JP5263531B2 - Power amplifier, transmission system, and power amplifier failure detection method - Google Patents
Power amplifier, transmission system, and power amplifier failure detection method Download PDFInfo
- Publication number
- JP5263531B2 JP5263531B2 JP2009081003A JP2009081003A JP5263531B2 JP 5263531 B2 JP5263531 B2 JP 5263531B2 JP 2009081003 A JP2009081003 A JP 2009081003A JP 2009081003 A JP2009081003 A JP 2009081003A JP 5263531 B2 JP5263531 B2 JP 5263531B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- current
- power amplifier
- amplifying elements
- signal
- abnormality
- 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.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Amplifiers (AREA)
Abstract
Description
本発明は、複数の増幅信号を合成して出力する電力増幅器、及びその電力増幅器の故障検出方法に関する。 The present invention relates to a power amplifier that combines and outputs a plurality of amplified signals, and a failure detection method for the power amplifier.
放送用の送信装置に用いられる増幅装置として、分配された放送信号を複数の増幅素子によって増幅した後、合成して出力する電力増幅器が知られている。図1は、従来の電力増幅器の構成の一例を示す図である。図1を参照して、従来の電力増幅器は、増幅素子111、112、電流検出器131、132、分配器140、合成器150、電源160、電流異常検出回路170を具備する。
2. Description of the Related Art As an amplifying apparatus used for a broadcasting transmission apparatus, a power amplifier that amplifies a distributed broadcast signal by a plurality of amplifying elements and then combines and outputs the power is known. FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a configuration of a conventional power amplifier. Referring to FIG. 1, the conventional power amplifier includes amplification elements 111 and 112,
分配器140は、入力端子110から入力される信号(例えば放送信号)を、複数の増幅素子111、112に分配する。増幅素子111、112はそれぞれ信号を増幅して合成器150に出力する。合成器150は、増幅素子111、112から入力される信号を合成し、出力端子120に出力する。
The
ここで、電流検出器131、132は、それぞれ対応する増幅素子111、112と電源160との間に接続されている。電流検出器131、132は、増幅素子111、112(トランジスタ)に流れるバイアス電流の大きさを検出して電流異常検出回路170に出力する。電流異常検出回路170は、増幅素子111、112のいずれかに流れるバイアス電流が閾値を下回る場合、当該トランジスタが異常であることを示す信号を出力する。
Here, the
このように、従来の電力増幅器では、複数の増幅素子の各々における電流値を検出して異常の有無を判定することで、各増幅素子におけるトランジスタの異常(例えば破損)を検出することができる。 As described above, in the conventional power amplifier, it is possible to detect the abnormality (for example, damage) of the transistor in each amplification element by detecting the current value in each of the plurality of amplification elements and determining the presence or absence of abnormality.
アナログ放送の場合、プログラムの内容によって放送信号の平均電力は変わってしまう。この場合、増幅素子毎に正常な電流範囲を設定し、増幅素子毎に電流異常の有無を検出する必要がある。このため、増幅素子毎に電流検出器が設けられた上述の電力増幅器は、アナログ放送用の放送機器に好適に利用される。 In the case of analog broadcasting, the average power of the broadcast signal changes depending on the contents of the program. In this case, it is necessary to set a normal current range for each amplifying element and detect the presence or absence of current abnormality for each amplifying element. For this reason, the above-mentioned power amplifier provided with a current detector for each amplifying element is suitably used for broadcasting equipment for analog broadcasting.
トランジスタの異常を検出する技術が、例えば特開昭56−143704に記載されている(特許文献1参照)。又、電力増幅器の異常を検出する技術が、例えば、特開2008−72157、特開昭61−227410に記載されている(特許文献2、3参照)。
A technique for detecting an abnormality of a transistor is described in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 56-143704 (see Patent Document 1). Further, techniques for detecting an abnormality in a power amplifier are described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-72157 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-227410 (see
近年、電力増幅器の出力は高くなり、並列接続された増幅素子の数が増加する傾向にある。上述の電力増幅器では、増幅素子毎に電流検出器が接続されているため、増幅素子の増加に伴い電流検出器や接続線の数も増加する。このため、電力増幅器のサイズや製品コストが増大してしまう。今後、一本化されるデジタル放送用の送信システムでは、電力増幅器の数が増大する一方、装置の小型化が強く望まれている。 In recent years, the output of power amplifiers has increased, and the number of amplifying elements connected in parallel tends to increase. In the above-described power amplifier, since a current detector is connected to each amplification element, the number of current detectors and connection lines increases as the number of amplification elements increases. This increases the size and product cost of the power amplifier. In the future, in a single transmission system for digital broadcasting, the number of power amplifiers will increase, while downsizing of the apparatus is strongly desired.
以上のことから、本発明の目的は、複数の増幅素子の並列出力を合成して出力する電力増幅器を小型化することにある。 From the above, an object of the present invention is to downsize a power amplifier that synthesizes and outputs parallel outputs of a plurality of amplifying elements.
