JP3865335B2 - High frequency power amplifier - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、デジタル無線通信装置の高周波電力増幅装置に関し、特に、送信用高周波電力増幅器の非線形歪みを補償するために負帰還制御を行うTDMA方式のデジタル無線装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年の携帯電話やPHS等では周波数の有効利用のためにTDMA方式のデジタル無線通信技術が用いられており、そのようなデジタル無線通信装置では、QPSK,16QAM等の線形変調方式が用いられることが多くなっている。一方、無線通信装置の高周波電力増幅装置には入力のレベルの変化をそのまま増幅して出力するような線形の増幅度が望まれるが、実際の高周波電力増幅装置の増幅特性は非線形の歪みを有している。
多くのデジタル無線通信装置では、上記の高周波電力増幅装置の増幅特性における非線形の歪みを、出力の一部を負帰還回路で復調しながら戻し、その線形が期待される増幅度と実際の高周波電力増幅装置の出力の差を補償するようにしている。そのような負帰還増幅装置の例として、カーティシャンループ型の負帰還増幅装置が上げられる。
以下に図10を用いて、従来のカーティシャンループ型の負帰還増幅装置の構成の一例を説明する。
端子15と端子16には、入力ベースバンド信号I及びQが入力される。このIとQとは、線形変調方式におけるデジタル値をベースバンドの位相変化に投影させるための仮想平面の直交する2軸の値であり、入力ベースバンド信号の位相がIとQの合成角に対応し、入力ベースバンド信号の振幅がIとQの値で表される。
減算器1と減算器2では、入力ベースバンド信号I及びQから、増幅後のアンテナ出力信号より復調されて負帰還で戻された帰還ベースバンド信号I’及びQ’を減算して、その結果の差信号Ix及びQxを出力する。
直交変調器3は、後述する発信器7で発生する角周波数ωcの搬送波信号を入力した差信号Ix及びQxにより直交変調してアンテナ送信用の直交変調波Sを出力するものである。直交変調波Sは、次の式で表される。
S=Ixcosωct+Qxsinωct
電力増幅器4は、直交変調器3から入力した直交変調波Sを、増幅して送信信号SAとして出力する。
【0003】
アンテナ5は、デジタル無線通信装置の送信波を放射し、或いは受信波を受けるためのものであり、この図10の場合には、送信信号SAを放射する。
減衰器6は、電力増幅器4で増幅された送信信号SAを、負帰還回路における増幅前の回路のレベルまで減衰させて帰還信号SBを出力する。
発信器7は、無線送受信用の角周波数ωcの搬送波信号を発生するためのものである。
位相器8は、発信器7で発生した搬送波信号の位相を任意の角周波数分だけシフトした復調用搬送波信号を出力できるものである。
直交復調器9は、入力した帰還信号SBを復調用搬送波信号で直交復調して、帰還ベースバンド信号I’及びQ’を出力する。
この帰還ベースバンド信号I’及びQ’は、前述したように負帰還信号として減算器1と減算器2に入力されて入力ベースバンド信号I及びQとの差信号が出力され、その差信号が小さくなるように電力増幅器4の増幅度が制御されることで、電力増幅器4の非線形歪みを補償することができる。
ところで、このような負帰還を行うデジタル無線通信装置の高周波増幅器では、一般的に負帰還回路の負帰還ループの長さや電力増幅器4の周波数特性や温度特性、アンテナ5の負荷変動等により、送信信号SAに比べて帰還信号SBが遅延し、両者の搬送波の位相が異なってしまう。従って、上記位相器8の位相シフト量が固定値であると、上記理由から遅延量が変化する場合に入力ベースバンド信号SAと帰還ベースバンド信号SBとで搬送波の位相に違いが発生し、負帰還増幅器の歪みの補償特性が劣化してしまう。
【0004】
上記した送信信号SAに比べて帰還信号SBが遅延し、両者の搬送波の位相は異なることを、説明のためIQ仮想平面に例示した図が図11である。
図11では、IQ仮想平面上に入力ベースバンド信号SAに対して帰還ベースバンド信号SBが遅延したことにより位相差Δθを有している場合を示している。入力ベースバンド信号SA及び帰還ベースバンド信号SBは、それぞれI軸とQ軸に沿った、入力ベースバンド信号IとQ及び帰還ベースバンド信号I’とQ’の合成ベクトルとして示され、その合成ベクトルSAに対して合成ベクトルSBは位相差Δθだけ位相が遅れて示される。このようにIQ仮想平面上の入力ベースバンド信号SAに対して帰還ベースバンド信号SBが遅延して合成ベクトルに位相差が発生すると、負帰還増幅器の歪みの補償特性が劣化する。
ここで図10に戻り、位相器8が固定値であると、上記のように負帰還増幅器の歪みの補償特性が劣化してしまうので、位相器8を遅延量の変化に合わせて変化できるように、従来のカーティシャンループ型負帰還増幅器では、入力ベースバンド信号SAと帰還ベースバンド信号SBの位相差を検出して、その位相差分だけ位相器8で発信器7の搬送波の位相をシフトさせて直交復調器9に入力させるようにしている。
まず、入力ベースバンド信号IとQをA/D変換器11と12でデジタル信号に変換した信号と、帰還ベースバンド信号I’とQ’をA/D変換器13と14でデジタル信号に変換した信号とを位相制御回路10に入力して、両信号の位相差を次式に従って計算する。
Δθ=tan-1(Q’/I’)- tan-1(Q/I)
位相制御回路10では、計算結果の位相差Δθに基づいて、位相器8で発信器7の搬送波の位相を位相差Δθだけシフトさせる制御信号を出力し、その結果、入力ベースバンド信号と帰還ベースバンド信号の位相差は軽減され、最終的に負帰還増幅器の歪みの補償特性の劣化が軽減される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のデジタル無線通信装置の高周波電力増幅器では、入力ベースバンド信号と帰還ベースバンド信号の位相差を得るためには、4つのA/D変換器が必要になり、それぞれの変換器のタイミングを正確に一致させる必要が有った。さらに、4つのA/D変換器の入力ベースバンド信号IとQ及び帰還ベースバンド信号I’とQ’の入力信号から入力ベースバンド信号SAと帰還ベースバンド信号SBの合成ベクトルを演算し、両合成ベクトルの位相差Δθを計算するため演算量が大きく演算素子の回路規模が大きくなり結果的にコストアップになっている。
本発明は、上記した背景に鑑みてなされたもので、簡易な構成の位相制御回路とすることにより性能劣化無く小型で安価な高周波電力増幅器を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記した目的を達成するため、本発明では、送信回路の負帰還回路と帰還信号を復調するために用いられる搬送波信号の位相を帰還信号に合わせるための位相手段とを有するデジタル無線通信装置の高周波電力増幅器において、帰還信号が所定値を越えるか否かで2値化する2値化手段と、2値化手段の出力信号とバースト信号の立ち上がりタイミングを示す信号から、入力信号と帰還信号の位相差を推定して位相手段の制御信号を出力する位相制御手段を備えることを特徴とし、送信回路のバースト信号の立ち上がり時に、入力ベースバンド信号と帰還ベースバンド信号をサンプリングしてIQ仮想平面のI軸或いはQ軸における交点を検出し、その検出された交点の正負の順により入力ベースバンド信号と帰還ベースバンド信号の位相差を推定して位相器の位相制御量を決定している。
