JP3364149B2 - How to measure the overall characteristics of an amplifier - Google Patents

How to measure the overall characteristics of an amplifier

Info

Publication number
JP3364149B2
JP3364149B2 JP05080898A JP5080898A JP3364149B2 JP 3364149 B2 JP3364149 B2 JP 3364149B2 JP 05080898 A JP05080898 A JP 05080898A JP 5080898 A JP5080898 A JP 5080898A JP 3364149 B2 JP3364149 B2 JP 3364149B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
amplifier
output
input
power
characteristic
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP05080898A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH11248774A (en
Inventor
康之 伊藤
幸宣 垂井
一富 森
和久 山内
正敏 中山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP05080898A priority Critical patent/JP3364149B2/en
Publication of JPH11248774A publication Critical patent/JPH11248774A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3364149B2 publication Critical patent/JP3364149B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Testing Electric Properties And Detecting Electric Faults (AREA)
  • Amplifiers (AREA)
  • Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、マイクロ波およ
びミリ波で使用される増幅器の総合特性を測定する増幅
器の総合特性測定方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for measuring general characteristics of an amplifier used for microwaves and millimeter waves.

【0002】[0002]

【従来の技術】図21は単位増幅器がN個縦続接続され
た増幅器を示す構成図である。図示される増幅器全体の
総合特性は次のアルゴリズムに従って求められる。今、
in(1)は初段の単位増幅器の入力電力、P
out(N)は最終段の単位増幅器の出力電力、P
in(k)はk番目の単位増幅器の入力電力、P
out(k)はk番目の単位増幅器の出力電力、Id(k)
はk番目の単位増幅器のドレーン電流、Vd(k)はk
番目の単位増幅器のドレーン電圧であり、ここで、k番
目の増幅器の入力電力Pin(k)に対する出力電力P
out(k)、ドレーン電流Id(k)、ドレーン電圧Vd
(k)は、いわゆる入出力特性を示す。
2. Description of the Related Art FIG. 21 is a block diagram showing an amplifier in which N unit amplifiers are cascade-connected. The overall characteristics of the entire illustrated amplifier are obtained according to the following algorithm. now,
P in (1) is the input power of the first stage unit amplifier, P
out (N) is the output power of the final stage unit amplifier, P
in (k) is the input power of the k-th unit amplifier, P
out (k) is the output power of the k-th unit amplifier, I d (k)
Is the drain current of the kth unit amplifier, and V d (k) is k
The drain voltage of the th unit amplifier, where the output power P of the input power P in (k) of the kth amplifier is
out (k), drain current I d (k), drain voltage V d
(K) shows so-called input / output characteristics.

【0003】増幅器の総合特性の計算は、まず、初段の
入力電力Pin(1)を決め、初段の単位増幅器の入出力
特性から出力電力Pout(1)、ドレーン電流I
d(1)、ドレーン電圧Vd(1)を求める。次に、出力
電力Pout(1)をPin(2)として、同様に、2番目
の単位増幅器の入出力特性よりPout(2)、 I
d(2)、Vd(2)を求め、最後に、最終段の単位増幅
器の出力電力Pout(N)を求めることにより行われ
る。ここで、電力の単位をW、電流の単位をA、電圧の
単位をVとすると、N個の単位増幅器を縦続接続した増
幅器全体の利得G[dB]、出力電力Pout[W]、ド
レーン効率ηd[%]は次式(1)〜(3)で与えられ
る。
In the calculation of the overall characteristics of the amplifier, first, the input power P in (1) of the first stage is determined, and the output power P out (1) and the drain current I are determined from the input / output characteristics of the unit amplifier of the first stage.
d (1) and drain voltage V d (1) are obtained. Next, using the output power P out (1) as P in (2), similarly, P out (2), I from the input / output characteristics of the second unit amplifier
This is performed by obtaining d (2) and V d (2), and finally obtaining the output power P out (N) of the final stage unit amplifier. Here, assuming that the unit of power is W, the unit of current is A, and the unit of voltage is V, the gain G [dB] of the entire amplifier in which N unit amplifiers are cascaded, the output power P out [W], and the drain are drained. The efficiency η d [%] is given by the following equations (1) to (3).

【0004】[0004]

【数1】 [Equation 1]

【0005】また、図22は単位増幅器がN個並列接続
された増幅器を示す構成図である。図示される増幅器全
体の総合特性は次のアルゴリズムに従って求められる。
今、1からNは単位増幅器であり、通常同じ特性を有す
る単位増幅器が並列接続されていると仮定して計算を行
う。Pinは増幅器全体の入力電力、Poutは増幅器全体
の出力電力とする。Pin(k)はk番目の単位増幅器の
入力電力、Pou t(k)はk番目の単位増幅器の出力電
力、Id(k)はk番目の単位増幅器のドレーン電流、
d(k)はk番目の単位増幅器のドレーン電圧であ
る。
FIG. 22 is a block diagram showing an amplifier in which N unit amplifiers are connected in parallel. The overall characteristics of the entire illustrated amplifier are obtained according to the following algorithm.
Now, 1 to N are unit amplifiers, and the calculation is performed assuming that unit amplifiers having the same characteristics are connected in parallel. P in is the input power of the entire amplifier, and P out is the output power of the entire amplifier. P in (k) is the input power of the k th unit amplifier, P ou t (k) is the output power of the k th unit amplifiers, I d (k) is the drain current of the k-th unit amplifier,
V d (k) is the drain voltage of the kth unit amplifier.

【0006】図22に示すk番目の単位増幅器の入出力
特性のような同じ特性を有する単位増幅器を並列接続す
ると、k番目の単位増幅器への入力電力はPin/Nとな
り、Pin(k)=Pin/Nになる。次に、k番目の単位
増幅器の入出力特性からPin(k)=Pin/NでのP
out(k)、Id(k)、Vd(k)を求める。同じ特性
を有する単位増幅器を並列接続すると、Pout=N・P
out(k)となり、出力電力が得られる。電力の単位を
W、電流の単位をA、電圧の単位をVとすると、N個の
単位増幅器を並列接続した増幅器全体の利得G[d
B]、出力電力Pout[W]、ドレーン効率ηd[%]は
次式(4)〜(6)で与えられる。なお、ドレーン効率
ηdとは、外部から加えられる電力を出力電力に変換す
る能力を示す。
When unit amplifiers having the same characteristics as the input / output characteristics of the kth unit amplifier shown in FIG. 22 are connected in parallel, the input power to the kth unit amplifier becomes P in / N, and P in (k ) = P in / N. Next, from the input / output characteristics of the k-th unit amplifier, P in (P in (k) = P in / N)
Out (k), I d (k), and V d (k) are calculated. If unit amplifiers having the same characteristics are connected in parallel, P out = N · P
out (k), and output power is obtained. When the unit of power is W, the unit of current is A, and the unit of voltage is V, the gain G [d of the entire amplifier in which N unit amplifiers are connected in parallel is given.
B], output power P out [W], and drain efficiency η d [%] are given by the following equations (4) to (6). The drain efficiency η d indicates the ability to convert the power applied from the outside into the output power.

【0007】[0007]

【数2】 [Equation 2]

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した図
21に示す増幅器における総合特性を求めるアルゴリズ
ムでは、各単位増幅器の入出力に接続される負荷は50
Ωと仮定し、前段の単位増幅器の出力電力を後段の単位
増幅器の入力電力とする単純な計算を行っている。しか
し、実際には単位増幅器の入出力に接続される負荷は5
0Ωではなく、入力側は前段の増幅器全体の出力インピ
ーダンス、出力側は後段の増幅器全体の入力インピーダ
ンスになる。通常、増幅器の入出力特性は入出力に接続
される負荷に応じて変化するため、上述したアルゴリズ
ムでは計算精度が劣化する問題がある。
By the way, in the algorithm for obtaining the overall characteristic in the amplifier shown in FIG. 21, the load connected to the input / output of each unit amplifier is 50.
Assuming Ω, a simple calculation is performed with the output power of the unit amplifier in the preceding stage as the input power of the unit amplifier in the subsequent stage. However, the load connected to the input / output of the unit amplifier is actually 5
Instead of 0Ω, the input side becomes the output impedance of the entire front-stage amplifier, and the output side becomes the input impedance of the whole rear-stage amplifier. Normally, the input / output characteristics of the amplifier change according to the load connected to the input / output, so that the algorithm described above has a problem that the calculation accuracy deteriorates.

【0009】また、一般的に増幅器のSパラメータは入
力電力に応じて変化するため、各単位増幅器に接続され
る入出力負荷インピーダンスの値は入力電力に依存して
変化する。上述したアルゴリズムにおいては、各単位増
幅器の入出力に接続される負荷を入力電力に依存しない
50Ωと仮定しているため、計算精度が劣化する問題が
ある。また任意の2つの端子間で定義される4端子回路
の安定係数の計算においても、入力電力に依存したSパ
ラメータを用いないアルゴリズムでは精度が劣化する問
題がある。
Further, since the S parameter of the amplifier generally changes according to the input power, the value of the input / output load impedance connected to each unit amplifier changes depending on the input power. In the algorithm described above, the load connected to the input and output of each unit amplifier is assumed to be 50Ω, which does not depend on the input power, so that there is a problem that the calculation accuracy deteriorates. Further, also in the calculation of the stability factor of the four-terminal circuit defined between any two terminals, there is a problem that the accuracy is deteriorated by the algorithm that does not use the S parameter depending on the input power.

【0010】また、単位増幅器が多段に縦続または並列
接続された増幅器には、通常、単位増幅器以外に整合回
路、バイアス回路などが接続される。従って、整合回路
やバイアス回路も含めて各単位増幅器の入出力に接続さ
れる負荷インピーダンスを計算し、ロードプルデータよ
り入出力特性を計算し、増幅器全体の総合特性を計算す
る必要がある。図21に示す増幅器における総合特性を
求めるアルゴリズムにおいては、上記の整合回路やバイ
アス回路の影響を考慮に入れていないため、計算精度が
劣化する問題がある。
In addition to the unit amplifiers, a matching circuit, a bias circuit, etc. are usually connected to the amplifiers in which the unit amplifiers are cascaded or connected in parallel in multiple stages. Therefore, it is necessary to calculate the load impedance connected to the input / output of each unit amplifier including the matching circuit and the bias circuit, calculate the input / output characteristic from the load pull data, and calculate the overall characteristic of the entire amplifier. The algorithm for obtaining the overall characteristic in the amplifier shown in FIG. 21 does not take into consideration the influence of the matching circuit and the bias circuit described above, and thus there is a problem that the calculation accuracy deteriorates.

【0011】また、図21に示す増幅器における総合特
性を求めるアルゴリズムにおいては、入力信号として単
一周波数での連続波を仮定しているため、移動体通信や
衛星通信で用いられる周波数が隣接する2波の信号、π
/4シフトQPSK変調波、雑音に見立てたマルチキャ
リア信号を増幅した際に生じる歪み特性を計算できない
問題がある。また周波数に依存した増幅器の総合特性も
計算できない問題がある。
Further, in the algorithm for obtaining the overall characteristic in the amplifier shown in FIG. 21, since a continuous wave having a single frequency is assumed as an input signal, frequencies used in mobile communication and satellite communication are adjacent to each other. Wave signal, π
There is a problem in that it is not possible to calculate the distortion characteristics that occur when amplifying a / 4 shift QPSK modulated wave and a multicarrier signal that is regarded as noise. There is also a problem that the total characteristics of the amplifier depending on the frequency cannot be calculated.

【0012】さらに、図21に示す計算アルゴリズムに
おいては、増幅器の前段に周波数変換回路や変調回路が
接続された場合、周波数変換回路や変調回路を含めた増
幅器全体の総合特性を計算することができない問題があ
る。
Further, in the calculation algorithm shown in FIG. 21, when the frequency conversion circuit or the modulation circuit is connected in the preceding stage of the amplifier, it is not possible to calculate the total characteristic of the entire amplifier including the frequency conversion circuit or the modulation circuit. There's a problem.

【0013】他方、図22に示す増幅器における総合特
性を求めるアルゴリズムにおいては、同じ特性を有する
単位増幅器をN個並列接続すると仮定し、各単位増幅器
への入力電力は1/N、各単位増幅器からの出力電力は
N倍になるとしている。しかし、実際には、分配・合成
する数Nに比例して分配損失や合成損失が生じるため、
計算精度が劣化する問題がある。
On the other hand, in the algorithm for obtaining the overall characteristic in the amplifier shown in FIG. 22, it is assumed that N unit amplifiers having the same characteristic are connected in parallel, the input power to each unit amplifier is 1 / N, Output power will be N times higher. However, in reality, distribution loss and combined loss occur in proportion to the number N of distributed and combined,
There is a problem that the calculation accuracy deteriorates.

【0014】この発明は上述した従来例に係る問題点を
解消するためになされたもので、単位増幅器が多段に縦
続または並列接続された増幅器全体の総合特性を、入出
力負荷の影響を考慮して精度よく測定することができる
増幅器の総合特性測定方法を得ることを目的とする。ま
た、整合回路、周波数変換回路、変調回路も含めて総合
特性を求めることができ、さらに、周波数が隣接する2
波の信号、π/4シフトQPSK変調波、雑音に見立て
たマルチキャリア信号を増幅した際に生じる歪み特性も
測定できるようにした増幅器の総合特性測定方法を得る
ことを目的とする。
The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems of the conventional example, and considers the influence of the input / output load on the overall characteristics of the entire amplifier in which unit amplifiers are cascaded or connected in parallel. The purpose of the present invention is to obtain a method for measuring the overall characteristics of an amplifier, which enables accurate measurement with high accuracy. In addition, the total characteristics can be obtained including the matching circuit, the frequency conversion circuit, and the modulation circuit.
It is an object of the present invention to obtain an overall characteristic measuring method of an amplifier capable of measuring a distortion characteristic generated when a multi-carrier signal which is regarded as a noise, a π / 4 shift QPSK modulated wave and a noise is measured.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】この発明に係る増幅器の
総合特性測定方法は、単位増幅器が多段に縦続または並
列接続された増幅器全体の総合特性を測定する増幅器の
総合特性測定方法において、各段の単位増幅器のロード
プルデータおよびSパラメータを用い、各段の単位増幅
器の入出力に接続される負荷を考慮に入れて、増幅器全
体の利得、出力、効率、位相変化量、安定係数、Sパラ
メータの総合特性を求めることを特徴とするものであ
る。
SUMMARY OF THE INVENTION An amplifier overall characteristic measuring method according to the present invention is an amplifier overall characteristic measuring method for measuring the overall characteristic of an entire amplifier in which unit amplifiers are cascaded or connected in parallel. Using the load pull data and S-parameters of the unit amplifier, the gain, output, efficiency, phase change amount, stability coefficient, and S-parameter of the entire amplifier are taken into consideration, taking into account the load connected to the input and output of the unit amplifier of each stage. It is characterized in that the total characteristic of is obtained.