上記の課題を解決するために、本発明は、以下に述べられる手段を採用する。その手段を構成する技術的事項の記述には、[特許請求の範囲]の記載と[発明を実施するための形態]の記載との対応関係を明らかにするために、[発明を実施するための形態]で使用される番号・符号が付加されている。ただし、付加された番号・符号は、[特許請求の範囲]に記載されている発明の技術的範囲を限定的に解釈するために用いてはならない。 In order to solve the above problems, the present invention employs the means described below. In the description of technical matters constituting the means, in order to clarify the correspondence between the description of [Claims] and the description of [Mode for Carrying Out the Invention] The number / symbol used in [Form] is added. However, the added numbers and symbols should not be used to limit the technical scope of the invention described in [Claims].
本発明による電力増幅器(1041)は、デジタル放送信号を増幅する。本発明による電力増幅器(1041)は、分配器(4)と合成器(5)との間に並列に接続された複数の増幅素子(11〜1n)と、電流検出器(3)と、電流異常検出回路(7)とを具備する。複数の増幅素子(11〜1n)は、分配器(4)によって分配された信号を増幅して合成器(5)に出力する。電流検出器(3)は、複数の増幅素子(11〜1n)と電源(6)との間に接続され、複数の増幅素子(11〜1n)に流れる電流の総量を検出する。電流異常検出回路(7)は、電流検出器(3)で検出された電流の総量に基づいて複数の増幅素子(11〜1n)の異常の有無を判定する。 The power amplifier (1041) according to the present invention amplifies the digital broadcast signal. A power amplifier (1041) according to the present invention includes a plurality of amplifying elements (11 to 1n) connected in parallel between a distributor (4) and a combiner (5), a current detector (3), And an abnormality detection circuit (7). The plurality of amplification elements (11 to 1n) amplify the signal distributed by the distributor (4) and output the amplified signal to the combiner (5). The current detector (3) is connected between the plurality of amplifying elements (11 to 1n) and the power source (6), and detects the total amount of current flowing through the plurality of amplifying elements (11 to 1n). The current abnormality detection circuit (7) determines the presence or absence of abnormality of the plurality of amplification elements (11 to 1n) based on the total amount of current detected by the current detector (3).
本発明によれば、複数のトランジスタの電流をまとめて1つの電流検出器で検出するため、電流検出器及び電源接続線の数を減らすことができる。 According to the present invention, since the currents of a plurality of transistors are collectively detected by one current detector, the number of current detectors and power supply connection lines can be reduced.
本発明による電力増幅器の故障検出方法は、信号の包絡線より十分長い時間における平均電力が一定となる信号を増幅する電力増幅器の故障検出方法である。本発明による故障検出方法は、分配器(4)と合成器(5)との間に並列に接続された複数の増幅素子(11〜1n)に流れる電流の総量を検出するステップと、検出された電流の総量に基づいて複数の増幅素子(11〜1n)の異常の有無を判定するステップとを具備する。 The failure detection method for a power amplifier according to the present invention is a failure detection method for a power amplifier that amplifies a signal whose average power is constant for a time sufficiently longer than the envelope of the signal. The failure detection method according to the present invention includes a step of detecting a total amount of current flowing through a plurality of amplifying elements (11 to 1n) connected in parallel between a distributor (4) and a combiner (5). Determining whether or not there is an abnormality in the plurality of amplifying elements (11 to 1n) based on the total amount of current.
本発明によれば、複数の増幅素子の並列出力を合成して出力する電力増幅器を小型化することができる。 According to the present invention, it is possible to reduce the size of a power amplifier that synthesizes and outputs parallel outputs of a plurality of amplifying elements.
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明する。図面において同一、又は類似の参照符号は、同一、類似、又は等価な構成要素を示している。本実施の形態では、ISDB−T(Integrated Service Digital Broadcasting−Terrestrial)方式による地上デジタル放送に利用される送信システムを一例に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In the drawings, the same or similar reference numerals indicate the same, similar, or equivalent components. In the present embodiment, a transmission system used for terrestrial digital broadcasting by ISDB-T (Integrated Service Digital Broadcasting-Terrestrial) will be described as an example.
1.第1の実施の形態
(構成)
図2及び図3を参照して、本発明による送信システムの構成を説明する。図2は、本発明に係る放送機器に搭載される送信システムの構成の一例を示す図である。図3は、本発明による電力増幅器の第1の実施の形態における構成を示す図である。
1. First Embodiment (Configuration)
With reference to FIG.2 and FIG.3, the structure of the transmission system by this invention is demonstrated. FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a configuration of a transmission system mounted on a broadcasting device according to the present invention. FIG. 3 is a diagram showing the configuration of the power amplifier according to the first embodiment of the present invention.
