JP2006033485A - フィードフォワード増幅器 - Google Patents
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Abstract
【課題】電力効率の改善効果を大幅に向上させることができるフィードフォワード増幅器を提供する。
【解決手段】歪除去制御回路41は、出力端子16での低歪出力信号中の歪成分電力をほぼ最小レベルへ収束させるための歪除去制御電圧を生成する。出力電力制御回路42は、ダミーロード14での消費電力をほぼ最小レベルへ収束させるための出力電力制御電圧を生成する。歪除去制御電圧により振幅調整回路2の利得及び位相調整回路4の移相量を制御し、出力電力制御電圧に対して歪除去制御電圧を重み付け加算した制御電圧により振幅調整回路8の利得及び位相調整回路9の移相量を制御する。
【選択図】図1
【解決手段】歪除去制御回路41は、出力端子16での低歪出力信号中の歪成分電力をほぼ最小レベルへ収束させるための歪除去制御電圧を生成する。出力電力制御回路42は、ダミーロード14での消費電力をほぼ最小レベルへ収束させるための出力電力制御電圧を生成する。歪除去制御電圧により振幅調整回路2の利得及び位相調整回路4の移相量を制御し、出力電力制御電圧に対して歪除去制御電圧を重み付け加算した制御電圧により振幅調整回路8の利得及び位相調整回路9の移相量を制御する。
【選択図】図1
Description
本発明は、主増幅器にて発生した歪成分を低減するためのフィードフォワード増幅器に関する。
従来のフィードフォワード増幅器は、主増幅器にて発生した歪成分を検出するための歪抽出ループと、この歪成分を除去するための歪除去ループと、を備えている。歪抽出ループにおいては、主増幅器への入力信号の一部と主増幅器から出力される信号の一部とを方向性結合器にて結合し、その際に振幅及び位相の相互関係を調整して結合することで歪成分を検出する。歪除去ループにおいては、歪成分と主増幅器から出力される信号とを方向性結合器にて結合し、その際に振幅及び位相の相互関係を調整して結合することで歪成分が低減された低歪出力信号を生成する。このようにして入力信号を増幅するとともに、その際に発生する歪成分の低減を図っている。
しかし、この従来のフィードフォワード増幅器においては、歪成分を除去するために、歪成分と主増幅器から出力される信号とを方向性結合器にて結合する際に、主増幅器にて増幅された入力信号の一部の電力が方向性結合器のダミーロードにて消費されてしまう。したがって、この従来のフィードフォワード増幅器においては、電力効率が悪化してしまうという問題点がある。
そこで、電力効率の改善を図ったフィードフォワード増幅器の従来例が特開2000−312117号公報(特許文献1)に開示されている。特許文献1において、歪抽出ループは、主増幅器への入力信号の一部と主増幅器から出力される信号の一部とを結合させることで抽出歪信号を生成する。その際に、主増幅器にて発生した歪成分に加え主増幅器への入力信号の一部(主としてキャリア分)も抽出歪信号中に入り込むよう、歪抽出ループの制御状態を若干崩してオフセットさせている。より具体的には、歪除去ループにおいて、抽出歪信号と主増幅器から出力される信号とを方向性結合器により結合する際に、ダミーロードでの消費電力が小さくなるように、歪抽出ループの制御状態を若干オフセットさせている。この歪抽出ループの制御状態を若干崩す動作によって、歪除去ループにおいて、抽出歪信号と主増幅器から出力される信号とを方向性結合器により結合して低歪出力信号を生成する際に、抽出歪信号中のキャリア分を主増幅器から出力される信号と結合させることができる。これによって、低歪出力信号の電力を増大させ、電力効率の改善を図っている。
その他にも、特許文献2の並列電力分配合成増幅器、及び特許文献3のフィードフォワード増幅器が開示されている。
特許文献1において、電力効率をさらに改善するためには、歪抽出ループの制御状態をさらに崩して、抽出歪信号中に入り込む入力信号のレベルをさらに増大させる必要がある。しかし、特許文献1において、ダミーロードでの消費電力がさらに小さくなるように、抽出歪信号中に入り込む入力信号のレベルをさらに増大させようとすると、抽出歪信号を補助増幅器にて増幅する際に歪成分が発生する。この補助増幅器にて発生する歪成分によって、補助増幅器の出力側における歪成分レベルが抽出歪信号中に入力信号が入り込まない場合と比較して変化するため、歪除去ループの最適な制御状態に影響を与えることになる。一方、歪除去ループの制御状態を最適に補償すると、ダミーロードでの消費電力に影響を与えることになる。
このように、特許文献1においては、歪抽出ループの制御と歪除去ループの制御とが互いに干渉してしまうことになるため、歪抽出ループの制御状態を崩すことができる範囲が歪除去ループの制御に実質的に影響を与えない狭い範囲に限られることになる。したがって、電力効率を大幅に改善させることが困難であるという問題点がある。また、特許文献3においては、2つのループを独立させて制御することができないという問題点がある。
本発明は、電力効率の改善効果を大幅に向上させることができるフィードフォワード増幅器を提供することを目的とする。
本発明に係るフィードフォワード増幅器は、入力信号を増幅する主増幅器を含み、主増幅器へ入力される入力信号の一部と主増幅器から出力される信号の一部とを振幅及び位相の相互関係を調整して結合することで、主増幅器にて発生した歪成分を含むフィードフォワード信号を生成する歪抽出ループと、前記フィードフォワード信号を増幅する補助増幅器を含み、補助増幅器から出力されるフィードフォワード信号と主増幅器から出力される信号とを振幅及び位相の相互関係を調整して結合することで、前記歪成分が低減された低歪出力信号を生成する歪除去ループと、を有し、前記入力信号が前記フィードフォワード信号中に含まれるように、前記歪抽出ループにて結合される信号の振幅及び位相の相互関係が調整されるフィードフォワード増幅器であって、前記低歪出力信号中に含まれる前記歪成分の電力を低減させるための歪除去制御信号を生成する歪除去制御手段と、前記低歪出力信号の電力を増大させるための出力電力制御信号を生成する出力電力制御手段と、を有し、前記歪抽出ループにて結合される信号の振幅及び位相の相互関係は、前記歪除去制御信号と前記出力電力制御信号の少なくとも一方により制御され、前記歪除去ループにて結合される信号の振幅及び位相の相互関係は、前記歪除去制御信号と前記出力電力制御信号の両方により制御されることを要旨とする。
この本発明においては、歪抽出ループにて結合される信号の振幅及び位相の相互関係を歪除去制御信号と出力電力制御信号の少なくとも一方により制御し、歪除去ループにて結合される信号の振幅及び位相の相互関係を歪除去制御信号と出力電力制御信号の両方により制御する。これによって、フィードフォワード信号中に含ませる入力信号の電力を増大させても、低歪出力信号中に含まれる歪成分の電力を低減させるための歪除去制御と低歪出力信号の電力を増大させるための出力電力制御とが互いに干渉することなく、歪除去制御と出力電力制御の両方をほぼ最適に収束させることができる。したがって、この本発明によれば、電力効率の改善効果を大幅に向上させることができる。
この本発明に係るフィードフォワード増幅器において、前記歪抽出ループにて結合される信号の振幅及び位相の相互関係は、前記歪除去制御信号により制御され、前記歪除去ループにて結合される信号の振幅及び位相の相互関係は、前記出力電力制御信号を前記歪除去制御信号で補償した制御信号により制御されるものとすることもできる。こうすれば、出力電力制御の方が歪除去制御より優先して行われるため、電力効率の改善効果をより安定して得ることができる。
この態様の本発明に係るフィードフォワード増幅器において、前記歪除去ループにて結合される信号の振幅及び位相の相互関係は、前記出力電力制御信号に対して前記歪除去制御信号を重み付け加算した制御信号により制御されるものとすることもできる。こうすれば、歪除去制御が出力電力制御へ与える影響をフィードフォワード的に補償した状態で出力電力制御を行うことができる。
