JP2013191930A - 振幅変調装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本実施形態に係る振幅変調装置の制御部11は、電力増幅器121〜12nをオフ状態にする場合には、第1および第2のスイッチ素子と第3および第4のスイッチ素子とのいずれか一方を導通とするように電圧を与え、他方の組を非導通とするように電圧を与え、電力増幅器121〜12nをオン状態にする場合には、第1および第4のスイッチ素子と第2および第3のスイッチ素子とを交互に導通させるようにパルス信号を与え、第1および第2のスイッチ素子に与えるパルス信号と第3および第4のスイッチ素子に与えるパルス信号の重なる時間を調整するためにデューティ比および遅延時間を制御する。
【選択図】図1
Description
図1は、第1実施形態に係る振幅変調装置の構成を示すブロック図である。この振幅変調装置に入力されるキャリア信号は、制御部11を介して、スイッチング電力増幅部12のn個(nは任意の自然数)の電力増幅器(PA:Power Amplifier)121〜12nに分配されて供給される。各電力増幅器121〜12nは制御部11で行われるオン/オフ制御に従い、オン=駆動状態、オフ=停止状態となり、オン状態で増幅されたキャリア信号を出力する。オン状態の電力増幅器から出力されるキャリア信号は合成部13で合成され、出力端から出力される。
図7は、第2実施形態に係るスイッチング電力増幅部の回路構成を示す図である。上記図2のスイッチング電力増幅部12において、第1および第2のスイッチ素子の第3の端子を接地させるスイッチ素子14,15とスイッチ制御部16,17とを追加したものである。スイッチ素子14、15は、例えばHBT(Hetero Bipolar Transistor)やFET(Field-Effect Transistor)などの半導体素子やリレーなどで構成される。スイッチ制御部16,17は、電力増幅器のオフ状態時にスイッチ素子14、15をオンに制御し、第1および第2のスイッチ素子の第3の端子の電圧レベルを固定にするために例えばGNDに接続する。ここでは説明上GNDに接地したが、スイッチ素子のオン電圧以下の電圧であれば電位はどのような電位でも良い。また、第1および第2のスイッチ素子の第3の端子と第1および第2のスイッチ素子の第2の端子との間にスイッチを設けても良い。
図8は、第3実施形態に係るスイッチング電力増幅部の回路構成を示す図である。上記図2のスイッチング電力増幅部12において、第1および第2のスイッチ素子の第3の端子を接地させるスイッチ素子14,15とスイッチ制御部16,17と電圧源を追加したものである。また、第3および第4のスイッチ素子の第3の端子を接地させるスイッチ素子14´,15´とスイッチ制御部16´,17´とを追加したものである。スイッチ素子14,15,14´,15´は、例えばHBT(Hetero Bipolar Transistor)やFET(Field-Effect Transistor)などの半導体素子やリレーなどで構成される。スイッチ制御部16,17は、電力増幅器のオフ状態時にスイッチ素子14,15をオンに制御し、第1および第2のスイッチ素子の第3の端子の電圧レベルをオン電圧以上固定にするために電圧源に接続する。また、スイッチ制御部16´,17´は、電力増幅器のオフ状態時にスイッチ素子14´,15´をオンに制御し、第3および第4のスイッチ素子の第3の端子の電圧レベルを固定にするために例えばGNDに接続する。ここでは説明上GNDに接地したが、スイッチ素子のオン電圧以下の電圧であれば電位はどのような電位でも良い。
図9は、第4実施形態に係る振幅変調装置のオン/オフ制御方法を示す図である。上記図4に示すように第1実施形態では制御部11からのパルス信号およびDC電圧が4出力であったものを、3出力に減少するものである。具体的には、第1および第2のスイッチ素子の第3の端子に接続されるアイソレーションデバイスを1入力2出力のトランスにすることで、入力されたパルス信号の非反転信号と反転信号が得られる。
図10は、第5実施形態に係る振幅変調装置の構成を示すブロック図である。図11は、第5実施形態に係る振幅変調装置のオン状態時の制御方法を示す図である。図7,8において、上記図1,5と異なる部分は、キャリア信号をスイッチング電力増幅部12の電力増幅器121〜12nに分配して直接入力するように構成したことにある。
