JP2711413B2 - Feedforward amplifier - Google Patents

Feedforward amplifier

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JP2711413B2
JP2711413B2 JP2409030A JP40903090A JP2711413B2 JP 2711413 B2 JP2711413 B2 JP 2711413B2 JP 2409030 A JP2409030 A JP 2409030A JP 40903090 A JP40903090 A JP 40903090A JP 2711413 B2 JP2711413 B2 JP 2711413B2
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distortion
pilot signal
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output
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祥一 楢橋
俊雄 野島
誠 前田
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は主として高周波帯で使
用される線形増幅器であって、主増幅器の非線形歪成分
を検出する歪検出回路と、その検出した歪成分を補助増
幅器を用いて増幅した後、主増幅器の出力に再び注入す
ることによって歪成分の相殺を行う歪除去回路とを有す
るフィードフォワード増幅器に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a linear amplifier mainly used in a high frequency band, and a distortion detecting circuit for detecting a non-linear distortion component of the main amplifier, and amplifying the detected distortion component using an auxiliary amplifier. Thereafter, the present invention relates to a feedforward amplifier having a distortion removing circuit for canceling distortion components by injecting the distortion component again into the output of the main amplifier.

【0002】[0002]

【従来の技術】フィードフォワード増幅器の基本構成を
図5に示す。フィードフォワード増幅器は基本的に二つ
の信号相殺形回路により構成される。一つは歪検出回路
1であり、他の一つは歪除去回路2である。歪検出回路
1は主増幅器信号経路3と線形信号経路4とから構成さ
れ、また、歪除去回路2は主増幅器出力信号経路5と歪
注入経路6とから構成される。さらに、主増幅器信号経
路3は主増幅器7と可変減衰器8と可変遅延線路9との
縦続接続から構成され、線形信号経路4は伝送線路から
構成される。主増幅器出力信号経路5は伝送線路からな
り、歪注入経路6は可変減衰器10と可変遅延線路11
と補助増幅器12との縦続接続から構成される。ここ
で、特性的に大きな違いが生じることがないので、可変
減衰器8と可変遅延線路9とは、両方とも、またはいず
れか一方だけが線形信号経路4に具備される場合もあ
る。同様に、可変減衰器10と可変遅延線路11とは、
その両方、またはいずれか一方だけが主増幅器出力信号
経路5に具備されることもある。また、電力分配器13
と電力合成器14および15とはトランス回路、ハイブ
リッド回路等で構成される単純な無損失電力分配器・電
力合成器である。まず、この動作について説明する。
2. Description of the Related Art FIG. 5 shows a basic configuration of a feedforward amplifier. The feedforward amplifier is basically composed of two signal canceling circuits. One is a distortion detection circuit 1, and the other is a distortion removal circuit 2. The distortion detection circuit 1 includes a main amplifier signal path 3 and a linear signal path 4, and the distortion removal circuit 2 includes a main amplifier output signal path 5 and a distortion injection path 6. Further, the main amplifier signal path 3 is composed of a cascade connection of a main amplifier 7, a variable attenuator 8, and a variable delay line 9, and the linear signal path 4 is composed of a transmission line. The main amplifier output signal path 5 is composed of a transmission line, and the distortion injection path 6 is composed of a variable attenuator 10 and a variable delay line 11.
And the auxiliary amplifier 12 in cascade. Here, since there is no large difference in characteristics, both the variable attenuator 8 and the variable delay line 9 or only one of them may be provided in the linear signal path 4. Similarly, the variable attenuator 10 and the variable delay line 11
Both, or only one, may be provided in main amplifier output signal path 5. In addition, the power distributor 13
The power combiners 14 and 15 are simple lossless power dividers / power combiners composed of transformer circuits, hybrid circuits, and the like. First, this operation will be described.

【0003】入力端子16に印加された入力信号は、ま
ず電力分配器13により経路3と経路4とに分配された
後、電力合成器14により電力合成される。ここで、可
変減衰器8および可変遅延線路9は、電力合成器14か
ら歪注入経路6の側に出力される二つの経路3と4との
両信号成分に関して互いに振幅、遅延量が等しく、か
つ、位相が逆相となるように調整される。ただし、逆相
の条件は電力分配器13もしくは電力合成器14におけ
る入出力端子間の移相量を適当に設定することにより実
現するか、もしくは、主増幅器7での位相反転を利用す
るか、もしくは、図6に示すようにサーキュレータ18
の一つの端子に短絡終端19を具備した位相反転回路を
経路3か4かのいずれかに挿入することにより実現す
る。このように歪検出回路1は構成されているから、電
力合成器14から経路6の側への出力として、結局二つ
の経路3と4との二つの信号の差成分が検出されること
になる。この差成分は、まさに主増幅器7が発生する歪
成分そのものであり、このことからこの回路1は歪検出
回路と呼ばれる。
The input signal applied to the input terminal 16 is first distributed to the paths 3 and 4 by the power distributor 13 and then power-combined by the power combiner 14. Here, the variable attenuator 8 and the variable delay line 9 have the same amplitude and delay amount with respect to both signal components of the two paths 3 and 4 output from the power combiner 14 to the distortion injection path 6, and , Are adjusted so that the phases are opposite. However, the reverse phase condition is realized by appropriately setting the amount of phase shift between the input and output terminals of the power divider 13 or the power combiner 14, or by using the phase inversion in the main amplifier 7, Alternatively, as shown in FIG.
This is realized by inserting a phase inversion circuit having a short-circuit termination 19 at one terminal into either of the paths 3 and 4. Since the distortion detection circuit 1 is configured as described above, a difference component between two signals of the two paths 3 and 4 is eventually detected as an output from the power combiner 14 to the path 6 side. . This difference component is just the distortion component itself generated by the main amplifier 7, and hence the circuit 1 is called a distortion detection circuit.

