JP2002290160A - 高周波増幅器 - Google Patents

高周波増幅器

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JP2002290160A
JP2002290160A JP2001093402A JP2001093402A JP2002290160A JP 2002290160 A JP2002290160 A JP 2002290160A JP 2001093402 A JP2001093402 A JP 2001093402A JP 2001093402 A JP2001093402 A JP 2001093402A JP 2002290160 A JP2002290160 A JP 2002290160A
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nonlinear
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Keiichiro Kuwatsuru
敬一郎 桑鶴
Kazuhiro Uchiyama
和弘 内山
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Panasonic Holdings Corp
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 高周波増幅機能として無駄な回路がなく、単
純な構成で入出力特性の非線形性により生じる歪みの補
償が可能な高周波増幅器を提供する。 【解決手段】 高周波入力端子1と高周波出力端子4と
の間に、第1非線形高周波増幅回路2と、この第1非線
形高周波増幅回路2の後段に接続され、入力信号レベル
に対する振幅、位相の変化特性が第1非線形高周波増幅
回路2と相反する特性を持つ第2非線形高周波増幅回路
3とを備えた構成である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、高周波増幅器に関
し、詳しくは、非線形高周波増幅器同士を直列に接続し
て、高周波増幅器の入出力特性の非線形性により生じる
歪みを補償する低歪み高周波増幅器に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】高周波増幅器の非線形性により生じる歪
み補償については、従来より種々提案されており、例え
ば、特公平7−97733号公報や特公平8−3174
9号公報などに開示されているように、増幅器で生じる
歪みと同振幅で逆相の歪みを発生して加えることによっ
て歪み補償を行うものがある。
【0003】図13は、従来の高周波増幅器の一例を示
すもので、高周波入力端子51と、高周波出力端子55
との間に、歪み発生用増幅回路52と、歪み抽出回路5
3と、非線形高周波増幅回路54とが直列に接続されて
構成されている。高周波入力端子51から歪み発生用増
幅回路52に入力された信号は、歪み抽出回路53にお
いて、非線形高周波増幅回路54で生じる歪みと振幅比
が等しくかつ位相が逆相となる歪みを発生させ、非線形
高周波増幅回路54で生じる歪みと互いに打ち消し合う
ことで、全体としての歪み特性が補償される高周波増幅
器を構成している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図13
に示すような従来の高周波増幅器では、歪み抽出回路5
3と非線形高周波増幅回路54の歪み発生の度合(比)
が全く等しい場合にのみ、非線形歪み補償特性を得るこ
とが可能となるため、複雑でかつ高精度な歪みの位相調
整回路が必要であり、歪み抽出回路53の構成がとても
複雑になってしまうという問題点がある。
【0005】また、歪み発生用増幅回路52は、本来の
高周波増幅機能としては不要な回路であり、高周波増幅
器全体の消費電力の削減、回路の小型化への妨げとなる
という問題点がある。
【0006】本発明は、上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、その目的とするところは、高周
波増幅機能として無駄な回路がなく、単純な構成で歪み