【0016】また、周波数が隣接する2波の信号、π/
4シフトQPSK変調波、雑音に見立てたマルチキャリ
ア信号を増幅した場合に生じる相互変調歪み、隣接チャ
ネル漏洩電力、Noise Power Ratio の歪み特性を求める
ことを特徴とするものである。
Further, two wave signals whose frequencies are adjacent to each other, π /
It is characterized in that a 4-shift QPSK modulated wave, intermodulation distortion that occurs when a multicarrier signal that is regarded as noise is amplified, adjacent channel leakage power, and distortion characteristics of Noise Power Ratio are obtained.

【0017】また、整合回路を集中定数素子および分布
定数素子またはSパラメータで定義し、各段の単位増幅
器の入出力に整合回路を接続した増幅器全体の総合特性
を求めることを特徴とするものである。
Further, the matching circuit is defined by lumped constant elements and distributed constant elements or S-parameters, and the overall characteristic of the entire amplifier in which the matching circuit is connected to the input and output of the unit amplifier of each stage is obtained. is there.

【0018】また、整合回路を構成する素子の値を変化
させながら、増幅器全体の利得、出力、効率、位相変化
量、安定係数、Sパラメータ、歪み特性の総合特性を求
めることを特徴とするものである。
Further, it is characterized in that the total characteristics of the gain, output, efficiency, phase change amount, stability coefficient, S parameter, and distortion characteristic of the entire amplifier are obtained while changing the values of the elements constituting the matching circuit. Is.

【0019】また、単位増幅器または整合回路素子を接
続する任意の端子から電源側または負荷側の反射係数を
入力電力に依存して求めることを特徴とするものであ
る。
Further, the present invention is characterized in that the reflection coefficient on the power source side or the load side is obtained depending on the input power from an arbitrary terminal to which the unit amplifier or the matching circuit element is connected.

【0020】また、単位増幅器または整合回路素子を接
続する任意の端子間で定義される4端子回路の安定係数
を入力電力に依存して求めることを特徴とするものであ
る。
Further, the present invention is characterized in that a stability coefficient of a four-terminal circuit defined between arbitrary terminals connecting unit amplifiers or matching circuit elements is obtained depending on input power.

【0021】また、各段の単位増幅器をN(Nは正の実
数)個並列合成し、合成数Nに応じた利得および出力の
劣化量を定義することを特徴とするものである。
Further, N unit amplifiers at each stage (N is a positive real number) are combined in parallel, and the gain and the output deterioration amount according to the combined number N are defined.

【0022】また、各段の単位増幅器の入出力に接続さ
れる任意の負荷に対する入出力特性を隣接する3点の負
荷での入出力特性から距離の重み付けによる3点補間に
より求めることを特徴とするものである。
Further, it is characterized in that the input / output characteristics for an arbitrary load connected to the input / output of the unit amplifier of each stage are obtained from the input / output characteristics at the loads of three adjacent points by three-point interpolation by weighting the distance. To do.

【0023】また、各段の単位増幅器のロードプルデー
タを、単位増幅器の入出力に接続される負荷の反射係数
毎に、入力電力に対する出力電力、消費電力、利得、電
力付加効率、ドレーン効率、位相変化量、ドレーン電
流、ドレーン電圧のフォーマットで表現し、1つのデー
タファイルにすることを特徴とするものである。
Further, the load pull data of the unit amplifier of each stage is output for each reflection coefficient of the load connected to the input / output of the unit amplifier, the output power with respect to the input power, the power consumption, the gain, the power addition efficiency, the drain efficiency, It is characterized in that it is expressed in the format of the amount of phase change, the drain current, and the drain voltage to form one data file.

【0024】また、各段の単位増幅器のSパラメータ
を、周波数に対するSパラメータの変化で表現した小信
号Sパラメータフォーマットおよび周波数毎に入力電力
に対するSパラメータの変化で表現した大信号Sパラメ
ータフォーマットで与えることを特徴とするものであ
る。
The S-parameters of the unit amplifiers in each stage are given in a small signal S-parameter format expressed by a change of the S-parameters with respect to the frequency and a large-signal S-parameter format expressed by a change of the S-parameters with respect to the input power for each frequency. It is characterized by that.

【0025】また、単位増幅器、整合回路、増幅器全体
のSパラメータ、ロードプルデータ、反射係数をスミス
チャートに表示し、スミスチャートの或る領域を選択
し、その領域の拡大、縮小を行うことを特徴とするもの
である。
Further, the unit amplifier, the matching circuit, the S parameter of the entire amplifier, the load pull data, and the reflection coefficient are displayed on the Smith chart, a certain area of the Smith chart is selected, and the area is enlarged or reduced. It is a feature.

【0026】また、増幅器全体の利得、出力、効率、位
相変化量、安定係数、Sパラメータ、相互変調歪み、隣
接チャネル漏洩電力、Noise Power Ratio の総合特性を
周波数をパラメータとして求めることを特徴とするもの
である。
Further, the overall characteristics of the gain, output, efficiency, phase change amount, stability coefficient, S parameter, intermodulation distortion, adjacent channel leakage power, and Noise Power Ratio of the entire amplifier are obtained by using the frequency as a parameter. It is a thing.

【0027】また、増幅器の前段に周波数変換回路また
は変調回路を接続し、周波数変換回路または変調回路を
含めた増幅器全体の利得、出力、効率、位相変化量、安
定係数、Sパラメータ、相互変調歪み、隣接チャネル漏
洩電力、Noise Power Ratioの総合特性を求めることを
特徴とするものである。
Further, a frequency conversion circuit or a modulation circuit is connected in front of the amplifier, and the gain, output, efficiency, phase change amount, stability coefficient, S parameter, and intermodulation distortion of the entire amplifier including the frequency conversion circuit or the modulation circuit. It is characterized in that the total characteristics of adjacent channel leakage power and Noise Power Ratio are obtained.

【0028】さらに、上記単位増幅器はFETでなり、
FETのロードプルデータ及びSパラメータを用いて、
増幅器全体の利得、出力、効率、安定係数、Sパラメー
タ、歪み特性を求めることを特徴とするものである。
Further, the unit amplifier is an FET,
Using the FET load pull data and S-parameters,
It is characterized in that the gain, output, efficiency, stability coefficient, S parameter, and distortion characteristic of the entire amplifier are obtained.

【0029】[0029]

【発明の実施の形態】実施の形態1.図1は実施の形態
1に係る増幅器の総合特性測定方法を説明するためのも
ので、2個の単位増幅器を縦続接続してなる増幅器の構
成図(a)と説明に供する表(b)を示している。図1
の(a)において、1は入力端子、2は出力端子、3は
ドライバ段増幅器、4はパワー段増幅器を示す。なお、
この実施の形態1では、単位増幅器を2段の場合につい
て述べるが、多段の場合についても適用できる。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiment 1. FIG. 1 is for explaining an overall characteristic measuring method of an amplifier according to the first embodiment, and shows a configuration diagram (a) of an amplifier in which two unit amplifiers are connected in cascade and a table (b) used for the explanation. Shows. Figure 1
1A, 1 is an input terminal, 2 is an output terminal, 3 is a driver stage amplifier, and 4 is a power stage amplifier. In addition,
In the first embodiment, the case where the unit amplifier has two stages is described, but the case where the unit amplifier has multiple stages is also applicable.

【0030】図示されるように、2個の単位増幅器(ド
ライバ段増幅器およびパワー段増幅器)を単純に縦続接
続された2段増幅器の利得、出力、効率、位相変化量の
計算について述べる。ドライバ段増幅器3から電源側を
見た反射係数をΓi(1)、負荷側を見た反射係数をΓo
(1)、また、パワー段増幅器4から電源側を見た反射
係数をΓi(2)、負荷側を見た反射係数をΓo(2)と
する。2段増幅器の利得、出力、効率、位相変化量の計
算に必要なドライバ段増幅器3およびパワー段増幅器4
の利得G(1),G(2)、消費電力Pdc(1),Pdc
(1)、入力電力Pin(1),Pin(2)、出力電力P
out(1),Pout(2)、位相変化量φ(1),φ
(2)はロードプルデータから得られるものであり、図
1の(b)に示した記号および単位で表現する。
As shown in the figure, the calculation of gain, output, efficiency and phase change amount of a two-stage amplifier in which two unit amplifiers (driver stage amplifier and power stage amplifier) are simply cascaded will be described. The reflection coefficient from the driver stage amplifier 3 as viewed from the power supply side is Γ i (1), and the reflection coefficient from the load side is Γ o
(1) In addition, the reflection coefficient viewed from the power stage amplifier 4 on the power supply side is Γ i (2), and the reflection coefficient viewed from the load side is Γ o (2). Driver stage amplifier 3 and power stage amplifier 4 required for calculation of gain, output, efficiency, and amount of phase change of two-stage amplifier
Gains G (1), G (2), power consumption P dc (1), P dc
(1), input power P in (1), P in (2), output power P
out (1), P out (2), phase change amount φ (1), φ
(2) is obtained from the load pull data and is expressed by the symbols and units shown in (b) of FIG.

【0031】2段増幅器の利得、出力、効率、位相変化
量の計算の基本は、先ず、ドライバ段3およびパワー段
増幅器4の入出力電力、入出力負荷の反射係数を計算し
てから、次に、利得、効率、位相変化量を計算する。2
段増幅器の出力電力を計算するフローチャートを図2に
示す。図2に示すように、最初に、2段増幅器(SSP
A)の入力電力Pinを設定する(ステップS1)。入力
電力Pinはドライバ段増幅器3のロードプルデータが存
在する範囲に限られる。ドライバ段増幅器3の入力電力
in(1)は、入力回路が接続されていないので、Pin
(1)=Pinとなる(ステップS2)。
The basics for calculating the gain, output, efficiency and phase change amount of the two-stage amplifier are as follows. First, the input / output power of the driver stage 3 and the power stage amplifier 4 and the reflection coefficient of the input / output load are calculated, and then the Then, gain, efficiency, and phase change amount are calculated. Two
A flow chart for calculating the output power of the stage amplifier is shown in FIG. As shown in FIG. 2, first, a two-stage amplifier (SSP)
The input power P in of A) is set (step S1). The input power P in is limited to the range in which the load pull data of the driver stage amplifier 3 exists. The input power P in (1) of the driver stage amplifier 3 is P in because the input circuit is not connected.
(1) = P in (step S2).

【0032】次に、ドライバ段増幅器3に接続される入
出力負荷の影響を考慮するために入出力負荷の反射係数
を計算する。入力側は50Ωであるので、Γi(1)=
0である。出力側はパワー段増幅器4が接続されている
ので、Γo(1)=S11(2)となる。S11(2)はパ
ワー段増幅器4の入力電力Pin(2)のレベルに依存し
て変化するので、ここでは、初期値Pin(2)'として
線形動作を仮定し、Pin(2)'=−100dBmとし
ている(ステップS3,S4)。
Next, the reflection coefficient of the input / output load is calculated in order to consider the influence of the input / output load connected to the driver stage amplifier 3. Since the input side is 50Ω, Γ i (1) =
It is 0. Since the power stage amplifier 4 is connected to the output side, Γ o (1) = S 11 (2). Since S 11 (2) changes depending on the level of the input power P in (2) of the power stage amplifier 4, a linear operation is assumed as the initial value P in (2) ′, and P in (2 ) ′ = − 100 dBm (steps S3 and S4).

【0033】ドライバ段増幅器3の入力電力Pin(1)
および入出力負荷(Γi(1),Γo(1))が決まった
ので、ロードプルデータから入出力特性のデータ(P
out(1),Pdc(1),G(1),φ(1))を読み
込む。図2において、f1はロードプルデータからの読
み込みを意味する。パワー段増幅器4の入力電力P
in(2)は、ドライバ段増幅器3とパワー段増幅器4の
間に何も接続されていないので、Pin(2)=P
out(1)となる。ここで、初期値Pin(2)'と比較を
行い、Pin(2)とPin(2)'が異なれば、また、ド
ライバ段増幅器3の入出力負荷の計算のところに戻り、
in(2)=Pin(2)'が得られるまで計算を繰り返
す(ステップS5〜S7)。
Input power P in of driver stage amplifier 3 (1)
Since the input and output loads (Γ i (1), Γ o (1)) are determined, the input / output characteristic data (P
Out (1), P dc (1), G (1), φ (1)) are read. In FIG. 2, f1 means reading from load pull data. Input power P of power stage amplifier 4
Since in (2) is not connected between the driver stage amplifier 3 and the power stage amplifier 4, P in (2) = P
It becomes out (1). Here, a comparison is made with the initial value P in (2) ′, and if P in (2) and P in (2) ′ are different, the calculation returns to the input / output load of the driver stage amplifier 3,
The calculation is repeated until P in (2) = P in (2) ′ is obtained (steps S5 to S7).