即ち、請求項1の発明は、信号発生手段から発生した送信用の搬送波信号を入力信号で変調した変調信号とし、該変調信号を増幅して出力信号とし送信する送信回路と、前記出力信号の一部を帰還信号として分岐させて該帰還信号及び前記搬送波信号で復調して復調帰還信号とし、前記入力信号と前記復調帰還信号の差から補償入力信号を得る前記送信回路の負帰還回路と、前記復調帰還信号に用いられる前記搬送波信号の位相を前記帰還信号に合わせるための位相手段とを有するデジタル無線通信装置の高周波電力増幅器において、前記帰還信号が所定値を越えるか否かで2値化する2値化手段と、前記2値化手段の出力信号とバースト信号の立ち上がりタイミングを示す信号とから、前記入力信号と前記帰還信号との位相差を推定して前記位相手段の制御信号を出力する位相制御手段を備えることを特徴とする。
請求項2の発明は、前記位相制御手段が、前記2値化手段のサンプリングのクロック信号と前記2値化手段の出力信号との論理積を出力するAND手段と、前記AND手段の出力信号をバースト信号の立ち上がりタイミングを示す信号まで計数してリセットする計数手段と、前記計数手段の出力と入力信号の位相から期待されるクロック信号との差を得る演算手段と、前記演算手段の演算結果を前記位相手段における位相制御量に変換する変換手段とを備えることを特徴とする。
請求項3の発明は、前記2値化手段における所定値は、IQ仮想平面におけるQが0(I軸)又はIが0(Q軸)の値であることを特徴とする。
請求項4の発明は、前記バースト信号の立ち上がりタイミングを示す信号が、IQ仮想平面におけるI又はQの信号が立ち上がる期間のクロック信号の数であることを特徴とする。
請求項5の発明は、前記位相制御手段は、前記入力信号と前記帰還信号の位相差を、IQ仮想平面における少なくとも前記帰還信号の立ち上がり時に、該信号がI軸又はQ軸と交差するタイミングの差に置き換えて検出することを特徴とする。
請求項6の発明は、前記位相制御手段における前記信号がI軸又はQ軸と交差するタイミングの検出は、信号のI又はQが正から負に変わるか逆に負から正に変わることで検出することを特徴とする。
【0007】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明のデジタル無線通信装置の高周波電力増幅器を図を用いて説明する。
図1は、本発明の一実施形態を示すブロック図である。
図1において、従来技術の図10と同じ機能を示すものには同じ番号を付与している。具体的には、送信系及び負帰還系の端子15と端子16、減算器1と減算器2、直交変調器3、電力増幅器4、アンテナ5、減衰器6、発信器7、位相器8、及び、直交復調器9については従来技術の図10と同様であるのでここでは説明を省略する。
従来技術の図10が本発明の図1で特に異なる点としては、従来技術の図10では、位相制御回路10に入力する信号は、入力ベースバンド信号のIとQの双方と帰還ベースバンド信号のI’とQ’の双方を各々独自のA/DコンバータでA/D変換した信号であり、位相制御回路10では、その4信号から入力ベースバンド信号と帰還ベースバンド信号の位相差を検出して位相制御信号を位相器8に送出していた点が挙げられる。
一方、本発明の図1の位相制御回路18の入力する信号は、帰還ベースバンド信号のI’のゼロクロスコンパレータ17で検出された2値化信号I’zと、バースト立ち上がりのタイミング信号TU、及び、サンプルクロックCLKであり、それらの信号から入力ベースバンド信号と帰還ベースバンド信号の位相差を推定して位相制御信号を位相器8に送出するものである。 尚、位相制御回路18へ入力する2値化信号は、本実施形態では2値化信号I’zとしたが、帰還ベースバンド信号のI’かQ’の少なくともどちらか一方(又は両方)の信号をゼロクロスコンパレータで検出した2値化信号として用いることができる。
【0008】
ゼロクロスコンパレータ17は、直交復調器9で復調された帰還ベースバンド信号SBのI’信号(又はQ’信号)が入力されて、その信号がIQ仮想平面のI軸(又はQ軸)と交差する(ゼロクロスする)点を検出して、その交差点がI軸(又はQ軸)における正負の違いの2値化信号I’z(又はQ’z)を出力する。
位相制御回路18は、前記2値化信号I’z 、後述するバースト立ち上がりタイミング信号TU、及び、サンプルクロックCLKが入力されて、入力ベースバンド信号SAと帰還ベースバンド信号SBの立ち上がり時における位相差Δθを推定して、その位相差に従って位相器8への位相制御出力を行うものである。ここで、本発明の基本的な概念であるIQ仮想平面における入力と帰還ベースバンド信号の立ち上がり時の位相差の検出について説明する。
【0009】
図2は、IQ仮想平面での入力或いは帰還のどちらかのベースバンド信号が立ち上がり時にQ軸と交差する(ゼロクロスする)点での位相差の検出範囲を示す図である。
IQ仮想平面においてバースト信号の立ち上がり信号は、立ち上がり信号LS1のように表される。この立ち上がり信号LS1が入力ベースバンド信号の立ち上がり時のものであるとすると、理想的な帰還ベースバンド信号の立ち上がり信号は、この立ち上がり信号LS1と位相差が0°で立ち上がり信号LS1と同一の軌跡となる信号である。ところが、実際の帰還ベースバンド信号は前述した電力増幅器の周波数特性等で位相が遅延するので、例えば、図2の立ち上がり信号LS2のように表される。
言い換えれば、この立ち上がり信号LS2は、立ち上がり信号LS1が入力ベースバンド信号の立ち上がり時である場合の、位相差が90°遅れた場合の帰還ベースバンド信号を表していると言える。
IQ仮想平面のQ軸の正側で、入力ベースバンド信号の立ち上がり時の位相と帰還ベースバンド信号の立ち上がり時の位相を検出できるのは、入力と帰還の双方のベースバンド信号が立ち上がり時にQ軸の正側と交差(ゼロクロス)することが必要になるので、双方のベースバンド信号の立ち上がり時が図2の立ち上がり信号LS2と立ち上がり信号LS3の間であれば、その位相差が検出可能ということになる。この場合の立ち上がり信号LS2は、Q軸の正側と交差するのが、立ち上がり時から送信電力が一定になる直前の立ち上がり信号の軌跡であり、立ち上がり信号LS3は、Q軸の正側と立ち上がり時に交差しなくなる直前の立ち上がり信号の軌跡を表している。
IQ仮想平面のQ軸の正側と負側、及びI軸の正側と負側で上記のように立ち上がり信号の位相差を検出することで、IQ仮想平面のほぼ全面での位相差の検出が可能になる。
【0010】
図3は、上記のバースト信号の立ち上がり信号の位相差を検出する様々な場合を説明する図である。
図3(a)は、図2と同様な立ち上がり信号がIQ仮想平面のQ軸の正側を通過する場合で、この場合にはIの値(2値化信号I’z )が正から負に変わるタイミングを検出することで位相差を検出することになる。
図3(b)は、立ち上がり信号がIQ仮想平面のQ軸の負側を通過する場合で、この場合にはIの値(2値化信号I’z )が負から正に変わるタイミングを検出することで位相差を検出することになる。
図3(c)は、立ち上がり信号がIQ仮想平面のI軸の負側を通過する場合で、この場合にはQの値(2値化信号Q’z )が正から負に変わるタイミングを検出することで位相差を検出することになる。
図3(d)は、立ち上がり信号がIQ仮想平面のI軸の正側を通過する場合で、この場合にはQの値(2値化信号Q’z )が負から正に変わるタイミングを検出することで位相差を検出することになる。
