JP3405401B2 - 前置補償型線形化器および線形化増幅器 - Google Patents
前置補償型線形化器および線形化増幅器Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、増幅器の非線形応
答を線形化して、セル式送受話器分野に特に好適な低歪
み・広ダイナミックレンジの増幅を行うための電子回路
（前置補償型線形化器）に関する。
答を線形化して、セル式送受話器分野に特に好適な低歪
み・広ダイナミックレンジの増幅を行うための電子回路
（前置補償型線形化器）に関する。
【０００２】
【従来の技術】最近、ＩＳ−９５または広帯域ＣＤＭＡ
（Ｗ−ＣＤＭＡ）などのデジタルセル式システムにおけ
る進歩によって、セル式送受話器分野における広出力電
力範囲にわたって低歪み・高効率で動作し得るマイクロ
波増幅器が望まれるようになってきた。低歪み増幅を行
うには、送信機増幅器は通常、電力を低くして動作する
ため、動作効率が低下することになる。歪みを低下させ
るための実行可能な選択肢の一つは、線形化機構を用い
て増幅器の非線形応答を線形化するというものである。
文献的には各種増幅器線形化法が報告されているが、小
型送受話器が要求されるために、送受話器増幅器に適用
可能な線形化機構の数は限られていた。フィードバック
および前置補償などの線形化機構はその要求を満足する
ものである。しかしながら、フィードバック法は、線形
化する増幅器の安定性を損ねる可能性があるために通常
は使用されず、従って、ほとんどの用途が前置補償法に
基づいたものとなっている。
（Ｗ−ＣＤＭＡ）などのデジタルセル式システムにおけ
る進歩によって、セル式送受話器分野における広出力電
力範囲にわたって低歪み・高効率で動作し得るマイクロ
波増幅器が望まれるようになってきた。低歪み増幅を行
うには、送信機増幅器は通常、電力を低くして動作する
ため、動作効率が低下することになる。歪みを低下させ
るための実行可能な選択肢の一つは、線形化機構を用い
て増幅器の非線形応答を線形化するというものである。
文献的には各種増幅器線形化法が報告されているが、小
型送受話器が要求されるために、送受話器増幅器に適用
可能な線形化機構の数は限られていた。フィードバック
および前置補償などの線形化機構はその要求を満足する
ものである。しかしながら、フィードバック法は、線形
化する増幅器の安定性を損ねる可能性があるために通常
は使用されず、従って、ほとんどの用途が前置補償法に
基づいたものとなっている。
【０００３】送受話器増幅器線形化に適用可能な前置補
償器の分野では、ソース誘導素子を有するソース接地Ｆ
ＥＴ線形化器と称される方法が中山らによって報告され
ている（M.Nakayama et al., 1995 IEEE MTT-S digest,
pp.1451-1454）。その方法の模式図を図９に示してあ
る。前置補償器６０４は、ソース誘導素子６０１を有す
るソース接地構成のＦＥＴ６００から成るものである。
入力整合ネットワーク６０２がＦＥＴ６００のゲート
（Ｇ）に接続されており、出力整合ネットワーク６０３
がＦＥＴ６００のドレイン（Ｄ）に接続されている。利
得および位相の特性は、入力電力に関するソース誘導素
子６０１の関数である。前置補償器６０４は、増幅器６
０５の入力に対して縦続接続されていることで、それの
非線形効果を線形化する。前置補償器の別の形態が山内
らによって報告されている（K.Yamauchi et al., 1996
MTT-S digest, pp.831-834）。その方法は、直列ダイオ
ード線形化器と称される。その方法の模式図を図１０に
示してある。前置補償器７０７は、チョーク誘導素子７
０３を介して直流電圧電源７０１によってバイアスされ
た直列ダイオード７００を使用している。誘導素子７０
５は、直流電圧電源７０１に対する接地を提供してい
る。コンデンサ７０２およびコンデンサ７０６はそれぞ
れ、入力および出力直流ブロックとして使用されてい
る。コンデンサ７０４を追加することで、入力電力にお
ける上昇に伴って、ダイオード線形化器の位相偏移が負
になる。ダイオード線形化器７０７の振幅および位相の
特性は、バイアス電圧７０１を調節することで変えるこ
とができる。増幅器７０８の非線形効果は、前置補償器
７０７によって線形化される。線形化増幅器の代表的な
３次相互変調（ＩＭ３：3rd-order intermodulation）
応答を図１１に示してある。通常は、比較的高い出力電
力範囲で、限られたレンジについてＩＭ３歪みレベルが
改善される。低出力電力では、線形化増幅器のＩＭ３レ
ベルは、前置補償器を使用しない場合と比較して悪化す
る。
償器の分野では、ソース誘導素子を有するソース接地Ｆ
ＥＴ線形化器と称される方法が中山らによって報告され
ている（M.Nakayama et al., 1995 IEEE MTT-S digest,
pp.1451-1454）。その方法の模式図を図９に示してあ
る。前置補償器６０４は、ソース誘導素子６０１を有す
るソース接地構成のＦＥＴ６００から成るものである。
入力整合ネットワーク６０２がＦＥＴ６００のゲート
（Ｇ）に接続されており、出力整合ネットワーク６０３
がＦＥＴ６００のドレイン（Ｄ）に接続されている。利
得および位相の特性は、入力電力に関するソース誘導素
子６０１の関数である。前置補償器６０４は、増幅器６
０５の入力に対して縦続接続されていることで、それの
非線形効果を線形化する。前置補償器の別の形態が山内
らによって報告されている（K.Yamauchi et al., 1996
MTT-S digest, pp.831-834）。その方法は、直列ダイオ
ード線形化器と称される。その方法の模式図を図１０に
示してある。前置補償器７０７は、チョーク誘導素子７
０３を介して直流電圧電源７０１によってバイアスされ
た直列ダイオード７００を使用している。誘導素子７０
５は、直流電圧電源７０１に対する接地を提供してい
る。コンデンサ７０２およびコンデンサ７０６はそれぞ
れ、入力および出力直流ブロックとして使用されてい
る。コンデンサ７０４を追加することで、入力電力にお
ける上昇に伴って、ダイオード線形化器の位相偏移が負
になる。ダイオード線形化器７０７の振幅および位相の
特性は、バイアス電圧７０１を調節することで変えるこ
とができる。増幅器７０８の非線形効果は、前置補償器
７０７によって線形化される。線形化増幅器の代表的な
３次相互変調（ＩＭ３：3rd-order intermodulation）
応答を図１１に示してある。通常は、比較的高い出力電
力範囲で、限られたレンジについてＩＭ３歪みレベルが
改善される。低出力電力では、線形化増幅器のＩＭ３レ
ベルは、前置補償器を使用しない場合と比較して悪化す
る。
【０００４】広い出力電力範囲にわたって高効率動作を
行うには、増幅器に対してバイアス制御を行うのが一般
的である。その方法を前置補償器と併用して、増幅器の
効率および歪みレベルを改善する。図１２には、そのよ
うな増幅器の模式図を示してある。図９または１０に示
した形態を有する前置補償器８００は増幅器８０１に縦
続接続で接続されている。増幅器８０１のバイアスは、
直流電圧電源８０３を有するＤＣ−ＤＣ変換器８０２に
よって制御される。ＤＣ−ＤＣ変換器８０２は、出力電
力レベルに従って増幅器８０１のバイアスレベルを変え
て、効率を改善できるようにするものである。前置補償
器８００を組み込むことで、増幅器８０１の非線形効果
が補償されて、高出力の領域で動作させた場合の出力電
力における低歪みを実現することができる。
行うには、増幅器に対してバイアス制御を行うのが一般
的である。その方法を前置補償器と併用して、増幅器の
効率および歪みレベルを改善する。図１２には、そのよ
