JPH0254607A

JPH0254607A - 増幅装置

Info

Publication number: JPH0254607A
Application number: JP63205908A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Tomisato; 繁冨里; Kazuaki Murota; 室田　和昭
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 1988-08-19
Filing date: 1988-08-19
Publication date: 1990-02-23
Anticipated expiration: 2010-10-09
Also published as: JPH0793538B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野］本発明は、例えば、ディジタル無線通信において出力増
幅および中継増幅に用いられている増幅装置に関するも
のである。

〔従来の技術〕

一般に、通信に用いられる変調波を増幅する方法として
は、増幅器の線形性を重視して変調波を増幅する方法と
、電力効率を重視して変調波を増幅する方法がある。

信号の振幅特性の線形性を重視する場合は、増幅器の出
力をある程度下げて、増幅器の振幅特性が線形性を保つ
ような領域において変調波を増幅する。この場合は、信
号の帯域外スペクトル特性を良好に保って増幅すること
ができる。このように、出力を下げた状態で増幅器を動
作させることを出力バックオフをとるという。

一方、増幅器の飽和領域（非線形領域）を用いて変調波
を増幅することにより、信号を高い電力効率で増幅する
ことができる。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、帯域制限された線形変調波を、帯域外スペク
トルを劣化させることなく、且つ電力効率良く増幅する
ものとして、本出願人は、特願昭６３−１１４０９８　
ｒ増幅装置１を既に提案している。これは、線形変調波
を２系統の定包絡線変調波に分解し、この２系統の定包
絡線変調波をそれぞれ増幅した後に合成する技法である
。

第４図は、この技法を用いた増幅装置の一具体例を示す
。

図において、入力信号波５（ｔ）は、直交検波器４１に
より２つの直交変調信号成分１　（ｔ）　、　Ｑ（ｔ）
に分解される。

波形生成用演算回路４２は、この２つの直交変調信号成
分１（ｔ）　、　Ｑ（ｔ）に基づいて、２系統の定包絡
線変調信号１ｔ（ｔ）、　Ｑ＋（ｔ）およびＩｔ（ｔ）
。

Ｑ２（ｔ）を生成する。ここで、２系統の定包絡線変調
信号１＋（ｔ）、　Ｑ＋（ｔ）およびＩｔ（ｔ）、　Ｑ
ｚ（ｔ）は、これらを合成することにより入力信号波５
（ｔ）が再生されるように生成される。

直交変調器４３．４４は、それぞれ定包絡線変調信号１
ｔ（ｔ）、　Ｑ＋（ｔ）および１ｚ（ｔ）、　Ｑｚ（ｔ
）によって搬送波を変調して、２系統の定包絡線変調波
Ｓ　＋　（ｔ）および５ｚ（ｔ）を出力する。

それぞれ増幅器４５．４６を高い電力効率が得られる飽
和領域（非線形領域）において動作させ、この２系統の
定包絡線変調波Ｓ　＋　（ｔ）および５ｚ（ｔ）を増幅
する。その後、合成器４７によって、増幅器４５．４６
の出力を合成し、出力信号波Ｓｏ　（ｔ）を得る。

しかしながら、上述した技法においては、合成器４７で
合成される２系統の定包絡線変調波の振幅が同一である
ことを前提とし、波形生成演算回路４２において２系統
の定包絡線変調信号が生成される。そのため、増幅器４
．５．４６の出力信号の振幅が同一とならない場合は入
力信号を復元することができないため、帯域外スペクト
ルが劣化してしまうという欠点を有する。

ところで、実際の回路を構成する場合には、２つの増幅
器４５．４６の特性が完全に一致していないことが多い
ため、一般には合成器４７で合成される２系統の定包絡
線変調波の振幅が一致しない。また、初期において２つ
の増幅器４５．４６の特性が一致するように調整した場
合においても、使用中の外部の温度変化や特性の経年変
化によって特性に差が生じることが予想される。

本発明は、このような点にかんがみて創作されたもので
あり、包絡線変動を有する信号を帯域外スペクトルを劣
化させることなく、電力効率よく増幅するようにした増
幅装置を提供することを目的としている。

Ｃ課題を解決するための手段）第１図は、本発明による増幅装置の構成図である。

図において、増幅部は、変調信号が導入され、２系統の
定包絡線変調波のそれぞれに対応する第１変調信号およ
び第２変調信号を出力する波形生成用演算手段、第１変
調信号を入力としてこれに対応する第１変調波を出力す
る第１変調手段、第２変調信号を入力としてこれに対応
する第２変調波を出力する第２変調手段、第１変調波、
第２変調波のそれぞれを飽和領域で増幅する２つの増幅
手段９両増幅手段によって増幅された２つの変調波を加
算する合成手段を有する。

振幅差検出手段は、増幅部の合成手段の出力に基づいて
、増幅部の２つの増幅手段によって増幅された２つの変
調波の振幅差を検出する。

振幅差補正手段は、振幅差検出手段によって検出された
振幅差に基づいて、増幅部の合成手段によって加算され
る２つの変調波の振幅が所望の関係となるように増幅部
を制御して振幅差を補正する。

〔作　用〕

変調信号が入力される波形生成用演算手段は、第１変調
信号および第２変調信号を出力する。ここで、第１変調
信号および第２変調信号は、これらを合成することによ
り入力された変調信号が再生されるように生成する。

２つの変調手段は、それぞれが対応する変調信号によっ
て搬送波を変調して２系統の定包絡線変調波を出力する
。これら２系統の定包絡線変調波は、それぞれ電力効率
の高い飽和領域において動作する増幅手段によって増幅
された後、合成手段によって加算され、出力信号となる
。

この出力信号に基づいて、振幅差検出手段は、２系統の
定包絡線変調波の振幅差を検出する。この振幅差に基づ
いて振幅差補正手段は、２系統の定包絡線変調波の振幅
の間で所望の関係が成立する（例えば一致する）ように
増幅部を制御する。

本発明にあっては、入力された変調信号に基づいて２系
統の定包絡線変調波を生成し、この２系統の定包絡線変
調波をそれぞれ増幅した後に合成することにより、搬送
波を入力された変調信号で変調した信号を線形増幅した
場合と同様の波形を得る。

また、振幅差検出手段によって検出された２系統の定包
絡線変調波の振幅差に基づいて、振幅差補正手段により
、この２系統の定包絡線変調波の振幅差が補正されるの
で、合成手段によって信号が正確に復元される。

〔実施例〕

以下、図面に基づいて本発明の実施例について詳細に説
明する。

第２図は、本発明の一実施例における増幅装置の構成を
示す。

図において、直交検波器１１は入力信号波Ｓ。

（１）を直交検波して、直交変調信号１（ｔ）、　Ｑ（
ｔ）を取り出す。

波形生成用演算回路１２は、この直交変調信号１（ｔ）
　、　Ｑ（ｔ）を用いて、２系統の直交変調信号Ｉｔ（
ｔ）、　　Ｑ＋（ｔ）およびＩｚ（ｔ）、　Ｑｚ（ｔ）
を生成する。

ここで、２系統の直交変調信号１ｔ（ｔ）、　Ｑ＋（ｔ
）およびＩｚ（ｔ）、Ｑｚ（ｔ）は、これらを合成する
ことにより入力信号が再生されるように生成する。

直交変調器１３は、このようにして得られた直交変調信
号１＋（ｔ）、　　Ｑ＋（ｔ）によって搬送波を変調し
て定包絡線変調波５ｔ（ｔ）を生成し、直交変調器１４
は、同様に、直交変調信号１ｚ（ｔ）、　Ｑｚ（ｔ）に
基づいて定包絡線変調波５ｚ（ｔ）を生成する。

増幅器１５．１６は、それぞれ定包絡線変調波５ｔ（ｔ
）および５ｚ（ｔ）を高い電力効率が得られる飽和領域
において増幅する。

ここで、増幅器１５は、例えば入力信号電圧と参照電圧
ＶａＯ差を増幅するものとし、増幅器１６は、入力信号
電圧と参照電圧ＶａＯ差を増幅するものとする。また、
増幅器１５．１６の出力をそれぞれ定包絡線変調波Ｓ□
（ｔ）　、　ｓ、ｚ（ｔ）と称する。

ハイブリッド１７においては、定包絡線変調波Ｓ１□（
１）を９０度だけ移相したものと定包絡線変調波Ｓ□（
１）とを加算することにより、出力信号波５ｏ（ｔ）を
合成し、また、定包絡線変調波Ｓｍ＋（ｔ）を９０度だ
け移相したものと定包絡線変調波Ｓ　ｍｚ（１）とを加
算することにより、第２合成波５ＩＩ１（ｔ）を合成し
て、出力信号波Ｓ。（１）および第２合成波５ＩＩ（ｔ
）をそれぞれ出力する。

第３図は、定包絡線変調波Ｓ　ａ＋　（ｔ）　、　　Ｓ
　ａｚ（ｔ）と出力信号波Ｓ、（ｔ）、第２合成波Ｓ力
（１）の関係の説明図である。

ハイブリッド１７に導入される２つの定包絡線変調波Ｓ
、＋（ｔ）、Ｓ、□（１）の振幅が同一であれば、ハイ
ブリッドの出力信号波Ｓ、（ｔ）と第２合成波Ｓ、（ｔ
）との間の位相差αは０度あるいは１８０度となる（第
３図（ａ）に位相差Ｏの場合を図示する）。

一方、導入される２つ定包絡線変調波５ａｔ（ｔ）　。

Ｓ、ｚ（ｔ）の振幅が同一でない場合は、位相差αは０
度、１８０度以外の値となる。

ここで、出力信号波Ｓ、（ｔ）から反時計回りを正方向
とすれば、例えば第３図（ｂ）のように、定包絡線変調
波Ｓ、、（ｔ）の振幅の方が定包絡線変調波３．２（ｔ
）の振幅よりも大きい場合は位相差αく０となる。また
、第３図（ｃ）のように定包絡線変調波Ｓａｇ（ｔ）の
振幅のほうが大きい場合は位相差α〉０となる。

第２図において、第２合成波Ｓ、（ｔ）の電力は、別な
ハイブリッド１８の一方の入力端子と、他端が接地され
た抵抗２２の一端に導入される。

ハイブリッド１８の入力端子の他方は抵抗２３を介して
終端されているので、ハイブリッド１８は、第２合成波
Ｓ、（ｔ）と同相の信号と、第２合成波Ｓ、（ｔ）を９
０度移相した第３合成波Ｓｍｔ（ｔ）を出力する。

第３合成波Ｓ　ｌｅｔ　（ｔ）は、乗算器１９に導入さ
れており、ハイブリッド１８の他の出力端子は抵抗２４
を介して終端されている。

乗算器１９により、第３合成波ＳＭｔ（ｔ）は出力信号
波Ｓ、（ｔ）の一部の電力と乗算され、ローパスフィル
タ２０によって、乗算結果から高周波成分が取り除かれ
る。

これにより、出力信号波Ｓ。（１）と第２合成波Ｓ、（
ｔ）との位相差αに対応した値を持つベースバンド信号
Ｓｍ（ｔ）が電圧制御部２１に導入される。

ここで、第３合成波Ｓ、ｔ（ｔ）は第２合成波Ｓ、（ｔ
）を９０度移相したものであるので、２つの定包絡線変
調波Ｓ、Ｉ（ｔ）、　　５ａｚ（ｔ）の振幅が同一であ
れば、出力信号波Ｓ、（ｔ）と第３合成波Ｓ、ｔ（ｔ）
との位相差は９０度となって、ベースバンド信号５ｉ（
ｔ）の値はＯとなる。

一方、２つの定包絡線変調波Ｓ、Ｉ（ｔ）　、　　Ｓ、
□（１）の振幅に差がある場合は、出力信号波Ｓ、（ｔ
）と第３合成波５ａｔ（ｔ）との位相差は９０度となら
ないので、ベースバンド信号５ｓＤ）の値は０以外の値
となる。

第３図に示したように、位相差αが正であるか負である
かによって、２つの定包絡線変調波Ｓ＆＋（ｔ）　、　
　Ｓ、ｚ（ｔ）の振幅のどちらが大きいかを判別するこ
とができるので、ベースバンド信号Ｓｍ（ｔ）の値の正
負に基づいて、２つの増幅器１５．１６の何れの増幅率
を調整すればよいかを特定することが可能である。

従って、電圧制御部２１は、例えば、ベースバンド信号
５ｓ（ｔ）の値が正のときは、増幅器１５の出力の定包
絡線変調波Ｓ□（１）の振幅が小さくなるように参照電
圧Ｖａを制御し、負のときは同様に増幅器１６の参照電
圧ｖｂを制御する。

ここで、定包絡線変調波を増幅する場合には、飽和領域
においても線形性は保持される。また、上述のようにし
て、電圧制御部２１によって、増幅器１５．１６の増幅
率がハイブリッド゛１７に入力される２つの定包絡線変
調波Ｓ□（ｔ）　、　ｓ、ｔｏ）の振幅が一致するよう
に制御されるので、ハイブリッド１７によって合成され
た出力信号波５ｏ（ｔ）の波形は、入力信号波３４（ｔ
）を線形増幅した場合と同様に歪みのない波形となる。

上述のしてきたように、ハイブリッド１８によって、第
２合成波Ｓ、（ｔ）を９０度だけ位相した第３合成波５
ａｔ（ｔ）を生成し、これと出力信号波Ｓ、　（ｔ）　
ヲ乗算器１９にかけ、ローパスフィルタ２０を通して高
周波成分を取り除く。これにより、ハイブリッド１７の
２つの出力である出力信号波５Ｏ（ｔ）と第２合成波Ｓ
、（ｔ）の位相差αに対応した値を持つベースバンド信
号Ｓｍ（ｔ）が得られる。

このベースバンド信号５Ｉｌ（ｔ）の値の正負に基づい
て、電圧制御部２１によって増幅器１５，１６のそれぞ
れの参照電圧Ｖａ、Ｖｂを調整することにより、定包絡
線変調波Ｓ、＋（ｔ）、ｓ、□（１）の振幅が一致する
ように補正することが可能となる。

これにより、２系統の定包絡線変調波Ｓ　、　（’ｔ）
Ｓｚ（ｔ）をそれぞれ同一の振幅となるように増幅した
後に、合成することによって、入力信号波５ｉ（１）を
線形増幅した場合と同様に歪みのない波形を持つ出力信
号波５ｏ（ｔ）を得ることができる。

また、増幅器１５．１６は、飽和領域において動作する
ので電力効率を高くして増幅することが可能となる。

なお、上述した本発明の実施例にあっては、振幅差検出
手段として、ハイブリッドと乗算器とローパスフィルタ
を用いて、合成手段として用いたハイブリッドの二つの
出力の位相差から２つの増幅手段の出力の振幅差を検出
する場合を考えたが、これに限らす２系統の定包絡線変
調波の振幅差に基づいて、振幅差を補正するように制御
するものであれば適用できる。

また、増幅器１５．１６は入力信号と参照電圧の差を増
幅するものとしたが、これに限らず、制御信号に基づい
て増幅度が変化するものでもよい。

要は、増幅器１５．１６の出力電圧が可変制御されるも
のであればよい。

更に、本発明は上述した実施例に限られることはなく、
本発明には各種の変形態様があることは当業者であれば
容易に推考できるであろう。

〔発明の効果〕

上述したように、本発明によれば、包絡線変動を有する
信号波を２系統の定包絡線変調波に分解し、それぞれの
定包絡線変調波の振幅を補正した後に合成することによ
り、包絡線変動を有する信号波を線形性を保持し、かつ
、高い電力効率を持って増幅することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による増幅装置の構成図、第２図は本発
明の一実施例による増幅装置の構成図、第３図は定包絡線変調波と合成波の関係の説明図、第４
図は増幅装置の構成図である。図において、１１．４１は直交検波器、１２．４２は波形生成用演算回路、１３．１４，４３．４４は直交変調器、１５．１６，４
５．５６は増幅器、１７．１８はハイブリッド、１９は乗算器、２０はローパスフィルタ、２１は電圧制御８部、４７は合成器である。（ａン第図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）変調信号が導入され、２系統の定包絡線変調波の
それぞれに対応する第１変調信号および第２変調信号を
出力する波形生成用演算手段、前記第１変調信号を入力
として、これに対応する第１変調波を出力する第１変調
手段、前記第２変調信号を入力として、これに対応する
第２変調波を出力する第２変調手段、前記第１変調波、
前記第２変調波のそれぞれを飽和領域において増幅する
２つの増幅手段、前記両増幅手段によって増幅された２
つの変調波を加算する合成手段とを有する増幅部と、前記合成手段の出力に基づいて、前記２つの変調波の振
幅差を検出する振幅差検出手段と、前記振幅差検出手段
によって検出された振幅差に基づいて、前記合成手段に
よって加算される２つの変調波の振幅が所望の関係とな
るように前記増幅部を制御して振幅差を補正する振幅差
補正手段と、を具えるように構成したことを特徴とする増幅装置。