【0011】
図4は、送信時の入力ベースバンド信号のバースト信号の立ち上がりのタイミングを示す図である。
図4(a)は、バースト信号の立ち上がり期間のタイミング信号を表すタイミングチャートである。
バースト信号は、送信期間TXTの時間出力されると、そのバースト信号の立ち上がり時に立ち上がり期間BLが発生する。この立ち上がり期間BLを後述する立ち上がり信号発生装置で検出してバースト信号の立ち上がりのタイミング信号TUを得る。
図4(b)は、IQ仮想平面における入力ベースバンド信号のバースト信号の立ち上がり期間の信号軌跡を表す図である。
バースト信号の立ち上がり時には、IB1、IB2、IB3、IB4のような反時計回りに立ち上がり期間の信号ベクトルが連続して推移していき、図4(a)における送信期間TXTが立ち上がった後の安定した値の送信電力を示す点線の円の値まで信号ベクトルが達すると立ち上がり期間が終了する。
【0012】
図5は、IQ仮想平面における帰還ベースバンド信号の立ち上がり期間の信号ベクトルの軌跡を表す図である。
帰還ベースバンド信号信号の立ち上がり時には、FB1、FB2、FB3、FB4、FB5のような反時計回りに立ち上がり期間の信号ベクトルが連続して推移していき、立ち上がった後の安定した値を示す点線の円の値まで信号ベクトルが達すると立ち上がり期間が終了する。
図4(b)と図5の位相差が、求めようとしている位相差Δθであり、本願では、その位相差を信号ベクトルがQ軸と交差するタイミングの違いから推定して求めている。
図6は、図1の位相制御回路18の一実施形態を示すブロック図である。
AND回路21では、サンプリングのためのクロック信号CLKとゼロクロスコンパレータ17からの2値化された出力の信号I’zが入力され、両信号のAND条件が満たされる場合に信号を出力する。
カウンタ22は、前記AND回路21の出力信号と図4(a)に示したバースト信号の立ち上がりのタイミング信号TUを入力するカウンタであり、タイミング信号TUでリセットされた後に、前記AND回路21の出力をカウントする。
前記AND回路21の出力信号は、前記クロック信号CLKと信号I’zがAND条件で出力される信号であるので、信号I’zが正である間のクロック信号CLKのクロックパルス数がカウンタ22でカウントされた結果の出力値Kが出力される。
減算器23では、カウンタ22の出力値Kと、予め求められた入力ベースバンド信号の立ち上がり信号ベクトルの位相軌跡がQ軸と交差するタイミングを示すサンプリングのクロックパルス数Dが入力され、そのKからDを減算した値が出力される。
重みづけ回路24では、減算器23の出力から入力ベースバンド信号と帰還ベースバンド信号の位相差を推定し、その位相差に応じて重みづけ(×α)を行い位相制御量Pを得て、位相器8に位相制御量Pを出力する。
上記位相制御回路18で、カウンタ22の出力値Kは、入力ベースバンド信号のバースト信号でリセットされてから帰還ベースバンド信号の信号ベクトルがQ軸と交差するまでのタイミングを示し、入力ベースバンド信号の立ち上がりのタイミングは後述するIQ信号発生器等から予め求めることができるので、入力ベースバンド信号と帰還ベースバンド信号の位相差Δθを求めることができる。
【0013】
図7は、図6の位相制御回路18の各入力とカウンタ22の出力Kの値の変化を表すタイミングチャートである。
バースト信号の立ち上がりのタイミング信号TUがオンされると、ゼロクロスコンパレータ17の出力信号I’zもオンされ、AND回路21へ入力されて、サンプリングのクロックパルスがカウンタ22でカウントされ始める。
帰還ベースバンド信号がQ軸と交差してIの値が正から負になるとゼロクロスコンパレータ17の出力信号I’zがオフになりAND回路21の出力も無くなるのでカウンタ22でのクロックパルスのカウントが中止されその中止された時のカウンタの値Kがカウンタ22から減算器23へ出力される。
バースト信号の立ち上がりのタイミング信号TUがオフになると、カウンタ22のカウンタの値Kがリセットされ、次のバースト立ち上がりのタイミング信号TUがオンされるまではカウンタの値は0になる。
【0014】
図8は、バースト信号の立ち上がりのタイミング信号TUの発生装置の一実施形態を示すブロック図である。
IQ信号発生器31では、デジタル無線通信装置の送信データ信号TDとサンプリングのクロック信号CLK、及び、バースト信号のタイミングBTが入力され、入力された送信データ信号TDとクロック信号CLKに基づいてI、Q信号が発生され、タイミングBTで送信するバーストのタイミングが決定される。
タイミング信号発生装置32では、サンプリングのクロック信号CLKとバースト信号のタイミングBTが入力され、 IQ信号発生器31における遅延時間と同等時間だけ遅延され、IQ信号発生器31におけるバースト信号のI、Q信号が立ち上がる処理と同等時間だけカウントされたクロック信号CLKが、バースト信号の立ち上がりのタイミング信号TUとして出力される。
遅延素子41では、バースト信号のタイミングBTをIQ信号発生器31の遅延時間τだけ遅延させて出力する。
遅延素子42では、サンプリングのクロック信号CLKをIQ信号発生器31の遅延時間τだけ遅延させて出力する。
カウンタ43は、遅延素子42から出力されたクロック信号CLKをカウントする。
フリップフロップ44は、遅延素子41からのバースト信号のタイミングBTの入力によりセットされてタイミング信号TUの出力を開始し、カウンタ43からのIQ信号発生器31におけるバースト信号のI、Q信号が立ち上がる処理と同等時間だけカウントされたクロック信号CLKが入力されるとリセットされてタイミング信号TUの出力を中止し、再度、遅延素子41からのバースト信号のタイミングBTの入力されるまでタイミング信号TUの出力は行わない。
【0015】
図9は、図8のタイミング信号TUの発生装置の一実施形態に入出力される各信号のタイミングチャートである。
サンプリングのクロックCLKは、コンスタントにクロックパルスとしてIQ信号発生器31とタイミング信号発生装置32に入力され、送信データTDとバースト信号のタイミングBTが同じタイミングでIQ信号発生器31とタイミング信号発生装置32に入力される。
IQ信号発生器31からのI、Q信号は遅延時間τだけ遅延されて出力を開始し、その際にクロックCLKで数パルス分の立ち上がり期間が発生する。例えば、IQ信号発生器31からのI、Q信号の発生時の立ち上がり期間が6パルスのクロック数(データ6ビット分)とすると、タイミング信号TUも6パルスのクロック数の期間だけ出力される。
従って、タイミング信号発生装置32から出力されるタイミング信号TUは、遅延時間τだけ遅延されたI、Q信号の立ち上がり期間として出力される。
上記のように構成することで、従来は入力ベースバンド信号と出力からの帰還ベースバンド信号のそれぞれのI、Q信号をA/D変換して多大な演算を行って位相制御を行っていたことが、簡単な構成で且つ少ない演算量でできることになる。
尚、本実施形態では、位相制御回路18に入力する信号にタイミング信号TUとしてタイミング信号発生装置32から出力されるタイミング信号を用いたが、従来技術と同様に入力ベースバンド信号I、Qからタイミング信号TUを得て本発明を実施することもできる。
