JP2001267852A - Predistortion circuit - Google Patents

Predistortion circuit

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JP2001267852A
JP2001267852A JP2000080163A JP2000080163A JP2001267852A JP 2001267852 A JP2001267852 A JP 2001267852A JP 2000080163 A JP2000080163 A JP 2000080163A JP 2000080163 A JP2000080163 A JP 2000080163A JP 2001267852 A JP2001267852 A JP 2001267852A
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JP
Japan
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phase
amplifier
source
voltage
circuit
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Application number
JP2000080163A
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Japanese (ja)
Inventor
Keiichi Kitamura
圭一 北村
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YRP KOKINO IDOTAI TSUSHIN KENK
YRP Advanced Mobile Communication Systems Research Laboratories Co Ltd
Original Assignee
YRP KOKINO IDOTAI TSUSHIN KENK
YRP Advanced Mobile Communication Systems Research Laboratories Co Ltd
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Filing date
Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To compensate also the non-linear characteristic of a phase. SOLUTION: A FET12 and a phase compensating capacitor Cp are respectively connected between a buffer amplifier 11 and earth and between an auxiliary amplifier 14 and earth. The differential resistance of the FET12 impressing a prescribed bias voltage to a gate electrode is exponentially functionally raised to the right when voltage between the drain and source of the FET12 is increased and the differential resistance is reduced when the voltage between the gate and source is increased. A current amount to be branched to the capacitor Cp is changed in accordance with the level of the differential resistance. Thus the non-linear characteristics of the amplitude and phase of a saturated amplifier 3 can be compensated to almost linear states by utilizing the differential resistance and the non-linear characteristic of the current amount branched to the capacitor Cp.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、非線形特性を有す
る増幅器を補償するためのプリディストーション回路に
関する。
The present invention relates to a predistortion circuit for compensating an amplifier having a non-linear characteristic.

【0002】[0002]

【従来の技術】無線機器や映像機器における送信機の最
終段とされる高周波信号の電力増幅器に非線形特性が生
じていると、複数の周波数の異なるキャリア信号を増幅
する際に相互変調(Inter Modulation)が生じるように
なる。例えば、電力増幅器に入力される第1のキャリア
信号の周波数をf1とし、第2のキャリア信号の周波数
をf2(ただし、f2>f1)とすると、スプリアスの周
波数が(2f2−f1)および(2f1−f2)とされる3
次相互変調歪成分や、スプリアスの周波数が(3f2
2f1)および(3f1−2f2)とされる5次相互変調
歪成分が生じるようになる。このように、相互変調が生
じると、多くのスプリアスが発生し、隣接するチャンネ
ルに妨害を与えるようになる。そこで、電力増幅器に
は、3次相互変調歪成分のキャリア信号に対する抑圧量
(IM3)および5次相互変調歪成分のキャリア信号に
対する抑圧量(IM5)が規定されており、規定されて
いる所定量以上の大きな抑圧量とできる増幅特性が求め
られている。ただし、5次相互変調歪成分は3次相互変
調歪成分に比べて小さな電力のスプリアスとされること
から、現実的には3次相互変調歪成分の電力を所定値以
下とすればよいことになる。
2. Description of the Related Art If nonlinear characteristics occur in a power amplifier of a high-frequency signal, which is the last stage of a transmitter in radio equipment and video equipment, intermodulation (Inter Modulation) is required when amplifying a plurality of carrier signals having different frequencies. ) Occurs. For example, if the frequency of the first carrier signal input to the power amplifier is f 1 and the frequency of the second carrier signal is f 2 (where f 2 > f 1 ), the spurious frequency is (2f 2 − f 1 ) and (2f 1 −f 2 )
The next intermodulation distortion component and the spurious frequency are (3f 2
5th-order intermodulation distortion components 2f 1 ) and (3f 1 -2f 2 ) are generated. As described above, when the intermodulation occurs, many spurs are generated and interfere with the adjacent channels. Therefore, the power amplifier specifies the amount of suppression (IM3) of the third-order intermodulation distortion component for the carrier signal and the amount of suppression (IM5) of the fifth-order intermodulation distortion component for the carrier signal. There is a demand for an amplification characteristic that can provide a large suppression amount as described above. However, since the fifth-order intermodulation distortion component is a spurious signal having a smaller power than that of the third-order intermodulation distortion component, the power of the third-order intermodulation distortion component may be actually set to a predetermined value or less. Become.

【0003】しかし、電力増幅器としては、電力効率の
点から一般に非線形特性を有しているC級とされた飽和
増幅器が用いられている。そこで、飽和増幅器を用いて
も非線形特性により生じる3次相互変調歪成分の電力を
所定値以下とするために、電力増幅器に前置して電力増
幅器の非線形と逆の非線形を有するプリディストーショ
ン回路を設けるようにしている。
[0003] However, as a power amplifier, a class C saturated amplifier generally having a non-linear characteristic in terms of power efficiency is used. Therefore, in order to reduce the power of the third-order intermodulation distortion component caused by the non-linear characteristic even if a saturation amplifier is used, a pre-distortion circuit having a non-linearity opposite to the non-linearity of the power amplifier is provided before the power amplifier. It is provided.

【0004】本出願人が提案しているプリディストーシ
ョン回路の一例(特願平11−248322号)を図1
4に示す。図14に示すプリディストーション回路20
0の入力端子INには、信号源202から入力信号ein
が入力されており、プリディストーション回路200の
出力端子OUTには飽和増幅器とされている電力増幅器
203が接続されている。この電力増幅器203の出力
は負荷抵抗RLに供給されている。そして、プリディス
トーション回路200を前置することにより、入力信号
inに対する電力増幅器203の出力信号の入力・出力
特性がほぼ線形とされる。
FIG. 1 shows an example of a pre-distortion circuit (Japanese Patent Application No. 11-248322) proposed by the present applicant.
It is shown in FIG. Predistortion circuit 20 shown in FIG.
0 to the input terminal IN of the input signal e in from the signal source 202.
And a power amplifier 203 serving as a saturation amplifier is connected to the output terminal OUT of the predistortion circuit 200. The output of the power amplifier 203 is supplied to a load resistor RL. By providing the pre-distortion circuit 200 in front, the input / output characteristics of the output signal of the power amplifier 203 with respect to the input signal e in are made substantially linear.

【0005】プリディストーション回路200は、利得
がほぼ0dBとされるバッファアンプ211と、バッフ
ァアンプ211に後置接続された補助増幅器213を備
えている。このバッファアンプ211と補助増幅器21
3の入力インピーダンスは入力側のインピーダンスに整
合していると共に、その出力インピーダンスは出力側の
インピーダンスに整合されている。そして、バッファア
ンプ211の出力を補助増幅器213に入力させるライ
ンとアース間にNチャンネルMOS型電界効果トランジ
スタ(N−MOSFET)212が接続されている。こ
のN−MOSFET212のドレイン電極(D)が上記
ラインに接続され、ソース電極(S)がアースに接続さ
れている。さらに、ゲート電極(G)にはバイアス電圧
源214からのバイアス電圧Vgsが供給されている。
一般に、電界効果トランジスタにおいてドレイン・ソー
ス間電圧Vdsを変化させた時に、ドレイン電流は図1
6に示すように非線形に変化するようになる。これによ
り、ドレイン・ソース間電圧Vdsに対するドレイン・
ソース間抵抗Rdsは図16に示すように非線形に変化
するようになる。この非線形特性は、ゲート電極に印加
されるバイアス電圧Vgsにより変化するようになる。
The pre-distortion circuit 200 includes a buffer amplifier 211 having a gain of almost 0 dB, and an auxiliary amplifier 213 connected to the buffer amplifier 211. The buffer amplifier 211 and the auxiliary amplifier 21
The input impedance of No. 3 matches the impedance of the input side, and its output impedance matches the impedance of the output side. An N-channel MOS field effect transistor (N-MOSFET) 212 is connected between a line for inputting the output of the buffer amplifier 211 to the auxiliary amplifier 213 and the ground. The drain electrode (D) of the N-MOSFET 212 is connected to the line, and the source electrode (S) is connected to the ground. Further, a bias voltage Vgs from a bias voltage source 214 is supplied to the gate electrode (G).
Generally, when the drain-source voltage Vds is changed in a field-effect transistor, the drain current increases as shown in FIG.
6, it changes nonlinearly. As a result, the drain-source voltage with respect to the drain-source voltage Vds
The source-to-source resistance Rds changes nonlinearly as shown in FIG. This non-linear characteristic changes according to the bias voltage Vgs applied to the gate electrode.

【0006】図14に示すプリディストーション回路2
00の等価回路は図15に示すようになる。この等価回
路に示すように、プリディストーション回路200にお
けるN−MOSFET212は入出力間に並列接続され
た抵抗Rdsとして示される。なお、信号源202の内
部インピーダンスはRsで表されており、内部インピー
ダンスRsは例えば50Ωとされ、負荷抵抗RLも例え
ば50Ωとされる。この際のプリディストーション回路
1の入出力伝達特性Gは、次式で示される。 G={Rds・RL/(Rds+RL)}/{Rs+Rds・RL/(Rds +RL)} (1) ただし、(1)式においてRdsはN−MOSFET2
12のドレイン・ソース間微分抵抗すなわち交流抵抗で
ある。
A predistortion circuit 2 shown in FIG.
The equivalent circuit of 00 is as shown in FIG. As shown in this equivalent circuit, the N-MOSFET 212 in the predistortion circuit 200 is shown as a resistor Rds connected in parallel between input and output. The internal impedance of the signal source 202 is represented by Rs, the internal impedance Rs is, for example, 50Ω, and the load resistance RL is, for example, 50Ω. The input / output transfer characteristic G of the predistortion circuit 1 at this time is expressed by the following equation. G = {Rds · RL / (Rds + RL)} / {Rs + Rds · RL / (Rds + RL)} (1) where Rds is N-MOSFET2 in equation (1).
Twelve differential resistances between drain and source, that is, AC resistances.

【0007】図16に示すように、ドレイン・ソース間
電圧Vdsの変化に対するドレイン電流Idは右上がり
の飽和特性を示し、ゲート・ソース間電圧Vgsが大き
いほどドレイン電流も大きくなる(Vgs1<Vgs2
<Vgs3)。このことから、図16に示すようにドレ
イン・ソース間電圧Vdsに対する微分抵抗Rdsは指
数関数的に右上がりに変化するようになり、微分抵抗R
dsはドレイン・ソース間電圧Vdsが大きくなると増
加すると共に、微分抵抗Rdsはゲート・ソース間電圧
Vgsが大きくなると減少するようになる。このように
微分抵抗Rdsが変化することから、上記(1)式で示
す伝達特性によるプリディストーション回路200の損
失特性は図17に示すように右下がりの非線形特性とな
る。ただし、図17において、横軸は信号源202から
の入力信号einの入力信号振幅であり、縦軸は図16に
示す微分抵抗Rds1,Rds2,Rds3の変化特性
とされた際のプリディストーション回路200の損失と
されている。
As shown in FIG. 16, the drain current Id with respect to a change in the drain-source voltage Vds exhibits a right-up saturation characteristic, and the drain current increases as the gate-source voltage Vgs increases (Vgs1 <Vgs2).
<Vgs3). From this, as shown in FIG. 16, the differential resistance Rds with respect to the drain-source voltage Vds changes exponentially to the right, and the differential resistance Rds
The ds increases as the drain-source voltage Vds increases, and the differential resistance Rds decreases as the gate-source voltage Vgs increases. Since the differential resistance Rds changes in this manner, the loss characteristic of the pre-distortion circuit 200 due to the transfer characteristic represented by the above equation (1) becomes a non-linear characteristic falling to the right as shown in FIG. 17, the horizontal axis represents the input signal amplitude of the input signal e in from the signal source 202, and the vertical axis represents the predistortion circuit when the change characteristics of the differential resistors Rds1, Rds2, and Rds3 shown in FIG. 200 losses.

【0008】図17において、プリディストーション回
路200の損失が最も小さくなるのは微分抵抗Rdsが
最大になった場合であり、例えば微分抵抗Rdsが無限
大になったとすると上記(1)式で示される伝達関数G
は、GRds=∞=RL/(Rs+RL)となる。ここで、
Rs=RLとされていると、GRds=∞=1/2となる。
すなわち、プリディストーション回路200の最小損失
は、図示するように6dBとなる。また、入力信号振幅
がゼロとされた際に、微分抵抗Rdsは最も小さくなる
からプリディストーション回路200の損失は最大とな
る。例えば、ゲート・ソース間電圧がVgs3とされた
際の入力信号振幅がゼロの時の微分抵抗Rds3が10
オームであったとすると、伝達関数Gが約0.142と
なることからプリディストーション回路200の損失は
約17dBとなる。このことから、プリディストーショ
ン回路200の損失を補償する図14に示す補助増幅器
213の利得は、15dBないし20dBとされる。
In FIG. 17, the loss of the predistortion circuit 200 is minimized when the differential resistance Rds is maximized. For example, if the differential resistance Rds becomes infinite, the above equation (1) is used. Transfer function G
Becomes G Rds = ∞ = RL / (Rs + RL). here,
If Rs = RL, G Rds = ∞ = 1 /.
That is, the minimum loss of the pre-distortion circuit 200 is 6 dB as illustrated. Further, when the amplitude of the input signal is set to zero, the differential resistance Rds becomes the smallest, so that the loss of the predistortion circuit 200 becomes the largest. For example, when the input signal amplitude is zero when the gate-source voltage is Vgs3, the differential resistance Rds3 is 10
If it is ohm, the loss of the pre-distortion circuit 200 is about 17 dB because the transfer function G is about 0.142. Therefore, the gain of the auxiliary amplifier 213 shown in FIG. 14 for compensating for the loss of the predistortion circuit 200 is set to 15 dB to 20 dB.

【0009】以上のことを総合すると、図14に示すプ
リディストーション回路200の動作は図18に示すフ
ローのようになる。すなわち、図18に示すように信号
源202の入力信号einの振幅が大きくなる(ステップ
S31)と、N−MOSFET212のドレイン・ソー
ス間電圧Vdsが増加し(ステップS32)、この結果
図16に示すように微分抵抗Rdsが増加し(ステップ
S33)、図17に示すようにプリディストーション回
路200の損失が減少するようになる(ステップS3
4)。このように、信号源202の入力信号einの振幅
が大きくなると、プリディストーション回路200の損
失が減少するので、より大きな入力信号が電力増幅器2
03に入力されるようになる。このため、図19にaで
示す飽和特性とされた電力増幅器203の非線形特性
が、図19にbで示すプリディストーション回路200
の非線形特性で補償されて図19にcで示すように出力
レベルはほぼ線形となる。すなわち、電力増幅器203
の非線形特性とプリディストーション回路200非線形
特性が逆の特性とされるので、図19にcで示すように
プリディストーション回路200を前置した電力増幅器
203の総合特性が、ほぼ線形となる。
[0009] Summing up the above, the operation of the pre-distortion circuit 200 shown in FIG. 14 is as shown in the flow chart of FIG. That is, as shown in FIG. 18, when the amplitude of the input signal e in of the signal source 202 increases (step S31), the drain-source voltage Vds of the N-MOSFET 212 increases (step S32). As a result, FIG. As shown, the differential resistance Rds increases (step S33), and the loss of the pre-distortion circuit 200 decreases as shown in FIG. 17 (step S3).
4). As described above, when the amplitude of the input signal e in of the signal source 202 increases, the loss of the pre-distortion circuit 200 decreases.
03 will be input. Therefore, the non-linear characteristic of the power amplifier 203 having the saturation characteristic shown in FIG. 19A is changed to the pre-distortion circuit 200 shown in FIG.
19, the output level becomes substantially linear as shown by c in FIG. That is, the power amplifier 203
And the non-linear characteristic of the pre-distortion circuit 200 are reversed, so that the overall characteristic of the power amplifier 203 provided with the pre-distortion circuit 200 in front of it as shown in FIG.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】上記説明したプリディ
ストーション回路は、振幅について飽和特性を示す電力
増幅器の逆特性をプリディストーション回路により実現
している。これにより、電力増幅器にプリディストーシ
ョン回路を前置することにより、振幅の非線形特性を補
償して線形特性とすることができる。しかしながら、増
幅器においては出力信号の位相も、入力信号レベルに応
じて非線形に変化するようになるが、上記したプリディ
ストーション回路においては位相の非線形特性について
は考慮されていない。このため、飽和特性を示す増幅器
における3次相互変調歪成分のキャリア信号に対する抑
圧量(IM3)が、ある程度以上は改善されないという
問題点があった。
In the pre-distortion circuit described above, the reverse characteristic of a power amplifier showing a saturation characteristic with respect to amplitude is realized by the pre-distortion circuit. Thus, by providing a predistortion circuit in front of the power amplifier, it is possible to compensate for the non-linear characteristic of the amplitude and obtain a linear characteristic. However, in the amplifier, the phase of the output signal also changes non-linearly according to the input signal level. However, the pre-distortion circuit does not consider the non-linear characteristic of the phase. For this reason, there is a problem that the suppression amount (IM3) of the third-order intermodulation distortion component for the carrier signal in the amplifier exhibiting the saturation characteristic is not improved to a certain degree or more.

【0011】そこで、本発明は、位相の非線形特性をも
補償することのできるプリディストーション回路を提供
することを目的としている。
Accordingly, an object of the present invention is to provide a predistortion circuit capable of compensating for even the nonlinear characteristic of the phase.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明のプリディストーション回路は、増幅器に前置
して設けられると共に、前記増幅器の非線形特性を補償
するためのプリディストーション回路であって、入力端
子と出力端子間を接続するラインとアース間に接続され
たトランジスタと、該トランジスタの制御電極に所定の
バイアス電圧を与えるバイアス電圧源と、前記トランジ
スタと並列に接続された位相補償用コンデンサとを備え
ている。
In order to achieve the above object, a predistortion circuit according to the present invention is provided in front of an amplifier, and is a predistortion circuit for compensating for nonlinear characteristics of the amplifier. A transistor connected between the line connecting the input terminal and the output terminal and the ground, a bias voltage source for applying a predetermined bias voltage to the control electrode of the transistor, and a phase compensation capacitor connected in parallel with the transistor And

【0013】また、上記目的を達成することのできる本
発明の他のプリディストーション回路は、増幅器に前置
して設けられると共に、前記増幅器の非線形特性を補償
するためのプリディストーション回路であって、入力端
子と出力端子間を接続するラインとアース間に接続され
たトランジスタと、該トランジスタの制御電極に所定の
バイアス電圧を与えるバイアス電圧源と、前記トランジ
スタと並列に接続された位相補償用インダクタとを備え
ている。
According to another aspect of the present invention, there is provided a predistortion circuit which is provided in front of an amplifier and which compensates for nonlinear characteristics of the amplifier. A transistor connected between the line connecting the input terminal and the output terminal and the ground, a bias voltage source for applying a predetermined bias voltage to the control electrode of the transistor, a phase compensation inductor connected in parallel with the transistor, It has.

【0014】さらに、上記本発明のプリディストーショ
ン回路において、前記トランジスタが電界効果トランジ
スタとされ、そのドレイン電極が前記ラインに接続さ
れ、そのソース電極がアースに接続されていてもよい。
さらに、上記本発明のプリディストーション回路におい
て、前記入力端子と前記トランジスタが接続されている
ライン間にバッファ増幅器が挿入されていると共に、前
記トランジスタが接続されているラインと前記出力端子
との間に、前記トランジスタによる減衰量を補償するた
めの補助増幅器が挿入されていてもよい。さらにまた、
上記本発明のプリディストーション回路において、前記
バイアス電圧源が可変電圧源とされて、非線形補償量を
調整できるようにされていてもよい。
Further, in the predistortion circuit according to the present invention, the transistor may be a field effect transistor, a drain electrode may be connected to the line, and a source electrode may be connected to ground.
Further, in the predistortion circuit of the present invention, a buffer amplifier is inserted between the input terminal and the line to which the transistor is connected, and between the line to which the transistor is connected and the output terminal. , An auxiliary amplifier for compensating the amount of attenuation by the transistor may be inserted. Furthermore,
In the predistortion circuit of the present invention, the bias voltage source may be a variable voltage source so that the amount of nonlinear compensation can be adjusted.

【0015】このような本発明によれば、トランジスタ
の非線形特性を利用して振幅の補償を行うと共に、トラ
ンジスタに並列に接続された位相補償用コンデンサある
いは位相補償用インダクタとの相互作用により位相の補
償を行うことができるので、振幅に加えて位相の非線形
特性をも補償することのできるプリディストーション回
路とすることができる。また、トランジスタの非線形特
性を制御電極に与えるバイアス電圧により変化すること
ができるので、バイアス電圧源を可変電圧源とすること
により、位相および振幅の補償量を調整することがで
き、最良の補償を行うことができるようになる。
According to the present invention, the amplitude is compensated by utilizing the non-linear characteristic of the transistor, and the phase is compensated by the interaction with the phase compensating capacitor or the phase compensating inductor connected in parallel with the transistor. Since compensation can be performed, a pre-distortion circuit capable of compensating for non-linear characteristics of phase in addition to amplitude can be provided. Also, since the non-linear characteristics of the transistor can be changed by the bias voltage applied to the control electrode, by using a bias voltage source as a variable voltage source, the amount of phase and amplitude compensation can be adjusted, and the best compensation can be achieved. Will be able to do it.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】本発明のプリディストーション回
路の第1の実施の形態における回路構成を図1に示す。
第1の実施の形態のプリディストーション回路は、飽和
特性を示す増幅器が進み位相の増幅器とされる場合のプ
リディストーション回路とされている。図1に示すプリ
ディストーション回路1の入力端子INには、信号源2
から入力信号が入力されており、プリディストーション
回路1の出力端子OUTには飽和増幅器3が後置されて
いる。この飽和増幅器3の出力は負荷抵抗RLに供給さ
れるが、飽和増幅器3が送信機の最終段とされる場合は
負荷抵抗RLはアンテナ系となる。アンテナ系は、一般
に整合回路とアンテナから構成されている。そして、プ
リディストーション回路1を前置することにより、信号
源2からの入力信号に対する飽和増幅器3の出力信号の
入力・出力特性がほぼ線形とされて、3次相互変調歪成
分のキャリア信号に対する抑圧量(IM3)を十分な抑
圧量とすることができるようになる。
FIG. 1 shows a circuit configuration of a predistortion circuit according to a first embodiment of the present invention.
The pre-distortion circuit according to the first embodiment is a pre-distortion circuit in a case where an amplifier exhibiting a saturation characteristic is an advanced phase amplifier. The input terminal IN of the pre-distortion circuit 1 shown in FIG.
, And an output terminal OUT of the predistortion circuit 1 is followed by a saturation amplifier 3. The output of the saturation amplifier 3 is supplied to a load resistor RL. When the saturation amplifier 3 is the last stage of the transmitter, the load resistor RL becomes an antenna system. The antenna system generally includes a matching circuit and an antenna. By providing the pre-distortion circuit 1 in front, the input / output characteristics of the output signal of the saturation amplifier 3 with respect to the input signal from the signal source 2 are made almost linear, and the third-order intermodulation distortion component is suppressed for the carrier signal. The amount (IM3) can be made a sufficient suppression amount.

