すなわち、ダイナミックレンジはある程度広くなるが、まだ十分なダイナミックレンジが得られないという問題がある。
【0009】
よって本発明は、上述した現状に鑑み、ダイオードリニアライザを利用した小型で簡易な構成でありながら、ダイナミックレンジをより拡張することができる歪補償回路を提供することを課題としている。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するためになされた請求項1記載の歪補償回路は、無線周波数帯の入力信号を増幅するパワーアンプ3の前段に設けられてこのパワーアンプ3の出力歪みを補償するダイオードリニアライザを用いた歪補償回路であって、前記パワーアンプ3に供給される前記入力信号のレベルに基づいて、前記ダイオードリニアライザのバイアス電圧を、少なくとも、第1バイアス電圧値又はこれとは異なる第2バイアス電圧値に切り替える切替制御手段を有し、前記第1バイアス電圧は、前記入力信号のレベルが所定の基準レベル以下の範囲において、前記第2バイアス電圧よりも、大きく前記出力歪みを補償する値であり、前記第2バイアス電圧は、前記入力信号のレベルが前記基準レベルよりも高い範囲において、前記第1バイアス電圧よりも、大きく前記出力歪みを補償する値であり、前記切替制御手段は、前記入力信号と所定の基準レベルとを比較し、前記入力信号のレベルが前記基準レベル以下の範囲では、前記バイアス電圧を前記第1バイアス電圧値に切り替え、前記入力信号のレベルが前記基準レベルより高い範囲では、前記バイアス電圧を前記第2バイアス電圧に切り替える、ことを特徴とする。
【0011】
請求項1記載の発明によれば、パワーアンプ3への入力信号のレベルが基準レベル以下の範囲では、バイアス電圧を第1バイアス電圧値に切り替え、基準レベルより高い範囲では、第2バイアス電圧に切り替える。ここで、第1バイアス電圧は、入力信号のレベルが所定の基準レベル以下の範囲において、第2バイアス電圧よりも、大きく前記出力歪みを補償する値であり、一方、第2バイアス電圧は、入力信号のレベルが基準レベルよりも高い範囲において、第1バイアス電圧よりも、大きく出力歪みを補償する値である。このように、各範囲においてそれぞれ、バイアス電圧をより大きく出力歪みを補償する値に切り替えることにより、パワーアンプ3の出力歪みがより高い入力レベルまで補償できる。
【0012】
上記課題を解決するためになされた請求項2記載の歪補償回路は、請求項1記載の歪補償回路において、前記切替制御手段は、それぞれ異なる抵抗値を有する第1バイアス抵抗又は第2バイアス抵抗のうちのいずれかを、選択的に前記ダイオードリニアライザに含まれるダイオードと一定電圧を供給するバイアス電圧供給源との間に介接させることにより、前記バイアス電圧を切り替える、ことを特徴とする。
【0013】
請求項2記載の発明によれば、それぞれ異なる抵抗値を有する第1バイアス抵抗又は第2バイアス抵抗のうちのいずれかを、選択的にダイオードリニアライザに含まれるダイオードと一定のバイアス電圧を供給するバイアス電圧供給源との間に介設させることにより、バイアス電圧を切り替えるようにしているので、バイアス電圧供給源自体は変更の必要がない。
【0014】
上記課題を解決するためになされた請求項3記載の歪補償回路は、請求項1又は2記載の歪補償回路において、前記バイアス電圧はそれぞれ、所定の範囲において、他よりも大きく前記出力歪みを補償する3種類以上の値に設定されており、前記切替制御手段は、各範囲毎に、前記バイアス電圧を前記3種類以上の値のうちで最も大きく前記出力歪みを補償する値に切り替える、ことを特徴とする。
【0015】
請求項3記載の発明によれば、バイアス電圧はそれぞれ、所定の範囲において、他よりも大きく前記出力歪みを補償する3種類以上の値に設定されており、各範囲毎に、バイアス電圧を最も大きく出力歪みを補償する値に切り替えるようにしているので、より広範囲かつより高精度に出力歪みを補償することができる。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図1は、本発明の一実施形態の歪補償回路に係るブロック回路図である。図1に示すように、この歪補償回路は、バッファアンプ2を介して、無線周波数帯の入力信号を増幅するパワーアンプ3の前段に接続されている。この歪補償回路は、リニアライザ1、分配器4、検波器5及び比較器6を含んで構成される。
【0017】
ここで、リニアライザ1は、一端が接地されたショットキーダイオードD、ダイオードDの他端に接続された入力側バイアス阻止用キャパシタC及び出力側バイアス阻止用キャパシタC、ダイオードDの他端とバイアス電圧供給源+Vccとの間に切替器11を介して設けられたバイアス抵抗Rb1及びRb2を含む。切替器11は、例えばトランジスタ等で構成されるスイッチ回路であり、比較器6からの切替制御信号に応答して、バイアス抵抗Rb1又はRb2のいずれかを、選択的にダイオードDの他端とバイアス電圧供給源+Vccとの間に介接させる。
【0018】