又、本実施形態では、IQ仮想平面でQ軸の正側と帰還ベースバンド信号が交差するタイミングを主体に記述したが、IQ仮想平面でQ軸の負側、或いは、I軸の正側や負側においても、上記と同様な構成や方法を用いて各軸をベースバンド信号が交差するタイミングを検出することで、入力ベースバンドと帰還ベースバンドの位相差を推定して位相制御量Pを得ることができる。
【0016】
【発明の効果】
以上のように本発明に係る高周波電力増幅装置では、性能を劣化させることなく、従来に比べて位相制御回路を簡単な構成にでき、且つ演算量が少なくなり、従って、小型で安価な高周波増幅回路を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、本発明の一実施形態を示すブロック図である。
【図2】IQ仮想平面での入力或いは帰還のどちらかのベースバンド信号が立ち上がり時にQ軸と交差する(ゼロクロスする)点での位相差の検出範囲を示す図である。
【図3】(a)乃至(d)は上記のバースト信号の立ち上がり信号の位相差を検出する様々な場合を説明する図である。
【図4】(a)はバースト信号の立ち上がり期間のタイミング信号を表すタイミングチャートであり、(b)はIQ仮想平面における入力ベースバンド信号のバースト信号の立ち上がり期間の信号軌跡を表す図である。
【図5】IQ仮想平面における帰還ベースバンド信号の立ち上がり期間の信号ベクトルの軌跡を表す図である。
【図6】図1の位相制御回路18の一実施形態を示すブロック図である。
【図7】図6の位相制御回路18の各入力とカウンタ22の出力Kの値の変化を表すタイミングチャートである。
【図8】バースト信号の立ち上がりのタイミング信号TUの発生装置の一実施形態を示すブロック図である。
【図9】図8のタイミング信号TUの発生装置の一実施形態に入出力される各信号のタイミングチャートである。
【図10】従来のカーティシャンループ型の負帰還増幅装置の構成の一例を説明するブロック図である。
【図11】IQ仮想平面上に入力ベースバンド信号SAに対して帰還ベースバンド信号SBが遅延したことにより位相差Δθを有する場合を示す図である。
【符号の説明】
1 、2、23・・・減算器、 3・・・直交変調器、 4・・・電力増幅器、 5・・・アンテナ、 6・・・減衰器、 7・・・発振器、 8・・・位相器、 9・・・直交復調器、 10、18・・・位相制御回路、 11、12、13、14・・・A/D変換器、 15、16・・・端子、 17・・・2値化回路、21・・・AND回路、 22、43・・・カウンタ、 24・・・重みづけ回路、 31・・・IQ信号発生器、 32・・・タイミング信号発生装置、 41、42・・・遅延素子、 44・・・フリップフロップ
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a high frequency power amplifying device for a digital wireless communication device, and more particularly to a TDMA type digital wireless device that performs negative feedback control to compensate for nonlinear distortion of a transmitting high frequency power amplifier.
[0002]
[Prior art]
In recent mobile phones, PHS, and the like, TDMA digital radio communication technology is used for effective use of frequencies. In such digital radio communication devices, linear modulation schemes such as QPSK and 16QAM are used. It is increasing. On the other hand, a high-frequency power amplifying device for a wireless communication device is desired to have a linear amplification factor that amplifies and outputs a change in the input level as it is, but the actual high-frequency power amplifying device has a nonlinear distortion. is doing.
In many digital wireless communication devices, non-linear distortion in the amplification characteristics of the above-described high-frequency power amplifying device is restored while demodulating part of the output with a negative feedback circuit. The difference in the output of the amplifying device is compensated. An example of such a negative feedback amplifier is a Cartesian loop negative feedback amplifier.
Hereinafter, an example of the configuration of a conventional Cartesian loop type negative feedback amplification device will be described with reference to FIG.
Input baseband signals I and Q are input to the terminals 15 and 16. I and Q are values of two axes orthogonal to each other on a virtual plane for projecting a digital value in a linear modulation method onto a baseband phase change, and the phase of an input baseband signal is a combined angle of I and Q. Correspondingly, the amplitude of the input baseband signal is represented by values of I and Q.
The subtractor 1 and the subtracter 2 subtract the feedback baseband signals I ′ and Q ′ demodulated from the amplified antenna output signal and returned by negative feedback from the input baseband signals I and Q, and the result Output difference signals Ix and Qx.
The quadrature modulator 3 performs quadrature modulation with the difference signals Ix and Qx to which a carrier wave signal having an angular frequency ωc generated by a transmitter 7 described later is input, and outputs a quadrature modulated wave S for antenna transmission. The orthogonal modulation wave S is expressed by the following formula.
S = Ixcos ωct + Qxsin ωct
The power amplifier 4 amplifies the quadrature modulated wave S input from the quadrature modulator 3 and outputs it as a transmission signal SA.
[0003]
The antenna 5 radiates a transmission wave of the digital radio communication apparatus or receives a reception wave. In the case of FIG. 10, the antenna 5 radiates a transmission signal SA.
The attenuator 6 attenuates the transmission signal SA amplified by the power amplifier 4 to the level of the circuit before amplification in the negative feedback circuit and outputs the feedback signal SB.
The transmitter 7 is for generating a carrier wave signal having an angular frequency ωc for wireless transmission / reception.
The phase shifter 8 can output a demodulation carrier signal obtained by shifting the phase of the carrier signal generated by the transmitter 7 by an arbitrary angular frequency.
The orthogonal demodulator 9 orthogonally demodulates the input feedback signal SB with the demodulation carrier signal, and outputs feedback baseband signals I ′ and Q ′.
The feedback baseband signals I ′ and Q ′ are input to the subtractor 1 and the subtractor 2 as negative feedback signals as described above, and a difference signal between the input baseband signals I and Q is output. By controlling the amplification degree of the power amplifier 4 so as to decrease, the nonlinear distortion of the power amplifier 4 can be compensated.
By the way, in a high frequency amplifier of a digital wireless communication apparatus that performs such negative feedback, transmission is generally performed depending on the length of the negative feedback loop of the negative feedback circuit, the frequency characteristics and temperature characteristics of the power amplifier 4, the load variation of the antenna 5, and the like. The feedback signal SB is delayed compared to the signal SA, and the phases of the two carriers are different. Therefore, if the phase shift amount of the phase shifter 8 is a fixed value, a difference in carrier phase occurs between the input baseband signal SA and the feedback baseband signal SB when the delay amount changes due to the above-described reason. The compensation characteristic of the distortion of the feedback amplifier is deteriorated.
[0004]
FIG. 11 is a diagram exemplarily showing in the IQ virtual plane that the feedback signal SB is delayed compared to the transmission signal SA and the phases of the two carriers are different from each other for the sake of explanation.
FIG. 11 shows a case where the feedback baseband signal SB has a phase difference Δθ due to the delay of the input baseband signal SA on the IQ virtual plane. The input baseband signal SA and the feedback baseband signal SB are shown as combined vectors of the input baseband signals I and Q and the feedback baseband signals I ′ and Q ′ along the I axis and the Q axis, respectively. The composite vector SB is shown with a phase delay of SA by the phase difference Δθ. As described above, when the feedback baseband signal SB is delayed with respect to the input baseband signal SA on the IQ virtual plane and a phase difference occurs in the combined vector, the distortion compensation characteristics of the negative feedback amplifier deteriorate.
Returning to FIG. 10, if the phase shifter 8 has a fixed value, the distortion compensation characteristic of the negative feedback amplifier is deteriorated as described above, so that the phase shifter 8 can be changed in accordance with the change in the delay amount. In addition, in the conventional Cartesian loop negative feedback amplifier, the phase difference between the input baseband signal SA and the feedback baseband signal SB is detected, and the phase of the carrier wave of the transmitter 7 is shifted by the phase difference 8 by the phase difference. Are input to the quadrature demodulator 9.
First, the input baseband signals I and Q are converted into digital signals by the A / D converters 11 and 12, and the feedback baseband signals I 'and Q' are converted into digital signals by the A / D converters 13 and 14. And the phase difference between the two signals is calculated according to the following equation.
Δθ = tan −1 (Q ′ / I ′) − tan −1 (Q / I)
The phase control circuit 10 outputs a control signal that causes the phase shifter 8 to shift the phase of the carrier wave of the transmitter 7 by the phase difference Δθ based on the calculated phase difference Δθ. As a result, the input baseband signal and the feedback base The phase difference of the band signal is reduced, and finally the deterioration of the distortion compensation characteristic of the negative feedback amplifier is reduced.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the high frequency power amplifier of the conventional digital wireless communication apparatus, four A / D converters are required to obtain the phase difference between the input baseband signal and the feedback baseband signal, and the timing of each converter is required. Needed to match exactly. Further, a combined vector of the input baseband signal SA and the feedback baseband signal SB is calculated from the input baseband signals I and Q of the four A / D converters and the input signals of the feedback baseband signals I ′ and Q ′. Since the phase difference Δθ of the combined vector is calculated, the amount of calculation is large and the circuit scale of the arithmetic element is increased, resulting in an increase in cost.
The present invention has been made in view of the above-described background, and it is an object of the present invention to provide a small-sized and inexpensive high-frequency power amplifier without deterioration in performance by using a phase control circuit with a simple configuration.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, in the present invention, a high frequency of a digital wireless communication apparatus having a negative feedback circuit of a transmission circuit and a phase means for matching the phase of a carrier wave signal used for demodulating the feedback signal with the feedback signal. In the power amplifier, the binarization means for binarizing depending on whether or not the feedback signal exceeds a predetermined value, the output signal of the binarization means, and the signal indicating the rising timing of the burst signal, the level of the input signal and the feedback signal. Phase control means for estimating the phase difference and outputting a control signal for the phase means is provided, and at the rising edge of the burst signal of the transmission circuit, the input baseband signal and the feedback baseband signal are sampled to obtain I of the IQ virtual plane. The point of intersection in the axis or Q axis is detected, and the phase difference between the input baseband signal and the feedback baseband signal is determined according to the order of the detected intersection. Estimated to have decided phase control amount of the phaser.
That is, the invention of claim 1 makes a transmission carrier signal generated from a signal generating means a modulated signal modulated by an input signal, amplifies the modulated signal and transmits it as an output signal, and a transmission circuit for the output signal. A negative feedback circuit of the transmission circuit for branching a part as a feedback signal, demodulating the feedback signal and the carrier wave signal to obtain a demodulated feedback signal, and obtaining a compensation input signal from a difference between the input signal and the demodulated feedback signal; In a high-frequency power amplifier of a digital radio communication apparatus having phase means for matching the phase of the carrier wave signal used for the demodulated feedback signal to the feedback signal, binarization is performed depending on whether or not the feedback signal exceeds a predetermined value The phase difference between the input signal and the feedback signal is estimated from the binarizing means that performs the processing, and the output signal of the binarizing means and the signal that indicates the rising timing of the burst signal. Characterized in that it comprises a phase control means for outputting a control signal of the phase section.