図2を参照して、本発明による送信システム100は、変調器102、励振器103、複数の電力増幅器1041〜104N(Nは1以上の整数)、濾波器105を具備する。
Referring to FIG. 2, a
送信システム100には、図示しないスタジオ装置からTS(TransPort Stream)信号が入力される。変調器102は、入力端子101から入力されたTS信号をOFDM(直交周波数分割多重)変調し、IF(Intermediate Frequency)帯のOFDM信号として励振器103に出力する。励振器103は、IF帯のOFDM信号を所望の周波数帯(例えばUHF帯)のRF(Radio Frequency)信号に変換する。励振器103は、後段の電力増幅器1041〜104NにおけるIM(相互変調歪み)の発生を抑制するための非線形歪み補償機能や送信システム100において発生する周波数チルトを補償する線形歪み補償機能を有する。
The
励振器103から出力されたRF信号は、図示しない分配器によって複数の電力増幅器1041〜104Nに分配される。電力増幅器1041〜104Nの各々は、入力された小電力のRF信号の電力を所定の値に増幅する。電力増幅器1041〜104Nの各々において電力増幅されたRF信号は、図示しない合成器で合成された後、濾波器105(バンドパスフィルタ)によって帯域制限を受け、出力端子106に出力される。出力端子106は図示しないアンテナに接続され、送信システム100からのRF信号はアンテナから放送信号として出力される。
The RF signal output from the
図3を参照して、本発明による電力増幅器1041〜104Nの構成の詳細を説明する。ここでは、電力増幅器1041について説明するが、他の電力増幅器1042〜104Nも同様な構成であるので、説明を省略する。
With reference to FIG. 3, details of the configuration of the
電力増幅器1041は、増幅素子11〜1n(nは2以上の整数)、電流検出器3、分配器4、合成器5、電源6、電流異常検出回路7、電流異常閾値生成部8を具備する。
The
分配器4は、入力端子1を介して励振器103(図示しない分配器)に接続されている。分配器4は、入力端子1から入力されるRF信号を、複数の増幅素子11〜1nに分配する。増幅素子11〜1nは、それぞれ分配器4と合成器5との間で並列接続されている。増幅素子11〜1nは、それぞれ入力されたRF信号を増幅して合成器5に出力する。詳細には、増幅素子11〜1nのそれぞれは、入力側整合回路、電界効果トランジスタ(FET:Field effect transistor)、及び出力側整合回路を備えることが好適である。電界効果トランジスタのゲートは、入力側整合回路を介して分配器4に接続され、ドレインは出力側整合回路を介して合成器5に接続される。分配器4から入力されるRF信号は、増幅素子11〜1nのゲートに入力され、ドレインから合成器5に出力される。このとき、増幅素子11〜1nの電力は、電源6から供給されるドレイン電圧や、ゲート端子に印加されるDCバイアス電圧及びRF信号に応じて増加される。すなわち、増幅素子11〜1nの出力レベルに応じてそれぞれのバイアス電流は増加する。合成器5は、増幅素子11〜1nから入力される信号を合成し、出力端子2に出力する。出力端子2は、図示しない合成器を介して濾波器105に接続されている。
The distributor 4 is connected to the exciter 103 (distributor (not shown)) via the input terminal 1. The distributor 4 distributes the RF signal input from the input terminal 1 to the plurality of amplifying elements 11 to 1n. The amplifying elements 11 to 1n are connected in parallel between the distributor 4 and the
電流検出器3は、増幅素子11〜1nのそれぞれのソースと電源6との間に接続され、増幅素子11〜1nに流れるバイアス電流を検出する。詳細には、電流検出器3は、増幅素子11〜1nのそれぞれに流れるバイアス電流の総量(合計値)を検出する。検出されたバイアス電流値(合計値)は、電流情報30として電流異常検出回路7に出力される。
The
電流異常検出回路7は、電流情報30を参照し、増幅素子11〜1nに流れるバイアス電流が閾値40を下回る場合、増幅素子11〜1nのいずれかに異常があることを示す情報を出力する。増幅素子11〜1nの異常を判定するための閾値40は、電流異常閾値生成部8において生成される。詳細には、電流異常閾値生成部8は、出力電力情報9に基づいて正常値を示す電流範囲が設定される。出力電力情報9は、電力増幅器1041の出力電力を規定する情報、あるいは、送信システム100の定格出力電力に対して何%の電力なのかを示す情報である。出力電力情報9は、送信システム100が搭載する設定部(例えば記憶装置、図示なし)に設定されていても良いし、外部装置(図示なし)から入力されても良い。
The current
(動作)
次に、図2及び図3を参照して、本発明による送信システム100の実施の形態における動作について説明する。
(Operation)
Next, the operation in the embodiment of the
送信システムの入力端子101に入力されたTS信号は、変調器102でOFDM変調される。変調器102で変調された信号は励振器103で周波数変換され、電力増幅器1041〜104Nで増幅され、RF信号として出力される。
The TS signal input to the input terminal 101 of the transmission system is OFDM modulated by the
電力増幅器1041〜104N内では、入力端子1から入力されたRF信号は分配器4によって増幅素子11〜1nのそれぞれに分配される。増幅器11〜1nのそれぞれの電力は、電源6から供給されるドレイン電圧や、ゲート端子に印加されるDCバイアス電圧及びRF信号に応じて増加される。合成器5は、増幅器11〜1nから入力されたRF信号を合成して出力端子2に出力する。
In the
電力増幅装置1041〜104Nのそれぞれでは、増幅素子11〜1nに流れるバイアス電流が正常か否かの判定が行なわれる。本発明では、1つの電流検出器3によって、増幅素子11〜1nに流れるバイアス電流の合計値を検出し、電流異常の判定が行なわれる。
In each of
地上デジタル放送の送信システムで扱われるOFDM変調された信号は、変調された信号における所定の周波数の包絡線より十分長い時間で電力の平均値を取った場合、放送のプログラム(信号が伝送する情報)によらずその平均電力は一定になる。例えば、日本のデジタルテレビ放送では13CHの場合、473MHzの搬送波によって、6MHzの変調波幅を持つ信号(デジタルテレビ放送のプログラム)が送信される。このとき、包絡線は6MHzの帯域幅を持つ信号振幅の時間変化(Envelope)で示される。 When an OFDM-modulated signal handled in a digital terrestrial broadcasting transmission system takes an average value of power in a time sufficiently longer than an envelope of a predetermined frequency in the modulated signal, a broadcast program (information transmitted by the signal) Regardless of the), the average power is constant. For example, in Japanese digital television broadcasting, in the case of 13CH, a signal (digital television broadcasting program) having a modulation wave width of 6 MHz is transmitted by a carrier wave of 473 MHz. At this time, the envelope is indicated by a time variation (Envelop) of the signal amplitude having a bandwidth of 6 MHz.
