JP2000261255A - 歪補償電力増幅回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】多数の送信機を調整する場合、歪補償対象の電
力増幅器１の非線形特性がばらついているために、その
歪を補償するプリディストータＰＤ２の発生歪量を一台
一台調整している。その調整工数を削減してコストダウ
ンを図る。 【解決手段】プリディストータＰＤ２の半固定可変抵抗
器を外部からの制御信号で抵抗値を変化させることので
きる電子可変抵抗器とし、制御部３は、測定器５から接
続部４を介して入力される出力歪量測定データを規定値
と比較し、測定データが規定値より大きいとき、規定値
より小さくなるまでＰＤ２を制御するように構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＶＨＦ，ＵＨＦ帯
の移動通信システムの基地局無線設備に実装されている
送信機の電力増幅回路に関し、特に、電力増幅器の発生
歪を抑えて電力効率を上げるための歪補償回路が付加さ
れた電力増幅回路に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】移動通信システムの基地局送信装置に
は、電力用トランジスタを用いた電力増幅回路が設けら
れている。基地局の電力増幅回路は、線形性が良く、高
出力で歪の少ないＡ級あるいはＡＢ級動作で、終段はパ
ラレル合成またはプッシュプル構成による回路が一般的
である。

【０００３】しかし、送信電力が大きくなると、入出力
特性に非線形性が現れ、例えば、デジタル変調された単
一キャリアの入力電力が大きくなると、出力電力の振幅
成分の劣化（利得圧縮またはＡＭ／ＡＭ変換）と位相成
分の遅れ（ＡＭ／ＰＭ変換）現象が起こる。また、多周
波信号入力の場合、入力レベルが大きくなると相互変調
歪が発生する。このような非線形性による歪はスプリア
ス放射となるため、最大出力が増幅器の飽和レベルより
かなり低い値に制限されるので、電力効率が低下するこ
とになる。

【０００４】上述の単一キャリア入力の増加による出力
劣化や、多周波入力による相互変調歪の発生は、いずれ
も主として３次歪の発生によるものであり、このような
３次歪を補償する歪補償技術については多くの提案があ
り実用化されている。

【０００５】本発明が対象とする簡易形プリディストー
ション（ＰＤ）方法は歪補償技術の一つであり、電力増
幅器の前段の比較的信号レベルの低い５０Ωラインに、
電力増幅器の非線形特性と逆の非線形特性を有する補償
歪発生回路（以下、歪補償部という）を挿入し、入力信
号を予め逆の非線形特性によって歪を発生させ、電力増
幅器の非線形特性によって発生する歪を相殺しようとす
るものである。

【０００６】図３は本発明が対象する簡易形歪補償方法
の説明図である。入力電力に対する利得圧縮と出力移相
Δθを示したものであり、実線の特性ＡとＢは、電力増
幅器の利得圧縮（振幅）と出力位相を示す。これに対し
て破線の特性ａとｂは、歪補償部の利得圧縮と出力位相
であり、実線の電力増幅器の非線形性に対して理想的な
逆の非線形性をもたせた場合の特性である。このような
歪補償部を電力増幅器の前段に挿入することにより、電
力増幅器で発生する歪を相殺することができる。

【０００７】このプリディストーション歪補償方法は、
ネガティブフィードバック（ＮＦＢ）方法やフィードフ
ォワード（ＦＦ）方式のような帰還ループがないので遅
延時間の問題がなく、高周波増幅器に適しており、簡易
な回路によって歪改善効果が得られる。

【０００８】図４は従来の簡易形プリディストーション
方法を用いた歪補償電力増幅回路のブロック図である。
図において、１は電力増幅器（ＰＡ）、２は歪補償部
（ＰＤ：プリディストータ）である。この歪補償部２
は、図５に示すように、ダイオードＤと半固定抵抗器Ｒ
とで構成された簡単な回路であり、図５（Ａ），
（Ｂ），（Ｃ）のように、１個または２個のダイオード
を信号線と接地間に接続し、ダイオードに流す電流Ｉを
半固定抵抗器Ｒで加減調整し、電力増幅器１の出力の歪
が最小になるように抵抗値を調整設定する。

【０００９】この歪補償部に用いるダイオードは、例え
ば、非線形素子として位相変調器や周波数てい倍器など
に用いられるショットキーバリヤダイオード（ＳＢＤ）
が用いられる。歪補償部２で発生させた逆相の歪によっ
て電力増幅器１の非線形３次歪を相殺できる歪改善量は
６〜１０dB程度である。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】このような簡易形歪補
償電力増幅回路を実装した送信機を工場で多数生産する
場合、電力増幅器１の構成部品の性能のばらつきにより
入出力線形性の上限値がばらつき、歪補償部２の調整抵
抗値（電流値）がばらつく。そのため、多数の製品を一
台ずつ測定して調整しなければならず、歪補償に関する
測定調整工数がかかって原価が下げられない、という問
題がある。

【００１１】発明の目的は、上記従来の問題点を解消す
るために行ったものであり、歪補償電力増幅回路を実装
した送信機を多数生産する場合、歪補償に関する調整作
業を自動化して調整工数を減らし、コストを下げられる
ようにした歪補償電力増幅回路を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の歪補償電力増幅
回路は、電力増幅器の非線形性によって発生する歪をプ
リディストーション方法によって補償するように構成さ
れた電力増幅回路であって、送信信号を増幅して出力す
る電力増幅器と、該電力増幅器の前段に接続され、前記
電力増幅器の非線形特性と振幅，位相が逆特性の非線形
特性を有し、発生する補償歪量が外部からの制御信号に
よって調整される歪補償部と、前記電力増幅器の出力に
含まれる歪量が外部測定手段によって測定され歪測定デ
ータとして外部から入力されたとき、所定の基準値と比
較し該基準値を超えたとき前記歪補償部に前記制御信号
を与えて歪測定データが前記基準値以下になるまで前記
歪補償部の補償歪発生量を調整する制御部とが備えられ
たことをを特徴とするものである。

【００１３】さらに、前記歪補償部は、入出力信号線と
接地間に接続されたダイオードと、該ダイオードに流す
電流を加減する可変抵抗器とからなり、前記制御信号に
よって該可変抵抗器の抵抗値が調整されるように構成さ
れたことを特徴とするものである。

【００１４】

【発明の実施の形態】図１は本発明の実施例を示すブロ
ック図である。図において、電力増幅器１は従来と同じ
であり、歪補償対象の電力増幅器である。２は歪補償部
であり、例えば、可変抵抗器ＲとダイオードＤとによる
従来と同じ構成であるが、可変抵抗器Ｒは、制御信号に
よって抵抗値が変えられる電子可変抵抗器である。３は
制御部、４は接続部、５は測定器である。

【００１５】測定器５は、歪補償電力増幅回路に入力す
る試験信号の発生器を内蔵し、（図示しない）出力端子
から歪補償電力増幅回路に試験信号を入力し、その出力
を取り込んで測定結果を表示するとともに、歪測定デー
タを出力することができる。接続部４は測定器５の測定
データを装置（回路）に取込み制御部３に入力するため
の端子部である。制御部３は測定データが規定値より大
きいか小さいかを判定し、規定値を超えたとき歪補償部
２へ制御信号を与えて可変抵抗器Ｒの値を変化させる。
そして規定値以下になったとき自動調整動作を終了す
る。制御部３は単独に設ける必要はなく、装置のマイク
ロプロセッサを利用することもできる。

【００１６】図２は本発明の歪補償電力増幅回路の出力
電力に含まれる主に３次歪の歪量を規定値以下に自動調
整するための動作フローチャートである。図において、
〜はステップ番号である。図２のフローチャートに
よって動作を説明する。

【００１７】調整対象の装置（送信機）の歪補償電力増
幅回路を測定器５に接続し、測定器５から、指定された
周波数とレベルの試験信号を入力する（ステップ）。
測定器５は、そのときの電力増幅器１の出力を取込み、
その歪成分を測定する（ステップ）。測定器５は測定
した歪量を表示するとともに、接続部４を介して制御部
３にそのデータを送る（ステップ）。制御部３は、そ
のデータと設定された規定値とを比較し（ステップ
）、規定値を超えていれば（Ｎ）歪補償部２に制御信
号を与えてその可変抵抗器の抵抗値を加減する（ステッ
プ）。歪補償部２を調整すると、ステップに戻って
再び測定が行われる。以上を繰り返してステップにお
いて歪量が規定値以下になったと判定されたとき
（Ｙ）、歪補償部２の可変抵抗器の抵抗値が設定され、
各送信機の歪補償量の調整が完了する（ステップ）。

【００１８】このようにして、多数の送信機の歪補償電
力増幅回路が、一台ずつ、順次、自動調整され、多数の
電力増幅部の歪補償値のばらつきが吸収される。

【００１９】上記の歪測定の方法には、２通りあり、相
異なる周波数の２トーン（２信号）を入力信号とし、出
力に含まれる３次相互変調歪を測定する２トーン方法
と、デジタル変調された単一周波数信号（シングルキャ
リア（ＣＷ））を入力信号とし、隣接チャネル周波数に
おける洩れ電力を測定するシングルキャリア方法があ
る。本発明はそのいずれの方法でも適用することができ
る。

【００２０】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明を実
施することにより、多数の送信機の歪補償電力増幅回路
の歪補償量が規定値を満たすように自動調整することが
できるため、生産部門における調整工数が削減され、装
置のコスト低減に極めて著しい効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示すブロック図である。

【図２】本発明の動作フローチャートである。

【図３】歪補償方法の説明図である。

【図４】従来の歪補償電力増幅回路のブロック図であ
る。

【図５】従来の歪補償部の構成例図である。

【符号の説明】

１ 電力増幅器 ２ 歪補償部 ３ 制御部 ４ 接続部 ５ 測定器 〜 ステップ番号

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電力増幅器の非線形性によって発生する
   歪をプリディストーション方法によって補償するように
   構成された電力増幅回路であって、 送信信号を増幅して出力する電力増幅器と、 該電力増幅器の前段に接続され、前記電力増幅器の非線
   形特性と振幅，位相が逆特性の非線形特性を有し、発生
   する補償歪量が外部からの制御信号によって調整される
   歪補償部と、 前記電力増幅器の出力に含まれる歪量が外部測定手段に
   よって測定され歪測定データとして外部から入力された
   とき、所定の基準値と比較し該基準値を超えたとき前記
   歪補償部に前記制御信号を与えて歪測定データが前記基
   準値以下になるまで前記歪補償部の補償歪発生量を調整
   する制御部とが備えられた歪補償電力増幅回路。
2. 【請求項２】 前記歪補償部は、入出力信号線と接地間
   に接続したダイオードと、該ダイオードに流す電流を加
   減する可変抵抗器とからなり、前記制御信号によって該
   可変抵抗器の抵抗値が調整されるように構成されたこと
   を特徴とする請求項１記載の歪補償電力増幅回路。