【0004】さてつぎに可変減衰器10と可変遅延線路
11とは、経路3についての電力合成器14の入力端子
14aから電力合成器15の出力端子17までの二つの
経路5と6との伝達関数が、互いに振幅、遅延量に関し
て等しく、かつ、位相に関して逆相となるように調整さ
れる。ここで、経路6の入力信号は、歪検出回路1で検
出された主増幅器7の歪成分であるから、経路6は電力
合成器15の出力端子17において、主増幅器7の出力
信号に歪成分を逆相等振幅で注入することになり、結
局、回路全体の出力における歪成分の相殺が実現され
る。
[0004] Next, the variable attenuator 10 and the variable delay line 11 transmit the signal from the input terminal 14a of the power combiner 14 on the path 3 to the output terminal 17 of the power combiner 15 via the two paths 5 and 6. The functions are adjusted so as to be equal to each other with respect to the amplitude and the delay amount, and to be opposite in phase with respect to the phase. Here, since the input signal on the path 6 is the distortion component of the main amplifier 7 detected by the distortion detection circuit 1, the path 6 is connected to the output terminal 17 of the power combiner 15 by the distortion component of the output signal of the main amplifier 7. Are injected with opposite phase equal amplitude, and as a result, the cancellation of the distortion component in the output of the entire circuit is realized.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】以上が理想的なフィー
ドフォワード増幅器の動作であるが、実際には歪検出回
路1と歪除去回路2との二つの回路の平衡性を完全にす
ることは容易ではなく、また、仮に初期設定が完全であ
っても、周囲温度、電源等の変動により増幅器の特性が
変化するために、時間的に安定して良好な平衡性を維持
することは通常きわめて困難である。図7は、回路を構
成する二つの経路の振幅と位相が等振幅逆相条件からず
れた偏差量と信号の抑圧量との関係を計算した結果であ
る。この図から、例えば、30dB以上の抑圧量を達成す
るためには、位相および振幅の偏差がそれぞれ±1.8
゜以内および±0.3dB以内であることが必要であり、
二つの経路の伝送特性の平衡度および調整の完全性につ
いて厳しい条件が要求されることがよくわかる。歪検出
回路1の平衡性が劣化すると補助増幅器12の入力に歪
成分よりも大きいレベルで主信号が相加されるために不
要な歪が発生し、また、歪除去回路2の平衡性が劣化す
ると抑圧量の劣化した分フィードフォワード増幅器とし
ての歪改善量が劣化する。このように従来のフィードフ
ォワード増幅器では、回路の安定性が十分でなかったた
めに良好な線形増幅器を実現できない基本的問題点があ
った。
Although the operation of the ideal feedforward amplifier has been described above, it is actually easy to completely balance the two circuits of the distortion detection circuit 1 and the distortion removal circuit 2. However, even if the initial settings are perfect, it is usually extremely difficult to maintain a good balance over time because the amplifier characteristics change due to changes in ambient temperature, power supply, etc. It is. FIG. 7 shows the result of calculating the relationship between the amount of deviation and the amount of signal suppression in which the amplitude and phase of the two paths constituting the circuit deviate from the equal-amplitude anti-phase condition. From this figure, for example, in order to achieve a suppression amount of 30 dB or more, deviations of the phase and the amplitude are each ± 1.8.
Must be within ± and within ± 0.3 dB,
It can be clearly seen that strict conditions are required for the balance of the transmission characteristics of the two paths and the completeness of the adjustment. If the balance of the distortion detection circuit 1 deteriorates, an unnecessary distortion occurs because the main signal is added to the input of the auxiliary amplifier 12 at a level larger than the distortion component, and the balance of the distortion removal circuit 2 deteriorates. Then, the amount of distortion improvement as the feedforward amplifier is deteriorated by the amount of deterioration of the suppression amount. As described above, the conventional feedforward amplifier has a fundamental problem that a satisfactory linear amplifier cannot be realized because the stability of the circuit is not sufficient.