OFDM変調されたデジタル放送信号は、ランダム性が高い信号である。すなわち、デジタル放送信号の振幅は、放送プログラムの内容に依らずランダムに変化する。例えば、上述の例では、放送信号は6MHzの帯域内に周波数が異なるキャリアが数千本立ち、それらが合成された波形となるため、振幅の周期性はなく、複数のキャリアの重なりに応じて合成された振幅も変化するため、ランダム性が高くなる。OFDM変調に限らず、複数のキャリアを持つデジタル変調信号は、このような傾向となる。 An OFDM-modulated digital broadcast signal is a highly random signal. That is, the amplitude of the digital broadcast signal changes randomly regardless of the content of the broadcast program. For example, in the above example, the broadcast signal has thousands of carriers with different frequencies in a 6 MHz band, and has a combined waveform. Therefore, there is no periodicity of amplitude, and according to the overlap of a plurality of carriers. Since the synthesized amplitude also changes, the randomness increases. Not only OFDM modulation but a digital modulation signal having a plurality of carriers has such a tendency.
従って、包絡線の波長(振幅が最大となるピーク値間の時間)よりも充分長い時間(例えば100msec)におけるデジタル放送信号の平均電力は、表示される画面(放送プログラム)に依らず一定の値を示す。又、増幅素子11〜1nの動作電流は、トランジスタのドレインや電源出力に容量(図示なし)が存在するため、包絡線の早い変化に追従せず緩やかに変化する。このため、増幅素子11〜1nの動作電流(所定時間の平均電流)は放送プログラムに依らず一定値を示す。以上のように、出力電力の平均値を一定にして運用する地上デジタル放送の送信システムの場合、増幅素子11〜1nの動作電流も放送プログラムに依らず一定となる。ここで、動作電流は、信号の包絡線が複数入る十分長い時間における動作電流の平均値である。 Accordingly, the average power of the digital broadcast signal in a sufficiently long time (for example, 100 msec) than the envelope wavelength (the time between peak values at which the amplitude is maximum) is a constant value regardless of the displayed screen (broadcast program). Indicates. Further, the operating currents of the amplifying elements 11 to 1n change slowly without following the rapid change of the envelope because there is a capacitance (not shown) in the drain and power supply output of the transistor. For this reason, the operating current (average current for a predetermined time) of the amplification elements 11 to 1n shows a constant value regardless of the broadcast program. As described above, in the case of a terrestrial digital broadcast transmission system that operates with the average value of output power being constant, the operating currents of the amplifier elements 11 to 1n are also constant regardless of the broadcast program. Here, the operating current is an average value of operating currents for a sufficiently long time when a plurality of signal envelopes are included.
一方、アナログテレビ放送では、変調された信号の包絡線より十分長い時間の平均電力は、放送プログラムの内容によって変動する。例えば、アナログテレビ放送では、信号の電力は、画面表示が白か黒かによって変化するため、充分長い時間で平均してもそれぞれの場合(白か黒)で異なる値を示す。このため、増幅素子における平均電流も画面表示に応じて異なる値を示す。増幅素子(トランジスタ)が2つある場合、所定時間における平均電流は、増幅素子が2つとも正常で黒表示が最大で、次に増幅素子が1つ正常、1つ故障で黒表示、、増幅装置が2個とも正常で白表示、増幅素子が1つ正常、1つ故障で白表示が続き、増幅素子が2つとも故障で白表示又は黒表示が最小となる。このように、4つの状態を検出するためには、増幅素子毎の動作電流を検出して故障判定を行なう必要がある。すなわち、アナログ放送では、増幅素子の故障を検出するために、増幅素子1つ1つに電流検出器を設ける必要があった。尚、上述の一例は、電流の最も多い場合と最も少ない場合を例示したが、黒表示と白表示の間は、複数(無限)の階調を有することは言うまでもない。 On the other hand, in analog television broadcasting, the average power for a time sufficiently longer than the envelope of the modulated signal varies depending on the content of the broadcast program. For example, in analog television broadcasting, the signal power changes depending on whether the screen display is white or black, and therefore, even if averaged over a sufficiently long time, it shows a different value in each case (white or black). For this reason, the average current in the amplifying element also shows a different value depending on the screen display. When there are two amplifying elements (transistors), the average current for a given time is normal when both amplifying elements are normal and the black display is maximum, then one amplifying element is normal, one is black when a failure occurs, Two devices are normal and display white, one amplifying element is normal, one fault continues white display, and two amplifying elements fail and white display or black display is minimum. Thus, in order to detect the four states, it is necessary to detect a failure by detecting the operating current for each amplification element. That is, in analog broadcasting, it is necessary to provide a current detector for each amplification element in order to detect a failure of the amplification element. The above example illustrates the case where the current is the largest and the case where the current is the smallest. Needless to say, there are a plurality of (infinite) gradations between the black display and the white display.
