JP2004064122A - Power amplification transmitter - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、増幅装置及び送信機に関する。特に本発明は、デジタル変復調制御による変復調方式の送信機に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、デジタル変復調制御による振幅調方式として、例えば特開2000−232380号公報に開示されている方式がある。当該方式は、複数の電力増幅器を直接デジタル信号により“オン”、“オフ”し、変調信号のすべての情報(ビット)を変調増幅する。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の変調方式では、複数の電力増幅器の増幅率理想値に対する誤差により、送信機が出力する振幅変調信信号に歪が生じるという問題があった。また、当該誤差は、電源変動、温度変化、または経年劣化等によっても変化する。
【0004】
そのため、従来のデジタル変調制御による振幅変調方式においては、送信機が出力する振幅変調信号に生じる歪により安定な運用が阻害されるという問題があった。そこで本発明は、上記の課題を解決することのできる増幅装置及び送信機を提供することを目的とする。この目的は特許請求の範囲における独立項に記載の特徴の組み合わせにより達成される。
【課題を解決するための手段】
【0005】
即ち本発明の第1の形態によると、
【0006】
変調信号に基づく振幅変調信号を出力する送信機であって、所定の周期を有する搬送波信号を出力する搬送波信号生成部と、前記変調信号の振幅に基づいて、第1倍率信号と、第2倍率信号とを出力する変換部と、第1倍率信号と、第2倍率信号とに基づく増幅率で前記搬送波信号の振幅を増幅した信号を前記振幅変調信号として出力する変調増幅部とを備え、前記変調振幅部は、前記第1倍率信号に基づいて前記搬送波信号の振幅を増幅した第1増幅信号を出力する第1増幅部と、前記第2倍率信号に基づいて前記搬送波信号の振幅を増幅した第2増幅信号を出力する第2増幅部と、前記第1倍率信号および第2倍率信号の遷移に基づき前記第1増幅部の増幅率の補正を行う補正値信号生成部と、前記第1増幅信号と、前記第2増幅信号とを合成して前記振幅変調信号として出力する合成部とを有することを特徴とする送信機。
【0007】
なお上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではなくこれらの特徴群のサブコンビネーションも又発明となりうる。
【0008】
【発明の実施の形態】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではなく、また実施形態の中で説明されている特徴の組み合せの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【0009】
図1は、本発明の一実施形態に係る送信装置100を示す。送信装置100は、変調信号に基づく増幅率で被増幅信号の振幅を増幅した振幅変調信号を出力する送信機であって、変調信号AMSの振幅を増幅した増幅信号を出力する変調信号増幅器9と、被増幅信号の振幅に基づいて複数ビットのデジタル信号に変換するA/D変換器10と、前記A/D変換器10の出力信号を第1増幅部30および第2増幅部40のスイッチング信号を出力するエンコーダ20と、当該増幅装置の変調信号入力の遷移に基づいて前記変調信号増幅器の増幅度を補正する補正値信号生成部80と、前記第1増幅部30、前記第2増幅部40の出力を電圧合成する出力合成部60(合成トランス)とを備える。
【0010】
A/D変換器10は、変調信号AMSをA/D変換した信号を複数のデジタル信号である倍率指定信号MASとしてエンコーダ20に出力する。本実施形態において、A/D変換器10は、倍率指定信号MASの上位5ビットを第1倍率信号HBSとして、下位6ビットを第2倍率信号LBSとして出力する。
【0011】
本実施形態において、エンコーダ20は、11ビットのデジタル信号である倍率信号MASを受け取り、当該倍率信号の上位5ビットを第1倍率信号として、第1動作信号(HBS−1〜HBS−26)を出力する。エンコーダ20は、第1倍率信号HBSが表す数がk(kは、1≦k≦26を満たす整数である)であるとき、第1動作信号(HBS−1〜HBS−k)として論理値1を出力する。エンコーダ20は、第1倍率信号HBSが表す数が0であるとき、第1動作信号(HBS−1〜HBS−26)として論理値0を出力する。エンコーダ20は、例えば、第1倍率信号HBSが2進数として示す値が“01001”であるとき、第1動作信号(HBS−1〜HBS−9)として論理値1を出力する。
【0012】
本実施形態において、エンコーダ20は、当該11ビットのデジタル信号である倍率信号MASを受け取り、当該倍率信号の下位6ビットを第2倍率信号として、第2動作信号(LBS−1〜LBS−6)を出力する。