【0034】次に、パワー段増幅器4に接続される入出
力負荷の影響を考慮するために入出力負荷の反射係数を
計算する。入力側はドライバ段増幅器3が接続されてい
るので、Γi(2)=S22(1)となる。出力側は50
Ωであるので、Γo(2)=0である(ステップS
8)。パワー段増幅器4の入力電力Pin(2)および入
出力負荷(Γi(2), Γo(2))が決まったので、ロ
ードプルデータから入出力特性のデータ(Pout(2),
dc(2),G(2), φ(2))を読み込む。図2に
おいて、f(2)はロードプルデータからの読み込みを
意味する。2段増幅器の出力電力Poutは、パワー段増
幅器4に出力回路が接続されていないので、Pout=P
out(2)となる(ステップS9,S10)。
Next, the reflection coefficient of the input / output load is calculated in order to consider the influence of the input / output load connected to the power stage amplifier 4. Since the driver stage amplifier 3 is connected to the input side, Γ i (2) = S 22 (1). Output side is 50
Ω, so Γ o (2) = 0 (step S
8). Since the input power P in (2) and the input / output load (Γ i (2), Γ o (2)) of the power stage amplifier 4 are determined, the input / output characteristic data (P out (2),
Read P dc (2), G (2), φ (2)). In FIG. 2, f (2) means reading from load pull data. The output power P out of the two-stage amplifier is P out = P because the output circuit is not connected to the power stage amplifier 4.
out (2) (steps S9 and S10).

【0035】以上の結果より、2段増幅器の利得G、出
力Pout、電力付加効率ηadd,ドレーン効率ηd、位相
変化量φは次式(7)〜(12)のように計算される。
なお、Pdc(1)はドライバ段増幅器3の消費電力、P
dc(2)はパワー段増幅器4の消費電力であり、また、
電力付加効率ηadd は、出力電力のうち入力から加えら
れた電力を差し引いた際の外部から加えられた電力を出
力電力に変換する能力を示し、増幅器の利得が大きい場
合には入力電力は小さくなり、ドレーン効率ηd とほと
んど同じになる。
From the above results, the gain G, the output P out , the power added efficiency η add , the drain efficiency η d , and the phase change φ of the two-stage amplifier are calculated by the following equations (7) to (12). .
Note that P dc (1) is the power consumption of the driver stage amplifier 3, P
dc (2) is the power consumption of the power stage amplifier 4, and
The power added efficiency η add indicates the ability to convert the power added from the outside into the output power when the power added from the input is subtracted from the output power, and the input power is small when the gain of the amplifier is large. And becomes almost the same as the drain efficiency η d .

【0036】[0036]

【数3】 [Equation 3]

【0037】なお、ここで、ロードプルデータは、入力
負荷Γi、出力負荷Γo、入力電力Pinに依存した出力電
力Pout、消費電力Pdc、利得G、電力付加効率ηadd
ドレーン効率ηd、位相変化量(φ,Phase)、ドレーン
電流Id、ドレーン電圧Vdである。上記パラメータの
内、実際に測定するのは、出力電力Pout、位相変化量
(φ,Phase)、ドレーン電流Id、ドレーン電圧Vd
あり、消費電力Pdc、利得G、電力付加効率ηadd、ド
レーン効率ηdは測定結果より計算で求める。ロードプ
ルデータのフォーマットは、先ず、入力負荷の数n×出
力負荷の数mの総数を示し、続いて、入力側の反射係数
Γi、出力側の反射係数Γo、入力電力Pinの数を示し、
その後は、入力電力Pinに対する出力電力Pout、消費
電力Pdc、利得G、電力付加効率ηadd、ドレーン効率
ηd、位相変化量(φ,Phase)、ドレーン電流Id、ド
レーン電圧Vdの順でデータが記述される。
Here, the load pull data is the input load Γ i , the output load Γ o , the output power P out depending on the input power P in , the power consumption P dc , the gain G, the power added efficiency η add ,
The drain efficiency η d , the amount of phase change (φ, Phase), the drain current I d , and the drain voltage V d . Of the above parameters, what is actually measured is the output power P out , the amount of phase change (φ, Phase), the drain current I d , and the drain voltage V d , and the power consumption P dc , the gain G, and the power added efficiency η. The add and drain efficiency η d are calculated from the measurement results. The format of the load pull data first indicates the total number of input loads n × output loads m, followed by the input side reflection coefficient Γ i , the output side reflection coefficient Γ o , and the input power P in number. Indicates
After that, output power P out with respect to input power P in , power consumption P dc , gain G, power added efficiency η add , drain efficiency η d , phase change amount (φ, Phase), drain current I d , drain voltage V d. The data is described in this order.

【0038】ロードプルデータの測定方法を図3に示
す。ロードプルデータは、図3(a)に示す単位増幅器
に対して、図3(b),(c)に示すように、先ず、チ
ューナの変化範囲を入力側および出力側でそれぞれ設定
し、その範囲の中で入力側n点、出力側m点のインピー
ダンス、即ちn×m組のインピーダンスに対して、図3
(d)に示す入出力特性を測定し、それをデータとして
保存する。
A method of measuring load pull data is shown in FIG. As for the load pull data, as shown in FIGS. 3B and 3C, the change range of the tuner is first set on the input side and the output side of the unit amplifier shown in FIG. For the impedance at the input n point and the output m point in the range, that is, for the n × m sets of impedances, FIG.
The input / output characteristics shown in (d) are measured and stored as data.

【0039】また、単位増幅器のSパラメータは基本的
に大信号動作時のSパラメータを用いる。さらに、安定
係数(K−factor)は、増幅器を構成する任意の4端子
回路についてSパラメータを用いて計算を行う。安定係
数の計算に用いるSパラメータは大信号Sパラメータな
ので、安定係数は入力電力に依存した形で計算する。任
意の2個の端子間で定義された4端子回路のSパラメー
タをS11,S12,S21,S22とすると、安定係
数Kは次式で与えられる。
As the S parameter of the unit amplifier, the S parameter at the time of large signal operation is basically used. Further, the stability factor (K-factor) is calculated by using the S parameter for an arbitrary 4-terminal circuit forming the amplifier. Since the S parameter used to calculate the stability coefficient is a large signal S parameter, the stability coefficient is calculated in a form depending on the input power. If the S-parameters of the 4-terminal circuit defined between any two terminals are S11, S12, S21, S22, the stability coefficient K is given by the following equation.

【0040】[0040]

【数4】 [Equation 4]

【0041】従って、この実施の形態1に係る増幅器の
総合特性測定方法によれば、単位増幅器が多段に縦続接
続された増幅器全体の総合特性を、各段の単位増幅器の
ロードプルデータおよびSパラメータを用い、各段の単
位増幅器の入出力に接続される負荷を考慮に入れるよう
にしたので、増幅器全体の利得、出力、効率、位相変化
量、安定係数、Sパラメータの総合特性を精度よく測定
することができる。
Therefore, according to the method for measuring the overall characteristic of the amplifier according to the first embodiment, the overall characteristic of the entire amplifier in which the unit amplifiers are cascaded in multiple stages is used to calculate the load pull data and the S parameter of the unit amplifier of each stage. Since the load connected to the input and output of the unit amplifier of each stage is taken into consideration, the overall characteristics of the gain, output, efficiency, phase change amount, stability coefficient, and S parameter of the entire amplifier can be accurately measured. can do.

【0042】実施の形態2.次に、図4に実施の形態2
に係る増幅器の総合特性測定方法を説明する増幅器の特
性を示す。なお、この特性図は図1に示す実施の形態1
に係る特性を示している。この実施の形態2では、周波
数が隣接する2波の信号、π/4シフトQPSK変調
波、雑音に見立てたマルチキャリア信号を増幅した場合
に生じる相互変調歪み、隣接チャネル漏洩電力、Noise
Power Ratio(NPR)を求めるものであり、これら
を、シングルキャリアの入出力特性からフーリエ変換お
よび逆フーリエ変換を用いて計算する。
Embodiment 2. Next, FIG. 4 shows a second embodiment.
2 shows the characteristics of the amplifier for explaining the method for measuring the overall characteristics of the amplifier according to the above. Note that this characteristic diagram is shown in the first embodiment shown in FIG.
Shows the characteristics related to. In the second embodiment, two-wave signals whose frequencies are adjacent to each other, a π / 4 shift QPSK modulated wave, an intermodulation distortion that occurs when a multicarrier signal that is regarded as noise is amplified, adjacent channel leakage power, and Noise.
Power Ratio (NPR) is obtained, and these are calculated from the input / output characteristics of a single carrier by using Fourier transform and inverse Fourier transform.

【0043】まず、増幅器に加えられる入力信号の電圧
をVi(t)とし、式(13)で表現する。なお、ここ
で、foは周波数、ρは入力信号の複素振幅である。
First, the voltage of the input signal applied to the amplifier is represented by V i (t) and expressed by the equation (13). Note that, f o is the frequency, [rho is the complex amplitude of the input signal.

【0044】[0044]

【数5】 [Equation 5]

【0045】今、増幅器への入力信号として、相互変調
歪みの解析では周波数間隔の狭い2波のCW信号、隣接
チャネル漏洩電力の解析では位相が離散的に変調された
信号、NPR解析では信号の実数部および虚数部がガウ
ス分布に従ってランダムに変化する信号をそれぞれ用い
る。これらの入力信号の波形を時間軸で観測すると、図
4(a)に示すように、キャリアの周期に対してかなり
遅い周期でビートをうつ信号である。入力信号はb点を
中心にa点(最小値)からc点(最大値)まで変化す
る。
Now, as an input signal to the amplifier, a CW signal of two waves having a narrow frequency interval is used in the analysis of intermodulation distortion, a signal whose phase is discretely modulated in the analysis of adjacent channel leakage power, and a signal in the NPR analysis. A signal whose real part and imaginary part change randomly according to a Gaussian distribution is used. Observing the waveforms of these input signals on the time axis, as shown in FIG. 4 (a), they are beat-depressing signals at a period that is considerably slower than the carrier period. The input signal changes from point a (minimum value) to point c (maximum value) around point b.

【0046】出力信号は、図4(b)の入出力特性に従
って変化する。入出力の伝達特性を表現する入出力振幅
特性をA(|ρ|)、入出力位相特性をθ(|ρ|)で表
す。図4(b)において、入力信号はa点からc点まで
変化し、それに対して出力信号は入出力振幅特性A(|
ρ|)、入出力位相特性θ(|ρ|)に従って変化し、出
力信号の電圧Vo(t)は、式(14)で与えられる。
The output signal changes according to the input / output characteristics shown in FIG. The input / output amplitude characteristic expressing the input / output transfer characteristic is represented by A (| ρ |), and the input / output phase characteristic is represented by θ (| ρ |). In FIG. 4B, the input signal changes from the point a to the point c, while the output signal has an input / output amplitude characteristic A (|
ρ |) and the input / output phase characteristic θ (| ρ |), and the voltage V o (t) of the output signal is given by equation (14).

【0047】[0047]

【数6】 [Equation 6]

【0048】変調波やマルチキャリアは或る専有帯域幅
を有するため、その帯域内で入出力振幅特性A(|ρ|)
および入出力位相特性θ(|ρ|)の周波数依存性が小さ
い場合に、出力信号は式(14)で計算できる。周波数
依存性が大きい場合は、入出力振幅特性A(|ρ|)およ
び入出力位相特性θ(|ρ|)に周波数依存性を持たせる
必要がある。入力信号のa点からc点までの変化に対
し、出力信号の振幅はΔP、位相はΔΦだけ歪む。この
歪みが増幅器の線形性を劣化させ、結果として出力信号
のスペクトラムが広がる。
Since the modulated wave and the multi-carrier have a certain exclusive bandwidth, the input / output amplitude characteristic A (| ρ |) within that band.
When the frequency dependence of the input / output phase characteristic θ (| ρ |) is small, the output signal can be calculated by the equation (14). When the frequency dependency is large, the input / output amplitude characteristic A (| ρ |) and the input / output phase characteristic θ (| ρ |) need to have frequency dependency. The amplitude of the output signal is distorted by ΔP and the phase is distorted by ΔΦ with respect to the change from the point a to the point c of the input signal. This distortion deteriorates the linearity of the amplifier, resulting in a broader spectrum of the output signal.

【0049】従って、優れた線形性を得るためには、入
力電力の広い範囲で振幅歪みおよび位相歪みを小さくし
ておく必要がある。ここで、ΔPは振幅歪み(AM−A
M変換)、ΔΦは位相歪み(AM−PM変換)と呼ば
れ、非線形動作時の振幅および位相の線形動作時からの
変化量で表現される。
Therefore, in order to obtain excellent linearity, it is necessary to reduce amplitude distortion and phase distortion in a wide range of input power. Here, ΔP is amplitude distortion (AM-A
M conversion) and ΔΦ are called phase distortion (AM-PM conversion), and are represented by the amount of change in amplitude and phase during nonlinear operation from that during linear operation.

【0050】計算のフローチャートを図5に示す。ま
ず、入力信号を定義する(ステップS11)。この計算
では、能動素子(増幅器)の特性は周波数に依存した形
で与えるが、実際の計算は基本的に時間軸で行い、時間
軸で定義した入力信号をg(m)とする(ステップS1
2→S15)。従って、入力信号が周波数軸で与えられ
る場合には逆フーリエ変換で時間軸の信号に変換する
(ステップS13〜S15)。
A calculation flowchart is shown in FIG. First, the input signal is defined (step S11). In this calculation, the characteristic of the active element (amplifier) is given in a form depending on the frequency, but the actual calculation is basically performed on the time axis, and the input signal defined on the time axis is defined as g (m) (step S1).
2 → S15). Therefore, when the input signal is given on the frequency axis, it is converted into a signal on the time axis by inverse Fourier transform (steps S13 to S15).

【0051】周波数軸での入力信号はG(n)(n=
0、 1、 2、 3、・・・、N−1)で与えられ、こ
の入力信号G(n)は信号の振幅および位相を与える複
素数である。サンプル数Nは大きい程精度が向上する。
時間軸での入力信号g(m)(m=0、 1、 2、
3、・・・、 N−1)はG(n)を逆フーリエ変換す
ることにより求めることができる。即ち、式(15)で
与えられる。
The input signal on the frequency axis is G (n) (n =
0, 1, 2, 3, ..., N-1), and the input signal G (n) is a complex number that gives the amplitude and phase of the signal. The accuracy increases as the number of samples N increases.
Input signal g (m) on the time axis (m = 0, 1, 2,
, ..., N-1) can be obtained by performing an inverse Fourier transform on G (n). That is, it is given by the equation (15).