According to a second aspect of the present invention, the phase control means outputs an AND means for outputting a logical product of the sampling clock signal of the binarization means and the output signal of the binarization means, and an output signal of the AND means. Counting means for counting and resetting up to a signal indicating the rising timing of the burst signal, computing means for obtaining the difference between the output of the counting means and the clock signal expected from the phase of the input signal, and the computation result of the computing means Conversion means for converting into a phase control amount in the phase means.
The invention of claim 3 is characterized in that the predetermined value in the binarizing means is a value in which Q in the IQ virtual plane is 0 (I axis) or I is 0 (Q axis).
The invention of claim 4 is characterized in that the signal indicating the rising timing of the burst signal is the number of clock signals during a period when the I or Q signal rises in the IQ virtual plane.
According to a fifth aspect of the present invention, the phase control means calculates a phase difference between the input signal and the feedback signal at a timing at which the signal intersects the I axis or the Q axis at least when the feedback signal rises in an IQ virtual plane. It is characterized by detecting the difference.
According to a sixth aspect of the present invention, the timing at which the signal crosses the I axis or the Q axis in the phase control means is detected by changing the signal I or Q from positive to negative or vice versa. It is characterized by doing.
[0007]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The high-frequency power amplifier of the digital wireless communication apparatus of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention.
In FIG. 1, the same functions as those in FIG. 10 of the prior art are given the same numbers. Specifically, terminals 15 and 16 of the transmission system and negative feedback system, subtractor 1 and subtractor 2, quadrature modulator 3, power amplifier 4, antenna 5, attenuator 6, transmitter 7, phase shifter 8, The quadrature demodulator 9 is the same as that shown in FIG.
The prior art FIG. 10 differs from FIG. 1 of the present invention in that, in FIG. 10 of the prior art, the signals input to the phase control circuit 10 are both I and Q of the input baseband signal and the feedback baseband signal. Both of I ′ and Q ′ are A / D converted by their own A / D converters, and the phase control circuit 10 detects the phase difference between the input baseband signal and the feedback baseband signal from the four signals. Thus, the phase control signal is sent to the phase shifter 8.
On the other hand, the signals input to the phase control circuit 18 of FIG. 1 of the present invention are the binary signal I′z detected by the zero-cross comparator 17 of the feedback baseband signal I ′, the burst rising timing signal TU, and The sample clock CLK estimates the phase difference between the input baseband signal and the feedback baseband signal from these signals and sends a phase control signal to the phase shifter 8. Although the binarized signal input to the phase control circuit 18 is the binarized signal I′z in this embodiment, at least one (or both) of the feedback baseband signal I ′ or Q ′ is used. The signal can be used as a binary signal detected by a zero cross comparator.
[0008]
The zero cross comparator 17 receives the I ′ signal (or Q ′ signal) of the feedback baseband signal SB demodulated by the quadrature demodulator 9 and crosses the I axis (or Q axis) of the IQ virtual plane. A point (zero-crossing) is detected, and a binary signal I′z (or Q′z) having a difference between positive and negative on the I axis (or Q axis) is output at the intersection.
The phase control circuit 18 receives the binarized signal I′z, a burst rise timing signal TU, which will be described later, and a sample clock CLK, and receives a phase difference at the rise of the input baseband signal SA and the feedback baseband signal SB. Δθ is estimated, and a phase control output to the phase shifter 8 is performed according to the phase difference. Here, detection of the phase difference at the time of rising of the input and feedback baseband signals in the IQ virtual plane, which is a basic concept of the present invention, will be described.
[0009]
FIG. 2 is a diagram showing a detection range of a phase difference at a point where either the input or feedback baseband signal on the IQ virtual plane crosses the Q axis at the time of rising (zero crossing).
The rising signal of the burst signal in the IQ virtual plane is represented as a rising signal LS1. Assuming that the rising signal LS1 is a signal at the rising time of the input baseband signal, the rising signal of the ideal feedback baseband signal has the same locus as the rising signal LS1 with a phase difference of 0 ° from the rising signal LS1. Is a signal. However, since the phase of the actual feedback baseband signal is delayed due to the frequency characteristics of the power amplifier described above, for example, it is expressed as a rising signal LS2 in FIG.
In other words, it can be said that the rising signal LS2 represents a feedback baseband signal when the phase difference is delayed by 90 ° when the rising signal LS1 is when the input baseband signal rises.
The phase when the input baseband signal rises and the phase when the feedback baseband signal rises can be detected on the positive side of the Q axis of the IQ virtual plane because both the input and feedback baseband signals rise when the Q axis rises. Therefore, if the rising time of both baseband signals is between the rising signal LS2 and the rising signal LS3 in FIG. 2, the phase difference can be detected. Become. In this case, the rising signal LS2 crosses the positive side of the Q axis is the locus of the rising signal immediately before the transmission power becomes constant from the rising time, and the rising signal LS3 is the rising side of the positive side of the Q axis. It represents the trajectory of the rising signal immediately before it does not cross.
By detecting the phase difference of the rising signal on the positive side and negative side of the Q axis of the IQ virtual plane and on the positive side and negative side of the I axis as described above, detection of the phase difference on almost the entire IQ virtual plane. Is possible.
[0010]
FIG. 3 is a diagram for explaining various cases in which the phase difference of the rising signal of the burst signal is detected.
FIG. 3A shows a case where a rising signal similar to that in FIG. 2 passes the positive side of the Q axis on the IQ virtual plane. In this case, the value of I (binarized signal I′z) changes from positive to negative. The phase difference is detected by detecting the timing of changing to.
FIG. 3B shows a case where the rising signal passes through the negative side of the Q axis of the IQ virtual plane, and in this case, the timing at which the value of I (binarized signal I′z) changes from negative to positive is detected. By doing so, the phase difference is detected.
FIG. 3C shows a case where the rising signal passes the negative side of the I axis of the IQ virtual plane, and in this case, the timing at which the value of Q (binarized signal Q′z) changes from positive to negative is detected. By doing so, the phase difference is detected.
FIG. 3D shows a case where the rising signal passes the positive side of the I axis of the IQ virtual plane, and in this case, the timing at which the value of Q (binarized signal Q′z) changes from negative to positive is detected. By doing so, the phase difference is detected.
[0011]
FIG. 4 is a diagram illustrating the rising timing of the burst signal of the input baseband signal during transmission.
FIG. 4A is a timing chart showing a timing signal in the rising period of the burst signal.