【0006】この発明の目的は、このような特性の不安
定性を解決したフィードフォワード増幅器を提供するこ
とにある。
An object of the present invention is to provide a feed-forward amplifier which solves such instability of characteristics.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】この発明によれば、主増
幅器の非線形歪成分を検出する歪検出回路と、その検出
した歪成分を補助増幅器を用いて増幅した後、主増幅器
の出力に再び注入することによって歪成分の相殺を行う
歪除去回路とを有するフィードフォワード増幅器におい
て、上記フィードフォワード増幅器の入力経路に特定周
波数の第1パイロット信号を注入する第1注入手段が設
けられ、上記歪検出回路に挿入された第1電気的可変減
衰手段、第1電気的可変移相手段が設けられるととも
に、その主増幅器の経路に他の特定周波数の第2パイロ
ット信号を注入する第2注入手段が設けられ、上記歪除
去回路に第2電気的可変減衰手段、第2電気的可変移相
手段が設けられるとともに、その補助増幅器の経路に第
1パイロット信号のレベルを検出する第1レベル検出手
段が設けられ、上記フィードフォワード増幅器の出力経
路の第2パイロット信号のレベルを検出する第2レベル
検出手段が設けられ、上記フィードフォワード増幅器の
出力経路に第1パイロット信号を注入する第3注入手段
が設けられ、その第3注入手段に供給する第1パイロッ
ト信号の供給経路に半固定可変減衰手段、半固定可変移
相手段ならびに増幅器が挿入され、上記第1レベル検出
手段の検出レベルが最小となるように上記第1電気的可
変減衰手段および上記第1電気的可変移相手段が制御手
段で制御され、かつ、上記第2レベル検出手段の検出レ
ベルが最小となるように上記第2電気的可変減衰手段お
よび上記第2電気的可変移相手段が制御手段で制御され
る。
According to the present invention, a distortion detection circuit for detecting a non-linear distortion component of a main amplifier, an amplifier for amplifying the detected distortion component using an auxiliary amplifier, and then outputting the amplified signal to the output of the main amplifier again. A feed-forward amplifier having a distortion removing circuit for canceling a distortion component by injecting, wherein a first injection means for injecting a first pilot signal of a specific frequency is provided in an input path of the feed-forward amplifier; A first electric variable attenuating means and a first electric variable phase shifting means inserted in the circuit are provided, and a second injection means for injecting a second pilot signal of another specific frequency is provided in a path of the main amplifier. A second electric variable attenuating means and a second electric variable phase shifting means are provided in the distortion removing circuit, and a first pilot signal of the first pilot signal is provided in a path of the auxiliary amplifier. First level detection means for detecting a bell; second level detection means for detecting the level of a second pilot signal on the output path of the feedforward amplifier; and first level detection means for the output path of the feedforward amplifier. A third injection means for injecting a signal is provided, and a semi-fixed variable attenuating means, a semi-fixed variable phase shift means and an amplifier are inserted into a supply path of a first pilot signal supplied to the third injection means, The first electric variable attenuating means and the first electric variable phase shifting means are controlled by the control means so that the detection level of the detecting means is minimized, and the detection level of the second level detecting means is minimized. The second electric variable attenuating means and the second electric variable phase shifting means are controlled by the control means.

【0008】[0008]

【作 用】フィードフォワード増幅器の二つの回路の信
号相殺条件の不完全性に起因して生じる残留信号分が、
パイロット信号検出手段により検出され、これらの検出
レベルを監視しつつ、それが最小値をとるように回路の
伝送特性が自動調整される。
[Operation] The residual signal generated due to the imperfect signal cancellation condition of the two circuits of the feedforward amplifier is:
The transmission characteristics of the circuit are automatically adjusted such that the detected level is detected by the pilot signal detecting means and monitored, and the detected level is minimized.

【0009】[0009]

【実施例】以下、図面に基づいてこの発明の実施例を詳
細に説明する。図1は、この発明の実施例を示し、図5
と対応する部分には同一符号をつけてある。周波数の特
定した第1パイロット信号を発生するための周波数シン
セサイザ等の発振器20が方向性結合器21を介して電
力分配器13の入力端子13a側に結合される。また、
周波数の特定した第2パイロット信号を発生するための
周波数シンセサイザ等の発振器22が方向性結合器23
を介して主増幅器7の出力側に結合される。可変減衰器
8、可変遅延線路9の代わりに歪検出回路1の主増幅器
信号経路3に電気的に調整可能な可変減衰器24と電気
的に調整可能な可変移相器25とが挿入される。歪除去
回路2の歪注入経路6に、可変減衰器10、可変遅延線
路11の代わりに電気的に調整可能な可変減衰器26と
電気的に調整可能な可変移相器27とが挿入される。こ
れらの可変減衰器24,26および可変移相器25,2
7は、PINダイオードとバラクタダイオードとを用い
て容易に構成でき、市販の製品も利用可能である。可変
減衰器26の入力側に方向性結合器28を介し、第1パ
イロット信号のレベル検出手段としての選択レベル計2
9が結合される。フィードフォワード増幅器の出力経路
に、方向性結合器30を介して第2パイロット信号のレ
ベル検出手段としての選択レベル計31が結合される。
また、第1パイロット信号が、半固定可変減衰器32と
半固定可変移相器33と信号増幅器34を経て、方向性
結合器35を介してフィードフォワード増幅器の出力経
路に結合される。選択レベル計29および31の各出力
が制御回路36に入力され、制御回路36は可変減衰器
24および26、可変移相器25および27を制御す
る。選択レベル計29および31は入力信号の特定の周
波数成分を検出する周波数変換器および狭帯域フィルタ
と、その狭帯域フィルタの出力レベルを検出する検波器
とを具備して構成される。制御回路36は、基本回路と
してのA/D変換器、マイクロプロセッサ、D/A変換
器から構成され、選択レベル計29および31からの入
力信号を監視しつつ、可変減衰器24,26および可変
移相器25,27の設定点を調整する機能を有する。以
下、この制御回路の制御動作について説明する。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. FIG. 1 shows an embodiment of the present invention, and FIG.
The parts corresponding to are denoted by the same reference numerals. An oscillator 20 such as a frequency synthesizer for generating a first pilot signal whose frequency is specified is coupled to the input terminal 13a side of the power distributor 13 via a directional coupler 21. Also,
An oscillator 22 such as a frequency synthesizer for generating a second pilot signal having a specified frequency is provided with a directional coupler 23.
To the output of the main amplifier 7. Instead of the variable attenuator 8 and the variable delay line 9, an electrically adjustable variable attenuator 24 and an electrically adjustable variable phase shifter 25 are inserted in the main amplifier signal path 3 of the distortion detection circuit 1. . Instead of the variable attenuator 10 and the variable delay line 11, an electrically adjustable variable attenuator 26 and an electrically adjustable variable phase shifter 27 are inserted into the distortion injection path 6 of the distortion removing circuit 2. . These variable attenuators 24 and 26 and variable phase shifters 25 and 2
7 can be easily configured using a PIN diode and a varactor diode, and commercially available products can also be used. A selection level meter 2 as a level detection means of the first pilot signal is provided to the input side of the variable attenuator 26 via a directional coupler 28.
9 are combined. A selection level meter 31 as a level detecting means of the second pilot signal is connected to an output path of the feedforward amplifier via a directional coupler 30.
Further, the first pilot signal passes through a semi-fixed variable attenuator 32, a semi-fixed variable phase shifter 33, and a signal amplifier 34, and is coupled to an output path of a feedforward amplifier via a directional coupler 35. Each output of the selection level meters 29 and 31 is input to a control circuit 36, which controls the variable attenuators 24 and 26 and the variable phase shifters 25 and 27. Each of the selection level meters 29 and 31 includes a frequency converter for detecting a specific frequency component of an input signal, a narrow band filter, and a detector for detecting an output level of the narrow band filter. The control circuit 36 includes an A / D converter, a microprocessor, and a D / A converter as basic circuits, and monitors input signals from the selection level meters 29 and 31 while controlling the variable attenuators 24 and 26 and the variable attenuators 24 and 26. It has a function of adjusting the set points of the phase shifters 25 and 27. Hereinafter, the control operation of the control circuit will be described.