図12は、第6実施形態に係る振幅変調装置の構成を示すブロック図である。上記図1と異なる部分は、アナログ型の電力増幅器18と分配部19とを追加したことにある。
Claims (11)
- アイソレーションデバイスと、第1乃至第3の端子をそれぞれ有する第1乃至第4のスイッチ素子とを組み合わせたフルブリッジ型の複数の電力増幅器と、
被変調信号の電圧振幅レベルに応じて前記複数の電力増幅器をオン/オフ制御する制御部と、
前記電力増幅器の出力を合成する合成部と
を具備し、
前記制御部は、前記電力増幅器をオフ状態にする場合には、前記第1および前記第2のスイッチ素子と前記第3および前記第4のスイッチ素子とのいずれか一方を導通とするように電圧を与え、他方の組を非導通とするように電圧を与え、前記電力増幅器をオン状態にする場合には、前記第1および前記第4のスイッチ素子と前記第2および前記第3のスイッチ素子とを交互に導通させるようにパルス信号を与え、前記第1および第2のスイッチ素子に与えるパルス信号と前記第3および第4のスイッチ素子に与えるパルス信号の重なる時間を調整するためにデューティ比および遅延時間を制御することを特徴とする振幅変調装置。 - 前記電力増幅器をオフ状態にする場合にはDC電圧を与え、前記電力増幅器をオン状態にする場合には、パルス信号を与えることを特徴とする請求項1に記載の振幅変調装置。
- 前記電力増幅器をオフ状態の場合にする場合には前記第1および第2のスイッチ素子の第3の端子を固定電位にすることを特徴とする請求項1に記載の振幅変調装置。
- 前記電力増幅器をオフ状態にする場合には第1および第2のスイッチ素子の組と第3および第4のスイッチ素子との組に与えるパルス信号の位相を、それぞれ反転と非反転とにすることを特徴とする請求項1に記載の振幅変調装置。
- 合成器出力信号を測定する測定部を有し、測定部からのフィードバック信号に基づいてデューティ比および遅延時間を制御することを特徴とする請求項1に記載の振幅変調装置。
- 前記複数の電力増幅器の増幅信号のそれぞれを測定する複数の測定部を有し、この複数の測定部からのフィードバック信号に基づいてデューティ比および遅延時間を制御することを特徴とする請求項1に記載の振幅変調装置。
- 前記電力増幅器は、前記アイソレーションデバイスと前記第1乃至第4のスイッチ素子とトランスとを組み合わせたフルブリッジ型で構成され、前記第1および第2のスイッチ素子それぞれの前記第1の端子が直流電源に接続され、かつ前記第1のスイッチ素子において、該第2の端子間に前記アイソレーションデバイスの低電圧側端子と前記トランスの1次巻線端が接続され、前記第2のスイッチ素子において、該第2の端子間に前記アイソレーションデバイスの低電圧側端子と前記第1のスイッチ素子につながる前記トランスの1次巻線端と異なるもう一方の巻線端が接続され、それぞれの第3の端子にオン/オフ制御信号が与えられ、前記第3のスイッチ素子において、該第1の端子が前記第1のスイッチング素子の第2端子に接続され、該第2の端子が接地され、該第3の端子にオン/オフ制御信号が与えられ、前記第4のスイッチ素子において、該第1の端子が前記第2のスイッチング素子の第2端子に接続され、該第2の端子が接地され、該第3の端子にオン/オフ制御信号が与えられることを特徴とする請求項1に記載の振幅変調装置。
- 前記スイッチ素子は、前記第1の端子がドレイン端子、前記第2の端子がソース端子、前記第3の端子がゲート端子で構成される電界効果トランジスタであることを特徴とする請求項1、2、3、4および7のいずれか1項に記載の振幅変調装置。
- 前記アイソレーションデバイスは、1入力2出力のトランスであり、入力されたパルス信号の非反転信号と反転信号が得られることを特徴とする請求項1に記載の振幅変調装置。
- 前記キャリア信号を前記複数の電力増幅器の1入力2出力のトランスに分配供給することを特徴とする請求項1に記載の振幅変調装置。
- 前記被変調信号により変調されたキャリア信号を増幅するアナログ型電力増幅器をさらに具備し、
前記合成部は、前記複数の電力増幅器の出力と前記アナログ型電力増幅器の出力とを合成することを特徴とする請求項1に記載の振幅変調装置。
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