しかし、デジタルテレビ放送では、上述のように、増幅素子11〜1nの動作電流(所定時間の平均値)は、放送プログラムに依らず一定である。このため、増幅素子(トランジスタ)が2つある場合、所定時間における平均電流は、画面の色等の変化に依存せず、増幅素子が2つとも正常か、一方が故障(1つが正常)の2つの状態しかない。この場合、
2つの増幅素子の動作電流の合計値を検出することで、故障を検出することができる。
However, in digital television broadcasting, as described above, the operating currents (average value for a predetermined time) of the amplification elements 11 to 1n are constant regardless of the broadcast program. For this reason, when there are two amplifying elements (transistors), the average current for a predetermined time does not depend on the change of the screen color or the like, and both of the amplifying elements are normal or one is faulty (one is normal). There are only two states. in this case,
A failure can be detected by detecting the total value of the operating currents of the two amplifying elements.
上述のように、増幅素子11〜1nのそれぞれに流れるバイアス電流は一定の値を示す。このため、増幅素子11〜1nのいずれかが破損している場合、増幅素子11〜1nのそれぞれに流れるバイアス電流の合計値は、破損した増幅素子の数だけ減少する。例えば、増幅素子11〜1nの全てが正常であるときのバイアス電流の合計値をIsとした場合、x個の増幅素子が破損しているときのバイアス電流の合計は、Is×(n−x)/nとなる。 As described above, the bias current flowing through each of the amplifying elements 11 to 1n has a constant value. For this reason, when any one of the amplifying elements 11 to 1n is damaged, the total value of the bias currents flowing through each of the amplifying elements 11 to 1n is reduced by the number of the amplifying elements that are damaged. For example, when the total value of bias currents when all of the amplifying elements 11 to 1n are normal is Is, the total of bias currents when x amplifying elements are damaged is Is × (nx) ) / N.
電流検出器3は、増幅素子11〜1nのそれぞれに流れるバイアス電流の合計値を検出する。電流異常検出回路7には閾値40として、Is×(n−1)/nより大きくIsより小さい値が設定されることが好ましい。又、許容できる破損個数をA個とすると、閾値40としてIs×(n−A)/nより大きくIsより小さい値を設定することも可能である。
The
例えば、2つの増幅素子11、12が電力増幅器1041〜104Nのそれぞれに搭載されている場合、Isの50%より大きく100%より小さい値が閾値40として設定される。ここで、増幅素子11又は増幅素子12の一方が破損すると、電流検出器3で検出される電流値は正常時の電流値Isの50%となる。電流異常検出回路7は、電流情報30で示された電流値(ここではIsの50%)が閾値40以下となるため、異常を検出したことを示す情報を出力する。
For example, when the two amplifying elements 11 and 12 are mounted in each of the
あるいは3つの増幅素子11〜13が電力増幅器1041〜104Nのそれぞれに搭載されている場合、Isの2/3より大きく100%より小さい値が閾値40として設定される。ここで、増幅素子11〜13のいずれかが破損すると、電流検出器3で検出される電流値は正常時の電流値Isの2/3以下となる。電流異常検出回路7は、電流情報30で示された電流値(ここではIsの2/3以下)が閾値40以下となるため、異常を検出したことを示す情報を出力する。
Alternatively, when the three amplifying elements 11 to 13 are mounted on the
以上のように、本発明によれば、電流検出器の数が増幅素子の数より少なくても、増幅素子の破損を検知することができる。 As described above, according to the present invention, even if the number of current detectors is smaller than the number of amplifying elements, it is possible to detect breakage of the amplifying elements.
