JP2543824B2 - 高ダイナミック・レンジ変調独立型フィ―ド・フォ―ワ―ド増幅器ネットワ―ク - Google Patents
高ダイナミック・レンジ変調独立型フィ―ド・フォ―ワ―ド増幅器ネットワ―クInfo
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- H03F1/3223—Modifications of amplifiers to reduce non-linear distortion using feed-forward
- H03F1/3229—Modifications of amplifiers to reduce non-linear distortion using feed-forward using a loop for error extraction and another loop for error subtraction
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- H03F2201/3212—Using a control circuit to adjust amplitude and phase of a signal in a signal path
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Description
【発明の詳細な説明】 発明の分野 本発明は、一般的に電力増幅器に関し、更に特定すれ
ばフィード・フォーワードを用いて、動作中に電力増幅
器によって生じる歪みを低減させるようにした、電力増
幅器ネットワークに関するものである。特に、本発明
は、広範囲の変調フォーマットや信号入力レベルから信
号を再生可能な、フィード・フォーワード増幅器ネット
ワークに関するものである。
ばフィード・フォーワードを用いて、動作中に電力増幅
器によって生じる歪みを低減させるようにした、電力増
幅器ネットワークに関するものである。特に、本発明
は、広範囲の変調フォーマットや信号入力レベルから信
号を再生可能な、フィード・フォーワード増幅器ネット
ワークに関するものである。
発明の背景 RF電力増幅器は、広範囲にわたる通信および他の電子
用途において用いられている。これらの増幅器は、１つ
以上の縦続接続された増幅器段で構成されており、各々
が、当該段の入力に印加された信号のレベルを、増幅段
利得として知られている量だけ上昇させるものである。
理想的なのは、各段の入力から出力への転送は線型であ
り、振幅が増大された入力信号の完全な複製が、増幅器
の出力に発生されることである。しかしながら実際は、
全ての電力増幅器がその転送特性にある程度の非線型性
を有する。この非線型性は出力信号の歪みとなるので、
もはや入力の完全な複製ではなくなってしまう。この歪
みは、相互変調積（intermodulation products）として
知られるスプリアス信号成分を生成する。相互変調積
は、干渉、クロストーク（cross talk）、および増幅器
を用いたシステムの性能に対する他の悪影響の原因とな
るので、望ましくない。したがって、従来技術では、増
幅器の動作中に生成される歪みを低減するように設定さ
れた種々の方法および装置が考えられている。一般的に
示唆されている２つの方法は、逆歪み法（predistortio
n）とフィード・フォーワード（feed forward）であ
る。
用途において用いられている。これらの増幅器は、１つ
以上の縦続接続された増幅器段で構成されており、各々
が、当該段の入力に印加された信号のレベルを、増幅段
利得として知られている量だけ上昇させるものである。
理想的なのは、各段の入力から出力への転送は線型であ
り、振幅が増大された入力信号の完全な複製が、増幅器
の出力に発生されることである。しかしながら実際は、
全ての電力増幅器がその転送特性にある程度の非線型性
を有する。この非線型性は出力信号の歪みとなるので、
もはや入力の完全な複製ではなくなってしまう。この歪
みは、相互変調積（intermodulation products）として
知られるスプリアス信号成分を生成する。相互変調積
は、干渉、クロストーク（cross talk）、および増幅器
を用いたシステムの性能に対する他の悪影響の原因とな
るので、望ましくない。したがって、従来技術では、増
幅器の動作中に生成される歪みを低減するように設定さ
れた種々の方法および装置が考えられている。一般的に
示唆されている２つの方法は、逆歪み法（predistortio
n）とフィード・フォーワード（feed forward）であ
る。
逆歪み法は、電力増幅器によって発生される歪みに類
似した補助（auxiliary）歪み信号を生成する補助歪み
源を利用する。この補助歪み信号を、正確な利得および
位相で電力増幅器の入力に加え、電力増幅器の出力にお
いて歪みの相殺を図るのである。この方法は、２つの異
なる源の歪み特性を合わせる必要があるので、得ること
ができる補正量には限界がある。
似した補助（auxiliary）歪み信号を生成する補助歪み
源を利用する。この補助歪み信号を、正確な利得および
位相で電力増幅器の入力に加え、電力増幅器の出力にお
いて歪みの相殺を図るのである。この方法は、２つの異
なる源の歪み特性を合わせる必要があるので、得ること
ができる補正量には限界がある。
フィード・フォーワード方法は、電力増幅器によって
発生される歪みを分離し、最大に相殺されるように調整
された利得、位相および遅延と共に、それを電力増幅器
の出力に再度加えるので、先に述べた制限がない。フィ
ード・フォーワードを用いて得られる歪みの減少量は、
主に利得と位相の調整精度によって制限される。
発生される歪みを分離し、最大に相殺されるように調整
された利得、位相および遅延と共に、それを電力増幅器
の出力に再度加えるので、先に述べた制限がない。フィ
ード・フォーワードを用いて得られる歪みの減少量は、
主に利得と位相の調整精度によって制限される。
第１図を参照すると、従来技術のフィード・フォーワ
ード・システムがブロック図状で示されている。分割回
路12が、負荷11上の入力信号を分割する。即ち、一方の
部分は電力増幅器14に、他方は経路15を通じて相殺回路
18に送られる。電力増幅器14からの出力は、入力信号の
増幅に起因する歪み成分を含んでいる。電力増幅器14か
らの出力信号の一部は、方向性結合器（directional co
upler）16から取られ、相殺回路18に送られる。経路リ
ード15上の入力信号の利得、位相および遅延は、固定利
得、位相および遅延調整器によって調整され、方向性結
合器16からの信号と組み合せられた時に入力信号の一部
が相殺され、歪み成分がリード19上に得られるようにし
てある。この歪み成分は、固定利得、位相および遅延調
整器によって調整されて、歪み成分が電力増幅器の出力
と方向性結合器10において組み合せられる時、結果とし
て得られた出力信号には歪みがない。しかしながら、こ
の方法による問題は、固定利得、位相および遅延調整器
の使用にあり、これは例えば入力信号のばらつき、電圧
のばらつきおよび温度変動等のような動作点変化に応答
して利得および位相パラメータを調整する機能（abilit
y）を排除してしまう。
ード・システムがブロック図状で示されている。分割回
路12が、負荷11上の入力信号を分割する。即ち、一方の
部分は電力増幅器14に、他方は経路15を通じて相殺回路
18に送られる。電力増幅器14からの出力は、入力信号の
増幅に起因する歪み成分を含んでいる。電力増幅器14か
らの出力信号の一部は、方向性結合器（directional co
upler）16から取られ、相殺回路18に送られる。経路リ
ード15上の入力信号の利得、位相および遅延は、固定利
得、位相および遅延調整器によって調整され、方向性結
合器16からの信号と組み合せられた時に入力信号の一部
が相殺され、歪み成分がリード19上に得られるようにし
てある。この歪み成分は、固定利得、位相および遅延調
整器によって調整されて、歪み成分が電力増幅器の出力
と方向性結合器10において組み合せられる時、結果とし
て得られた出力信号には歪みがない。しかしながら、こ
の方法による問題は、固定利得、位相および遅延調整器
の使用にあり、これは例えば入力信号のばらつき、電圧
のばらつきおよび温度変動等のような動作点変化に応答
して利得および位相パラメータを調整する機能（abilit
y）を排除してしまう。
第２図を参照すると、上述の欠点を克服するために試
みた、フィード・フォーワード・システムの更に別の従
来技術が示されている。検査信号即ちパイロットを、結
合器30を通じて、電力増幅器24の主信号経路に導入す
る。増幅器出力において検出されるこのパイロットの強
度を、自動制御回路32を用いて、リード29上の信号の利
得および位相を調整し、パイロットと電力増幅器24によ
って導入された歪みに双方を除去するようにしたもので
ある。この手法の問題は、単一のパイロット・トーンの
導入では、相互変調積の相殺に対して狭い帯域において
のみ解決が得られるに過ぎないことである。加えて、第
２図の実施例も、キャリアを相殺するために、固定した
利得、位相および遅延調整器の使用を教示している。
みた、フィード・フォーワード・システムの更に別の従
来技術が示されている。検査信号即ちパイロットを、結
合器30を通じて、電力増幅器24の主信号経路に導入す
る。増幅器出力において検出されるこのパイロットの強
度を、自動制御回路32を用いて、リード29上の信号の利
得および位相を調整し、パイロットと電力増幅器24によ
って導入された歪みに双方を除去するようにしたもので
ある。この手法の問題は、単一のパイロット・トーンの
導入では、相互変調積の相殺に対して狭い帯域において
のみ解決が得られるに過ぎないことである。加えて、第
２図の実施例も、キャリアを相殺するために、固定した
利得、位相および遅延調整器の使用を教示している。
第３図を参照すると、RF電力増幅器の線型転送特性を
改良するために設計された、フィード・フォーワード・
システムの更に別の従来技術が示されている。これは、
７で８および５からの入力および出力信号を比較して、
10で反転された歪み信号を得、11で26において増幅され
た信号と組み合せることによって実現されたものであ
る。基準信号13が、直列RF電力増幅器２に導入されるの
で、増幅された誘発歪みであるかのように、出力端子に
現われる。モニタ回路14は、出力端子３に現われる基準
信号13を監視し、端子３において増幅された出力信号か
ら、導入された基準信号を除去するように、等化回路15
の特性を修正する。
改良するために設計された、フィード・フォーワード・
システムの更に別の従来技術が示されている。これは、
７で８および５からの入力および出力信号を比較して、
10で反転された歪み信号を得、11で26において増幅され
た信号と組み合せることによって実現されたものであ
る。基準信号13が、直列RF電力増幅器２に導入されるの
で、増幅された誘発歪みであるかのように、出力端子に
現われる。モニタ回路14は、出力端子３に現われる基準
信号13を監視し、端子３において増幅された出力信号か
ら、導入された基準信号を除去するように、等化回路15
の特性を修正する。
基準信号13は、所望の基準周波数に連続的に調整され
る単一の信号基準、或いは櫛状発生器（comb generato
r）によって典型的に発生されるもののような櫛状の周
波数（acomb of frequency）のいずれかであることを注
記しておく。単一の基準信号については、モニタ14が繰
り返し等化器15の適切な周波数帯域を各連続基準周波数
に調整して、相殺を行うようにする。櫛状の基準につい
ては、モニタ14は周波数選択型であるので、等化器15の
適切な帯域を調整しつつ、各特性の櫛状周波数に応答す
るように調整する。
る単一の信号基準、或いは櫛状発生器（comb generato
r）によって典型的に発生されるもののような櫛状の周
波数（acomb of frequency）のいずれかであることを注
記しておく。単一の基準信号については、モニタ14が繰
り返し等化器15の適切な周波数帯域を各連続基準周波数
に調整して、相殺を行うようにする。櫛状の基準につい
ては、モニタ14は周波数選択型であるので、等化器15の
適切な帯域を調整しつつ、各特性の櫛状周波数に応答す
るように調整する。
これらの手法は、電力増幅器の動作帯域の広い範囲に
わたって、相互変調積の相殺が行われるようにしたもの
であるが、これらは、所望の度合の相互変調相殺が達成
される前に、等化器帯域の調整を数回行わなければなら
ないという欠点がある。これらの連続調整を行うのに追
加しなければならない時間は、システムのスループット
に悪影響を与える。加えて、それらは混合変調フォーマ
ットによって特徴づけられる環境、即ち増幅された入力
信号のダイナミック・レンジが広い場合において、適当
なIM相殺を行う能力を設けることができない。
わたって、相互変調積の相殺が行われるようにしたもの
であるが、これらは、所望の度合の相互変調相殺が達成
される前に、等化器帯域の調整を数回行わなければなら
ないという欠点がある。これらの連続調整を行うのに追
加しなければならない時間は、システムのスループット
に悪影響を与える。加えて、それらは混合変調フォーマ
ットによって特徴づけられる環境、即ち増幅された入力
信号のダイナミック・レンジが広い場合において、適当
なIM相殺を行う能力を設けることができない。
したがって、従来技術の欠点を回避する広帯域でダイ
ナミック・レンジが広いフィード・フォーワード増幅器
ネットワークを提供することができれば、非常に有益で
あろう。
ナミック・レンジが広いフィード・フォーワード増幅器
ネットワークを提供することができれば、非常に有益で
あろう。
発明の概要 端的に述べると、本発明は、フィード・フォーワード
増幅器ネットワークに関し、該ネットワークの電力増幅
器によって発生される歪みを低減するために、周波数掃
引（frequency swept）パイロット・トーン信号を用い
たものである。まず最初に、広帯域の変調フォーマット
と狭帯域の変調フォーマットの少なくとも１つを含む複
合入力信号を、ネットワーク内に入力する。加えて、例
えば可変周波数発振器によって発生された周波数掃引パ
イロット・トーン信号を、電力増幅器の入力経路に導入
する。その後、歪み相殺を用いて、入力信号内のそれら
を複製した出力成分を有する、増幅された出力信号を発
生する。その後、出力成分がない増幅器の通過帯域内
で、パイロット・トーン電力を検出し、増幅された出力
信号内に残留する平均パイロット・トーン電力を確認す
る。この平均パイロット・トーン電力は、電力増幅器の
動作帯域にわたって平均化された増幅出力信号間に見い
だされる、パイロット・トーン電力量である。この検出
に応答して、増幅器ネットワークの出力におけるパイロ
ット・トーン量を低減するために、種々の増幅器ネット
ワーク特性を調整する。
増幅器ネットワークに関し、該ネットワークの電力増幅
器によって発生される歪みを低減するために、周波数掃
引（frequency swept）パイロット・トーン信号を用い
たものである。まず最初に、広帯域の変調フォーマット
と狭帯域の変調フォーマットの少なくとも１つを含む複
合入力信号を、ネットワーク内に入力する。加えて、例
えば可変周波数発振器によって発生された周波数掃引パ
イロット・トーン信号を、電力増幅器の入力経路に導入
する。その後、歪み相殺を用いて、入力信号内のそれら
を複製した出力成分を有する、増幅された出力信号を発
生する。その後、出力成分がない増幅器の通過帯域内
で、パイロット・トーン電力を検出し、増幅された出力
信号内に残留する平均パイロット・トーン電力を確認す
る。この平均パイロット・トーン電力は、電力増幅器の
動作帯域にわたって平均化された増幅出力信号間に見い
だされる、パイロット・トーン電力量である。この検出
に応答して、増幅器ネットワークの出力におけるパイロ
ット・トーン量を低減するために、種々の増幅器ネット
ワーク特性を調整する。
本発明の第１の利点は、周波数掃引パイロット・トー
ン信号が、固定ステップまたは櫛状周波数とは異なり、
可変周波数信号であることである。
ン信号が、固定ステップまたは櫛状周波数とは異なり、
可変周波数信号であることである。
本発明の第２の利点は、個々の周波数において電力を
検出するのとは異なり、パイロット・トーン電力の検出
が、電力増幅器の動作帯域間の平均電力を基にしている
ことである。
検出するのとは異なり、パイロット・トーン電力の検出
が、電力増幅器の動作帯域間の平均電力を基にしている
ことである。
本発明の別の利点は、１箇所または多数箇所の固定周
波数位置におけるパイロット・トーンの検出とは異な
り、増幅器ネットワークの特性が、増幅器の帯域間の平
均パイロット・トーン電力に基づいて調整されることで
ある。
波数位置におけるパイロット・トーンの検出とは異な
り、増幅器ネットワークの特性が、増幅器の帯域間の平
均パイロット・トーン電力に基づいて調整されることで
ある。
本発明の更に別の利点は、広帯域および狭帯域双方の
歪みが、増幅器の動作帯域にわたって抑制されることで
ある。
歪みが、増幅器の動作帯域にわたって抑制されることで
ある。
図面の簡単な説明 第１図は、従来技術によるフィード・フォーワード増
幅器ネットワークを示す。
幅器ネットワークを示す。
第２図は、従来技術によるフィード・フォーワード増
幅器ネットワークを示す。
幅器ネットワークを示す。
第３図は、従来技術によるフィード・フォーワード増
幅器ネットワークを示す。
幅器ネットワークを示す。
第４図は、本発明によるフィード・フォーワード増幅
器ネットワークを示す。
器ネットワークを示す。
第５図は、本発明のフィード・フォーワード増幅器ネ
ットワークの、通信環境の一例を示す。
ットワークの、通信環境の一例を示す。
好適実施例の詳細な説明 第４図を参照すると、本発明によるフィード・フォー
ワード増幅器ネットワーク200がブロック図状に示され
ている。このネットワークの通信環境の一例が、第５図
に描かれている。図示のように、ネットワーク200の通
信は、広帯域に変調された信号520および狭帯域に変調
された信号510の双方に対処するものである。多数の変
調フォーマットを備えているのに加えて、提案した通信
ネットワークは、広く変動する振幅を有する信号によっ
て更に特徴付けられる。
ワード増幅器ネットワーク200がブロック図状に示され
ている。このネットワークの通信環境の一例が、第５図
に描かれている。図示のように、ネットワーク200の通
信は、広帯域に変調された信号520および狭帯域に変調
された信号510の双方に対処するものである。多数の変
調フォーマットを備えているのに加えて、提案した通信
ネットワークは、広く変動する振幅を有する信号によっ
て更に特徴付けられる。
このように、第４図に戻って、入力信号216は、例え
ば、周波数分割多重アクセス（FDMA）フォーマットおよ
び／またはコード分割多重（CDMA）フォーマットのよう
な、狭帯域および／または広帯域変調フォーマットを有
する、複数の成分を含むことができる。１本の信号経
路、主信号経路では、入力信号が主増幅器202で増幅さ
れ、方向性結合器203、遅延204ならびに方向性結合器20
5および206を通じて出力に向けられる。先に述べたよう
に、歪みおよび相互変調成分が主増幅器202によって導
入される。狭いおよび広い帯域の信号が両方とも216に
おいて導入されるので、第２図の回路は、出力217の前
に、主増幅器202によって導入された広帯域および狭帯
域歪みおよび相互変調の実質的に全てを除去するよう
に、設計されたものである。
ば、周波数分割多重アクセス（FDMA）フォーマットおよ
び／またはコード分割多重（CDMA）フォーマットのよう
な、狭帯域および／または広帯域変調フォーマットを有
する、複数の成分を含むことができる。１本の信号経
路、主信号経路では、入力信号が主増幅器202で増幅さ
れ、方向性結合器203、遅延204ならびに方向性結合器20
5および206を通じて出力に向けられる。先に述べたよう
に、歪みおよび相互変調成分が主増幅器202によって導
入される。狭いおよび広い帯域の信号が両方とも216に
おいて導入されるので、第２図の回路は、出力217の前
に、主増幅器202によって導入された広帯域および狭帯
域歪みおよび相互変調の実質的に全てを除去するよう
に、設計されたものである。
この成果のために、入力信号216は、フィード・フォ
ーワード信号経路の遅延回路207によって遅延され、歪
みを全く導入することなく、位相および利得が位相およ
び利得調整器208によって調整される。遅延207の時間遅
延は、主増幅器202および方向性結合器203による信号遅
延を補償するように設定される。次に、方向性結合器20
3および209は、歪み成分を有する信号の一部が、供給さ
れたフィード・フォーワード信号（fed forward signa
l）と結合することを可能にする。このフィード・フォ
ーワード入力信号の振幅および位相が適正に調整されれ
ば、方向性結合器203からの増幅信号のキャリア成分
は、供給されたフォーワード入力信号のキャリア成分を
相殺し、その結果方向性結合器209の出力に誤差信号を
発生する。このプロセスは、多くの場合キャリア相殺と
呼ばれている。
ーワード信号経路の遅延回路207によって遅延され、歪
みを全く導入することなく、位相および利得が位相およ
び利得調整器208によって調整される。遅延207の時間遅
延は、主増幅器202および方向性結合器203による信号遅
延を補償するように設定される。次に、方向性結合器20
3および209は、歪み成分を有する信号の一部が、供給さ
れたフィード・フォーワード信号（fed forward signa
l）と結合することを可能にする。このフィード・フォ
ーワード入力信号の振幅および位相が適正に調整されれ
ば、方向性結合器203からの増幅信号のキャリア成分
は、供給されたフォーワード入力信号のキャリア成分を
相殺し、その結果方向性結合器209の出力に誤差信号を
発生する。このプロセスは、多くの場合キャリア相殺と
呼ばれている。
その後、誤差信号の振幅および位相を、振幅および位
相調整器210によって修正し、誤差増幅器211において増
幅し、方向性結合器205に進ませ、ここで方向性結合器2
03および遅延204を通じた主増幅器の出力から、減算す
る。遅延204の時間遅延は、方向性結合器209、利得およ
び位相調整器210ならびに誤差増幅器211による信号遅延
を補償するように設定される。誤差信号の振幅および位
相が適正に調整されれば、主信号経路の歪み成分は相殺
され、結果として主信号経路の出力217に歪みのない（c
lean）信号が得られる。
相調整器210によって修正し、誤差増幅器211において増
幅し、方向性結合器205に進ませ、ここで方向性結合器2
03および遅延204を通じた主増幅器の出力から、減算す
る。遅延204の時間遅延は、方向性結合器209、利得およ
び位相調整器210ならびに誤差増幅器211による信号遅延
を補償するように設定される。誤差信号の振幅および位
相が適正に調整されれば、主信号経路の歪み成分は相殺
され、結果として主信号経路の出力217に歪みのない（c
lean）信号が得られる。
最適な歪み相殺を達成するために、利得および位相調
整器208および210を制御して、正しい出力信号、即ち、
主増幅器202によって生じた歪みが実質的に含まれてい
ないもの、を生成しなければならない。本発明によれ
ば、パイロット・トーン発生器213が、周波数掃引パイ
ロット・トーン信号212を生成し、これを方向性結合器2
18を介して入力信号216の経路に導入し、主増幅器216に
送る。パイロット・トーン信号の振幅は、主増幅器202
によって発生された歪み成分のレベルと等しくなくよう
に制御される。結果として、方向性結合器209の出力に
おける誤差信号は、主増幅器202およびパイロット・ト
ーン信号212によって導入された歪み成分を、実質的に
表わすことになる。主増幅器出力経路内のパイロット・
トーン信号212を適正に相殺することによって、等しい
振幅のそれら歪み成分も同様に相殺され、217に歪みの
ない出力信号を発生する。
整器208および210を制御して、正しい出力信号、即ち、
主増幅器202によって生じた歪みが実質的に含まれてい
ないもの、を生成しなければならない。本発明によれ
ば、パイロット・トーン発生器213が、周波数掃引パイ
ロット・トーン信号212を生成し、これを方向性結合器2
18を介して入力信号216の経路に導入し、主増幅器216に
送る。パイロット・トーン信号の振幅は、主増幅器202
によって発生された歪み成分のレベルと等しくなくよう
に制御される。結果として、方向性結合器209の出力に
おける誤差信号は、主増幅器202およびパイロット・ト
ーン信号212によって導入された歪み成分を、実質的に
表わすことになる。主増幅器出力経路内のパイロット・
トーン信号212を適正に相殺することによって、等しい
振幅のそれら歪み成分も同様に相殺され、217に歪みの
ない出力信号を発生する。
パイロット・トーンの相殺程度を判断するために、本
発明はパイロット・トーン検出器215を利用する。好適
実施例によれば、検出器215は、狭帯域パイロット・ト
ーン受信機である。動作中、検出器215は位相ロックさ
れる。即ち信号218によってパイロット・トーン発生器2
13と同期される。好適実施例によれば、パイロット・ト
ーン発生器213は、可変周波数発振器である。この装置
は、局所クロック（以後基準信号218と呼ぶ）即ちL.O.
によって動作し、ある範囲の周波数を発生することがで
きる。パイロット・トーン発生器213とパイロット・ト
ーン検出器215は、同一基準218で動作するので、主増幅
器の出力経路上に付加された信号があっても、検出器21
5は容易にパイロット・トーン信号を識別することがで
きる。
発明はパイロット・トーン検出器215を利用する。好適
実施例によれば、検出器215は、狭帯域パイロット・ト
ーン受信機である。動作中、検出器215は位相ロックさ
れる。即ち信号218によってパイロット・トーン発生器2
13と同期される。好適実施例によれば、パイロット・ト
ーン発生器213は、可変周波数発振器である。この装置
は、局所クロック（以後基準信号218と呼ぶ）即ちL.O.
によって動作し、ある範囲の周波数を発生することがで
きる。パイロット・トーン発生器213とパイロット・ト
ーン検出器215は、同一基準218で動作するので、主増幅
器の出力経路上に付加された信号があっても、検出器21
5は容易にパイロット・トーン信号を識別することがで
きる。
従来技術によって教示されている、固定された階段状
または櫛状周波数と異なり、周波数掃引パイロット・ト
ーン信号212は、時間に対する周波数変化が一定の、連
続変化周波数を有する信号として特徴付けられる。これ
によって、本発明のパイロット・トーン信号は、増幅器
ネットワークの全動作帯域にわたって掃引可能となる。
対照的に、固定周波数のパイロット・トーン信号は１つ
の周波数しか持たず、階段状パイロット・トーンは可変
する周波数を有するが、時間に対する周波数の変化は階
段状の関数となり、一方櫛状周波数は、多重固定周波数
信号として最良に特徴付けられる。周波数掃引パイロッ
ト・トーンを用いることから得られる利点は、増幅器ネ
ットワーク200の動作帯域全体において、パイロット・
トーンおよび歪み相殺の双方を得ることができる能力で
ある。
または櫛状周波数と異なり、周波数掃引パイロット・ト
ーン信号212は、時間に対する周波数変化が一定の、連
続変化周波数を有する信号として特徴付けられる。これ
によって、本発明のパイロット・トーン信号は、増幅器
ネットワークの全動作帯域にわたって掃引可能となる。
対照的に、固定周波数のパイロット・トーン信号は１つ
の周波数しか持たず、階段状パイロット・トーンは可変
する周波数を有するが、時間に対する周波数の変化は階
段状の関数となり、一方櫛状周波数は、多重固定周波数
信号として最良に特徴付けられる。周波数掃引パイロッ
ト・トーンを用いることから得られる利点は、増幅器ネ
ットワーク200の動作帯域全体において、パイロット・
トーンおよび歪み相殺の双方を得ることができる能力で
ある。
動作中、方向性結合器205からの出力からのランダム
・サンプルは、歪みとパイロット・トーンの双方が主増
幅器の出力経路から相殺される点を表すが、それらは結
合器206から得られ、検出器215に送られる。先に示唆し
たように、検出器215は、当技術では公知のものと同様
の狭帯域受信機である。好適実施例によれば、この狭帯
域受信機を、掃引パイロット・トーン発生器213の周波
数に同調させ、１回の周波数掃引中に、複数の間隔でパ
イロット・トーン信号の強度を判定する。出力信号217
内のパイロット・トーン信号212がキャリア信号と一致
する場合、これは検出器215によって無視される。した
がって、パイロット・トーン信号212は、キャリア信号
の間にある時にのみ検出される。
・サンプルは、歪みとパイロット・トーンの双方が主増
幅器の出力経路から相殺される点を表すが、それらは結
合器206から得られ、検出器215に送られる。先に示唆し
たように、検出器215は、当技術では公知のものと同様
の狭帯域受信機である。好適実施例によれば、この狭帯
域受信機を、掃引パイロット・トーン発生器213の周波
数に同調させ、１回の周波数掃引中に、複数の間隔でパ
イロット・トーン信号の強度を判定する。出力信号217
内のパイロット・トーン信号212がキャリア信号と一致
する場合、これは検出器215によって無視される。した
がって、パイロット・トーン信号212は、キャリア信号
の間にある時にのみ検出される。
好適実施例によれば、パイロット・トーン信号強度
は、検出器215によって、各周波数に対して数回測定さ
れる。各々個別の周波数に対する複数の測定値は共に平
均化され、その周波数における平均信号強度（パイロッ
ト・トーン電力）のサンプルを発生する。このようなサ
ンプルを数個、１回の周波数掃引の間に、複数の間隔
（頻度）で取る。これらのサンプルを共に平均化し、主
増幅器出力経路内の平均パイロット・トーン電力レベル
を判定する。前記検出に応答して、制御器214は利得お
よび位相調整器208,210の利得および位相特性を調整
し、電力増幅器202によって導入されたパイロット・ト
ーン信号および歪みの双方を除去する。
は、検出器215によって、各周波数に対して数回測定さ
れる。各々個別の周波数に対する複数の測定値は共に平
均化され、その周波数における平均信号強度（パイロッ
ト・トーン電力）のサンプルを発生する。このようなサ
ンプルを数個、１回の周波数掃引の間に、複数の間隔
（頻度）で取る。これらのサンプルを共に平均化し、主
増幅器出力経路内の平均パイロット・トーン電力レベル
を判定する。前記検出に応答して、制御器214は利得お
よび位相調整器208,210の利得および位相特性を調整
し、電力増幅器202によって導入されたパイロット・ト
ーン信号および歪みの双方を除去する。
好適実施例によれば、制御器214は、例えばデジタル
・ボルトメータのようなアナログ／デジタル変換器で構
成されており、利得および位相調整器208および210の利
得および位相特性を調整するようにプログラムされたマ
イクロプロセッサが用いるために、検出されたパイロッ
ト・トーン電力レベルをデジタル表現に変換するもので
ある。この手法の下では、所望の相殺度合を得る前に、
連続する周波数において何回も利得および位相の調整を
行うことはもはや必要ではなくなる。代わりに、１回の
周波数掃引の間に数回の間隔でパイロット・トーン電力
レベルをサンプルすると共に、それらの値を共に平均化
して掃引全体に対する平均パイロット・トーン電力レベ
ルを判定することによって、増幅器ネットワークの動作
帯域の全体にわたるパイロット・トーンと歪みとの双方
の相殺が、同時に達成される。
・ボルトメータのようなアナログ／デジタル変換器で構
成されており、利得および位相調整器208および210の利
得および位相特性を調整するようにプログラムされたマ
イクロプロセッサが用いるために、検出されたパイロッ
ト・トーン電力レベルをデジタル表現に変換するもので
ある。この手法の下では、所望の相殺度合を得る前に、
連続する周波数において何回も利得および位相の調整を
行うことはもはや必要ではなくなる。代わりに、１回の
周波数掃引の間に数回の間隔でパイロット・トーン電力
レベルをサンプルすると共に、それらの値を共に平均化
して掃引全体に対する平均パイロット・トーン電力レベ
ルを判定することによって、増幅器ネットワークの動作
帯域の全体にわたるパイロット・トーンと歪みとの双方
の相殺が、同時に達成される。
本発明を例示的実施例を参照しながら説明してきた。
しかしながら、本発明の精神および範囲から逸脱するこ
となく種々の変更が可能なことは、当業者には明白であ
ろう。例えば、第４図は単一のキャリア相殺ループを用
いた回路を示す。ネスト（nest）状或は縦続接続された
キャリア相殺ループを用いてもよいことは、当業者によ
って認められよう。加えて、制御器214は、マイクロプ
ロセッサで制御する装置である必要はなく、一方検出器
215はいくつかの既知の狭帯域RF検出器または周波数選
択受信機のいずれでもよい。更に、パイロット・トーン
信号212は、アナログまたはデジタル回路源のいずれが
発生してもよいことも、当業者によって認められよう。
そのほかの変更には、利得および位相調整器210を誤差
増幅器211の出力に接続し、増幅された誤差信号の位相
および振幅を調整し、主増幅器の動作帯域内の平均パイ
ロット・トーン電力レベルを低下させるようにすること
が含まれる。
しかしながら、本発明の精神および範囲から逸脱するこ
となく種々の変更が可能なことは、当業者には明白であ
ろう。例えば、第４図は単一のキャリア相殺ループを用
いた回路を示す。ネスト（nest）状或は縦続接続された
キャリア相殺ループを用いてもよいことは、当業者によ
って認められよう。加えて、制御器214は、マイクロプ
ロセッサで制御する装置である必要はなく、一方検出器
215はいくつかの既知の狭帯域RF検出器または周波数選
択受信機のいずれでもよい。更に、パイロット・トーン
信号212は、アナログまたはデジタル回路源のいずれが
発生してもよいことも、当業者によって認められよう。
そのほかの変更には、利得および位相調整器210を誤差
増幅器211の出力に接続し、増幅された誤差信号の位相
および振幅を調整し、主増幅器の動作帯域内の平均パイ
ロット・トーン電力レベルを低下させるようにすること
が含まれる。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−90843（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−364602（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−136406（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−27605（ＪＰ，Ａ)
Claims (10)
- 【請求項１】電力増幅器によって発生される歪みを低減
するためのフィード・フォーワード増幅器ネットワーク
であって： 前記電力増幅器の入力経路に注入される狭帯域周波数掃
引パイロット・トーンを発生するパイロット・トーン発
生器； 前記電力増幅器によって生成される信号の平均パイロッ
ト・トーン・エネルギ・レベルを検出する検出器；およ
び 調整された増幅出力信号を発生するため、前記検出器お
よび前記電力増幅器に応答し、前記電力増幅器によって
生成される信号内における前記パイロット・トーン・エ
ネルギ・レベルの振幅を減少させる手段； から成ることを特徴とするフィード・フォーワード増幅
器ネットワーク。 - 【請求項２】前記パイロット・トーン発生器が可変周波
数発振器であることを特徴とする、請求項１記載のフィ
ード・フォーワード増幅器ネットワーク。 - 【請求項３】前記パイロット・トーンが、可変周波数発
振器の局部発振レートにおける参照信号の関数として生
成されることを特徴とする、請求項１記載のフィード・
フォーワード増幅器ネットワーク。 - 【請求項４】前記周波数掃引パイロット・トーンは、連
続的に変化する周波数信号であることを特徴とする、請
求項１記載のフィード・フォーワード増幅器ネットワー
ク。 - 【請求項５】時間に対するパイロット・トーン周波数の
変化が周波数掃引の間一定であることを特徴とする、請
求項１記載のフィード・フォーワード増幅器ネットワー
ク。 - 【請求項６】請求項１記載のフィード・フォーワード増
幅器ネットワークにおいて、更に： 前記電力増幅器に結合され、前記電力増幅器によって生
成された前記周波数掃引パイロット・トーンに対応する
誤差信号を発生する、第１キャンセル装置；および 前記第１キャンセル装置に結合し、前記誤差信号を増幅
したものと前記電力増幅器によって生成された信号とを
結合する第２キャンセル装置； から成ることを特徴とする、フィード・フォーワード増
幅器ネットワーク。 - 【請求項７】請求項１記載のフィード・フォーワード増
幅器ネットワークにおいて、前記検出器は： 周波数選択受信機；および 狭帯域RF電力検出器； から成る検出器の群から選択された１つの装置であるこ
とを特徴とする、フィード・フォーワード増幅器ネット
ワーク。 - 【請求項８】前記検出器が、前記パイロット・トーン発
生器に対して位相ロックされている、請求項１記載のフ
ィード・フォーワード増幅器ネットワーク。 - 【請求項９】前記減少させる手段が、前記パイロット信
号検出器に応答する、カプラならびに利得および位相調
整回路から構成されることを特徴とする、請求項１記載
のフィード・フォーワード増幅器ネットワーク。 - 【請求項１０】電力増幅器によって発生される歪みを低
減させる方法であって： 狭帯域周波数掃引パイロット・トーンを、前記電力増幅
器の入力経路に導入する段階； 前記増幅器によって生成される信号の平均パイロット・
トーン・エネルギ・レベルを検出する段階；および 前記電力増幅器によって生成される信号内における前記
パイロット・トーン・エネルギ・レベルを減少させる段
階； から構成されることを特徴とする方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US855,172 | 1992-03-20 | ||
| US07/855,172 US5307022A (en) | 1991-04-15 | 1992-03-20 | High dynamic range modulation independent feed forward amplifier network |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06507538A JPH06507538A (ja) | 1994-08-25 |
| JP2543824B2 true JP2543824B2 (ja) | 1996-10-16 |
Family
ID=25320524
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5516529A Expired - Lifetime JP2543824B2 (ja) | 1992-03-20 | 1993-01-27 | 高ダイナミック・レンジ変調独立型フィ―ド・フォ―ワ―ド増幅器ネットワ―ク |
Country Status (12)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5307022A (ja) |
| EP (1) | EP0585421B1 (ja) |
| JP (1) | JP2543824B2 (ja) |
| KR (1) | KR970005293B1 (ja) |
| CN (1) | CN1027478C (ja) |
| AU (1) | AU650811B2 (ja) |
| BR (1) | BR9305441A (ja) |
| CA (1) | CA2109506C (ja) |
| DE (1) | DE69327492T2 (ja) |
| MY (1) | MY109303A (ja) |
| NZ (1) | NZ247198A (ja) |
| WO (1) | WO1993019524A1 (ja) |
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- 1993-01-27 CA CA002109506A patent/CA2109506C/en not_active Expired - Lifetime
- 1993-01-27 JP JP5516529A patent/JP2543824B2/ja not_active Expired - Lifetime
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