JP2000077953A - 高周波増幅装置及びフィードフォワード歪み補償増幅装置 - Google Patents

高周波増幅装置及びフィードフォワード歪み補償増幅装置

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JP2000077953A
JP2000077953A JP10260830A JP26083098A JP2000077953A JP 2000077953 A JP2000077953 A JP 2000077953A JP 10260830 A JP10260830 A JP 10260830A JP 26083098 A JP26083098 A JP 26083098A JP 2000077953 A JP2000077953 A JP 2000077953A
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Takayoshi Funada
貴吉 舟田
Kotaro Takenaga
浩太郎 竹永
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Kokusai Electric Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】従来の高周波増幅装置及びフィードフォワード
歪補償増幅装置について、一般的には増幅装置の電力効
率は飽和電力近傍が最大となり、出力電力が低下すると
電力効率は低下するものである。そこで、増幅器のバッ
クオフ電力を大きくすると、使用する電源電圧に対して
増幅効率が悪くなることであり、すなわち電源電圧を予
め大きく設定しておくと、電力効率が悪くなってしまう
という問題点がある。 【解決手段】上記従来例にあるような瞬時ピーク電力の
ために常に大きなバックオフ電力を確保するのではな
く、ピーク電力の発生するタイミング時または、ピーク
電力の発生するタイミングを含む一定時間だけ、増幅器
の電源電圧を増加して飽和電力を大きくすることによ
り、平均電力効率の向上を図ることができるものであ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、高周波信号を増幅
する高周波増幅装置及びそれを用いたフィードフォワー
ド歪補償増幅装置に関し、詳細には増幅装置を動作させ
る電源電圧を制御することで高効率に動作させることを
実現できる高周波増幅装置及びフィードフォワード歪補
償増幅装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来の高周波増幅装置の一例として、線
形増幅器(A級、AB級、B級)は、一定値の電源電圧
を使用して入力信号の増幅動作を行うものがある。図4
は一般的な高周波増幅装置を示すブロック図であり、入
力信号を整合する入力整合回路3と、増幅素子4と、こ
の増幅素子4の出力を整合して高周波信号を出力する出
力整合回路5と、増幅素子4に電圧を与える電源48
と、より構成されるものである。
【0003】また、高周波入力を徐々に増幅していくた
めの小信号増幅部2が入力整合回路3の前段に接続され
る場合もあり、最終的に大きな増幅率が必要な場合、複
数の小信号増幅部2が接続されることもある。小信号増
幅部2は通常複数段の増幅部を連結に接続したものであ
り、一般には初段の方は小さな増幅率であり、終段にい
くに従って大きな増幅率となる。また、増幅部にはトラ
ンジスタ等が使用され、最終段の増幅素子4もトランジ
スタを図示したものである。
【0004】ここで増幅する信号として、マルチキャリ
ア信号やCDMA信号(Code Division
Multiple Access:符号分割多元接続)
のように信号の振幅に瞬間的な大きなピークを含むよう
な信号に対しては、増幅器のバックオフ電力(飽和電力
と実際に使用する平均動作電力の比)を大きくする必要
がある。例えば、増幅する信号のピーク電力と平均電力
の比が15dBの場合、増幅器のバックオフ電力も15
dBとして使用する。
【0005】次に、図5に従来のフィードフォワード歪
補償増幅装置の一例を示す。このフィードフォワード歪
補償増幅装置は、大別すると歪検出ループ部と歪補償ル
ープ部から構成される。
【0006】歪み検出ループ部は、電力分配器35によ
り分配され、ベクトル調整器36、主増幅部11、を流
れ第1の電力合成器37へ入力される側と、遅延線51