本発明では、所定の時間の平均電力が一定である信号を増幅する電力増幅器1041において、複数の増幅素子の電流を1つの電流検出器3でまとめて検出して増幅素子の破損を検知することができる。これにより、従来複数あった電流検出器や接続線の数を削減することが可能となり、装置の小型化及びコストの低減が可能となる。
In the present invention, in a
次に、電力増幅器1041〜104Nの出力電力が変更される場合について説明する。電力増幅器1041〜104Nの出力電力は送信システム100の構成や使用者の都合で異なる場合がある。出力電力の大きさによって正常なときの電流値Isは変わってしまうため、閾値40を変更する必要がある。このため、電流異常閾値生成部8は、変更された出力電力情報9に基づいて電流異常を判定する閾値40を再設定する。ここでは、正常時におけるバイアス電圧の合計値であるIsを変更することで、閾値40を変更することができる。又、上述の許容可能な破損個数Aを変更することで閾値40を変更しても良い。閾値40は、増幅素子11〜1nを構成する出力電力対トランジスタの動作電流の実測値から求めた多項式を用いて計算しても良い。あるいは、図示しない記憶装置に予め設定された閾値テーブルを参照して閾値40を切り替える方式を取っても良い。この場合、閾値テーブルは、出力電圧と閾値40(正常電流範囲)が対応付けられて記録され、電流異常閾値生成部8は、出力電力情報9に対応する閾値を当該テーブルから抽出する。
Next, a case where the output power of the
本発明によれば、送信システム100又は電力増幅器1041〜104Nの使用者は、実際の使用レベルに応じて出力電力情報9を設定することで電流異常を検出するための閾値40を適切に設定することができる。又、増幅素子11〜1nの電流異常を検出するための閾値を個別に再設定する必要がないため電力増幅器1041〜104Nの出力電力の変更に対して柔軟にかつ容易に取り扱うことができる。従って、出力電力の設定を変更した場合や、一定時間毎に出力電力を切り替えて使用する場合にも、現在の出力電力に応じた最適な電流異常閾値を設定し増幅素子(トランジスタ)の故障を適切に検出することができる。
According to the present invention, the user of the
更に、送信システム100及び電力増幅器1041〜104Nの製造者は、実際の使用レベルに応じて電流異常を検出する閾値を増幅素子毎に個別に変える必要がない。このため、本発明は、装置として同じものが量産でき生産効率向上に寄与する。
Furthermore, the manufacturer of the
2.第2の実施の形態
図4を参照して、本発明による電力増幅器1041の第2の実施の形態を説明する。図4は、本発明による電力増幅器1041の第2の実施の形態における構成を示す図である。以下では、第1の実施の形態と同様な構成及び動作の説明は省略し、第1の実施の形態と異なる部分を説明する。
2. Second Embodiment With reference to FIG. 4, a second embodiment of a
本実施の形態における電力増幅器1041は、第1の実施の形態における電力増幅器1401の構成に加え、方向性結合器21、検波器22、出力異常検出回路23、出力異常設定部24を備える。
The
方向性結合器21は合成器5から出力端子2に向かう方向の電力に対応するRF信号を検波器22に出力する。検波器22は方向性結合器21から入力されたRF信号の電力レベルを検出し、検出結果を出力異常検出回路23に出力する。出力異常設定部24は、正常な出力電力の範囲(閾値)を示す出力電力情報9’を出力する。出力異常検出回路23は、出力電力情報9’に基づいて検波器22で検出された電力レベルが正常であるか否かを判定する。ここでは、検波器22で検出された電力レベルが出力電力情報9’で示される電力範囲から外れる場合(閾値以上又は閾値以下)、出力異常と判定する。判定の結果、異常である場合、出力異常検出回路23は、出力電力異常を示す情報を出力する。
The
又、電流異常閾値生成部8は、第1の実施の形態と同様に、出力電力情報9’に基づいて閾値40を設定する。ここで、出力電力情報9’に設定される正常な出力電力(閾値)を、定格電力に対し一定の割合に設定することが好ましい。これにより、電流異常閾値生成部8は出力電力情報9’を参照して現在の出力電力のレベルを推定し、それに見合った閾値40を設定することができる。
Further, the current abnormality threshold
以上のように、本実施の形態における電力増幅器1041では、出力異常を検出するための条件(出力電力情報9’)を利用して電流異常を検出するための閾値40を設定することができる。すなわち、電力増幅器1041〜104Nの出力電力情報9’を電流異常設定(閾値40)に連動させることで、実運用状態での出力電力に応じた電流異常の検出が可能となる。通常、電力増幅器には、出力異常を設定する機能が搭載されている。本実施の形態では、この機能を出力異常設定部24として利用し、電流異常の検出を行なうことができる。
As described above, in
以上、本発明の実施の形態を詳述してきたが、具体的な構成は上記実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の変更があっても本発明に含まれる。例えば、変調器102で変調された信号の包絡線より十分長い時間で電力の平均値を取った場合、送信したい映像又は音声その他の情報の内容によらず、その平均電力が一定になる他の変調方式に対しても本発明は適用できる。又、上述の実施の形態では、テレビ放送を行なう放送機器に利用される送信システムを示しているが、その他の通信機器やレーダ等に利用される送信システムにも適用できる。
The embodiment of the present invention has been described in detail above, but the specific configuration is not limited to the above-described embodiment, and changes within a scope not departing from the gist of the present invention are included in the present invention. . For example, when the average value of power is taken in a sufficiently long time than the envelope of the signal modulated by the
1:入力端子
2:出力端子
3:電流検出器
4:分配器
5:合成器
6:電源
7:電流異常検出回路
8:電流異常閾値生成部
9、9’:出力電力情報
11〜1n:増幅素子
21:方向性結合器
22:検波器
23:出力異常検出回路
24:出力異常設定部
30:電流情報
40:閾値
100:送信システム
101:入力端子
102:変調器
103:励振器
1041〜104N:電力増幅器
105:濾波器
106:出力端子
1: Input terminal 2: Output terminal 3: Current detector 4: Distributor 5: Synthesizer 6: Power supply 7: Current abnormality detection circuit 8: Current abnormality
Claims (7)
電力増幅器の出力電力を規定する出力電力情報に基づいて正常な電流範囲を設定する電流異常閾値生成部と、
分配器と合成器との間に並列に接続され、前記分配器によって分配された前記信号を増幅して前記合成器に出力する複数の増幅素子と、
前記複数の増幅素子と電源との間に接続され、前記複数の増幅素子に流れる電流の総量を検出する電流検出器と、
前記電流検出器で検出された電流の総量に基づいて前記複数の増幅素子の異常の有無を判定する電流異常検出回路と
を具備し、
前記電流異常検出回路は、前記検出された電流の総量が、前記正常な電流範囲から外れた値である場合、前記複数の増幅素子が異常であると判定する
電力増幅器。 In power amplifiers that amplify digital broadcast signals,
A current abnormality threshold generation unit that sets a normal current range based on output power information that defines the output power of the power amplifier;
A plurality of amplifying elements connected in parallel between a distributor and a combiner, amplifying the signal distributed by the distributor and outputting the amplified signal to the combiner;
A current detector connected between the plurality of amplifying elements and a power source and detecting a total amount of current flowing through the plurality of amplifying elements;
A current abnormality detection circuit for determining presence / absence of abnormality of the plurality of amplifying elements based on a total amount of current detected by the current detector;
Equipped with,
The current abnormality detection circuit is a power amplifier that determines that the plurality of amplifying elements are abnormal when the total amount of the detected current is a value out of the normal current range .