補償が可能な高周波増幅器を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の高周波増幅器
は、第1に、第1非線形高周波増幅回路と、前記第1非
線形高周波増幅回路の後段に接続された第2非線形高周
波増幅回路とを備え、前記第1非線形高周波増幅回路と
前記第2非線形高周波増幅回路とは所定の入力レベル範
囲において入力レベルに対する振幅と位相の変化特性が
互いに相反する特性を持つことを特徴とする。
【0008】また、本発明は、第2に、前記第2非線形
高周波増幅回路の出力信号の歪みレベルを検出する歪み
検出部と、前記歪み検出部より検出された歪みレベルに
基づいて前記第1非線形高周波増幅回路と前記第2非線
形高周波増幅回路の少なくとも一方の電圧または電流を
制御する制御部とを備えたことを特徴とする。
【0009】また、本発明は、第3に、前記第1非線形
高周波増幅回路と前記第2非線形高周波増幅回路との間
に利得調整を行う可変利得部が配置され、前記第2非線
形高周波増幅回路の出力信号の歪みレベルを検出する歪
み検出部より検出された歪みレベルに基づいて前記可変
利得部を制御する利得制御部を備えたことを特徴とす
る。
【0010】また、本発明は、第4に、前記第1非線形
高周波増幅回路と前記第2非線形高周波増幅回路の間に
線形高周波増幅回路を接続したことを特徴とする。
【0011】また、本発明は、第5に、前記第2非線形
高周波増幅回路の出力信号の歪みレベルを検出する歪み
検出部より検出された歪みレベルに基づいて前記第1非
線形高周波増幅回路と前記第2非線形高周波増幅回路の
少なくとも一方の電圧または電流を制御する制御部を備
えたことを特徴とする。
【0012】本発明によれば、単純な構成で非線形歪み
補償特性を得ることが可能となり、複雑な歪み抽出回路
が不要で、回路の大幅な簡素化を実現すると共に、消費
電力の低下、回路の小型化を図ることが可能となる。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。図1は本発明の第1実施形態に係
る高周波増幅器の概略構成を示すブロック図、図2は第
1非線形高周波増幅回路の入力レベルに対する振幅と位
相の変化の一例を示す特性図、図3は第2非線形高周波
増幅回路の入力レベルに対する振幅と位相の変化の一例
を示す特性図、図4は第1非線形高周波増幅回路と第2
非線形高周波増幅回路を直列に接続した場合の入力レベ
ルに対する振幅と位相の変化の一例を示す特性図であ
る。
【0014】本実施形態の高周波増幅器は、図1に示す
ように、第1非線形高周波増幅回路2と第2非線形高周
波増幅回路3とを有し、これらの直列接続された増幅回
路によって高周波入力端子1からの入力信号を増幅して
高周波出力端子4より出力するようになっている。後段
に接続された第2非線形高周波増幅回路3は、入力レベ
ルに対する振幅と位相の変化特性が後述するように第1
非線形高周波増幅回路2と相反する特性を持つように構
成されている。
【0015】次に本実施形態の高周波増幅器の動作につ
いて説明する。なお、図2〜図4において、Aは非線形
歪み補償を実現する入力レベルの範囲を示す。入力端子
1に入力された高周波信号は、第1非線形高周波増幅回
路2において、図2に示される入力レベルに対する振幅
と位相の変化を加えられる。ところが、本実施形態で
は、入力レベルの範囲Aにおいて図2の特性と相反する
ような振幅と位相の傾きを持つ第2非線形高周波増幅回
路3が後段に直列に接続されているので、前記高周波信
号は第2非線形高周波増幅回路3においてさらに図3に
示される入力レベルに対する振幅と位相の変化特性が加
えられる。
【0016】したがって、高周波出力端子4から出力さ
れる信号は図4に示すように非線形性が改善される。こ
れにより、必要最低限の簡単な構成によって、高周波増
幅器の入出力特性の非線形性により生じる歪みを補償す
ることが可能となる。
【0017】なお、上記第1実施形態において、第1非
線形高周波増幅回路2と第2非線形高周波増幅回路3の
配置が逆であっても同じ効果が得られる。
【0018】図5は本発明の第2実施形態に係る高周波
増幅器の概略構成を示すブロック図である。