うな増幅器の模式図を示してある。図９または１０に示
した形態を有する前置補償器８００は増幅器８０１に縦
続接続で接続されている。増幅器８０１のバイアスは、
直流電圧電源８０３を有するＤＣ−ＤＣ変換器８０２に
よって制御される。ＤＣ−ＤＣ変換器８０２は、出力電
力レベルに従って増幅器８０１のバイアスレベルを変え
て、効率を改善できるようにするものである。前置補償
器８００を組み込むことで、増幅器８０１の非線形効果
が補償されて、高出力の領域で動作させた場合の出力電
力における低歪みを実現することができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】先行技術の方法では、
前置補償型線形化器として、ソース誘導素子を有するソ
ース接地ＦＥＴを用いているが、誘導素子が大きいこと
から、小型線形化器が得られないと考えられる。ダイオ
ード型線形化器には小型化という利点があるが、ソース
接地ＦＥＴ線形化器の場合と同様、振幅応答および位相
応答は互いに依存するパラメータである。従って、線形
化器の振幅応答と位相応答を独立に調整して、非線形増
幅器のものと整合させることは困難である。
前置補償型線形化器として、ソース誘導素子を有するソ
ース接地ＦＥＴを用いているが、誘導素子が大きいこと
から、小型線形化器が得られないと考えられる。ダイオ
ード型線形化器には小型化という利点があるが、ソース
接地ＦＥＴ線形化器の場合と同様、振幅応答および位相
応答は互いに依存するパラメータである。従って、線形
化器の振幅応答と位相応答を独立に調整して、非線形増
幅器のものと整合させることは困難である。
【０００６】さらに、非線形増幅器に前置補償型線形化
器を組み込みことによる歪みの改善は、限られた出力電
力範囲に限定されるのが普通である。そのレンジ外で
は、広い電力範囲にわたって前置補償器と増幅器の間で
利得および位相の特性を一致させるのが困難であるため
に、線形化以前の場合と比較して、歪みレベルが悪化す
るのが普通である。それはＩＳ−９５またはＷ−ＣＤＭ
Ａなどのシステムで使用する場合の増幅器のダイナミッ
クレンジを制限するものと考えられる。さらに、前置補
償型線形化器では固定制御電圧を使用するために、その
ような線形化器の応答を、広ダイナミックレンジ・高効
率の動作のためのダイナミックバイアス制御を行う増幅
器の応答にダイナミックに追跡・一致させることができ
ないことから、全体的な歪み改善が低下する。
器を組み込みことによる歪みの改善は、限られた出力電
力範囲に限定されるのが普通である。そのレンジ外で
は、広い電力範囲にわたって前置補償器と増幅器の間で
利得および位相の特性を一致させるのが困難であるため
に、線形化以前の場合と比較して、歪みレベルが悪化す
るのが普通である。それはＩＳ−９５またはＷ−ＣＤＭ
Ａなどのシステムで使用する場合の増幅器のダイナミッ
クレンジを制限するものと考えられる。さらに、前置補
償型線形化器では固定制御電圧を使用するために、その
ような線形化器の応答を、広ダイナミックレンジ・高効
率の動作のためのダイナミックバイアス制御を行う増幅
器の応答にダイナミックに追跡・一致させることができ
ないことから、全体的な歪み改善が低下する。
【０００７】そこで本発明の目的は、前置補償型線形化
器の位相特性および振幅特性に対する、より独立性の高
い制御を行うことにある。この線形化器は入力電力の増
加に伴い正の利得偏移および負の位相偏移となる特性を
有することおよび小型であることが望ましく、このこと
が実現できればセル式送受話器で使用される各種非線形
増幅器を線形化するのに適用可能である。本発明の別の
目的は、異なる制御機構を開発して、その前置補償型線
形化器を組み込んだ増幅器が出力における広いダイナミ
ックレンジにわたって、低歪み・高効率を与えることが
できるようにすることである。
器の位相特性および振幅特性に対する、より独立性の高
い制御を行うことにある。この線形化器は入力電力の増
加に伴い正の利得偏移および負の位相偏移となる特性を
有することおよび小型であることが望ましく、このこと
が実現できればセル式送受話器で使用される各種非線形
増幅器を線形化するのに適用可能である。本発明の別の
目的は、異なる制御機構を開発して、その前置補償型線
形化器を組み込んだ増幅器が出力における広いダイナミ
ックレンジにわたって、低歪み・高効率を与えることが
できるようにすることである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明で
は、増幅器の非線形応答を線形化する前置補償型線形化
器を提供する。この線形化器は、ＭＭＩＣ（Microwave
Monolithic IC： マイクロ波モノシリックＩＣ）とし
て形成するのに好適な程度の小型化を実現している。こ
の線形化装置は、ゲート接地ＦＥＴ構造に基づいたもの
であり、ＦＥＴの固有静電容量の位相特性への効果を軽
減し、線形化器の損失を低減するドレイン端子とソース
端子との間を接続する共振回路を有する。前置補償器の
負の位相偏移角度は、ゲート誘導素子によって決定され
る。ゲート制御電圧は前記補償器の増幅特性を調整する
ために用いられる。誘導素子は、入力電力の増加に伴い
負の位相偏移が得られるように、ＦＥＴのドレイン端子
とグランドとの間、およびＦＥＴのソース端子とグラン
ドとの間に接続されている。入力部とＦＥＴのドレイン
端子との間、および出力部とＦＥＴのソース端子との間
に接続されているコンデンサは、直流を阻止するための
ものである。
は、増幅器の非線形応答を線形化する前置補償型線形化
器を提供する。この線形化器は、ＭＭＩＣ（Microwave
Monolithic IC： マイクロ波モノシリックＩＣ）とし
て形成するのに好適な程度の小型化を実現している。こ
の線形化装置は、ゲート接地ＦＥＴ構造に基づいたもの
であり、ＦＥＴの固有静電容量の位相特性への効果を軽
減し、線形化器の損失を低減するドレイン端子とソース
端子との間を接続する共振回路を有する。前置補償器の
負の位相偏移角度は、ゲート誘導素子によって決定され
る。ゲート制御電圧は前記補償器の増幅特性を調整する
ために用いられる。誘導素子は、入力電力の増加に伴い
負の位相偏移が得られるように、ＦＥＴのドレイン端子
とグランドとの間、およびＦＥＴのソース端子とグラン
ドとの間に接続されている。入力部とＦＥＴのドレイン
端子との間、および出力部とＦＥＴのソース端子との間
に接続されているコンデンサは、直流を阻止するための
ものである。
【０００９】請求項２記載の発明では、増幅器の非線形
応答を線形化する前置補償型線形化器を提供する。この
線形化器は，ＭＭＩＣとして形成するのに好適な程度の
小型化を実現している。この線形化装置は、ゲート接地
ＦＥＴ構造に基づいたものであり、ＦＥＴの固有静電容
量の位相特性への効果を軽減し、線形化器の損失を低減
するドレイン端子とソース端子との間を接続する共振回
路を有する。前置補償器の負の位相偏移角度は、ゲート
誘導素子によって決定される。ドレイン制御電圧とゲー
ト制御電圧の両方を用いて、前置補償器の振幅特性およ
び位相特性の調整を行う。誘導素子は、入力電力の増加
に伴い負の位相偏移が得られるように、ＦＥＴのドレイ
ン端子とグランドとの間（ＲＦバイパスコンデンサを介
して）、およびＦＥＴのソース端子とグランドとの間に
接続されている。入力部とＦＥＴのドレイン端子との
間、および出力部とＦＥＴのソース端子との間に接続さ
れているコンデンサは、直流を阻止するためのものであ
る。
応答を線形化する前置補償型線形化器を提供する。この
線形化器は，ＭＭＩＣとして形成するのに好適な程度の
小型化を実現している。この線形化装置は、ゲート接地
ＦＥＴ構造に基づいたものであり、ＦＥＴの固有静電容
量の位相特性への効果を軽減し、線形化器の損失を低減