を流れて第1の電力合成器37へ入力される側、があ
る。ベクトル調整器36では位相成分と振幅成分を可変
できるように可変位相器と可変減衰器が使用され、ま
た、主増幅部11の前段には順次増幅率を大きくするた
めの小信号増幅部32が幾つか接続される。歪み補償ル
ープ部は、前記第1の電力合成器37の出力が、一方は
遅延線52の側へ流れて遅延され第2の電力合成器39
へ、もう一方はベクトル調整器38、補助増幅器12の
側へ流れて第2の電力合成器39へ入力され、歪みの補
償を行った高周波信号の出力を行うものである。
【0007】このようなフィードフォワード歪補償増幅
装置は、補償の対象の増幅器である主増幅器11を含む
歪検出ループ部で逆相合成により入力信号以外の歪成分
を検出し、検出された歪成分を補助増幅器12を含む歪
補償ループ部に入力して歪成分を増幅した後、主増幅器
11で増幅された信号と逆相合成して歪成分を相殺する
ことで歪補償を行うものである。
【0008】尚、このような歪み補償を行うフィードフ
ォワード歪補償増幅装置については、本出願人が特許出
願している特願平5−222322号や特願平7−10
7842号に詳細説明されている。
【0009】ここで、主増幅器11が飽和した場合、歪
検出ループ部のアンバランスを生じるため、主信号の抑
圧が不十分になり、補助増幅器12に過大信号が入力さ
れ歪除去ループ部における歪の発生の原因になる。ま
た、補助増幅器12の飽和による歪除去ループのアンバ
ランスを生じると、歪補償が不完全となるため、歪補償
そのものの効果が得られなくなる。そのため、主増幅器
11のバックオフ電力を大きくする必要がある。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の高周波増幅
装置及びフィードフォワード歪補償増幅装置について、
一般的には増幅装置の電力効率は飽和電力近傍が最大と
なり、出力電力が低下すると電力効率は低下するもので
ある。これは、増幅器のバックオフ電力を大きくする
と、使用する電源電圧に対して増幅効率が悪くなること
であり、すなわち電源電圧を予め大きく設定しておく
と、電力効率が悪くなってしまうという問題点がある。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記従来例の問題を解決
するための請求項1記載の発明は、電源電圧を与える電
源を有し、入力信号を増幅する第1の増幅手段と、前記
第1の増幅手段の出力を高周波増幅するための第1の整
合回路と、前記第1の整合回路の出力を高周波増幅する
第2の増幅手段と、前記第2の増幅手段の出力を高周波
出力する第2の整合回路と、より構成された高周波増幅
装置において、前記入力信号の振幅を検出する振幅検出
手段と、該振幅検出手段により検出した結果を入力し、
該結果により前記電源電圧を所定の電圧値とする電源電
圧制御手段を備えたことを特徴としており、前記検出し
た入力信号の振幅に応じた電圧を高周波増幅装置に与え
ることができる。
【0012】上記従来例の問題を解決するための請求項
2記載の発明は、異なった電源電圧を与える複数の電源
を有し、入力信号を増幅する第1の増幅手段と、前記第
1の増幅手段の出力を高周波増幅するための第1の整合
回路と、前記第1の整合回路の出力を高周波増幅する第
2の増幅手段と、前記第2の増幅手段の出力を高周波出
力する第2の整合回路と、より構成された高周波増幅装
置において、前記入力信号の振幅を検出する振幅検出手
段と、該振幅検出手段により検出した結果を入力し、該
結果により前記異なった電源電圧の内の所定の電圧値を
選択するように電源を切替えて選択する電源電圧切替手
段を備えたことを特徴としており、前記検出した入力信
号の振幅に応じた電圧を出力する電源を選択するするこ
とができ、よって前記検出した振幅に応じた電圧を高周
波増幅装置に与えることができる。
【0013】上記従来例の問題を解決するための請求項
3記載の発明は、前記請求項1または2記載の高周波増
幅装置において、前記第2の増幅手段より前段に遅延回
路を備え、前記遅延回路により入力が遅延されることに
より、前記第2の増幅手段に入力される前記振幅検出手
段からの信号と高周波増幅のための信号がほぼ等しいタ
イミングで入力されることを特徴としており、前記検出
した入力信号の振幅が変化するタイミングに応じて電圧
を変動させて高周波増幅装置に与えることができる。
【0014】上記従来例の問題を解決するための請求項
4記載の発明は、前記請求項1または2または3記載の