【0052】また、増幅器で増幅された時間軸での出力
信号g'(m)は、式(13)および式(14)を用い
ることにより式(16)で与えられる(ステップS1
6,S17)。最後に、周波数軸での出力信号(出力ス
ペクトラム)G’(n)は、式(16)をフーリエ変換
することにより得られる(ステップS18,S19)。
即ち、式(17)が得られる。
The output signal g '(m) on the time axis amplified by the amplifier is given by the equation (16) by using the equations (13) and (14) (step S1).
6, S17). Finally, the output signal (output spectrum) G ′ (n) on the frequency axis is obtained by Fourier transforming the equation (16) (steps S18 and S19).
That is, the equation (17) is obtained.

【0053】[0053]

【数7】 [Equation 7]

【0054】ここで、相互変調歪み、隣接チャネル漏洩
電力、NPRは次のようにして求める。 a.相互変調歪み 相互変調歪み(IM)は、周波数間隔の狭い2波の信号
を増幅した場合に生じるスペクトラムの広がりに起因す
るパラメータである。周波数fでの出力電力をP
f1[dBm],周波数2f1−f2での出力電力をP
2f1-f2[dBm],周波数3f1−f2での出力電力をP
3f1-f2[dBm]すると、相互変調歪みIM3[dB
c]およびIM5[dBc]はそれぞれ IM3 = Pf1−P2f1-f2 IM5 = Pf1−P3f1-2f2 で与えられる。相互変調歪みIM3およびIM5はf2
2f2−f1,3f2−2f1に対しても同様に計算でき、
IM3およびIM5の値と比較し、悪い方の値でもって相
互変調歪みIM3およびIM5の値とする。
Here, the intermodulation distortion, the adjacent channel leakage power, and the NPR are obtained as follows. a. Intermodulation Distortion Intermodulation distortion (IM) is a parameter due to the spread of the spectrum that occurs when two signals with narrow frequency intervals are amplified. P is the output power at frequency f 1.
f1 [dBm], the output power at frequency 2f 1 -f 2 P
2f1-f2 [dBm], the output power at a frequency 3f 1 -f 2 P
3f1-f2 [dBm], the intermodulation distortion IM 3 [dB
c] and IM 5 [dBc] are respectively given by IM 3 = P f1 −P 2f1-f2 IM 5 = P f1 −P 3f1-2f2 . The intermodulation distortions IM 3 and IM 5 are f 2 ,
The same calculation can be performed for 2f 2 −f 1 and 3f 2 −2f 1 ,
The values of IM 3 and IM 5 are compared, and the worse value is used as the value of intermodulation distortion IM 3 and IM 5 .

【0055】b.隣接チャネル漏洩電力 隣接チャネル漏洩電力(ACP)はπ/4シフトQPS
Kなどの変調波信号を増幅した場合に生じる帯域外への
信号の漏れこみを評価するパラメータである。隣接チャ
ネル漏洩電力は、隣接チャネルに漏れこむ電力量Padj
を全体の電力量Ptotalで割った値として定義される。
全体の信号として、周波数に対応する0〜(N−1)の
信号があり、その中のn1番目からn2番目の信号が隣接
チャネルにあると仮定する。n番目の信号の出力が|G
n|とすると、隣接チャネル漏洩電力(ACP)は次式
で与えられる。
B. Adjacent channel leakage power Adjacent channel leakage power (ACP) is π / 4 shift QPS
This is a parameter for evaluating signal leakage outside the band that occurs when a modulated wave signal such as K is amplified. The adjacent channel leakage power is the amount of power P adj that leaks into the adjacent channel.
Is divided by the total power amount P total .
The overall signal, it is assumed that there are signals of 0 to (N-1) corresponding to the frequency, n 2 th signal from the first n of them are in the adjacent channels. The output of the nth signal is | G
n | When that, adjacent channel power (ACP) is given by the following equation.

【0056】[0056]

【数8】 [Equation 8]

【0057】c.NPR NPR(Noise Power Ratio)はマルチキャリアに見立て
た雑音信号に狭いノッチを作り、その信号を増幅した際
にノッチに漏れこんでくる電力を評価するパラメータで
ある。信号の帯域幅をB(=ne−ns)、ノッチの幅を
W(=n2−n1)とし、0〜(N−1)の信号は周波数
に対応している。マルチキャリア全体の信号の平均電力
とノッチに漏れこんでくる信号の平均電力との比(dB
表示では差)としてNPRを定義する。出力信号をG
(n)とすると、NPRは次式でで与えられる。
C. NPR NPR (Noise Power Ratio) is a parameter for evaluating a power leaking into a notch when a narrow notch is created in a noise signal that is regarded as a multicarrier and the signal is amplified. The signal bandwidth is B (= n e −n s ), the notch width is W (= n 2 −n 1 ), and signals 0 to (N−1) correspond to frequencies. Ratio of the average power of the signal of the entire multi-carrier and the average power of the signal leaking into the notch (dB
NPR is defined as (difference in display). Output signal is G
Assuming (n), NPR is given by the following equation.

【0058】[0058]

【数9】 [Equation 9]

【0059】従って、この実施の形態2に係る増幅器の
総合特性測定方法によれば、単位増幅器が多段に縦続接
続された増幅器全体のおよび各段の歪み特性を、実施の
形態1の結果を用いて精度よく測定することができる。
Therefore, according to the method for measuring the overall characteristic of the amplifier according to the second embodiment, the distortion characteristic of the entire amplifier in which the unit amplifiers are cascade-connected in multiple stages and the distortion characteristics of each stage are used as the result of the first embodiment. Can be measured accurately.

【0060】実施の形態3.図6は実施の形態3に係る
増幅器の総合特性測定方法を説明するためのもので、入
出力・段間回路が接続されているドライバ段増幅器、パ
ワー段増幅器から構成される2段増幅器の構成図(a)
と説明に供する表(b)を示している。図6において、
図1に示す実施の形態1と同一部分は同一符号を付し
て、その説明は省略する。新たな符号として、5は入力
回路、6は段間回路、7は出力回路を示す。
Embodiment 3. FIG. 6 is for explaining the overall characteristic measuring method of the amplifier according to the third embodiment, and is a configuration of a two-stage amplifier composed of a driver stage amplifier and a power stage amplifier to which an input / output / interstage circuit is connected. Figure (a)
The table (b) used for the explanation is shown. In FIG.
The same parts as those in the first embodiment shown in FIG. 1 are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. As new symbols, 5 is an input circuit, 6 is an interstage circuit, and 7 is an output circuit.

【0061】以下、入出力・段間回路が接続されている
ドライバ段増幅器、パワー段増幅器から構成される2段
増幅器の利得、出力、効率、位相変化量の計算について
述べる。2段増幅器の利得、出力、効率、位相変化量の
基本的な計算は、入出力・段間回路が接続されていない
場合と同じであるが、次の2点が異なる。 (1)ドライバ段およびパワー段増幅器に接続される入
出力負荷の反射係数の計算 (2)ドライバ段およびパワー段増幅器の入出力電力の
計算
The calculation of the gain, output, efficiency and phase change amount of the two-stage amplifier composed of the driver stage amplifier and the power stage amplifier to which the input / output / interstage circuit is connected will be described below. The basic calculation of the gain, output, efficiency, and phase change amount of the two-stage amplifier is the same as when the input / output / interstage circuit is not connected, but the following two points are different. (1) Calculation of reflection coefficient of input / output load connected to driver stage and power stage amplifier (2) Calculation of input / output power of driver stage and power stage amplifier

【0062】今、入力回路5、段間回路6、出力回路7
のSパラメータをSij(A)、Sij(B)、S
ij(C)、FパラメータをF(A)、F(B)、F
(C)とする。また、ドライバ段増幅器3およびパワー
段増幅器4のFパラメータをF(1)、F(2)とす
る。ドライバ段増幅器3に接続される入力負荷の反射係
数Γi(1)は、入力側に入力回路5が接続されている
ので、式(18)となる。出力側は、段間回路6、パワ
ー段増幅器4、出力回路7が接続されており、これらの
回路を縦続接続した回路のFパラメータをF(B、2、
C)とすると、式(19)となり、式(19)をSパラ
メータ(Sij(B、2、C))に変換すると、ドライバ
段増幅器3に接続される出力負荷の反射係数Γo(1)
は式(20)で与えられる。
Now, the input circuit 5, the interstage circuit 6, and the output circuit 7
S parameters of S ij (A), S ij (B), S
ij (C) and F parameters are F (A), F (B), F
(C). Further, the F parameters of the driver stage amplifier 3 and the power stage amplifier 4 are F (1) and F (2). The reflection coefficient Γ i (1) of the input load connected to the driver stage amplifier 3 is given by the expression (18) because the input circuit 5 is connected to the input side. On the output side, an interstage circuit 6, a power stage amplifier 4, and an output circuit 7 are connected, and the F parameter of a circuit in which these circuits are cascade-connected is F (B, 2,
C), the equation (19) is obtained. When the equation (19) is converted into the S parameter (S ij (B, 2, C)), the reflection coefficient Γ o (1) of the output load connected to the driver stage amplifier 3 is obtained. )
Is given by equation (20).

【0063】[0063]

【数10】 [Equation 10]

【0064】一方、パワー段増幅器4の入力側には、入
力回路5、ドライバ段増幅器3、段間回路6が接続され
ているので、これらの回路を縦続接続した回路のFパラ
メータをF(A、1、B)とすると、式(21)とな
り、式(21)をSパラメータ(Sij(A、1、B))
に変換すると、パワー段増幅器4に接続される入力負荷
の反射係数Γi(2)は式(22)で与えられる。パワ
ー段増幅器4に接続される出力負荷の反射係数Γ
0(2)は、出力側に出力回路7が接続されているの
で、式(23)となる。
On the other hand, since the input circuit 5, the driver stage amplifier 3, and the interstage circuit 6 are connected to the input side of the power stage amplifier 4, the F parameter of the circuit in which these circuits are cascaded is F (A 1, B), the equation (21) is obtained, and the equation (21) is converted into the S parameter (S ij (A, 1, B)).
Then, the reflection coefficient Γ i (2) of the input load connected to the power stage amplifier 4 is given by the equation (22). Reflection coefficient Γ of output load connected to power stage amplifier 4
0 (2) is given by the equation (23) because the output circuit 7 is connected to the output side.

【0065】[0065]

【数11】 [Equation 11]

【0066】入出力・段間回路が接続されていないドラ
イバ段増幅器3、パワー段増幅器4から構成される2段
増幅器の場合では、図1に示すように、Pin(1)=P
in、Pin(2)=Pout(1)、Pout=Pout(2)で
あった。しかし、入出力・段間回路が接続されている場
合は、整合回路が接続されたことによる反射の影響を考
慮する必要がある。整合回路の入力側にΓSなる反射係
数をもつ負荷が、出力側にΓLなる反射係数をもつ負荷
が接続されており、整合回路への入力電力がPi、整合
回路からの出力電力をPoとする。整合回路のSパラメ
ータをS11、S12、S21、S22とすると、出力電力Po
は入力電力Piを用いて次式(24)で示される。ここ
で、入力電力Pi、出力電力Poは[W]表示である。
In the case of a two-stage amplifier composed of a driver stage amplifier 3 and a power stage amplifier 4 to which an input / output / interstage circuit is not connected, as shown in FIG. 1, P in (1) = P
in , P in (2) = P out (1) and P out = P out (2). However, when the input / output / interstage circuit is connected, it is necessary to consider the influence of reflection due to the connection of the matching circuit. A load having a reflection coefficient of Γ S is connected to the input side of the matching circuit, and a load having a reflection coefficient of Γ L is connected to the output side. The input power to the matching circuit is P i and the output power from the matching circuit is Let P o . If the S parameters of the matching circuit are S 11 , S 12 , S 21 , and S 22 , the output power P o
Is expressed by the following equation (24) using the input power P i . Here, the input power P i and the output power P o are displayed in [W].

【0067】[0067]

【数12】 [Equation 12]

【0068】入力回路5、段間回路6、出力回路7の出
力電力Poは、式(24)におけるPi、Sij、ΓS、ΓL
にそれぞれ図6(b)の表に示したものを用いることに
より計算できる。また、入力回路5、段間回路6、出力
回路7における反射による損失Loss(A)、L
oss(B)、Loss(C)[dB]は式(25)で与えら
れる。
The output power P o of the input circuit 5, the interstage circuit 6, and the output circuit 7 is P i , S ij , Γ S , Γ L in the equation (24).
It can be calculated by using the values shown in the table of FIG. Further, the loss L oss (A), L due to reflection in the input circuit 5, the inter-stage circuit 6, and the output circuit 7
oss (B) and L oss (C) [dB] are given by Expression (25).

【0069】[0069]

【数13】 [Equation 13]

【0070】図7に整合回路の一例を示す。この実施の
形態3においては、2通りの整合回路の定義の仕方がで
きる。1つは図7(a)に示すスケマティック入力(回
路図入力)であり。他の1つは図7(b)に示すネット
リスト入力である。スケマティック入力は、回路素子を
シンボル図で表し、これらを接続して整合回路を構成す
る。ネットリスト入力は、回路素子をテキストで記述し
て、ノードで接続することにより整合回路を構成する。
スケマティック入力のバックグラウンドではネットリス
トを作っている。
FIG. 7 shows an example of the matching circuit. In the third embodiment, there are two ways of defining the matching circuit. One is a schematic input (circuit diagram input) shown in FIG. The other one is the netlist input shown in FIG. The schematic input represents the circuit elements in a symbol diagram and connects them to form a matching circuit. For the netlist input, circuit elements are described in text and connected at nodes to form a matching circuit.
In the background of schematic input, a netlist is created.

【0071】ネットリストは、テキストで、(1)回路
素子、(2)接続するノード番号、(3)接続方法、
(4)回路素子の値を順に入力し、最後に、(5)回路
の定義(ポート数)、(6)定義する回路のノード番
号、(7)回路の名前を入力する。定義できる回路素子
の種類としては、(a)抵抗(res)、(b)キャパシ
タ(cap)、(c)インダクタ(ind)、(d)分布定数
素子(lin)である。
The netlist is a text, (1) circuit element, (2) node number to be connected, (3) connection method,
(4) The values of the circuit elements are sequentially input, and finally, (5) the definition of the circuit (the number of ports), (6) the node number of the circuit to be defined, and (7) the name of the circuit. The types of circuit elements that can be defined are (a) resistance (res), (b) capacitor (cap), (c) inductor (ind), and (d) distributed constant element (lin).