するドレイン端子とソース端子との間を接続する共振回
路を有する。前置補償器の負の位相偏移角度は、ゲート
誘導素子によって決定される。ドレイン制御電圧とゲー
ト制御電圧の両方を用いて、前置補償器の振幅特性およ
び位相特性の調整を行う。誘導素子は、入力電力の増加
に伴い負の位相偏移が得られるように、ＦＥＴのドレイ
ン端子とグランドとの間（ＲＦバイパスコンデンサを介
して）、およびＦＥＴのソース端子とグランドとの間に
接続されている。入力部とＦＥＴのドレイン端子との
間、および出力部とＦＥＴのソース端子との間に接続さ
れているコンデンサは、直流を阻止するためのものであ
る。
【００１０】請求項３記載の発明では、請求項１および
２の前置補償器用の共振回路を提供するものである。こ
の共振回路は、直列に接続された誘導素子とコンデンサ
から成る。誘導素子はＦＥＴの固有静電容量と共振し
て、それの位相特性への効果を軽減し、さらには線形化
器の損失を低減するものである。このコンデンサは直流
遮断用である。
２の前置補償器用の共振回路を提供するものである。こ
の共振回路は、直列に接続された誘導素子とコンデンサ
から成る。誘導素子はＦＥＴの固有静電容量と共振し
て、それの位相特性への効果を軽減し、さらには線形化
器の損失を低減するものである。このコンデンサは直流
遮断用である。
【００１１】請求項４記載の発明では、広いダイナミッ
クレンジにわたって非線形増幅器の歪みレベルを改善す
る線形化増幅器を提供する。請求項１または２の線形化
器を非線形増幅器に縦続接続で接続して、この増幅器の
非線形効果を線形化する。請求項１または２の線形化器
のゲート制御電圧にスイッチを設けて、入力電力レベル
に応じて線形化器のオンまたはオフを行って、固定ゲー
ト制御電圧を用いる場合より広いレンジの出力電力にわ
たって低歪みとすることができる。本発明はさらに、低
入力電力範囲で線形化器の損失を低減するものである。
クレンジにわたって非線形増幅器の歪みレベルを改善す
る線形化増幅器を提供する。請求項１または２の線形化
器を非線形増幅器に縦続接続で接続して、この増幅器の
非線形効果を線形化する。請求項１または２の線形化器
のゲート制御電圧にスイッチを設けて、入力電力レベル
に応じて線形化器のオンまたはオフを行って、固定ゲー
ト制御電圧を用いる場合より広いレンジの出力電力にわ
たって低歪みとすることができる。本発明はさらに、低
入力電力範囲で線形化器の損失を低減するものである。
【００１２】請求項５記載の発明では、広いダイナミッ
クレンジにわたって非線形増幅器の歪みレベルおよび効
率を改善する線形化増幅器を提供する。請求項１または
２の線形化器を非線形増幅器に縦続接続で接続する。広
い出力電力範囲にわたって非線形増幅器を線形化するに
は、請求項１または２の線形化器のゲート制御電圧に対
して制御機構を用いて、線形化器の特性を、非線形増幅
器の出力電力レベルに応じて変える。
クレンジにわたって非線形増幅器の歪みレベルおよび効
率を改善する線形化増幅器を提供する。請求項１または
２の線形化器を非線形増幅器に縦続接続で接続する。広
い出力電力範囲にわたって非線形増幅器を線形化するに
は、請求項１または２の線形化器のゲート制御電圧に対
して制御機構を用いて、線形化器の特性を、非線形増幅
器の出力電力レベルに応じて変える。
【００１３】請求項６記載の発明では、広い出力電力範
囲にわたって非線形増幅器の歪みレベルを改善する線形
化増幅器を提供する。請求項１または２の線形化器を非
線形増幅器に縦続接続で接続して、この増幅器の非線形
効果を線形化する。出力電力レベルによって非線形増幅
器のドレイン電圧およびゲート電圧ならびに線形化器の
ゲート制御電圧をダイナミックに変える線形化増幅器用
の制御機構を形成する。従って、線形化器の応答が、非
線形増幅器の応答に対してダイナミックに変わること
で、これまで以上に広い出力電力範囲にわたって、歪み
レベルおよび効率を改善することができる。
囲にわたって非線形増幅器の歪みレベルを改善する線形
化増幅器を提供する。請求項１または２の線形化器を非
線形増幅器に縦続接続で接続して、この増幅器の非線形
効果を線形化する。出力電力レベルによって非線形増幅
器のドレイン電圧およびゲート電圧ならびに線形化器の
ゲート制御電圧をダイナミックに変える線形化増幅器用
の制御機構を形成する。従って、線形化器の応答が、非
線形増幅器の応答に対してダイナミックに変わること
で、これまで以上に広い出力電力範囲にわたって、歪み
レベルおよび効率を改善することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】本発明の第１の実施形態は、上記
の請求項１、３〜６に関わるものである。本発明の第２
の実施形態は、請求項２〜６に関わるものである。本発
明の第３の実施形態は、請求項４に関わるものである。
本発明の第４の実施形態は、請求項５に関わるものであ
る。本発明の第５の実施形態は、請求項６に関わるもの
である。 （第１の実施形態） 本発明の第１の実施形態について、図１を参照しながら
説明する。図１は、前置補償型線形化器１１１の模式図
である。この装置は、ゲート接地ＦＥＴ１００のゲート
（Ｇ）に接続された誘導素子１０１と、それに続くコン
デンサ１０２からなる。誘導素子１０１の値は、線形化
器１１１の負の位相偏移の角度を決定する。線形化器１
１１の振幅特性は、バイアス印加抵抗１０４を介してＦ
ＥＴ１００に印加されるゲート制御電圧１０３、Ｖcに
よって制御することができる。共振ネットワークが、Ｆ
ＥＴのドレイン（Ｄ）とソース（Ｓ）の間に接続されて
いる。コンデンサ１０６の目的は直流遮断であるが、誘
導素子１０５はＦＥＴ１００の固有のドレインソース静
電容量と共振するためのものである。動作（共振）周波
数では、共振ネットワークがＦＥＴ１００の固有静電容
量と共振して、それの位相特性に対する効果を相殺し、
線形化器１１１の損失を低減する。ＦＥＴ１００の固有
非線形誘電率によって、線形化器１００の振幅特性が決
まる。
の請求項１、３〜６に関わるものである。本発明の第２
の実施形態は、請求項２〜６に関わるものである。本発
明の第３の実施形態は、請求項４に関わるものである。
本発明の第４の実施形態は、請求項５に関わるものであ
る。本発明の第５の実施形態は、請求項６に関わるもの
である。 （第１の実施形態） 本発明の第１の実施形態について、図１を参照しながら
説明する。図１は、前置補償型線形化器１１１の模式図
である。この装置は、ゲート接地ＦＥＴ１００のゲート
（Ｇ）に接続された誘導素子１０１と、それに続くコン
デンサ１０２からなる。誘導素子１０１の値は、線形化
器１１１の負の位相偏移の角度を決定する。線形化器１
１１の振幅特性は、バイアス印加抵抗１０４を介してＦ
ＥＴ１００に印加されるゲート制御電圧１０３、Ｖcに
よって制御することができる。共振ネットワークが、Ｆ
ＥＴのドレイン（Ｄ）とソース（Ｓ）の間に接続されて
いる。コンデンサ１０６の目的は直流遮断であるが、誘
導素子１０５はＦＥＴ１００の固有のドレインソース静
電容量と共振するためのものである。動作（共振）周波
数では、共振ネットワークがＦＥＴ１００の固有静電容
量と共振して、それの位相特性に対する効果を相殺し、
線形化器１１１の損失を低減する。ＦＥＴ１００の固有
非線形誘電率によって、線形化器１００の振幅特性が決
まる。
【００１５】誘導素子１０８、１０９は、ＦＥＴ１００
のドレイン端子とグランドとの間およびＦＥＴ１００の
ソース端子とグランドとの間にそれぞれ接続されるこに
より、前置補償器１１１の入力電力の増加に伴い負の位
相偏移を得ることができる。これらの誘導素子がない
と、前置補償器は正の位相偏移しか示さないため本発明