高周波増幅装置を用いて、前記入力信号の振幅により所
定のの電圧値により動作するフィードフォワード歪補償
増幅装置であって、前記入力信号の振幅が増大しても前
記高周波出力される出力電力の飽和を回避するように電
源電圧を制御しすることを特徴としており、前記検出し
た入力信号の振幅に応じた電圧をフィードフォワード歪
補償増幅装置に与えることができる。
【0015】
【発明の実施の形態】本発明による高周波増幅装置及び
フィードフォワード歪補償増幅装置は、上記従来例にあ
るような瞬時ピーク電力のために常に大きなバックオフ
電力を確保するのではなく、ピーク電力の発生するタイ
ミング時または、ピーク電力の発生するタイミングを含
む一定時間だけ、増幅器の電源電圧を増加して飽和電力
を大きくすることにより、平均電力効率の向上を図るこ
とができるものである。本発明の実施の形態を図面を参
照しながら説明する。
【0016】図1は本発明の高周波増幅装置の一実施例
を示すブロック図であり、電源部8と、入力された高周
波信号の包絡線振幅を検出する振幅検出手段1、また入
力された高周波信号を増幅する小信号増幅器2、高出力
増幅のための増幅素子4、増幅素子4の入力を整合する
ための入力整合回路3、増幅素子4の出力を整合するた
めの出力整合回路5、及び増幅素子4に与えられる電源
電圧を制御する電源制御手段6、振幅検出手段1及び電
源制御手段6の側を流れる信号と、小信号増幅器2及び
増幅素子4及び入力整合回路3の側を流れる信号との時
間差を無くすための遅延回路7、より構成される。
【0017】図1の高周波増幅装置の動作について図2
の波形に示す。図2の(A)は高周波入力レベルに対す
る高周波出力レベル特性、(B)は電源が与える入力電
力に対する消費電流、(C)は高周波入力信号の包絡線
(入力振幅)の一例であり、(D)は前記(C)が入力
された場合の出力信号の包絡線(出力振幅)を示す波形
を現わしている。
【0018】また、高周波出力の信号の平均電力を
(a)とするとその時の平均消費電力は(b)である。
例えば、増幅素子4に電源電圧V1を印加した時の特性
は(A1)及び(B1)の実線で示され、V1より大き
な電圧である電圧V2を印加した場合の特性は(A2)
及び(B2)の破線で示される。
【0019】電源電圧V1で動作中の場合に入力振幅
(C)のピーク電力が出力飽和点以上になる時、出力振
幅(D)で示されるように、V2の電圧を与えることに
より、V1の場合の飽和を回避することが出来る。
【0020】ここで消費電力について算出する。例えば
出力を飽和させないために常時V2の電圧を印加した場
合の消費電力は、 V2×b であり、常時V1を印加し飽和時のみV2で動作させた
時の消費電力は、 V1×b+V2×b*×P ここで、b*はピーク瞬時電流、Pはピーク電力の入力
される時間率であり、Pが著しく小さい(ピーク時間は
全体に比して短い)ことを考慮すると、消費電力は V1×b に漸近する。V2>V1であるから、常時V2を印加し
た場合と同等の出力振幅を低消費電力で実現可能とな
る。
【0021】電源制御手段6については、例えば異なる
電圧値出力を行う複数の電源を、検出した振幅の値によ
り最適な電源を選択する、というようなスイッチ回路で
構成できる。最も簡単な例としては電圧値V1(小さな
電圧値)とV2(大きな電圧値)の異なる電圧出力を行
う2つの電源を、通常はV1の電源をスイッチ接続して
おき、振幅検出によりある一定以上の振幅が検出された
場合はV2出力を行う電源にスイッチを切替え接続すれ
ばよい。または可変式で電圧出力を行う電源の場合は、
検出した振幅の値により電圧出力を適宜変化させ、最適
な電圧を出力させる制御回路としてもよい。
【0022】図3は本発明のフィードフォワード歪補償
増幅装置を示すブロック図であり、上記の本発明の高周
波増幅装置の例をフィードフォワード歪補償増幅装置に
適用した一実施例である。
【0023】高周波信号は振幅検出手段31と電力分配
器35に入力される。電力分配器35からの出力は従来
(図5)と同様に増幅側と遅延側へ分配される。一方、
振幅検出手段31は入力信号に対して振幅の検出を行
い、その検出結果に基づいて電源制御手段38を制御す
る。電源制御手段38は前記の検出結果に基づき所定の
電圧値を増幅器の最終段、すなわち主増幅器11に出力
する。その後の歪み補償ループ部については従来と同様
の動作となる。
【0024】主増幅器11において、入力の瞬時ピーク