【0010】まず、フィードフォワード増幅器に信号を
入力する。入力信号としては、例えば周波数が特定した
複数の連続信号の組み合わせを用いる。また発振器20
による第1パイロット信号はこのフィードフォワード増
幅器の入力信号の周波数帯域から少し離れた周波数に設
定し、発振器22による第2パイロット信号は主増幅器
7が発生する歪成分のうち、本来の信号の占有周波数の
すき間、もしくは、本来の信号の帯域外の周波数に設定
しておく。さらに、選択レベル計29および31の選択
周波数をそれぞれ発振器20および22の発振周波数に
設定しておく。
First, a signal is input to a feedforward amplifier. As the input signal, for example, a combination of a plurality of continuous signals whose frequency is specified is used. The oscillator 20
Is set to a frequency slightly apart from the frequency band of the input signal of the feedforward amplifier, and the second pilot signal by the oscillator 22 is the frequency occupied by the original signal among the distortion components generated by the main amplifier 7. Or a frequency outside the band of the original signal. Further, the selection frequencies of the selection level meters 29 and 31 are set to the oscillation frequencies of the oscillators 20 and 22, respectively.

【0011】このとき制御回路36は、選択レベル計2
9の出力が最小値をとるように可変減衰器24と可変移
相器25との設定点を調整する。この制御方法として
は、例えば、設定点をわずかずつ段階的に変化させ、選
択レベル計29の出力が最小となる点を検出した後、そ
のときの可変減衰器24と可変移相器25の制御電圧を
保持する方法が適用できる。このように特定の周波数を
持つ信号、すなわち、第1パイロット信号を用いること
により、入力信号とは独立に、かつ、容易に歪検出回路
1を構成する二つの経路の伝送特性を、互いに等振幅、
かつ、逆位相にすることができる。これにより補助増幅
器12の出力中の上記本来の信号が最小となる条件、す
なわち、歪検出回路1の信号抑圧量が最大となる状態を
実現できる。
At this time, the control circuit 36 controls the selection level meter 2
The set points of the variable attenuator 24 and the variable phase shifter 25 are adjusted so that the output of No. 9 takes the minimum value. As a control method, for example, the set point is gradually changed step by step, and a point at which the output of the selection level meter 29 becomes minimum is detected, and then the control of the variable attenuator 24 and the variable phase shifter 25 at that time is performed. A method for holding voltage can be applied. By using a signal having a specific frequency, that is, the first pilot signal, the transmission characteristics of the two paths constituting the distortion detection circuit 1 can be easily and independently of each other, independent of the input signal. ,
In addition, the phases can be reversed. This realizes a condition in which the original signal in the output of the auxiliary amplifier 12 is minimized, that is, a state in which the signal suppression amount of the distortion detection circuit 1 is maximized.

【0012】つぎに、制御回路36は選択レベル計31
の出力レベルが最小値をとるように電気的可変減衰器2
6と電気的可変移相器27との設定点を調整する。これ
は、主増幅器7が発振器22による第2パイロット信号
と同一成分の歪を発生したこととみなせるからこの制御
方法が有効であり、出力信号に含まれる歪出力が最小と
なる条件、すなわち、歪除去回路2の信号抑圧量が最大
となる状態を実現できる。
Next, the control circuit 36 controls the selection level meter 31.
Electric variable attenuator 2 so that the output level of
6 and the electric variable phase shifter 27 are adjusted. This is because the control method is effective because the main amplifier 7 can be regarded as having generated the same component distortion as the second pilot signal by the oscillator 22, and the condition that the distortion output included in the output signal is minimized, that is, the distortion A state where the signal suppression amount of the removal circuit 2 is maximized can be realized.

【0013】さらに、フィードフォワード増幅器の出力
信号中から発振器20による第1パイロット信号を除去
するために、出力端子17における第1パイロット信号
の出力レベルが最小値をとるように半固定可変減衰器3
2と半固定可変移相器33との設定点を調整する。この
とき、歪検出回路1および歪除去回路2は平衡状態とな
るように制御された後であるから、出力端子17から漏
洩する第1パイロット信号のレベルはある一定値に保た
れている。したがって、これら半固定可変減衰器32と
半固定可変位相器33の設定を常時行うのではなく、フ
ィードフォワード増幅器の動作を開始するときに1回だ
け行えばよい。また、半固定可変減衰器32と半固定可
変移相器33の設定値がわかっている場合は、半固定可
変減衰器32、半固定可変移相器33の代わりに固定減
衰器、固定移相器を用いてもよい。このようにして、第
1パイロット信号を半固定可変減衰器32と半固定可変
移相器33と信号増幅器34によって方向性結合器35
に入力することは、第1パイロット信号を、フィードフ
ォワード増幅器の出力信号に、これに含まれる第1パイ
ロット信号と等振幅、かつ、逆位相条件で注入すること
であり、したがって出力端子17には第1パイロット信
号は現れない。
Further, in order to remove the first pilot signal by the oscillator 20 from the output signal of the feedforward amplifier, the semi-fixed variable attenuator 3 is controlled so that the output level of the first pilot signal at the output terminal 17 takes a minimum value.
2 and the set point of the semi-fixed variable phase shifter 33 are adjusted. At this time, the level of the first pilot signal leaking from the output terminal 17 is maintained at a certain value because the distortion detection circuit 1 and the distortion removal circuit 2 have been controlled to be in a balanced state. Therefore, the setting of the semi-fixed variable attenuator 32 and the semi-fixed variable phase shifter 33 need not be performed all the time, but only needs to be performed once when the operation of the feedforward amplifier is started. If the set values of the semi-fixed variable attenuator 32 and the semi-fixed variable phase shifter 33 are known, the fixed attenuator and the fixed phase shifter are used instead of the semi-fixed variable attenuator 32 and the semi-fixed variable phase shifter 33. A vessel may be used. In this manner, the first pilot signal is divided into a directional coupler 35 by the semi-fixed variable attenuator 32, the semi-fixed variable phase shifter 33, and the signal amplifier 34.
Is to inject the first pilot signal into the output signal of the feedforward amplifier under the same amplitude and opposite phase conditions as the first pilot signal included in the output signal. The first pilot signal does not appear.

【0014】以上歪検出回路1および歪除去回路2の平
衡状態を実現するための二つの制御を常時、または、間
欠的に実行することにより線形性が良好なフィードフォ
ワード増幅器の最適動作条件を実現できる。図2に示す
ように、方向性結合器28を補助増幅器12の出力側に
挿入してもよい。また図2に示すように、方向性結合器
23を主増幅器7の入力側に挿入してもよい。
The optimum operation conditions of the feedforward amplifier having good linearity are realized by always or intermittently executing the two controls for achieving the balanced state of the distortion detection circuit 1 and the distortion removal circuit 2. it can. As shown in FIG. 2, a directional coupler 28 may be inserted at the output side of the auxiliary amplifier 12. Further, as shown in FIG. 2, a directional coupler 23 may be inserted on the input side of the main amplifier 7.

【0015】図3は、この発明の他の実施例を示す。パ
イロット信号のレベルを検出する選択レベル計29およ
び31の代わりにホモダイン検波回路39および40が
用いられる。ホモダイン検波回路39は、ミクサ42、
低域通過フィルタ(LPF)43および直流増幅器44
から構成され、発振器20からのローカル信号でホモダ
イン検波することにより、方向性結合器28の出力信号
中の発振器20による第1パイロット信号のレベルを高
感度に検出することができる。ホモダイン検波回路40
は、ミクサ45、LPF46および直流増幅器47から
構成され、発振器22からのローカル信号でホモダイン
検波することによりフィードフォワード増幅器の出力信
号中の発振器22による第2パイロット信号レベルを高
感度に検出することができる。
FIG. 3 shows another embodiment of the present invention. Instead of the selection level meters 29 and 31 for detecting the level of the pilot signal, homodyne detection circuits 39 and 40 are used. The homodyne detection circuit 39 includes a mixer 42,
Low-pass filter (LPF) 43 and DC amplifier 44
By performing homodyne detection with the local signal from the oscillator 20, the level of the first pilot signal by the oscillator 20 in the output signal of the directional coupler 28 can be detected with high sensitivity. Homodyne detection circuit 40
Is composed of a mixer 45, an LPF 46, and a DC amplifier 47, and can detect the level of the second pilot signal by the oscillator 22 in the output signal of the feedforward amplifier with high sensitivity by performing homodyne detection with the local signal from the oscillator 22. it can.