の目的を満足することができない。これらの誘導素子の
値は、５ｎＨから１０ｎＨの範囲であれば負の位相偏移
が保証される。直列コンデンサ１０７、１１０は、それ
ぞれ線形化器１１１の入力部および出力部に対してのＤ
Ｃブロックとして動作する。
のドレイン端子とグランドとの間およびＦＥＴ１００の
ソース端子とグランドとの間にそれぞれ接続されるこに
より、前置補償器１１１の入力電力の増加に伴い負の位
相偏移を得ることができる。これらの誘導素子がない
と、前置補償器は正の位相偏移しか示さないため本発明
の目的を満足することができない。これらの誘導素子の
値は、５ｎＨから１０ｎＨの範囲であれば負の位相偏移
が保証される。直列コンデンサ１０７、１１０は、それ
ぞれ線形化器１１１の入力部および出力部に対してのＤ
Ｃブロックとして動作する。
【００１６】線形化器１１１の１．９５ＧＨｚにおける
利得特性および位相偏移特性の応答をシミュレーション
したものを、誘導素子１０１の２個の値について図２
（ａ）に示してある。広レンジの入力電力レベルに関し
て、この２例では同様の利得拡張が得られるが、位相特
性は誘導素子１０１の値によって決まる。図２（ｂ）に
は、誘導素子１０１の値は同じであるが、各種値のゲー
ト制御電圧１０３についての線形化器１１１の１．９５
ＧＨｚにおける応答を示してある。ゲート制御電圧１０
３は、線形化器１１１の利得拡張特性を変えるが、位相
特性には無視できる程度の効果しか示さない。従って、
線形化器１１１の振幅特性と位相特性を独立に制御する
ことができる。留意すべき点として、ＦＥＴ１００をピ
ンチオフ付近までバイアスすることで、線形化器１１１
に利得拡張および位相圧縮の特性が生じる。
利得特性および位相偏移特性の応答をシミュレーション
したものを、誘導素子１０１の２個の値について図２
（ａ）に示してある。広レンジの入力電力レベルに関し
て、この２例では同様の利得拡張が得られるが、位相特
性は誘導素子１０１の値によって決まる。図２（ｂ）に
は、誘導素子１０１の値は同じであるが、各種値のゲー
ト制御電圧１０３についての線形化器１１１の１．９５
ＧＨｚにおける応答を示してある。ゲート制御電圧１０
３は、線形化器１１１の利得拡張特性を変えるが、位相
特性には無視できる程度の効果しか示さない。従って、
線形化器１１１の振幅特性と位相特性を独立に制御する
ことができる。留意すべき点として、ＦＥＴ１００をピ
ンチオフ付近までバイアスすることで、線形化器１１１
に利得拡張および位相圧縮の特性が生じる。
【００１７】上記の実施形態に示したように、本実施形
態の効果は、入力電力の増加に伴い正の利得および負の
位相偏移を得ることおよび前置補償型線形化器の振幅特
性と位相特性を比較的独立に制御できるという点であ
る。従って、各応答を調整することで、非線形増幅器の
応答に一致させることができる。本実施形態は、本発明
の動作原理の１例に過ぎない。本発明の技術は、ＭＥＳ
ＦＥＴおよびＨＪＦＥＴなどのＦＥＴ装置に適用するこ
とができる。 （第２の実施形態） 第２の実施形態について、図３を参照しながら説明す
る。図３は、前置補償型線形化器２１３の模式図であ
る。この装置は、ゲート接地ＦＥＴ２００のゲート
（Ｇ）に接続された誘導素子２０１と、それに続くコン
デンサ２０２からなる。誘導素子２０１の値は、線形化
器２１３の負の位相偏移の角度を決定する。共振ネット
ワークが、ＦＥＴ２００のドレイン（Ｄ）とソース
（Ｓ）の間に接続されている。コンデンサ２０６の目的
は直流遮断であるが、誘導素子２０５はＦＥＴ２００の
固有のドレインソース静電容量と共振するためのもので
ある。動作（共振）周波数では、共振ネットワークがＦ
ＥＴ２００の固有静電容量と共振して、それの位相特性
に対する効果を相殺し、線形化器２１３の損失を低減す
る。
態の効果は、入力電力の増加に伴い正の利得および負の
位相偏移を得ることおよび前置補償型線形化器の振幅特
性と位相特性を比較的独立に制御できるという点であ
る。従って、各応答を調整することで、非線形増幅器の
応答に一致させることができる。本実施形態は、本発明
の動作原理の１例に過ぎない。本発明の技術は、ＭＥＳ
ＦＥＴおよびＨＪＦＥＴなどのＦＥＴ装置に適用するこ
とができる。 （第２の実施形態） 第２の実施形態について、図３を参照しながら説明す
る。図３は、前置補償型線形化器２１３の模式図であ
る。この装置は、ゲート接地ＦＥＴ２００のゲート
（Ｇ）に接続された誘導素子２０１と、それに続くコン
デンサ２０２からなる。誘導素子２０１の値は、線形化
器２１３の負の位相偏移の角度を決定する。共振ネット
ワークが、ＦＥＴ２００のドレイン（Ｄ）とソース
（Ｓ）の間に接続されている。コンデンサ２０６の目的
は直流遮断であるが、誘導素子２０５はＦＥＴ２００の
固有のドレインソース静電容量と共振するためのもので
ある。動作（共振）周波数では、共振ネットワークがＦ
ＥＴ２００の固有静電容量と共振して、それの位相特性
に対する効果を相殺し、線形化器２１３の損失を低減す
る。
【００１８】誘導素子２０８はＦＥＴ２００のドレイン
端子とグランドとの間にＲＦバイパスコンデンサ２１２
を介して接続されている。誘導素子２０９は、ＦＥＴ２
００のソース端子とグランドとの間に接続されている。
これらの２つの誘導素子２０８、２０９は、前置補償型
線形化器２１３の入力電力の増加に伴い負の位相偏移が
得ることが要求される。これらの誘導素子２０８、２０
９がないと、前置補償型線形化器２１３は正の位相偏移
しか示さないため本発明の目的を満足することができな
い。これらの誘導素子２０８、２０９の値は、５ｎＨか
ら１０ｎＨの範囲であれば負の位相偏移が保証される。
直列コンデンサ２０７、２１０は、それぞれ前置補償型
線形化器２１３の入力部および出力部に対してのＤＣブ
ロックとして動作する。
端子とグランドとの間にＲＦバイパスコンデンサ２１２
を介して接続されている。誘導素子２０９は、ＦＥＴ２
００のソース端子とグランドとの間に接続されている。
これらの２つの誘導素子２０８、２０９は、前置補償型
線形化器２１３の入力電力の増加に伴い負の位相偏移が
得ることが要求される。これらの誘導素子２０８、２０
９がないと、前置補償型線形化器２１３は正の位相偏移
しか示さないため本発明の目的を満足することができな
い。これらの誘導素子２０８、２０９の値は、５ｎＨか
ら１０ｎＨの範囲であれば負の位相偏移が保証される。
直列コンデンサ２０７、２１０は、それぞれ前置補償型
線形化器２１３の入力部および出力部に対してのＤＣブ
ロックとして動作する。
【００１９】前置補償型線形化器２１３の振幅特性は、
バイアス印加抵抗２０４を介してＦＥＴ２００のゲート
（Ｇ）に印加されるゲート制御電圧２０４、Ｖcによっ
て制御することができる。ドレインバイアス制御電圧２
１１、Ｖdは、前置補償型線形化器２１３の振幅特性お
よび位相特性に対してさらなる制御を行うものであり、
誘導素子２０８を介してＦＥＴ２００ドレイン（Ｄ）に
送られる。コンデンサ２１２は、直流電圧電源２１１に
達するＲＦ信号を回避するための接地コンデンサであ
る。
バイアス印加抵抗２０４を介してＦＥＴ２００のゲート
（Ｇ）に印加されるゲート制御電圧２０４、Ｖcによっ
て制御することができる。ドレインバイアス制御電圧２
１１、Ｖdは、前置補償型線形化器２１３の振幅特性お
よび位相特性に対してさらなる制御を行うものであり、
誘導素子２０８を介してＦＥＴ２００ドレイン（Ｄ）に
送られる。コンデンサ２１２は、直流電圧電源２１１に
達するＲＦ信号を回避するための接地コンデンサであ
る。
【００２０】前置補償型線形化器２１３の利得特性およ
び位相偏移特性の応答を１．９５ＧＨｚにおいてシミュ
レーションしたものを、ドレイン制御電圧２１１、Ｖd
の２個の値について図４に示してある。留意すべき点と
して、ＦＥＴ２００をピンチオフ付近までバイアスする
ことで、前置補償型線形化器２１３に利得拡張および位
相圧縮の特性が生じる。
び位相偏移特性の応答を１．９５ＧＨｚにおいてシミュ
レーションしたものを、ドレイン制御電圧２１１、Ｖd
の２個の値について図４に示してある。留意すべき点と
して、ＦＥＴ２００をピンチオフ付近までバイアスする
ことで、前置補償型線形化器２１３に利得拡張および位
相圧縮の特性が生じる。
【００２１】本実施形態の効果は、第１の実施形態で述
べた前置補償型線形化器１１１の場合以上に、前置補償
型線形化器２１３の応答を制御できるという点である。
その追加制御は、追加のドレイン制御電圧２１１を用い
ることで得られる。前置補償型線形化器２１３の応答を
調整することで、非線形増幅器の応答に一致させること
が容易にできる。本実施形態は、本発明の動作原理の１
例に過ぎない。本発明の技術は、ＭＥＳＦＥＴおよびＨ
ＪＦＥＴなどのＦＥＴ装置に適用することができる。 （第３の実施形態）本発明の第３の実施形態は、請求項
１または２の設計を用いる、広レンジの出力電力にわた
って低歪みを有する線形化増幅器であり、それについて
図５を参照して説明を行う。図５には、低歪み・広ダイ
ナミックレンジ線形化増幅器３０５の本実施形態の設計
を示してある。この増幅器３０５は、非線形増幅器３０
４に縦続接続された線形化器３００からなる。線形化器
３００は、第１および第２の実施形態でそれぞれ述べた
前置補償型線形化器１１１または２１３の形のものであ
り、入力電力の関数として、非線形増幅器３０４の応答
とは反対の利得応答および位相応答を有するよう設計さ
れている。前置補償型線形化器３００のゲート制御電圧
Ｖc'は、スイッチ３０１によって制御されるＶon３００
またはＶoff３０３と等しくすることができる。
べた前置補償型線形化器１１１の場合以上に、前置補償
型線形化器２１３の応答を制御できるという点である。
その追加制御は、追加のドレイン制御電圧２１１を用い
ることで得られる。前置補償型線形化器２１３の応答を
調整することで、非線形増幅器の応答に一致させること
が容易にできる。本実施形態は、本発明の動作原理の１
例に過ぎない。本発明の技術は、ＭＥＳＦＥＴおよびＨ
ＪＦＥＴなどのＦＥＴ装置に適用することができる。 （第３の実施形態）本発明の第３の実施形態は、請求項
１または２の設計を用いる、広レンジの出力電力にわた
って低歪みを有する線形化増幅器であり、それについて
図５を参照して説明を行う。図５には、低歪み・広ダイ
ナミックレンジ線形化増幅器３０５の本実施形態の設計
を示してある。この増幅器３０５は、非線形増幅器３０
４に縦続接続された線形化器３００からなる。線形化器
３００は、第１および第２の実施形態でそれぞれ述べた
前置補償型線形化器１１１または２１３の形のものであ
り、入力電力の関数として、非線形増幅器３０４の応答
とは反対の利得応答および位相応答を有するよう設計さ
れている。前置補償型線形化器３００のゲート制御電圧
Ｖc'は、スイッチ３０１によって制御されるＶon３００
またはＶoff３０３と等しくすることができる。
【００２２】線形化増幅器３０５の１．９５ＧＨｚにお
ける３次相互変調（ＩＭ３）のシミュレーションを図６
（ａ）に示してある。ゲート制御電圧ＶcがＶon３０２
に等しい場合、線形化器３００はオンの状態にあり、通
常動作下ではＩＭ３レベルは、線形化を行わない場合と
比較して高出力電力レベルで向上するが、低出力電力範
囲で悪化する。ＶcがＶoff３０３に切り替わると、線形
化器はオフの状態となり、ＩＭ３レベルはオン状態の場
合と比較して低出力電力範囲で向上する。その２種類の
動作状態下での前置補償器３００の１．９５ＧＨｚにお
ける挿入損失特性を図６（ｂ）に示してある。線形化器
３００のオフ状態動作では、オン状態動作と比較して低
い挿入損失となる。
ける３次相互変調（ＩＭ３）のシミュレーションを図６
（ａ）に示してある。ゲート制御電圧ＶcがＶon３０２
に等しい場合、線形化器３００はオンの状態にあり、通
常動作下ではＩＭ３レベルは、線形化を行わない場合と
比較して高出力電力レベルで向上するが、低出力電力範
囲で悪化する。ＶcがＶoff３０３に切り替わると、線形
化器はオフの状態となり、ＩＭ３レベルはオン状態の場
合と比較して低出力電力範囲で向上する。その２種類の
動作状態下での前置補償器３００の１．９５ＧＨｚにお
ける挿入損失特性を図６（ｂ）に示してある。線形化器
３００のオフ状態動作では、オン状態動作と比較して低
い挿入損失となる。
【００２３】上記の実施形態で示したように、本発明の
方法の効果は、広出力電力範囲にわたって、線形化増幅
器３０５の出力で低歪みが得られるという点である。線
形化器３００のゲート制御電圧Ｖcを適切に切り換える
ことで、低出力電力範囲での歪みの悪化を招くことな
く、高出力電力レベルで歪みを改善することができ、そ
れによって線形化増幅器３０５は広ダイナミックレンジ
動作に好適なものとなる。スイッチ３０１のスイッチン
グは、ＩＳ−９５やＷ−ＣＤＭＡ等のセルラシステムに
おいて行われる電力制御により制御することができる、
このことにより入力／出力電力を監視するための回路が
不要となる。この構成の別の利点は、前置補償器３００
の損失をオフ状態動作で低減して、低出力電力レベルで
の線形化増幅器３０５の利得損失を低減することができ
るという点である。本実施形態で説明した増幅器３０４
は、一段設計または多段設計とし、ＢＪＴまたはＦＥＴ
などの各種技術によって実行することができる。本実施
形態は送受話器増幅器との関連で説明したが、上記の線
形化増幅器には、各種変調様式を用いる信号の線形増幅
を必要とする各種通信システムに用いることができる。 （第４の実施形態）本発明の第４の実施形態は、請求項
１または２の設計を用いる、前置補償器の特性に対して
ダイナミック制御を行う線形化増幅器であり、それにつ
いて図７を参照して説明を行う。図７には、ダイナミッ
ク制御線形化増幅器４０７の本実施形態の設計を示して
ある。ダイナミック制御線形化増幅器４０７は、非線形
増幅器４０３に縦続接続された線形化器４００からな
る。増幅器４０３がＦＥＴ型であると仮定すると、それ
のゲート電圧は直流電圧電源ＶGG４０６によって供給さ
れ、それのドレイン電圧ＶDDは、出力電力レベルの関数
として、ＤＣ−ＤＣ変換器４０４によってダイナミック
に制御される。ＤＣ−ＤＣ変換器４０４の出力は、本実
施形態で示されるように線形化増幅器４０７の出力電力
レベルを監視することにより決定するか、または図７に
示される出力電力を不要とするＩＳ−９５やＷ−ＣＤＭ
Ａ等のセルラシステムにおいて行われている電力制御に
より単純に制御することができる。Ｖsupply４０５は、
ＤＣ−ＤＣ変換器４０４の電源装置である。線形化器４
００は、第１および第２の実施形態でそれぞれ述べた前
置補償型線形化器１１１または２１３の形のものであ
り、非線形増幅器４０３の応答とは反対の利得応答およ
び位相応答を有するよう設計されている。差動増幅器４
０２は、参照電圧Ｖref４０１と増幅器４０３のドレイ
ン電圧ＶDDの間の電圧差を増幅するものである。差動増
幅器４０２の出力は、前置補償器４００へのゲート制御
電圧Ｖcを提供する。従って、出力電力によってドレイ
ン制御電圧ＶDDが連続的に変化するために、ゲート制御
電圧Ｖcはダイナミックに変化する。従って、前置補償
器４００の応答はダイナミックに変化して、増幅器４０
３の応答に一致するようになる。
方法の効果は、広出力電力範囲にわたって、線形化増幅
器３０５の出力で低歪みが得られるという点である。線
形化器３００のゲート制御電圧Ｖcを適切に切り換える
ことで、低出力電力範囲での歪みの悪化を招くことな
く、高出力電力レベルで歪みを改善することができ、そ
