JP2745815B2 - 時間遅延補償を有する線形増幅器 - Google Patents

時間遅延補償を有する線形増幅器

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Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、一般に増幅器の分野に関し、特に線形増幅
器に関するものである。
発明の背景 無線送信機の電力増幅器のような、無線周波数（RF）
用の線形増幅器は、振幅および位相変調の両信号成分を
保持しながら、変調された搬送波信号の電力を増幅す
る。これに対し、飽和型RF増幅器は、一般に周波数変調
（FM）の無線送信機に使用され、信号の位相変調を保持
するが、振幅変調（AM）成分を除去するか、著しく歪ま
せる可能性がある。FM信号は、一般的に一定の振幅であ
るので、線形増幅を要求されない。しかしながら、デジ
タル・データを送受信するような、より高度な通信シス
テムでは、送信される信号の振幅変調と位相変調（PM）
が共に要求される。その結果、それらの信号を送信する
ためには、線形増幅器が必要となる。
負帰還は線形増幅器を実質的に提供するために一般に
使用される。そのような線形無線周波数増幅器は、一般
に増幅されたRF出力信号を導出する増幅器を進行（フォ
ワード）経路中に有する帰還ループ回路から構成され
る。一般にRF出力信号は復調され、ベースバンドでの帰
還信号を導出する。帰還信号は、フォワード信号経路の
加算器に与えられ、閉回路を形成する。
実際には、RF回路は、一般的にベースバンド回路から
離れて配置される。RF回路とベースバンド回路を隔離す
ることによって、帰還信号中に付加的な位相シフトとし
て現われる時間遅延を生みだし、閉回路の全位相マージ
ン（余裕）を減少させる。位相マージンの減少は、特定
の送信周波数で発振を起こさせる。
位相シフトを補償する手法は、帰還閉回路中の位相誤
差を測定することである。位相シフトの測定する既知の
方法は、最初に設定手順が要求される。しかしながら、
この方法の不利な点は位相シフトを測定するためには帰
還閉回路をこわさなくてはいけない、すなわち開放にし
なくてはならないということである。それに付け加え
て、位相誤差訂正回路は、最適の結果を導出するように
あらかじめ設定されなければならない。したがって、線
形増幅回路中の経路時間遅延による位相シフトを補償す
る単純化した手順を提供する必要がある。
発明の概略 簡潔にいうと、本発明によれば、入力信号を増幅する
線形増幅器は、フォワード信号経路と帰還経路を含む閉
回路によって構成される。フォワード信号経路は、出力
信号生成のために加算器と増幅器を含む。出力信号は、
帰還信号を生成するために帰還信号経路上に送り返され
る。加算器は、帰還信号を入力信号と比較し、誤差信号
を生成する。位相検出器は、帰還信号と誤差信号と継続
的に結合され、誤差信号と帰還信号との間の位相差を決
定して位相誤差信号を導出する。位相変化器は、位相誤
差信号に応答して、フォワード信号経路の信号の位相を
変える。
図面の簡単な説明 第１図を、本発明による線形増幅器のブロック図であ
る。
第２図は、本発明による線形増幅器を使用する無線機
のブロック図である。
好適な実施例の詳細な説明 第１図は参照して、本発明による線形増幅器100は、
フォワード信号経路（点線で示されたブロック190）お
よび帰還信号経路（点線で示されたブロック195）を有
する閉回路で構成され、実質的に安定し、歪みのない増
幅されたRF出力を提供する。本発明の好適な実施例にお
いて、線形増幅器100は、無線送信機用の合成ベースバ
ンド信号を増幅するために利用される。
線形増幅器100は、直角成分、すなわち、ＩおよびＱ
成分を有する合成ベースバンド信号から構成される入力
信号101を受信する。入力信号101は、加算器110に与え
られ、それはまた帰還信号111を受信し、誤差信号103を
導出する。誤差信号は、ベースバンド増幅器120によっ
て増幅され、増幅されたベースバンド信号105を導出す
る。アップ・ミキサ（UP MIXER）130は発振源からの搬
送信号117と位相変化器150を通過した搬送信号117を増
幅されたベースバンド信号130とアップ・ミックスし、
フォワード信号107を導出する。フォワード信号107は無
線周波数増幅器140によって増幅され、RF出力信号109を
導出する。この装置において、合成ベースバンド信号10
1、誤差信号103、増幅されたベースバンド信号105、お
よびフォワード信号107は、線形増幅器100のフォワード
信号経路上の信号を含む。
RF出力信号109は帰還がかけられ、ダウン・ミキサ（D
own Mixer）160に与えられる。ダウン・ミキサ160は、
無線周波数信号109と搬送波信号117を受信し、ベースバ
ンドで帰還信号111を導出する。帰還信号111は、加算器
110に与えられ、線形増幅器100の回路を閉回路とする。
それによって、帰還信号111とRF信号出力信号109もまた
帰還信号経路上の信号を含む。
本発明によって、位相検出器180は、継続して誤差信
号と帰還信号111に結合され、位相誤差信号103を導出す
る。位相検出器180は、誤差信号103と帰還信号111との
間の位相差を決定し、位相誤差信号113を生成する。位
相誤差信号は、位相誤差信号113を全時間にわたって積
分する積分器170に与えられ、積分された誤差信号115を
位相変化器150に提供する。本発明の好適な実施例で
は、積分器170は周知のマイクロプロセッサによって構
成される。位相変化器170は、積分された誤差信号115に
応答し、次に搬送信号117の位相を変え、フォワード信
号107に対して位相シフト量を導出し、閉回路の位相誤
差を補償する。フォワード信号経路にある合成された入
力信号109のような他の信号は、位相検出器180に入力さ
れると、位相誤差信号113を導出することが理解できる
であろう。位相変化器は、また、帰還経路に沿う信号の
位相を変化させるために使うことができる、したがっ
て、フォワード信号経路中の信号と帰還経路中の信号と
の間の位相差は、線形増幅器の閉回路内で位相誤差を補
償するために使用される。誤差信号と帰還信号は常時位
相検出器180に結合され、線形増幅器の閉回路をこわ
し、従来技術における初期設定がされる。
第２図を参照して、主に本発明による線形増幅器を利
用した典型的な双方向通信の無線機200のブロック図を
示す。無線機200は、受信機部分210および送信機部分22
0を含み、受信モードと送信モードの動作が可能とな
る。受信機部分210および送信機部分220は無線機200の
通信信号の通信手段、例えば送信および受信、によって
構成される。
受信モードでは、携帯無線機200は通信信号をアンテ
ナ201を介して受信する。送信／受信（T/R）スイッチ20
2は、受信通信信号をフィルタ203に結合し、受信通信信
号へ要求された感度を提供する。フィルタ203の出力
は、周知の受信機IF部分204に与えられ、ベースバンド
信号を再生する。受信機IF部分の出力は周知のオーディ
オ部分205、または、デジタル・シンク213に与えられ、
可聴メッセージを増幅しスピーカ206に出力する。
送信モードでは、可聴メッセージはマイクロフォン20
7または、デジタル源211を介して入力され、これらの出
力は周知の合成ベースバンド変調器208に与えられ、変
調信号を線形電力増幅器212に提供する。線形電力増幅
器212は、本発明の原理を利用し、合成ベースバンド信
号変調器208の出力を増幅する。線形電力増幅器212の出
力は、送信するためT/Rスイッチ202を通って、アンテナ
201に与えられる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−87708（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−107308（ＪＰ，Ａ)

Claims (10)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】フォワード信号経路と帰還信号経路とを有
    する線形増幅回路であって： 入力信号と帰還信号とを比較して誤差信号を提供する加
    算器； 前記誤差信号によって生成されるフォワード信号を増幅
    し、その出力信号を提供する増幅器であって、前記出力
    信号は前記帰還信号経路上に帰還され前記帰還信号を生
    成する、フォワード信号増幅器； 前記誤差信号および前記帰還信号を連続的に結合し、位
    相誤差信号を提供する位相検出器；および 前記位相誤差信号に応答してフォワード信号経路上の信
    号の位相を変化させる位相変化器； によって構成されることを特徴とする線形増幅回路。
  2. 【請求項２】前記誤差信号をアップ・ミックスし、前記
    フォワード信号を導出するアップ・ミキサ；および 前記出力信号をダウン・ミックスし、前記帰還信号を導
    出するダウン・ミキサ； によってさらに構成されることを特徴とする請求項１記
    載の線形増幅回路。
  3. 【請求項３】前記誤差信号および前記出力信号は、搬送
    波信号によってそれぞれミックス・アップおよびミック
    ス・ダウンされることを特徴とする請求項２記載の線形
    増幅回路。
  4. 【請求項４】前記位相変化器は前記搬送波信号の位相を
    変化させることを特徴とする請求項３記載の線形増幅回
    路。
  5. 【請求項５】積分器は、積分された誤差信号を前記位相
    変化器に与える積分器をさらに含むことを特徴とする請
    求項１記載の線形増幅回路。
  6. 【請求項６】通信信号を送信する手段を含んで構成され
    る無線機の、線形増幅回路であって： 前記入力信号と前記帰還信号とを比較して、誤差信号を
    提供する加算器； 前記誤差信号によって生成されるフォワード信号を増幅
    し、その出力信号を提供する増幅器であって、前記出力
    信号は帰還され前記帰還信号を生成する、フォワード信
    号増幅器； 前記誤差信号および前記帰還信号を連続的に結合し、位
    相誤差信号を導出する位相検出器；および 前記誤差信号に応答してフォワード信号の位相を変化さ
    せる位相変化器； によって構成されることを特徴とする線形増幅回路。
  7. 【請求項７】前記誤差信号をアップ・ミックスし、前記
    フォワード信号を生成するアップ・ミキサ；および 前記出力信号をダウン・ミックスし、前記帰還信号を生
    成するダウン・ミキサ； によってさらに構成されることを特徴とする請求項６記
    載の線形増幅回路。
  8. 【請求項８】前記誤差信号および前記出力信号は、搬送
    波信号によってそれぞれミックス・アップおよびミック
    ス・ダウンされることを特徴とする請求項７記載の線形
    増幅回路。
  9. 【請求項９】前記位相変化器は前記搬送波信号の位相を
    変化させることを特徴とする請求項８記載の線形増幅回
    路。
  10. 【請求項１０】前記位相誤差信号を積分し、積分された
    位相誤差信号を前記位相変化器に与える積分器をさらに
    含むことを特徴とする請求項６記載の線形増幅回路。
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