【0019】第2実施形態は、第1実施形態の構成に加
えて、第2非線形高周波増幅回路3から出力される信号
の歪みレベルを検出する歪み検出部7と、この歪み検出
部7で検出された歪みレベルに基づいて第1非線形高周
波増幅回路2の電圧または電流を制御する制御部6とを
備えている。
【0020】この第2実施形態では、第1非線形高周波
増幅回路2の電圧または電流を調整することで、第1非
線形高周波増幅回路2の入力レベルに対する振幅と位相
の変化の傾きを変更することが可能である。制御部6
は、歪み検出部7からの歪みレベルに基づいて、第1非
線形高周波増幅回路2の電圧または電流を制御して第1
非線形高周波増幅回路2の入力レベルに対する振幅と位
相の変化の傾きを変化させる。これにより、高周波増幅
器の歪み補償をより正確に行うことが可能となる。
【0021】図6は本発明の第3実施形態に係る高周波
増幅器の概略構成を示すブロック図である。
【0022】第3実施形態は、第1実施形態の構成に加
えて、第2非線形高周波増幅回路3から出力される信号
の歪みレベルを検出する歪み検出部7と、この歪み検出
部7で検出された歪みレベルに基づいて第2非線形高周
波増幅回路3の電圧または電流を制御する制御部8とを
備えている。
【0023】この第3実施形態では、第2非線形高周波
増幅回路3の電圧または電流を調整することで、第2非
線形高周波増幅回路3の入力レベルに対する振幅と位相
の変化の傾きを変更することが可能である。制御部8
は、歪み検出部7からの歪みレベルに基づいて、第2非
線形高周波増幅回路3の電圧または電流を制御して第2
非線形高周波増幅回路3の入力レベルに対する振幅と位
相の変化の傾きを変化させる。これにより、高周波増幅
器の歪み補償をより正確に行うことが可能となる。
【0024】図7は本発明の第4実施形態に係る高周波
増幅器の概略構成を示すブロック図である。
【0025】第4実施形態は、第2実施形態と第3実施
形態とを組み合わせたものであり、第1実施形態の構成
に加えて、第2非線形高周波増幅回路3から出力される
信号の歪みレベルを検出する歪み検出部7と、この歪み
検出部7で検出された歪みレベルに基づいて第1非線形
高周波増幅回路2及び第2非線形高周波増幅回路3の両
者の電圧または電流を制御する制御部6及び制御部8を
各々備えている。
【0026】この第4実施形態では、第1非線形高周波
増幅回路2及び第2非線形高周波増幅回路3の電圧また
は電流を調整することで、第1非線形高周波増幅回路2
及び第2非線形高周波増幅回路3の入力レベルに対する
振幅と位相の変化の傾きを変更することが可能である。
これにより、高周波増幅器の歪み補償をより正確に行う
ことが可能となる。
【0027】図8は本発明の第5実施形態に係る高周波
増幅器の概略構成を示すブロック図である。
【0028】第5実施形態は、第1実施形態の構成に加
えて、第1非線形高周波増幅回路2と第2非線形高周波
増幅回路3との間に配置された可変利得部10と、第2
非線形高周波増幅回路3から出力される信号の歪みレベ
ルを検出する歪み検出部7と、この歪み検出部7で検出
された歪みレベルに基づいて可変利得部10を制御する
利得制御部9とを備えている。
【0029】この第5実施形態では、第1非線形高周波
増幅回路2の出力の利得調整を行って第2非線形高周波
増幅回路3の入力レベルを可変し、すなわち第1非線形
高周波増幅回路2及び第2非線形高周波増幅回路3にお
いて使用する信号入力レベルの範囲Aを可変することに
より、第1非線形高周波増幅回路2の入力レベルに対す
る振幅と位相の傾き特性が最適な範囲で使用することが
できる。これにより、高周波増幅器の歪み補償をより正
確に行うことが可能となる。
【0030】図9は本発明の第6実施形態に係る高周波
増幅器の概略構成を示すブロック図である。
【0031】第6実施形態は、第1非線形高周波増幅回
路2と第2非線形高周波増幅回路3との間に少なくとも
1個以上の線形高周波増幅回路11を配置接続した構成
となっている。
【0032】この第6実施形態では、第1非線形高周波
増幅回路2によって入力レベルに対する振幅と位相の変
化を加えられた高周波信号は、線形高周波増幅回路11
により振幅の絶対値のみが増幅され、第2非線形高周波
増幅回路3に伝送される。これにより、第1実施形態と
同様に簡単な構成で高周波増幅器の歪み補償を行うこと
ができ、さらに高周波増幅器全体の利得を上げることが
可能となる。
【0033】図10は本発明の第7実施形態に係る高周
波増幅器の概略構成を示すブロック図である。
【0034】第7実施形態は、第1非線形高周波増幅回
路2と第2非線形高周波増幅回路3との間に少なくとも
1個以上の線形高周波増幅回路11を備えるとともに、
図5に示す第2実施形態と同様、第2非線形高周波増幅
回路3から出力される信号の歪みレベルを検出する歪み
検出部7と、この歪み検出部7で検出された歪みレベル
に基づいて第1非線形高周波増幅回路2の電圧または電
流を制御する制御部6とを備えている。
【0035】この第7実施形態では、第1非線形高周波
増幅回路2によって入力レベルに対する振幅と位相の変
化を加えられた高周波信号は、線形高周波増幅回路11
により振幅の絶対値のみが増幅され、第2非線形高周波
増幅回路3に伝送される。したがって、第2実施形態の
効果に加えて、高周波増幅器全体の利得を上げることが
可能となる。
【0036】図11は本発明の第8実施形態に係る高周
波増幅器の概略構成を示すブロック図である。
【0037】第8実施形態は、第1非線形高周波増幅回
路2と第2非線形高周波増幅回路3との間に少なくとも
1個以上の線形高周波増幅回路11を備えるとともに、
図6に示す第3実施形態と同様、第2非線形高周波増幅
回路3から出力される信号の歪みレベルを検出する歪み
検出部7と、この歪み検出部7で検出された歪みレベル
に基づいて第2非線形高周波増幅回路3の電圧または電
流を制御する制御部8とを備えている。
【0038】この第8実施形態では、第1非線形高周波
増幅回路2によって入力レベルに対する振幅と位相の変
化を加えられた高周波信号は、線形高周波増幅回路11
により振幅の絶対値のみが増幅され、第2非線形高周波
増幅回路3に伝送される。したがって、第3実施形態の
効果に加えて、高周波増幅器全体の利得を上げることが
可能となる。
【0039】図12は本発明の第9実施形態に係る高周
波増幅器の概略構成を示すブロック図である。
【0040】第9実施形態は、第1非線形高周波増幅回
路2と第2非線形高周波増幅回路3との間に少なくとも
1個以上の線形高周波増幅回路11を備えるとともに、
図7に示す第4実施形態と同様、第2非線形高周波増幅
回路3から出力される信号の歪みレベルを検出する歪み
検出部7と、この歪み検出部7で検出された歪みレベル
に基づいて第1非線形高周波増幅回路2及び第2非線形
高周波増幅回路3の両者の電圧または電流を制御する制
御部6及び制御部8を各々備えている。
【0041】この第9実施形態では、第1非線形高周波
増幅回路2によって入力レベルに対する振幅と位相の変
化を加えられた高周波信号は、線形高周波増幅回路11
により振幅の絶対値のみが増幅され、第2非線形高周波
増幅回路3に伝送される。したがって、第4実施形態の
効果に加えて、高周波増幅器全体の利得を上げることが
可能となる。
【0042】以上、詳述したように、本実施形態の高周
波増幅器によれば、高周波入力端子と高周波出力端子と
の間に、入力信号レベルに対する振幅、位相の変化特性
が互いに相反する特性を持つ第1非線形高周波増幅回路
と第2非線形高周波増幅回路とを配設して構成したの
で、単純な回路で歪み補償が可能となると共に、高周波
増幅器本来の機能に対して無駄な回路がないので、製品
の小型化、低コスト、及び消費電力の低減を図ることが
できる。
【0043】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、高
周波増幅機能として無駄な回路がなく、単純な構成で歪
み補償が可能な高周波増幅器を提供できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態に係る高周波増幅器の概
略構成を示すブロック図である。
【図2】第1非線形高周波増幅回路の入力レベルに対す
る振幅と位相の変化の一例を示す特性図である。
【図3】第2非線形高周波増幅回路の入力レベルに対す
る振幅と位相の変化の一例を示す特性図である。
【図4】第1非線形高周波増幅回路と第2非線形高周波
増幅回路を直列に接続した場合の入力レベルに対する振
幅と位相の変化の一例を示す特性図である。
【図5】本発明の第2実施形態に係る高周波増幅器の概
略構成を示すブロック図である。
【図6】本発明の第3実施形態に係る高周波増幅器の概
略構成を示すブロック図である。
【図7】本発明の第4実施形態に係る高周波増幅器の概
略構成を示すブロック図である。
【図8】本発明の第5実施形態に係る高周波増幅器の概
略構成を示すブロック図である。
【図9】本発明の第6実施形態に係る高周波増幅器の概
略構成を示すブロック図である。
【図10】本発明の第7実施形態に係る高周波増幅器の
概略構成を示すブロック図である。
【図11】本発明の第8実施形態に係る高周波増幅器の
概略構成を示すブロック図である。
【図12】本発明の第9実施形態に係る高周波増幅器の
概略構成を示すブロック図である。
【図13】従来の高周波増幅器の一例を示すブロック図
である。
【符号の説明】
1 高周波入力端子 2 第1非線形高周波増幅回路 3 第2非線形高周波増幅回路 4 高周波出力端子 6 制御部 7 歪み検出部 8 制御部 9 利得制御部 10 可変利得部 11 線形高周波増幅回路 A 非線形歪み補償を実現する入力レベルの範囲
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5J090 AA01 AA41 CA25 CA26 FA08 GN03 GN05 GN06 GN08 KA23 KA49 MA08 MA11 MA20 NN16 SA14 TA01 TA02

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第1非線形高周波増幅回路と、前記第1
    非線形高周波増幅回路の後段に接続された第2非線形高
    周波増幅回路とを備え、前記第1非線形高周波増幅回路
    と前記第2非線形高周波増幅回路とは所定の入力レベル
    範囲において入力レベルに対する振幅と位相の変化特性
    が互いに相反する特性を持つことを特徴とする高周波増
    幅器。
  2. 【請求項2】 前記第2非線形高周波増幅回路の出力信
    号の歪みレベルを検出する歪み検出部と、前記歪み検出
    部より検出された歪みレベルに基づいて前記第1非線形
    高周波増幅回路と前記第2非線形高周波増幅回路の少な
    くとも一方の電圧または電流を制御する制御部とを備え
    たことを特徴とする請求項1記載の高周波増幅器。
  3. 【請求項3】 前記第1非線形高周波増幅回路と前記第
    2非線形高周波増幅回路との間に利得調整を行う可変利
    得部が配置され、前記第2非線形高周波増幅回路の出力
    信号の歪みレベルを検出する歪み検出部より検出された
    歪みレベルに基づいて前記可変利得部を制御する利得制
    御部を備えたことを特徴とする請求項1又は2記載の高
    周波増幅器。
  4. 【請求項4】 前記第1非線形高周波増幅回路と前記第
    2非線形高周波増幅回路の間に線形高周波増幅回路を接
    続したことを特徴とする請求項1記載の高周波増幅器。
  5. 【請求項5】 前記第2非線形高周波増幅回路の出力信
    号の歪みレベルを検出する歪み検出部より検出された歪
    みレベルに基づいて前記第1非線形高周波増幅回路と前
    記第2非線形高周波増幅回路の少なくとも一方の電圧ま
    たは電流を制御する制御部を備えたことを特徴とする請
    求項1又は4記載の高周波増幅器。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010028190A (ja) * 2008-07-15 2010-02-04 Nec Corp 電力増幅器、電力増幅器の非線形歪補正方法、無線通信装置
JP2012191367A (ja) * 2011-03-10 2012-10-04 Nec Engineering Ltd 信号送信回路

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