れによって線形化増幅器３０５は広ダイナミックレンジ
動作に好適なものとなる。スイッチ３０１のスイッチン
グは、ＩＳ−９５やＷ−ＣＤＭＡ等のセルラシステムに
おいて行われる電力制御により制御することができる、
このことにより入力／出力電力を監視するための回路が
不要となる。この構成の別の利点は、前置補償器３００
の損失をオフ状態動作で低減して、低出力電力レベルで
の線形化増幅器３０５の利得損失を低減することができ
るという点である。本実施形態で説明した増幅器３０４
は、一段設計または多段設計とし、ＢＪＴまたはＦＥＴ
などの各種技術によって実行することができる。本実施
形態は送受話器増幅器との関連で説明したが、上記の線
形化増幅器には、各種変調様式を用いる信号の線形増幅
を必要とする各種通信システムに用いることができる。 （第４の実施形態）本発明の第４の実施形態は、請求項
１または２の設計を用いる、前置補償器の特性に対して
ダイナミック制御を行う線形化増幅器であり、それにつ
いて図７を参照して説明を行う。図７には、ダイナミッ
ク制御線形化増幅器４０７の本実施形態の設計を示して
ある。ダイナミック制御線形化増幅器４０７は、非線形
増幅器４０３に縦続接続された線形化器４００からな
る。増幅器４０３がＦＥＴ型であると仮定すると、それ
のゲート電圧は直流電圧電源ＶGG４０６によって供給さ
れ、それのドレイン電圧ＶDDは、出力電力レベルの関数
として、ＤＣ−ＤＣ変換器４０４によってダイナミック
に制御される。ＤＣ−ＤＣ変換器４０４の出力は、本実
施形態で示されるように線形化増幅器４０７の出力電力
レベルを監視することにより決定するか、または図７に
示される出力電力を不要とするＩＳ−９５やＷ−ＣＤＭ
Ａ等のセルラシステムにおいて行われている電力制御に
より単純に制御することができる。Ｖsupply４０５は、
ＤＣ−ＤＣ変換器４０４の電源装置である。線形化器４
００は、第１および第２の実施形態でそれぞれ述べた前
置補償型線形化器１１１または２１３の形のものであ
り、非線形増幅器４０３の応答とは反対の利得応答およ
び位相応答を有するよう設計されている。差動増幅器４
０２は、参照電圧Ｖref４０１と増幅器４０３のドレイ
ン電圧ＶDDの間の電圧差を増幅するものである。差動増
幅器４０２の出力は、前置補償器４００へのゲート制御
電圧Ｖcを提供する。従って、出力電力によってドレイ
ン制御電圧ＶDDが連続的に変化するために、ゲート制御
電圧Ｖcはダイナミックに変化する。従って、前置補償
器４００の応答はダイナミックに変化して、増幅器４０
３の応答に一致するようになる。
【００２４】上記の実施形態で示したように、本実施形
態の方法の効果は、ダイナミックバイアス制御増幅器に
対して歪みの改善を行うことにある。ダイナミックなド
レインバイアス制御の実行により、線形化増幅器４０７
によって、高効率の動作を行うことができる。本実施形
態で示した前置補償器４００についての制御機構を実行
することで、ダイナミックバイアス制御のために増幅器
４０３についての応答の変化が前置補償器４００の応答
と一致して、広い出力電力範囲にわたって歪みの改善が
得られる。本実施形態では、ＦＥＴ増幅器を例として選
択したが、この技術は、ＢＪＴまたはＦＥＴなどの各種
技術によって実行される増幅器に同様に適用することが
できる。本実施形態は送受話器増幅器との関連で説明し
たが、上記の線形化増幅器には、各種変調様式を用いる
信号の線形増幅を必要とする各種通信システムに用いる
ことができる。 （第５の実施形態）本発明の第５の実施形態は、ＦＥＴ
増幅器のドレイン電圧およびゲート電圧ならびに請求項
１または２の設計を用いた線形化増幅器の線形化器につ
いてのダイナミック制御を行う実施形態であり、図８を
参照しながら説明する。図８には、ダイナミック制御線
形化増幅器５０８の本実施形態の設計を示してある。そ
れは、ＦＥＴ増幅器５０３に縦続で接続された線形化器
５００からなる。増幅器５０３のドレイン電圧ＶDDは、
出力電力レベルの関数として、ＤＣ−ＤＣ変換器５０６
によってダイナミックに制御される。 ＤＣ−ＤＣ変換
器５０６の出力は、本実施形態で示されるように線形化
増幅器５０８の出力電力レベルを監視することにより決
定するか、または図８に示される出力電力を不要とする
ＩＳ−９５やＷ−ＣＤＭＡ等のセルラシステムにおいて
行われている電力制御により単純に制御することができ
る。Ｖsupply５０７は、ＤＣ−ＤＣ変換器５０６の電源
装置である。差動増幅器５０４は、参照直流電圧Ｖref
５０５と増幅器５０３のドレイン電圧ＶDDの間の電圧差
を増幅するものであって、増幅器５０３のゲートバイア
ス電圧ＶGGとして用いられることで、増幅器５０３のド
レインおよびゲートバイアスへのダイナミック制御が可
能となる。線形化器５００は、第１および第２の実施形
態でそれぞれ述べた前置補償型線形化器１１１または２
１３の形のものであり、増幅器５０３の応答とは反対の
利得応答および位相応答を有するよう設計されている。
差動増幅器５０１は、増幅器５０３のゲート電圧ＶGGと
抵抗分圧器５０２からの電圧との間の電圧差を増幅する
ものである。差動増幅器５０１の出力は、前置補償器５
００へのゲート制御電圧Ｖcを提供して、ダイナミック
制御を可能とする。
態の方法の効果は、ダイナミックバイアス制御増幅器に
対して歪みの改善を行うことにある。ダイナミックなド
レインバイアス制御の実行により、線形化増幅器４０７
によって、高効率の動作を行うことができる。本実施形
態で示した前置補償器４００についての制御機構を実行
することで、ダイナミックバイアス制御のために増幅器
４０３についての応答の変化が前置補償器４００の応答
と一致して、広い出力電力範囲にわたって歪みの改善が
得られる。本実施形態では、ＦＥＴ増幅器を例として選
択したが、この技術は、ＢＪＴまたはＦＥＴなどの各種
技術によって実行される増幅器に同様に適用することが
できる。本実施形態は送受話器増幅器との関連で説明し
たが、上記の線形化増幅器には、各種変調様式を用いる
信号の線形増幅を必要とする各種通信システムに用いる
ことができる。 （第５の実施形態）本発明の第５の実施形態は、ＦＥＴ
増幅器のドレイン電圧およびゲート電圧ならびに請求項
１または２の設計を用いた線形化増幅器の線形化器につ
いてのダイナミック制御を行う実施形態であり、図８を
参照しながら説明する。図８には、ダイナミック制御線
形化増幅器５０８の本実施形態の設計を示してある。そ
れは、ＦＥＴ増幅器５０３に縦続で接続された線形化器
５００からなる。増幅器５０３のドレイン電圧ＶDDは、
出力電力レベルの関数として、ＤＣ−ＤＣ変換器５０６
によってダイナミックに制御される。 ＤＣ−ＤＣ変換
器５０６の出力は、本実施形態で示されるように線形化
増幅器５０８の出力電力レベルを監視することにより決
定するか、または図８に示される出力電力を不要とする
ＩＳ−９５やＷ−ＣＤＭＡ等のセルラシステムにおいて
行われている電力制御により単純に制御することができ
る。Ｖsupply５０７は、ＤＣ−ＤＣ変換器５０６の電源
装置である。差動増幅器５０４は、参照直流電圧Ｖref
５０５と増幅器５０３のドレイン電圧ＶDDの間の電圧差
を増幅するものであって、増幅器５０３のゲートバイア
ス電圧ＶGGとして用いられることで、増幅器５０３のド
レインおよびゲートバイアスへのダイナミック制御が可
能となる。線形化器５００は、第１および第２の実施形
態でそれぞれ述べた前置補償型線形化器１１１または２
１３の形のものであり、増幅器５０３の応答とは反対の
利得応答および位相応答を有するよう設計されている。
差動増幅器５０１は、増幅器５０３のゲート電圧ＶGGと
抵抗分圧器５０２からの電圧との間の電圧差を増幅する
ものである。差動増幅器５０１の出力は、前置補償器５