【0016】この回路の動作は、図1の場合と同様に信
号が入力されると、制御回路36はホモダイン検波回路
39の出力レベルが最小値をとるように電気的可変減衰
器24と電気的可変移相器25との設定点を調整し、歪
検出回路1の動作について、これを構成する二つの経路
の伝送特性が互いに等振幅、かつ、逆位相となる所望の
平衡状態になるようにする。つぎに、制御回路36は、
ホモダイン検波回路40の出力レベルが最小値をとるよ
うに同様に電気的可変減衰器26と電気的可変移相器2
7との設定点を調整する。このようにして、歪除去回路
2の動作について、これを構成する二つの経路の伝送特
性が互いに等振幅、かつ、逆位相となる所望の平衡状態
になるようにする。さらに、フィードフォワード増幅器
の出力信号の中から発振器20による第1パイロット信
号を除去するために、出力端子17における第1パイロ
ット信号の出力レベルが最小値をとるように半固定可変
減衰器32と半固定可変移相器33との設定点を調整す
る。このとき、歪検出回路1および歪除去回路2は平衡
状態となるように制御された後であるから、出力端子1
7から漏洩する第1パイロット信号のレベルはある一定
値に保たれている。したがって、これら半固定可変減衰
器32と半固定可変移相器33の設定は常時行うのでは
なく、フィードフォワード増幅器の動作を開始するとき
に1回だけ行えばよい。また、半固定可変減衰器32と
半固定可変移相器33の設定値がわかっている場合は、
半固定可変減衰器32、半固定可変移相器33の代わり
に固定減衰器、固定移相器を用いてもよい。このように
して、第1パイロット信号を半固定可変減衰器32と半
固定可変移相器33と信号増幅器34によって方向性結
合器35に入力することは、フィードフォワード増幅器
の出力信号に、これに含まれている第1パイロット信号
と等振幅、かつ、逆位相で第1パイロット信号が注入さ
れ、出力端子17には第1パイロット信号は現れない。
この結果、二つの回路の最適調整点が自動的に設定さ
れ、線形性が良好なフィードフォワード増幅動作が実現
されるとともに、フィードフォワード増幅器の出力信号
から第1パイロット信号を除去することができる。な
お、ここでは図1の選択レベル計29,31のすべて
を、それぞれホモダイン検波回路39,40で構成した
が、選択レベル計29,31のうちの一つをホモダイン
検波回路で構成してもよい。同様に、図2中の選択レベ
ル計29,31のうちの一つあるいはすべてをホモダイ
ン検波回路で構成してもよい。
The operation of this circuit is as follows. When a signal is input as in the case of FIG. 1, the control circuit 36 controls the electric variable attenuator 24 so that the output level of the homodyne detection circuit 39 takes the minimum value. The set point with the variable phase shifter 25 is adjusted so that the operation of the distortion detection circuit 1 is in a desired equilibrium state in which the transmission characteristics of the two paths constituting the distortion detection circuit 1 are equal in amplitude and opposite in phase. I do. Next, the control circuit 36
Similarly, the electric variable attenuator 26 and the electric variable phase shifter 2 are arranged so that the output level of the homodyne detection circuit 40 takes the minimum value.
Adjust the set point with 7. In this way, the operation of the distortion removal circuit 2 is set to a desired equilibrium state in which the transmission characteristics of the two paths constituting the circuit have equal amplitudes and opposite phases. Further, in order to remove the first pilot signal by the oscillator 20 from the output signal of the feedforward amplifier, the semi-fixed variable attenuator 32 and the semi-fixed variable attenuator 32 are set so that the output level of the first pilot signal at the output terminal 17 takes a minimum value. The set point with the fixed variable phase shifter 33 is adjusted. At this time, since the distortion detection circuit 1 and the distortion removal circuit 2 have been controlled so as to be in a balanced state, the output terminal 1
The level of the first pilot signal leaking from 7 is kept at a certain value. Therefore, the setting of the semi-fixed variable attenuator 32 and the semi-fixed variable phase shifter 33 need not be performed at all times, but only once when the operation of the feedforward amplifier is started. If the set values of the semi-fixed variable attenuator 32 and the semi-fixed variable phase shifter 33 are known,
Instead of the semi-fixed variable attenuator 32 and the semi-fixed variable phase shifter 33, a fixed attenuator and a fixed phase shifter may be used. In this way, inputting the first pilot signal to the directional coupler 35 by the semi-fixed variable attenuator 32, the semi-fixed variable phase shifter 33, and the signal amplifier 34 converts the first pilot signal into an output signal of the feedforward amplifier. The first pilot signal is injected with the same amplitude and opposite phase as the included first pilot signal, and the first pilot signal does not appear at the output terminal 17.
As a result, the optimum adjustment points of the two circuits are automatically set, a feedforward amplification operation with good linearity is realized, and the first pilot signal can be removed from the output signal of the feedforward amplifier. Here, all of the selection level meters 29 and 31 in FIG. 1 are configured by the homodyne detection circuits 39 and 40, respectively. However, one of the selection level meters 29 and 31 may be configured by the homodyne detection circuit. . Similarly, one or all of the selection level meters 29 and 31 in FIG. 2 may be constituted by a homodyne detection circuit.

【0017】図4はこの発明のさらにほかの実施例を示
す。この実施例では、図3の構成例にさらに信号切替器
51,52が新たに設けられ、レベル検出手段はホモダ
イン検波回路39のみになっている。これは、切替器5
1,52がホモダイン検波回路39を共用するためであ
る。切替器51,52が実線のようにそれぞれ方向性結
合器28、発振器20に接続された場合は、動作は図3
における歪検出回路1の自動調整を行う場合と同様であ
る。また、切替器51,52が破線のようにそれぞれ方
向性結合器30、発振器22に接続された場合は、動作
は図3における歪除去回路2の自動調整を行う場合と同
様である。さらに、フィードフォワード増幅器出力信号
の中から発振器20による第1パイロット信号を除去す
るために、出力端子17における第1パイロット信号の
出力レベルが最小となるように半固定可変減衰器32と
半固定可変移相器33の設定点を調整する。このとき、
上記歪検出回路1および上記歪除去回路2は平衡状態と
なるように制御された後であるから、出力端子17から
漏洩する第1パイロット信号のレベルはある一定値に保
たれている。したがって、これら半固定可変減衰器32
と半固定可変移相器33の設定は常時行うのではなく、
フィードフォワード増幅器の動作を開始するときに1回
だけ行えばよい。また、半固定可変減衰器32と半固定
可変移相器33の設定値がわかっている場合は、半固定
可変減衰器32、半固定可変移相器33の代わりに固定
減衰器、固定移相器を用いてもよい。このようにして、
第1パイロット信号を半固定可変減衰器32と半固定可
変移相器33とを信号増幅器34によって方向性結合器
35に入力することは、第1パイロット信号を、フィー
ドフォワード増幅器の出力信号に、これに含まれている
第1パイロット信号成分と等振幅、かつ、逆位相条件で
注入することになるので、出力端子17には第1パイロ
ット信号は現れない。以上のように切替器45および4
6を切替えて、ホモダイン検波回路37の出力が最小値
をとるように制御回路36を動作させることにより、歪
検出回路1および歪除去回路2の最適動作状態を実現す
るとともに、フィードフォワード増幅器出力信号から第
1パイロット信号の除去を行うことができる。このよう
にして、フィードフォワード増幅器の最適動作状態を実
現することができる。
FIG. 4 shows still another embodiment of the present invention. In this embodiment, signal switches 51 and 52 are additionally provided in the configuration example of FIG. 3, and the level detection means is only the homodyne detection circuit 39. This is the switch 5
1 and 52 share the homodyne detection circuit 39. When the switches 51 and 52 are connected to the directional coupler 28 and the oscillator 20, respectively, as shown by the solid lines, the operation is as shown in FIG.
This is the same as the case where the automatic adjustment of the distortion detection circuit 1 is performed. When the switches 51 and 52 are connected to the directional coupler 30 and the oscillator 22, respectively, as indicated by broken lines, the operation is the same as that in the case of performing the automatic adjustment of the distortion removing circuit 2 in FIG. Further, in order to remove the first pilot signal by the oscillator 20 from the output signal of the feedforward amplifier, the semi-fixed variable attenuator 32 and the semi-fixed variable attenuator 32 are set so that the output level of the first pilot signal at the output terminal 17 is minimized. Adjust the set point of the phase shifter 33. At this time,
Since the distortion detection circuit 1 and the distortion removal circuit 2 have been controlled so as to be in a balanced state, the level of the first pilot signal leaking from the output terminal 17 is kept at a certain value. Therefore, these semi-fixed variable attenuators 32
And the setting of the semi-fixed variable phase shifter 33 are not always performed.
It only needs to be performed once when the operation of the feedforward amplifier is started. When the set values of the semi-fixed variable attenuator 32 and the semi-fixed variable phase shifter 33 are known, a fixed attenuator, a fixed phase shifter are used instead of the semi-fixed variable attenuator 32 and the semi-fixed variable phase shifter 33. A vessel may be used. In this way,
Inputting the first pilot signal to the directional coupler 35 by the signal amplifier 34 including the semi-fixed variable attenuator 32 and the semi-fixed variable phase shifter 33 converts the first pilot signal into an output signal of the feedforward amplifier. Since the injection is performed under the same phase and the opposite phase condition as the first pilot signal component included therein, the first pilot signal does not appear at the output terminal 17. As described above, the switches 45 and 4
6 to operate the control circuit 36 so that the output of the homodyne detection circuit 37 takes the minimum value, thereby realizing the optimum operation state of the distortion detection circuit 1 and the distortion removal circuit 2 and the output signal of the feedforward amplifier. , The first pilot signal can be removed. Thus, the optimum operation state of the feedforward amplifier can be realized.

【0018】[0018]

【発明の効果】以上説明したように、この発明により、
温度変化、電源変動等によって生じるフィードフォワー
ド増幅器の特性劣化を救済することができるから、通
信、放送等における送信用高出力増幅器はもとより、有
線通信中継器、オーディオ機器等の実用的な線形増幅器
としてフィードフォワード増幅器を広範囲に適用するこ
とができる。
As described above, according to the present invention,
Since it is possible to remedy the degradation of the characteristics of the feedforward amplifier caused by temperature changes, power supply fluctuations, etc., it can be used not only as a high-output amplifier for transmission in communications and broadcasting, but also as a practical linear amplifier for wired communication repeaters and audio equipment. Feedforward amplifiers can be widely applied.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】この発明の第一実施例を示すブロック図。FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of the present invention.

【図2】この発明の他の実施例を示すブロック図。FIG. 2 is a block diagram showing another embodiment of the present invention.

【図3】この発明のさらに他の実施例を示すブロック
図。
FIG. 3 is a block diagram showing still another embodiment of the present invention.

【図4】この発明のさらに他の実施例を示すブロック
図。
FIG. 4 is a block diagram showing still another embodiment of the present invention.

【図5】従来のフィードフォワード増幅器を示すブロッ
ク図。
FIG. 5 is a block diagram showing a conventional feedforward amplifier.

【図6】サーキュレータを用いた位相反転回路を示す
図。
FIG. 6 is a diagram showing a phase inversion circuit using a circulator.

【図7】フィードフォワード増幅器の振幅、位相不平衡
度と信号相殺量との計算例を示す図。
FIG. 7 is a diagram showing a calculation example of the amplitude, the degree of phase imbalance, and the amount of signal cancellation of the feedforward amplifier.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 歪検出回路 2 歪除去回路 7 主増幅器 12 補助増幅器 20 第1パイロット信号を出力する発振器 21,23,28,30,35 方向性結合器 22 第2パイロット信号を出力する発振器 24,26 電気的可変減衰器 25,27 電気的可変移相器 29,31 選択レベル計 32 半固定可変減衰器 33 半固定可変移相器 34 増幅器 36 制御回路 39,40 ホモダイン検波回路 REFERENCE SIGNS LIST 1 distortion detection circuit 2 distortion removal circuit 7 main amplifier 12 auxiliary amplifier 20 oscillator for outputting first pilot signal 21, 23, 28, 30, 35 directional coupler 22 oscillator for outputting second pilot signal 24, 26 electrical Variable attenuator 25, 27 Electric variable phase shifter 29, 31 Selection level meter 32 Semi-fixed variable attenuator 33 Semi-fixed variable phase shifter 34 Amplifier 36 Control circuit 39, 40 Homodyne detection circuit

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 前田 誠 東京都千代田区内幸町一丁目1番6号 日本電信電話株式会社内 (56)参考文献 特開 平1−198809(JP,A) ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (72) Inventor Makoto Maeda 1-6-6 Uchisaiwaicho, Chiyoda-ku, Tokyo Nippon Telegraph and Telephone Corporation (56) References JP-A-1-198809 (JP, A)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 主増幅器の非線形歪成分を検出する歪検
出回路と、その検出した歪成分を補助増幅器を用いて増
幅した後、上記主増幅器の出力に再び注入することによ
って歪成分の相殺を行う歪除去回路とを有するフィード
フォワード増幅器において、 上記フィードフォワード増幅器の入力経路に特定周波数
の第1パイロット信号を注入する第1注入手段と、 上記歪検出回路に挿入された第1電気的可変減衰手段、
第1電気的可変移相手段ならびに上記歪検出回路の上記
主増幅器の経路に挿入され、上記特定周波数と異なる特
定周波数の第2パイロット信号を注入する第2注入手段
と、 上記歪除去回路に挿入された第2電気的可変減衰手段、
第2電気的可変移相手段ならびに上記歪除去回路の上記
補助増幅器の経路に挿入され、上記第1パイロット信号
のレベルを検出する第1レベル検出手段と、 上記フィードフォワード増幅器の出力の経路の上記第2
パイロット信号のレベルを検出する第2レベル検出手段
と、 上記フィードフォワード増幅器の出力の経路に上記第1
パイロット信号を注入する第3注入手段と、 その第3注入手段により注入する上記第1パイロット信
号の供給経路に挿入された半固定可変減衰手段、半固定
可変移相手段ならびに増幅器と、 上記第1レベル検出手段の検出レベルが最小となるよう
に上記第1電気的可変減衰手段および上記第1電気的可
変移相手段を制御し、かつ、上記第2レベル検出手段の
検出レベルが最小となるように上記第2電気的可変減衰
手段および上記第2電気的可変移相手段を制御する制御
手段と、 を具備し、 上記半固定可変減衰手段の減衰量、上記半固定可変移相
手段の移相量、及び上記増幅器の利得が、上記第3注入
手段で注入された第1パイロット信号が上記フィードフ
ォワード増幅器の出力の経路に現れた第1パイロット信
号とほぼ等振幅、ほぼ逆位相となるように設定されてい
ことを特徴とするフィードフォワード増幅器。
1. A distortion detecting circuit for detecting a nonlinear distortion component of a main amplifier, and amplifying the detected distortion component using an auxiliary amplifier, and then injecting the amplified distortion component into an output of the main amplifier to cancel the distortion component. A first injection means for injecting a first pilot signal of a specific frequency into an input path of the feedforward amplifier, and a first electric variable attenuation inserted in the distortion detection circuit. means,
First electric variable phase shift means and second injection means inserted into a path of the main amplifier of the distortion detection circuit for injecting a second pilot signal of a specific frequency different from the specific frequency, and inserted into the distortion removal circuit Second electrically variable damping means,
First level detection means inserted into the path of the auxiliary amplifier of the distortion removing circuit and the second electrically variable phase shift means and detecting the level of the first pilot signal; and the first level detection means of the output path of the feedforward amplifier. Second
Second level detection means for detecting the level of a pilot signal; and the first level detection means in the path of the output of the feedforward amplifier.
A third injection means for injecting a pilot signal, a semi-fixed variable attenuating means, a semi-fixed variable phase shift means and an amplifier inserted in a supply path of the first pilot signal to be injected by the third injection means; The first electrically variable attenuating means and the first electrically variable phase shifting means are controlled so that the detection level of the level detection means is minimized, and the detection level of the second level detection means is minimized. and control means for controlling said second electrically variable attenuator means and said second electrical variable phase shifting means, were provided in the attenuation of the semi-fixed variable attenuating means, the semi-fixed variable phase
The amount of phase shift of the means and the gain of the amplifier are equal to the third injection.
The first pilot signal injected by the means
The first pilot signal appearing in the output amplifier output path
Signal is set to have almost the same amplitude and almost the opposite phase.
Feedforward amplifier, characterized in that that.
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