【0017】このプリディストーション回路1は、利得
がほぼ0dBとされるバッファアンプ11と、バッファ
アンプ11に後置接続された補助増幅器14を備えてい
る。このバッファアンプ11と補助増幅器14の入力イ
ンピーダンスは、その入力側のインピーダンスに整合し
ていると共に、出力インピーダンスはその出力側のイン
ピーダンスに整合するようにされている。そして、バッ
ファアンプ11の出力は補助増幅器14に入力される
が、その出力が伝達されるラインとアース間に電界効果
トランジスタ(FET)12が接続されている。このF
ET12は、例えばNチャンネルMOS(Metal Oxide
Semiconductor)型FET(N−MOSFET)とされ
ており、そのドレイン電極(D)が上記ラインに接続さ
れ、ソース電極(S)がアースに接続されている。さら
に、ゲート電極(G)にはバイアス電圧源13からのバ
イアス電圧Vgsが供給されている。
The pre-distortion circuit 1 includes a buffer amplifier 11 having a gain of approximately 0 dB and an auxiliary amplifier 14 connected to the buffer amplifier 11. The input impedance of the buffer amplifier 11 and that of the auxiliary amplifier 14 are matched with the impedance of the input side, and the output impedance is matched with the impedance of the output side. The output of the buffer amplifier 11 is input to the auxiliary amplifier 14, and a field effect transistor (FET) 12 is connected between the line to which the output is transmitted and the ground. This F
The ET 12 is, for example, an N-channel MOS (Metal Oxide).
Semiconductor) type FET (N-MOSFET), the drain electrode (D) is connected to the line, and the source electrode (S) is connected to the ground. Further, the bias voltage Vgs from the bias voltage source 13 is supplied to the gate electrode (G).

【0018】一般に、電界効果トランジスタにおいてド
レイン・ソース間電圧を変化させた時に、ドレイン電流
の変化は非線形特性となる。すなわち、ドレイン・ソー
ス間電圧に対するドレイン・ソース間の微分抵抗は非線
形に変化するようになる。この微分抵抗の非線形特性
は、ゲート電極に印加されるバイアス電圧Vgsにより
変化するようになる。図1に示すプリディストーション
回路1は、この微分抵抗の非線形特性を利用して後置さ
れる飽和増幅器3の振幅の非線形特性を補償するように
している。また、FET12に並列に位相補償用コンデ
ンサCpが接続されている。本発明の第1の実施の形態
のプリディストーション回路1においては、この位相補
償用コンデンサCpを接続する構成が特徴とされてい
る。この位相補償用コンデンサCpを、上記したFET
12における非線形特性を有するドレイン・ソース間の
微分抵抗に並列接続することにより、プリディストーシ
ョン回路1に後置される飽和増幅器3の位相の非線形特
性を補償するようにしている。
In general, when the drain-source voltage is changed in a field-effect transistor, the change in drain current has non-linear characteristics. That is, the differential resistance between the drain and the source with respect to the voltage between the drain and the source changes nonlinearly. The non-linear characteristic of the differential resistance changes depending on the bias voltage Vgs applied to the gate electrode. The pre-distortion circuit 1 shown in FIG. 1 uses the nonlinear characteristic of the differential resistance to compensate for the nonlinear characteristic of the amplitude of the post-saturation amplifier 3. A phase compensation capacitor Cp is connected in parallel with the FET 12. The pre-distortion circuit 1 according to the first embodiment of the present invention is characterized in that the phase compensating capacitor Cp is connected. This phase compensation capacitor Cp is connected to the above-described FET.
By connecting in parallel with the differential resistance between the drain and the source having the nonlinear characteristic in 12, the nonlinear characteristic of the phase of the saturation amplifier 3 provided after the predistortion circuit 1 is compensated.

【0019】上記プリディストーション回路1の等価回
路を図2に示す。この等価回路では、プリディストーシ
ョン回路1におけるFET12は入出力間に並列接続さ
れたドレイン・ソース間の微分抵抗Rdsとして示され
ている。ただし、バッファアンプ11の入出力インピー
ダンスは、入力側および出力側に整合されて後述する伝
達特性に影響を与えないためバッファアンプ11を省略
して示している。なお、信号源2の内部インピーダンス
はRsで表され、この内部インピーダンスRsは例えば
50Ωとされている。さらに、補助増幅器14の入力イ
ンピーダンスはRLで表され、その入力インピーダンス
RLは例えば50Ωとされている。ここで、微分抵抗R
ds、位相補償用コンデンサCp、入力インピーダンス
RLを並列接続した並列インピーダンスをZpとする
と、プリディストーション回路1の入出力伝達特性G
は、次式で示される。 G=Zp/(Rs+Zp) (2) ただし、(2)式においてインピーダンスZpは次式で
示される。 Zp=1/{(1/Rds)+jωCp+(1/RL)} (3) なお、RdsはFET12のドレイン・ソース間の微分
抵抗であり、交流抵抗である。
FIG. 2 shows an equivalent circuit of the pre-distortion circuit 1. In this equivalent circuit, the FET 12 in the predistortion circuit 1 is shown as a drain-source differential resistance Rds connected in parallel between the input and output. However, since the input / output impedance of the buffer amplifier 11 is matched on the input side and the output side and does not affect the transfer characteristics described later, the buffer amplifier 11 is omitted. The internal impedance of the signal source 2 is represented by Rs, and the internal impedance Rs is, for example, 50Ω. Further, the input impedance of the auxiliary amplifier 14 is represented by RL, and the input impedance RL is, for example, 50Ω. Here, the differential resistance R
ds, the phase compensation capacitor Cp, and the parallel impedance obtained by connecting the input impedance RL in parallel are Zp, and the input / output transfer characteristic G of the predistortion circuit 1
Is represented by the following equation. G = Zp / (Rs + Zp) (2) In the equation (2), the impedance Zp is represented by the following equation. Zp = 1 / {(1 / Rds) + jωCp + (1 / RL)} (3) Note that Rds is a differential resistance between the drain and source of the FET 12, and is an AC resistance.

【0020】FET12のドレイン・ソース間の微分抵
抗Rdsは、バッファアンプ11から出力される信号の
電圧レベルに応じて非線形に変化するようになる。これ
により、飽和増幅器3の振幅の非線形特性を補償できる
ことは、前記説明したとおりであるので、ここではその
概略を図16ないし図19を補助的に参照して説明する
ものとする。図16に示すように、ドレイン・ソース間
電圧Vdsの変化に対するドレイン電流Idは右上がり
の飽和特性を示す。そして、Vgs1<Vgs2<Vg
s3とされているゲート・ソース間電圧Vgsが大きく
なるほど、ドレイン電流Idは大きくなる。この場合、
ドレイン・ソース間電圧Vdsをドレイン電流で微分し
た微分抵抗Rdsは、図16に示すように指数関数的に
右上がりに変化するようになる。さらに、微分抵抗Rd
sはドレイン・ソース間電圧Vdsが大きくなると急増
すると共に、微分抵抗Rdsはゲート・ソース間電圧V
gsが大きくなるにつれて図示するように減少する。
The differential resistance Rds between the drain and source of the FET 12 changes nonlinearly according to the voltage level of the signal output from the buffer amplifier 11. As described above, the non-linear characteristic of the amplitude of the saturation amplifier 3 can be compensated as described above, and the outline thereof will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 16, the drain current Id with respect to the change in the drain-source voltage Vds shows a right-saturation saturation characteristic. Then, Vgs1 <Vgs2 <Vg
As the gate-source voltage Vgs set as s3 increases, the drain current Id increases. in this case,
The differential resistance Rds obtained by differentiating the drain-source voltage Vds with the drain current changes exponentially upward as shown in FIG. Further, the differential resistance Rd
s increases sharply as the drain-source voltage Vds increases, and the differential resistance Rds changes according to the gate-source voltage Vds.
It decreases as shown in the figure as gs increases.

【0021】このように微分抵抗Rdsが変化すること
から、上記(2)式で示す伝達特性Gによるプリディス
トーション回路1の損失特性は図17に示す右下がりの
非線形特性と同様の特性となる。プリディストーション
回路1の損失が最も小さくなるのは信号源2からの入力
信号レベルが大きく微分抵抗Rdsが最大になった場合
であり、信号源2からの入力信号レベルがほぼゼロとさ
れた際に微分抵抗Rdsは最も小さくなって、プリディ
ストーション回路1の損失は最大となる。この損失を補
助するのが補助増幅器14であり、例えば補助増幅器1
4の利得は、15dBないし20dBとされる。
Since the differential resistance Rds changes in this manner, the loss characteristic of the pre-distortion circuit 1 based on the transfer characteristic G expressed by the above equation (2) is similar to the non-linear characteristic falling to the right shown in FIG. The loss of the predistortion circuit 1 is minimized when the input signal level from the signal source 2 is large and the differential resistance Rds is maximized, and when the input signal level from the signal source 2 is almost zero. The differential resistance Rds becomes the smallest, and the loss of the pre-distortion circuit 1 becomes the largest. The auxiliary amplifier 14 assists this loss. For example, the auxiliary amplifier 1
The gain of 4 is 15 dB to 20 dB.

【0022】このように、信号源2からの入力信号の振
幅が大きくなると、プリディストーション回路1の損失
が減少するので、より大きな入力信号が飽和増幅器3に
入力されるようになる。このため、図19にaで示す飽
和特性とされた飽和増幅器3の非線形特性が、図19に
bで示すプリディストーション回路1の非線形特性で補
償されて出力レベルはほぼ線形となる。すなわち、飽和
増幅器3の非線形特性とプリディストーション回路1の
非線形特性が逆特性とされるので、図19にcで示すよ
うにプリディストーション回路1を前置した飽和増幅器
3の総合特性がほぼ線形となるのである。
As described above, when the amplitude of the input signal from the signal source 2 increases, the loss of the predistortion circuit 1 decreases, so that a larger input signal is input to the saturation amplifier 3. Therefore, the nonlinear characteristic of the saturation amplifier 3 having the saturation characteristic shown in FIG. 19A is compensated for by the nonlinear characteristic of the predistortion circuit 1 shown in FIG. 19B, and the output level becomes almost linear. That is, since the nonlinear characteristic of the saturation amplifier 3 and the nonlinear characteristic of the pre-distortion circuit 1 are reversed, the overall characteristic of the saturation amplifier 3 in which the pre-distortion circuit 1 is provided in front as shown in FIG. It becomes.

【0023】次に、位相補償用コンデンサCpにより位
相の補償を行う原理の説明を図3を参照して行う。図3
(a)に示すプリディストーション回路1は、前記した
図2に示す等価回路で示されている。この図3(a)に
示すプリディストーション回路1の信号源2からの入力
信号電圧Vinに対する出力信号電圧Voutの位相関
係を、図3(b)(c)にベクトル図で示す。ただし、
電流Itは信号源2から供給される電流であり、電流I
rは並列接続された微分抵抗Rdsと補助増幅器の入力
インピーダンスRLに分流する電流であり、電流Icは
位相補償用コンデンサCpに分流する電流である。ま
た、電圧Vrsは信号源の内部抵抗Rsによる電圧降下
分の電圧である。
Next, the principle of phase compensation by the phase compensation capacitor Cp will be described with reference to FIG. FIG.
The pre-distortion circuit 1 shown in (a) is shown by the equivalent circuit shown in FIG. The phase relationship between the output signal voltage Vout and the input signal voltage Vin from the signal source 2 of the predistortion circuit 1 shown in FIG. 3A is shown in a vector diagram in FIGS. 3B and 3C. However,
The current It is a current supplied from the signal source 2, and the current It
r is a current shunted to the differential resistance Rds and the input impedance RL of the auxiliary amplifier connected in parallel, and a current Ic is a current shunted to the phase compensation capacitor Cp. The voltage Vrs is a voltage corresponding to a voltage drop due to the internal resistance Rs of the signal source.

【0024】図3(b)に示すように、入力信号電圧V
inは、内部抵抗Rsによる電圧降下Vrsと出力信号
電圧Voutとに分圧される。ところで、電流Icはコ
ンデンサに流れる電流であることから抵抗に流れる電流
Irより90°位相が進んでおり、電流Itは電流Ic
と電流Irとをベクトル合成した位相の電流となってい
る。電圧降下Vrsは、内部抵抗Rsによる電圧降下の
ため電流Itと同相の電圧となり、図示するように結局
のところ出力信号電圧Voutは入力信号電圧Vinよ
り位相θdだけ遅れ位相となる。ここで、入力信号電圧
Vinのレベルが大きくなる(FET12のドレイン・
ソース間電圧Vdsが大きくなる)と、微分抵抗Rds
が微分抵抗Rds’に増大することになるので、電流I
rは図3(c)に示す電流Ir’のように減少するよう
になる。これにより、電流Icの分流割合が増大して、
図3(c)に示すように電流It’の位相はより進み位
相となる。従って、電圧降下Vrs’の位相もより進み
位相となり、図示するように出力信号電圧Vout’の
位相は入力信号電圧Vin’の位相より、より遅れた位
相θd’の遅れ位相となる。
As shown in FIG. 3B, the input signal voltage V
in is divided into a voltage drop Vrs due to the internal resistance Rs and an output signal voltage Vout. By the way, since the current Ic is a current flowing in the capacitor, the current Ic is ahead of the current Ir flowing in the resistor by 90 °, and the current It is the current Ic
And the current Ir are vector-combined. The voltage drop Vrs becomes a voltage having the same phase as the current It due to the voltage drop due to the internal resistance Rs. As shown in the figure, the output signal voltage Vout eventually lags behind the input signal voltage Vin by the phase θd. Here, the level of the input signal voltage Vin increases (the drain voltage of the FET 12).
When the source-to-source voltage Vds increases), the differential resistance Rds
Increases to the differential resistance Rds', so that the current I
r decreases like the current Ir ′ shown in FIG. As a result, the shunt ratio of the current Ic increases,
As shown in FIG. 3C, the phase of the current It ′ becomes a more advanced phase. Accordingly, the phase of the voltage drop Vrs 'also becomes a leading phase, and as shown in the drawing, the phase of the output signal voltage Vout' becomes a lagging phase of the phase θd 'which is later than the phase of the input signal voltage Vin'.

【0025】この場合、信号源2からの入力信号電圧V
inのレベルが大きくなるに従って、微分抵抗Rdsが
増大していくようになり、出力信号電圧Voutの位相
はより遅れる遅れ位相となる。また、信号源2からの入
力信号電圧Vinのレベルが小さくなるに従って、微分
抵抗Rdsが減少していくようになり、出力信号電圧V
outの位相遅れ量は小さくなっていく。このように、
信号源2からの入力信号電圧Vinのレベルに応じて、
プリディストーション回路1の遅れ位相量を可変するこ
とができるようになる。これにより、進み位相の増幅器
とされている飽和増幅器3の位相を補償することができ
るようになる。また、FET12のゲート電極に印加さ
れているバイアス電圧源13のバイアス電圧Vgsを可
変すると、それに応じて微分抵抗Rdsが変化し、電流
Irと電流Icの分流割合が変化するようになる。この
ように、バイアス電圧Vgsを可変することにより入力
信号電圧Vinに対する出力信号電圧Voutの遅れ位
相量を調整することができるようになる。
In this case, the input signal voltage V from the signal source 2
As the level of “in” increases, the differential resistance Rds increases, and the phase of the output signal voltage Vout becomes a later phase. Further, as the level of the input signal voltage Vin from the signal source 2 decreases, the differential resistance Rds decreases, and the output signal voltage Vds
The phase delay amount of out decreases. in this way,
According to the level of the input signal voltage Vin from the signal source 2,
The delay phase amount of the pre-distortion circuit 1 can be varied. This makes it possible to compensate for the phase of the saturating amplifier 3, which is the leading phase amplifier. When the bias voltage Vgs of the bias voltage source 13 applied to the gate electrode of the FET 12 is changed, the differential resistance Rds changes accordingly, and the shunt ratio of the current Ir and the current Ic changes. Thus, by varying the bias voltage Vgs, the amount of delay of the output signal voltage Vout with respect to the input signal voltage Vin can be adjusted.

【0026】以上のことを総合すると、本発明の第1の
実施の形態にかかるプリディストーション回路1は図4
に示すフローチャートのように動作して、飽和増幅器3
の振幅および位相の非線形特性を補償するようにしてい
る。図4に示すフローチャートを説明すると、信号源2
の入力信号電圧Vinの振幅が増大する(ステップS
1)と、FET12のドレイン・ソース間電圧Vdsが
増加して微分抵抗Rdsが増加し(ステップS2)、こ
の結果微分抵抗Rdsに流れる電流Irが減少する(ス
テップS3)。これにより、出力電圧Voutの位相遅
れが増大し(ステップS4)、この遅れ位相の出力電圧
Voutが飽和増幅器3に供給される。この場合、飽和
増幅器3における増幅出力は、入力信号のレベルが大き
くなるにつれて位相が進むようになり(ステップS
5)、結局のところ飽和増幅器3から出力される増幅出
力の位相変化が減少する(ステップS6)。これによ
り、飽和増幅器3の振幅および位相の非線形特性が、プ
リディストーション回路1により補償されて、その線形
性が向上するようになる(ステップS7)。
Summing up the above, the pre-distortion circuit 1 according to the first embodiment of the present invention has the configuration shown in FIG.
Operates as shown in the flowchart of FIG.
Is compensated for the non-linear characteristics of the amplitude and the phase. Referring to the flowchart shown in FIG.
Of the input signal voltage Vin increases (step S
1), the drain-source voltage Vds of the FET 12 increases and the differential resistance Rds increases (step S2), and as a result, the current Ir flowing through the differential resistance Rds decreases (step S3). As a result, the phase delay of the output voltage Vout increases (step S4), and the output voltage Vout having this delay phase is supplied to the saturation amplifier 3. In this case, the phase of the amplified output from the saturation amplifier 3 advances as the level of the input signal increases (step S).
5) After all, the phase change of the amplified output output from the saturation amplifier 3 decreases (step S6). Thereby, the non-linear characteristics of the amplitude and the phase of the saturation amplifier 3 are compensated by the pre-distortion circuit 1, and the linearity is improved (step S7).

【0027】次に、本発明のプリディストーション回路
の第2の実施の形態における回路構成を図5に示す。第
2の実施の形態のプリディストーション回路は、飽和特
性を示す増幅器が遅れ位相の増幅器とされる場合のプリ
ディストーション回路とされている。図5に示すプリデ
ィストーション回路100の入力端子INには、信号源
2から入力信号が入力されており、プリディストーショ
ン回路100の出力端子OUTには飽和増幅器3が後置
されている。この飽和増幅器3の出力は負荷抵抗RLに
供給されるが、飽和増幅器3が送信機の最終段とされる
場合は負荷抵抗RLはアンテナ系となる。アンテナ系
は、一般に整合回路とアンテナから構成されている。そ
して、プリディストーション回路100を前置すること
により、信号源2からの入力信号に対する飽和増幅器3
の出力信号の入力・出力特性がほぼ線形とされて、3次
相互変調歪成分のキャリア信号に対する抑圧量(IM
3)を十分な抑圧量とすることができるようになる。
FIG. 5 shows a circuit configuration of a predistortion circuit according to a second embodiment of the present invention. The pre-distortion circuit according to the second embodiment is a pre-distortion circuit in a case where an amplifier exhibiting a saturation characteristic is a lag-phase amplifier. An input signal from a signal source 2 is input to an input terminal IN of the pre-distortion circuit 100 shown in FIG. 5, and a saturation amplifier 3 is provided at an output terminal OUT of the pre-distortion circuit 100. The output of the saturation amplifier 3 is supplied to a load resistor RL. When the saturation amplifier 3 is the last stage of the transmitter, the load resistor RL becomes an antenna system. The antenna system generally includes a matching circuit and an antenna. By providing the pre-distortion circuit 100 in front, the saturation amplifier 3 with respect to the input signal from the signal source 2 can be used.
The input / output characteristics of the output signal are substantially linear, and the amount of suppression of the third-order intermodulation distortion component with respect to the carrier signal (IM
3) can be made a sufficient suppression amount.

【0028】このプリディストーション回路100は、
利得がほぼ0dBとされるバッファアンプ11と、バッ
ファアンプ11に後置接続された補助増幅器14を備え
ている。このバッファアンプ11と補助増幅器14の入
力インピーダンスは、その入力側のインピーダンスに整
合していると共に、出力インピーダンスはその出力側の
インピーダンスに整合するようにされている。そして、
バッファアンプ11の出力は補助増幅器14に入力され
るが、その出力が伝達されるラインとアース間に電界効
果トランジスタ(FET)12が接続されている。この
FET12は、例えばN−MOSFETとされており、
そのドレイン電極(D)が上記ラインに接続され、ソー
ス電極(S)がアースに接続されている。さらに、ゲー
ト電極(G)にはバイアス電圧源13からのバイアス電
圧Vgsが供給されている。
This pre-distortion circuit 100
A buffer amplifier 11 having a gain of approximately 0 dB and an auxiliary amplifier 14 connected downstream of the buffer amplifier 11 are provided. The input impedance of the buffer amplifier 11 and that of the auxiliary amplifier 14 are matched with the impedance of the input side, and the output impedance is matched with the impedance of the output side. And
The output of the buffer amplifier 11 is input to an auxiliary amplifier 14, and a field effect transistor (FET) 12 is connected between a line to which the output is transmitted and ground. The FET 12 is, for example, an N-MOSFET,
The drain electrode (D) is connected to the line, and the source electrode (S) is connected to the ground. Further, the bias voltage Vgs from the bias voltage source 13 is supplied to the gate electrode (G).

【0029】電界効果トランジスタにおいては、ドレイ
ン・ソース間電圧を変化させた時に、ドレイン電流の変
化は非線形特性となる。すなわち、ドレイン・ソース間
電圧に対するドレイン・ソース間の微分抵抗は非線形に
変化するようになる。この微分抵抗の非線形特性は、ゲ
ート電極に印加されるバイアス電圧Vgsにより変化す
るようになる。図5に示すプリディストーション回路1
00は、この微分抵抗の非線形特性を利用して後置され
る飽和増幅器3の振幅の非線形特性を補償するようにし
ている。また、FET12に並列に位相補償用インダク
タLpが接続されている。本発明の第2の実施の形態の
プリディストーション回路100においては、この位相
補償用インダクタLpを接続する構成が特徴とされてい
る。この位相補償用インダクタLpを、上記したFET
12における非線形特性を有するドレイン・ソース間の
微分抵抗に並列接続することにより、プリディストーシ
ョン回路100に後置される飽和増幅器3の位相の非線
形特性を補償するようにしている。
In a field effect transistor, when the drain-source voltage is changed, the change in the drain current has a non-linear characteristic. That is, the differential resistance between the drain and the source with respect to the voltage between the drain and the source changes nonlinearly. The non-linear characteristic of the differential resistance changes depending on the bias voltage Vgs applied to the gate electrode. Predistortion circuit 1 shown in FIG.
No. 00 compensates for the non-linear characteristic of the amplitude of the post-saturation amplifier 3 by utilizing the non-linear characteristic of the differential resistance. Further, a phase compensation inductor Lp is connected in parallel with the FET 12. The predistortion circuit 100 according to the second embodiment of the present invention is characterized by a configuration in which the phase compensation inductor Lp is connected. This phase compensation inductor Lp is connected to the above-described FET.
By connecting in parallel with the differential resistance between the drain and the source having the nonlinear characteristic in 12, the nonlinear characteristic of the phase of the saturation amplifier 3 provided after the pre-distortion circuit 100 is compensated.

【0030】上記プリディストーション回路100の等
価回路を図6に示す。この等価回路では、プリディスト
ーション回路100におけるFET12は入出力間に並
列接続されたドレイン・ソース間の微分抵抗Rdsとし
て示されている。ただし、バッファアンプ11の入出力
インピーダンスは、入力側および出力側に整合されて後
述する伝達特性に影響を与えないためバッファアンプ1
1を省略して示している。なお、信号源2の内部インピ
ーダンスはRsで表され、内部インピーダンスRsは例
えば50Ωとされている。さらに、補助増幅器14の入
力インピーダンスはRLで表され、その入力インピーダ
ンスRLは例えば50Ωとされている。ここで、微分抵
抗Rds、位相補償用インダクタLp、入力インピーダ
ンスRLを並列接続した並列インピーダンスをZpとす
ると、プリディストーション回路100の入出力伝達特
性Gは、次式で示される。 G=Zp/(Rs+Zp) (4) ただし、(4)式においてインピーダンスZpは次式で
示される。 Zp=1/{(1/Rds)+(1/jωLp)+(1/RL)} (5) なお、RdsはFET12のドレイン・ソース間の微分
抵抗であり、交流抵抗である。
FIG. 6 shows an equivalent circuit of the pre-distortion circuit 100. In this equivalent circuit, the FET 12 in the predistortion circuit 100 is shown as a drain-source differential resistance Rds connected in parallel between the input and output. However, since the input / output impedance of the buffer amplifier 11 is matched on the input side and the output side and does not affect the transfer characteristics described later, the buffer amplifier 1
1 is omitted. The internal impedance of the signal source 2 is represented by Rs, and the internal impedance Rs is, for example, 50Ω. Further, the input impedance of the auxiliary amplifier 14 is represented by RL, and the input impedance RL is, for example, 50Ω. Here, assuming that a parallel impedance obtained by connecting the differential resistance Rds, the phase compensation inductor Lp, and the input impedance RL in parallel is Zp, the input / output transfer characteristic G of the predistortion circuit 100 is expressed by the following equation. G = Zp / (Rs + Zp) (4) However, in the equation (4), the impedance Zp is expressed by the following equation. Zp = 1 / {(1 / Rds) + (1 / jωLp) + (1 / RL)} (5) Rds is a differential resistance between the drain and the source of the FET 12, and is an AC resistance.

【0031】FET12のドレイン・ソース間の微分抵
抗Rdsは、バッファアンプ11から出力される信号の
電圧レベルに応じて非線形に変化するようになる。これ
により、飽和増幅器3の振幅の非線形特性を補償できる
ことは、前記説明したとおりであるので、ここではその
説明を省略するものとする。次に、位相補償用インダク
タLpにより位相の補償を行う原理の説明を図7を参照
して行う。図7(a)に示すプリディストーション回路
100は、前記した図6に示す等価回路に示されてい
る。この図7(a)に示すプリディストーション回路1
00の信号源2からの入力信号電圧Vinに対する出力
信号電圧Voutの位相関係を、図7(b)(c)にベ
クトル図で示す。ただし、電流Itは信号源2から供給
される電流であり、電流Irは並列接続された微分抵抗
Rdsと補助増幅器の入力インピーダンスRLに分流す
る電流であり、電流ILは位相補償用インダクタLpに
分流する電流である。また、電圧Vrsは信号源の内部
抵抗Rsによる電圧降下分の電圧である。
The differential resistance Rds between the drain and the source of the FET 12 changes non-linearly according to the voltage level of the signal output from the buffer amplifier 11. As described above, the non-linear characteristic of the amplitude of the saturation amplifier 3 can be compensated for as described above, and the description is omitted here. Next, the principle of phase compensation by the phase compensation inductor Lp will be described with reference to FIG. The pre-distortion circuit 100 shown in FIG. 7A is shown in the equivalent circuit shown in FIG. The pre-distortion circuit 1 shown in FIG.
7B and 7C are vector diagrams showing the phase relationship between the output signal voltage Vout and the input signal voltage Vin from the signal source 2 of FIG. However, current It is a current supplied from the signal source 2, the current Ir is a current shunted to the input impedance RL of the parallel-connected differential resistance Rds an auxiliary amplifier, current I L in the phase compensating inductor Lp The shunted current. The voltage Vrs is a voltage corresponding to a voltage drop due to the internal resistance Rs of the signal source.

【0032】図7(b)に示すように、入力信号電圧V
inは、内部抵抗Rsによる電圧降下Vrsと出力信号
電圧Voutとに分圧される。ところで、電流ILはイ
ンダクタに流れる電流であることから抵抗に流れる電流
Irより90°位相が遅れており、電流Itは電流IL
と電流Irとをベクトル合成した位相の電流となってい
る。電圧降下Vrsは、内部抵抗Rsによる電圧降下の
ため電流Itと同相の電圧となり、図示するように結局
のところ出力信号電圧Voutは入力信号電圧Vinよ
り位相θfだけ進み位相となる。ここで、入力信号電圧
Vinのレベルが大きくなる(FET12のドレイン・
ソース間電圧Vdsが大きくなる)と、微分抵抗Rds
が微分抵抗Rds’に増大することになるので、電流I
rは図7(c)に示す電流Ir’のように減少するよう
になる。これにより、電流Icの分流割合が増大して、
図7(c)に示すように電流It’の位相はより遅れ位
相となる。従って、電圧降下Vrs’の位相もより遅れ
位相となり、図示するように出力信号電圧Vout’の
位相は入力信号電圧Vin’の位相より、より進んだ位
相θf’の進み位相となる。
As shown in FIG. 7B, the input signal voltage V
in is divided into a voltage drop Vrs due to the internal resistance Rs and an output signal voltage Vout. Meanwhile, current I L is delayed 90 ° phase than the current Ir flowing through the resistor from being a current flowing through the inductor, current It is a current I L
And the current Ir are vector-combined. The voltage drop Vrs becomes a voltage having the same phase as the current It due to the voltage drop due to the internal resistance Rs. As shown in the drawing, the output signal voltage Vout eventually leads the input signal voltage Vin by a phase θf. Here, the level of the input signal voltage Vin increases (the drain voltage of the FET 12).
When the source-to-source voltage Vds increases), the differential resistance Rds
Increases to the differential resistance Rds', so that the current I
r decreases like the current Ir ′ shown in FIG. 7C. As a result, the shunt ratio of the current Ic increases,
As shown in FIG. 7C, the phase of the current It 'is a later phase. Accordingly, the phase of the voltage drop Vrs 'also becomes a lagging phase, and as shown in the figure, the phase of the output signal voltage Vout' becomes a leading phase of the phase θf 'which is earlier than the phase of the input signal voltage Vin'.

【0033】この場合、信号源2からの入力信号電圧V
inのレベルが大きくなるに従って、微分抵抗Rdsが
増大していくようになり、出力信号電圧Voutの位相
はより進む進み位相となる。また、信号源2からの入力
信号電圧Vinのレベルが小さくなるに従って、微分抵
抗Rdsが減少していくようになり、出力信号電圧Vo
utの位相進み量は小さくなっていく。このように、信
号源2からの入力信号電圧Vinのレベルに応じて、プ
リディストーション回路1の進み位相量を可変すること
ができるようになる。これにより、遅れ位相の増幅器と
されている飽和増幅器3の位相を補償することができる
ようになる。また、FET12のゲート電極に印加され
ているバイアス電圧源13のバイアス電圧Vgsを可変
すると、それに応じて微分抵抗Rdsが変化し、電流I
rと電流ILの分流割合が変化するようになる。このよ
うに、バイアス電圧Vgsを可変することにより入力信
号電圧Vinに対する出力信号電圧Voutの進み位相
量を調整することができるようになる。
In this case, the input signal voltage V from the signal source 2
As the level of in increases, the differential resistance Rds increases, and the phase of the output signal voltage Vout becomes a more advanced phase. Further, as the level of the input signal voltage Vin from the signal source 2 decreases, the differential resistance Rds decreases, and the output signal voltage Vo
The amount of phase advance of ut decreases. As described above, the advance phase amount of the predistortion circuit 1 can be varied according to the level of the input signal voltage Vin from the signal source 2. This makes it possible to compensate for the phase of the saturating amplifier 3, which is an amplifier having a lagging phase. When the bias voltage Vgs of the bias voltage source 13 applied to the gate electrode of the FET 12 is varied, the differential resistance Rds changes accordingly, and the current Ids
shunt ratio of r and current I L so changed. As described above, by varying the bias voltage Vgs, it becomes possible to adjust the amount of leading phase of the output signal voltage Vout with respect to the input signal voltage Vin.

【0034】以上のことを総合すると、本発明の第2の
実施の形態にかかるプリディストーション回路100は
図8に示すフローチャートのように動作して、飽和増幅
器3の振幅および位相の非線形特性を補償するようにし
ている。図8に示すフローチャートを説明すると、信号
源2の入力信号電圧Vinの振幅が増大する(ステップ
S11)と、FET12のドレイン・ソース間電圧Vd
sが増加して微分抵抗Rdsが増加し(ステップS1
2)、この結果微分抵抗Rdsに流れる電流Irが減少
する(ステップS13)。これにより、出力電圧Vou
tの位相進みが増大し(ステップS14)、この進み位
相の出力電圧Voutが飽和増幅器3に供給される。こ
の場合、飽和増幅器3における増幅出力は、入力信号の
レベルが大きくなるにつれて位相が遅れるようになり
(ステップS15)、結局のところ飽和増幅器3から出
力される増幅出力の位相変化が減少する(ステップS1
6)。これにより、飽和増幅器3の振幅および位相の非
線形特性が、プリディストーション回路100により補
償されて、その線形性が向上するようになる(ステップ
S17)。
Summing up the above, the predistortion circuit 100 according to the second embodiment of the present invention operates as shown in the flowchart of FIG. 8 to compensate for the non-linear characteristics of the amplitude and phase of the saturation amplifier 3. I am trying to do it. Referring to the flowchart shown in FIG. 8, when the amplitude of the input signal voltage Vin of the signal source 2 increases (step S11), the drain-source voltage Vd of the FET 12 is increased.
s increases and the differential resistance Rds increases (step S1).
2) As a result, the current Ir flowing through the differential resistance Rds decreases (step S13). Thereby, the output voltage Vou
The phase advance of t increases (step S14), and the output voltage Vout of this advance phase is supplied to the saturation amplifier 3. In this case, the phase of the amplified output from the saturated amplifier 3 is delayed as the level of the input signal is increased (step S15), and the phase change of the amplified output output from the saturated amplifier 3 is reduced after all (step S15). S1
6). Thereby, the non-linear characteristics of the amplitude and phase of the saturation amplifier 3 are compensated by the pre-distortion circuit 100, and the linearity is improved (step S17).

【0035】次に、図1に示す本発明の第1の実施の形
態にかかるプリディストーション回路1において、位相
補償用コンデンサCpの容量値を変化させた際の3次相
互変調歪成分のキャリア信号に対する抑圧量(IM3)
のシミュレーション結果と、FET12における最適ゲ
ート・ソース間電圧Vgsoptのシミュレーション結果と
を図9に示す。ただし、この際のFET12におけるド
レイン電流Id−ドレイン・ソース間電圧Vds特性は
図13に示すとおりの特性とされている。なお、FET
12のコンダクタンス係数Kpは、Kp=0.2A/m
2(K=0.1A/V2)とされ、その閾値電圧Vth
は、Vth=0Vとされている。
Next, in the predistortion circuit 1 according to the first embodiment of the present invention shown in FIG. 1, the carrier signal of the third-order intermodulation distortion component when the capacitance value of the phase compensation capacitor Cp is changed. Suppression amount (IM3)
9 and the simulation result of the optimum gate-source voltage Vgsopt in the FET 12 are shown in FIG. However, the drain current Id-drain-source voltage Vds characteristics of the FET 12 at this time are as shown in FIG. In addition, FET
A conductance coefficient Kp of 12 is as follows: Kp = 0.2 A / m
2 (K = 0.1 A / V 2 ) and its threshold voltage Vth
Is set to Vth = 0V.

【0036】図9を参照すると、信号源2からの入力信
号電力Pinが−40dBmの場合の、飽和増幅器3の
単体のIM3は約−165dBmとされている。ここ
で、例えばプリディストーション回路1における位相補
償用コンデンサCpの容量値を30pFとすると、IM
3は約−175dBmと約10dBm改善される。さら
に、位相補償用コンデンサCpの容量値を50pFとす
ると、IM3は約−182dBmと約17dBm改善さ
れ、位相補償用コンデンサCpの容量値を70pFとす
ると、IM3は約−193dBmと約28dBmも改善
される。位相補償用コンデンサCpの容量値はこれ以上
増やすとかえってIM3は増加するようになる。すなわ
ち、位相補償用コンデンサCpの容量値は約70pFが
最適値となる。
Referring to FIG. 9, when the input signal power Pin from the signal source 2 is -40 dBm, the single IM3 of the saturation amplifier 3 is about -165 dBm. Here, for example, assuming that the capacitance value of the phase compensation capacitor Cp in the pre-distortion circuit 1 is 30 pF, IM
3 is improved by about 10 dBm to about -175 dBm. Further, when the capacitance value of the phase compensation capacitor Cp is 50 pF, IM3 is improved by about 17 dBm to about -182 dBm. When the capacitance value of the phase compensation capacitor Cp is 70 pF, IM3 is improved by about -193 dBm and about 28 dBm. You. If the capacitance value of the phase compensation capacitor Cp is further increased, IM3 will be increased. That is, the optimum value of the capacitance value of the phase compensation capacitor Cp is about 70 pF.

【0037】次に、図9を参照して信号源2からの入力
信号電力Pinが0dBmの場合の位相補償用コンデン
サCpの容量値の最適値について検証する。信号源2か
らの入力信号電力Pinが0dBmの場合の、飽和増幅
器3の単体のIM3は約−46dBmとされている。こ
こで、例えばプリディストーション回路1における位相
補償用コンデンサCpの容量値を30pFとすると、I
M3は約−62dBmと約16dBm改善される。さら
に、位相補償用コンデンサCpの容量値を50pFとす
ると、IM3は約−59dBmと約13dBmと若干改
善量が減少し、位相補償用コンデンサCpの容量値を7
0pFとすると、IM3は約−65dBmと約19dB
mも改善される。位相補償用コンデンサCpの容量値は
これ以上増やしてもそれ以上IM3は改善されないよう
になる。すなわち、この場合も位相補償用コンデンサC
pの容量値は約70pFが最適値となる。このように、
IM3を最も改善することのできる位相補償用コンデン
サCpの最適値は、信号源2からの入力信号レベルによ
らず約70pFとなる。
Next, the optimum value of the capacitance value of the phase compensation capacitor Cp when the input signal power Pin from the signal source 2 is 0 dBm will be verified with reference to FIG. When the input signal power Pin from the signal source 2 is 0 dBm, the single IM3 of the saturation amplifier 3 is set to about -46 dBm. Here, assuming that the capacitance value of the phase compensation capacitor Cp in the pre-distortion circuit 1 is 30 pF, for example,
M3 is improved by about 16 dBm to about -62 dBm. Further, assuming that the capacitance value of the phase compensation capacitor Cp is 50 pF, the amount of improvement of IM3 is slightly reduced to about -59 dBm and about 13 dBm, and the capacitance value of the phase compensation capacitor Cp is reduced to 7 p.
Assuming 0 pF, IM3 is about -65 dBm and about 19 dB
m is also improved. Even if the capacitance value of the phase compensation capacitor Cp is further increased, IM3 will not be further improved. That is, also in this case, the phase compensating capacitor C
The optimum value of p is about 70 pF. in this way,
The optimum value of the phase compensation capacitor Cp that can improve IM3 most is about 70 pF regardless of the input signal level from the signal source 2.

【0038】また、位相補償用コンデンサCpの容量値
を0pFから90pFまで変化した場合の最もIM3を
改善することのできるFET12における最適ゲート・
ソース間電圧Vgsoptが図9に示されている。図9を参
照すると、位相補償用コンデンサCpの容量値を0pF
とした場合の最適ゲート・ソース間電圧Vgsoptは、約
1.2Vとなり、位相補償用コンデンサCpの容量値
を、例えば30pFとした場合の最適ゲート・ソース間
電圧Vgsoptは約1.4Vとなる。さらに、位相補償用
コンデンサCpの容量値を50pFとした場合の最適ゲ
ート・ソース間電圧Vgsoptは、約1.3Vとなり、位
相補償用コンデンサCpの容量値を70pFとした場合
の最適ゲート・ソース間電圧Vgsoptは、約0.95V
となり、位相補償用コンデンサCpの容量値を90pF
とした場合の最適ゲート・ソース間電圧Vgsoptは、約
0.8Vとなる。このように、位相補償用コンデンサC
pの容量値を最適値の70pFとした場合のIM3を最
も改善することのできる最適ゲート・ソース間電圧Vgs
optは、約0.95Vとなる。
Further, when the capacitance value of the phase compensating capacitor Cp is changed from 0 pF to 90 pF, the optimum gate of the FET 12 which can improve IM3 most can be obtained.
The source-to-source voltage Vgsopt is shown in FIG. Referring to FIG. 9, the capacitance value of the phase compensation capacitor Cp is 0 pF.
In this case, the optimum gate-source voltage Vgsopt is about 1.2 V, and when the capacitance value of the phase compensation capacitor Cp is, for example, 30 pF, the optimum gate-source voltage Vgsopt is about 1.4 V. Further, the optimum gate-source voltage Vgsopt when the capacitance value of the phase compensation capacitor Cp is 50 pF is about 1.3 V, and the optimum gate-source voltage when the capacitance value of the phase compensation capacitor Cp is 70 pF. The voltage Vgsopt is about 0.95V
And the capacitance value of the phase compensation capacitor Cp is 90 pF
In this case, the optimum gate-source voltage Vgsopt is about 0.8V. Thus, the phase compensation capacitor C
The optimum gate-source voltage Vgs that can most improve IM3 when the capacitance value of p is the optimum value of 70 pF.
opt will be about 0.95V.

【0039】次に、図1に示す本発明の第1の実施の形
態にかかるプリディストーション回路1に、位相補償用
コンデンサCpを付加しない場合と、70pFの位相補
償用コンデンサCpを付加した場合の、出力信号の位相
特性と、そのプリディストーション回路1に後置された
飽和増幅器3の出力信号の位相特性のシミュレーション
結果を図11に示す。ただし、位相補償用コンデンサC
pを付加しない場合のFET12のゲート・ソース間電
圧Vgsは約1.2Vとされ、70pFの位相補償用コ
ンデンサCpを付加した場合のFET12のゲート・ソ
ース間電圧Vgsは最適電圧である約0.95Vとされ
る。図11に示すVoutは、図10に示すように本発明
の第1の実施の形態にかかるプリディストーション回路
1から出力される出力信号電圧であり、図11に示すV
ampoutは、図10に示すように飽和増幅器3から出力さ
れる出力信号電圧である。
Next, the case where the phase compensation capacitor Cp is not added and the case where the phase compensation capacitor Cp of 70 pF is added to the pre-distortion circuit 1 according to the first embodiment of the present invention shown in FIG. FIG. 11 shows a simulation result of the phase characteristic of the output signal and the phase characteristic of the output signal of the saturation amplifier 3 provided after the predistortion circuit 1. However, the capacitor C for phase compensation
When p is not added, the gate-source voltage Vgs of the FET 12 is set to about 1.2 V. When the phase compensation capacitor Cp of 70 pF is added, the gate-source voltage Vgs of the FET 12 is about 0. 95V. Vout shown in FIG. 11 is an output signal voltage output from the pre-distortion circuit 1 according to the first embodiment of the present invention as shown in FIG.
ampout is an output signal voltage output from the saturation amplifier 3 as shown in FIG.

【0040】図11を参照すると、飽和増幅器3の単体
の位相特性は、信号源2からの入力電力が−10dBm
から8dBmに上昇するにつれて約−21°から約−1
9°に向かって位相が進むようになる。すなわち、入力
電力に応じて位相が進み位相となるよう変化している。
また、図10に示す本発明の第1の実施の形態にかかる
プリディストーション回路1において、位相補償用コン
デンサCpを無しとした場合のプリディストーション回
路1の出力電圧Voutの位相は、信号源2からの入力電
力が−10dBmないし0dBmまで約−29°の位相
でほぼ一定とされ、入力電力が2dBm以上に上昇する
と約−29°から約−32°に向かって位相が遅れるよ
うに変化している。さらに、このように位相補償用コン
デンサCpが無しとされたプリディストーション回路1
が前置される飽和増幅器3の出力電圧Vampoutの位相
は、信号源2からの入力電力が−10dBmから0dB
mまで上昇しても約−21°の位相でほぼ一定とされ、
入力電力が2dBm以上に上昇すると約−21°から約
−18°に向かって位相が進むように変化している。
Referring to FIG. 11, the phase characteristic of the single saturating amplifier 3 is such that the input power from the signal source 2 is -10 dBm.
From about −21 ° to about −1 as it rises from
The phase advances toward 9 °. That is, the phase is changed so that the phase advances and becomes the phase according to the input power.
In the pre-distortion circuit 1 according to the first embodiment of the present invention shown in FIG. 10, the phase of the output voltage Vout of the pre-distortion circuit 1 when the phase compensating capacitor Cp is not provided is changed from the signal source 2. Is approximately constant at a phase of about −29 ° from −10 dBm to 0 dBm, and changes so that the phase is delayed from about −29 ° to about −32 ° when the input power rises to 2 dBm or more. . Further, the pre-distortion circuit 1 without the phase compensation capacitor Cp as described above.
The phase of the output voltage Vampout of the saturation amplifier 3 in which the input power from the signal source 2 is -10 dBm to 0 dB
m, it is almost constant at a phase of about -21 °,
When the input power increases to 2 dBm or more, the phase changes from about −21 ° to about −18 °.

【0041】そして、図10に示す本発明の第1の実施
の形態にかかるプリディストーション回路1において、
位相補償用コンデンサCpを70pFとした場合のプリ
ディストーション回路1の出力電圧Voutの位相は、信
号源2からの入力電力が−10dBmから0dBmまで
上昇しても約−70°の位相でほぼ一定とされ、入力電
力が2dBm以上に上昇すると約−70°から約−72
°に向かって位相が遅れるようになる。さらに、このよ
うに位相補償用コンデンサCpが70pFとされたプリ
ディストーション回路1が前置される飽和増幅器3の出
力電圧Vampoutの位相は、信号源2からの入力電力が−
10dBmから8dBmまで上昇しても約−62°の位
相でほぼ一定とされ、入力電力が9dBm以上とされた
際に位相が若干進むようになる。このように、本発明の
第1の実施の形態のプリディストーション回路1により
位相特性の非線形特性も補償することができ、後述する
図12に示すように入力電力が約−42dBmないし2
dBmの範囲においてIM3を大幅に改善することがで
きるようになる。
Then, in the pre-distortion circuit 1 according to the first embodiment of the present invention shown in FIG.
When the phase compensation capacitor Cp is 70 pF, the phase of the output voltage Vout of the predistortion circuit 1 is substantially constant at about -70 ° even when the input power from the signal source 2 rises from -10 dBm to 0 dBm. When the input power rises to 2 dBm or more, the input power increases from about −70 ° to about −72 °.
The phase is delayed toward °. Further, the phase of the output voltage Vampout of the saturation amplifier 3 in which the pre-distortion circuit 1 in which the phase compensation capacitor Cp is set to 70 pF is minus the input power from the signal source 2.
Even when the level increases from 10 dBm to 8 dBm, the phase is substantially constant at about -62 °, and the phase slightly advances when the input power is 9 dBm or more. As described above, the non-linear characteristic of the phase characteristic can be compensated by the pre-distortion circuit 1 according to the first embodiment of the present invention, and the input power becomes about -42 dBm to 2 as shown in FIG.
IM3 can be greatly improved in the range of dBm.

【0042】次に、図1に示す本発明の第1の実施の形
態にかかるプリディストーション回路1を前置した飽和
増幅器3における、信号源2からの入力電力に対する出
力電力および3次相互変調歪成分のキャリア信号に対す
る抑圧量(IM3)を示すグラフを図12に示す。図1
2を参照すると、信号源2からの入力電力が−40dB
mの時に出力電力は約−31dBmであり、入力電力が
0dBmの時に出力電力は約9dBmである。このこと
から、プリディストーション回路1を含む飽和増幅器3
のゲインは約9dBであることがわかる。
Next, the output power and the third-order intermodulation distortion with respect to the input power from the signal source 2 in the saturation amplifier 3 in which the predistortion circuit 1 according to the first embodiment of the present invention shown in FIG. FIG. 12 is a graph showing the amount of suppression (IM3) of the component with respect to the carrier signal. FIG.
Referring to FIG. 2, the input power from the signal source 2 is −40 dB.
When the input power is 0 dBm, the output power is about 9 dBm when the input power is 0 dBm. Therefore, the saturation amplifier 3 including the pre-distortion circuit 1
Is about 9 dB.

【0043】また、飽和増幅器3の単体のIM3は、信
号源2からの入力電力が約−3dBmに上昇するまでは
入力電力の変化量の3倍の変化量でリニアに変化する特
性となっている。例えば、信号源2からの入力電力が−
5dBmの時にIM3は約−60dBmの抑圧量とな
り、入力電力が−40dBmの時にIM3は約−165
dBmの抑圧量となっている。さらに、プリディストー
ション回路1において位相補償用コンデンサCpを無し
とした際のIM3は、信号源2からの入力電力が約0d
Bmに上昇するまでは入力電力の変化量の3倍の変化量
でリニアに変化する特性となっている。例えば、信号源
2からの入力電力が0dBmの時にIM3は約−50d
Bmの抑圧量となり、入力電力が−40dBmの時にI
M3は約−170dBmの抑圧量となっている。
The IM3 of the single saturating amplifier 3 has such a characteristic that the input power from the signal source 2 changes linearly with a change amount of three times the change amount of the input power until the input power from the signal source 2 rises to about -3 dBm. I have. For example, if the input power from the signal source 2 is-
At 5 dBm, IM3 has a suppression amount of about -60 dBm, and when the input power is -40 dBm, IM3 becomes about -165.
The suppression amount is dBm. Further, when the pre-distortion circuit 1 does not include the phase compensation capacitor Cp, the input power from the signal source 2 is about 0 d.
The characteristic is such that it changes linearly with a change amount three times the change amount of the input power until it rises to Bm. For example, when the input power from the signal source 2 is 0 dBm, IM3 is about -50d
Bm, and when the input power is -40 dBm, I
M3 is a suppression amount of about -170 dBm.

【0044】次に、プリディストーション回路1におい
て位相補償用コンデンサCpを最適値の約70pFとし
た際のIM3は、信号源2からの入力電力が−40dB
mの時に約191.7dBmとなり、位相補償用コンデ
ンサCpを付加したことにより、IM3を約21.7d
Bm改善することができる。さらに、信号源2からの入
力電力が−20dBmの時にIM3は約−131dBm
の抑圧量となり、この場合もIM3を約21dBm改善
することができる。そして、入力電力が−7dBmに上
昇するまでは、位相補償用コンデンサCpを付加したこ
とにより、IM3を約21dBm改善することができ
る。なお、信号源2からの入力電力が0dBmに上昇し
てもIM3は約13dBm程度改善することができる。
このように、位相補償用コンデンサCpを付加したこと
により、飽和増幅器3における位相の非線形特性を補償
することができるようになり、IM3をさらに約21d
Bm以上改善することができる。
Next, when the phase compensation capacitor Cp in the pre-distortion circuit 1 is set to the optimum value of about 70 pF, the input power from the signal source 2 is -40 dB.
m is about 191.7 dBm, and IM3 is reduced to about 21.7 dB by adding the phase compensation capacitor Cp.
Bm can be improved. Further, when the input power from the signal source 2 is -20 dBm, IM3 is approximately -131 dBm.
, And also in this case, the IM3 can be improved by about 21 dBm. Until the input power rises to -7 dBm, IM3 can be improved by about 21 dBm by adding the phase compensation capacitor Cp. Note that IM3 can be improved by about 13 dBm even if the input power from the signal source 2 increases to 0 dBm.
As described above, the addition of the phase compensation capacitor Cp makes it possible to compensate for the non-linear characteristic of the phase in the saturation amplifier 3, and further reduces the IM3 by about 21d
Bm or more can be improved.

【0045】以上説明した図9ないし図12は、図1に
示す本発明の第1の実施の形態にかかるプリディストー
ション回路1による位相補償の作用効果を説明するもの
であったが、入力電力が大きくなるに従って出力電圧の
位相が遅れるようになる飽和増幅器3に前置される図5
に示す本発明の第2の実施の形態にかかるプリディスト
ーション回路100においても同様の作用効果を奏する
ことができる。
FIGS. 9 to 12 described above illustrate the operation and effect of the phase compensation by the predistortion circuit 1 according to the first embodiment of the present invention shown in FIG. FIG. 5 in front of the saturation amplifier 3 in which the phase of the output voltage is delayed as the voltage increases.
In the pre-distortion circuit 100 according to the second embodiment of the present invention shown in FIG.

【0046】なお、第1の実施の形態および第2の実施
の形態のプリディストーション回路におけるFET12
としては、NチャンネルMOSFETに限られるもので
はなく、PチャンネルMOSFETであってもよい。ま
た、MOS型に限るものではなくMIS(Metal Insula
tor Semiconductor)等の絶縁ゲート型、MES(Metal
Semiconductor )、SIT(Static induction Transi
stor)等のジャンクション型のいずれでもよい。さらに
また、電界効果トランジスタに替えてバイポーラトラン
ジスタ、HEMT(High Electron Mobility Transisto
r)やHBT(Heterojunction BipolarTransistor)を
使用してもよい。
Note that the FET 12 in the pre-distortion circuit of the first and second embodiments
Is not limited to an N-channel MOSFET, but may be a P-channel MOSFET. In addition, the present invention is not limited to the MOS type, but is applicable to MIS (Metal Insula).
tor Semiconductor), MES (Metal)
Semiconductor), SIT (Static induction Transi)
stor) or any other junction type. Furthermore, bipolar transistors and HEMTs (High Electron Mobility Transistors) are used instead of field effect transistors.
r) or Heterojunction Bipolar Transistor (HBT).

【0047】[0047]

【発明の効果】本発明は以上説明したように、トランジ
スタの非線形特性を利用して振幅の補償を行うと共に、
トランジスタに並列に接続された位相補償用コンデンサ
あるいは位相補償用インダクタとの相互作用により位相
の補償を行うことができるので、振幅に加えて位相の非
線形特性をも補償することのできるプリディストーショ
ン回路とすることができる。また、トランジスタの非線
形特性を制御電極に与えるバイアス電圧により変化する
ことができるので、バイアス電圧源を可変電圧源とする
ことにより、位相および振幅の補償量を調整することが
でき、最良の補償を行うことができるようになる。
As described above, according to the present invention, the amplitude is compensated by using the non-linear characteristic of the transistor.
Since the phase can be compensated by the interaction with the phase compensating capacitor or the phase compensating inductor connected in parallel with the transistor, a pre-distortion circuit that can compensate not only the amplitude but also the non-linear characteristic of the phase is provided. can do. Also, since the non-linear characteristics of the transistor can be changed by the bias voltage applied to the control electrode, by using a bias voltage source as a variable voltage source, the amount of phase and amplitude compensation can be adjusted, and the best compensation can be achieved. Will be able to do it.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明のプリディストーション回路の第1の実
施の形態における回路構成を示す回路図である。
FIG. 1 is a circuit diagram showing a circuit configuration of a predistortion circuit according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第1の実施の形態のプリディストーシ
ョン回路の等価回路を示す図である。
FIG. 2 is a diagram illustrating an equivalent circuit of a predistortion circuit according to the first embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第1の実施の形態のプリディストーシ
ョン回路における位相補償用コンデンサにより位相の補
償を行う原理を説明するための図である。
FIG. 3 is a diagram for explaining a principle of performing phase compensation by a phase compensation capacitor in the predistortion circuit according to the first embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第1の実施の形態のプリディストーシ
ョン回路の動作を示すフローチャートである。
FIG. 4 is a flowchart showing an operation of the pre-distortion circuit according to the first embodiment of the present invention.

【図5】本発明のプリディストーション回路の第2の実
施の形態における回路構成を示す回路図である。
FIG. 5 is a circuit diagram showing a circuit configuration of a predistortion circuit according to a second embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第2の実施の形態のプリディストーシ
ョン回路の等価回路を示す図である。
FIG. 6 is a diagram illustrating an equivalent circuit of a predistortion circuit according to a second embodiment of the present invention.

【図7】本発明の第2の実施の形態のプリディストーシ
ョン回路における位相補償用インダクタにより位相の補
償を行う原理を説明するための図である。
FIG. 7 is a diagram for explaining a principle of performing phase compensation by a phase compensation inductor in a predistortion circuit according to a second embodiment of the present invention.

【図8】本発明の第2の実施の形態のプリディストーシ
ョン回路の動作を示すフローチャートである。
FIG. 8 is a flowchart illustrating an operation of the pre-distortion circuit according to the second embodiment of the present invention.

【図9】本発明の第1の実施の形態のプリディストーシ
ョン回路を前置した飽和増幅器における位相補償容量に
対するIM3特性を示す図である。
FIG. 9 is a diagram illustrating IM3 characteristics with respect to phase compensation capacitance in a saturation amplifier in which a predistortion circuit according to the first embodiment of the present invention is provided.

【図10】図11に示す本発明の第1の実施の形態のプ
リディストーション回路および飽和増幅器における入力
電力に対する位相特性を示す図におけるプリディストー
ション回路を前置した飽和増幅器の構成を示す回路図で
ある。
FIG. 10 is a circuit diagram showing a configuration of a saturation amplifier in which a pre-distortion circuit is provided before the pre-distortion circuit in FIG. 11 showing a phase characteristic with respect to input power in the pre-distortion circuit and the saturation amplifier of the first embodiment of the present invention is there.

【図11】本発明の第1の実施の形態のプリディストー
ション回路および飽和増幅器における入力電力に対する
位相特性を示す図である。
FIG. 11 is a diagram illustrating phase characteristics with respect to input power in the pre-distortion circuit and the saturation amplifier according to the first embodiment of the present invention.

【図12】本発明の第1の実施の形態のプリディストー
ション回路を前置した飽和増幅器における入力電力に対
する出力電力およびIM3特性を示す図である。
FIG. 12 is a diagram illustrating output power and IM3 characteristics with respect to input power in a saturation amplifier in which a predistortion circuit according to the first embodiment of the present invention is provided.

【図13】本発明にかかるプリディストーション回路に
おけるFETのドレイン・ソース間電圧に対するドレイ
ン電流特性を示す図である。
FIG. 13 is a diagram showing a drain current characteristic with respect to a drain-source voltage of an FET in a predistortion circuit according to the present invention.

【図14】本出願人により提案されているプリディスト
ーション回路の回路構成を示す図である。
FIG. 14 is a diagram showing a circuit configuration of a pre-distortion circuit proposed by the present applicant.

【図15】本出願人により提案されているプリディスト
ーション回路の等価回路を示す図である。
FIG. 15 is a diagram showing an equivalent circuit of a pre-distortion circuit proposed by the present applicant.

【図16】本出願人により提案されているプリディスト
ーション回路におけるFETのId−Vds特性と、微
分抵抗Rdsのドレイン・ソース間電圧Vdsに対する
特性を示す図である。
FIG. 16 is a diagram showing Id-Vds characteristics of an FET and characteristics of a differential resistor Rds with respect to a drain-source voltage Vds in a predistortion circuit proposed by the present applicant.

【図17】本出願人により提案されているプリディスト
ーション回路における入力信号振幅に対する損失特性を
示す図である。
FIG. 17 is a diagram illustrating a loss characteristic with respect to an input signal amplitude in a predistortion circuit proposed by the present applicant.

【図18】本出願人により提案されているプリディスト
ーション回路の動作を示すフロー図である。
FIG. 18 is a flowchart showing an operation of a pre-distortion circuit proposed by the present applicant.

【図19】本出願人により提案されているプリディスト
ーション回路における入力電力に対する出力電力特性を
示す図である。
FIG. 19 is a diagram showing output power characteristics with respect to input power in a predistortion circuit proposed by the present applicant.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,100,200 プリディストーション回路 2,202 信号源 3 飽和増幅器 11,211 バッファアンプ 13,214 バイアス電圧源 14,213 補助増幅器 203 電力増幅器 Cp 位相補償用コンデンサ IN 入力端子 Lp 位相補償用インダクタ OUT 出力端子 RL 負荷抵抗,補助増幅器の入力インピーダンス Rs 信号源の内部抵抗 1,100,200 Predistortion circuit 2,202 Signal source 3 Saturation amplifier 11,211, Buffer amplifier 13,214 Bias voltage source 14,213 Auxiliary amplifier 203 Power amplifier Cp Phase compensation capacitor IN Input terminal Lp Phase compensation inductor OUT Output Terminal RL Load resistance, input impedance of auxiliary amplifier Rs Internal resistance of signal source

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5J090 AA01 AA41 CA21 CA26 FA10 FA19 GN03 HA02 HA06 HA10 HA12 HA25 HA29 HA33 KA03 KA12 SA14 TA02 TA07 5J091 AA01 AA41 CA21 CA26 FA10 FA19 HA02 HA06 HA10 HA12 HA25 HA29 HA33 KA03 KA12 SA14 TA02 TA07  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 5J090 AA01 AA41 CA21 CA26 FA10 FA19 GN03 HA02 HA06 HA10 HA12 HA25 HA29 HA33 KA03 KA12 SA14 TA02 TA07 5J091 AA01 AA41 CA21 CA26 FA10 FA19 HA02 HA06 HA10 HA12 HA25 HA29 HA33 KA03 KA03 SA12 TA07

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 増幅器に前置して設けられると共に、前
記増幅器の非線形特性を補償するためのプリディストー
ション回路であって、 入力端子と出力端子間を接続するラインとアース間に接
続されたトランジスタと、 該トランジスタの制御電極に所定のバイアス電圧を与え
るバイアス電圧源と、 前記トランジスタと並列に接続された位相補償用コンデ
ンサと、 を備えていることを特徴とするプリディストーション回
路。
1. A pre-distortion circuit provided before an amplifier for compensating for nonlinear characteristics of the amplifier, wherein the transistor is connected between a line connecting an input terminal and an output terminal and a ground. A pre-distortion circuit comprising: a bias voltage source for applying a predetermined bias voltage to a control electrode of the transistor; and a phase compensation capacitor connected in parallel with the transistor.
【請求項2】 増幅器に前置して設けられると共に、前
記増幅器の非線形特性を補償するためのプリディストー
ション回路であって、 入力端子と出力端子間を接続するラインとアース間に接
続されたトランジスタと、 該トランジスタの制御電極に所定のバイアス電圧を与え
るバイアス電圧源と、 前記トランジスタと並列に接続された位相補償用インダ
クタと、 を備えていることを特徴とするプリディストーション回
路。
2. A pre-distortion circuit provided before an amplifier for compensating for non-linear characteristics of the amplifier, wherein the transistor is connected between a line connecting an input terminal and an output terminal and ground. And a bias voltage source for applying a predetermined bias voltage to a control electrode of the transistor; and a phase compensation inductor connected in parallel with the transistor.
【請求項3】 前記トランジスタが電界効果トランジス
タとされ、そのドレイン電極が前記ラインに接続され、
そのソース電極がアースに接続されていることを特徴と
する請求項1あるいは2記載のプリディストーション回
路。
3. The transistor is a field effect transistor, the drain electrode of which is connected to the line,
3. A predistortion circuit according to claim 1, wherein said source electrode is connected to ground.
【請求項4】 前記入力端子と前記トランジスタが接続
されているライン間にバッファ増幅器が挿入されている
と共に、前記トランジスタが接続されているラインと前
記出力端子との間に、前記トランジスタによる減衰量を
補償するための補助増幅器が挿入されていることを特徴
とする請求項1あるいは2記載のプリディストーション
回路。
4. A buffer amplifier is inserted between a line to which the input terminal and the transistor are connected, and an amount of attenuation by the transistor between a line to which the transistor is connected and the output terminal. 3. A pre-distortion circuit according to claim 1, further comprising an auxiliary amplifier for compensating for the difference.
【請求項5】 前記バイアス電圧源が、可変電圧源とさ
れて非線形補償量を調整できるようにされていることを
特徴とする請求項1あるいは2記載のプリディストーシ
ョン回路。
5. The pre-distortion circuit according to claim 1, wherein the bias voltage source is a variable voltage source so that the amount of nonlinear compensation can be adjusted.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006093857A (en) * 2004-09-21 2006-04-06 Furuno Electric Co Ltd Distortion compensation circuit

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