この本発明に係るフィードフォワード増幅器において、前記歪抽出ループにて結合される信号の振幅及び位相の相互関係は、前記出力電力制御信号により制御され、前記歪除去ループにて結合される信号の振幅及び位相の相互関係は、前記歪除去制御信号を前記出力電力制御信号で補償した制御信号により制御されるものとすることもできる。こうすれば、歪除去制御の方が出力電力制御より優先して行われるため、歪除去効果をより安定して得ることができる。
この態様の本発明に係るフィードフォワード増幅器において、前記歪除去ループにて結合される信号の振幅及び位相の相互関係は、前記歪除去制御信号に対して前記出力電力制御信号を重み付け減算した制御信号により制御されるものとすることもできる。こうすれば、出力電力制御が歪除去制御へ与える影響をフィードフォワード的に補償した状態で歪除去制御を行うことができる。
この本発明に係るフィードフォワード増幅器において、前記歪抽出ループにて結合される信号の振幅及び位相の相互関係は、前記歪除去制御信号を前記出力電力制御信号で補償した制御信号により制御され、前記歪除去ループにて結合される信号の振幅及び位相の相互関係は、前記出力電力制御信号を前記歪除去制御信号で補償した制御信号により制御されるものとすることもできる。こうすれば、歪除去制御と出力電力制御の両方をほぼ最適に収束させるのに要する時間を短縮することができる。
この態様の本発明に係るフィードフォワード増幅器において、前記歪抽出ループにて結合される信号の振幅及び位相の相互関係は、前記歪除去制御信号に対して前記出力電力制御信号を重み付け減算した制御信号により制御され、前記歪除去ループにて結合される信号の振幅及び位相の相互関係は、前記出力電力制御信号に対して前記歪除去制御信号を重み付け加算した制御信号により制御されるものとすることもできる。こうすれば、出力電力制御が歪除去制御へ与える影響及び歪除去制御が出力電力制御へ与える影響をフィードフォワード的に補償した状態で、歪除去制御及び出力電力制御を行うことができる。
この本発明に係るフィードフォワード増幅器において、前記歪抽出ループにて結合される信号の振幅及び位相の相互関係は、前記出力電力制御信号を前記歪除去制御信号で補償した制御信号により制御され、前記歪除去ループにて結合される信号の振幅及び位相の相互関係は、前記歪除去制御信号を前記出力電力制御信号で補償した制御信号により制御されるものとすることもできる。こうすれば、歪除去制御と出力電力制御の両方をほぼ最適に収束させるのに要する時間を短縮することができる。
この態様の本発明に係るフィードフォワード増幅器において、前記歪抽出ループにて結合される信号の振幅及び位相の相互関係は、前記出力電力制御信号に対して前記歪除去制御信号を重み付け加算した制御信号により制御され、前記歪除去ループにて結合される信号の振幅及び位相の相互関係は、前記歪除去制御信号に対して前記出力電力制御信号を重み付け減算した制御信号により制御されるものとすることもできる。こうすれば、出力電力制御が歪除去制御へ与える影響及び歪除去制御が出力電力制御へ与える影響をフィードフォワード的に補償した状態で、歪除去制御及び出力電力制御を行うことができる。
また、本発明に係るフィードフォワード増幅器は、入力信号を増幅する主増幅器を含み、主増幅器へ入力される入力信号の一部と主増幅器から出力される信号の一部とを振幅及び位相の相互関係を調整して結合することで、主増幅器にて発生した歪成分を含むフィードフォワード信号を生成する歪抽出ループと、前記フィードフォワード信号を増幅する補助増幅器を含み、補助増幅器から出力されるフィードフォワード信号と主増幅器から出力される信号とを振幅及び位相の相互関係を調整して結合することで、前記歪成分が低減された低歪出力信号を生成する歪除去ループと、を有し、前記入力信号が前記フィードフォワード信号中に含まれるように、前記歪抽出ループにて結合される信号の振幅及び位相の相互関係が調整されるフィードフォワード増幅器であって、前記低歪出力信号中に含まれる前記歪成分の電力を低減させるための歪除去制御信号を生成する歪除去制御手段と、前記低歪出力信号の電力を増大させるための出力電力制御信号を生成する出力電力制御手段と、を有し、前記歪除去ループにて結合される信号の振幅及び位相の相互関係は、前記歪除去制御信号と前記出力電力制御信号のいずれか一方により制御され、前記歪抽出ループにて結合される信号の振幅及び位相の相互関係は、前記歪除去制御信号と前記出力電力制御信号の両方により制御されることを要旨とする。
この本発明においては、歪除去ループにて結合される信号の振幅及び位相の相互関係を歪除去制御信号と出力電力制御信号のいずれか一方により制御し、歪抽出ループにて結合される信号の振幅及び位相の相互関係を歪除去制御信号と出力電力制御信号の両方により制御する。これによって、フィードフォワード信号中に含ませる入力信号の電力を増大させても、低歪出力信号中に含まれる歪成分の電力を低減させるための歪除去制御と低歪出力信号の電力を増大させるための出力電力制御とが互いに干渉することなく、歪除去制御と出力電力制御の両方をほぼ最適に収束させることができる。したがって、この本発明によれば、電力効率の改善効果を大幅に向上させることができる。
この本発明に係るフィードフォワード増幅器において、前記歪除去ループにて結合される信号の振幅及び位相の相互関係は、前記歪除去制御信号により制御され、前記歪抽出ループにて結合される信号の振幅及び位相の相互関係は、前記出力電力制御信号を前記歪除去制御信号で補償した制御信号により制御されるものとすることもできる。こうすれば、出力電力制御の方が歪除去制御より優先して行われるため、電力効率の改善効果をより安定して得ることができる。
この態様の本発明に係るフィードフォワード増幅器において、前記歪抽出ループにて結合される信号の振幅及び位相の相互関係は、前記出力電力制御信号に対して前記歪除去制御信号を重み付け加算した制御信号により制御されるものとすることもできる。こうすれば、歪除去制御が出力電力制御へ与える影響をフィードフォワード的に補償した状態で出力電力制御を行うことができる。
この本発明に係るフィードフォワード増幅器において、前記歪除去ループにて結合される信号の振幅及び位相の相互関係は、前記出力電力制御信号により制御され、前記歪抽出ループにて結合される信号の振幅及び位相の相互関係は、前記歪除去制御信号を前記出力電力制御信号で補償した制御信号により制御されるものとすることもできる。こうすれば、歪除去制御の方が出力電力制御より優先して行われるため、歪除去効果をより安定して得ることができる。
この態様の本発明に係るフィードフォワード増幅器において、前記歪抽出ループにて結合される信号の振幅及び位相の相互関係は、前記歪除去制御信号に対して前記出力電力制御信号を重み付け減算した制御信号により制御されるものとすることもできる。こうすれば、出力電力制御が歪除去制御へ与える影響をフィードフォワード的に補償した状態で歪除去制御を行うことができる。
また、本発明に係るフィードフォワード増幅器は、入力信号を増幅する主増幅器を含み、主増幅器へ入力される入力信号の一部と主増幅器から出力される信号の一部とを振幅及び位相の相互関係を調整して結合することで、主増幅器にて発生した歪成分を含むフィードフォワード信号を生成する歪抽出ループと、前記フィードフォワード信号を増幅する補助増幅器を含み、補助増幅器から出力されるフィードフォワード信号と主増幅器から出力される信号とを振幅及び位相の相互関係を調整して結合することで、前記歪成分が低減された低歪出力信号を生成する歪除去ループと、を有し、前記入力信号が前記フィードフォワード信号中に含まれるように、前記歪抽出ループにて結合される信号の振幅及び位相の相互関係が調整されるフィードフォワード増幅器であって、前記低歪出力信号中に含まれる前記歪成分の電力がほぼ最小レベルへ収束するように、前記歪抽出ループと前記歪除去ループのいずれか一方にて結合される信号の振幅及び位相の相互関係を制御する歪除去制御手段と、前記低歪出力信号の電力がほぼ最大レベルへ収束するように、前記歪抽出ループと前記歪除去ループのいずれか他方にて結合される信号の振幅及び位相の相互関係を制御する出力電力制御手段と、を有し、前記歪除去制御手段による制御と前記出力電力制御手段による制御のいずれか一方が他方より先に収束するように、前記歪除去制御手段による制御の収束速度が前記出力電力制御手段による制御の収束速度と異なることを要旨とする。