【0072】分布定数素子は理想的な線路として取り扱
う。(a)抵抗の単位はΩであり、3Ωの場合は R=
3と書く。(b)キャパシタの単位はpFであり、0.
1pFの場合はC=0.1と書く。(c)インダクタの
単位はnHであり、10nHの場合は L=10と書
く。(d)分布定数線路は特性インピーダンスと長さで
表現し、特性インピーダンスが100Ωで長さが5mm
の場合はZ=100,l=5と書く。インピーダンスの
単位はΩであり、長さの単位はmmである。
The distributed constant element is treated as an ideal line. (A) The unit of resistance is Ω, and in the case of 3Ω, R =
Write 3. (B) The unit of the capacitor is pF, and 0.
In the case of 1 pF, write C = 0.1. (C) The unit of the inductor is nH, and in the case of 10 nH, write L = 10. (D) The distributed constant line is expressed by the characteristic impedance and the length. The characteristic impedance is 100Ω and the length is 5 mm.
In the case of, write Z = 100 and l = 5. The unit of impedance is Ω and the unit of length is mm.

【0073】接続するノード番号は接地を0とし、残り
のノードは自由に番号をふって良い。接続方法は定義す
る回路素子がseries方向の場合はse、shunt方向の場合
はshと書く。回路の定義は2ポートの回路の場合はDE
F2P、3ポートの場合はDEF3P、4ポートの場合
はDEF4Pと書く。定義する回路のノード番号は入力
端、出力端の順序で書く。図7では1が入力端、4が出
力端である。
The node number to be connected may be ground 0, and the remaining nodes may be numbered freely. The connection method is written as se when the circuit element to be defined is in the series direction and sh when the circuit element is in the shunt direction. Circuit definition is DE for a 2-port circuit
F2P is written as DEF3P for 3 ports and DEF4P for 4 ports. The node number of the circuit to be defined is written in the order of input end and output end. In FIG. 7, 1 is an input end and 4 is an output end.

【0074】整合回路のSパラメータの計算方法とし
て、(1)Nodal解析、(2)4端子回路網解析がある
が、この実施の形態3では、能動素子を含む複雑な回路
の解析を行うことが少ないため、(2)4端子回路網解
析を用いることにした。スケマティックまたはネットリ
ストで定義された4端子回路における回路素子の接続
は、図8に示す(a)から(d)の4端子回路の接続を
用いて表現することができる。従って、整合回路のSパ
ラメータは、先ず回路素子をZ、Y、またはFパラメー
タで表現し、図8の(a)から(d)の接続を用いて全
体の回路のZ、Y、またはFパラメータを計算し、最後
にSパラメータに変換することにより求めた。
There are (1) Nodal analysis and (2) four-terminal circuit network analysis as methods for calculating the S parameter of the matching circuit. In the third embodiment, analysis of a complicated circuit including active elements is performed. Because there are few, we decided to use (2) 4-terminal network analysis. The connection of the circuit elements in the four-terminal circuit defined by the schematic or netlist can be expressed by using the connections of the four-terminal circuit shown in FIGS. 8A to 8D. Therefore, the S parameter of the matching circuit first represents the circuit element by the Z, Y, or F parameter, and the Z, Y, or F parameter of the entire circuit is expressed by using the connections shown in (a) to (d) of FIG. Was calculated and finally converted into S-parameters.

【0075】従って、この実施の形態3によれば、入出
力・段間回路の整合回路を集中定数素子および分布定数
素子またはSパラメータで定義し、各段の単位増幅器の
入出力に整合回路を接続した増幅器全体の総合特性を求
めるようにしたので、整合回路を含む増幅器全体の総合
特性を精度良く計算することができ、そのSパラメータ
を計算できるとともに、整合回路ブラックボックスとし
て外部からSパラメータを取り込むこともできる。
Therefore, according to the third embodiment, the matching circuit of the input / output / interstage circuit is defined by the lumped constant element and the distributed constant element or the S parameter, and the matching circuit is provided at the input / output of the unit amplifier of each stage. Since the overall characteristics of the connected amplifiers are obtained, the overall characteristics of the entire amplifier including the matching circuit can be calculated accurately, and its S parameter can be calculated. You can also import.

【0076】実施の形態4.図9は実施の形態4に係る
増幅器の接続構成図である。この実施の形態4において
は、入出力・段間回路が接続されているドライバ段増幅
器、パワー段増幅器から構成される2段増幅器におい
て、段間回路を集中定数素子および分布定数素子で定義
した場合を考える。
Fourth Embodiment FIG. 9 is a connection configuration diagram of the amplifier according to the fourth embodiment. In the fourth embodiment, in a two-stage amplifier including a driver stage amplifier and a power stage amplifier to which an input / output / interstage circuit is connected, the interstage circuit is defined by a lumped constant element and a distributed constant element. think of.

【0077】すなわち、この実施の形態4では、整合回
路(ここでは段間回路6)を構成する素子の値を変化さ
せ、整合回路のSパラメータを計算することで、式
(7)〜式(12)および式(18)〜式(25)より
2段増幅器全体の利得、出力、効率、位相変化量を計算
し、また、式(13)〜式(17)より歪み特性を求め
ることができる。
That is, in the fourth embodiment, the values of the elements forming the matching circuit (here, the inter-stage circuit 6) are changed, and the S parameter of the matching circuit is calculated, whereby equations (7) to ( 12) and equations (18) to (25), the gain, output, efficiency, and phase change amount of the entire two-stage amplifier can be calculated, and the distortion characteristics can be obtained from equations (13) to (17). .

【0078】従って、この実施の形態4によれば、整合
回路を構成する素子の値を変化させながら増幅器全体の
利得、出力、効率、位相変化量、安定係数、Sパラメー
タ、歪み特性を計算することにより、実際の回路調整を
計算機上で模擬的に行うことができる。
Therefore, according to the fourth embodiment, the gain, output, efficiency, phase change amount, stability coefficient, S parameter, and distortion characteristic of the entire amplifier are calculated while changing the values of the elements constituting the matching circuit. As a result, the actual circuit adjustment can be simulated on a computer.

【0079】実施の形態5.図10は実施の形態5に係
る増幅器の総合特性測定方法を説明するための増幅器の
構成図(a)と説明に供する表(b)を示している。こ
の実施の形態5においては、入出力・段間回路が接続さ
れているドライバ段増幅器、パワー段増幅器から構成さ
れる2段増幅器において、単位増幅器や整合回路を接続
する任意の端子、図10ではp点から電源側または負荷
側を見た反射係数(Γi、Γo)を入力電力に依存して実
施の形態3に係る図8より計算することができる。
Embodiment 5. FIG. 10 shows a configuration diagram (a) of the amplifier and a table (b) used for the explanation for explaining the method for measuring the overall characteristic of the amplifier according to the fifth embodiment. In the fifth embodiment, in a two-stage amplifier including a driver stage amplifier to which an input / output / interstage circuit is connected and a power stage amplifier, an arbitrary terminal for connecting a unit amplifier or a matching circuit, in FIG. The reflection coefficient (.GAMMA.i, .GAMMA.o) viewed from the power source side or the load side from the point p can be calculated from FIG. 8 according to the third embodiment depending on the input power.

【0080】この実施の形態5によれば、単位増幅器や
整合回路素子を接続する任意の端子での大信号動作時の
整合状態を計算することにより、どの部分で不整合が生
じているか調べることができる。
According to the fifth embodiment, by calculating the matching state at the time of large signal operation at an arbitrary terminal to which the unit amplifier or the matching circuit element is connected, it is possible to check in which part the mismatch occurs. You can

【0081】実施の形態6.図11は実施の形態6を説
明するものである。この実施の形態6においては、入出
力・段間回路が接続されているドライバ段増幅器3、パ
ワー段増幅器4から構成される2段増幅器において、増
幅器を構成する任意の4端子回路について安定係数(K
−factor)の計算を行う。
Sixth Embodiment FIG. 11 illustrates the sixth embodiment. In the sixth embodiment, in a two-stage amplifier including a driver stage amplifier 3 and a power stage amplifier 4 to which an input / output / interstage circuit is connected, a stability coefficient ( K
-Factor) is calculated.

【0082】安定係数の計算に用いるSパラメータは大
信号Sパラメータなので、安定係数は入力電力に依存し
た形で計算する。入力回路5、段間回路6、出力回路7
においては、図9に示すように回路素子単体を4端子回
路で定義できる。任意の2個の端子間で定義された4端
子回路のSパラメータをS11,S12,S21,S22とする
と、安定係数Kは次式(26)で与えられる。
Since the S parameter used to calculate the stability coefficient is a large signal S parameter, the stability coefficient is calculated in a form depending on the input power. Input circuit 5, interstage circuit 6, output circuit 7
In FIG. 9, the circuit element alone can be defined by a four-terminal circuit as shown in FIG. When the S parameters of the four-terminal circuit defined between any two terminals are S 11 , S 12 , S 21 , and S 22 , the stability coefficient K is given by the following equation (26).

【0083】[0083]

【数14】 [Equation 14]

【0084】したがって、この実施の形態6によれば、
単位増幅器や整合回路素子を接続する任意の端子間で定
義される4端子回路の大信号動作での安定係数を計算す
ることにより、どの部分で発振が生じてきるか調べるこ
とができる。
Therefore, according to the sixth embodiment,
By calculating the stability factor in the large signal operation of the four-terminal circuit defined between arbitrary terminals connecting the unit amplifier and the matching circuit element, it is possible to investigate in which part the oscillation occurs.

【0085】実施の形態7.図12に実施の形態7を示
す。単位増幅器をN合成した場合、合成した増幅器の有
するロードプルデータ、Sパラメータを次のように書き
換える。合成する前の単位増幅器の入力電力をPin、出
力電力をPout、消費電力をPd c、利得をG、電力負荷
効率をηadd、ドレーン効率をηd、位相変化量をφ、ド
レーン電流をId、ドレーン電圧をVdとする。また、合
成した増幅器の入力電力をPin'、出力電力をPout'、
消費電力をPdc'、利得をG'、電力負荷効率をηa dd'、
ドレーン効率をηd'、位相変化量をφ'、ドレーン電流
をId'、ドレーン電圧をVd'とする。
Seventh Embodiment Embodiment 7 is shown in FIG. When the unit amplifier is N-synthesized, the load pull data and the S parameter of the synthesized amplifier are rewritten as follows. The input power of the unit amplifier before combining is P in , the output power is P out , the power consumption is P d c , the gain is G, the power load efficiency is η add , the drain efficiency is η d , the phase change amount is φ, and the drain is drain. Let the current be I d and the drain voltage be V d . Also, the input power of the combined amplifier is P in 'and the output power is P out ',
Power consumption is P dc ', gain is G', power load efficiency is η a dd ',
The drain efficiency is η d ′, the phase change amount is φ ′, the drain current is I d ′, and the drain voltage is V d ′.

【0086】単位増幅器をN合成することにより、入力
電力Pin'、出力電力Pout'、消費電力Pdc'、利得
G'、電力負荷効率ηadd'、ドレーン効率ηd'、位相変
化量φ'、ドレーン電流Id'、ドレーン電圧Vd'は次式
(28)〜(36)で与えられる。
By combining N unit amplifiers, input power P in ', output power P out ', power consumption P dc ', gain G', power load efficiency η add ', drain efficiency η d ', phase change amount. φ ′, the drain current I d ′, and the drain voltage V d ′ are given by the following equations (28) to (36).

【0087】[0087]

【数15】 [Equation 15]

【0088】単位増幅器の入出力の反射係数ΓiとΓ
oは、式(37)を用いてインピーダンスに変換される
ので、N合成した増幅器のインピーダンスは式(38)
で表されるので、式(38)を、式(39)を用いて反
射係数に変換することにより、N合成した増幅器の入出
力負荷の反射係数を求めることができる。
Input / output reflection coefficients Γ i and Γ of the unit amplifier
Since o is converted into impedance using the equation (37), the impedance of the N-combined amplifier is given by the equation (38).
Since the expression (38) is converted into the reflection coefficient using the expression (39), the reflection coefficient of the input / output load of the N-combined amplifier can be obtained.

【0089】[0089]

【数16】 [Equation 16]

【0090】以上の内容は単位増幅器の合成による損失
は無視しているが、実際には合成数を増やしても単純に
出力が増加しないし、利得も減少する等の問題が生じ
る。これに対処するために、図13に示す合成数Nに対
する出力および利得の変化を表すテーブル(グラフ)を
作成し、それに従って計算する。
Although the above description ignores the loss due to the synthesis of the unit amplifiers, actually, even if the number of synthesis is increased, the output does not simply increase and the gain also decreases. In order to deal with this, a table (graph) showing changes in output and gain with respect to the composite number N shown in FIG. 13 is created, and calculation is performed accordingly.

【0091】従って、この実施の形態7によれば、単位
増幅器を任意の正の実数で合成した場合の利得、出力、
効率、位相変化量、安定係数、歪み特性等を計算するこ
とにより、実際の回路では実現が難しいFETのゲート
幅のスケーリングを計算機上で模擬的に行うことができ
る。また、合成による利得や出力の劣化を考慮すること
により、より実際の回路に即した精度の良い計算を行う
ことができる。
Therefore, according to the seventh embodiment, the gain, the output, and the output when the unit amplifiers are combined with an arbitrary positive real number,
By calculating the efficiency, the amount of phase change, the stability coefficient, the distortion characteristic, etc., it is possible to simulate on the computer the gate width of the FET, which is difficult to realize in an actual circuit. Further, by taking into consideration the deterioration of the gain and the output due to the combination, it is possible to perform the calculation with higher accuracy in accordance with the actual circuit.

【0092】実施の形態8.図14に実施の形態8を示
す。ロードプルデータは離散的な入出力インピーダンス
に対して得られるものである。多段増幅器の総合特性の
計算の過程において必要となる単位増幅器の入出力の負
荷は、必ずしもロードプルの測定点に一致するとは限ら
ない。このような場合には、測定により得られたロード
プルデータから補間を行い、新たに入出力特性のデータ
を作成する。
Eighth Embodiment Embodiment 8 is shown in FIG. The load pull data is obtained for discrete input / output impedance. The input / output load of the unit amplifier, which is required in the process of calculating the overall characteristics of the multistage amplifier, does not always coincide with the load pull measurement point. In such a case, interpolation is performed from the load pull data obtained by the measurement, and new input / output characteristic data is created.