【0013】
第1増幅部30は、第1倍率信号HBSに基づいて搬送波信号CWSの振幅を増幅し、第1増幅信号BHSを出力する。第2増幅部40は、第2倍率信号LBSに基づいて搬送波信号CWSの振幅を増幅し、第2増幅信号BLSを出力する。第2増幅部40は、第1増幅信号BHSの振幅より振幅が小である第2増幅信号BLSを出力するのが好ましい。
【0014】
第1増幅部30は、複数の第1増幅器32を含むのが好ましい。本実施形態において、第1増幅部30は、26個の第1増幅器(ビックステップPA)(32−1〜32−26)を含む。第1増幅器(32−1〜32−26)は、それぞれ等しい増幅率を有する電力増幅器である。
【0015】
第1増幅器32はそれぞれ、エンコーダ20が出力する複数の第1動作信号(HBS−1〜HBS−26)から1の動作信号HBSを受け取る。第1増幅器322は、1の第1動作信号HBSと、搬送波信号CWSとを受け取り、第1動作信号HBSが所定の論理値をとる場合に、搬送波信号CWSの振幅を所定の増幅率で増幅した第1増幅信号EBSを出力するのが好ましい。第1増幅器32−m(mは、1≦m≦26を満たす整数である)は、第1動作信号HBS−mが1である場合に、搬送波信号CWSの振幅を所定の増幅率で増幅した第1増幅信号BHS−mを出力する。
【0016】
第2増幅部40は、複数の第2増幅器42を有することが好ましい。本実施形態において、第2増幅部40は、6個の第2増幅器(バイナリーステップPA)(42−1〜42−6)を含む。本実施形態において、第1増幅部30の第1増幅器(32−1〜32−26)の増幅率もしくは増幅された出力電圧をAとすると、第2増幅器42−n(nは、1≦n≦6を満たす整数である)はA/2nとする。つまり、第2増幅器42−1はA/2、第2増幅器42−6はA/64とする。
【0017】
第2増幅器42はそれぞれ、エンコーダ20が出力する複数の第2動作信号(LBS−1〜LBS−6)から1の動作信号LBSを受け取る。第2増幅器42は、1の第2動作信号LBSと、搬送波信号CWSとを受け取り、搬送波信号CWSの振幅を所定の増幅率で増幅した第2増幅信号BLSを出力するのが好ましい。第2増幅器342−n(nは、1≦n≦6を満たす整数である)は、第2動作信号LBS−nが1である場合に、搬送波信号CWSの振幅を所定の増幅率で増幅した第1増幅信号BLS−nを出力する。
【0018】
補正値信号生成部80は、波形遷移判定部82と、D/A変換器89とを含む。補正値信号生成部80は、倍率信号MASを所定のサンプリングタイミングでサンプリングすることにより、第1動作信号(HBS−1〜HBS−26)の切替わりをモニタし、第1動作信号(HBS−1〜HBS−26)が切替わる際に、第1増幅部30に含まれている第1増幅器(32−1〜32−26)の第1増幅信号(BHS−1〜BHS−26)の補正を行う補正値信号CVSを出力する。波形遷移判定部82は、倍率信号MASが増加方向に遷移する場合は、変調信号増幅器9の増幅率が増加する方向にバイアイス電圧を所定量だけ変動させ、倍率信号MASが減少方向に遷移する場合は、変調信号増幅器9の増幅率が減少する方向にバイアイス電圧を所定量だけ変動させることにより、第1動作信号HBS−kの切替わり動作を補正する。当該サンプリング周期は、前記搬送波信号CWSの周期より短い周期でサンプリングすることが好ましい。
【0019】
波形遷移判定部82は、第1動作信号HBS−k(kは、1≦k≦26を満たす整数である)に対応した第1動作信号切替わり電圧An(nは、1≦n≦26を満たす整数である)を予め記憶している。波形遷移判定部82は、サンプリングされた倍率信号MASのレベルの近傍で、前記第1動作信号切替わり電圧Anのうち小さいものを検索し、当該サンプリングの際およびバイアイス電圧を所定量変動させる際に参照する。
【0020】
本実施形態において、波形遷移判定部82の作用を、図2および図3を用いて説明する。波形遷移判定部82は、現在の被変調信号の波形が、上りか下りかの判定を行なうために、波形遷移判定部82に記憶されているデータDt−1と、次に記憶するデータDtとを比較する。Dt−Dt−1の演算により、被変調信号の波形の遷移を判定する。Dt−Dt−1>0の場合は上り波形、Dt−Dt−1<0の場合は下り波形と判定する。
【0021】
本実施形態において、波形遷移判定部82は、Dt−1の時点で設定されていた第1動作信号HBS−kが、Dtへと遷移するに従い、第1動作信号HBS−kを再設定する必要があるかどうかの判定を行なう。波形遷移判定部82は、Dt−1での第1動作信号切替わり電圧A(Dt−1)と、Dtでの第1動作信号切替わり電圧A(Dt)とを比較する。補正値信号生成部80は、A(Dt−1)≠A(Dt)の場合には、変調信号増幅器9に印加するバイアイス電圧を所定量変動せ、A(Dt−1)=A(Dt)の場合には、当該バイアイス電圧を保持する。また当該バイアイス電圧は、上り波形の場合には所定量の電圧を加え、下り波形の場合には所定量の電圧を減ずる。
【0022】
出力合成部60は、第1増幅器(32−1〜32−26)のそれぞれと、第2増幅器(42−1〜42−6)のそれぞれをトランス結合により接続する。出力合成部60は、当該トランス結合を介して、第1増幅器(32−1〜32−26)のそれぞれが出力する第1増幅信号(EBS−1〜EBS−26)と、第2増幅器(342−1〜342−6)のそれぞれが出力する第2増幅信号(BBS−1〜BBS−6)を受け取る。出力合成部208は、当該トランス結合におけるそれぞれの二次側コイルを直列に接続する。合成部206は、当該二次側のコイルを直列に接続した両端のうち、一端を接地し、他端に生じる信号を振幅変調信号AASとして出力する。合成部206は、例えば、振幅変調信号AASを空中線出力としてよい。
【0023】
本実施形態によれば、送信機100は、第1増幅部30が出力する第1増幅信号EBSと、第2増幅部40が出力する第2増幅信号BBSが合成された振幅変調AASの歪を補償し、安定な送信を行うことができる。
【0024】
また、送信器100は、無線送受信機に適用されてよい。無線送受信機は、例えば、基地局、または移動局であってよい。この場合において、無線送受信機は、アンテナと、共用部と、受信部と、送信部を備える。当該共用部は、当該アンテナと、当該受信部と、当該送信部と電気的に接続し、当該アンテナが信号を送受信する際の、送信信号と受信信号との相互作用を除去する。当該受信部は、受信信号を復調する復調回路である。当該送信部は、送信機100である。この場合も、当該無線送受信機は、当該送信部が出力する振幅変調信号に生じる歪を補償し、安定な送信を行うことができる。
【0025】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載には限定されない。上記実施形態に、多様な変更または改良を加えることができる。そのような変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【発明の効果】
【0026】
上記説明から明らかなように、本発明によればデジタル変調制御による振幅変調方式の送信機において、送信機が出力する振幅変調信号に生じる歪を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係る送信装置100を示す。
【図2】本発明の補正値信号生成部の動作についての一実施形態を示す。
【図3】本発明の波形遷移判定部の作用についての一実施形態を示す。
【符号の説明】
9 変調信号増幅器、10 第1A/D変換器、 20 エンコーダ、 30 第1増幅部(ビックステップPA)、 40 第2増幅部(バイナリーステップPA)、 50 高周波発振器、 60 出力合成部(出力トランス)、 80 補正値信号生成部[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an amplifier and a transmitter. In particular, the present invention relates to a modulation / demodulation type transmitter using digital modulation / demodulation control.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, as an amplitude adjustment method based on digital modulation / demodulation control, for example, there is a method disclosed in JP-A-2000-232380. In this method, a plurality of power amplifiers are directly turned “on” and “off” by digital signals, and all information (bits) of a modulation signal is modulated and amplified.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional modulation method has a problem in that the amplitude modulation signal output from the transmitter is distorted due to an error with respect to the ideal amplification factor of the plurality of power amplifiers. The error also changes due to power supply fluctuation, temperature change, aging, and the like.
[0004]
Therefore, in the conventional amplitude modulation method based on digital modulation control, there is a problem that a stable operation is hindered by distortion generated in the amplitude modulation signal output from the transmitter. Therefore, an object of the present invention is to provide an amplifier and a transmitter that can solve the above-described problems. This object is achieved by a combination of features described in the independent claims.
[Means for Solving the Problems]
[0005]
That is, according to the first embodiment of the present invention,
[0006]
A transmitter for outputting an amplitude modulation signal based on a modulation signal, the carrier signal generation unit outputting a carrier signal having a predetermined period, a first magnification signal and a second magnification signal based on an amplitude of the modulation signal. A conversion unit that outputs a signal, a first amplification signal, and a modulation amplification unit that outputs a signal obtained by amplifying the amplitude of the carrier signal at an amplification factor based on the second magnification signal as the amplitude modulation signal, A modulation amplification unit configured to output a first amplified signal obtained by amplifying the amplitude of the carrier signal based on the first magnification signal; and amplify the amplitude of the carrier signal based on the second magnification signal. A second amplification unit that outputs a second amplification signal; a correction value signal generation unit that corrects an amplification factor of the first amplification unit based on transition of the first magnification signal and the second magnification signal; A signal and the second amplified signal Synthesized by the transmitter, characterized in that it comprises a combining unit for outputting as the amplitude modulated signal.
[0007]
Note that the above summary of the present invention does not enumerate all the necessary features of the present invention, and a sub-combination of these features can also be an invention.
[0008]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described through embodiments of the present invention. However, the following embodiments do not limit the invention according to the claims, and all of the combinations of the features described in the embodiments are not limited thereto. It is not always essential to the solution of the invention.
[0009]
FIG. 1 shows a transmitting
[0010]
The A /
[0011]
In this embodiment, the
[0012]
In the present embodiment, the
[0013]
The
[0014]
The
[0015]
Each of the first amplifiers 32 receives one operation signal HBS from a plurality of first operation signals (HBS-1 to HBS-26) output from the
[0016]
The second amplifying unit 40 preferably has a plurality of second amplifiers 42. In the present embodiment, the second amplifier 40 includes six second amplifiers (binary steps PA) (42-1 to 42-6). In the present embodiment, assuming that the amplification factor of the first amplifiers (32-1 to 32-26) of the
[0017]
Each of the second amplifiers 42 receives one operation signal LBS from the plurality of second operation signals (LBS-1 to LBS-6) output from the
[0018]
The correction value signal generation section 80 includes a waveform transition determination section 82 and a D / A converter 89. The correction value signal generation unit 80 monitors switching of the first operation signals (HBS-1 to HBS-26) by sampling the magnification signal MAS at a predetermined sampling timing, and outputs the first operation signal (HBS-1). To HBS-26), the correction of the first amplified signals (BHS-1 to BHS-26) of the first amplifiers (32-1 to 32-26) included in the
[0019]
The waveform transition determination unit 82 outputs a first operation signal switching voltage An (n is 1 ≦ n ≦ 26) corresponding to the first operation signal HBS-k (k is an integer satisfying 1 ≦ k ≦ 26). (Which is an integer that satisfies). The waveform transition determining unit 82 searches for a small one of the first operation signal switching voltages An in the vicinity of the level of the sampled magnification signal MAS, and performs the sampling and the fluctuation of the bi-ice voltage by a predetermined amount. refer.
[0020]
In the present embodiment, the operation of the waveform transition determination unit 82 will be described with reference to FIGS. The waveform transition determining unit 82 determines whether the waveform of the current modulated signal is up or down, by comparing the data Dt-1 stored in the waveform transition determining unit 82 with the data Dt to be stored next. Compare. The transition of the waveform of the modulated signal is determined by the calculation of Dt-Dt-1. When Dt-Dt-1> 0, the waveform is determined to be an up waveform, and when Dt-Dt-1 <0, the waveform is determined to be a down waveform.
[0021]
In the present embodiment, the waveform transition determination unit 82 needs to reset the first operation signal HBS-k as the first operation signal HBS-k set at the time of Dt-1 transitions to Dt. It is determined whether or not there is. The waveform transition determination unit 82 compares the first operation signal switching voltage A (Dt-1) at Dt-1 with the first operation signal switching voltage A (Dt) at Dt. When A (Dt−1) ≠ A (Dt), the correction value signal generation unit 80 changes the bi-ice voltage applied to the modulation signal amplifier 9 by a predetermined amount, and A (Dt−1) = A (Dt) In this case, the bi-ice voltage is maintained. In the case of the rising waveform, a predetermined amount of voltage is added to the bi-ice voltage, and in the case of the falling waveform, the predetermined amount of voltage is reduced.
[0022]
The output synthesis unit 60 connects each of the first amplifiers (32-1 to 32-26) and each of the second amplifiers (42-1 to 42-6) by a transformer coupling. The output synthesizing unit 60 outputs the first amplified signals (EBS-1 to EBS-26) output from the first amplifiers (32-1 to 32-26) and the second amplifier (342) via the transformer coupling. -1 to 342-6) receive the second amplified signals (BBS-1 to BBS-6) output from them. The output synthesis unit 208 connects the respective secondary coils in the transformer coupling in series. The combining unit 206 grounds one end of both ends of the secondary coil connected in series and outputs a signal generated at the other end as an amplitude modulation signal AAS. The combining unit 206 may output the amplitude modulation signal AAS as an antenna output, for example.
[0023]
According to the present embodiment, the
[0024]
Further, the
[0025]
As described above, the present invention has been described using the embodiment, but the technical scope of the present invention is not limited to the above embodiment. Various changes or improvements can be added to the above embodiment. It is apparent from the description of the appended claims that embodiments with such changes or improvements can be included in the technical scope of the present invention.
【The invention's effect】
[0026]
As is apparent from the above description, according to the present invention, in the transmitter of the amplitude modulation system by the digital modulation control, the distortion generated in the amplitude modulation signal output from the transmitter can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 shows a transmitting
FIG. 2 shows an embodiment of the operation of the correction value signal generation unit of the present invention.
FIG. 3 shows an embodiment of the operation of the waveform transition determination unit of the present invention.
[Explanation of symbols]
Reference Signs List 9 modulation signal amplifier, 10 first A / D converter, 20 encoder, 30 first amplifier (big step PA), 40 second amplifier (binary step PA), 50 high frequency oscillator, 60 output synthesizer (output transformer) , 80 correction value signal generator
Claims (1)
前記第1倍率信号に基づいて前記被増幅信号の振幅を増幅する第1増幅信号を出力する第1増幅部と、
前記第2倍率信号に基づいて前記被増幅信号の振幅を増幅する第2増幅信号を出力する第2増幅部と、
前記第1倍率信号および第2倍率信号の遷移に基づき、前記第1増幅部の増幅率の補正を行う補正値信号生成部と、
前記第1増幅信号と、前記第2増幅信号とを合成して前記増幅装置の出力信号として出力する合成部と、
を備えることを特徴とする電力増幅送信装置。In a power amplification transmitting apparatus for amplifying a signal to be amplified based on a first magnification signal specifying an amplification factor of a signal to be amplified and a second magnification signal,
A first amplifier that outputs a first amplified signal that amplifies the amplitude of the signal to be amplified based on the first magnification signal;
A second amplifier that outputs a second amplified signal that amplifies the amplitude of the signal to be amplified based on the second magnification signal;
A correction value signal generation unit that corrects an amplification factor of the first amplification unit based on transition of the first magnification signal and the second magnification signal;
A combining unit that combines the first amplified signal and the second amplified signal and outputs the combined signal as an output signal of the amplifying device;
A power amplification transmission device, comprising:
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