電力により増幅器出力が飽和した場合、歪検出ループ部
での主信号抑圧度が低下する。例えば、設計上の抑圧度
として30dBとしたとき、1dB主増幅器が飽和した
場合、主信号(入力信号)の抑圧度は約18dBとなる
ため、補助増幅器に設計値よりも12dB高い電力が入
力される。主増幅器11の飽和を避けるためには飽和電
力の高い増幅器を使用する必要があるが、通常バックオ
フ電力を大きくとると電力効率の低下となるので、そこ
で本発明のフィードフォワード歪補償増幅装置を用いれ
ば電力効率の大きな低下がなく、ピーク電力の飽和を回
避することが可能であり、歪補償の劣化を防ぐことが出
来る。
【0025】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明の
高周波増幅装置においては、増幅器の電源電圧をピーク
電力にあわせて増加して飽和電力を大きくすることによ
り平均電力効率が向上する。
【0026】特にマルチキャリア信号やCDMA信号の
ように信号の振幅に瞬間的な大きなピークを含むような
信号では、平均電力とピーク電力の差が大きく、ピーク
電力に合わせた電源電圧を使用することは電力効率が悪
い。本発明のようにピーク電力の場合はそれに合わせた
大きな電圧付与を行い、通常の場合は小さな電圧付与を
行い全体の電力効率を向上させることに特に有効であ
る。
【0027】また、この高周波増幅装置を使用した本発
明のフィードフォワード歪補償増幅装置とすることで歪
補償動作を不完全とすること無く高効率で動作可能なフ
ィードフォワード歪補償増幅装置とすることができ、例
えばマルチキャリア信号やCDMA信号を含む信号の場
合でも高効率で動作させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の高周波増幅装置の一実施例を示すブロ
ック図
【図2】本発明の高周波増幅装置の動作を示す波形図
【図3】本発明のフィードフォワード゛歪補償増幅装置
の一実施例を示すブロック図
【図4】従来の高周波増幅装置を示すブロック図
【図5】従来のフィードフォワード゛歪補償増幅装置を
示すブロック図である。
【符号の説明】
1、31…振幅検出手段、2、32…小信号増幅装置、
3…入力整合回路、4…増幅素子、5…出力整合回路、
6…電源制御手段、7…遅延回路、8、38、48…電
源部、11…主増幅部、12…補助増幅部、35…電力
分配器、36、38…ベクトル調整器、37、39…電
力合成器、51、51…遅延線
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5J090 AA01 AA41 CA21 CA36 FA18 GN01 GN07 HA09 HA25 HA38 KA00 KA15 KA29 KA49 MA14 MA22 TA01 TA02 TA06 5J092 AA01 AA41 CA21 CA36 FA18 HA09 HA25 HA38 KA00 KA15 KA29 KA49 MA14 MA22 TA01 TA02 TA06 VL08

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】電源電圧を与える電源を有し、入力信号を
    増幅する第1の増幅手段と、前記第1の増幅手段の出力
    を高周波増幅するための第1の整合回路と、前記第1の
    整合回路の出力を高周波増幅する第2の増幅手段と、前
    記第2の増幅手段の出力を高周波出力する第2の整合回
    路と、より構成された高周波増幅装置において、前記入
    力信号の振幅を検出する振幅検出手段と、該振幅検出手
    段により検出した結果を入力し、該結果により前記電源
    電圧を所定の電圧値とする電源電圧制御手段を備えたこ
    とを特徴とする高周波増幅装置。
  2. 【請求項2】異なった電源電圧を与える複数の電源を有
    し、入力信号を増幅する第1の増幅手段と、前記第1の
    増幅手段の出力を高周波増幅するための第1の整合回路
    と、前記第1の整合回路の出力を高周波増幅する第2の
    増幅手段と、前記第2の増幅手段の出力を高周波出力す
    る第2の整合回路と、より構成された高周波増幅装置に
    おいて、前記入力信号の振幅を検出する振幅検出手段
    と、該振幅検出手段により検出した結果を入力し、該結
    果により前記異なった電源電圧の内の所定の電圧値を選
    択するように電源を切替えて選択する電源電圧切替手段
    を備えたことを特徴とする高周波増幅装置。
  3. 【請求項3】前記請求項1または2記載の高周波増幅装
    置において、前記第2の増幅手段より前段に遅延回路を
    備え、前記遅延回路により入力が遅延されることによ
    り、前記第2の増幅手段に入力される前記振幅検出手段
    からの信号と高周波増幅のための信号がほぼ等しいタイ
    ミングで入力されることを特徴とする高周波増幅装置。
  4. 【請求項4】前記請求項1または2または3記載の高周
    波増幅装置を用いて、前記入力信号の振幅により所定の
    電圧値により動作するフィードフォワード歪補償増幅装
    置であって、前記入力信号の振幅が増大しても前記高周
    波出力される出力電力の飽和を回避するように電源電圧
    を制御しすることを特徴とするフィードフォワード歪補
    償増幅装置。
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002056516A1 (fr) * 2001-01-10 2002-07-18 Hitachi, Ltd. Dispositif de communication et systeme de communication l'utilisant
JP2003051722A (ja) * 2001-08-07 2003-02-21 Hitachi Kokusai Electric Inc フィードフォワード方式歪補償増幅器
FR2847741A1 (fr) * 2002-11-27 2004-05-28 Bosch Gmbh Robert Procede de reglage de la tension d'alimentation d'un etage amplificateur et etage amplificateur pour la mise en oeuvre du procede
JP2007150872A (ja) * 2005-11-29 2007-06-14 Matsushita Electric Ind Co Ltd 信号出力回路及び通信装置
EP2341612A2 (en) 2009-11-18 2011-07-06 Fujitsu Limited Amplifying apparatus
JP2015534411A (ja) * 2012-10-24 2015-11-26 クゥアルコム・インコーポレイテッドQualcomm Incorporated エンベロープトラッキング用ブーストコンバータ制御

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002056516A1 (fr) * 2001-01-10 2002-07-18 Hitachi, Ltd. Dispositif de communication et systeme de communication l'utilisant
JP2003051722A (ja) * 2001-08-07 2003-02-21 Hitachi Kokusai Electric Inc フィードフォワード方式歪補償増幅器
FR2847741A1 (fr) * 2002-11-27 2004-05-28 Bosch Gmbh Robert Procede de reglage de la tension d'alimentation d'un etage amplificateur et etage amplificateur pour la mise en oeuvre du procede
JP2007150872A (ja) * 2005-11-29 2007-06-14 Matsushita Electric Ind Co Ltd 信号出力回路及び通信装置
EP2341612A2 (en) 2009-11-18 2011-07-06 Fujitsu Limited Amplifying apparatus
US8274328B2 (en) 2009-11-18 2012-09-25 Fujitsu Limited Amplifying apparatus
JP2015534411A (ja) * 2012-10-24 2015-11-26 クゥアルコム・インコーポレイテッドQualcomm Incorporated エンベロープトラッキング用ブーストコンバータ制御

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