【0093】この実施の形態8では、隣接する3点のロ
ードプルデータから距離の重み付けによる3点補間を行
っている。図14では、8個の測定点があり、それらの
中に補間を行いたい反射係数Γがある。反射係数Γから
最も近いロードプル測定点は2,6,7であり、反射係
数Γからの距離をそれぞれk2,k6,k7とする。補間
を行うデータは、図3(d)に示すように、出力電力、
位相変化量、ドレーン電流、ドレーン電圧なので、ロー
ドプル測定点2,6,7でのそれぞれのデータを{P
out_2,φ_2,Id_2,Vd_2}、{Pout_6,φ_
6,Id_6,Vd_6}、{Pout_7,φ_7,Id_7,
d_7}とする。反射係数Γでの出力電力をPout、位
相変化量をφ、ドレーン電流をId、ドレーン電圧をVd
とすると、式(40)〜(43)が得られる。
In the eighth embodiment, three-point interpolation is performed by weighting the distance from the load-pull data of three adjacent points. In FIG. 14, there are eight measurement points, and among them, the reflection coefficient Γ for which interpolation is desired. The load pull measurement points closest to the reflection coefficient Γ are 2 , 6 , and 7, and the distances from the reflection coefficient Γ are k 2 , k 6 , and k 7 , respectively. The data to be interpolated is, as shown in FIG.
Since the amount of phase change, drain current, and drain voltage, the respective data at load pull measurement points 2, 6 and 7 are {P
out — 2, φ — 2, I d — 2, V d — 2}, {P out — 6, φ_
6, I d _6, V d _6}, {P out _7, φ_7, I d _7,
V d _7}. The output power at the reflection coefficient Γ is P out , the phase change amount is φ, the drain current is I d , and the drain voltage is V d.
Then, equations (40) to (43) are obtained.

【0094】[0094]

【数17】 [Equation 17]

【0095】補間を行いたい反射係数Γがロードプル測
定点の外側にある場合は、補間を行わずに計算を中止さ
せる。これは計算に誤差が生じるためである。補間を行
いたい反射係数Γがロードプル測定点の外側にあるかど
うかは、隣接する3つの測定点で形成される円の内側に
反射係数Γがある場合はロードプル測定点の内側にある
と判断し、隣接する3つの測定点で形成される円の外側
に反射係数Γがある場合はロードプル測定点の外側にあ
ると判断する。
If the reflection coefficient Γ desired to be interpolated is outside the load pull measurement point, the calculation is stopped without interpolating. This is because the calculation has an error. Whether or not the reflection coefficient Γ to be interpolated is outside the load pull measurement point is judged to be inside the load pull measurement point if the reflection coefficient Γ is inside the circle formed by the three adjacent measurement points. , If the reflection coefficient Γ is outside the circle formed by three adjacent measurement points, it is determined to be outside the load pull measurement point.

【0096】従って、この実施の形態8によれば、任意
の負荷でのロードプルデータを隣接する3点のロードプ
ルデータより距離の重み付けによる補間より求めること
により、ロードプルデータ数が減り計算機上のメモリの
節約になるとともに、ロードプルデータへのアクセスが
少なくなり計算時間の短縮を図ることができる。
Therefore, according to the eighth embodiment, the load pull data at an arbitrary load is obtained by interpolation by weighting the distances from the load pull data of three adjacent points, thereby reducing the number of load pull data. Memory is saved and access to the load pull data is reduced, and the calculation time can be shortened.

【0097】実施の形態9.図15に実施の形態9を示
す。ロードプルデータは、入力負荷Γi、出力負荷Γo
入力電力Pinに依存した出力電力Pout、消費電力
dc、利得G、電力付加効率ηadd、ドレーン効率ηd
位相変化量(φ,Phase)、ドレーン電流Id、ドレーン電
圧Vdである。上記のパラメータの内、実際に測定する
のは、出力電力、位相変化量、ドレーン電流、ドレーン
電圧であり、消費電力、利得、電力付加効率、ドレーン
効率は測定結果より計算で求める。
Ninth Embodiment Embodiment 9 is shown in FIG. The load pull data are input load Γ i , output load Γ o ,
Output power P out depending on input power P in , power consumption P dc , gain G, power added efficiency η add , drain efficiency η d ,
A phase change amount (φ, Phase), a drain current I d , and a drain voltage V d . Of the above parameters, what is actually measured is the output power, the amount of phase change, the drain current, and the drain voltage, and the power consumption, gain, power added efficiency, and drain efficiency are calculated from the measurement results.

【0098】ロードプルデータのフォーマットは、先ず
入力負荷の数n×出力負荷の数mの総数を示し、続いて
入力側の反射係数Γi、出力側の反射係数Γo、Pinの数
を示し、その後は入力電力Pinに対する出力電力
out、消費電力Pdc、利得G、電力付加効率ηadd、ド
レーン効率ηd、位相変化量(φ,Phase)、ドレーン電流
d、ドレーン電圧Vdの順でデータが記述される。
The format of the load pull data first shows the total number of input loads n × output loads m, then the number of input side reflection coefficients Γ i , the number of output side reflection coefficients Γ o , and P in . After that, the output power P out with respect to the input power P in , the power consumption P dc , the gain G, the power added efficiency η add , the drain efficiency η d , the phase change amount (φ, Phase), the drain current I d , the drain voltage V. The data is described in the order of d .

【0099】ロードプルデータの測定方法は図3に示す
通りである。ロードプルデータは図3(b),(c)に
示すように、先ずチューナの変化範囲を入力側および出
力側でそれぞれ設定し、その範囲の中で入力側n点、出
力側m点のインピーダンス、即ちn×m組のインピーダ
ンスに対して、図3(d)に示す入出力特性を測定し、
それをデータとして保存する。
The method of measuring the load pull data is as shown in FIG. As shown in FIGS. 3 (b) and 3 (c), the load pull data sets the change range of the tuner on the input side and the output side respectively, and within the range, the impedance at the input n point and the output m point is set. That is, the input / output characteristics shown in FIG. 3 (d) are measured for n × m sets of impedances,
Save it as data.

【0100】従って、この実施の形態9によれば、ロー
ドプルデータを先ず入力負荷の数×出力負荷の数の総数
を示し、続いて入力側の反射係数、出力側の反射係数、
入力電力の数を示し、その後は入力電力に対する出力電
力、消費電力、利得、電力付加効率、ドレーン効率、位
相変化量、ドレーン電流、ドレーン電圧の順でデータで
記述し、これらを1つのファイルにして一度にメモリに
読み込むことににより、ファイルへのアクセスが容易に
なり計算時間の短縮を図ることができる。
Therefore, according to the ninth embodiment, the load pull data is first shown as the number of input loads × the total number of output loads, and then the input side reflection coefficient, the output side reflection coefficient,
Shows the number of input power, and then describes the output power, power consumption, gain, power added efficiency, drain efficiency, phase change amount, drain current, drain voltage with respect to the input power in the order of these, and these are made into one file. By reading the data into the memory all at once, the file can be easily accessed and the calculation time can be shortened.

【0101】実施の形態10.図16に一実施の形態1
0を示す。単位増幅器のSパラメータは基本的に大信号
動作時のSパラメータを用いる。標準的に用いられてい
る小信号Sパラメータのフォーマットが周波数に対する
Sパラメータの変化を表しているのに対し、大信号Sパ
ラメータのフォーマットは各周波数ごとに入力電力Pin
に対するSパラメータの変化を表している。大信号Sパ
ラメータは先ず周波数の総数を示し、次に周波数とPin
の総数、その後にPinに対するSパラメータのデータが
記述される。
Embodiment 10. FIG. FIG. 16 shows an embodiment 1
Indicates 0. As the S parameter of the unit amplifier, the S parameter at the time of large signal operation is basically used. The standard small signal S-parameter format represents the variation of S-parameters with respect to frequency, whereas the large-signal S-parameter format has input power P in for each frequency.
Represents the change of the S parameter with respect to. The large signal S parameter first indicates the total number of frequencies, then the frequency and P in
, And then S-parameter data for P in .

【0102】上記のごとく、この実施の形態10によれ
ば、単位増幅器のSパラメータを各周波数毎に入力電力
に対するSパラメータの変化を表す大信号Sパラメータ
で与えることにより、反射係数、安定係数を計算する際
の計算精度の向上を図ることができる。
As described above, according to the tenth embodiment, the S parameter of the unit amplifier is given as a large signal S parameter representing the change of the S parameter with respect to the input power for each frequency, so that the reflection coefficient and the stability coefficient are obtained. It is possible to improve the calculation accuracy in the calculation.

【0103】実施の形態11.図17に実施の形態11
を示す。スミスチャートの或る領域を四角で囲み、その
囲まれた領域を拡大または縮小をする。このように、ス
ミスチャートの拡大・縮小機能を付加することにより、
ロードプル特性のデータを見やすくすることができ、計
算効率の向上を図ることができる。
Eleventh Embodiment Embodiment 11 in FIG.
Indicates. A certain area of the Smith chart is boxed and the enclosed area is enlarged or reduced. In this way, by adding the enlargement / reduction function of the Smith chart,
The data of the load pull characteristics can be made easy to see, and the calculation efficiency can be improved.

【0104】実施の形態12.図18に実施の形態12
を示す。ロードプルデータは、入力負荷Γi、出力負荷
Γo、入力電力Pinに依存した出力電力Pout、消費電力
dc、利得G、電力付加効率ηadd、ドレーン効率ηd
位相変化量(φ,Phase)、ドレーン電流Id、ドレーン
電圧Vdであり、そのフォーマットは先ず入力負荷の数
n×出力負荷の数mの総数を示し、続いて入力側の反射
係数Γi、出力側の反射係数Γo、Pinの数を示し、その
後は入力電力Pinに対する出力電力Pout、消費電力P
dc、利得G、電力付加効率ηadd、ドレーン効率ηd、位
相変化量(φ,Phase)、ドレーン電流Id、ドレーン電
圧Vdの順でデータが記述されていた。
Twelfth Embodiment Embodiment 12 in FIG.
Indicates. The load pull data includes the input load Γ i , the output load Γ o , the output power P out depending on the input power P in , the power consumption P dc , the gain G, the power added efficiency η add , the drain efficiency η d ,
A phase change amount (φ, Phase), a drain current I d , and a drain voltage V d . The format first shows the total number of input loads n × the number of output loads m, and then the reflection coefficient Γ i on the input side. , The number of reflection coefficients Γ o and P in on the output side, and thereafter, the output power P out and the power consumption P with respect to the input power P in
The data is described in the order of dc , gain G, power added efficiency η add , drain efficiency η d , phase change amount (φ, Phase), drain current I d , drain voltage V d .

【0105】この実施の形態12では、周波数をパラメ
ータとして多段増幅器の総合特性を計算するため、図1
8に示すように、各周波数でのロードプルデータを1セ
ットとし、これを周波数毎に作成し、全体をひとつのフ
ァイルとする。このデータファイルと、式(7)〜式
(12)の利得、出力、効率、位相変化量を計算式、式
(13)〜式(17)の歪み特性を計算式を用いること
により、周波数をパラメータとした多段増幅器の総合特
性を計算することができ、多段増幅器の総合特性の周波
数依存性を把握することができる。
In the twelfth embodiment, the total characteristic of the multistage amplifier is calculated using the frequency as a parameter.
As shown in FIG. 8, one set of load pull data at each frequency is created, and this is created for each frequency, and the whole is made into one file. By using this data file, the formulas (7) to (12) for calculating the gain, output, efficiency, and phase change amount, and the formulas (13) to (17) for calculating the distortion characteristics, It is possible to calculate the overall characteristic of the multistage amplifier as a parameter, and to grasp the frequency dependence of the overall characteristic of the multistage amplifier.

【0106】実施の形態13.図19に実施の形態13
を示す。入出力・段間回路が接続されているドライバ段
増幅器3、パワー段増幅器4から構成される2段増幅器
の前段に、周波数変換回路や変調回路20を接続し、周
波数変換回路または変換回路20を含めた多段増幅器の
利得、出力、効率、位相変化量、安定係数、Sパラメー
タ、歪み特性等を計算する。この場合、周波数変換回路
や変調回路20は線形回路と仮定し、Sパラメータで与
える。
Thirteenth Embodiment Embodiment 13 in FIG.
Indicates. The frequency conversion circuit or the modulation circuit 20 is connected in front of the two-stage amplifier composed of the driver stage amplifier 3 and the power stage amplifier 4 to which the input / output / interstage circuit is connected, and the frequency conversion circuit or the conversion circuit 20 is connected. The gain, output, efficiency, amount of phase change, stability coefficient, S parameter, distortion characteristic, etc. of the included multistage amplifier are calculated. In this case, the frequency conversion circuit and the modulation circuit 20 are assumed to be linear circuits and given by S parameters.

【0107】このように、単位増幅器が多段に縦続また
は並列接続された増幅器の前段に周波数変換回路や変調
回路を接続し、周波数変換回路や変調回路を含めた増幅
器全体の総合特性を計算することにより、送信モジュー
ルなどのシステムの総合特性の計算へ拡張することがで
きる。
As described above, the frequency conversion circuit and the modulation circuit are connected in front of the amplifiers in which the unit amplifiers are cascaded or connected in parallel in multiple stages, and the overall characteristics of the entire amplifier including the frequency conversion circuit and the modulation circuit are calculated. Can be extended to the calculation of the overall characteristics of the system such as the transmitter module.

