JP2016178407A - Doherty amplifier - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ドハティ増幅器に関し、特にドハティ増幅器の高効率化に関する。 The present invention relates to a Doherty amplifier, and more particularly to increasing the efficiency of a Doherty amplifier.
電力増幅器に用いられるドハティ(Doherty)増幅器は、キャリア増幅器とピーク増幅器の2つの増幅器から構成される。入力信号が入力されるとドハティ増幅器では、キャリア増幅器はAB級バイアス又はA級バイアスで動作させて、入力信号のエンベロープの低いレベルを増幅し高いレベルは出力飽和する。ピーク増幅器はB級バイアス又はC級バイアスで動作させて、レベルの高い部分を主に増幅する。 A Doherty amplifier used for a power amplifier is composed of two amplifiers, a carrier amplifier and a peak amplifier. When an input signal is input, in the Doherty amplifier, the carrier amplifier is operated with a class AB bias or a class A bias to amplify the low level of the envelope of the input signal and saturate the high level. The peak amplifier is operated with a class B bias or a class C bias to mainly amplify a high level portion.
電気代の高騰、環境意識の高まりから、無線装置等に使われる高周波増幅器の高効率化が要求されている。高効率方式としてドハティ増幅器が用いられるが、さらなる高効率化を進める必要がある。 Due to soaring electricity costs and increasing environmental awareness, there is a demand for higher efficiency of high-frequency amplifiers used in wireless devices and the like. A Doherty amplifier is used as a high-efficiency method, but it is necessary to further increase the efficiency.
特許文献1はキャリア増幅回路とピーク増幅回路の出力を合成して出力とする増幅器に関するものであり、増幅器のピーク増幅回路のバイアス電圧を制御することが提案されている。特許文献1ではこのバイアス電圧制御により、入力が低いときはC級増幅器として動作させ、入力が増えるに従ってアイドル電流の多いAB級に遷移させることが、提案されている。
ドハティ増幅器のピーク増幅器の故障を検出することが、難しかった。ピーク増幅器はピーク成分のみを増幅動作するため、常時動作しているわけではない。例えば、ドレイン電流のみで動作しているかどうかによって故障判別をしようとすると、ピーク成分がなくてドレイン電流が流れていないのか、故障してドレイン電流が流れていないのか、判別ができない。このため、故障を検出することが難しかった。 It was difficult to detect a failure of the peak amplifier of the Doherty amplifier. Since the peak amplifier amplifies only the peak component, it does not always operate. For example, if an attempt is made to determine a failure based on whether or not the operation is performed only with the drain current, it cannot be determined whether there is no peak component and no drain current flows or whether there is a failure and no drain current flows. For this reason, it was difficult to detect a failure.
本発明の目的は、故障検出を容易にしたドハティ増幅器を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a Doherty amplifier that facilitates fault detection.
前記目的を達成するため、本発明に係るドハティ増幅器は、入力信号のエンベロープのレベルの低い部分を増幅するキャリア増幅手段と、上記入力信号のエンベロープのレベルの高い部分を主に増幅するピーク増幅手段と、入力信号を分配し、これに基づいて上記入力信号のエンベロープのピーク成分を抽出し、抽出されたピーク成分の期間に上記ピーク増幅手段へ一定のバイアス電圧を供給する方向性結合手段と、上記ピーク増幅手段を構成するデバイスに与えられる電圧や上記デバイスに流れる電流を監視する検出手段とを、有する。 In order to achieve the above object, a Doherty amplifier according to the present invention includes a carrier amplifying unit for amplifying a low level portion of an input signal envelope, and a peak amplifying unit for mainly amplifying a high level portion of the input signal envelope. Directional coupling means for distributing the input signal, extracting a peak component of the envelope of the input signal based on the input signal, and supplying a constant bias voltage to the peak amplification means during the extracted peak component period; And detecting means for monitoring a voltage applied to a device constituting the peak amplifying means and a current flowing through the device.
本発明は、検出手段によりピーク増幅手段を構成するデバイスに与えられる電圧や上記デバイスに流れる電流を監視することにより、故障検出を容易に行える。 According to the present invention, the failure detection can be easily performed by monitoring the voltage applied to the device constituting the peak amplification means by the detection means and the current flowing through the device.
本発明は、キャリア増幅器とピーク増幅器の2つの増幅器から構成されるドハティ増幅器において、入力信号のピーク成分入力タイミングを検出して、ピーク増幅器におけるピーク成分増幅時以外はピーク増幅器での増幅動作を停止する。これにより消費電力を削減し、さらにピーク成分の増幅時には、ピーク増幅器をAB級又はA級バイアス動作をさせることで線形性に優れた増幅を行う。また、この特徴と共にピーク増幅器の確実な故障検出や増幅器に使用されるデバイスの保護を可能とするものである。 The present invention detects a peak component input timing of an input signal in a Doherty amplifier composed of two amplifiers, a carrier amplifier and a peak amplifier, and stops the amplification operation at the peak amplifier except when the peak component is amplified in the peak amplifier. To do. As a result, power consumption is reduced, and when the peak component is amplified, amplification with excellent linearity is performed by causing the peak amplifier to perform a class AB or class A bias operation. In addition, this feature enables reliable failure detection of the peak amplifier and protection of devices used in the amplifier.
本発明の好ましい実施形態について説明する前に、本発明の前提となるドハティ増幅器を説明する。図5は、本発明の前提となるドハティ増幅器を説明するためのブロック図である。図6は、図5のドハティ増幅器の各部動作波形を表した図である。図7は、図5のドハティ増幅器におけるピーク増幅器の入出力特性を表した図である。図8は、背景技術のドハティ増幅器におけるピーク増幅器の入出力特性を表した図である。図9は、図5のドハティ増幅器におけるピーク増幅器の入出力特性を表した図である。図10は、背景技術のドハティ増幅器におけるピーク増幅器のプリディストーションを行った場合の入出力動作を表した図である。 Before describing a preferred embodiment of the present invention, a Doherty amplifier which is a premise of the present invention will be described. FIG. 5 is a block diagram for explaining a Doherty amplifier as a premise of the present invention. FIG. 6 is a diagram showing operation waveforms of each part of the Doherty amplifier of FIG. FIG. 7 is a diagram showing the input / output characteristics of the peak amplifier in the Doherty amplifier of FIG. FIG. 8 is a diagram showing the input / output characteristics of the peak amplifier in the Doherty amplifier of the background art. FIG. 9 is a diagram showing the input / output characteristics of the peak amplifier in the Doherty amplifier of FIG. FIG. 10 is a diagram illustrating an input / output operation when performing predistortion of the peak amplifier in the Doherty amplifier of the background art.
図5のドハティ増幅器は、方向性結合器1と、入力信号エンベロープ検出器2と、ピーク成分判別器3と、バイアス電圧制御器4と、遅延調整器5と、1/4波長線路6、9、10と、ピーク増幅器7と、キャリア増幅器8とを、有する。
The Doherty amplifier shown in FIG. 5 includes a
キャリア増幅器8は、入力信号のエンベロープのレベルの低い部分を増幅する。ピーク増幅器7は、入力信号のエンベロープのレベルの高い部分を主に増幅する。言い換えるとピーク増幅器7は、キャリア増幅器8では出力が飽和してしまうような振幅(ピーク成分)の入力信号を、増幅する。
The
入力信号エンベロープ検出器2は、入力信号のエンベロープ振幅を検波する。
The input
ピーク成分判別器3は、上記エンベロープからキャリア増幅器8で飽和してしまうような振幅となるレベルを閾値Vg-1として比較することで、ピーク成分が入力されている期間を判別し、ピーク成分の期間だけパルスを出す。
The
バイアス電圧制御器4は、ピーク成分の期間だけピーク増幅器に一定のバイアス電圧Vgを供給する。
The
遅延調整器5は、ピーク増幅器7に入力される入力信号のピーク成分とバイアス電圧制御器4から供給するバイアス電圧Vgとのタイミングが同一となるように、調整する。
The delay adjuster 5 adjusts so that the timing of the peak component of the input signal input to the peak amplifier 7 and the bias voltage Vg supplied from the
図5のドハティ増幅器では、方向性結合器1で入力信号を分配する。入力信号エンベロープ検出器2は、入力信号のエンベロープ振幅を検出する。入力信号エンベロープ検出器2で検出した入力信号のエンベロープ(1)-a(図6参照)を、ピーク成分判別器3へ入力する。ピーク成分判別器3では、閾値より高い値の期間をピーク成分と判別して、ピーク成分の期間だけパルス(2)-a(図6参照)を出力する。ピーク成分判別器3で出力したパルスを、バイアス電圧制御器4ではパルスの期間だけピーク増幅器7に一定のバイアス電圧(3)-a(図6参照)を供給する。
In the Doherty amplifier of FIG. 5, the
図5のドハティ増幅器では、ピーク増幅器7の入力は入力信号のエンベロープ(1)-aとバイアス電圧制御器出力波形(3)-aを合わせた波形31となる(図6参照)。ピーク増幅器7は、入出力特性のよいレベルでピーク成分を増幅することで、出力信号波形32のようにピーク成分のみを線形性がよい波形で増幅する。 In the Doherty amplifier of FIG. 5, the input of the peak amplifier 7 is a waveform 31 that combines the envelope (1) -a of the input signal and the output waveform (3) -a of the bias voltage controller (see FIG. 6). The peak amplifier 7 amplifies the peak component at a level with good input / output characteristics, thereby amplifying only the peak component with a waveform having good linearity like the output signal waveform 32.
入力信号がキャリア増幅器とピーク増幅器に入力されるとドハティ型の増幅器では、キャリア増幅器はAB級バイアス又はA級バイアスで動作させて、入力信号のエンベロープの低いレベルを増幅し高いレベルは出力飽和する。ピーク増幅器はB級バイアス又はC級バイアスで動作させて、レベルの高い部分を主に増幅する。 When the input signal is input to the carrier amplifier and the peak amplifier, in the Doherty type amplifier, the carrier amplifier is operated with a class AB bias or a class A bias to amplify the low level of the envelope of the input signal, and the high level saturates the output. . The peak amplifier is operated with a class B bias or a class C bias to mainly amplify a high level portion.
従い、ピーク増幅器は図8のようにC級バイアス又はB級バイアスで動作している。入力信号波形41に対して出力信号波形42が図8のようになり、ピーク増幅器として増幅しなくてもよいレベル信号でも動作しており、電圧Vg-2〜電圧Vg-3のゲートバイアス電圧44の動作部分は無駄な電力を消費している。 Accordingly, the peak amplifier operates with a class C bias or a class B bias as shown in FIG. The output signal waveform 42 is as shown in FIG. 8 with respect to the input signal waveform 41, and operates as a level signal that does not need to be amplified as a peak amplifier, and a gate bias voltage 44 of voltage Vg-2 to voltage Vg-3. The operating part consumes wasted power.
そこで、ゲートバイアス電圧44の出力動作をしないようにするために、図9で示すようにバイアス電圧をピーク成分時のみ供給し、ピーク増幅器の入力が入力信号とバイアス電圧制御器4出力の合成波形51のような波形となるようにする。すなわちピーク増幅器は、入力信号とバイアス電圧制御器4出力の合成波形51が入力されると、出力信号波形52を出力する。これにより、図8のピーク増幅器で無駄な消費電力部分44で示す動作を止めることができる。ピーク増幅器の効率を上げることとなる。
Therefore, in order not to perform the output operation of the gate bias voltage 44, as shown in FIG. 9, the bias voltage is supplied only at the peak component, and the input of the peak amplifier is the combined waveform of the input signal and the output of the
ピーク増幅器もAB級バイアス動作をさせれば線形性がよいレベルで増幅できるが、ピーク成分のみの増幅動作ができず、図8の無駄な消費電力部分44の信号増幅動作で消費電力が増加する。このために、B級又はC級バイアス動作でないと消費電力を抑えられなかったところが、ピーク増幅器もAB級バイアス動作が可能となる。 Although the peak amplifier can also be amplified at a level with good linearity by performing class AB bias operation, it cannot perform the amplification operation of only the peak component, and the power consumption increases due to the signal amplification operation of the useless power consumption portion 44 in FIG. . For this reason, power consumption cannot be suppressed unless it is a class B or class C bias operation, but the peak amplifier can also perform a class AB bias operation.
B級又はC級バイアス動作では利得が低いために、ピーク成分が必要な出力を得られない場合がある。そこで入力信号のピーク成分のみを、図10の歪補償などのプリディストーションで上げた部分62(斜線部)のように上げることで、図10のピーク増幅器として必要な出力信号部分64で示すようにピーク増幅器で必要な出力レベルまで上げる方法がある。 In class B or class C bias operation, the gain is low, so that an output that requires a peak component may not be obtained. Therefore, by raising only the peak component of the input signal as shown by a portion 62 (shaded portion) raised by predistortion such as distortion compensation in FIG. 10, as shown by an output signal portion 64 necessary as a peak amplifier in FIG. There is a method of raising the output level to a required level with a peak amplifier.
しかし、ピーク増幅器として必要な出力信号部分64の入力信号はキャリア増幅器にも入力されることになり、キャリア増幅器では飽和レベルを超える振幅の信号がさらに大きく入力され、過入力及び消費電力の上昇、歪の増加となる弊害が起きてしまう。 However, the input signal of the output signal portion 64 necessary as a peak amplifier is also input to the carrier amplifier, and a signal having an amplitude exceeding the saturation level is further input to the carrier amplifier, resulting in an excessive input and an increase in power consumption. The harmful effect of increasing distortion will occur.
そこで、図5のドハティ増幅器では、ピーク増幅器をAB級バイアス動作させると、ピーク成分増幅の利得が高くなることでピーク成分の入力レベルを過剰に上げる必要がない。キャリア増幅器への振込み量は低減され、キャリア増幅器での飽和による歪量や消費電力は軽減できる。また、ピーク増幅器の増幅線形性もよくなるのでピーク増幅器出力での波形歪が改善できる。 Therefore, in the Doherty amplifier of FIG. 5, when the peak amplifier is operated in class AB bias, the gain of peak component amplification becomes high, so that it is not necessary to increase the peak component input level excessively. The amount of transfer to the carrier amplifier is reduced, and the amount of distortion and power consumption due to saturation in the carrier amplifier can be reduced. Further, since the amplification linearity of the peak amplifier is improved, the waveform distortion at the peak amplifier output can be improved.
次に、本発明の最上位概念の実施形態によるドハティ増幅器を、図面を参照しながら詳細に説明する。図1は、本発明の最上位概念の実施形態によるドハティ増幅器を説明するためのブロック図である。 Next, a Doherty amplifier according to a top-level conceptual embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram illustrating a Doherty amplifier according to a top-level conceptual embodiment of the present invention.
図1のドハティ増幅器は、ピーク増幅手段11と、キャリア増幅手段12と、方向性結合手段13と、検出手段14とを、有する。
The Doherty amplifier shown in FIG. 1 includes a
キャリア増幅手段12は、入力端子に与えられる入力信号のエンベロープの低いレベルを増幅する。ピーク増幅手段11は、入力端子に与えられる入力信号のエンベロープのレベルの高い部分を主に増幅する。これら増幅手段の出力は合成されて、出力端子から出力される。 The carrier amplification means 12 amplifies the low level of the envelope of the input signal applied to the input terminal. The peak amplifying means 11 mainly amplifies the high level portion of the envelope of the input signal applied to the input terminal. The outputs of these amplifying means are combined and output from the output terminal.
方向性結合手段13は、入力端子とピーク増幅手段11及びキャリア増幅手段12との経路に挿入され、入力信号を分配する。図1のドハティ増幅器は、方向性結合手段13により分配された入力信号を元に、入力信号のエンベロープ振幅を検出する。さらに図1のドハティ増幅器は、検出した入力信号のエンベロープと、設定した閾値とを比較して、閾値より高い値の期間をピーク成分と判別する。さらに図1のドハティ増幅器は、ピーク成分の期間だけパルスを生成し、このパルスの期間だけピーク増幅手段11に一定のバイアス電圧を供給する。 The directional coupling means 13 is inserted in the path between the input terminal and the peak amplifying means 11 and the carrier amplifying means 12 and distributes the input signal. The Doherty amplifier in FIG. 1 detects the envelope amplitude of the input signal based on the input signal distributed by the directional coupling means 13. Furthermore, the Doherty amplifier in FIG. 1 compares the detected envelope of the input signal with a set threshold value, and determines a period of a value higher than the threshold value as a peak component. Further, the Doherty amplifier of FIG. 1 generates a pulse only during the peak component period, and supplies a constant bias voltage to the peak amplifying means 11 only during the period of this pulse.
さらに図1のドハティ増幅器では、検出手段14がピーク増幅手段11を構成するデバイスに与えられる電圧を監視し、予め設定した規定値以下にならないように制御する。或いは、図1のドハティ増幅器では、検出手段14がピーク成分で増幅動作するタイミングでピーク増幅手段11を構成するデバイスに電流が流れているかどうかを判別する。
Further, in the Doherty amplifier of FIG. 1, the detection means 14 monitors the voltage applied to the device constituting the peak amplification means 11 and controls it so as not to become below a preset specified value. Alternatively, in the Doherty amplifier of FIG. 1, it is determined whether or not a current is flowing through a device constituting the
図1のドハティ増幅器によれば、方向性結合手段13が入力信号を分配し、これに基づいて入力信号のエンベロープのピーク成分を抽出し、ピーク成分の期間だけピーク増幅手段11に一定のバイアス電圧を供給している。これにより、ドハティ増幅器の消費電力を削減し、ドハティ増幅器を高効率化することができる。 According to the Doherty amplifier of FIG. 1, the directional coupling means 13 distributes the input signal, extracts the peak component of the envelope of the input signal based on this, and applies a constant bias voltage to the peak amplifying means 11 only during the peak component period. Supply. Thereby, the power consumption of the Doherty amplifier can be reduced, and the Doherty amplifier can be highly efficient.
さらに、図1のドハティ増幅器によれば、検出手段14がピーク増幅手段11を構成するデバイスに与えられる電圧を監視し、予め設定した規定値以下にならないように制御するので、ピーク増幅手段11を構成するデバイスを保護することができる。又は検出手段14が、ピーク成分で増幅動作するタイミングでピーク増幅手段11を構成するデバイスに電流が流れているかどうかを判別するので、ピーク増幅器の故障判断ができる。以下に、本発明の好ましい実施形態について、より詳細に説明する。
Further, according to the Doherty amplifier of FIG. 1, since the detecting means 14 monitors the voltage applied to the device constituting the peak amplifying means 11 and controls the voltage so as not to become a preset specified value or less, the peak amplifying means 11 is controlled. The device to be configured can be protected. Alternatively, since the
〔第1実施形態〕
次に、本発明の第1実施形態によるドハティ増幅器について、説明する。図2は、本発明の第1実施形態によるドハティ増幅器を説明するためのブロック図である。
[First Embodiment]
Next, the Doherty amplifier according to the first embodiment of the present invention will be described. FIG. 2 is a block diagram for explaining the Doherty amplifier according to the first embodiment of the present invention.
本実施形態のドハティ増幅器は、図2に示すように、方向性結合器1と、入力信号エンベロープ検出器2と、ピーク成分判別器3と、バイアス電圧制御器4と、遅延調整器5と、1/4波長線路6、9、10と、ピーク増幅器7と、キャリア増幅器8とを、有する。さらに、本実施形態のドハティ増幅器は、検出手段の一例としての電流検出回路91及び判別器92を有する。
As shown in FIG. 2, the Doherty amplifier of this embodiment includes a
電流検出回路91は、ピーク増幅器7を構成するデバイスの一例としてのトランジスタのドレインと電源電位Vdとの間に挿入された抵抗素子と、この抵抗素子の両端間の電圧を検出する比較器とを、含む。電流検出回路91は、ピーク増幅器7を構成するトランジスタのドレイン電流を監視する。 The current detection circuit 91 includes a resistance element inserted between the drain of a transistor as an example of a device constituting the peak amplifier 7 and the power supply potential Vd, and a comparator that detects a voltage across the resistance element. Including. The current detection circuit 91 monitors the drain current of the transistors constituting the peak amplifier 7.
判別器92は、ピーク成分判別器3の出力と、電流検出回路91の出力とを受けて、ピーク成分判別器3が判別した入力信号のエンベロープのピーク成分の期間において、電流検出回路91の出力を監視する。ピーク成分がピーク増幅器7に入力されているのにドレイン電流が流れていない場合には、ピーク増幅器7が故障していると判別器92は判断する。
The
本実施形態のドハティ増幅器によれば、ドハティ増幅器の高効率化と共に、ピーク成分判別器3が判別した入力信号のエンベロープのピーク成分の期間において、ピーク増幅器7を構成するトランジスタのドレイン電流を監視することができる。これにより、ピーク増幅器7の故障を判別することができる。
According to the Doherty amplifier of the present embodiment, the drain current of the transistors constituting the peak amplifier 7 is monitored during the peak component period of the envelope of the input signal determined by the
〔第2実施形態〕
次に、本発明の第2実施形態によるドハティ増幅器について、説明する。図3は、本発明の第2実施形態によるドハティ増幅器を説明するためのブロック図である。図4は、図3のドハティ増幅器の各部動作波形を表した図である。
[Second Embodiment]
Next, a Doherty amplifier according to a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 3 is a block diagram for explaining a Doherty amplifier according to a second embodiment of the present invention. FIG. 4 is a diagram showing operation waveforms of each part of the Doherty amplifier of FIG.
本実施形態のドハティ増幅器は、図3に示すように、方向性結合器1と、入力信号エンベロープ検出器2と、ピーク成分判別器3と、バイアス電圧制御器4と、遅延調整器5と、1/4波長線路6、9、10と、ピーク増幅器7と、キャリア増幅器8とを、有する。さらに、本実施形態のドハティ増幅器は、検出手段の一例としてのクリッピング回路71を有する。クリッピング回路71は、ピーク増幅器7を構成するデバイスの一例としてのトランジスタのゲート-ソース間電圧Vgsを監視し、ゲート-ソース間電圧Vgsが規定値以下とならないようにクリップする。
As shown in FIG. 3, the Doherty amplifier of this embodiment includes a
図3のクリッピング回路71は、バイアス電圧制御器4が出力するバイアス電圧信号線と電源電位Vpとの間に挿入されたダイオードを含む。
The clipping
ピーク増幅器7を構成するデバイス、例えばトランジスタではゲート-ソース間電圧Vgsの最小値(Vgs-min)が規定されているが、B級バイアス及びC級バイアスでは入力信号によっては規定最小値Vgs-min以下となる場合がある。 The minimum value (Vgs-min) of the gate-source voltage Vgs is specified for devices constituting the peak amplifier 7, for example, transistors, but the specified minimum value Vgs-min for class B bias and class C bias depending on the input signal. May be:
特にLD-MOS(Laterally Diffused Metal Oxide Semiconductor)デバイスのようにゲート電圧がマイナス電位には弱いデバイスを使用する際は、図3で示すようにゲート-ソース間電圧Vgsが規定値以下とならないようにするクリッピング回路71を設ける。クリッピング回路71は、図4の入力信号とパルスゲートバイアス電圧の合成信号波形81が、クリッピングレベル84で示すような規定最小値Vgs-min以下にならないように、機能する。
In particular, when using a device whose gate voltage is weak to a negative potential, such as LD-MOS (Laterally Diffused Metal Oxide Semiconductor) devices, as shown in FIG. A clipping
クリッピング回路71を用いるのではなく、他の手段で図4の入力信号とパルスゲートバイアス電圧の合成信号波形81が、規定値84で示すような規定最小値Vgs-min以下にならないようにすることもできる。すなわち、ゲート-ソース間電圧Vgsを規定最小値Vgs-min以下としない方法としては、バイアス電圧制御器4がピーク成分ではないタイミングで供給する低い側の電圧Vg-Lを、デバイスのVgs-min より高い電圧Vg-Lとする。かつ、高い電圧Vg-Lの出力時にはバイアス電圧制御器4の出力インピーダンスを、ピーク増幅器7のゲート側から見て低いインピーダンスにする。これにより、入力信号を電圧Vg-Lに吸収し、電圧Vg-L以下の電圧とならないようにすることも可能である。
Rather than using the
本実施形態のドハティ増幅器によれば、クリッピング回路71がピーク増幅器7を構成するトランジスタのゲート-ソース間電圧Vgsを監視し、ゲート-ソース間電圧Vgsが規定値以下とならないようにクリップする。これにより、ドハティ増幅器の高効率化と共に、LD-MOSデバイスのようにゲート電圧がマイナス電位には弱いデバイスを使用してピーク増幅器7を構成した場合でも、ピーク増幅器7を構成するデバイスを保護することができる。
According to the Doherty amplifier of the present embodiment, the clipping
〔他の実施形態〕
上述した第1実施形態及び第2実施形態のドハティ増幅器では、キャリア増幅器1つとピーク増幅器1つの基本的なドハティ増幅器での構成で説明したが、本発明はこれに限られるものではない。また、ドハティ増幅器のピーク増幅器をN個構成とした場合には、ピーク成分判別器でピークとしての判別をN段階に分けて実施することもできる。この場合、例えばピーク成分判別器にお互いに異なるN個の閾値を用意しておき、入力信号のエンベロープを順番に或いは同時にN個の閾値と比較して、N段階のピーク成分の判別を行えばよい。
[Other Embodiments]
In the above-described Doherty amplifiers of the first and second embodiments, the basic Doherty amplifier has one carrier amplifier and one peak amplifier. However, the present invention is not limited to this. In addition, when the number of peak amplifiers of the Doherty amplifier is N, the peak component discriminator can determine the peak as N stages. In this case, for example, N threshold values different from each other are prepared in the peak component discriminator, and the N-stage peak component is discriminated by comparing the envelope of the input signal with the N threshold values in order or simultaneously. Good.
本発明の実施形態による効果を改めて記載する。第一に、ピーク増幅器でピーク成分を増幅するとき以外は増幅動作させないことで、不必要な信号まで増幅させて無駄に消費していた電力を削減できる。 The effect by embodiment of this invention is described anew. First, by not performing the amplification operation except when the peak component is amplified by the peak amplifier, it is possible to amplify even unnecessary signals and reduce the power consumed wastefully.
第二に、ピーク増幅器でピーク成分を増幅する際にB級又はC級バイアスでは増幅率が低いために入力信号のピーク成分をより高くする必要がある。そうするとキャリア増幅器もピーク成分がより高くなった信号が入力されるために、キャリア増幅器は過入力となりさらに出力飽和による歪が大きくなる。本発明の実施形態によれば、それが避けられるようになる。 Second, when the peak component is amplified by the peak amplifier, the amplification factor is low in the class B or class C bias, so that the peak component of the input signal needs to be higher. Then, since a signal having a higher peak component is input to the carrier amplifier, the carrier amplifier becomes excessively input, and distortion due to output saturation increases. According to the embodiment of the present invention, this can be avoided.
第三に、ピーク増幅器は常に動作しているわけではないのでドレイン電流の監視だけでは故障の判別が難しかったが、動くべきときに電流が流れていないことが判別でき故障が正確に検出できるようになる。 Third, since the peak amplifier is not always operating, it was difficult to determine the failure only by monitoring the drain current, but it can be determined that the current is not flowing when it should move, so that the failure can be detected accurately. become.
第四に、デバイスによりゲート-ソース間電圧の最小値Vgs-minが規定されているが、B級バイアス及びC級バイアスでは入力信号によっては規定最小値Vgs-min以下となる場合がある。本発明の実施形態によれば、ゲート-ソース間電圧の最小値以下としない保護機能を有することで、故障を無くすことができる。 Fourth, although the minimum value Vgs-min of the gate-source voltage is specified by the device, the class B bias and the class C bias may be less than the specified minimum value Vgs-min depending on the input signal. According to the embodiment of the present invention, it is possible to eliminate a failure by having a protection function that does not lower the voltage between the gate and the source below the minimum value.
以上、本発明の好ましい実施形態を説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、図2に示される第1実施形態のドハティ増幅器に対し、図3に示されるドハティ増幅器のクリッピング回路71を組み合わせて、ピーク増幅器を構成するトランジスタを保護するよう、構成することも考えられる。特許請求の範囲に記載した発明の範囲内で、種々の変形が可能であり、それらも本発明の範囲に含まれることはいうまでもない。
As mentioned above, although preferable embodiment of this invention was described, this invention is not limited to this. For example, the Doherty amplifier of the first embodiment shown in FIG. 2 may be combined with the
1 方向性結合器
2 入力信号エンベロープ検出器
3 ピーク成分判別器
4 バイアス電圧制御器
5 遅延調整器
6、9、10 1/4波長線路
7 ピーク増幅器
8 キャリア増幅器
11 ピーク増幅手段
12 キャリア増幅手段
13 方向性結合手段
14 検出手段
71 クリッピング回路
91 電流検出回路
92 判別器
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記方向性結合手段により分配され、抽出された前記入力信号のエンベロープのピーク成分をN段階に分けて判別する、請求項1乃至請求項5のいずれか一項に記載のドハティ増幅器。 The peak amplification means includes N (N is an integer of 2 or more) peak amplifiers,
The Doherty amplifier according to any one of claims 1 to 5, wherein a peak component of an envelope of the input signal distributed and extracted by the directional coupling unit is determined in N stages.
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