００へのゲート制御電圧Ｖcを提供して、ダイナミック
制御を可能とする。
【００２５】上記の実施形態で示したように、本実施形
態の方法の効果は、ダイナミックバイアス制御増幅器に
対して歪みの改善を行うことにある。ダイナミックなド
レインおよびゲートの両方のバイアス制御の実行によ
り、線形化増幅器５０８によって、広い出力電力範囲に
わたって高効率の動作を行うことができる。本実施形態
で示した前置補償器５００についての制御機構を実行す
ることで、前置補償器５００の応答がダイナミックに変
化して、増幅器５０３の応答と一致する。そうして、広
い出力電力範囲にわたる歪み改善を行うことができる。
本実施形態では、ＦＥＴ増幅器を例として選択したが、
この技術は、ＢＪＴまたはＦＥＴなどの各種技術によっ
て実行される増幅器に同様に適用することができる。本
実施形態は送受話器増幅器との関連で説明したが、上記
の線形化増幅器には、各種変調様式を用いる信号の線形
増幅を必要とする各種通信システムに用いることができ
る。
態の方法の効果は、ダイナミックバイアス制御増幅器に
対して歪みの改善を行うことにある。ダイナミックなド
レインおよびゲートの両方のバイアス制御の実行によ
り、線形化増幅器５０８によって、広い出力電力範囲に
わたって高効率の動作を行うことができる。本実施形態
で示した前置補償器５００についての制御機構を実行す
ることで、前置補償器５００の応答がダイナミックに変
化して、増幅器５０３の応答と一致する。そうして、広
い出力電力範囲にわたる歪み改善を行うことができる。
本実施形態では、ＦＥＴ増幅器を例として選択したが、
この技術は、ＢＪＴまたはＦＥＴなどの各種技術によっ
て実行される増幅器に同様に適用することができる。本
実施形態は送受話器増幅器との関連で説明したが、上記
の線形化増幅器には、各種変調様式を用いる信号の線形
増幅を必要とする各種通信システムに用いることができ
る。
【００２６】
【発明の効果】上記で説明したように、本発明の前置補
償型線形化器は、位相特性および振幅特性を独立に調整
できるようにすることにより増幅器の非線形特性を補償
することができるという効果を有する。さらに、前置補
償線形化器の制御を行うことにより、出力電力における
広いダイナミックレンジにわたって低歪み・高効率を実
現する増幅器を得ることができる。
償型線形化器は、位相特性および振幅特性を独立に調整
できるようにすることにより増幅器の非線形特性を補償
することができるという効果を有する。さらに、前置補
償線形化器の制御を行うことにより、出力電力における
広いダイナミックレンジにわたって低歪み・高効率を実
現する増幅器を得ることができる。
【図１】本発明による、ゲート制御電圧Ｖc１０３を有
するゲート接地ＦＥＴを用いた前置補償型線形化器１１
１を模式的に示す第１の実施形態の図である。
するゲート接地ＦＥＴを用いた前置補償型線形化器１１
１を模式的に示す第１の実施形態の図である。
【図２】第１の実施形態を示す図であって、図２（ａ）
は、ゲート誘導素子１０１（Ｌ）の関数としての前置補
償器１１１の応答をシミュレーションしたものであり、
図２（ｂ）は、本発明による、ゲート制御電圧Ｖc１０
３の関数としての前置補償器１１１の応答をシミュレー
ションしたものである。
は、ゲート誘導素子１０１（Ｌ）の関数としての前置補
償器１１１の応答をシミュレーションしたものであり、
図２（ｂ）は、本発明による、ゲート制御電圧Ｖc１０
３の関数としての前置補償器１１１の応答をシミュレー
ションしたものである。
【図３】本発明による、ドレイン制御電圧Ｖd２１１お
よびゲート制御電圧Ｖc２０３を有するゲート接地ＦＥ
Ｔを用いた前置補償型線形化器２１３を模式的に示す第
２の実施形態の図である。
よびゲート制御電圧Ｖc２０３を有するゲート接地ＦＥ
Ｔを用いた前置補償型線形化器２１３を模式的に示す第
２の実施形態の図である。
【図４】本発明による、ドレイン制御電圧Ｖd２１１の
関数としての前置補償器２１３の応答をシミュレーショ
ンしたものを示す、第２の実施形態の図である。
関数としての前置補償器２１３の応答をシミュレーショ
ンしたものを示す、第２の実施形態の図である。
【図５】本発明による、線形化器３００のゲート制御電
圧Ｖcを変えるためのスイッチ３０１を有する線形化増
幅器３０５の模式図を示す第３の実施形態の図である。
圧Ｖcを変えるためのスイッチ３０１を有する線形化増
幅器３０５の模式図を示す第３の実施形態の図である。
【図６】本発明による第３の実施形態を示す図であり、
図６（ａ）は前置補償器の２種類の異なる状態について
の線形化増幅器３０５のＩＭ３応答シミュレーションの
模式図であり、図６（ｂ）は２種類の異なるゲート制御
電圧Ｖc下での線形化増幅器３０５の線形化器３００の
挿入損失をシミュレーションしたものの図である。
図６（ａ）は前置補償器の２種類の異なる状態について
の線形化増幅器３０５のＩＭ３応答シミュレーションの
模式図であり、図６（ｂ）は２種類の異なるゲート制御
電圧Ｖc下での線形化増幅器３０５の線形化器３００の
挿入損失をシミュレーションしたものの図である。
【図７】本発明による、増幅器４０３およびダイナミッ
ク制御前置補償器４００のドレインバイアス制御のため
にＤＣ−ＤＣ変換器４０４を用いる線形化増幅器４０７
の模式図を示す、第４の実施形態の図である。
ク制御前置補償器４００のドレインバイアス制御のため
にＤＣ−ＤＣ変換器４０４を用いる線形化増幅器４０７
の模式図を示す、第４の実施形態の図である。
【図８】本発明による、増幅器５０３のドレイン電圧お
よびゲート電圧ならびに前置補償器５００のゲート制御
電圧Ｖcへのダイナミック制御を用いる線形化増幅器５
０８の模式図を示す、第５の実施形態の図である。
よびゲート電圧ならびに前置補償器５００のゲート制御
電圧Ｖcへのダイナミック制御を用いる線形化増幅器５
０８の模式図を示す、第５の実施形態の図である。
【図９】非線形増幅器６０５に対して縦続接続されたソ
ース誘導素子６０１を有するソース接地ＦＥＴ６００を
用いる線形化器６０４の模式図を示す先行技術の図であ
る。
ース誘導素子６０１を有するソース接地ＦＥＴ６００を
用いる線形化器６０４の模式図を示す先行技術の図であ
る。
【図１０】非線形増幅器７０８に対して縦続接続された
直列ダイオード線形化器７０７の模式図を示す先行技術
の図である。
直列ダイオード線形化器７０７の模式図を示す先行技術
の図である。
【図１１】前置補償線形化を行うおよびそれを行わない
増幅器のＩＭ３応答のシミュレーションを示す先行技術
の図である。
増幅器のＩＭ３応答のシミュレーションを示す先行技術
の図である。
【図１２】増幅器８０１の入力部に接続された前置補償
器８００を有し、ＤＣ−ＤＣ変換器８０２を用いてバイ
アス制御を実行する増幅器８０１の模式図を示す先行技
術の図である。
器８００を有し、ＤＣ−ＤＣ変換器８０２を用いてバイ
アス制御を実行する増幅器８０１の模式図を示す先行技
術の図である。
１００ ＦＥＴ
１０１、１０５、１０８、１０９ 誘導素子
１０２、１０６、１０７、１００ コンデンサ
１０３ 直流電圧電源
１０４ バイアス印加抵抗
１１１ 前置補償型線形化器
２００ ＦＥＴ
２０１、２０５、２０８、２０９ 誘導素子
２０２、２０６、２０７、２１０、２１２ コン
デンサ ２０３、２１１ 直流電圧電源 ２０４ バイアス印加抵抗 ２１３ 前置補償型線形化器 ３００ 前置補償型線形化器 ３０１ スイッチ ３０２、３０３ 直流電圧電源 ３０４ 増幅器 ３０５ 線形化増幅器 ４００ 前置補償型線形化器 ４０１、４０５、４０６ 直流電圧電源 ４０２ 差動増幅器 ４０３ 増幅器 ４０４ ＤＣ−ＤＣ変換器 ４０７ 線形化増幅器 ５００ 前置補償型線形化器 ５０１、５０４ 差動増幅器 ５０２ 抵抗ブリッジ ５０３ 増幅器 ５０５、５０７ 直流電圧電源 ５０６ ＤＣ−ＤＣ変換器 ５０８ 線形化増幅器 ６００ ＦＥＴ ６０１ 誘導素子 ６０２、６０３ 整合回路 ６０４ ソース接地ＦＥＴ線形化器 ６０５ 増幅器 ７００ ＦＥＴ ７０１、７０２、７０４、７０６ コンデンサ ７０３、７０５ 誘導素子 ７０６ 直列ダイオード線形化器 ７０７ 増幅器 ８００ 前置補償器 ８０１ 増幅器 ８０２ ＤＣ−ＤＣ変換器 ８０３ 直流電圧電源
デンサ ２０３、２１１ 直流電圧電源 ２０４ バイアス印加抵抗 ２１３ 前置補償型線形化器 ３００ 前置補償型線形化器 ３０１ スイッチ ３０２、３０３ 直流電圧電源 ３０４ 増幅器 ３０５ 線形化増幅器 ４００ 前置補償型線形化器 ４０１、４０５、４０６ 直流電圧電源 ４０２ 差動増幅器 ４０３ 増幅器 ４０４ ＤＣ−ＤＣ変換器 ４０７ 線形化増幅器 ５００ 前置補償型線形化器 ５０１、５０４ 差動増幅器 ５０２ 抵抗ブリッジ ５０３ 増幅器 ５０５、５０７ 直流電圧電源 ５０６ ＤＣ−ＤＣ変換器 ５０８ 線形化増幅器 ６００ ＦＥＴ ６０１ 誘導素子 ６０２、６０３ 整合回路 ６０４ ソース接地ＦＥＴ線形化器 ６０５ 増幅器 ７００ ＦＥＴ ７０１、７０２、７０４、７０６ コンデンサ ７０３、７０５ 誘導素子 ７０６ 直列ダイオード線形化器 ７０７ 増幅器 ８００ 前置補償器 ８０１ 増幅器 ８０２ ＤＣ−ＤＣ変換器 ８０３ 直流電圧電源
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H03F 1/32
Claims (6)
- 【請求項１】 入力部および出力部と、ゲート接地 ＦＥＴと、 前記ＦＥＴのドレイン端子とソース端子との間に接続さ
れた共振回路と、 前記ＦＥＴのゲートに接続された第１の誘導素子と、 前記第１の誘導素子とグランドとの間に接続された第１
のコンデンサと、 バイアス印加抵抗を介して前記第１の誘導素子に接続さ
れたゲート制御電圧ノードと、 前記ＦＥＴのドレイン端子とグランドとの間に接続され
た第２の誘導素子と、 前記ＦＥＴのソース端子とグランドとの間に接続された
第３の誘導素子と、 前記ＦＥＴのドレイン端子と前記入力部との間に接続さ
れた第２のコンデンサと、 前記ＦＥＴのソース端子と前記出力部との間に接続され
た第３のコンデンサとを有する前置補償型線形化器。 - 【請求項２】 入力部および出力部と、ゲート接地 ＦＥＴと、 前記ＦＥＴのドレイン端子とソース端子との間に接続さ
れた共振回路と、 前記ＦＥＴのゲートに接続された第１の誘導素子と、 前記第１の誘導素子とグランドとの間に接続された第１
のコンデンサと、 バイアス印加抵抗を介して前記第１の誘導素子に接続さ
れたゲート制御電圧ノードと、 前記ＦＥＴのドレイン端子に接続された第２の誘導素子
と、 前記第２の誘導素子に接続された電圧電源と、 前記第２の誘導素子とグランドとの間に接続された第２
のコンデンサと、 前記入力部と前記ＦＥＴのドレイン端子との間に接続さ
れた第３のコンデンサと、 前記ＦＥＴのソース端子とグランドとの間に接続された
第３の誘導素子と、 前記ＦＥＴのソース端子と前記出力部との間に接続され
た第４のコンデンサとを有する前置補償型線形化器。 - 【請求項３】 前記共振回路が、直列に接続された誘導
素子およびコンデンサを有する請求項１または２載の前
置補償型線形化器。 - 【請求項４】 非線形増幅器に縦続接続された請求項１
または２記載の前置補償型線形化器と、 請求項１または２記載の前置補償型線形化器のゲート制
御電圧ノードに接続されたスイッチと、 請求項１または２記載の前置補償型線形化器のゲートノ
ードに印加される電圧を決定する、前記スイッチに接続
された２個の直列電圧電源とを有する線形化増幅器。 - 【請求項５】 非線形増幅器に縦続接続された請求項１
または２記載の前置補償型線形化器と、 前記非線形増幅器に接続されたＤＣ−ＤＣ変換器と、 前記ＤＣ−ＤＣ変換器に接続された直流電圧電源と、 請求項１または２記載の前置補償型線形化器のゲート制
御電圧ノードに接続された差動増幅器の出力部と、 請求項１または２記載の前置補償型線形化器のゲートノ
ードに印加される電圧を決定する、前記差動増幅器の入
力部に接続された基準直流電圧電源および前記ＤＣ−Ｄ
Ｃ変換器の出力部とを有する線形化増幅器。 - 【請求項６】 非線形増幅器に縦続接続された請求項１
または２記載の前置補償型線形化器と、 前記非線形増幅器に接続されたＤＣ−ＤＣ変換器と、 前記ＤＣ−ＤＣ変換器に接続された直流電圧電源と、 第１の差動増幅器の入力部に接続された参照直流電圧電
源および前記ＤＣ−ＤＣ変換器の出力部と、 前記非線形増幅器のバイアス点を決定する、前記非線形
増幅器の入力部に接続された前記第１の差動増幅器の出
力部と、 前記ＤＣ−ＤＣ変換器の前記直流電圧電源の電圧を分割
する抵抗分圧器と、 第２の差動増幅器の入力部に接続された、前記抵抗分圧
器の出力部および前記第１の差動増幅器の出力部と、 前記線形化器のゲートに印加される電圧を決定する、請
求項１または２記載の前置補償型線形化器のゲート制御
電圧ノードに接続された前記第２の差動増幅器の出力部
とを有する線形化増幅器。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16878899A JP3405401B2 (ja) | 1999-06-15 | 1999-06-15 | 前置補償型線形化器および線形化増幅器 |
| US09/594,090 US6307436B1 (en) | 1999-06-15 | 2000-06-15 | Predistortion type linearizer with a resonant circuit and common gate FET |
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|---|---|---|---|
| JP16878899A JP3405401B2 (ja) | 1999-06-15 | 1999-06-15 | 前置補償型線形化器および線形化増幅器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000357926A JP2000357926A (ja) | 2000-12-26 |
| JP3405401B2 true JP3405401B2 (ja) | 2003-05-12 |
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ID=15874491
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|---|---|---|---|
| JP16878899A Expired - Fee Related JP3405401B2 (ja) | 1999-06-15 | 1999-06-15 | 前置補償型線形化器および線形化増幅器 |
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- 1999-06-15 JP JP16878899A patent/JP3405401B2/ja not_active Expired - Fee Related
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2000
- 2000-06-15 US US09/594,090 patent/US6307436B1/en not_active Expired - Lifetime
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