この本発明においては、低歪出力信号中に含まれる歪成分の電力をほぼ最小レベルへ収束させるための歪除去制御と、低歪出力信号の電力をほぼ最大レベルへ収束させるための出力電力制御と、のいずれか一方が他方より先に収束するように、歪除去制御の収束速度が出力電力制御の収束速度と異なる。これによって、フィードフォワード信号中に含ませる入力信号の電力を増大させても、歪除去制御と出力電力制御とが互いに干渉することなく、歪除去制御と出力電力制御の両方をほぼ最適に収束させることができる。したがって、この本発明によれば、電力効率の改善効果を大幅に向上させることができる。
この本発明に係るフィードフォワード増幅器において、前記出力電力制御手段による制御が前記歪除去制御手段による制御より先に収束するように、前記出力電力制御手段による制御の収束速度が前記歪除去制御手段による制御の収束速度より速いものとすることもできる。こうすれば、出力電力制御の方が歪除去制御より優先して行われるため、電力効率の改善効果をより安定して得ることができる。
この本発明に係るフィードフォワード増幅器において、前記歪除去制御手段による制御が前記出力電力制御手段による制御より先に収束するように、前記歪除去制御手段による制御の収束速度が前記出力電力制御手段による制御の収束速度より速いものとすることもできる。こうすれば、歪除去制御の方が出力電力制御より優先して行われるため、歪除去効果をより安定して得ることができる。
以下、本発明を実施するための形態(以下実施形態という)を図面に従って説明する。
「実施形態1」
図1は、本発明の実施形態1に係るフィードフォワード増幅器の構成の概略を示す図である。本実施形態に係るフィードフォワード増幅器は、主増幅器5にて発生した歪成分を含むフィードフォワード信号を生成する歪抽出ループ21と、この歪成分が除去または抑圧された低歪出力信号を生成する歪除去ループ22と、を備えている。そして、歪抽出ループ21は、分配回路3、振幅調整回路2、位相調整回路4、主増幅器5、遅延回路6、及び方向性結合器7を備えている。一方、歪除去ループ22は、振幅調整回路8、位相調整回路9、補助増幅器10、方向性結合器11、及び遅延回路12を備えている。
図1は、本発明の実施形態1に係るフィードフォワード増幅器の構成の概略を示す図である。本実施形態に係るフィードフォワード増幅器は、主増幅器5にて発生した歪成分を含むフィードフォワード信号を生成する歪抽出ループ21と、この歪成分が除去または抑圧された低歪出力信号を生成する歪除去ループ22と、を備えている。そして、歪抽出ループ21は、分配回路3、振幅調整回路2、位相調整回路4、主増幅器5、遅延回路6、及び方向性結合器7を備えている。一方、歪除去ループ22は、振幅調整回路8、位相調整回路9、補助増幅器10、方向性結合器11、及び遅延回路12を備えている。
分配回路3は、入力端子1からの広帯域信号である入力信号を位相調整回路4及び遅延回路6に分配する。位相調整回路4は、分配された入力信号の位相を調整して振幅調整回路2へ出力する。振幅調整回路2は、位相調整回路4からの信号の振幅を調整して主増幅器5へ出力する。主増幅器5は、振幅調整回路2からの信号を増幅して方向性結合器7へ出力する。遅延回路6は、分配された入力信号を遅延させ、方向性結合器7へ出力する。方向性結合器7は、主増幅器5から出力された信号を遅延回路12を介し方向性結合器11に供給する一方で、主増幅器5から出力された信号の一部を分岐して遅延回路6からの信号と結合させ、その結果得られたフィードフォワード信号を位相調整回路9に供給する。
位相調整回路9は、方向性結合器7からのフィードフォワード信号の位相を調整して振幅調整回路8へ出力する。振幅調整回路8は、位相調整回路9からの信号の振幅を調整して補助増幅器10へ出力する。補助増幅器10は、振幅調整回路8からの信号を増幅して方向性結合器11へ出力する。方向性結合器11は、遅延回路12により遅延された信号と補助増幅器10にて増幅された信号を結合し、その結果得られた低歪出力信号を出力端子16を介し図示しない後段の回路へ出力する。なお、方向性結合器11における信号入出力に使用されていない端子は、ダミーロード14によって終端されている。
ここで、分配回路3により分配され、方向性結合器7にて結合の対象となる2種類の信号のうち、主増幅器5を通り方向性結合器7に供給される信号には、入力信号成分(以下主信号成分とする)の他に主増幅器5にて発生する歪成分が含まれている。一方、遅延回路6を通り方向性結合器7に供給される信号については、主信号成分のみで歪成分は含まれていない。これら2種類の信号が方向性結合器7内の信号結合点にて結合されることで、歪成分を含むフィードフォワード信号が生成されるが、その際に、振幅調整回路2及び位相調整回路4によりこれら2種類の信号の振幅及び位相の相互関係を調整した上で、これら2種類の信号を結合することができる。
そして、本実施形態においては、歪成分だけでなく主信号成分もフィードフォワード信号中に含まれるように、方向性結合器7にて結合の対象となる2種類の信号における振幅及び位相の相互関係が振幅調整回路2及び位相調整回路4により調整される。
一方、方向性結合器11にて結合の対象となる2種類の信号のうち、遅延回路12を通り方向性結合器11に供給される信号には、主信号成分の他に主増幅器5にて発生した歪成分が含まれている。そして、補助増幅器10を通り方向性結合器11に供給されるフィードフォワード信号についても、主信号成分及び歪成分が含まれている。ただし、補助増幅器10へ入力されるフィードフォワード信号は主信号成分を含むため、フィードフォワード信号が補助増幅器10にて増幅される際に歪成分が発生する。したがって、補助増幅器10にて増幅されたフィードフォワード信号については、その歪成分レベルがフィードフォワード信号中に主信号成分が含まれていない場合と比較して変化する。
方向性結合器11にて結合の対象となる2種類の信号に含まれる歪成分同士を、方向性結合器11内の信号結合点にて同振幅かつ逆位相の状態で結合することにより、方向性結合器11から出力端子16を介し出力される低歪出力信号から歪成分を除去することができる。さらに、方向性結合器11にて結合の対象となる2種類の信号に含まれる主信号成分同士を、方向性結合器11内の信号結合点にて同振幅かつ同位相の状態で結合することにより、主信号成分の電力がダミーロード14で消費されることなく、方向性結合器11から出力端子16を介し出力される低歪出力信号の電力を最大にすることができる。
したがって、本実施形態においては、以上のような関係が成立するように、方向性結合器7にて結合の対象となる2種類の信号における振幅及び位相の相互関係が振幅調整回路2及び位相調整回路4により調整されるとともに、方向性結合器11にて結合の対象となる2種類の信号における振幅及び位相の相互関係が振幅調整回路8及び位相調整回路9により調整される。
なお、本実施形態においては、振幅調整回路2,8に関して、入力される制御電圧と振幅調整量(利得)との間の特性がほぼ一致するように設定されており、位相調整回路4,9に関して、入力される制御電圧と位相調整量(移相量)との間の特性がほぼ一致するように設定されている。そして、主増幅器5及び補助増幅器10に関して、歪特性としての歪率(増幅器出力における(歪成分電力/実信号電力))がほぼ一致するように設定されている。ここで、主増幅器5と補助増幅器10とで歪特性を一致させる方法については、特許文献3を参照されたい。
次に、振幅調整回路2,8における振幅調整量(利得)、及び位相調整回路4,9における位相調整量(移相量)を制御するための制御回路40の構成について説明する。制御回路40は、出力端子16における低歪出力信号中の歪成分の電力をほぼ最小レベルへ収束させるための歪除去制御電圧を生成する歪除去制御回路41と、出力端子16における低歪出力信号の電力をほぼ最大レベルへ収束させるための出力電力制御電圧を生成する出力電力制御回路42と、を備えている。そして、歪除去制御回路41は、同期検波回路48及び比較誤差増幅器50,51を備えており、出力電力制御回路42は、同期検波回路49及び比較誤差増幅器52,53を備えている。
出力端子16での低歪出力信号中の歪成分レベルを検出するために、方向性結合器11と出力端子16との間に設けられたカプラ13により低歪出力信号が分岐されて取り出される。カプラ13にて分岐された信号経路には、分配器44が設けられており、カプラ13により取り出された低歪出力信号がこの分配器44により分配される。分配器44にて分岐された信号経路の一方には、歪成分に対応する周波数成分のみを通過させるためのバンドパスフィルタ45が設けられている。分配器44により分配された低歪出力信号の一方がこのバンドパスフィルタ45により濾波されることで、低歪出力信号中から歪成分が抽出される。バンドパスフィルタ45により濾波された信号(主に歪成分)は、低歪出力信号中の歪成分レベルを検出するための誤差信号として、同期検波回路48に入力される。
一方、ダミーロード14における消費電力を検出するために、カプラ15が設けられている。カプラ15にて分岐された信号経路には、分配器46が設けられており、カプラ15により取り出された信号がこの分配器46により分配される。ここで、出力端子16における低歪出力信号の電力がほぼ最大レベルに収束していないときは、カプラ15により取り出された信号は主信号成分を含んでいる。分配器46により分配された信号の一方は、この主信号成分レベルを検出するための誤差信号として、同期検波回路49に入力される。
また、分配器46にて分岐された信号経路の他方には、歪成分に対応する周波数成分のみを通過させるためのバンドパスフィルタ47が設けられている。ここで、カプラ15により取り出された信号は歪成分も含んでいるため、分配器46により分配された信号の他方がこのバンドパスフィルタ47により濾波されることで、歪成分が抽出される。バンドパスフィルタ47により濾波された信号(主に歪成分)は、低歪出力信号中の歪成分レベルを検出するための参照信号として、同期検波回路48に入力される。ただし、歪成分を主として含む信号であるならば、同期検波回路48における参照信号として用いることができる。
また、カプラ13により取り出された低歪出力信号は、主として主信号成分であるため、分配器44により分配された信号の他方は、ダミーロード14における主信号成分レベルを検出するための参照信号として、同期検波回路49に入力される。ただし、主信号成分を主として含む信号であるならば、同期検波回路49における参照信号として用いることができる。
同期検波回路48は、バンドパスフィルタ47により濾波された信号(主に歪成分)を参照信号として用いて、バンドパスフィルタ45により濾波された信号(主に歪成分)を同相及び直交位相で同期検波する。同相で同期検波することで発生した直流電圧は、比較誤差増幅器50に入力される。一方、直交位相で同期検波することで発生した直流電圧は、比較誤差増幅器51に入力される。
一方、同期検波回路49は、分配器44により分配された信号の他方を参照信号として用いて、分配器46により分配された信号の一方を同相及び直交位相で同期検波する。同相で同期検波することで発生した直流電圧は、比較誤差増幅器52に入力される。一方、直交位相で同期検波することで発生した直流電圧は、比較誤差増幅器53に入力される。
ここで、同期検波回路48にて同相で同期検波することで発生した直流電圧は、方向性結合器11にて結合の対象となる2種類の信号に含まれる歪成分同士の信号結合点における振幅誤差(同振幅で誤差なし)とみなすことができる。そこで、比較誤差増幅器50は、この直流電圧を0または0に近い微少な値に一致させるための振幅調整用の歪除去制御電圧V1Aを出力する。
そして、同期検波回路48にて直交位相で同期検波することで発生した直流電圧は、方向性結合器11にて結合の対象となる2種類の信号に含まれる歪成分同士の信号結合点における位相誤差(逆位相で誤差なし)とみなすことができる。そこで、比較誤差増幅器51は、この直流電圧を0または0に近い微少な値に一致させるための位相調整用の歪除去制御電圧V1Pを出力する。
一方、同期検波回路49にて同相で同期検波することで発生した直流電圧は、方向性結合器11にて結合の対象となる2種類の信号に含まれる主信号成分同士の信号結合点における振幅誤差(同振幅で誤差なし)とみなすことができる。そこで、比較誤差増幅器52は、この直流電圧を0または0に近い微少な値に一致させるための振幅調整用の出力電力制御電圧V2Aを出力する。
そして、同期検波回路49にて直交位相で同期検波することで発生した直流電圧は、方向性結合器11にて結合の対象となる2種類の信号に含まれる主信号成分同士の信号結合点における位相誤差(同位相で誤差なし)とみなすことができる。そこで、比較誤差増幅器53は、この直流電圧を0または0に近い微少な値に一致させるための位相調整用の出力電力制御電圧V2Pを出力する。
振幅調整用の歪除去制御電圧V1Aにより振幅調整回路2における利得が制御され、位相調整用の歪除去制御電圧V1Pにより位相調整回路4における移相量が制御される。これによって、方向性結合器7にて結合の対象となる2種類の信号における振幅及び位相の相互関係が制御される。
合成器54は、振幅調整用の出力電力制御電圧V2Aに対して振幅調整用の歪除去制御電圧V1Aを所定の重み付けで加算した振幅調整用の制御電圧V2A+k1A×V1Aを出力する。また、合成器55は、位相調整用の出力電力制御電圧V2Pに対して位相調整用の歪除去制御電圧V1Pを所定の重み付けで加算した位相調整用の制御電圧V2P+k1P×V1Pを出力する。ここで、k1A,k1Pは正の係数である。そして、振幅調整用の制御電圧V2A+k1A×V1Aにより振幅調整回路8における利得が制御され、位相調整用の制御電圧V2P+k1P×V1Pにより位相調整回路9における移相量が制御される。これによって、方向性結合器11にて結合の対象となる2種類の信号における振幅及び位相の相互関係が制御される。
ここで、振幅調整回路8における利得及び位相調整回路9における移相量が、振幅調整用の出力電力制御電圧V2A及び位相調整用の出力電力制御電圧V2Pによってそれぞれ制御される場合を考える。その場合は、ダミーロード14における消費電力をほぼ最小レベルへ収束させるための制御が行われることで、出力端子16での低歪出力信号の電力をほぼ最大レベルへ収束させるための出力電力制御が行われる。ただし、この出力電力制御は、補助増幅器10の出力におけるフィードフォワード信号中に含まれる主信号成分の振幅及び位相を調整するだけでなく、このフィードフォワード信号中に含まれる歪成分の振幅及び位相も変化させることになる。
この出力電力制御が行われると同時に、振幅調整回路2における利得及び位相調整回路4における移相量が、振幅調整用の歪除去制御電圧V1A及び位相調整用の歪除去制御電圧V1Pによってそれぞれ制御される。ここで、補助増幅器10の入力におけるフィードフォワード信号中に含まれる主信号成分の振幅及び位相が変化すると、補助増幅器10にて発生する歪成分の振幅及び位相が変化するため、補助増幅器10の出力におけるフィードフォワード信号中に含まれる歪成分の振幅及び位相も変化する。したがって、この制御が行われることで、出力端子16での低歪出力信号中における歪成分の電力をほぼ最小レベルへ収束させるための歪除去制御が行われる。ただし、この歪除去制御は、補助増幅器10の出力におけるフィードフォワード信号中に含まれる歪成分の振幅及び位相を調整するだけでなく、このフィードフォワード信号中に含まれる主信号成分の振幅及び位相も変化させることになる。したがって、この歪除去制御と前述の出力電力制御とが互いに干渉してしまうことになる。
そこで、本実施形態においては、振幅調整回路8における利得を、振幅調整用の出力電力制御電圧V2Aだけで制御するのではなく、この制御電圧V2Aを振幅調整用の歪除去制御電圧V1Aで補償した制御電圧によって制御する。より具体的には、振幅調整回路8における利得を、この制御電圧V2Aに対して振幅調整用の歪除去制御電圧V1Aを重み付け加算した制御電圧V2A+k1A×V1Aによって制御する。同様に、位相調整回路9における移相量を、位相調整用の出力電力制御電圧V2Pだけで制御するのではなく、この制御電圧V2Pを位相調整用の歪除去制御電圧V1Pで補償した制御電圧によって制御する。より具体的には、位相調整回路9における移相量を、この制御電圧V2Pに対して位相調整用の歪除去制御電圧V1Pを重み付け加算した制御電圧V2P+k1P×V1Pによって制御する。