When the burst signal is output for the transmission period TXT, a rising period BL occurs when the burst signal rises. This rising period BL is detected by a rising signal generator described later to obtain a rising timing signal TU of the burst signal.
FIG. 4B is a diagram illustrating a signal locus of the rising period of the burst signal of the input baseband signal in the IQ virtual plane.
When the burst signal rises, the signal vector of the rise period continuously changes counterclockwise like IB1, IB2, IB3, and IB4, and stabilizes after the transmission period TXT in FIG. 4A rises. The rising period ends when the signal vector reaches the value of the dotted circle indicating the transmission power of the value.
[0012]
FIG. 5 is a diagram illustrating the trajectory of the signal vector during the rising period of the feedback baseband signal in the IQ virtual plane.
When the feedback baseband signal signal rises, the signal vector of the rising period continuously changes counterclockwise like FB1, FB2, FB3, FB4, and FB5, and a dotted line indicating a stable value after the rising is shown. The rising period ends when the signal vector reaches the value of the circle.
The phase difference between FIG. 4B and FIG. 5 is the phase difference Δθ to be obtained. In this application, the phase difference is obtained by estimating the difference in timing at which the signal vector crosses the Q axis.
FIG. 6 is a block diagram showing an embodiment of the phase control circuit 18 of FIG.
The AND circuit 21 receives the clock signal CLK for sampling and the binarized output signal I′z from the zero-cross comparator 17 and outputs a signal when the AND condition of both signals is satisfied.
The counter 22 is a counter for inputting the output signal of the AND circuit 21 and the timing signal TU of the rising edge of the burst signal shown in FIG. 4A, and after being reset by the timing signal TU, the output of the AND circuit 21 Count.
Since the output signal of the AND circuit 21 is a signal in which the clock signal CLK and the signal I′z are output under an AND condition, the number of clock pulses of the clock signal CLK while the signal I′z is positive is the counter 22. The output value K obtained as a result of counting is output.
The subtracter 23 receives the output value K of the counter 22 and the sampling clock pulse number D indicating the timing at which the phase trajectory of the rising signal vector of the input baseband signal obtained in advance intersects the Q axis. A value obtained by subtracting D is output.
The weighting circuit 24 estimates the phase difference between the input baseband signal and the feedback baseband signal from the output of the subtracter 23, performs weighting (× α) according to the phase difference, obtains the phase control amount P, The phase control amount P is output to the phase shifter 8.
In the phase control circuit 18, the output value K of the counter 22 indicates the timing until the signal vector of the feedback baseband signal crosses the Q axis after being reset by the burst signal of the input baseband signal. Can be obtained in advance from an IQ signal generator, which will be described later, so that the phase difference Δθ between the input baseband signal and the feedback baseband signal can be obtained.
[0013]
FIG. 7 is a timing chart showing changes in the values of the inputs of the phase control circuit 18 of FIG. 6 and the output K of the counter 22.
When the timing signal TU at the rising edge of the burst signal is turned on, the output signal I′z of the zero cross comparator 17 is also turned on and input to the AND circuit 21, and the sampling clock pulse starts to be counted by the counter 22.
When the feedback baseband signal crosses the Q axis and the value of I changes from positive to negative, the output signal I′z of the zero cross comparator 17 is turned off and the output of the AND circuit 21 is also lost, so that the counter 22 counts the clock pulse. The counter value K is canceled and the counter value K is output from the counter 22 to the subtracter 23.
When the burst signal rising timing signal TU is turned off, the counter value K of the counter 22 is reset, and the counter value becomes 0 until the next burst rising timing signal TU is turned on.
[0014]
FIG. 8 is a block diagram showing an embodiment of a device for generating a timing signal TU at the rising edge of a burst signal.
In the IQ signal generator 31, the transmission data signal TD of the digital wireless communication device, the sampling clock signal CLK, and the timing BT of the burst signal are input. Based on the input transmission data signal TD and the clock signal CLK, I, A Q signal is generated, and the timing of the burst to be transmitted at timing BT is determined.
The timing signal generator 32 receives the sampling clock signal CLK and the timing BT of the burst signal, is delayed by a time equivalent to the delay time in the IQ signal generator 31, and the I and Q signals of the burst signal in the IQ signal generator 31 The clock signal CLK that has been counted for the same time as the process of rising is output as the timing signal TU of the rising edge of the burst signal.
The delay element 41 delays the burst signal timing BT by the delay time τ of the IQ signal generator 31 and outputs it.
The delay element 42 delays the sampling clock signal CLK by the delay time τ of the IQ signal generator 31 and outputs it.
The counter 43 counts the clock signal CLK output from the delay element 42.
The flip-flop 44 is set by the input of the timing BT of the burst signal from the delay element 41 and starts to output the timing signal TU, and the I and Q signals of the burst signal in the IQ signal generator 31 from the counter 43 rise. When the clock signal CLK that has been counted for the same period of time is input, the output is reset and the output of the timing signal TU is stopped, and the output of the timing signal TU is continued until the timing BT of the burst signal from the delay element 41 is input again. Not performed.
[0015]
FIG. 9 is a timing chart of signals input to and output from an embodiment of the timing signal TU generator of FIG.
The sampling clock CLK is constantly input to the IQ signal generator 31 and the timing signal generator 32 as clock pulses, and the IQ signal generator 31 and the timing signal generator 32 have the same timing as the transmission data TD and the timing BT of the burst signal. Is input.
The I and Q signals from the IQ signal generator 31 are delayed by a delay time τ and output is started. At this time, a rising period of several pulses is generated by the clock CLK. For example, assuming that the rising period when the I and Q signals are generated from the IQ signal generator 31 is the number of clocks of 6 pulses (data 6 bits), the timing signal TU is also output for the period of the number of clocks of 6 pulses.
Therefore, the timing signal TU output from the timing signal generator 32 is output as a rising period of the I and Q signals delayed by the delay time τ.
By configuring as described above, conventionally, the I and Q signals of the input baseband signal and the feedback baseband signal from the output were A / D converted to perform a large amount of calculation to perform phase control. However, a simple configuration and a small amount of calculation can be performed.
In the present embodiment, the timing signal output from the timing signal generator 32 as the timing signal TU is used as the signal input to the phase control circuit 18, but the timing from the input baseband signals I and Q is the same as in the prior art. The present invention can also be implemented by obtaining a signal TU.
In this embodiment, the timing at which the positive side of the Q axis intersects with the feedback baseband signal on the IQ virtual plane is mainly described. However, on the IQ virtual plane, the negative side of the Q axis, the positive side of the I axis, Even on the negative side, the phase control amount P is calculated by estimating the phase difference between the input baseband and the feedback baseband by detecting the timing at which the baseband signals cross each axis using the same configuration and method as described above. Obtainable.