バイアス抵抗Rb1及びRb2はそれぞれ、バイアス電圧供給源+Vccの電圧を第1バイアス電圧及び第2バイアス電圧として、ダイオードDに印加するための値に設定されている。第1バイアス電圧は、入力信号のレベルが所定の基準レベルIr1以下の範囲において、第2バイアス電圧よりも、より大きくパワーアンプ3の出力歪みを補償する値であり、逆に、第2バイアス電圧は、入力信号のレベルが基準レベルIr1よりも高い範囲において、第1バイアス電圧よりも、大きく出力歪みを補償する値である。なお、より大きく出力歪みを補償するとは、パワーアンプ3の出力歪みが、図4のYに示すような理想とする特性により近似されるように補償するという意味である。なお、近似計算は、周知の最小2乗法等を用いればよい。
【0019】
説明を加えると、ダイオードDに印加するバイアス電圧の値により、リニアライザの特性は変化する(図3を用いて後述する)。このようなリニアライザの特性を積極的に利用して、入力信号レベルに応じて、より大きくパワーアンプの出力歪みを補償するようなバイアス電圧を選択的に切り替えるようにする。バイアス電圧の値を切り替えるための上記基準レベルIr1は、使用されるパワーアンプ3やリニアライザ1等の特性を考慮して、予め実験等により定める。なお、バイアス抵抗Rb1及びRb2を選択的に切り替えることによりバイアス電圧の値を切り替えるようにしているので、バイアス電圧供給源自体に何ら変更を加える必要がなく、いたずらに回路構成を複雑化することがない。
【0020】
分配器4は、入力端子INに入力される無線周波数帯の入力信号を分配して、リニアライザ1及び検波器5に供給する。検波器5は、分配器4からの信号を検波して、少なくとも、入力信号の信号レベルを検出してこれを比較器6に与える。比較器6は、例えばオペアンプで構成され、検出された信号レベルと上記基準レベルIr1とを比較して、切替器11を制御するための上記切替制御信号を出力する。なお、上記分配器4、検波器5、比較器6、切替器11、バイアス抵抗Rb1及びRb2は、請求項中の切替制御手段に対応する。
【0021】
このような構成の歪補償回路の動作及び入出力特性の改善例を図2及び図3を加えて説明する。図2は、本発明の一実施形態に係るバイアス電圧の切り替え処理を示すフローチャートである。図3は、本発明による入出力特性の改善例を示すグラフである。
【0022】
図1において、入力端子INに入力し、分配器4にて分配された無線周波数帯の信号は、検波器5にてその信号レベルが検出されて比較器6に至る。この信号レベルは、図1及び図2において、比較器6にて上記基準レベルIr1と比較され、入力信号レベルIが上記基準レベルIr1以下である場合には(ステップS1のY)、切替器11にてバイアス抵抗Rb1が選択されて、ダイオードDに印加されるバイアス電圧の値が第1バイアス電圧に設定される(ステップS2)。なお、バイアス電圧の値が第1バイアス電圧に設定された場合(入力信号レベルIiが基準レベルIr1以下の場合)には、パワーアンプの入出力特性は、図3のVb1で示されるようになる。
【0023】
これに対して、入力信号レベルIiが上記基準レベルIr1より大きな場合には(ステップS1のN)、切替器11にてバイアス抵抗Rb2が選択されて、ダイオードDに印加されるバイアス電圧の値が第2バイアス電圧に設定される(ステップS3)。なお、バイアス電圧の値が第2バイアス電圧に設定された場合(入力信号レベルIiが基準レベルIr1より大きな場合)には、パワーアンプの入出力特性は、図3のVb2で示されるようになる。そして、ステップS1に戻り、常時、入力端子INに入力してくる信号のレベルを監視して、このレベルに応じたバイアス電圧の制御を行う。
【0024】
一方、入力端子INに入力した無線周波数帯の信号は、図1において、分配器4を経由した後、リニアライザ1の入力側バイアス阻止用キャパシタCを通過して、ダイオードDに入力される。このダイオードDには、上述のような値に設定されたバイアス電圧、すなわち、第1バイアス電圧又は第2バイアス電圧のいずれかが印加される。このとき、上記無線周波数帯の信号は、上記のようなバイアス電圧が印加されたダイオードDによりレベル補償されて、出力側バイアス阻止用キャパシタCを介して、バッファアンプ2、パワーアンプ3に供給される。そして、上記バイアス電圧の切り替え制御により、入力信号のレベルが、上記基準レベルIr1以下の範囲であっても、基準レベルIr1より高い範囲であっても、より線形に近い特性(例えば、理想とする特性線形Y)に歪み補償された無線周波数帯の信号が、出力端子OUTから出力される。
【0025】
なお、上記実施形態では、バイアス電圧を2段階に切り替える例を示したが、2段階以上の多段階に切り替えるようにしてもよい。例えば、上記実施形態に、図3のIr2で示すような基準レベルを追加し、入力信号レベルIiが基準レベルIr2より大きな場合には、パワーアンプの入出力特性が、図3のVb3で示されるようになるようなバイアス電圧が選択されるようにする。この結果、パワーアンプの入出力特性は、入力信号レベルIiが基準レベルIr1以下の場合には、図3のVb1で示されるようになり、入力信号レベルIiが基準レベルIr1より大きな場合には図3のVb2で示されるようになり、入力信号レベルIiが基準レベルIr2より大きな場合には図3のVb3で示されるようになる。これにより、より広範囲かつより高精度に出力歪みを補償することができるようになる。
【0026】
バイアス電圧は、更に多段階に切り替え制御するようにしてもよい。この場合、バイアス電圧をそれぞれ、各段階に対応する範囲において、他よりも大きく出力歪みを補償するような値に設定し、各範囲毎に割り当てられたバイアス電圧に切り替えるようにすればよい。これにより、更に広範囲かつ高精度に出力歪みを補償することができるようになる。
【0027】
このように、本発明の実施形態によると、入力信号のレベルに応じて、バイアス電圧をより大きく出力歪みを補償する値に切り替えることにより、パワーアンプ3の出力歪みが、より高い入力レベルまで補償できる。すなわち、ダイオードリニアライザを利用した小型で簡易な構成でありながら、ダイナミックレンジをより拡張することができる。
【0028】
なお、上記比較器6にて行われる切り替え制御は、オペアンプのみならず、マイクロコンピュータを利用して行うようにしてもよい。本発明は、その主旨を逸脱しない範囲で変更されたものも含む。
【0029】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項1記載の発明によれば、入力信号のレベルに応じて、バイアス電圧をより大きく出力歪みを補償する値に切り替えることにより、パワーアンプ3の出力歪みがより高い入力レベルまで補償できる。すなわち、ダイナミックレンジが拡張される。
【0030】
請求項2記載の発明によれば、それぞれ異なる抵抗値を有する第1バイアス抵抗又は第2バイアス抵抗のうちのいずれかを、選択的にダイオードリニアライザに含まれるダイオードと一定のバイアス電圧を供給するバイアス電圧供給源との間に介設させることにより、バイアス電圧を切り替えるようにしているので、バイアス電圧供給源自体は変更の必要がない。すなわち、バイアス抵抗を選択するだけの簡易な構成で、上記請求項1の発明の効果が得られる。
【0031】
請求項3記載の発明によれば、バイアス電圧はそれぞれ、所定の範囲において、他よりも大きく前記出力歪みを補償する3種類以上の値に設定されており、各範囲毎に、バイアス電圧を最も大きく出力歪みを補償する値に切り替えるようにしているので、より広範囲かつより高精度に出力歪みを補償することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態の歪補償回路に係るブロック回路図である。
【図2】本発明の一実施形態に係るバイアス電圧の切り替え処理を示すフローチャートである。
【図3】本発明による入出力特性の改善例を示すグラフである。
【図4】RF信号を利用した通信に用いられるパワーアンプの入出力特性等を示すグラフである。
【図5】従来の歪補償回路に係るブロック回路図である。
【符号の説明】
1 リニアライザ(ダイオードリニアライザ)
2 バッファアンプ
3 パワーアンプ
4 分配器
5 検波器
6 比較器
11 切替器
b1、Rb2 バイアス抵抗
D ダイオード
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a distortion compensation circuit using a diode linearizer that is provided at an input stage of a power amplifier that amplifies an input signal in a radio frequency band and compensates for output distortion of the power amplifier.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art In recent years, RF signals (signals in a radio frequency band) such as microwaves are frequently used in wireless communication devices for terrestrial communication such as satellite communication and mobile phones. A wireless communication device using such an RF signal is equipped with a power amplifier that amplifies the RF signal. FIG. 4 is a graph showing input / output characteristics of a power amplifier used for communication using an RF signal.
[0003]
As shown in Y 1 in FIG. 4, the input signal level and output signal level of the power amplifier, linear, i.e., he ideal to be in a linear relationship, but in the power amplifier realistically this kind, In the figure, as indicated by V 1 ′, when the input signal level becomes higher than a predetermined level, distortion occurs and linearity is lost. Such output distortion is not preferable because it generates a radio frequency that is not permitted to use or causes interference. Therefore, a circuit for compensating for such distortion is often provided in the input stage of the power amplifier. In particular, a linearizer using a diode (hereinafter also referred to as a diode linearizer) is often used as a distortion compensation circuit because of its small size and simple configuration.
[0004]
FIG. 5 is a block circuit diagram related to a distortion compensation circuit using a conventional diode linearizer. As shown in FIG. 5, a linearizer 1 'as a distortion compensation circuit is connected via a buffer amplifier 2 to a stage preceding a power amplifier 3 for amplifying an input signal in a radio frequency band.
[0005]
The linearizer 1 ′ includes a diode D having one end grounded, an input-side bias blocking capacitor C 1 and an output-side bias blocking capacitor C 2 connected to the other end of the diode D, and the other end of the diode D and a bias voltage. It includes a bias resistor Rb interposed between the power supply + Vcc .
[0006]
In operation of the distortion compensating circuit having such a configuration, in FIG. 1, the radio frequency signals inputted to the input terminal IN passes through the input side bias blocking capacitor C 1, is input to the diode D . A bias voltage fixedly determined by the bias resistor Rb is applied to the diode D. At this time, the signal of the radio frequency band, is the level compensated by the diode D which the bias voltage is applied, via the output-side bias blocking capacitor C 2, the buffer amplifier 2, is supplied to the power amplifier 3. Then, as shown in FIG. 4, a signal in the radio frequency band in which the characteristic represented by V 1 ′ is compensated as represented by Vb is output from the output terminal OUT. Note that the distortion compensation circuit as shown in FIG. 5 is also shown in Non-Patent Document 1 below.
[0007]
[Non-patent document 1]
IEEE TRANSACTIONS ON MICROWAVE THEORY AND TECHNIQUES, VOL. 45, NO. 12, DECEMBER 1997 (pp. 2431-2432, FIG. 1).
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, the distortion compensation circuit using the diode linearizer has the advantages of being small and simple in configuration, but also has the disadvantage that the dynamic range is narrow. That is, according to the above-described conventional distortion compensation circuit, as shown by Vb in FIG. 4, the input signal level capable of maintaining the linearity is improved to be slightly higher. That is, although the dynamic range is increased to some extent, There is a problem that a sufficient dynamic range cannot be obtained yet.
[0009]
Therefore, in view of the above situation, it is an object of the present invention to provide a distortion compensation circuit that has a small and simple configuration using a diode linearizer and can further expand a dynamic range.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
A distortion compensating circuit according to claim 1, which is provided to solve the above-mentioned problem, includes a diode linearizer provided before the power amplifier 3 for amplifying an input signal in a radio frequency band and compensating for output distortion of the power amplifier 3. A distortion compensating circuit using the bias voltage of the diode linearizer based on a level of the input signal supplied to the power amplifier, at least a first bias voltage value or a second bias voltage different from the first bias voltage value. Switching control means for switching to a value, wherein the first bias voltage is a value that compensates for the output distortion more than the second bias voltage in a range where the level of the input signal is equal to or lower than a predetermined reference level. , The second bias voltage is set such that the level of the input signal is higher than the reference level. The switching control means compares the input signal with a predetermined reference level, and when the level of the input signal is equal to or less than the reference level, the switching control means adjusts the bias voltage. Is switched to the first bias voltage value, and when the level of the input signal is higher than the reference level, the bias voltage is switched to the second bias voltage.
[0011]
According to the first aspect of the present invention, the bias voltage is switched to the first bias voltage value in a range where the level of the input signal to the power amplifier 3 is equal to or lower than the reference level, and is changed to the second bias voltage in a range higher than the reference level. Switch. Here, the first bias voltage is a value that compensates for the output distortion more than the second bias voltage in a range where the level of the input signal is equal to or lower than a predetermined reference level. In a range where the signal level is higher than the reference level, the value is a value that compensates for the output distortion more than the first bias voltage. As described above, by switching the bias voltage to a value that compensates for the output distortion more greatly in each range, the output distortion of the power amplifier 3 can be compensated to a higher input level.
[0012]
According to a second aspect of the present invention, there is provided a distortion compensation circuit according to the first aspect, wherein the switching control unit has a first bias resistor or a second bias resistor having different resistance values. Wherein the bias voltage is switched by selectively interposing any one of the components between a diode included in the diode linearizer and a bias voltage supply source for supplying a constant voltage.
[0013]
According to the second aspect of the present invention, any one of the first bias resistor and the second bias resistor having a different resistance value is selectively supplied to the diode included in the diode linearizer and the bias for supplying a constant bias voltage. Since the bias voltage is switched by interposing the bias voltage source, the bias voltage source itself does not need to be changed.
[0014]
According to a third aspect of the present invention, there is provided a distortion compensation circuit according to the first or second aspect, wherein each of the bias voltages increases the output distortion more than others in a predetermined range. Three or more kinds of values to be compensated are set, and the switching control means switches the bias voltage to the largest value among the three or more kinds of values for compensating the output distortion for each range. It is characterized by.
[0015]
According to the third aspect of the present invention, the bias voltage is set to three or more values that are larger than the others in the predetermined range and that compensate for the output distortion. Since the value is largely switched to a value that compensates for the output distortion, it is possible to compensate for the output distortion more widely and more accurately.
[0016]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block circuit diagram according to a distortion compensation circuit according to one embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, this distortion compensation circuit is connected via a buffer amplifier 2 to a stage preceding a power amplifier 3 that amplifies an input signal in a radio frequency band. This distortion compensation circuit includes a linearizer 1, a distributor 4, a detector 5, and a comparator 6.
[0017]
Here, linearizer 1, the Schottky diode D, capacitor connected to the input side bias blocking the other end of the diode D C 1 and the output side bias blocking capacitor C 2 whose one end is grounded, and the other end of the diode D It includes bias resistors R b1 and R b2 provided between the bias voltage supply source + V cc and the switch 11. The switch 11 is a switch circuit composed of, for example, a transistor, and selectively switches either the bias resistor R b1 or R b2 to the other end of the diode D in response to a switch control signal from the comparator 6. And a bias voltage supply source + Vcc .
[0018]
Each of the bias resistors R b1 and R b2, the voltage of the bias voltage supply + V cc as the first bias voltage and the second bias voltage is set to a value to be applied to the diode D. The first bias voltage is a value that compensates for the output distortion of the power amplifier 3 to a greater extent than the second bias voltage in a range where the level of the input signal is equal to or lower than the predetermined reference level Ir1. The voltage is a value that compensates for the output distortion more than the first bias voltage in a range where the level of the input signal is higher than the reference level Ir1 . Note that larger and the compensation output distortion, output distortion of the power amplifier 3, a means of compensating as approximated by the ideal to characteristics shown in Y 1 in FIG. The approximation calculation may use a known least square method or the like.
[0019]
In addition, the characteristics of the linearizer change depending on the value of the bias voltage applied to the diode D (described later with reference to FIG. 3). By positively utilizing the characteristics of such a linearizer, a bias voltage for compensating the output distortion of the power amplifier to a greater extent is selectively switched in accordance with the input signal level. The reference level Ir1 for switching the value of the bias voltage is determined in advance by experiments or the like in consideration of the characteristics of the power amplifier 3 and the linearizer 1 to be used. Since the value of the bias voltage is switched by selectively switching the bias resistors R b1 and R b2 , there is no need to make any change to the bias voltage supply source itself, which unnecessarily complicates the circuit configuration. Nothing.
[0020]
The distributor 4 distributes an input signal in a radio frequency band input to the input terminal IN and supplies the signal to the linearizer 1 and the detector 5. The detector 5 detects the signal from the distributor 4, detects at least the signal level of the input signal, and supplies this to the comparator 6. The comparator 6 is composed of, for example, an operational amplifier, compares the detected signal level with the reference level Ir1, and outputs the switching control signal for controlling the switching unit 11. The distributor 4, the detector 5, the comparator 6, the switch 11, the bias resistors Rb1 and Rb2 correspond to the switching control means in the claims.
[0021]
An example of improving the operation and input / output characteristics of the distortion compensation circuit having such a configuration will be described with reference to FIGS. FIG. 2 is a flowchart illustrating a bias voltage switching process according to an embodiment of the present invention. FIG. 3 is a graph showing an example of improvement in input / output characteristics according to the present invention.
[0022]
In FIG. 1, a signal in a radio frequency band input to an input terminal IN and distributed by a distributor 4 is detected by a detector 5 at a signal level thereof and reaches a comparator 6. The signal level, in FIGS. 1 and 2, when in the comparator 6 is compared with the reference level I r1, the input signal level I i is equal to or less than the reference level I r1 (Y in step S1), the The bias resistor Rb1 is selected by the switch 11, and the value of the bias voltage applied to the diode D is set to the first bias voltage (Step S2). When the value of the bias voltage is set to the first bias voltage (when the input signal level Ii is equal to or lower than the reference level Ir1 ), the input / output characteristics of the power amplifier are as shown by Vb1 in FIG. become.
[0023]
On the other hand, when the input signal level Ii is higher than the reference level Ir1 (N in step S1), the bias resistor Rb2 is selected by the switch 11, and the bias voltage applied to the diode D is increased. The value is set to the second bias voltage (Step S3). When the value of the bias voltage is set to the second bias voltage (when the input signal level Ii is higher than the reference level Ir1 ), the input / output characteristics of the power amplifier are as shown by Vb2 in FIG. become. Then, returning to step S1, the level of the signal input to the input terminal IN is constantly monitored, and the bias voltage is controlled according to this level.
[0024]
On the other hand, the radio frequency signals inputted to the input terminal IN, in FIG. 1, after passing through the distributor 4, through the input side bias blocking capacitor C 1 of the linearizer 1, is input to the diode D. A bias voltage set to the above value, that is, either the first bias voltage or the second bias voltage is applied to the diode D. At this time, the signal of the radio frequency band, is the level compensated by diode D the bias voltage as described above is applied, via the output-side bias blocking capacitor C 2, supplied to a buffer amplifier 2, power amplifier 3 Is done. By controlling the switching of the bias voltage, even if the level of the input signal is in a range equal to or lower than the reference level Ir1, or in a range higher than the reference level Ir1 , a more linear characteristic (for example, ideal). A signal in the radio frequency band whose distortion has been compensated for by the characteristic line Y 1 ) is output from the output terminal OUT.
[0025]
In the above-described embodiment, an example in which the bias voltage is switched in two stages has been described. However, the bias voltage may be switched in two or more stages. For example, the above embodiment adds a reference level, as shown by I r2 in FIG. 3, when the input signal level Ii is greater than the reference level I r2 is, the input-output characteristic of the power amplifier, V b3 in FIG. 3 Is selected such that the bias voltage becomes as shown by As a result, input-output characteristics of the power amplifier, when the input signal level Ii is below the reference level I r1 is now represented by V b1 in FIG. 3, when the input signal level Ii is greater than the reference level I r1 to become as shown by V b2 of FIG. 3, it is as shown by V b3 in Figure 3 when the input signal level Ii is greater than the reference level I r2. This makes it possible to compensate for output distortion in a wider range and with higher accuracy.
[0026]
The bias voltage may be switched and controlled in more stages. In this case, the bias voltage may be set to a value that compensates for the output distortion more than the others in the range corresponding to each stage, and the bias voltage may be switched to the bias voltage assigned to each range. This makes it possible to compensate for output distortion in a wider range and with higher accuracy.
[0027]
As described above, according to the embodiment of the present invention, the output distortion of the power amplifier 3 is compensated to a higher input level by switching the bias voltage to a value that compensates for the output distortion more greatly according to the level of the input signal. it can. That is, the dynamic range can be further expanded while having a small and simple configuration using the diode linearizer.
[0028]
The switching control performed by the comparator 6 may be performed using a microcomputer instead of the operational amplifier. The present invention includes those modified without departing from the gist thereof.
[0029]
【The invention's effect】
As described above, according to the first aspect of the present invention, the input voltage having a higher output distortion of the power amplifier 3 is changed by switching the bias voltage to a value that compensates for the output distortion more greatly in accordance with the level of the input signal. Can compensate up to the level. That is, the dynamic range is extended.
[0030]
According to the second aspect of the present invention, any one of the first bias resistor and the second bias resistor having a different resistance value is selectively supplied to the diode included in the diode linearizer and the bias for supplying a constant bias voltage. Since the bias voltage is switched by interposing the bias voltage source, the bias voltage source itself does not need to be changed. That is, the effect of the first aspect of the present invention can be obtained with a simple configuration in which only the bias resistor is selected.
[0031]
According to the third aspect of the present invention, the bias voltage is set to three or more values that are larger than the others in the predetermined range and that compensate for the output distortion. Since the value is largely switched to a value that compensates for the output distortion, it is possible to compensate for the output distortion more widely and more accurately.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block circuit diagram according to a distortion compensation circuit according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart showing a bias voltage switching process according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a graph showing an example of improving input / output characteristics according to the present invention.
FIG. 4 is a graph showing input / output characteristics and the like of a power amplifier used for communication using an RF signal.
FIG. 5 is a block circuit diagram related to a conventional distortion compensation circuit.
[Explanation of symbols]
1 linearizer (diode linearizer)
2 buffer amplifier 3 power amplifier 4 distributor 5 detector 6 comparator 11 switch R b1 , R b2 bias resistor D diode

Claims (3)

無線周波数帯の入力信号を増幅するパワーアンプの前段に設けられてこのパワーアンプの出力歪みを補償するダイオードリニアライザを用いた歪補償回路であって、
前記パワーアンプに供給される前記入力信号のレベルに基づいて、前記ダイオードリニアライザのバイアス電圧を、少なくとも、第1バイアス電圧値又はこれとは異なる第2バイアス電圧値に切り替える切替制御手段を有し、
前記第1バイアス電圧は、前記入力信号のレベルが所定の基準レベル以下の範囲において、前記第2バイアス電圧よりも、大きく前記出力歪みを補償する値であり、
前記第2バイアス電圧は、前記入力信号のレベルが前記基準レベルよりも高い範囲において、前記第1バイアス電圧よりも、大きく前記出力歪みを補償する値であり、
前記切替制御手段は、
前記入力信号と所定の基準レベルとを比較し、
前記入力信号のレベルが前記基準レベル以下の範囲では、前記バイアス電圧を前記第1バイアス電圧値に切り替え、
前記入力信号のレベルが前記基準レベルより高い範囲では、前記バイアス電圧を前記第2バイアス電圧に切り替える、
ことを特徴とするダイオードリニアライザを用いた歪補償回路。
A distortion compensation circuit using a diode linearizer that is provided before a power amplifier that amplifies an input signal in a radio frequency band and compensates for output distortion of the power amplifier,
A switching control unit configured to switch a bias voltage of the diode linearizer to at least a first bias voltage value or a second bias voltage value different from the first bias voltage value based on a level of the input signal supplied to the power amplifier;
The first bias voltage is a value that compensates for the output distortion more than the second bias voltage in a range where the level of the input signal is equal to or lower than a predetermined reference level,
The second bias voltage is a value that compensates for the output distortion more than the first bias voltage in a range where the level of the input signal is higher than the reference level,
The switching control means,
Comparing the input signal with a predetermined reference level,
When the level of the input signal is equal to or less than the reference level, the bias voltage is switched to the first bias voltage value;
In a range where the level of the input signal is higher than the reference level, the bias voltage is switched to the second bias voltage.
A distortion compensation circuit using a diode linearizer.
請求項1記載の歪補償回路において、
前記切替制御手段は、
それぞれ異なる抵抗値を有する第1バイアス抵抗又は第2バイアス抵抗のうちのいずれかを、選択的に前記ダイオードリニアライザに含まれるダイオードと一定電圧を供給するバイアス電圧供給源との間に介接させることにより、前記バイアス電圧を切り替える、
ことを特徴とするダイオードリニアライザを用いた歪補償回路。
The distortion compensation circuit according to claim 1,
The switching control means,
Selectively interposing one of a first bias resistor and a second bias resistor having different resistance values between a diode included in the diode linearizer and a bias voltage supply for supplying a constant voltage. By switching the bias voltage,
A distortion compensation circuit using a diode linearizer.
請求項1又は2記載の歪補償回路において、
前記バイアス電圧はそれぞれ、所定の範囲において、他よりも大きく前記出力歪みを補償する3種類以上の値に設定されており、
前記切替制御手段は、各範囲毎に、前記バイアス電圧を前記3種類以上の値のうちで最も大きく前記出力歪みを補償する値に切り替える、
ことを特徴とするダイオードリニアライザを用いた歪補償回路。
The distortion compensation circuit according to claim 1, wherein
Each of the bias voltages is set to three or more values that compensate for the output distortion more than others in a predetermined range,
The switching control means switches the bias voltage to a value that compensates for the output distortion largest among the three or more values for each range.
A distortion compensation circuit using a diode linearizer.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2016530820A (en) * 2013-08-19 2016-09-29 アリス エンタープライジズ インコーポレイテッドARRIS Enterprises, Inc. Fiber optic nodes where power consumption is driven by forward data content

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