このように、本実施形態においては、歪除去制御に用いられる振幅調整用の歪除去制御電圧V1A及び位相調整用の歪除去制御電圧V1Pが出力電力制御にも考慮されることで、歪除去制御の収束動作により出力電力制御の収束動作が受ける影響分を、この制御電圧V1A,V1Pによってフィードフォワード的に補償することができる。そして、歪除去制御の収束動作による影響分がフィードフォワード的に補償された状態で、出力電力制御の収束動作が振幅調整用の出力電力制御電圧V2A及び位相調整用の出力電力制御電圧V2Pにより行われる。これによって、歪除去制御の収束動作が行われても出力電力制御の収束動作を安定化させることができ、出力電力制御の収束動作がほぼ最適(出力端子16での低歪出力信号の電力がほぼ最大)に収束している状態を維持させながら歪除去制御の収束動作を行うことができる。したがって、本実施形態においては、出力電力制御と歪除去制御とが互いに干渉することなく、出力電力制御及び歪除去制御の両方をほぼ最適に収束させることができる。
例えば、歪除去制御の収束動作の際に、振幅調整用の歪除去制御電圧V1Aによって振幅調整回路2における利得が減少した場合を考える。その場合は、歪除去制御の収束動作によって、補助増幅器10の出力におけるフィードフォワード信号中の主信号成分レベルを増大させる方向に、出力電力制御の収束動作に対して影響を与えることになる。ただし、本実施形態においては、振幅調整用の歪除去制御電圧V1Aが振幅調整回路8にも出力されているので、この制御電圧V1Aによって振幅調整回路8における利得を減少させる方向に補償することができ、補助増幅器10の出力におけるフィードフォワード信号中の主信号成分レベルを減少させる方向に補償することができる。そして、振幅調整回路2における利得の減少による影響分がフィードフォワード的に補償された状態で、出力電力制御の収束動作が行われる。
以上説明したように、本実施形態においては、出力端子16での低歪出力信号の電力をほぼ最大レベルへ収束させるための出力電力制御と、出力端子16での低歪出力信号中における歪成分の電力をほぼ最小レベルへ収束させるための歪除去制御とが互いに干渉するのを抑止することができる。これによって、ダミーロード14での消費電力が低減するようにフィードフォワード信号中に含ませる主信号成分のレベルを増大させても、出力電力制御及び歪除去制御の両方をほぼ最適に収束させることができる。したがって、本実施形態によれば、歪除去性能を確保しながら電力効率の改善効果を大幅に向上させることができる。
そして、本実施形態においては、歪除去制御が出力電力制御へ与える影響をフィードフォワード的に補償した状態で出力電力制御が行われることにより、出力電力制御の方が歪除去制御より優先して行われる。したがって、電力効率の改善効果をより安定して得ることができる。
さらに、本実施形態においては、温度変化や経時変化等の外乱に対して、出力電力制御及び歪除去制御の両方をほぼ最適な状態に適応させることができ、歪除去性能及び電力効率の両方を良好な状態に保つことができる。
また、本実施形態においては、出力電力制御及び歪除去制御の両方をパイロット信号を用いることなく行うことができるので、制御回路40の構成を簡略化することができる。
次に、本実施形態の他の例について説明する。
本実施形態においては、図2に示すように、振幅調整回路2における利得を、振幅調整用の出力電力制御電圧V2Aに対して振幅調整用の歪除去制御電圧V1Aを重み付け加算した制御電圧V2A+k2A×V1Aによって制御し、位相調整回路4における移相量を、位相調整用の出力電力制御電圧V2Pに対して位相調整用の歪除去制御電圧V1Pを重み付け加算した制御電圧V2P+k2P×V1Pによって制御してもよい。図2に示す構成においては、振幅調整用の歪除去制御電圧V1Aが合成器60にて振幅調整用の出力電力制御電圧V2Aと重み付け合成され、位相調整用の歪除去制御電圧V1Pが合成器61にて位相調整用の出力電力制御電圧V2Pと重み付け合成される。また、振幅調整回路8における利得及び位相調整回路9における移相量は、振幅調整用の歪除去制御電圧V1A及び位相調整用の歪除去制御電圧V1Pによってそれぞれ制御される。なお、k2A,k2Pは正の係数である。
図2に示す構成において、振幅調整用の歪除去制御電圧V1A及び位相調整用の歪除去制御電圧V1Pによる歪除去制御は、補助増幅器10の出力におけるフィードフォワード信号中に含まれる歪成分の振幅及び位相を調整するだけでなく、このフィードフォワード信号中に含まれる主信号成分の振幅及び位相も変化させることになる。したがって、歪除去制御の収束動作が出力電力制御の収束動作に影響を与えることになる。
ただし、図2に示す構成においては、歪除去制御の収束動作により出力電力制御の収束動作が受ける影響分を、振幅調整用の歪除去制御電圧V1A及び位相調整用の歪除去制御電圧V1Pによってフィードフォワード的に補償することができる。そして、歪除去制御の収束動作による影響分がフィードフォワード的に補償された状態で、出力電力制御の収束動作が振幅調整用の出力電力制御電圧V2A及び位相調整用の出力電力制御電圧V2Pにより行われる。
例えば、歪除去制御の収束動作の際に、振幅調整用の歪除去制御電圧V1Aによって振幅調整回路8における利得が増大した場合を考える。その場合は、歪除去制御の収束動作によって、補助増幅器10の出力におけるフィードフォワード信号中の主信号成分レベルを増大させる方向に、出力電力制御の収束動作に対して影響を与えることになる。ただし、図2に示す構成においては、振幅調整用の歪除去制御電圧V1Aが振幅調整回路2にも出力されているので、この制御電圧V1Aによって振幅調整回路2における利得を増大させる方向に補償することができ、補助増幅器10の出力におけるフィードフォワード信号中の主信号成分レベルを減少させる方向に補償することができる。
したがって、図2に示す構成においても、出力電力制御と歪除去制御とが互いに干渉することなく、出力電力制御及び歪除去制御の両方をほぼ最適に収束させることができるので、歪除去性能を確保しながら電力効率の改善効果を大幅に向上させることができる。そして、出力電力制御の方が歪除去制御より優先して行われることで、電力効率の改善効果をより安定して得ることができる。
また、本実施形態においては、図3に示すように、振幅調整回路8における利得を、振幅調整用の歪除去制御電圧V1Aに対して振幅調整用の出力電力制御電圧V2Aを重み付け減算した制御電圧V1A−k3A×V2Aによって制御し、位相調整回路9における移相量を、位相調整用の歪除去制御電圧V1Pに対して位相調整用の出力電力制御電圧V2Pを重み付け減算した制御電圧V1P−k3P×V2Pによって制御してもよい。図3に示す構成においては、振幅調整用の出力電力制御電圧V2Aがインバータ回路56により符号反転されてから、合成器62にて振幅調整用の歪除去制御電圧V1Aと重み付け合成される。同様に、位相調整用の出力電力制御電圧V2Pがインバータ回路57にて符号反転されてから、合成器63にて位相調整用の歪除去制御電圧V1Pと重み付け合成される。また、振幅調整回路2における利得及び位相調整回路4における移相量は、振幅調整用の出力電力制御電圧V2A及び位相調整用の出力電力制御電圧V2Pによってそれぞれ制御される。なお、k3A,k3Pは正の係数である。
図3に示す構成において、振幅調整用の出力電力制御電圧V2A及び位相調整用の出力電力制御電圧V2Pによる出力電力制御は、補助増幅器10の出力におけるフィードフォワード信号中に含まれる歪成分の振幅及び位相を変化させることになり、歪除去制御の収束動作に影響を与えることになる。
ただし、図3に示す構成においては、出力電力制御の収束動作により歪除去制御の収束動作が受ける影響分を、振幅調整用の出力電力制御電圧V2A及び位相調整用の出力電力制御電圧V2Pによってフィードフォワード的に補償することができる。そして、出力電力制御の収束動作による影響分がフィードフォワード的に補償された状態で、歪除去制御の収束動作が振幅調整用の歪除去制御電圧V1A及び位相調整用の歪除去制御電圧V1Pにより行われる。
例えば、出力電力制御の収束動作の際に、振幅調整用の出力電力制御電圧V2Aによって振幅調整回路2における利得が減少した場合を考える。その場合は、出力電力制御の収束動作によって、補助増幅器10の出力におけるフィードフォワード信号中の歪成分レベルを減少させる方向に、歪除去制御の収束動作に対して影響を与えることになる。ただし、本実施形態においては、振幅調整用の出力電力制御電圧V2Aがインバータ回路56にて符号反転されてから振幅調整回路8に出力されているので、この制御電圧V2Aによって振幅調整回路8における利得を増大させる方向に補償することができ、補助増幅器10の出力におけるフィードフォワード信号中の歪成分レベルを増大させる方向に補償することができる。
したがって、図3に示す構成においても、出力電力制御と歪除去制御とが互いに干渉することなく、出力電力制御及び歪除去制御の両方をほぼ最適に収束させることができるので、歪除去性能を確保しながら電力効率の改善効果を大幅に向上させることができる。そして、図3に示す構成においては、歪除去制御の方が出力電力制御より優先して行われることで、歪除去効果をより安定して得ることができる。
さらに、本実施形態においては、図4に示すように、振幅調整回路2における利得を、振幅調整用の歪除去制御電圧V1Aに対して振幅調整用の出力電力制御電圧V2Aを重み付け減算した制御電圧V1A−k4A×V2Aによって制御し、位相調整回路4における移相量を、位相調整用の歪除去制御電圧V1Pに対して位相調整用の出力電力制御電圧V2Pを重み付け減算した制御電圧V1P−k4P×V2Pによって制御してもよい。図4に示す構成においては、振幅調整用の出力電力制御電圧V2Aがインバータ回路58により符号反転されてから、合成器64にて振幅調整用の歪除去制御電圧V1Aと重み付け合成される。同様に、位相調整用の出力電力制御電圧V2Pがインバータ回路59にて符号反転されてから、合成器65にて位相調整用の歪除去制御電圧V1Pと重み付け合成される。また、振幅調整回路8における利得及び位相調整回路9における移相量は、振幅調整用の出力電力制御電圧V2A及び位相調整用の出力電力制御電圧V2Pによってそれぞれ制御される。なお、k4A,k4Pは正の係数である。
図4に示す構成においても、振幅調整用の出力電力制御電圧V2A及び位相調整用の出力電力制御電圧V2Pによる出力電力制御は、補助増幅器10の出力におけるフィードフォワード信号中に含まれる歪成分の振幅及び位相も変化させることになり、歪除去制御の収束動作に影響を与えることになる。
ただし、図4に示す構成においても、出力電力制御の収束動作により歪除去制御の収束動作が受ける影響分を、振幅調整用の出力電力制御電圧V2A及び位相調整用の出力電力制御電圧V2Pによってフィードフォワード的に補償することができる。そして、出力電力制御の収束動作による影響分がフィードフォワード的に補償された状態で、歪除去制御の収束動作が振幅調整用の歪除去制御電圧V1A及び位相調整用の歪除去制御電圧V1Pにより行われる。
例えば、出力電力制御の収束動作の際に、振幅調整用の出力電力制御電圧V2Aによって振幅調整回路8における利得が増大した場合を考える。その場合は、出力電力制御の収束動作によって、補助増幅器10の出力におけるフィードフォワード信号中の歪成分レベルを増大させる方向に、歪除去制御の収束動作に対して影響を与えることになる。ただし、本実施形態においては、振幅調整用の出力電力制御電圧V2Aがインバータ回路56にて符号反転されてから振幅調整回路2に出力されているので、この制御電圧V2Aによって振幅調整回路2における利得を減少させる方向に補償することができ、補助増幅器10の出力におけるフィードフォワード信号中の歪成分レベルを減少させる方向に補償することができる。
したがって、図4に示す構成においても、出力電力制御と歪除去制御とが互いに干渉することなく、出力電力制御及び歪除去制御の両方をほぼ最適に収束させることができるので、歪除去性能を確保しながら電力効率の改善効果を大幅に向上させることができる。そして、図4に示す構成においては、歪除去制御の方が出力電力制御より優先して行われることで、歪除去効果をより安定して得ることができる。
さらに、本実施形態においては、図5,6に示すように、以上に説明した制御回路40の例を組み合わせることもできる。
図5に示す構成においては、図1に示す構成と比較して、図4のインバータ回路58,59及び合成器64,65が追加されている。すなわち、振幅調整回路8における利得が、振幅調整用の出力電力制御電圧V2Aに対して振幅調整用の歪除去制御電圧V1Aを重み付け加算した制御電圧V2A+k1A×V1Aによって制御され、位相調整回路9における移相量が、位相調整用の出力電力制御電圧V2Pに対して位相調整用の歪除去制御電圧V1Pを重み付け加算した制御電圧V2P+k1P×V1Pによって制御される。そして、振幅調整回路2における利得が、振幅調整用の歪除去制御電圧V1Aに対して振幅調整用の出力電力制御電圧V2Aを重み付け減算した制御電圧V1A−k4A×V2Aによって制御され、位相調整回路4における移相量が、位相調整用の歪除去制御電圧V1Pに対して位相調整用の出力電力制御電圧V2Pを重み付け減算した制御電圧V1P−k4P×V2Pによって制御される。
また、図6に示す構成においては、図2に示す構成と比較して、図3のインバータ回路56,57及び合成器62,63が追加されている。すなわち、振幅調整回路2における利得が、振幅調整用の出力電力制御電圧V2Aに対して振幅調整用の歪除去制御電圧V1Aを重み付け加算した制御電圧V2A+k2A×V1Aによって制御され、位相調整回路4における移相量が、位相調整用の出力電力制御電圧V2Pに対して位相調整用の歪除去制御電圧V1Pを重み付け加算した制御電圧V2P+k2P×V1Pによって制御される。そして、振幅調整回路8における利得が、振幅調整用の歪除去制御電圧V1Aに対して振幅調整用の出力電力制御電圧V2Aを重み付け減算した制御電圧V1A−k3A×V2Aによって制御され、位相調整回路9における移相量が、位相調整用の歪除去制御電圧V1Pに対して位相調整用の出力電力制御電圧V2Pを重み付け減算した制御電圧V1P−k3P×V2Pによって制御される。
図5,6に示す構成においては、歪除去制御の収束動作により出力電力制御の収束動作が受ける影響分を、振幅調整用の歪除去制御電圧V1A及び位相調整用の歪除去制御電圧V1Pによってフィードフォワード的に補償することができる。それと同時に、出力電力制御の収束動作により歪除去制御の収束動作が受ける影響分を、振幅調整用の出力電力制御電圧V2A及び位相調整用の出力電力制御電圧V2Pによってフィードフォワード的に補償することができる。
したがって、図5,6に示す構成においても、出力電力制御と歪除去制御とが互いに干渉することなく、出力電力制御及び歪除去制御の両方をほぼ最適に収束させることができるので、歪除去性能を確保しながら電力効率の改善効果を大幅に向上させることができる。さらに、図5,6に示す構成においては、歪除去制御が出力電力制御へ与える影響分の補償及び出力電力制御が歪除去制御へ与える影響分の補償を同時に行うことができるので、出力電力制御及び歪除去制御の両方をほぼ最適に収束させるのに要する時間を短縮することができる。
「実施形態2」
図7は、本発明の実施形態2に係るフィードフォワード増幅器の構成の概略を示す図である。本実施形態における歪抽出ループ21及び歪除去ループ22の構成は、実施形態1と同様である。また、制御回路40の構成は、実施形態1における図1の構成と比較して、合成器54,55が省略されている。
図7は、本発明の実施形態2に係るフィードフォワード増幅器の構成の概略を示す図である。本実施形態における歪抽出ループ21及び歪除去ループ22の構成は、実施形態1と同様である。また、制御回路40の構成は、実施形態1における図1の構成と比較して、合成器54,55が省略されている。
本実施形態においては、振幅調整回路2における利得及び位相調整回路4における移相量が、比較誤差増幅器50からの振幅調整用の歪除去制御電圧V1A及び比較誤差増幅器51からの位相調整用の歪除去制御電圧V1Pによってそれぞれ制御される。これによって、出力端子16での低歪出力信号中における歪成分の電力をほぼ最小レベルへ収束させるための歪除去制御が行われる。そして、振幅調整回路8における利得及び位相調整回路9における移相量が、比較誤差増幅器52からの振幅調整用の出力電力制御電圧V2A及び比較誤差増幅器53からの位相調整用の出力電力制御電圧V2Pによってそれぞれ制御される。これによって、出力端子16での低歪出力信号の電力をほぼ最大レベルへ収束させるための出力電力制御が行われる。
さらに、本実施形態においては、出力電力制御回路42による出力電力制御が歪除去制御回路41による歪除去制御より先に収束するように、出力電力制御回路42による出力電力制御の収束速度が歪除去制御回路41による歪除去制御の収束速度より十分速い。ここで、比較誤差増幅器52の利得を比較誤差増幅器50の利得より大きく設定し、比較誤差増幅器53の利得を比較誤差増幅器51の利得より大きく設定することで、出力電力制御の収束速度を歪除去制御の収束速度より速くすることができる。
なお、比較誤差増幅器50,51,52,53については、例えば図8に示す積分器により実現することができる。この場合は、抵抗R1A,R2A,R1P,R2P及びコンデンサの容量C1A,C2A,C1P,C2Pに関する以下の(1)、(2)式を満たすことで、出力電力制御の収束速度を歪除去制御の収束速度より速くすることができる。
R1A×C1A>R2A×C2A (1)
R1P×C1P>R2P×C2P (2)
R1P×C1P>R2P×C2P (2)
なお、他の構成については、実施形態1における図1の構成と同様であるため説明を省略する。
実施形態1における図1の構成と同様に、歪除去制御の収束動作は、補助増幅器10の出力におけるフィードフォワード信号中に含まれる歪成分の振幅及び位相を調整するだけでなく、このフィードフォワード信号中に含まれる主信号成分の振幅及び位相も変化させることになる。ただし、本実施形態においては、出力電力制御の収束速度が歪除去制御の収束速度より十分速いことにより、歪除去制御の収束動作によってこのフィードフォワード信号中に含まれる主信号成分の振幅及び位相が変動しても、出力電力制御の収束動作によってこの変動分を早期に補償することができる。これによって、出力電力制御の収束動作が歪除去制御の収束動作より優先して行われ、出力電力制御の収束動作がほぼ最適(出力端子16での低歪出力信号の電力がほぼ最大)に収束している状態を維持させながら歪除去制御の収束動作を行うことができる。
したがって、本実施形態においても実施形態1と同様に、出力電力制御と歪除去制御とが互いに干渉することなく、出力電力制御及び歪除去制御の両方をほぼ最適に収束させることができるので、歪除去性能を確保しながら電力効率の改善効果を大幅に向上させることができる。そして、出力電力制御の方が歪除去制御より優先して行われることで、電力効率の改善効果をより安定して得ることができる。さらに、温度変化や経時変化等の外乱に対して、出力電力制御及び歪除去制御の両方をパイロット信号を用いることなくほぼ最適な状態に適応させることができる。
次に、本実施形態の他の例について説明する。
本実施形態においては、図9に示すように、振幅調整回路2における利得及び位相調整回路4における移相量を、振幅調整用の出力電力制御電圧V2A及び位相調整用の出力電力制御電圧V2Pによってそれぞれ制御し、振幅調整回路8における利得及び位相調整回路9における移相量を、振幅調整用の歪除去制御電圧V1A及び位相調整用の歪除去制御電圧V1Pによってそれぞれ制御してもよい。
図9に示す構成においても、出力電力制御の収束速度が歪除去制御の収束速度より十分速いことにより、歪除去制御の収束動作によって補助増幅器10の出力におけるフィードフォワード信号中に含まれる主信号成分の振幅及び位相が変動しても、出力電力制御の収束動作によってこの変動分を早期に補償することができる。したがって、出力電力制御の収束動作がほぼ最適に収束している状態を維持させながら歪除去制御の収束動作を行うことができるので、出力電力制御と歪除去制御とが互いに干渉することなく、出力電力制御及び歪除去制御の両方をほぼ最適に収束させることができる。
また、本実施形態においては、歪除去制御回路41による歪除去制御が出力電力制御回路42による出力電力制御より先に収束するように、歪除去制御回路41による歪除去制御の収束速度を出力電力制御回路42による出力電力制御の収束速度より十分速くしてもよい。ここで、比較誤差増幅器50の利得を比較誤差増幅器52の利得より大きく設定し、比較誤差増幅器51の利得を比較誤差増幅器53の利得より大きく設定することで、歪除去制御の収束速度を出力電力制御の収束速度より速くすることができる。
この場合は、出力電力制御の収束動作によって補助増幅器10の出力におけるフィードフォワード信号中に含まれる歪成分の振幅及び位相が変動しても、歪除去制御の収束動作によってこの変動分を早期に補償することができる。したがって、歪除去制御の収束動作がほぼ最適(出力端子16での低歪出力信号中の歪成分レベルがほぼ最小)に収束している状態を維持させながら出力電力制御の収束動作を行うことができるので、出力電力制御と歪除去制御とが互いに干渉することなく、出力電力制御及び歪除去制御の両方をほぼ最適に収束させることができる。そして、この場合は、歪除去制御の方が出力電力制御より優先して行われることで、歪除去効果をより安定して得ることができる。
以上、本発明を実施するための形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
2,8 振幅調整回路、4,9 位相調整回路、5 主増幅器、7,11 方向性結合器、10 補助増幅器、13,15 カプラ、14 ダミーロード、21 歪抽出ループ、22 歪除去ループ、40 制御回路、41 歪除去制御回路、42 出力電力制御回路、44,46 分配器、48,49 同期検波回路、50,51,52,53 比較誤差増幅器、54,55,60,61,62,63,64,65 合成器。
Claims (17)
- 入力信号を増幅する主増幅器を含み、主増幅器へ入力される入力信号の一部と主増幅器から出力される信号の一部とを振幅及び位相の相互関係を調整して結合することで、主増幅器にて発生した歪成分を含むフィードフォワード信号を生成する歪抽出ループと、
前記フィードフォワード信号を増幅する補助増幅器を含み、補助増幅器から出力されるフィードフォワード信号と主増幅器から出力される信号とを振幅及び位相の相互関係を調整して結合することで、前記歪成分が低減された低歪出力信号を生成する歪除去ループと、を有し、
前記入力信号が前記フィードフォワード信号中に含まれるように、前記歪抽出ループにて結合される信号の振幅及び位相の相互関係が調整されるフィードフォワード増幅器であって、
前記低歪出力信号中に含まれる前記歪成分の電力を低減させるための歪除去制御信号を生成する歪除去制御手段と、
前記低歪出力信号の電力を増大させるための出力電力制御信号を生成する出力電力制御手段と、を有し、
前記歪抽出ループにて結合される信号の振幅及び位相の相互関係は、前記歪除去制御信号と前記出力電力制御信号の少なくとも一方により制御され、
前記歪除去ループにて結合される信号の振幅及び位相の相互関係は、前記歪除去制御信号と前記出力電力制御信号の両方により制御されることを特徴とするフィードフォワード増幅器。 - 請求項1に記載のフィードフォワード増幅器であって、
前記歪抽出ループにて結合される信号の振幅及び位相の相互関係は、前記歪除去制御信号により制御され、
前記歪除去ループにて結合される信号の振幅及び位相の相互関係は、前記出力電力制御信号を前記歪除去制御信号で補償した制御信号により制御されることを特徴とするフィードフォワード増幅器。 - 請求項2に記載のフィードフォワード増幅器であって、