電力増幅器の出力異常を検出するための閾値に基づいて正常な電流範囲を設定する電流異常閾値生成部と、
分配器と合成器との間に並列に接続され、前記分配器によって分配された前記信号を増幅して前記合成器に出力する複数の増幅素子と、
前記複数の増幅素子と電源との間に接続され、前記複数の増幅素子に流れる電流の総量を検出する電流検出器と、
前記電流検出器で検出された電流の総量に基づいて前記複数の増幅素子の異常の有無を判定する電流異常検出回路と
を具備し、
前記電流異常検出回路は、前記検出された電流の総量が、前記正常な電流範囲から外れた値である場合、前記複数の増幅素子が異常であると判定する
電力増幅器。 In power amplifiers that amplify digital broadcast signals,
A current abnormality threshold generation unit that sets a normal current range based on a threshold for detecting an output abnormality of the power amplifier;
A plurality of amplifying elements connected in parallel between a distributor and a combiner, amplifying the signal distributed by the distributor and outputting the amplified signal to the combiner;
A current detector connected between the plurality of amplifying elements and a power source and detecting a total amount of current flowing through the plurality of amplifying elements;
A current abnormality detection circuit for determining presence / absence of abnormality of the plurality of amplifying elements based on a total amount of current detected by the current detector;
Comprising
The current abnormality detection circuit is a power amplifier that determines that the plurality of amplifying elements are abnormal when the total amount of the detected current is a value out of the normal current range .
前記複数の増幅素子のそれぞれは、直交周波数分割多重変調された信号を増幅する
電力増幅器。 The power amplifier according to claim 1 or 2 ,
Each of the plurality of amplifying elements is a power amplifier that amplifies an orthogonal frequency division multiplex modulated signal.
入力信号を変調する変調器と、
変調された信号を所定の周波数帯の信号に変換し、前記電力増幅器に出力する励振器と、
前記電力増幅器によって増幅された信号に対し帯域制御を行なう濾波器と
を具備する
送信システム。 The power amplifier according to any one of claims 1 to 3 ,
A modulator for modulating the input signal;
An exciter that converts the modulated signal into a signal of a predetermined frequency band and outputs the signal to the power amplifier;
And a filter that performs band control on the signal amplified by the power amplifier.
電力増幅器の出力電力を規定する出力電力情報に基づいて正常な電流範囲を設定するステップと、
分配器と合成器との間に並列に接続され、前記分配器によって分配された前記信号を増幅して前記合成器に出力する複数の増幅素子に流れる電流の総量を検出するステップと、
前記検出された電流の総量に基づいて前記複数の増幅素子の異常の有無を判定するステップと
を具備し、
前記異常の有無を判定するステップは、前記検出された電流の総量が、前記正常な電流範囲から外れた値である場合、前記複数の増幅素子が異常であると判定するステップを備える
電力増幅器の故障検出方法。 In a failure detection method for a power amplifier that amplifies a digital broadcast signal,
Setting a normal current range based on output power information defining the output power of the power amplifier;
Detecting a total amount of current flowing in a plurality of amplifying elements connected in parallel between a distributor and a combiner, amplifying the signal distributed by the distributor and outputting the amplified signal to the combiner;
Determining whether there is an abnormality in the plurality of amplifying elements based on the total amount of the detected current,
The step of determining the presence or absence of the abnormality includes a step of determining that the plurality of amplifying elements are abnormal when the total amount of the detected current is a value out of the normal current range . Fault detection method.
電力増幅器の出力異常を検出するための閾値に基づいて正常な電流範囲を設定するステップと、
分配器と合成器との間に並列に接続され、前記分配器によって分配された前記信号を増幅して前記合成器に出力する複数の増幅素子に流れる電流の総量を検出するステップと、
前記検出された電流の総量に基づいて前記複数の増幅素子の異常の有無を判定するステップと
を具備し、
前記異常の有無を判定するステップは、前記検出された電流の総量が、前記正常な電流範囲から外れた値である場合、前記複数の増幅素子が異常であると判定するステップを備える
電力増幅器の故障検出方法。 In a failure detection method for a power amplifier that amplifies a digital broadcast signal,
Setting a normal current range based on a threshold for detecting an output abnormality of the power amplifier;
Detecting a total amount of current flowing in a plurality of amplifying elements connected in parallel between a distributor and a combiner, amplifying the signal distributed by the distributor and outputting the amplified signal to the combiner;
Determining whether or not there is an abnormality in the plurality of amplifying elements based on the total amount of the detected current;
Comprising
The step of determining the presence or absence of the abnormality includes a step of determining that the plurality of amplifying elements are abnormal when the total amount of the detected current is a value out of the normal current range . Fault detection method.
前記複数の増幅素子のそれぞれは、直交周波数分割多重変調された信号を増幅する
電力増幅器の故障検出方法。 In the power amplifier failure detection method according to claim 5 or 6 ,
Each of the plurality of amplifying elements amplifies a signal subjected to orthogonal frequency division multiplexing modulation.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009081003A JP5263531B2 (en) | 2009-03-30 | 2009-03-30 | Power amplifier, transmission system, and power amplifier failure detection method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009081003A JP5263531B2 (en) | 2009-03-30 | 2009-03-30 | Power amplifier, transmission system, and power amplifier failure detection method |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2010233149A JP2010233149A (en) | 2010-10-14 |
JP5263531B2 true JP5263531B2 (en) | 2013-08-14 |
Family
ID=43048506
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009081003A Active JP5263531B2 (en) | 2009-03-30 | 2009-03-30 | Power amplifier, transmission system, and power amplifier failure detection method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5263531B2 (en) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6103035B2 (en) * | 2013-03-14 | 2017-03-29 | 日本電気株式会社 | Power amplifier, failure detection method |
JP6943104B2 (en) * | 2017-09-15 | 2021-09-29 | 日本電気株式会社 | Amplification device, damage detection device and damage detection method |
JP7352130B2 (en) * | 2019-03-20 | 2023-09-28 | 株式会社デンソー | polyphase converter |
CN112731005B (en) * | 2020-12-04 | 2024-05-28 | 京信网络系统股份有限公司 | Power amplifier abnormality detection device, detection method and communication equipment |
Family Cites Families (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2794806B2 (en) * | 1989-07-19 | 1998-09-10 | 日本電気株式会社 | Field effect transistor amplifier |
JPH11251954A (en) * | 1998-02-27 | 1999-09-17 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Radio equipment |
JP3820136B2 (en) * | 2000-11-14 | 2006-09-13 | 日本無線株式会社 | Power amplifier parallel operation system |
JP3636066B2 (en) * | 2000-12-19 | 2005-04-06 | 日本電気株式会社 | Transistor power amplifier |
JP2003110432A (en) * | 2001-09-29 | 2003-04-11 | Toshiba Corp | Digital broadcast signal transmission apparatus and method therefor |
JP2003134020A (en) * | 2001-10-23 | 2003-05-09 | Hitachi Kokusai Electric Inc | Ground digital broadcasting retransmitter |
JP3837703B2 (en) * | 2002-01-28 | 2006-10-25 | 富士通株式会社 | Feedback signal reference type power amplifier |
JP4087802B2 (en) * | 2004-02-10 | 2008-05-21 | 三菱電機株式会社 | Millimeter-wave transceiver module and abnormality monitoring method |
JP2006287773A (en) * | 2005-04-04 | 2006-10-19 | Toshiba Corp | Bias circuit for high frequency power amplifier |
JP2007124038A (en) * | 2005-10-25 | 2007-05-17 | Mitsubishi Electric Corp | High frequency amplifier |
-
2009
- 2009-03-30 JP JP2009081003A patent/JP5263531B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2010233149A (en) | 2010-10-14 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7560984B2 (en) | Transmitter | |
JP5905459B2 (en) | High frequency power amplifier with Doherty extension | |
US9191064B2 (en) | Pilot tone for amplifier bias point | |
JP5263531B2 (en) | Power amplifier, transmission system, and power amplifier failure detection method | |
US8073405B2 (en) | MIMO transmitter | |
JP6073820B2 (en) | Broadband high efficiency amplifier system | |
US20160315586A1 (en) | Power amplifying apparatus and method for controlling power amplifying apparatus | |
JP6903439B2 (en) | Doherty amplifier and broadcast transmission system | |
JP2010517419A (en) | Frequency conversion module protection circuit | |
US10027522B2 (en) | Transmission system | |
JP6103035B2 (en) | Power amplifier, failure detection method | |
US20190349227A1 (en) | Systems and methods for cable headend transmission | |
JP2014179790A (en) | Transmission system and switching setting method | |
JP4539225B2 (en) | amplifier | |
JP2008301135A (en) | Transmission device and method of optimizing power efficiency therefor | |
US20180123521A1 (en) | Amplifier | |
WO2013058048A1 (en) | High frequency amplifier | |
KR101026063B1 (en) | Front-end module for broadcasting receiver | |
JP2009253809A (en) | High frequency amplifier | |
JP7332514B2 (en) | transmitter | |
JP2010074679A (en) | Power amplifier and power amplifying method | |
KR100799850B1 (en) | Dual band tuner module | |
JP2024101700A (en) | Power amplifier for digital broadcasting and digital broadcasting transmission device | |
JP5521904B2 (en) | Signal amplification apparatus and method | |
KR100992331B1 (en) | Booster amplification circuit for radio frequency modulator, and radio frequency modulator |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20120209 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20130122 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20130129 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20130214 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20130321 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20130403 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20130416 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Ref document number: 5263531 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |