JP5355445B2 - 増幅装置 - Google Patents
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Description
図6は、従来の増幅装置を示すブロック構成図である。
図6において、この増幅装置は、入力端子51と、出力端子52と、検波回路53と、電圧制御手段54と、高周波電力増幅器55とを備えている。
入力端子51から入力された高周波の変調波入力信号Pinは、分岐して検波回路53および高周波電力増幅器55にそれぞれ入力される。検波回路53は、変調波入力信号Pinの包絡線成分を検出し、包絡線信号として電圧制御手段54に出力する。
従来の増幅装置では、高周波電力増幅器の電源電圧を制御した場合の増幅装置全体の利得(増幅装置の利得)が一定ではないので、非線形歪みによって出力信号が大きく歪み、隣接チャネル漏洩電力が劣化するという問題がある。
また、この発明に係る増幅装置によれば、入力信号に応じた制御電圧を生成する制御電圧生成手段は、増幅装置の利得が一定となるように制御電圧を生成し、電圧印加手段は、生成された制御電圧を電源電圧として高周波電力増幅器に印加する。
そのため、増幅装置の利得を一定にすることにより、高効率に動作させることができるとともに、増幅装置の非線形歪みを低減することができる。
図1は、この発明の実施の形態1に係る増幅装置を示すブロック構成図である。
図1において、この増幅装置は、入力された信号を増幅して出力する装置であって、入力端子1、出力端子2、電圧制御回路3(包絡線検出手段、制御手段)、パルス幅変調器4、スイッチング増幅器5、低域通過フィルタ6(以下、「LPF6(Low Pass Filter)」と称する)および高周波電力増幅器7を備えている。
すなわち、この実施の形態1の特徴は、増幅装置のAM−AM(振幅対振幅)特性を線形化するように電圧制御回路3を構成することにある。これにより、増幅装置の振幅歪みを低減することができる。
図2は、この発明の実施の形態1に係る電圧制御回路3を詳細に示す回路図である。
図2において、電圧制御回路3は、包絡線検出部31(包絡線検出手段)と、折れ線生成部32(電源電圧制御手段)とを有している。ここで、包絡線検出部31と折れ線生成部32とを一体的に構成することにより、回路の小型化を実現することができる。
例えば、図2に示した折れ線生成部32において、包絡線信号の直流電圧がV1以下の場合、ダイオードD1、D2は非導通なので、出力電圧信号Voutは、この直流電圧が抵抗Rsと抵抗RA0とにより分圧された値となる。
また、包絡線信号の直流電圧がV2以上V3以下の場合、ダイオードD1、D2がともに導通するので、出力電圧信号Voutは、この直流電圧が抵抗Rsと、抵抗RA0と抵抗RA1と抵抗RA2との並列合成抵抗(RA0//RA1//RA2)とにより分圧された値となる。
図3において、横軸は変調波入力信号Pinを示し、縦軸は出力電圧信号Voutを示している。また、破線は、例えば従来技術のように、包絡線検出部31のみで電圧制御回路3を構成した場合の入出力特性を示し、実線は、包絡線検出部31および折れ線生成部32で電圧制御回路3を構成した場合の入出力特性を示している。
図4において、横軸は変調波出力信号Poutを示し、縦軸は利得Gを示している。また、破線および実線は、図3の場合と同様である。なお、図中Pout1、Pout2およびPout3は、それぞれ上述したPin1、Pin2およびPin3と対応している。
これにより、従来発生していた利得偏差(図4の破線参照)を抑制することができる(図4の実線参照)。
入力端子1から入力された変調波入力信号Pinは、分岐して電圧制御回路3および高周波電力増幅器7にそれぞれ入力される。電圧制御回路3は、上述した包絡線検出部31および折れ線生成部32により、変調波入力信号Pinに応じた出力電圧信号Voutをパルス幅変調器4に出力する。
そのため、増幅装置の利得を一定にすることにより、増幅装置のAM−AM特性を線形化して、高効率に動作させることができるとともに、増幅装置の非線形歪みを低減することができる。
この場合には、増幅装置のAM−PM特性を線形化することにより、高効率に動作させることができるとともに、増幅装置の非線形歪みを低減することができるという効果を得ることができる。
図5は、この発明の実施の形態2に係る増幅装置を示すブロック構成図である。
図5において、この増幅装置は、入力された信号を増幅して出力する装置であって、入力端子11、出力端子12、第1デジタル・アナログ変換回路13、制御電圧生成部14(制御電圧生成手段)、第2デジタル・アナログ変換回路15、電圧印加部16(電圧印加手段)、高周波電力増幅器17、減衰器18、アナログ・デジタル変換回路19、信号比較部20および制御電圧更新部21を備えている。
入力端子11から入力された変調波入力信号Pinは、分岐して第1デジタル・アナログ変換回路13、制御電圧生成部14および信号比較部20にそれぞれ入力される。第1デジタル・アナログ変換回路13に入力された変調波入力信号Pinは、デジタル・アナログ変換されて高周波電力増幅器17に入力される。
以降、上述した動作を繰り返す。
そのため、増幅装置に経年劣化が生じた場合や温度変化が生じた場合でも、利得を一定にすることにより、増幅装置のAM−AM特性を線形化して、高効率に動作させることができるとともに、増幅装置の非線形歪みを低減することができる。
この場合には、増幅装置のAM−PM特性を線形化することにより、高効率に動作させることができるとともに、増幅装置の非線形歪みを低減することができるという効果を得ることができる。
また、上記実施の形態1において、パルス幅変調器4は、例えばデジタルシグマ変調器またはデルタ変調器で構成される。
また、上記実施の形態1において、スイッチング増幅器5は、例えばD級増幅器で構成される。
Claims (13)
- 入力された信号を増幅して出力する増幅装置であって、
印加される電源電圧に基づいて前記入力信号を増幅する高周波電力増幅器と、
前記入力信号の包絡線成分を検出する包絡線検出手段と、
前記包絡線成分に応じた電源電圧を前記高周波電力増幅器に印加する電圧印加手段と、
前記増幅装置の利得が一定となるように、前記高周波電力増幅器への入力を制御する制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記増幅装置の位相が一定となるように、前記電源電圧を制御する
ことを特徴とする増幅装置。 - 前記制御手段は、前記電源電圧を制御する電源電圧制御手段を含むことを特徴とする請求項1に記載の増幅装置。
- 前記電源電圧制御手段は、入出力特性が折れ線特性を有するように出力電圧信号を出力することを特徴とする請求項2に記載の増幅装置。
- 前記電源電圧制御手段は、導通電圧が互いに異なる複数のダイオードおよび複数の抵抗から構成されることを特徴とする請求項3に記載の増幅装置。
- 前記電源電圧制御手段は、前記電源電圧に対して所定の下限電圧を設定することを特徴とする請求項2から請求項4までの何れか1項に記載の増幅装置。
- 前記電源電圧制御手段は、前記電源電圧に対して所定の上限電圧を設定することを特徴とする請求項2から請求項5までの何れか1項に記載の増幅装置。
- 前記電源電圧制御手段は、前記包絡線検出手段と一体的に構成されることを特徴とする請求項2から請求項6までの何れか1項に記載の増幅装置。
- 前記電圧印加手段は、
前記包絡線検出手段からの出力をパルス幅変調するパルス幅変調器と、
前記パルス幅変調器からの出力を増幅するスイッチング増幅器と、
前記スイッチング増幅器からの出力を帯域制限する低域通過フィルタと、
を有することを特徴とする請求項1から請求項7までの何れか1項に記載の増幅装置。 - 前記パルス幅変調器は、デジタルシグマ変調器またはデルタ変調器で構成されることを特徴とする請求項8に記載の増幅装置。
- 前記スイッチング増幅器は、D級増幅器で構成されることを特徴とする請求項8または請求項9に記載の増幅装置。
- 入力された信号を増幅して出力する増幅装置であって、
前記入力信号をデジタル・アナログ変換する第1デジタル・アナログ変換回路と、
印加される電源電圧に基づいて、前記第1デジタル・アナログ変換回路からの出力を増幅する高周波電力増幅器と、
前記入力信号に応じた制御電圧を生成する制御電圧生成手段と、
前記制御電圧をデジタル・アナログ変換する第2デジタル・アナログ変換回路と、
前記第2デジタル・アナログ変換回路からの出力を電源電圧として前記高周波電力増幅器に印加する電圧印加手段と、を備え、
前記制御電圧生成手段は、前記増幅装置の利得が一定となるように、前記制御電圧を生成し、
前記制御電圧生成手段は、前記増幅装置の位相が一定となるように、前記制御電圧を制御する
ことを特徴とする増幅装置。 - 前記制御電圧は、前記高周波電力増幅器の入出力信号に基づいて更新されることを特徴とする請求項11に記載の増幅装置。
- 前記高周波電力増幅器は、A級増幅器、AB級増幅器、B級増幅器またはドハティ増幅器で構成されることを特徴とする請求項1から請求項12までの何れか1項に記載の増幅装置。
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