【0108】実施の形態14.図20に実施の形態14
を示す。入力回路5、ドライバ段FET21、段間回路
6、パワー段FET22、出力回路7から構成される2
段増幅器において、ドライバ段およびパワー段FETの
ロードプルデータおよび大信号Sパラメータ、入力回
路、段間回路、出力回路のSパラメータを用いて、2段
増幅器全体の利得、出力、効率、位相変化量、安定係
数、Sパラメータ、歪み特性等を計算する。
Fourteenth Embodiment Embodiment 14 in FIG.
Indicates. 2 composed of an input circuit 5, a driver stage FET 21, an interstage circuit 6, a power stage FET 22, and an output circuit 7.
In the stage amplifier, the load pull data of the driver stage and the power stage FET and the large parameter S parameter, the S parameter of the input circuit, the interstage circuit, and the output circuit are used, and the gain, output, efficiency, and phase variation of the entire two-stage amplifier are used. , Stability coefficient, S parameter, distortion characteristic, etc. are calculated.

【0109】このような構成のマイクロ波増幅器の設計
に対して、実施の形態1ないし13を適用することによ
り、増幅器の設計精度および性能の向上を図ることがで
きる。
By applying the first to thirteenth embodiments to the design of the microwave amplifier having such a configuration, the design accuracy and performance of the amplifier can be improved.

【0110】[0110]

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、入出
力負荷の影響を考慮することより、増幅器全体の利得、
出力、効率、位相変化量を精度良く求めることができ
る。
As described above, according to the present invention, by taking into consideration the influence of the input / output load, the gain of the entire amplifier,
The output, the efficiency, and the amount of phase change can be accurately obtained.

【0111】また、入出力負荷の影響を考慮して、増幅
器全体の利得、出力、効率、位相変化量を求めた結果を
用いて、増幅器全体および各段の歪み特性を精度良く求
めることができる。
Further, the distortion characteristics of the entire amplifier and each stage can be accurately obtained by using the results of obtaining the gain, output, efficiency, and amount of phase change of the entire amplifier in consideration of the influence of the input / output load. .

【0112】また、入出力・段間回路を含む増幅器全体
の利得、出力、効率、位相変化量、歪み特性を精度良く
求めることができ、整合回路を定義し、そのSパラメー
タを求めることができるとともに、整合回路ブラックボ
ックスとして外部からSパラメータを取り込むこともで
きる。
Further, the gain, output, efficiency, phase change amount, and distortion characteristics of the entire amplifier including the input / output / interstage circuit can be accurately obtained, and the matching circuit can be defined and its S parameter can be obtained. At the same time, S-parameters can be externally fetched as a matching circuit black box.

【0113】また、整合回路を構成する素子の値を変化
させながら増幅器全体の利得、出力、効率、位相変化
量、安定係数、Sパラメータ、歪み特性を求めることに
より、実際の回路調整を計算機上で模擬的に行うことが
できる。
Further, the actual circuit adjustment can be performed on the computer by obtaining the gain, output, efficiency, phase change amount, stability coefficient, S parameter and distortion characteristic of the entire amplifier while changing the values of the elements constituting the matching circuit. Can be done in a simulated manner.

【0114】また、単位増幅器や整合回路素子を接続す
る任意の端子での大信号動作時の整合状態を求めること
により、どの部分で不整合が生じているか調べることが
できる。
Further, by obtaining the matching state at the time of large signal operation at an arbitrary terminal to which the unit amplifier or the matching circuit element is connected, it is possible to check in which part the mismatch occurs.

【0115】また、単位増幅器や整合回路素子を接続す
る任意の端子間で定義される4端子回路の大信号動作で
の安定係数を求めることにより、どの部分で発振が生じ
てきるか調べることができる。
Further, by obtaining a stability coefficient in a large signal operation of a four-terminal circuit defined between arbitrary terminals connecting unit amplifiers or matching circuit elements, it is possible to check in which part oscillation occurs. it can.

【0116】また、単位増幅器を任意の正の実数で合成
した場合の利得、出力、効率、位相変化量、安定係数、
歪み特性等を求めることにより、実際の回路では実現が
難しいFETのゲート幅のスケーリングを計算機上で模
擬的に行うことができ、また合成による利得や出力の劣
化を考慮することにより、より実際の回路に即した精度
の良い計算を行うことができる。
Further, the gain, output, efficiency, amount of phase change, stability coefficient, when unit amplifiers are combined with an arbitrary positive real number,
By obtaining the distortion characteristics, it is possible to simulate on the computer the gate width of the FET, which is difficult to realize in an actual circuit. Also, by considering the deterioration of the gain and the output due to the synthesis, the actual Accurate calculation suitable for the circuit can be performed.

【0117】また、任意の負荷でのロードプルデータを
隣接する3点のロードプルデータより距離の重み付けに
よる補間より求めることにより、ロードプルデータ数が
減り計算機上のメモリの節約になるとともに、ロードプ
ルデータへのアクセスが少なくなり計算時間の短縮を図
ることができる。
Further, the load pull data at an arbitrary load is obtained from the load pull data of three adjacent points by interpolation by weighting the distance, so that the load pull data number is reduced and the memory on the computer is saved, and the load pull data is reduced. Access to the pull data is reduced and the calculation time can be shortened.

【0118】また、ロードプルデータを先ず入力負荷の
数×出力負荷の数の総数を示し、続いて入力側の反射係
数、出力側の反射係数、入力電力の数を示し、その後は
入力電力に対する出力電力、消費電力、利得、電力付加
効率、ドレーン効率、位相変化量、ドレーン電流、ドレ
ーン電圧の順でデータで記述し、これらを1つのファイ
ルにして一度にメモリに読み込むことににより、ファイ
ルへのアクセスが容易になり計算時間の短縮を図ること
ができる。
Further, the load pull data first shows the total number of input loads × the number of output loads, then the reflection coefficient on the input side, the reflection coefficient on the output side, the number of input powers, and then the input power. Output power, power consumption, gain, power added efficiency, drain efficiency, phase change amount, drain current, drain voltage are described in the order of data, and these are made into one file and read into memory at once, Can be easily accessed and the calculation time can be shortened.

【0119】また、単位増幅器のSパラメータを各周波
数ごとに入力電力に対するSパラメータの変化を表わす
大信号Sパラメータで与えることにより、反射係数、安
定係数を求める際の計算精度の向上を図ることができ
る。
Further, by giving the S parameter of the unit amplifier as a large signal S parameter representing the change of the S parameter with respect to the input power for each frequency, it is possible to improve the calculation accuracy in obtaining the reflection coefficient and the stability coefficient. it can.

【0120】また、スミスチャートの拡大・縮小機能を
付加することにより、ロードプル特性のデータを見やす
くすることができ、計算効率の向上を図ることができ
る。
Further, by adding the enlargement / reduction function of the Smith chart, it is possible to make the data of the load pull characteristic easy to see, and it is possible to improve the calculation efficiency.

【0121】また、周波数をパラメータとして総合特性
を求めることにより、多段増幅器の総合特性の周波数依
存性を把握することができる。
Further, by obtaining the total characteristic using the frequency as a parameter, the frequency dependence of the total characteristic of the multistage amplifier can be grasped.

【0122】また、単位増幅器が多段に縦続または並列
接続された増幅器の前段に周波数変換回路や変調回路を
接続し、周波数変換回路や変調回路を含めた増幅器全体
の総合特性を求めることにより、送信モジュールなどの
システムの総合特性の計算へ拡張することができる。
Further, by connecting a frequency conversion circuit and a modulation circuit in front of an amplifier in which unit amplifiers are cascaded in multiple stages or connected in parallel, and calculating the overall characteristics of the entire amplifier including the frequency conversion circuit and the modulation circuit, transmission is performed. It can be extended to the calculation of the overall characteristics of the system such as modules.

【0123】さらに、上述した増幅器の総合特性測定方
法を用いてマイクロ波増幅器を設計することにより、増
幅器の設計精度および性能の向上を図ることができる。
Furthermore, by designing the microwave amplifier using the above-mentioned method for measuring the overall characteristic of the amplifier, it is possible to improve the design accuracy and performance of the amplifier.

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

【図1】 この発明の実施の形態1に係る増幅器の総合
特性測定方法を説明するために用いた増幅器の構成図と
説明に供する表である。
FIG. 1 is a configuration diagram of an amplifier used for explaining a method for measuring an overall characteristic of an amplifier according to a first embodiment of the present invention and a table provided for the description.

【図2】 この発明の実施の形態1に係る増幅器の総合
特性測定方法を説明するための計算アルゴリズムを示す
フローチャートである。
FIG. 2 is a flowchart showing a calculation algorithm for explaining the method for measuring the overall characteristic of the amplifier according to the first embodiment of the present invention.

【図3】 ロードプルデータの測定方法の説明図であ
る。
FIG. 3 is an explanatory diagram of a method of measuring load pull data.

【図4】 この発明の実施の形態2に係る増幅器の総合
特性測定方法の説明図である。
FIG. 4 is an explanatory diagram of an amplifier overall characteristic measuring method according to a second embodiment of the present invention.

【図5】 この発明の実施の形態2に係る増幅器の総合
特性測定方法の説明に供するフローチャートである。
FIG. 5 is a flowchart provided for explaining an amplifier overall characteristic measuring method according to a second embodiment of the present invention.

【図6】 この発明の実施の形態3に係る増幅器の総合
特性測定方法を説明するために用いた増幅器の構成図と
説明に供する表である。
FIG. 6 is a configuration diagram of an amplifier used for explaining a method for measuring the overall characteristic of the amplifier according to the third embodiment of the present invention and a table provided for the explanation.

【図7】 この発明の実施の形態3に係る増幅器の総合
特性測定方法を説明するために用いた整合回路の定義の
仕方に関する説明図である。
FIG. 7 is an explanatory diagram related to how to define a matching circuit used to describe the method for measuring the overall characteristic of the amplifier according to the third embodiment of the present invention.

【図8】 この発明の実施の形態3に係る増幅器の総合
特性測定方法を説明するために用いた4端子回路網解析
に関する説明図である。
FIG. 8 is an explanatory diagram related to a four-terminal circuit network analysis used for explaining the method for measuring the overall characteristic of the amplifier according to the third embodiment of the present invention.

【図9】 この発明の実施の形態4に係る増幅器の総合
特性測定方法を説明するために用いた増幅器の構成図で
ある。
FIG. 9 is a configuration diagram of an amplifier used for explaining a method for measuring an overall characteristic of an amplifier according to a fourth embodiment of the present invention.

【図10】 この発明の実施の形態5に係る増幅器の総
合特性測定方法を説明するために用いた増幅器の構成図
と説明に供する表である。
FIG. 10 is a configuration diagram of an amplifier used for explaining a method for measuring an overall characteristic of an amplifier according to a fifth embodiment of the present invention and a table provided for the description.

【図11】 この発明の実施の形態6に係る増幅器の総
合特性測定方法を説明するために用いた増幅器の構成図
である。
FIG. 11 is a configuration diagram of an amplifier used for explaining a method for measuring an overall characteristic of an amplifier according to a sixth embodiment of the present invention.

【図12】 この発明の実施の形態7に係る増幅器の総
合特性測定方法を説明するために用いた増幅器の構成図
である。
FIG. 12 is a configuration diagram of an amplifier used for explaining a method for measuring an overall characteristic of an amplifier according to a seventh embodiment of the present invention.

【図13】 この発明の実施の形態7に係る増幅器の総
合特性測定方法を説明するためのテーブル内容図であ
る。
FIG. 13 is a table content diagram for explaining an amplifier overall characteristic measuring method according to a seventh embodiment of the present invention.

【図14】 この発明の実施の形態8に係る増幅器の総
合特性測定方法を説明するためのスミスチャートであ
る。
FIG. 14 is a Smith chart for explaining an overall characteristic measuring method for an amplifier according to an eighth embodiment of the present invention.

【図15】 この発明の実施の形態9に係る増幅器の総
合特性測定方法の説明図である。
FIG. 15 is an explanatory diagram of an amplifier overall characteristic measuring method according to a ninth embodiment of the present invention.

【図16】 この発明の実施の形態10に係る増幅器の
総合特性測定方法の説明図である。
FIG. 16 is an explanatory diagram of an amplifier overall characteristic measuring method according to a tenth embodiment of the present invention.

【図17】 この発明の実施の形態11に係る増幅器の
総合特性測定方法を説明するためのスミスチャートであ
る。
FIG. 17 is a Smith chart for explaining an amplifier overall characteristic measuring method according to an eleventh embodiment of the present invention.

【図18】 この発明の実施の形態12に係る増幅器の
総合特性測定方法の説明図である。
FIG. 18 is an explanatory diagram of an amplifier overall characteristic measuring method according to a twelfth embodiment of the present invention.

【図19】 この発明の実施の形態13に係る増幅器の
総合特性測定方法を説明するために用いた増幅器の構成
図である。
FIG. 19 is a configuration diagram of an amplifier used for explaining an overall characteristic measuring method for an amplifier according to a thirteenth embodiment of the present invention.

【図20】 この発明の実施の形態14に係る増幅器の
総合特性測定方法を説明するために用いた増幅器の構成
図である。
FIG. 20 is a configuration diagram of an amplifier used for explaining an overall characteristic measuring method for an amplifier according to a fourteenth embodiment of the present invention.

【図21】 従来の増幅器総合特性測定方法を説明する
ために用いた増幅器の構成図である。
FIG. 21 is a configuration diagram of an amplifier used for explaining a conventional amplifier overall characteristic measuring method.

【図22】 従来の増幅器総合特性測定方法の説明図で
ある。
FIG. 22 is an explanatory diagram of a conventional amplifier overall characteristic measuring method.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 入力端子、2 出力端子、3 ドライバ段増幅器、
4 パワー段増幅器、5 入力回路、6 段間回路、7
出力回路、8 抵抗、9 キャパシタ、10 インダ
クタ、11 分布定数線路、12 接地、13 4端子
回路、14 単位増幅器、15 入出力特性、16 入
出力特性、17 合成数に応じた利得および出力電力、
18 スミスチャート、19 スミスチャート、20
周波数変換回路または変調回路、21 ドライバ段FE
T、22 パワー段FET。
1 input terminal, 2 output terminal, 3 driver stage amplifier,
4 power stage amplifier, 5 input circuit, 6 interstage circuit, 7
Output circuit, 8 resistance, 9 capacitor, 10 inductor, 11 distributed constant line, 12 ground, 13 4 terminal circuit, 14 unit amplifier, 15 input / output characteristics, 16 input / output characteristics, 17 gain and output power according to the number of composites,
18 Smith Chart, 19 Smith Chart, 20
Frequency conversion circuit or modulation circuit, 21 driver stage FE
T, 22 power stage FET.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山内 和久 東京都千代田区丸の内二丁目2番3号 三菱電機株式会社内 (72)発明者 中山 正敏 東京都千代田区丸の内二丁目2番3号 三菱電機株式会社内 (56)参考文献 特開 平10−19971(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01R 31/00 G01R 27/00 G01R 31/28 H03F 3/193 ─────────────────────────────────────────────────── (72) Inventor Kazuhisa Yamauchi 2-3-3 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Mitsubishi Electric Co., Ltd. (72) Masatoshi Nakayama 2-3-2 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Mitsubishi Electric Within the corporation (56) References JP-A-10-19971 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) G01R 31/00 G01R 27/00 G01R 31/28 H03F 3 / 193

Claims (14)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 単位増幅器が多段に縦続または並列接続
された増幅器全体の総合特性を測定する増幅器の総合特
性測定方法において、各段の単位増幅器のロードプルデ
ータおよびSパラメータを用い、各段の単位増幅器の入
出力に接続される負荷を考慮に入れて、増幅器全体の利
得、出力、効率、位相変化量、安定係数、Sパラメータ
の総合特性を求めることを特徴とする増幅器の総合特性
測定方法。
1. A method for measuring overall characteristics of an amplifier in which unit amplifiers are cascade-connected or connected in parallel in multiple stages, wherein a load-pull data and an S parameter of the unit amplifier of each stage are used to determine the total characteristics of each stage. A comprehensive characteristic measuring method for an amplifier, characterized in that a comprehensive characteristic of gain, output, efficiency, phase change amount, stability coefficient, and S parameter of the entire amplifier is obtained in consideration of a load connected to input and output of a unit amplifier. .
【請求項2】 請求項1記載の増幅器の総合特性測定方
法において、周波数が隣接する2波の信号、π/4シフ
トQPSK変調波、雑音に見立てたマルチキャリア信号
を増幅した場合に生じる相互変調歪み、隣接チャネル漏
洩電力、Noise Power Ratio の歪み特性を求めることを
特徴とする増幅器の総合特性測定方法。
2. The method for measuring the overall characteristic of an amplifier according to claim 1, wherein intermodulation occurs when two frequency signals having adjacent frequencies, a π / 4 shift QPSK modulated wave, and a multicarrier signal which is regarded as noise are amplified. A comprehensive characteristic measurement method for an amplifier, which is characterized by obtaining distortion characteristics of distortion, adjacent channel leakage power, and Noise Power Ratio.
【請求項3】 請求項1記載の増幅器の総合特性測定方
法において、整合回路を集中定数素子および分布定数素
子またはSパラメータで定義し、各段の単位増幅器の入
出力に整合回路を接続した増幅器全体の総合特性を求め
ることを特徴とする増幅器の総合特性測定方法。
3. The amplifier characteristic measuring method according to claim 1, wherein the matching circuit is defined by a lumped constant element and a distributed constant element or an S parameter, and the matching circuit is connected to the input and output of the unit amplifier of each stage. A method for measuring the overall characteristics of an amplifier, which is characterized in that the overall characteristics of the whole are obtained.
【請求項4】 請求項3記載の増幅器の総合特性測定方
法において、整合回路を構成する素子の値を変化させな
がら、増幅器全体の利得、出力、効率、位相変化量、安
定係数、Sパラメータ、歪み特性の総合特性を求めるこ
とを特徴とする増幅器の総合特性測定方法。
4. The amplifier overall characteristic measuring method according to claim 3, wherein the gain of the amplifier as a whole, the output, the efficiency, the phase change amount, the stability coefficient, the S parameter, while changing the values of the elements constituting the matching circuit, A method for measuring the total characteristic of an amplifier, which is characterized in that the total characteristic of distortion characteristics is obtained.
【請求項5】 請求項3記載の増幅器の総合特性測定方
法において、単位増幅器または整合回路素子を接続する
任意の端子から電源側または負荷側の反射係数を入力電
力に依存して求めることを特徴とする増幅器の総合特性
測定方法。
5. The method for measuring overall characteristics of an amplifier according to claim 3, wherein the reflection coefficient on the power supply side or the load side is obtained from any terminal connecting the unit amplifier or the matching circuit element depending on the input power. Measuring method for total characteristics of amplifier.
【請求項6】 請求項3記載の増幅器の総合特性測定方
法において、単位増幅器または整合回路素子を接続する
任意の端子間で定義される4端子回路の安定係数を入力
電力に依存して求めることを特徴とする増幅器の総合特
性測定方法。
6. The stability characteristic measuring method for an amplifier according to claim 3, wherein a stability coefficient of a 4-terminal circuit defined between arbitrary terminals connecting a unit amplifier or a matching circuit element is determined depending on input power. A method for measuring the overall characteristics of an amplifier characterized by.
【請求項7】 請求項1ないし3のいずれかに記載の増
幅器の総合特性測定方法において、各段の単位増幅器を
N(Nは正の実数)個並列合成し、合成数Nに応じた利
得および出力の劣化量を定義することを特徴とする増幅
器の総合特性測定方法。
7. The method for measuring the overall characteristic of an amplifier according to claim 1, wherein N unit amplifiers of each stage (N is a positive real number) are combined in parallel, and a gain corresponding to the combined number N is obtained. And a method for measuring the total characteristic of an amplifier, characterized in that the amount of deterioration of output is defined.
【請求項8】 請求項1ないし3のいずれかに記載の増
幅器の総合特性測定方法において、各段の単位増幅器の
入出力に接続される任意の負荷に対する入出力特性を隣
接する3点の負荷での入出力特性から距離の重み付けに
よる3点補間により求めることを特徴とする増幅器の総
合特性測定方法。
8. The amplifier overall characteristic measuring method according to claim 1, wherein input / output characteristics for an arbitrary load connected to the input / output of each stage unit amplifier are adjacent to each other at three points. A method for measuring the overall characteristic of an amplifier, which is obtained by three-point interpolation by weighting the distance from the input / output characteristic in the above.
【請求項9】 請求項1ないし4のいずれかに記載の増
幅器の総合特性測定方法において、各段の単位増幅器の
ロードプルデータを、単位増幅器の入出力に接続される
負荷の反射係数毎に、入力電力に対する出力電力、消費
電力、利得、電力付加効率、ドレーン効率、位相変化
量、ドレーン電流、ドレーン電圧のフォーマットで表現
し、1つのデータファイルにすることを特徴とする増幅
器の総合特性測定方法。
9. The method for measuring overall characteristics of an amplifier according to claim 1, wherein the load pull data of the unit amplifier of each stage is set for each reflection coefficient of the load connected to the input / output of the unit amplifier. , Output power with respect to input power, power consumption, gain, power added efficiency, drain efficiency, phase change amount, drain current, drain voltage, and expressed as one data file, and comprehensive measurement of amplifier characteristics Method.
【請求項10】 請求項1ないし7のいずれかに記載の
増幅器の総合特性測定方法において、各段の単位増幅器
のSパラメータを、周波数に対するSパラメータの変化
で表現した小信号Sパラメータフォーマットおよび周波
数毎に入力電力に対するSパラメータの変化で表現した
大信号Sパラメータフォーマットで与えることを特徴と
する増幅器の総合特性測定方法。
10. The method for measuring the overall characteristic of an amplifier according to claim 1, wherein the S parameter of each unit amplifier in each stage is expressed by a change of the S parameter with respect to the frequency, and a small signal S parameter format and frequency. A method for measuring overall characteristics of an amplifier, characterized in that a large signal S-parameter format expressed by a change in S-parameter with respect to input power is given for each.
【請求項11】 請求項1ないし8のいずれかに記載の
増幅器の総合特性測定方法において、単位増幅器、整合
回路、増幅器全体のSパラメータ、ロードプルデータ、
反射係数をスミスチャートに表示し、スミスチャートの
或る領域を選択し、その領域の拡大、縮小を行うことを
特徴とする増幅器の総合特性測定方法。
11. The method for measuring overall characteristics of an amplifier according to claim 1, wherein a unit amplifier, a matching circuit, an S parameter of the entire amplifier, load pull data,
A method for measuring the overall characteristic of an amplifier, wherein the reflection coefficient is displayed on a Smith chart, a certain area of the Smith chart is selected, and the area is enlarged or reduced.
【請求項12】 請求項1ないし4のいずれかに記載の
増幅器の総合特性測定方法において、増幅器全体の利
得、出力、効率、位相変化量、安定係数、Sパラメー
タ、相互変調歪み、隣接チャネル漏洩電力、Noise Powe
r Ratio の総合特性を周波数をパラメータとして求める
ことを特徴とする増幅器の総合特性測定方法。
12. The amplifier overall characteristic measuring method according to claim 1, wherein the gain, output, efficiency, phase change amount, stability coefficient, S parameter, intermodulation distortion, and adjacent channel leakage of the entire amplifier. Electricity, Noise Powe
A method for measuring the overall characteristic of an amplifier, which is characterized in that the overall characteristic of r Ratio is obtained using the frequency as a parameter.
【請求項13】 請求項1ないし4のいずれかに記載の
増幅器の総合特性測定方法において、増幅器の前段に周
波数変換回路または変調回路を接続し、周波数変換回路
または変調回路を含めた増幅器全体の利得、出力、効
率、位相変化量、安定係数、Sパラメータ、相互変調歪
み、隣接チャネル漏洩電力、Noise Power Ratio の総合
特性を求めることを特徴とする増幅器の総合特性測定方
法。
13. The method for measuring the overall characteristics of an amplifier according to claim 1, further comprising a frequency conversion circuit or a modulation circuit connected to the front stage of the amplifier, and the entire amplifier including the frequency conversion circuit or the modulation circuit. A comprehensive characteristic measuring method for an amplifier, which is characterized in that a comprehensive characteristic of gain, output, efficiency, phase change amount, stability coefficient, S parameter, intermodulation distortion, adjacent channel leakage power, and Noise Power Ratio is obtained.
【請求項14】 請求項1ないし13のいずれかに記載
の増幅器の総合特性測定方法において、上記単位増幅器
はFETであり、FETのロードプルデータ及びSパラ
メータを用いて、増幅器全体の利得、出力、効率、安定
係数、Sパラメータ、歪み特性を求めることを特徴とす
る増幅器の総合特性測定方法。
14. The amplifier overall characteristic measuring method according to claim 1, wherein the unit amplifier is a FET, and the gain and output of the entire amplifier are obtained by using load pull data and S parameter of the FET. , An efficiency, a stability coefficient, an S parameter, and a distortion characteristic are obtained.
JP05080898A 1998-03-03 1998-03-03 How to measure the overall characteristics of an amplifier Expired - Fee Related JP3364149B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP05080898A JP3364149B2 (en) 1998-03-03 1998-03-03 How to measure the overall characteristics of an amplifier

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP05080898A JP3364149B2 (en) 1998-03-03 1998-03-03 How to measure the overall characteristics of an amplifier

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH11248774A JPH11248774A (en) 1999-09-17
JP3364149B2 true JP3364149B2 (en) 2003-01-08

Family

ID=12869077

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP05080898A Expired - Fee Related JP3364149B2 (en) 1998-03-03 1998-03-03 How to measure the overall characteristics of an amplifier

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3364149B2 (en)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002318256A (en) * 2001-04-24 2002-10-31 Mitsubishi Electric Corp Total characteristics calculator for amplifier
CN100386641C (en) * 2004-07-20 2008-05-07 华为技术有限公司 Measuring and testing method for gain compression point output power of amplifier
CN108226643A (en) * 2016-12-09 2018-06-29 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 The method of the source reflectance factor of on-line measurement load balance factor system
CN106959389B (en) * 2017-03-17 2019-04-05 成都海威华芯科技有限公司 A kind of frequency-division section load balance factor test method

Also Published As

Publication number Publication date
JPH11248774A (en) 1999-09-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Shi et al. The influence of the output impedances of peaking power amplifier on broadband Doherty amplifiers
US9705540B2 (en) Control of MISO node
US20030102907A1 (en) Methods and apparatus for time-domain measurement with a high frequency circuit analyzer
CN111740703B (en) pseudo-Doherty self-input-control load modulation balance type power amplifier and implementation method thereof
Akbarpour et al. Analytical design methodology for generic Doherty amplifier architectures using three-port input/output networks
JP3364149B2 (en) How to measure the overall characteristics of an amplifier
Li et al. Highly efficient filtering power amplifier using impedance area-based optimization
Landin et al. RF PA modeling considering odd-even and odd order polynomials
Golestaneh et al. Nonlinear modeling and analysis of a Doherty power amplifier driven by non-constant envelope signals
JP2002318256A (en) Total characteristics calculator for amplifier
Bachir et al. New RF power amplifiers modeling and identification for wideband applications
Vanaverbeke et al. De-mystifying AM-PM characteristics through the definition of the complex Transducer Gain Ĝ T
Malekzadeh et al. Fine tuning of switching frequency for minimal distortion in high frequency PWM systems
Gong Design of a broadband Doherty power amplifier with a graphical user interface tool
Landin et al. Power amplifier behavioural model mismatch sensitivity and the impact on digital predistortion performance
US20220337199A1 (en) Power amplifier linearizing module and power amplifier system equipped therewith
Ali et al. Behavioral modeling of RF front end devices in Simulink
Singerl et al. Chebyshev approximation of baseband Volterra series for wideband RF power amplifiers
Tian et al. Application of the Cardiff Model for Orthogonal LMBA response prediction
de Falco et al. On the Design of Branch Amplifiers in Outphasing Systems
Bespalko Modular nonlinear characterization system and large-signal behavioral modelling of unmatched transistors for streamlined power amplifier design
Jaraut et al. Linearization of Load Mismatched Power Amplifiers Using Reflection-Aware Augmented Polynomial Model
Lin et al. Investigation on the Source Impedance Influence on the RF Performance of LDMOS Device
Liu et al. An Augmented Time-Domain Poly-Harmonic Distortion Model for Digital Predistortion of Power Amplifiers With Severe Load Mismatch
Kozel et al. A Template for Doherty Amplifier Design

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees