CN1218476C - 畸变补偿输出控制回路及畸变补偿输出控制方法 - Google Patents

Abstract

一种畸变补偿输出控制回路，它包括：加法器1，对输入功率和负反馈的一部分输出功率进行加法运算；可变衰减器2，用以衰减加法器1输出的功率；功率放大器3，对可变衰减器2输出的功率进行功率放大，输出预定的输出功率；可变衰减器4，对功率放大器3输出的功率进行衰减，并负反馈到加法器1；控制回路12，控制可变衰减器4，以便获得预定的输出功率；控制回路11，控制可变衰减器2，以便获得与预定的输出功率对应的回路增益。

Description

畸变补偿输出控制回路及畸变补偿输出控制方法

技术领域

本发明涉及进行畸变补偿及输出控制的畸变补偿输出控制回路及畸变补偿输出控制方法。

背景技术

图1是表示日本专利特许公报No.2576357所公开的先有的畸变补偿输出控制回路的结构框图，图中，1为对输入功率和负反馈的一部分输出功率进行加法运算的加法器，2是对加法器1输出的功率进行衰减的可变衰减器，3是对可变衰减器2输出的功率进行放大、输出预定的输出功率的功率放大器，4是对功率放大器3输出的输出功率进行衰减、负反馈到加法器1的可变衰减器，5是控制可变衰减器4以便在得到预定的输出功率的同时控制可变衰减器2使反馈回路的回路增益保持恒定的控制回路。

这样，畸变补偿输出控制回路包括由可变衰减器2和功率放大器3构成的前向通道、由可变衰减器4和加法器1构成的反馈通道和控制回路5。然后，这个畸变补偿输出控制回路在对输入功率进行功率放大，输出预定输出功率的同时，形成用输出功率的一部分进行负反馈反馈回路，对功率放大时发生的畸变进行补偿。

接着说明其操作。

通常，在畸变补偿输出控制回路中，改变输出功率时，通过可变衰减器4改变负反馈到加法器1的电平来改变输出功率。此时，在上述公报中，控制回路5根据可变衰减器4的改变量来控制可变衰减器2，使畸变补偿输出控制回路中的回路增益保持恒定，以此便可能获得恒定的输出控制。

图2表示功率放大器3的畸变量与输出功率的关系。一般功率放大器3的输出畸变特性并非恒定不变的，如图2所示，畸变量会随着输出功率而增减。但在先有的畸变补偿输出控制回路中，控制输出功率时也总是控制得使回路增益保持恒定。因此，即使在畸变量小输出功率小时回路增益也保持恒定，结果，成了畸变补偿输出控制回路上特有的噪音功率增大和相位振荡等各种各样问题的成因。例如，图2的B点的畸变补偿量比A点小也行，而且在C点上根本不必进行畸变补偿。

此外，图3表示具有高次函数特性的功率放大器3随输出功率而改变的畸变量。如图3所示，根据功率放大器3的结构，有时前向通道总的畸变量具有随输出功率而改变的高次函数特性。在这种情况下，例如，输出功率从图3的A点变为B点时，畸变补偿范围得不到满足，畸变的绝对量比A点大。这样，只要畸变量随着输出功率而改变，就难以获得稳定的性能。

由于先有的畸变补偿输出控制回路如上所述的结构，功率放大器3的畸变量对于输出功率具有高次函数特性，若畸变量随着输出功率而改变，则难以获得稳定的性能，这是一个问题。

另外，控制输出功率时，总是控制得使回路增益保持不变，故有引起噪音功率增大和相位振荡等的问题。

本发明旨在解决上述问题，故其目的在于得到一种畸变补偿输出控制回路和畸变补偿输出控制方法，在控制输出功率的同时，根据输出功率控制畸变量，以便确保稳定的性能。

另外，本发明的目的在于得到一种畸变补偿输出控制回路和畸变补偿输出控制方法，它进行大幅度的输出控制，在输出功率小、畸变量小时，切断反馈回路，防止引起噪音功率增大和相位振荡等弊病的可能性。

发明内容

本发明的一种畸变补偿输出控制回路，在对输入功率进行功率放大，输出预定的输出功率的同时，形成将该预定的输出功率的一部分进行负反馈的反馈回路，对功率放大时发生的畸变进行补偿，其特征在于，包括：第一加法器，输入功率和负反馈的输出功率的一部分进行加法运算；第一增益可变装置，用以放大该第一加法器输出的功率；功率放大器，对该第一增益可变装置输出的功率进行功率放大，并输出预定的输出功率；第二增益可变装置，对该功率放大器输出的功率进行衰减，并负反馈到所述第一加法器；第二控制电路，具有第一存储器，存储用于控制与所述功率放大器输出的输出功率相对应而预先设定的所述第二增益可变装置的第一基准值，输出功率控制电路，从所述第一存储器将与所述功率放大器输出的功率相对应的第一基准值读出，比较器，比较指示所述功率放大器的输出功率的输出功率指示部输出的指示功率和检出所述功率放大器的输出电压的检出功率，并输出与它们的差相对应的信号，运算电路，根据与该比较器输出的差相对应的信号，计算用于控制上述第二增益可变装置的校正值，以及第二加法器，输出将该运算电路计算的校正值和所述输出功率控制电路所读出的第一基准值相加的预定值，并利用该第二加法器控制所述第二增益可变装置，以使所述功率放大器的输出功率为所述输出功率指示部的指示功率值；和第一控制电路，具有第二存储器，存储用于控制与控制所述第二增益可变装置的预定值相对应而预先设定的所述第一增益可变装置的第二基准值，以及回路增益控制电路，从所述第二存储器将与所述第二加法器输出的预定值相对应的第二基准值读出，并利用该回路增益控制电路读出的第二基准值，控制所述第一增益可变装置，以便获得预定的反馈回路的回路增益。

这样，即可收到根据输出功率控制畸变量、确保稳定性能的效果。

本发明的畸变补偿输出控制回路，设有反馈到加法器的回路的通断开关回路，在预定输出功率小、输出功率上的畸变量小的情况下，用所述开关回路切断所述反馈回路，第一控制回路控制所述第一增益可变装置，以便获得预定的输出功率。

这样即可收到防止引起噪音功率增大和相位振荡等弊病的可能性的效果。

本发明的一种畸变补偿输出控制方法，在对输入功率进行功率放大、输出预定输出功率的同时，形成将输出的一部分进行负反馈的反馈回路，对由反馈回路中的前向通道增益和反馈通道增益作功率放大时发生的畸变进行补偿，其特征在于，利用将用于与功率放大器输出的输出电压相对应而预先设定的反馈通道的增益的第一基准值，和根据与对所述功率放大器的指示功率和所述功率放大器的输出功率之差相对应的信号的校正值相加的预定值，控制所述反馈通道的增益，以使功率放大器的输出功率成为上述指示功率；并且利用用于控制与所述预定值相对应而预先设定的所述前向通道增盖的第二基准值，控制所述前向通道的增益，以便获得预定的反馈回路的回路增益。

这样即可收到根据输出功率控制畸变量、确保稳定性能的效果。

本发明的畸变补偿输出控制方法在预定的输出功率小、输出功率上的畸变量小的情况下，切断反馈回路，控制前向通道的增益，以便获得所述预定的输出功率。

这样即可收到防止引起噪音功率增大和相位振荡等弊病的可能性的效果。

附图说明

图1是表示先有的畸变补偿输出控制回路结构的方框图；

图2表示畸变量与功率放大器输出功率的关系；

图3表示畸变量与具有高次函数特性的功率放大器的输出功率的关系；

图4是表示本发明第一实施例的畸变补偿输出控制回路结构的方框图；

图5表示本发明第一实施例的畸变补偿输出控制回路的简易模型；

图6说明本发明第一实施例畸变量与回路增益的关系；

图7是表示图4所示畸变补偿输出控制回路具体结构的方框图；

图8是表示本发明第二实施例的畸变补偿输出控制回路结构的方框图；

图9是表示图8所示畸变补偿输出控制回路具体结构的方框图。

具体实施方式

以下根据附图说明本发明的最佳实施例，以便更详细地说明本发明。

实施例1

图4是表示本发明第一实施例的畸变补偿输出控制回路结构的方框图。图中，1是加法器，对输入功率和负反馈的一部分输出功率进行加法运算；2是可变衰减器(第一增益可变装置)，用以衰减加法器1输出的功率；3是功率放大器，对可变衰减器2输出的功率进行放大，输出预定的输出功率；4是可变衰减器(第二增益可变装置)，对功率放大器3输出的功率进行衰减，并负反馈到加法器1。

11是控制回路(第一控制回路)，控制可变衰减器2以便获得与预定的输出功率相应的回路增益，12是控制回路(第二控制回路)，控制可变衰减器4，以便获得预定的输出功率，控制回路11，12分别配置成能够进行独立的表或函数控制。

这样，在图4的示例中，畸变补偿输出控制回路由可变衰减器2和功率放大器3组成的前向通道和由可变衰减器4和加法器1组成的反馈通道、控制回路11，12构成。于是，这种畸变补偿输出控制回路在对输入功率进行功率放大，输出预定的输出功率的同时，形成用一部分输出功率进行负反馈的负反馈回路，对功率放大时发生的畸变进行补偿。

下面说明其操作。

图5表示畸变补偿输出控制回路的简易模型，若前向通道增益为α，反馈通道增益为β，输入功率为Pi，则输出功率为Po用下式表示

Po＝α·Pi/(1+αβ)                (1)

式中：αβ是回路增益。于是，若考虑到回路增益与1相比足够大，则可置换为1+αβ≈αβ，上式(1)可简化为以下(2)式

Po＝Pi/β                          (2)

就是说，畸变补偿输出控制回路输出功率的控制，受反馈通道增益β支配，几乎不受前向通道的增益α影响，通过控制前向通道增益α及反馈通道的增益β，即可与输出功率无关，仅仅改变回路增益αβ。利用这一点，便可能同时控制输出功率和畸变量两者。

此外，在上述(1)式中，考虑到回路增益αβ与1相比足够大，可以简化公式，但在实际上，通过控制前向通道的增益α，输出功率会发生仅为1/αβ的变化。在无法忽略这个影响的情况下，通过控制反馈通道的增益β，可以使增益的下降量得到补偿。

在这里，可变衰减器2相当于前向通道增益α，可变衰减器4相当于反馈通道的增益β，用各自的表或函数对其进行控制，即可实现上述目的。就是说，通过控制回路12控制可变衰减器4(反馈通道增益β)，以便获得预定的输出功率，通过控制回路11控制可变衰减器2，以便获得与预定的输出功率相应的回路增益αβ。

图6说明畸变量与回路增益αβ的关系。图中，对应于输出功率A、B、C的畸变量分别为30dB、40dB、25dB，对该畸变补偿输出控制回路要求的畸变量上限若为10dB，则在先有技术上，为了把输出功率A的畸变量抑制到要求值以下所需的回路增益αβ为20dB时，由于回路增益αβ保持不变，故B点的畸变量便超出要求值。

但在这个实施例中，令输出功率A处的回路增益αβ为20dB，输出功率B处的回路增益αβ为30dB，输出功率C处的回路增益αβ为15dB，在用控制回路12控制反馈回路增益β的同时，用控制回路11控制前向通道增益α，无论输出功率为何值，都能根据输出功率把畸变量抑制到要求值以下。

图7是表示图4所示畸变补偿输出控制回路具体结构的方框图。在图7中，检波电路14对功率放大器3输出的输出功率进行检波，该检波的输出功率用A/D转换器15转换成数字信号，输入控制回路12的比较器123。输出功率指示部分16把功率放大器3必须输出的预定输出功率的指示输出到控制回路12的输出功率控制回路122和比较器123。

在控制回路12上，存储器121以表或函数的形式存储着用以根据输出功率控制可变衰减器4的预先设定的基准值。输出控制回路122接受输出功率指示部分16输出的预定的输出功率指示，从存储器121读出与输出功率对应的用以控制可变衰减器4的基准值，输出到加法器125。

比较器123对A/D转换器15输出的检波输出功率与输出功率指示部分16指示的预定输出功率进行比较，输出其差值功率，运算电路124根据比较器123输出的差值功率，计算用以控制可变衰减器4的修正值。加法器125，把输出控制回路122输出的用以控制可变衰减器4的基准值，与运算电路124输出的用以控制可变衰减器4的修正值进行加法运算，输出用以控制可变衰减器4的设定值，D/A转换器126将其转换成模拟信号，将该设定值输入可变衰减器4。

可变衰减器4用所输入的设定值进行控制，使功率放大器3输出预定的输出功率。

在控制回路11中，存储器111以表或函数的形式存储着与用以控制可变衰减器4的设定值对应的用以控制可变衰减器2的设定值。回路增益控制回路112从存储器111读出与控制回路12的加法器125输出的用以控制可变衰减器4的设定值对应的用以控制可变衰减器2的设定值，D/A转换器113将其转换成模拟信号，将该设定值输入可变衰减器2。

可变衰减器2根据所输入的设定值进行控制，获得预定的回路增益。

如上所述，该实施例1的畸变补偿输出控制回路，包括加法器1、可变衰减器2、功率放大器3、可变衰减器4和控制回路11，12，但是，也可以应用采用笛卡儿反馈方式和预畸变方式等把输出的一部分负反馈到输入端的结构的畸变补偿输出控制回路。

另外，在本实施例1中，作为改变增益的装置，采用可变衰减器2，可变衰减器4，但是，只要能够改变增益，采用哪一种改变增益的装置都没有关系。尤其是，改变前向通道增益的装置，不限于衰减增益的装置，采用可变放大器也行。

如上所述，按照实施例1，用控制回路12控制反馈通道的增益可变装置(反馈通道的增益β)，以便获得预定的输出功率，用控制回路11控制前向通道的增益可变装置，以便获得与预定的输出功率相应的回路增益αβ，以此根据输出功率控制畸变量，获得确保稳定性能的效果。

另外，按照该实施例1，可以获得恒定的输出功率和畸变特性，获得加大功率放大器3元件选择自由度的效果。

实施例2

图8是表示本发明实施例2的畸变补偿输出控制回路结构的方框图。图中，13-1是可以使畸变补偿输出控制回路中反馈回路通断的开关电路。开关电路13-1在输出功率小，畸变量少时，例如，用软件控制切换到触点a侧的切断。此外，与实施例1的图4相同的结构元素加上同一符号，故其说明从略。

下面说明其操作。

开关电路13-1投向触点b侧时，进行与实施例1相同的操作。在实施例1中，根据输出功率控制回路增益αβ，但是，在实施例2中，输出功率小、畸变量足够小时，用开关电路13-1切断畸变补偿输出控制回路上的反馈回路，用可变衰减器2控制输出功率。

由上述(1)式可知，反馈回路接通时与反馈回路切断时畸变补偿输出控制回路中的输出功率之比约为1/(1+αβ)，但是，切断反馈回路时，由于可变衰减器2的前向通道增益α原封不动地接在输出上，所以与开关电路13-1联动，用控制回路11控制可变衰减器2，若使前向通道增益α同样为1/(1+αβ)倍，则反馈回路通/断切换时输出功率的差异消失，即使在切断反馈回路时也能控制输出功率。

图9是图8所示畸变补偿输出控制回路的具体结构的方框图。在图9中，开关电路13-1～13-4在输出功率小，畸变量少时，切换到触点的a侧，输出功率大时，切换到触点的b侧。切换到触点b侧时，其操作与实施例1的图7相同，故其说明从略。

现对开关电路13-1～13-4切换到触点a侧的情况加以说明。

检波电路14对功率放大器3输出的输出功率进行检波，检波的输出功率用A/D转换器转换成数字信号，通过开关电路13-2输入控制回路11的比较器116。输出功率指示部分16通过开关电路13-3把功率放大器3必须输出的预定输出功率的指示输出到控制回路11的输出控制回路115和比较器16。

在控制回路11的存储器114中，以函数或表的形式存储着用以根据输出功率控制可变衰减器2的预先设定的基准值。输出控制回路115接受输出功率指示部分16输出的预定输出功率指示，从存储器114读出与预定的输出功率对应的用以控制可变衰减器2的基准值，输出给加法器118。

比较器116输出由A/D转换器15输出的检波输出功率和由输出功率指示部分16提示的预定输出功率比较所得的差值功率，运算电路117根据比较器116输出的差值功率计算用以控制可变衰减器2的修正值。加法器118对输出控制回路115输出的用以控制可变衰减器2的基准值和运算电路117输出的用以控制可变衰减器2的修正值进行加法运算，通过开关电路13-4输出用以控制可变衰减器2的设定值，D/A转换器113将其转换成模拟信号，将其设定值输入可变衰减器2。

可变衰减器2根据所输入的设定值进行控制，使功率放大器3输出预定的输出功率。

这里，开关电路13-1～13-4只是用来表示控制的形态，只要能够实现反馈回路的通断控制，用哪一种装置都行。

在这个实施例2中，输出功率小、畸变量足够小时，畸变补偿输出控制回路断开反馈回路，用连接在加法器1和功率放大器3之间的可变衰减器2控制输出功率，但是，不用可变衰减器2，而用可变放大器等改变增益的装置也行，另外，在加法器1之前连接有控制输入功率的输入侧增益可变装置，代替可变衰减器2，用该输入侧增益可变装置控制输出功率也行。

如上所述，按照该实施例2，进行大幅度的输出控制，在输出功率小，畸变量少时，用开关电路13-1～13-4切断反馈回路，用控制回路11控制可变衰减器2来控制输出功率，这样便可收到防止引起噪音功率增大和相位振荡等弊病的可能性的效果。

此外，按照该实施例2，通过切断反馈回路，使反馈通道与前向通道完全分开，可以切断电源，还可以收到抑制反馈回路功率消耗的效果。

在产业上利用的可能性

如上所述，本发明的畸变补偿输出控制回路，在控制输出功率的同时，控制畸变量，在畸变量小、输出功率小时切断反馈回路，可防止噪音功率增大和相位振荡等。

Claims (4)

1.一种畸变补偿输出控制回路，在对输入功率进行功率放大，输出预定的输出功率的同时，形成将该预定的输出功率的一部分进行负反馈的反馈回路，对功率放大时发生的畸变进行补偿，其特征在于，包括：

第一加法器，输入功率和负反馈的输出功率的一部分进行加法运算；

第一增益可变装置，用以放大该第一加法器输出的功率；

功率放大器，对该第一增益可变装置输出的功率进行功率放大，并输出预定的输出功率；

第二增益可变装置，对该功率放大器输出的功率进行衰减，并负反馈到所述第一加法器；

第二控制电路，具有

第一存储器，存储用于控制与所述功率放大器输出的输出功率相对应而预先设定的所述第二增益可变装置的第一基准值，

输出功率控制电路，从所述第一存储器将与所述功率放大器输出的功率相对应的第一基准值读出，

比较器，比较指示所述功率放大器的输出功率的输出功率指示部输出的指示功率和检出所述功率放大器的输出电压的检出功率，并输出与它们的差相对应的信号，

运算电路，根据与该比较器输出的差相对应的信号，计算用于控制上述第二增益可变装置的校正值，以及

第二加法器，输出将该运算电路计算的校正值和所述输出功率控制电路所读出的第一基准值相加的预定值，并

利用该第二加法器控制所述第二增益可变装置，以使所述功率放大器的输出功率为所述输出功率指示部的指示功率值；和

第一控制电路，具有

第二存储器，存储用于控制与控制所述第二增益可变装置的预定值相对应而预先设定的所述第一增益可变装置的第二基准值，以及

回路增益控制电路，从所述第二存储器将与所述第二加法器输出的预定值相对应的第二基准值读出，并

利用该回路增益控制电路读出的第二基准值，控制所述第一增益可变装置，以便获得预定的反馈回路的回路增益。

2.如权利要求1所述的畸变补偿输出控制回路，其特征在于，设有将向第一加法器反馈的回路通断的开关回路，

在功率放大器的输出功率小、输出功率上的畸变量少的情况下，利用所述开关回路使反馈回路切断，并利用与第二加法器的输出相对应的信号，控制第一增益可变装置。

3.一种畸变补偿输出控制方法，在对输入功率进行功率放大、输出预定输出功率的同时，形成将输出的一部分进行负反馈的反馈回路，对由反馈回路中的前向通道增益和反馈通道增益作功率放大时发生的畸变进行补偿，其特征在于，

利用将用于与功率放大器输出的输出电压相对应而预先设定的反馈通道的增益的第一基准值，和根据与对所述功率放大器的指示功率和所述功率放大器的输出功率之差相对应的信号的校正值相加的预定值，控制所述反馈通道的增益，以使功率放大器的输出功率成为上述指示功率；并且

利用用于控制与所述预定值相对应而预先设定的所述前向通道增益的第二基准值，控制所述前向通道的增益，以便获得预定的反馈回路的回路增益。

4.如权利要求3所述的畸变补偿输出控制方法，其特征在于，在功率放大器的输出功率小、输出功率上的畸变量少的情况下，使反馈回路切断，并利用与将第一基准和校正值相加的预定值相对应的信号，控制前向通道的增益。

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