[0016]
【The invention's effect】
As described above, in the high frequency power amplifier according to the present invention, the phase control circuit can be simplified in configuration and the amount of calculation is reduced as compared with the conventional one without degrading the performance. A circuit can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram illustrating an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a detection range of a phase difference at a point where a baseband signal of either input or feedback on the IQ virtual plane intersects with the Q axis at the time of rising (zero crossing).
FIGS. 3A to 3D are diagrams for explaining various cases in which the phase difference of the rising signal of the burst signal is detected.
4A is a timing chart showing a timing signal of a rising period of a burst signal, and FIG. 4B is a diagram showing a signal locus of a rising period of a burst signal of an input baseband signal in an IQ virtual plane.
FIG. 5 is a diagram illustrating a trajectory of a signal vector in a rising period of a feedback baseband signal in an IQ virtual plane.
6 is a block diagram illustrating an embodiment of the phase control circuit 18 of FIG.
7 is a timing chart showing changes in values of the respective inputs of the phase control circuit 18 of FIG. 6 and the output K of the counter 22. FIG.
FIG. 8 is a block diagram showing an embodiment of an apparatus for generating a timing signal TU at the rising edge of a burst signal.
9 is a timing chart of signals input to and output from an embodiment of the timing signal TU generator of FIG.
FIG. 10 is a block diagram illustrating an example of the configuration of a conventional Cartesian loop negative feedback amplifier.
FIG. 11 is a diagram illustrating a case where a phase difference Δθ is caused by delay of a feedback baseband signal SB with respect to an input baseband signal SA on an IQ virtual plane.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 2, 23 ... Subtractor, 3 ... Quadrature modulator, 4 ... Power amplifier, 5 ... Antenna, 6 ... Attenuator, 7 ... Oscillator, 8 ... Phase , 9 ... quadrature demodulator, 10, 18 ... phase control circuit, 11, 12, 13, 14 ... A / D converter, 15, 16 ... terminal, 17 ... binary , 21 ... AND circuit, 22, 43 ... counter, 24 ... weighting circuit, 31 ... IQ signal generator, 32 ... timing signal generator, 41, 42 ... Delay element, 44... Flip-flop

Claims (6)

信号発生手段から発生した送信用の搬送波信号を入力信号で変調した変調信号とし、該変調信号を増幅して出力信号とし送信する送信回路と、前記出力信号の一部を帰還信号として分岐させて該帰還信号及び前記搬送波信号で復調して復調帰還信号とし、前記入力信号と前記復調帰還信号の差から補償入力信号を得る前記送信回路の負帰還回路と、前記復調帰還信号に用いられる前記搬送波信号の位相を前記帰還信号に合わせるための位相手段とを有するデジタル無線通信装置の高周波電力増幅器において、
前記帰還信号が所定値を越えるか否かで2値化する2値化手段と、
前記2値化手段の出力信号とバースト信号の立ち上がりタイミングを示す信号とから、前記入力信号と前記帰還信号との位相差を推定して前記位相手段の制御信号を出力する位相制御手段を備えることを特徴とする高周波電力増幅装置。
A transmission carrier signal generated from the signal generation means is used as a modulation signal modulated by an input signal, and the modulation signal is amplified and transmitted as an output signal, and a part of the output signal is branched as a feedback signal. A negative feedback circuit of the transmission circuit that obtains a compensated input signal from a difference between the input signal and the demodulated feedback signal by demodulating with the feedback signal and the carrier signal, and the carrier used for the demodulated feedback signal In a high frequency power amplifier of a digital wireless communication device having phase means for matching the phase of a signal to the feedback signal,
Binarization means for binarizing according to whether the feedback signal exceeds a predetermined value;
Phase control means for estimating the phase difference between the input signal and the feedback signal from the output signal of the binarization means and the signal indicating the rise timing of the burst signal and outputting the control signal of the phase means A high frequency power amplifying device characterized by the above.
前記位相制御手段が、
前記2値化手段のサンプリングのクロック信号と前記2値化手段の出力信号との論理積を出力するAND手段と、
前記AND手段の出力信号をバースト信号の立ち上がりタイミングを示す信号まで計数してリセットする計数手段と、
前記計数手段の出力と入力信号の位相から期待されるクロック信号との差を得る演算手段と、
前記演算手段の演算結果を前記位相手段における位相制御量に変換する変換手段と
を備えることを特徴とする請求項1に記載の高周波電力増幅装置。
The phase control means is
AND means for outputting a logical product of the sampling clock signal of the binarization means and the output signal of the binarization means;
Counting means for counting and resetting the output signal of the AND means up to a signal indicating the rising timing of the burst signal;
An arithmetic means for obtaining a difference between an output of the counting means and a clock signal expected from the phase of the input signal;
The high-frequency power amplifying apparatus according to claim 1, further comprising a conversion unit that converts a calculation result of the calculation unit into a phase control amount in the phase unit.
前記2値化手段における所定値は、IQ仮想平面におけるQが0(I軸)又はIが0(Q軸)の値である
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の高周波電力増幅装置。
3. The high frequency power amplifying apparatus according to claim 1, wherein the predetermined value in the binarizing means is a value where Q in an IQ virtual plane is 0 (I axis) or I is 0 (Q axis). .
前記バースト信号の立ち上がりタイミングを示す信号が、
IQ仮想平面におけるI又はQの信号が立ち上がる期間のクロック信号の数である
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の高周波電力増幅装置。
A signal indicating the rising timing of the burst signal is
3. The high-frequency power amplifying apparatus according to claim 1, wherein the number of clock signals is a period during which an I or Q signal rises in an IQ virtual plane.
前記位相制御手段は、前記入力信号と前記帰還信号の位相差を、IQ仮想平面における少なくとも前記帰還信号の立ち上がり時に、該信号がI軸又はQ軸と交差するタイミングの差に置き換えて検出する
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の高周波電力増幅装置。
The phase control means detects the phase difference between the input signal and the feedback signal by replacing it with a timing difference at which the signal intersects the I axis or the Q axis at least when the feedback signal rises in the IQ virtual plane. The high frequency power amplifier according to claim 1 or 2.
前記位相制御手段における前記信号がI軸又はQ軸と交差するタイミングの検出は、信号のI又はQが正から負に変わるか逆に負から正に変わることで検出する
ことを特徴とする請求項5に記載の高周波電力増幅装置。
The timing at which the signal in the phase control means crosses the I axis or the Q axis is detected by changing I or Q of the signal from positive to negative or vice versa. Item 6. A high-frequency power amplifier according to Item 5.
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