JP2701541B2 - フイードフォーワード歪み低減回路 - Google Patents
フイードフォーワード歪み低減回路Info
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- H03F1/00—Details of amplifiers with only discharge tubes, only semiconductor devices or only unspecified devices as amplifying elements
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Description
【発明の詳細な説明】 発明の分野 本発明は、フィードフォーワード歪み低減回路に関す
る。さらに詳しくは、本発明は、フィードフォーワード
歪み低減回路と、その無線周波(RF)電力増幅器への応
用に関する。
る。さらに詳しくは、本発明は、フィードフォーワード
歪み低減回路と、その無線周波(RF)電力増幅器への応
用に関する。
発明の背景 RF電力増幅器は、さまざまな通信および他の電子用途
で利用されている。これらの増幅器は一つまたはそれ以
上の縦続増幅段によって構成され、その各増幅段がその
段の入力に印加される信号のレベルを段利得(stage ga
in)という量で増加する。理想的には、各段の出力伝達
への入力は線形であり、振幅が増加した入力信号の完全
な複製が増幅出力に現われる。しかし、現実には、すべ
てのRF電力増幅器は伝達特性においてある程度の非線形
性を有している。この非線形性の結果、出力信号に歪み
が発生し、入力信号の完全な複製ではなくなる。この歪
みは、相互変調成分というスプリアス信号成分を発生す
る。相互変調成分は干渉,クロストークおよび他の有害
な影響をRF電力増幅器を用いるシステムの性能に及ぼす
ので、好ましくない。従って、従来の技術は、RF電力増
幅器動作中に発生する歪みを低減するためのさまざまな
方法や装置を採用している。一般に提唱されている2つ
の方法は、前置補償(predistortion)およびフィード
フォーワードによる方法である。
で利用されている。これらの増幅器は一つまたはそれ以
上の縦続増幅段によって構成され、その各増幅段がその
段の入力に印加される信号のレベルを段利得(stage ga
in)という量で増加する。理想的には、各段の出力伝達
への入力は線形であり、振幅が増加した入力信号の完全
な複製が増幅出力に現われる。しかし、現実には、すべ
てのRF電力増幅器は伝達特性においてある程度の非線形
性を有している。この非線形性の結果、出力信号に歪み
が発生し、入力信号の完全な複製ではなくなる。この歪
みは、相互変調成分というスプリアス信号成分を発生す
る。相互変調成分は干渉,クロストークおよび他の有害
な影響をRF電力増幅器を用いるシステムの性能に及ぼす
ので、好ましくない。従って、従来の技術は、RF電力増
幅器動作中に発生する歪みを低減するためのさまざまな
方法や装置を採用している。一般に提唱されている2つ
の方法は、前置補償(predistortion)およびフィード
フォーワードによる方法である。
前置補償は、電力増幅器によって発生する歪みに類似
した補助歪み信号(auxiliary distortion signal)を
発生する補助歪み源を利用する。補助歪み信号は、正し
い利得と位相で電力増幅器入力に追加され、増幅器の出
力において歪みの消去(cancellation)を促進する。こ
の方法では、2つの異なる歪み源の歪み特性を整合させ
る必要があり、そのため、得られる補正量が制限され
る。
した補助歪み信号(auxiliary distortion signal)を
発生する補助歪み源を利用する。補助歪み信号は、正し
い利得と位相で電力増幅器入力に追加され、増幅器の出
力において歪みの消去(cancellation)を促進する。こ
の方法では、2つの異なる歪み源の歪み特性を整合させ
る必要があり、そのため、得られる補正量が制限され
る。
フィードフォーワード方法は、電力増幅器によって発
生する歪みを分離し、最大の消去が得られるように利
得,位相および遅延を調整して、電力増幅器の出力に戻
すため、このような制限は無い。フィードフーワードを
用いて得られる歪み低減量は、利得位相調整の精度およ
び主増幅器の伝達関数と誤差増幅器の伝達関数との間の
相関によってのみ制限される。
生する歪みを分離し、最大の消去が得られるように利
得,位相および遅延を調整して、電力増幅器の出力に戻
すため、このような制限は無い。フィードフーワードを
用いて得られる歪み低減量は、利得位相調整の精度およ
び主増幅器の伝達関数と誤差増幅器の伝達関数との間の
相関によってのみ制限される。
第1A図において、従来のフィードフォーワード・シス
テムのブロック図を示す。分割回路(splitter circui
t)12は、リード11上の入力信号を分割し、一方は電力
増幅器14に送られ、もう一方は経路15を介して消去回路
18に送られる。電力増幅器14からの出力は、入力信号の
増幅によって発生する歪みを含む。電力増幅器14からの
出力信号の一部は指向性結合器16から取り出され、消去
回路18に送られる。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、入力信号の一部は指向性結合器16からの信
号と合成されると消去され、リード19上に歪み成分を得
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、この歪み成分が指向性結合器10におい
て電力増幅器出力と合成されると、生成出力信号は歪み
がなくなる。しかし、この方法の問題点は、固定利得,
位相および遅延調整器を用いることであり、これにより
動作点の変化、例えば、入力信号変化,電圧変化,温度
変化などに応答して利得および位相パラメータを調整す
ることができなくなる。
テムのブロック図を示す。分割回路(splitter circui
t)12は、リード11上の入力信号を分割し、一方は電力
増幅器14に送られ、もう一方は経路15を介して消去回路
18に送られる。電力増幅器14からの出力は、入力信号の
増幅によって発生する歪みを含む。電力増幅器14からの
出力信号の一部は指向性結合器16から取り出され、消去
回路18に送られる。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、入力信号の一部は指向性結合器16からの信
号と合成されると消去され、リード19上に歪み成分を得
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、この歪み成分が指向性結合器10におい
て電力増幅器出力と合成されると、生成出力信号は歪み
がなくなる。しかし、この方法の問題点は、固定利得,
位相および遅延調整器を用いることであり、これにより
動作点の変化、例えば、入力信号変化,電圧変化,温度
変化などに応答して利得および位相パラメータを調整す
ることができなくなる。
第1B図において、上記の問題点を克服することを試み
るさらに別の従来のフィードフォーワード・システムを
示す。テスト信号またはパイロット信号が、結合器30を
介して電力増幅器24の主信号経路に注入される。増幅器
出力において検出されたパイロット信号の大きさは、自
動制御回路32によって用いられ、リード29上の信号の利
得および位相を調整し、パイロット信号および電力増幅
器24によって導入された歪みの両方を除去する。この方
法の問題点は、注入されたパイロット信号が搬送波によ
って用いられるべきシステム帯域幅の一部を占め、それ
によりシステム資源の有効活用を低減し、これはシステ
ム・スループットに悪影響を与えることである。さら
に、第1B図の例でも搬送波消去を行なうために固定利
得,位相および遅延調整器の利用を教示している。
るさらに別の従来のフィードフォーワード・システムを
示す。テスト信号またはパイロット信号が、結合器30を
介して電力増幅器24の主信号経路に注入される。増幅器
出力において検出されたパイロット信号の大きさは、自
動制御回路32によって用いられ、リード29上の信号の利
得および位相を調整し、パイロット信号および電力増幅
器24によって導入された歪みの両方を除去する。この方
法の問題点は、注入されたパイロット信号が搬送波によ
って用いられるべきシステム帯域幅の一部を占め、それ
によりシステム資源の有効活用を低減し、これはシステ
ム・スループットに悪影響を与えることである。さら
に、第1B図の例でも搬送波消去を行なうために固定利
得,位相および遅延調整器の利用を教示している。
第1C図において、所定の周波数範囲の少なくとも一つ
の搬送信号を有する入力信号を受信すべく設計されたさ
らに別の従来のフィードフォーワード・システムを示
す。この入力信号は、第1および第2回路経路に印加さ
れる。第1回路経路は電力増幅器110を有し、この電力
増幅器110は入力信号を受け取り、歪み成分を有する出
力信号を生成する。第2回路経路は、歪みなしに入力信
号を遅延させるべく設計されている。第1回路経路から
の信号の一部は、第2回路経路の遅延された信号と合成
され、電力増幅器110によって発生された歪みを表す信
号を生成する。次に、歪みを表す信号は第1回路経路か
ら差し引かれ、そこにある歪み成分を消去する。
の搬送信号を有する入力信号を受信すべく設計されたさ
らに別の従来のフィードフォーワード・システムを示
す。この入力信号は、第1および第2回路経路に印加さ
れる。第1回路経路は電力増幅器110を有し、この電力
増幅器110は入力信号を受け取り、歪み成分を有する出
力信号を生成する。第2回路経路は、歪みなしに入力信
号を遅延させるべく設計されている。第1回路経路から
の信号の一部は、第2回路経路の遅延された信号と合成
され、電力増幅器110によって発生された歪みを表す信
号を生成する。次に、歪みを表す信号は第1回路経路か
ら差し引かれ、そこにある歪み成分を消去する。
最大の歪み除去を確保するため、狭帯域走査受信機を
利用する制御回路は、所定の周波数範囲において歪みを
表す信号を走査し、搬送信号を検出する。搬送信号が検
出されると、この検出された搬送信号の大きさが狭帯域
受信機150を介してコントローラ140に与えられる。コン
トローラ140は、振幅位相補正器105の振幅および位相パ
ラメータを修正して、消去回路115の出力内の搬送成分
を最小限に押さえる。その後、コントローラ140は所定
の周波数範囲において第1回路経路の出力132を走査し
て、相互変調成分を検出する。相互変調成分が検出され
ると、振幅位相調整器122のパラメータはコントローラ1
40によって修正され、第1回路経路出力に現われる相互
変調成分を最小限に押さえる。
利用する制御回路は、所定の周波数範囲において歪みを
表す信号を走査し、搬送信号を検出する。搬送信号が検
出されると、この検出された搬送信号の大きさが狭帯域
受信機150を介してコントローラ140に与えられる。コン
トローラ140は、振幅位相補正器105の振幅および位相パ
ラメータを修正して、消去回路115の出力内の搬送成分
を最小限に押さえる。その後、コントローラ140は所定
の周波数範囲において第1回路経路の出力132を走査し
て、相互変調成分を検出する。相互変調成分が検出され
ると、振幅位相調整器122のパラメータはコントローラ1
40によって修正され、第1回路経路出力に現われる相互
変調成分を最小限に押さえる。
この方法の問題点は、まずその複雑度にある。搬送信
号または相互変調成分を表す周波数を走査する処理で
は、高度に選択的な走査受信回路を使用することを必要
とし、これはフィードフォーワード誤り検出補正回路の
複雑化および高コスト化となる。複雑化とは別に、この
方法は大きなシステム帯域幅で十分な搬送波消去ができ
ず、特に2つ以上の搬送波が同時に受信され、正しく消
去するために異なる位相および利得調整を必要とする場
合には、十分な搬送波消去ができない。さらに、走査技
術はあらゆる種類の相関干渉、例えば、所望の信号と間
違われ、システムを誤動作させることのある同一チャン
ネル干渉や隣接間チャンネル干渉などの影響を受けやす
い。この本質的な欠点は、走査型フィードフォーワード
補正回路および高レベルの相関干渉によって特徴付けら
れる環境におけるこれらの回路の可能性について疑問を
提起している。
号または相互変調成分を表す周波数を走査する処理で
は、高度に選択的な走査受信回路を使用することを必要
とし、これはフィードフォーワード誤り検出補正回路の
複雑化および高コスト化となる。複雑化とは別に、この
方法は大きなシステム帯域幅で十分な搬送波消去ができ
ず、特に2つ以上の搬送波が同時に受信され、正しく消
去するために異なる位相および利得調整を必要とする場
合には、十分な搬送波消去ができない。さらに、走査技
術はあらゆる種類の相関干渉、例えば、所望の信号と間
違われ、システムを誤動作させることのある同一チャン
ネル干渉や隣接間チャンネル干渉などの影響を受けやす
い。この本質的な欠点は、走査型フィードフォーワード
補正回路および高レベルの相関干渉によって特徴付けら
れる環境におけるこれらの回路の可能性について疑問を
提起している。
従って、従来技術の問題点を避けながら、電力増幅器
の相互変調性能を改善し、維持するために必要な利得お
よび位相調整を連続的に、正確に、そして効率的に行な
うフィードフォーワード歪み低減回路を提供することは
極めて有利である。
の相互変調性能を改善し、維持するために必要な利得お
よび位相調整を連続的に、正確に、そして効率的に行な
うフィードフォーワード歪み低減回路を提供することは
極めて有利である。
発明の概要 本発明は、入力信号を受け取り、この入力信号を2本
の信号経路で送出するフィードフォーワード歪み低減回
路である。主信号経路である一方の経路は、歪み発生
器、例えば、歪み成分を有する出力信号を発生する電力
増幅器を含む。フィードフォーワード信号経路であるも
う一方の経路は、歪みなしに入力信号を先送りするため
に設けられる。歪み発生器からの出力信号は、先送りさ
れた入力信号と合成回路を介して合成され、歪み成分を
表す誤差信号を生成する。その後、誤差信号内の搬送エ
ネルギ全体を検出するため検出器が用いられる。次に、
検出された信号に応答する帰還回路がフィードフォーワ
ードまたは主信号経路内の信号の振幅および位相を調整
して、誤差信号の搬送波対歪み比を低減する。
の信号経路で送出するフィードフォーワード歪み低減回
路である。主信号経路である一方の経路は、歪み発生
器、例えば、歪み成分を有する出力信号を発生する電力
増幅器を含む。フィードフォーワード信号経路であるも
う一方の経路は、歪みなしに入力信号を先送りするため
に設けられる。歪み発生器からの出力信号は、先送りさ
れた入力信号と合成回路を介して合成され、歪み成分を
表す誤差信号を生成する。その後、誤差信号内の搬送エ
ネルギ全体を検出するため検出器が用いられる。次に、
検出された信号に応答する帰還回路がフィードフォーワ
ードまたは主信号経路内の信号の振幅および位相を調整
して、誤差信号の搬送波対歪み比を低減する。
本発明の一例に従って、検出器は誤差信号内の搬送エ
ネルギに比例するDC電流レベルを検出する。本発明の別
の例に従って、検出器はRF電圧のレベルを検出する。本
発明のさらに別の例に従って、開示されるフィードフォ
ーワード回路は補助誤差信号内の相互変調エネルギ全体
に比例する信号を検出する。それに応答して、誤差信号
の振幅および位相は調整され、誤差信号が主信号経路か
ら差し引かれると、実質的にすべての歪みは消去され
る。
ネルギに比例するDC電流レベルを検出する。本発明の別
の例に従って、検出器はRF電圧のレベルを検出する。本
発明のさらに別の例に従って、開示されるフィードフォ
ーワード回路は補助誤差信号内の相互変調エネルギ全体
に比例する信号を検出する。それに応答して、誤差信号
の振幅および位相は調整され、誤差信号が主信号経路か
ら差し引かれると、実質的にすべての歪みは消去され
る。
本発明の第1の利点は、搬送波消去および相互変調消
去の両方が従来技術のように注入パイロット信号または
走査受信機の検出ではなく、誤差信号のエネルギ・スペ
クトル全体を検出することによって制御されることであ
る。
去の両方が従来技術のように注入パイロット信号または
走査受信機の検出ではなく、誤差信号のエネルギ・スペ
クトル全体を検出することによって制御されることであ
る。
本発明の第2の利点は、このような検出により受信搬
送波の周波数,帯域幅,振幅またはその数にかかわら
ず、正確な消去が可能になることである。
送波の周波数,帯域幅,振幅またはその数にかかわら
ず、正確な消去が可能になることである。
図面の簡単な説明 第1A図,第1B図および第1C図は、従来技術のフィード
フォーワード歪み消去回路を示す。
フォーワード歪み消去回路を示す。
第2図は、本発明によるフィードフォーワード歪み低
減回路の第1実施例を示す。
減回路の第1実施例を示す。
第3図は、本発明によるフィードフォーワード歪み低
減回路の第2実施例を示す。
減回路の第2実施例を示す。
第4図は、第2図および第3図に示すIMコントローラ
の詳細なブロック図である。
の詳細なブロック図である。
好適な実施例の詳細な説明 第2図において、本発明によるフィードフォーワード低
減回路の第1実施例のブロック図を示す。複数のRF搬送
波によって構成される複合入力信号200は、指向性結合
器201によって2つの信号経路間で伝送される。主信号
経路である一方の信号経路では、入力信号は主増幅器20
2において増幅され、指向性結合器203,遅延回路204およ
び指向性結合器205,206を介して出力217に送られる。先
に述べたように、歪みおよび相互変調成分は主増幅器20
2によって発生することがある。従って、第2図の回路
は、出力217の前に実質的にすべての歪みおよび相互変
調を消去すべく設計されている。
減回路の第1実施例のブロック図を示す。複数のRF搬送
波によって構成される複合入力信号200は、指向性結合
器201によって2つの信号経路間で伝送される。主信号
経路である一方の信号経路では、入力信号は主増幅器20
2において増幅され、指向性結合器203,遅延回路204およ
び指向性結合器205,206を介して出力217に送られる。先
に述べたように、歪みおよび相互変調成分は主増幅器20
2によって発生することがある。従って、第2図の回路
は、出力217の前に実質的にすべての歪みおよび相互変
調を消去すべく設計されている。
そのため、入力信号200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、ついで歪みが導
入されずに、位相利得調整器208によって位相利得調整
される。遅延回路207の時間遅延は、主増幅器202および
指向性結合器203による信号遅延を補償すべく設定され
る。次に、指向性結合器203,209は、歪み成分を有する
信号の一部を先送りされた信号と結合することを可能に
する。この先送りされた信号の振幅および位相が正しく
調整されると、指向性結合器203からの増幅信号の搬送
成分は先送りされた入力信号の搬送成分を打ち消し、主
増幅器202によって導入された歪み成分を表す誤差信号
が指向性結合器209の出力に現われる。この処理は、搬
送波消去(carrier cancellation)とよくいわれる。
経路の遅延回路207によって遅延され、ついで歪みが導
入されずに、位相利得調整器208によって位相利得調整
される。遅延回路207の時間遅延は、主増幅器202および
指向性結合器203による信号遅延を補償すべく設定され
る。次に、指向性結合器203,209は、歪み成分を有する
信号の一部を先送りされた信号と結合することを可能に
する。この先送りされた信号の振幅および位相が正しく
調整されると、指向性結合器203からの増幅信号の搬送
成分は先送りされた入力信号の搬送成分を打ち消し、主
増幅器202によって導入された歪み成分を表す誤差信号
が指向性結合器209の出力に現われる。この処理は、搬
送波消去(carrier cancellation)とよくいわれる。
その後、誤差信号の振幅および位相は振幅位相調整器
210によって修正され、誤差増幅器211において増幅さ
れ、指向性結合器205に送られ、ここで指向性結合器203
および遅延回路204を介して主増幅器の出力から差し引
かれる。遅延回路204の時間遅延は、指向性結合器209,
利得位相調整器210および誤差増幅器211による信号遅延
を補償すべく設定される。誤差信号の振幅および位相が
正しく調整されると、主信号経路の歪み成分は打ち消さ
れ、主信号経路出力217においてクリーンな信号が得ら
れる。
210によって修正され、誤差増幅器211において増幅さ
れ、指向性結合器205に送られ、ここで指向性結合器203
および遅延回路204を介して主増幅器の出力から差し引
かれる。遅延回路204の時間遅延は、指向性結合器209,
利得位相調整器210および誤差増幅器211による信号遅延
を補償すべく設定される。誤差信号の振幅および位相が
正しく調整されると、主信号経路の歪み成分は打ち消さ
れ、主信号経路出力217においてクリーンな信号が得ら
れる。
最大限に歪みを除去するためには、利得位相調整器20
8は制御され、主増幅器202によって発生する歪みを実質
的に表すクリーンな誤差信号を生成しなければならな
い。本発明に従って、誤差増幅器211,検出器213,コント
ローラ212および利得位相調整器208を用いる帰還回路が
開示される。この帰還回路は搬送波消去の性能を監視
し、利得位相調整器208をダイナミックに制御して、誤
差信号の搬送波歪み比を低減し、それにより誤差信号が
主増幅器202によって発生する歪み成分を実質的に表す
ことを保証する。
8は制御され、主増幅器202によって発生する歪みを実質
的に表すクリーンな誤差信号を生成しなければならな
い。本発明に従って、誤差増幅器211,検出器213,コント
ローラ212および利得位相調整器208を用いる帰還回路が
開示される。この帰還回路は搬送波消去の性能を監視
し、利得位相調整器208をダイナミックに制御して、誤
差信号の搬送波歪み比を低減し、それにより誤差信号が
主増幅器202によって発生する歪み成分を実質的に表す
ことを保証する。
動作中、リード223上の増幅された誤差信号は検出器2
13によって検出される。一つの実施例では、検出器213
は誤差増幅器211によって取り込まれるDC電流を検出す
るDC電流検出器である。誤差増幅器211によって取り込
まれる電流は、誤差増幅器に入るRFエネルギ量の関数で
あり、誤差信号の通過帯域内の全搬送波エネルギに比例
する。誤差増幅器211に入るRFエネルギが大きいほど、
動作中に増幅器によって取り込まれる電流量も大きくな
る。検出されたDC電流が誤差信号内の十分な搬送エネル
ギを示すと、検出器213はコントローラ212に指示を与え
る。これに応答して、コントローラ212は制御ライン22
0,221を介して利得位相調整器208の振幅および位相パラ
メータを修正し、それによりフィードフォーワード信号
経路内の信号の振幅および位相を調整して、結合器209
の出力において搬送波消去を改善する。従って、誤差増
幅器211によって取り込まれる検出されたDC電流は、本
発明が入力信号200内で受信される搬送波の周波数,帯
域幅,振幅およびその数にかかわらず、搬送波消去をど
の程度実行しているかを監視するための貴重な情報とな
る。
13によって検出される。一つの実施例では、検出器213
は誤差増幅器211によって取り込まれるDC電流を検出す
るDC電流検出器である。誤差増幅器211によって取り込
まれる電流は、誤差増幅器に入るRFエネルギ量の関数で
あり、誤差信号の通過帯域内の全搬送波エネルギに比例
する。誤差増幅器211に入るRFエネルギが大きいほど、
動作中に増幅器によって取り込まれる電流量も大きくな
る。検出されたDC電流が誤差信号内の十分な搬送エネル
ギを示すと、検出器213はコントローラ212に指示を与え
る。これに応答して、コントローラ212は制御ライン22
0,221を介して利得位相調整器208の振幅および位相パラ
メータを修正し、それによりフィードフォーワード信号
経路内の信号の振幅および位相を調整して、結合器209
の出力において搬送波消去を改善する。従って、誤差増
幅器211によって取り込まれる検出されたDC電流は、本
発明が入力信号200内で受信される搬送波の周波数,帯
域幅,振幅およびその数にかかわらず、搬送波消去をど
の程度実行しているかを監視するための貴重な情報とな
る。
別の実施例では、検出器213はリード223の両端で誤差
増幅器211の出力から標本化されるRF電圧のレベルを検
出するRF電圧検出器である。リード223上のRF電圧は、
誤差信号の通過帯域内の搬送エネルギに比例する。リー
ド223上で標本化されたRF電圧が十分高い場合、検出器2
13はコントローラ212に指示を与える。これに応答し
て、コントローラ212は制御ライン220,221を介して利得
位相調整器208の振幅および位相パラメータを修正し、
それによりフィードフォーワードまたは主信号経路内の
信号の振幅および位相を調整し、誤差信号の搬送波対歪
み成分を低減する。前述のように、振幅位相調整によ
り、本発明は実質的にクリーンな誤差信号を与えること
を保証する。しかし、主信号経路出力において相互変調
(IM)成分の適切な消去を保証することも必要である。
増幅器211の出力から標本化されるRF電圧のレベルを検
出するRF電圧検出器である。リード223上のRF電圧は、
誤差信号の通過帯域内の搬送エネルギに比例する。リー
ド223上で標本化されたRF電圧が十分高い場合、検出器2
13はコントローラ212に指示を与える。これに応答し
て、コントローラ212は制御ライン220,221を介して利得
位相調整器208の振幅および位相パラメータを修正し、
それによりフィードフォーワードまたは主信号経路内の
信号の振幅および位相を調整し、誤差信号の搬送波対歪
み成分を低減する。前述のように、振幅位相調整によ
り、本発明は実質的にクリーンな誤差信号を与えること
を保証する。しかし、主信号経路出力において相互変調
(IM)成分の適切な消去を保証することも必要である。
本発明に従って、誤差増幅器211,指向性結合器205,20
6,IMコントローラ214および利得位相調整器210を用いる
相互変調消去回路が開示される。この回路は、フィード
フォーワード回路の相互変調能を監視し、かつ、それに
応答して利得位相調整器210をダイナミックに制御する
ことによって最大限の歪み消去を行なうべく設計されて
いる。
6,IMコントローラ214および利得位相調整器210を用いる
相互変調消去回路が開示される。この回路は、フィード
フォーワード回路の相互変調能を監視し、かつ、それに
応答して利得位相調整器210をダイナミックに制御する
ことによって最大限の歪み消去を行なうべく設計されて
いる。
動作中、誤差信号の振幅および位相は利得位相調整器
210において修正され、誤差増幅器211によって増幅さ
れ、指向性結合器205に送られ、ここで指向性結合器205
を介して主増幅器の出力から取り出され、主信号経路か
らすべての歪みを除去する。最大歪み消去を確保するた
め、主増幅器出力信号の一部が指向性結合器206から取
り出され、IMコントローラ214に送られる。入力信号200
の一部は遅延回路215によって遅延され、その後IMコン
トローラ214に送られる。誤差信号の振幅および位相が
正しく調整されると、IMコントローラはリード226上で
歪みを検出しない。しかし、リード226が十分なエネル
ギの歪み成分を有していると仮定すると、IMコントロー
ラ214は利得位相調整器210の振幅および位相パラメータ
を制御ライン224,225を介して修正し、それにより誤差
信号の振幅および位相を調整して、リード226上の歪み
を最小限にする。重要な点は、第2図に開示されるフィ
ードフォーワード回路は非効率的なパイロット・トーン
信号を利用せず、かつ、従来の走査型受信機構成に伴う
高コスト化や複雑化を避けて、歪み低減を行なうことで
ある。
210において修正され、誤差増幅器211によって増幅さ
れ、指向性結合器205に送られ、ここで指向性結合器205
を介して主増幅器の出力から取り出され、主信号経路か
らすべての歪みを除去する。最大歪み消去を確保するた
め、主増幅器出力信号の一部が指向性結合器206から取
り出され、IMコントローラ214に送られる。入力信号200
の一部は遅延回路215によって遅延され、その後IMコン
トローラ214に送られる。誤差信号の振幅および位相が
正しく調整されると、IMコントローラはリード226上で
歪みを検出しない。しかし、リード226が十分なエネル
ギの歪み成分を有していると仮定すると、IMコントロー
ラ214は利得位相調整器210の振幅および位相パラメータ
を制御ライン224,225を介して修正し、それにより誤差
信号の振幅および位相を調整して、リード226上の歪み
を最小限にする。重要な点は、第2図に開示されるフィ
ードフォーワード回路は非効率的なパイロット・トーン
信号を利用せず、かつ、従来の走査型受信機構成に伴う
高コスト化や複雑化を避けて、歪み低減を行なうことで
ある。
第3図において、本フィードフォーワード低減回路の
別の実施例のブロック図を示す。第3図において、主信
号経路は指向性結合器301,利得位相調整器308,主増幅器
302,指向性結合器305,306を含み、これらは第2図の説
明に従って動作する。一つの例外は、第3図の開示され
る帰還回路は、搬送波消去性能を調整するため主信号経
路の信号をダイナミックに制御する利得位相調整器308
を含むことである。しかし、第3図に示される修正され
た帰還回路も、誤差信号内の搬送エネルギ全体を検出す
ることによって搬送波消去を監視すべく動作することは
当業者に明らかである。
別の実施例のブロック図を示す。第3図において、主信
号経路は指向性結合器301,利得位相調整器308,主増幅器
302,指向性結合器305,306を含み、これらは第2図の説
明に従って動作する。一つの例外は、第3図の開示され
る帰還回路は、搬送波消去性能を調整するため主信号経
路の信号をダイナミックに制御する利得位相調整器308
を含むことである。しかし、第3図に示される修正され
た帰還回路も、誤差信号内の搬送エネルギ全体を検出す
ることによって搬送波消去を監視すべく動作することは
当業者に明らかである。
第3図のフィードフォーワード信号経路は、遅延回路
307,指向性結合器309,利得位相調整器310および誤差増
幅器311を含む。第3図のフィードフォーワード信号経
路は第2図について説明したように動作するが、ただ
し、搬送波消去に伴う利得位相調整は、フィードフォー
ワード信号経路ではなく、主信号経路で行なわれる点が
異なる。
307,指向性結合器309,利得位相調整器310および誤差増
幅器311を含む。第3図のフィードフォーワード信号経
路は第2図について説明したように動作するが、ただ
し、搬送波消去に伴う利得位相調整は、フィードフォー
ワード信号経路ではなく、主信号経路で行なわれる点が
異なる。
第3図のIMコントローラ314は、第2図のIMコントロ
ーラ214と同一である。従って、IMコントローラに関す
る以下の説明は第2図および第3図に対して同様に適用
されることが当業者に理解される。
ーラ214と同一である。従って、IMコントローラに関す
る以下の説明は第2図および第3図に対して同様に適用
されることが当業者に理解される。
第4図は、第2図および第3図のIMコントローラの詳
細なブロック図を示す。動作中、IMコントローラは遅延
ライン215または315から入力を受け取る。この遅延入力
信号は増幅器400によって増幅され、指向性結合器401に
送られる。同時に、IMコントローラはリード226または3
26において主信号径路出力から入力を受け取る。この信
号は利得位相調整器404によって利得位相調整され、そ
の後遅延回路402および指向性結合器403を介して増幅さ
れた入力信号と結合され、第1搬送成分消去を行なう。
生成された補助誤差信号は、利得位相調整器406によっ
て利得位相調整される。その後、補助誤差信号SIは指向
性結合器407に送られ、ここでこの信号は、指向性結合
器401から取り出され、遅延回路405によって遅延れた増
幅入力信号の一部と合成される。指向性結合器407にお
ける信号の合成は、第2または縦続搬送波消去ループを
表す。
細なブロック図を示す。動作中、IMコントローラは遅延
ライン215または315から入力を受け取る。この遅延入力
信号は増幅器400によって増幅され、指向性結合器401に
送られる。同時に、IMコントローラはリード226または3
26において主信号径路出力から入力を受け取る。この信
号は利得位相調整器404によって利得位相調整され、そ
の後遅延回路402および指向性結合器403を介して増幅さ
れた入力信号と結合され、第1搬送成分消去を行なう。
生成された補助誤差信号は、利得位相調整器406によっ
て利得位相調整される。その後、補助誤差信号SIは指向
性結合器407に送られ、ここでこの信号は、指向性結合
器401から取り出され、遅延回路405によって遅延れた増
幅入力信号の一部と合成される。指向性結合器407にお
ける信号の合成は、第2または縦続搬送波消去ループを
表す。
ほとんどの場合、一つの搬送波消去動作の次に、補助
誤差信号スペクトル内の搬送エネルギは相互変調成分の
信号エネルギを上回る。従って、相互変調成分を搬送信
号から完全に弁別するため、第2搬送波消去動作が行な
われ、搬送信号エネルギを少なくとも相互変調成分エネ
ルギのレベルまで低減する。
誤差信号スペクトル内の搬送エネルギは相互変調成分の
信号エネルギを上回る。従って、相互変調成分を搬送信
号から完全に弁別するため、第2搬送波消去動作が行な
われ、搬送信号エネルギを少なくとも相互変調成分エネ
ルギのレベルまで低減する。
指向性結合器407からの出力はS2と記されている。S2
は主信号経路出力における歪みエネルギを実質的に表す
補助誤差信号であり、この誤差信号は本発明のフィード
フォーワード信号経路で生成される誤差信号と混同して
はならない。S2はコントローラ412によって利用され、
第2消去ループの利得位相調整器406を制御する。
は主信号経路出力における歪みエネルギを実質的に表す
補助誤差信号であり、この誤差信号は本発明のフィード
フォーワード信号経路で生成される誤差信号と混同して
はならない。S2はコントローラ412によって利用され、
第2消去ループの利得位相調整器406を制御する。
動作中、補助誤差増幅器410は、検出器411によって検
出される前に、S2の信号レベルを引き上げる。好適な実
施例では、検出器411はダイオード検出器であり、例え
ば、補助誤差増幅器411からの増幅された信号に応答し
てDC電圧を与える単純なショットキ型ダイオード検出器
である。実際には、検出器411は、S2の信号強度に比例
する信号を検出する任意の検出器でもよく、例えば、増
幅検出器,DC電流検出器およびRF電圧検出器でもよい。
補助誤差信号S2を検出すると、検出器411は検出されたR
Fエネルギ量をコントローラ412に指示する。このRFエネ
ルギは信号S2の不要成分であるので、コントローラ412
は利得位相調整器406の利得および位相パラメータをさ
らに調整すべくプログラムされ、第1消去ループからの
補助誤差信号の搬送波対歪み比を低減する。重要な点
は、コントローラ412は検出器411の出力を利用して、第
2図,第3図による利得位相調整器210,310の利得およ
び位相パラメータを調整し、それにより誤差信号の振幅
および位相を調整して、リード226または326上の相互変
調成分を最小限に押さえることである。
出される前に、S2の信号レベルを引き上げる。好適な実
施例では、検出器411はダイオード検出器であり、例え
ば、補助誤差増幅器411からの増幅された信号に応答し
てDC電圧を与える単純なショットキ型ダイオード検出器
である。実際には、検出器411は、S2の信号強度に比例
する信号を検出する任意の検出器でもよく、例えば、増
幅検出器,DC電流検出器およびRF電圧検出器でもよい。
補助誤差信号S2を検出すると、検出器411は検出されたR
Fエネルギ量をコントローラ412に指示する。このRFエネ
ルギは信号S2の不要成分であるので、コントローラ412
は利得位相調整器406の利得および位相パラメータをさ
らに調整すべくプログラムされ、第1消去ループからの
補助誤差信号の搬送波対歪み比を低減する。重要な点
は、コントローラ412は検出器411の出力を利用して、第
2図,第3図による利得位相調整器210,310の利得およ
び位相パラメータを調整し、それにより誤差信号の振幅
および位相を調整して、リード226または326上の相互変
調成分を最小限に押さえることである。
同様に、補助誤差増幅器408,検出器409およびコント
ローラ412と共に誤差信号S1は、利得位相調整器404の利
得および位相パラメータを制御して、第1搬送波消去ル
ープにおいて最大限の搬送波消去を確保する。従って、
第2図,第3図および第4図に示されるIMコントローラ
の主要目的は、主信号経路出力内の相互変調成分(歪
み)を適切に弁別して、開示されたフィードフォーワー
ド低減回路の相互変調性能を最適化することである。
ローラ412と共に誤差信号S1は、利得位相調整器404の利
得および位相パラメータを制御して、第1搬送波消去ル
ープにおいて最大限の搬送波消去を確保する。従って、
第2図,第3図および第4図に示されるIMコントローラ
の主要目的は、主信号経路出力内の相互変調成分(歪
み)を適切に弁別して、開示されたフィードフォーワー
ド低減回路の相互変調性能を最適化することである。
本発明について例示的な実施例を参照して説明してき
た。しかし、本発明の精神および範囲から逸脱せずにさ
まざまな修正および変形が可能であることは当業者に明
らかである。例えば、第2図および第3図は、単一の搬
送波消去ループを用いる回路を示している。第4図にお
いて開示したように、ネスト化(nested)または縦続型
搬送波消去ループは図示の実施例に対する明白な変形例
であることは当業者に理解される。同様に、第4図に開
示された縦続搬送波消去回路は単一ループ型に容易に変
えられる。
た。しかし、本発明の精神および範囲から逸脱せずにさ
まざまな修正および変形が可能であることは当業者に明
らかである。例えば、第2図および第3図は、単一の搬
送波消去ループを用いる回路を示している。第4図にお
いて開示したように、ネスト化(nested)または縦続型
搬送波消去ループは図示の実施例に対する明白な変形例
であることは当業者に理解される。同様に、第4図に開
示された縦続搬送波消去回路は単一ループ型に容易に変
えられる。
Claims (8)
- 【請求項1】入力信号を受け取る手段; 前記入力信号に応答して、前記受け取る手段に接続され
る入力および歪み成分を有する出力信号を生成する歪み
発生手段を有する主信号経路; 歪みなしに、前記入力信号を先送りする前記受け取る手
段に接続される入力を有するフィードフォーワード信号
経路; 前記歪み発生手段の出力信号と、先送りされた入力信号
とを合成して、前記歪み成分を実質的に表す誤差信号を
生成する合成手段; 前記合成手段に動作可能に結合され、前記誤差信号内の
搬送エネルギ全体に比例するDC電流を検出する検出手
段;および 前記検出された信号に応答して、少なくとも一つの信号
経路内の信号の振幅および位相を調整して、前記誤差信
号の搬送波対歪み比を低減する帰還回路手段; によって構成されることを特徴とするフィードフォーワ
ード歪み低減回路。 - 【請求項2】前記検出手段は、搬送波信号について所定
の周波数範囲を走査せずに、前記誤差信号の搬送エネル
ギ成分に比例するRF電圧を検出す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歪み低減回路。 - 【請求項3】前記帰還回路手段は、少なくとも検出手段
と、前記検出手段に応答する制御回路手段と、前記制御
回路手段に応答して、前記フィードフォーワード信号経
路内の信号の振幅および位相を調整する位相利得調整器
とによって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歪み低減回路。 - 【請求項4】前記主信号経路出力内の歪みエネルギ全体
に比例する信号を検出することに応答して、誤差信号の
振幅および位相を調整し、この誤差信号が前記主信号経
路から差し引かれると、実質的にすべての歪みが消去さ
れる回路手段; をさらに含んで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歪み低減回路。 - 【請求項5】前記回路手段は、前記主信号経路出力内の
歪みエネルギ全体に比例する信号を検出する手段をさら
に含んで構成されることを特徴とする請求項4記載のフ
ィードフォーワード歪み低減回路。 - 【請求項6】歪み低減回路を有するフィードフォーワー
ド増幅器であって: 入力信号を受け取る手段; 前記入力信号に応答して、前記受け取る手段に接続され
る入力および歪み成分を有する出力信号を生成する歪み
発生手段を有する主信号経路; 歪みなしに、前記入力信号を先送りする前記受け取る手
段に接続される入力を有するフィードフォーワード信号
経路; 前記歪み発生手段の出力信号と、先送りされた入力信号
とを合成して、前記歪み成分を実質的に表す誤差信号を
生成する合成手段; 前記合成手段に結合され、増幅された誤差信号出力を与
える増幅手段; 前記増幅された誤差信号出力に動作可能に結合され、前
記増幅手段によって取り込まれるDC電流を検出し、かつ
搬送波のために規定される周波数範囲を走査することな
く前記誤差信号内の搬送エネルギ全体に比例する無線周
波数(RF)電圧を検出する検出手段; 前記検出手段に応答して、少なくとも一つの信号経路内
の信号の振幅および位相を調整して、前記誤差信号の搬
送波対歪み比を低減する帰還回路手段;および 前記主信号経路出力において検出された歪みに応答し
て、前記誤差信号の振幅および位相を調整し、この誤差
信号が主信号経路から差し引かれると、実質的にすべて
の歪みが消去される回路手段; によって達成されることを特徴とするフィードフォーワ
ード増幅器。 - 【請求項7】前記回路手段は: 前記主信号経路出力内の歪みエネルギ全体に比例する補
助誤差信号を検出する手段;および 前記検出された補助誤差信号に応答して、前記誤差信号
の振幅および位相を調整する手段; をさらに含んで構成されることを特徴とする請求項6記
載のフィードフォーワード増幅器。 - 【請求項8】電力増幅器によって発生する歪みを最小限
に押さえる方法であって: 入力信号を受け取る段階; 前記入力信号に応答して、前記受け取る手段に接続され
る入力および歪み成分を有する出力信号を発生する電力
増幅器を有する主信号経路を設ける段階; 歪みなしに、前記入力信号を先送りする前記受け取る手
段に接続される入力を有するフィードフォーワード信号
経路を設ける段階; 前記電力増幅器の出力信号と、先送りされた入力信号と
を合成し、前記歪み成分を実質的に表す誤差信号を生成
する段階; 前記誤差信号内の搬送エネルギ全体に比例するDC電流を
検出する段階; 搬送エネルギ検出に応答して、少なくとも一つの信号経
路内の信号の振幅および位相を調整して、前記誤差信号
の搬送波対歪み比を低減する段階; 前記主信号経路出力内の歪みエネルギ全体に比例する直
流電流を検出する段階;および 前記歪み検出に応答して、前記誤差信号の振幅および位
相を調整し、前記誤差信号が前記主信号経路から差し引
かれると、実質的にすべての歪みが消去される段階; によって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 |
---|---|---|---|
US628539 | 1990-12-17 | ||
US07/628,539 US5077532A (en) | 1990-12-17 | 1990-12-17 | Feed forward distortion minimization circuit |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05504457A JPH05504457A (ja) | 1993-07-08 |
JP2701541B2 true JP2701541B2 (ja) | 1998-01-21 |
Family
ID=24519324
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4503719A Expired - Lifetime JP2701541B2 (ja) | 1990-12-17 | 1991-12-12 | フイードフォーワード歪み低減回路 |
Country Status (13)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5077532A (ja) |
EP (1) | EP0515662B1 (ja) |
JP (1) | JP2701541B2 (ja) |
KR (1) | KR960006631B1 (ja) |
CN (1) | CN1024238C (ja) |
AU (1) | AU644926B2 (ja) |
BR (1) | BR9106211A (ja) |
CA (1) | CA2072251C (ja) |
DE (1) | DE69121699T2 (ja) |
MX (1) | MX9102600A (ja) |
MY (1) | MY107901A (ja) |
NZ (1) | NZ241014A (ja) |
WO (1) | WO1992011694A1 (ja) |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5307022A (en) * | 1991-04-15 | 1994-04-26 | Motorola, Inc. | High dynamic range modulation independent feed forward amplifier network |
US5148117A (en) * | 1991-11-25 | 1992-09-15 | American Nucleonics Corporation | Adaptive feed-forward method and apparatus for amplifier noise reduction |
US5359275A (en) * | 1992-10-30 | 1994-10-25 | Electric Power Research Institute, Inc. | Load current fundamental filter with one cycle response |
CA2147257A1 (en) * | 1992-10-30 | 1994-05-11 | Steven A. Moran | Active power line conditioner with synchronous transformation control |
US5384696A (en) * | 1992-10-30 | 1995-01-24 | Electric Power Research Institute, Inc. | Active power line conditioner with fundamental negative sequence compensation |
US5345377A (en) * | 1992-10-30 | 1994-09-06 | Electric Power Research Institute, Inc. | Harmonic controller for an active power line conditioner |
US5351180A (en) * | 1992-10-30 | 1994-09-27 | Electric Power Research Institute, Inc. | Highly fault tolerant active power line conditioner |
US5287288A (en) * | 1992-10-30 | 1994-02-15 | Electric Power Research Institute, Inc. | Active power line conditioner with low cost surge protection and fast overload recovery |
US5351178A (en) * | 1992-10-30 | 1994-09-27 | Electric Power Research Institute, Inc. | Active power line conditioner with a derived load current fundamental signal for fast dynamic response |
DE4330288C1 (de) * | 1993-01-25 | 1994-06-23 | Arthur Wolf | HF-Verstärkerschaltung |
US5386198A (en) * | 1993-01-28 | 1995-01-31 | Telefonaktiebolaget L M Ericsson | Linear amplifier control |
US5351181A (en) * | 1993-03-12 | 1994-09-27 | Electric Power Research Institute, Inc. | Low cost active power line conditioner |
US5304945A (en) * | 1993-04-19 | 1994-04-19 | At&T Bell Laboratories | Low-distortion feed-forward amplifier |
JP2746107B2 (ja) * | 1994-03-31 | 1998-04-28 | 日本電気株式会社 | フィードフォワード増幅器 |
US5444418A (en) * | 1994-07-29 | 1995-08-22 | Motorola, Inc. | Method and apparatus for feedforward power amplifying |
US5455537A (en) * | 1994-08-19 | 1995-10-03 | Radio Frequency Systems, Inc. | Feed forward amplifier |
US5489875A (en) * | 1994-09-21 | 1996-02-06 | Simon Fraser University | Adaptive feedforward linearizer for RF power amplifiers |
US5491454A (en) * | 1994-10-31 | 1996-02-13 | Motorola, Inc. | Method and apparatus for reducing distortion in an output signal of an amplifier |
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