前記歪除去ループにて結合される信号の振幅及び位相の相互関係は、前記出力電力制御信号に対して前記歪除去制御信号を重み付け加算した制御信号により制御されることを特徴とするフィードフォワード増幅器。 - 請求項1に記載のフィードフォワード増幅器であって、
前記歪抽出ループにて結合される信号の振幅及び位相の相互関係は、前記出力電力制御信号により制御され、
前記歪除去ループにて結合される信号の振幅及び位相の相互関係は、前記歪除去制御信号を前記出力電力制御信号で補償した制御信号により制御されることを特徴とするフィードフォワード増幅器。 - 請求項4に記載のフィードフォワード増幅器であって、
前記歪除去ループにて結合される信号の振幅及び位相の相互関係は、前記歪除去制御信号に対して前記出力電力制御信号を重み付け減算した制御信号により制御されることを特徴とするフィードフォワード増幅器。 - 請求項1に記載のフィードフォワード増幅器であって、
前記歪抽出ループにて結合される信号の振幅及び位相の相互関係は、前記歪除去制御信号を前記出力電力制御信号で補償した制御信号により制御され、
前記歪除去ループにて結合される信号の振幅及び位相の相互関係は、前記出力電力制御信号を前記歪除去制御信号で補償した制御信号により制御されることを特徴とするフィードフォワード増幅器。 - 請求項6に記載のフィードフォワード増幅器であって、
前記歪抽出ループにて結合される信号の振幅及び位相の相互関係は、前記歪除去制御信号に対して前記出力電力制御信号を重み付け減算した制御信号により制御され、
前記歪除去ループにて結合される信号の振幅及び位相の相互関係は、前記出力電力制御信号に対して前記歪除去制御信号を重み付け加算した制御信号により制御されることを特徴とするフィードフォワード増幅器。 - 請求項1に記載のフィードフォワード増幅器であって、
前記歪抽出ループにて結合される信号の振幅及び位相の相互関係は、前記出力電力制御信号を前記歪除去制御信号で補償した制御信号により制御され、
前記歪除去ループにて結合される信号の振幅及び位相の相互関係は、前記歪除去制御信号を前記出力電力制御信号で補償した制御信号により制御されることを特徴とするフィードフォワード増幅器。 - 請求項8に記載のフィードフォワード増幅器であって、
前記歪抽出ループにて結合される信号の振幅及び位相の相互関係は、前記出力電力制御信号に対して前記歪除去制御信号を重み付け加算した制御信号により制御され、
前記歪除去ループにて結合される信号の振幅及び位相の相互関係は、前記歪除去制御信号に対して前記出力電力制御信号を重み付け減算した制御信号により制御されることを特徴とするフィードフォワード増幅器。 - 入力信号を増幅する主増幅器を含み、主増幅器へ入力される入力信号の一部と主増幅器から出力される信号の一部とを振幅及び位相の相互関係を調整して結合することで、主増幅器にて発生した歪成分を含むフィードフォワード信号を生成する歪抽出ループと、
前記フィードフォワード信号を増幅する補助増幅器を含み、補助増幅器から出力されるフィードフォワード信号と主増幅器から出力される信号とを振幅及び位相の相互関係を調整して結合することで、前記歪成分が低減された低歪出力信号を生成する歪除去ループと、を有し、
前記入力信号が前記フィードフォワード信号中に含まれるように、前記歪抽出ループにて結合される信号の振幅及び位相の相互関係が調整されるフィードフォワード増幅器であって、
前記低歪出力信号中に含まれる前記歪成分の電力を低減させるための歪除去制御信号を生成する歪除去制御手段と、
前記低歪出力信号の電力を増大させるための出力電力制御信号を生成する出力電力制御手段と、を有し、
前記歪除去ループにて結合される信号の振幅及び位相の相互関係は、前記歪除去制御信号と前記出力電力制御信号のいずれか一方により制御され、
前記歪抽出ループにて結合される信号の振幅及び位相の相互関係は、前記歪除去制御信号と前記出力電力制御信号の両方により制御されることを特徴とするフィードフォワード増幅器。 - 請求項10に記載のフィードフォワード増幅器であって、
前記歪除去ループにて結合される信号の振幅及び位相の相互関係は、前記歪除去制御信号により制御され、
前記歪抽出ループにて結合される信号の振幅及び位相の相互関係は、前記出力電力制御信号を前記歪除去制御信号で補償した制御信号により制御されることを特徴とするフィードフォワード増幅器。 - 請求項11に記載のフィードフォワード増幅器であって、
前記歪抽出ループにて結合される信号の振幅及び位相の相互関係は、前記出力電力制御信号に対して前記歪除去制御信号を重み付け加算した制御信号により制御されることを特徴とするフィードフォワード増幅器。 - 請求項10に記載のフィードフォワード増幅器であって、
前記歪除去ループにて結合される信号の振幅及び位相の相互関係は、前記出力電力制御信号により制御され、
前記歪抽出ループにて結合される信号の振幅及び位相の相互関係は、前記歪除去制御信号を前記出力電力制御信号で補償した制御信号により制御されることを特徴とするフィードフォワード増幅器。 - 請求項13に記載のフィードフォワード増幅器であって、
前記歪抽出ループにて結合される信号の振幅及び位相の相互関係は、前記歪除去制御信号に対して前記出力電力制御信号を重み付け減算した制御信号により制御されることを特徴とするフィードフォワード増幅器。 - 入力信号を増幅する主増幅器を含み、主増幅器へ入力される入力信号の一部と主増幅器から出力される信号の一部とを振幅及び位相の相互関係を調整して結合することで、主増幅器にて発生した歪成分を含むフィードフォワード信号を生成する歪抽出ループと、
前記フィードフォワード信号を増幅する補助増幅器を含み、補助増幅器から出力されるフィードフォワード信号と主増幅器から出力される信号とを振幅及び位相の相互関係を調整して結合することで、前記歪成分が低減された低歪出力信号を生成する歪除去ループと、を有し、
前記入力信号が前記フィードフォワード信号中に含まれるように、前記歪抽出ループにて結合される信号の振幅及び位相の相互関係が調整されるフィードフォワード増幅器であって、
前記低歪出力信号中に含まれる前記歪成分の電力がほぼ最小レベルへ収束するように、前記歪抽出ループと前記歪除去ループのいずれか一方にて結合される信号の振幅及び位相の相互関係を制御する歪除去制御手段と、
前記低歪出力信号の電力がほぼ最大レベルへ収束するように、前記歪抽出ループと前記歪除去ループのいずれか他方にて結合される信号の振幅及び位相の相互関係を制御する出力電力制御手段と、を有し、
前記歪除去制御手段による制御と前記出力電力制御手段による制御のいずれか一方が他方より先に収束するように、前記歪除去制御手段による制御の収束速度が前記出力電力制御手段による制御の収束速度と異なることを特徴とするフィードフォワード増幅器。 - 請求項15に記載のフィードフォワード増幅器であって、
前記出力電力制御手段による制御が前記歪除去制御手段による制御より先に収束するように、前記出力電力制御手段による制御の収束速度が前記歪除去制御手段による制御の収束速度より速いことを特徴とするフィードフォワード増幅器。 - 請求項15に記載のフィードフォワード増幅器であって、
前記歪除去制御手段による制御が前記出力電力制御手段による制御より先に収束するように、前記歪除去制御手段による制御の収束速度が前記出力電力制御手段による制御の収束速度より速いことを特徴とするフィードフォワード増幅器。
Priority Applications (1)
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JP2004210254A JP2006033485A (ja) | 2004-07-16 | 2004-07-16 | フィードフォワード増幅器 |
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JP2004210254A JP2006033485A (ja) | 2004-07-16 | 2004-07-16 | フィードフォワード増幅器 |
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