JPH044614A - 電力増幅器の歪補正装置 - Google Patents
電力増幅器の歪補正装置Info
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Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
電力増幅器の歪補正方式に関するものである。
のため帯域制限された4相位相変調(以下、単にQPS
Kという)が利用されている。このQPSKでは、変調
器出力の振幅と位相が共に変化する。一方、送信機最終
段の電力増幅器は出力が大電力のため振幅の非直線性を
持ち、また位相も振幅に応じて変化する。このため、Q
PSK信号は電力増幅器を通過するときその位相と振幅
ともに歪を受ける。従来のバイポーラトランジスタを用
いた電力増幅器では位相変化が特に大きい。
、位相成分に対する負帰還とを各々施した補償方式が用
いられていた。第2図は上記補償方式の一例である(例
えば、1989年電子情報通信学会秋季全国大会B54
0)。第2図において、変調器1は発振器2から出力さ
れるキャリアを変調信号I、Qで変調して出力する。変
調器1の出力は振幅検出器4と位相検出器21に入力さ
れる。一方、送信周波数近傍で発振する電圧制御発振器
24の出力は電力増幅器3で増幅されて出力される。そ
の出力の一部は周波数変換器25に入力され、送信周波
数設定用の発振器26の出力により変調器1の出力周波
数に近い周波数に変換される。周波数変換器25の出力
は振幅検出器5と位相検出器23に入力される。前記位
相検出器21、位相検出器23に入力された信号はそれ
ぞれ振幅成分が除去され、位相比較器22により両者の
位相差に比例した直流電圧に変換されて電圧制御発振器
24に入力される。これにより、電圧制御発振器24の
出力の位相、すなわち電力増幅器3の出力の位相は変調
器1の出力の位相と等しくなり、位相同期される。また
、振幅検出器4、振幅検出器5の出力はそれぞれ差動増
幅器6に入力され、両者の振幅差が電力増幅器3に加え
られる。これにより、電力増幅器3は振幅変調され、電
力増幅器3の出力の振幅変化は変調器1の出力の振幅変
化と一致し、同期して変化する。従って、電力増幅器3
の出力の振幅変化および位相変化は変調器1の出力のそ
れと一致し、振幅および位相の歪がない大電力のQPS
K信号が得られる。
還をかける補償方式もある。第3図はこの補償方式の一
例である(例えば、1989年電子情報通信学会秋季全
国大会B−541)。第3図において、変調器1は発振
器2からのキャリアを入力変調信号により変調して出力
する。変調器1の出力は電力増幅器3により増幅され出
力される。その出力の一部は復調器34に入力され、発
振器2から位相調整器33を介して入力されるキャリア
を用いて復調される。復調された信号は変調信号誤差補
正器31.32に入力され、外部からの変調信号I、Q
との差が求められ、変調器1に変調信号として入力され
る。
設定用の発振器26、変調器用の発振器2および位相補
正用の電圧制御発振器24の3つの発振器を必要とする
ため高価になるという問題点があった。
間が送信周波数帯に亘って平坦であることが必要となる
。このため、変調器1と電力増幅器3との間に帯域外雑
音除去用のフィルタを設ける場合、そのフィルタの複雑
な遅延を補償する回路が必要となり、また帰還ループ内
を広帯域にしても、そのため電力増幅器3の出力側に帯
域外雑音の減衰量のきびしいろ一波器を設ける必要があ
るので補償回路が高価になるとともに、帰還ループが大
きいため回路を分割して性能を確認することが困難であ
るという問題点があった。
題点を解決するためになされたものであって、電力増幅
素子に歪の小さい素子を用い、補償回路を大幅に簡略化
することによって価格の低減を図った電力増幅器の歪補
正方式を提供することを目的とする。
の電力増幅器の歪補正方式において、前記電力増幅器の
入力側に入力信号の振幅成分を除去して出力する位相検
出器と、制御信号に基づき入力信号の位相に変化を与え
て出力する電圧制御移相器とを縦続接続し、前記電力増
幅器の出力信号の振幅と前記位相検出器の入力信号の振
幅との差に基づき前記電力振幅器を振幅変調し、前記電
力増幅器の出力信号の振幅または前記位相検出器の入力
信号の振幅に基づき予め定めた基準に従って前記制御信
号を発生して前記電圧制御移相器を制御することにより
、前記電力増幅器で生じる非直線歪と位相歪を減少させ
るものである。
成分が除去され、電力増幅器により電力増幅されるとと
もに前記入力信号と電力増幅器の出力信号の振幅差に基
づき振幅変調される。これにより、前記入力信号と電力
増幅器の出力信号の振幅変化が一致し、電力増幅器で生
ずる非直線歪を減少させることができる。
と電力増幅器で生じる位相歪の関係を予め調べて、前記
位相歪を打消すために、電圧制御移相器により信号の位
相に与えるべき変化量を決定し、この決定に基づいて信
号の振幅変化に対応して電圧制御移相器を制御する。こ
れにより、電力増幅器で生じる位相歪を減少させること
が可能となる。
図において、発振器2は送信周波数と同一の周波数のキ
ャリアを発生して出力する。変調器1は前記キャリアを
外部からの変調信号I、Qで変調して出力する。変調器
1の出力信号は振幅検出器4と位相検出器7とに入力さ
れ、振幅検出器4ではその振幅が検出され、位相検出器
7ではリミッタ回路により、その振幅成分が除去される
。
、所定の位相量が与えられて電力増幅器3に出力される
。電力増幅器3はこれを電力増幅して出力する。そして
、その出力の一部は振幅検出器5に入力され、その振幅
が検出される。検出された出力は、差動増幅器6に入力
されて振幅検出器4より検出された出力と比較され、差
動増幅器6からは両出力の差に比例した電圧が出力され
る。
相器8からの信号を電力増幅するとともに前記高力電圧
に基づき振幅変調を加える。その結果、電力増幅器3の
出力の振幅は、変調器1の出力の振幅変化に一致するよ
うに制御されることとなり、電力増幅器3等で生じる振
幅歪は補償される。
9に入力される。移相補正信号発生器9は前記出力の一
部に基づいて移相補正信号を発生し、電圧制御移相器8
に出力する。電圧制御移相器8は前記移相補正信号に基
づいてその入力信号の位相に変化を与えて出力する。こ
の移相補正信号の電圧は、変調器1の出力の振幅変化と
電力増幅器3および位相検出器7で発生する位相歪との
関係をあらかじめ調査して決定されており、前記出力の
振幅変化に対応して電圧制御移相器8が信号の位相に与
える変化を制御することにより前記位相歪を減少させる
ものである。第4図はGaAsF E T (ガリウム
ひ素電界効果トランジスタ)電力増幅器における出力電
力に対する位相の変化の測定例である。同図によれば、
位相変化は出力電力の全変化範囲で15度程度であるこ
とがわかる。一方、システムで必要とされる位相誤差が
5度程度であるとすれば、移相補正信号発生器9は簡単
な折線近似回路で構成することができる。
に工夫を加えることにより抑圧し、更に位相歪を低減す
れば、移相補正信号発生器9の構成をより簡略化するこ
とができる。位相検出器7による位相歪も、その回路構
成を工夫することにより、電力増幅器3で発生する位相
歪よりも十分小さくすることができる。従って、変調器
1の出力の位相変化と電力増幅器3の出力の位相変化の
差は、システムで必要とされる許容誤差内に十分収める
ことかできる。また、電圧制御移相器8の実現手段は、
公知の種々のものがあり、例えば小さな補正であれば可
変容量ダイオードで同調回路の位相を変える方法が、ま
た大きな補正であれば位相の異なる二つの信号の合成比
を変える方法が良く知られている。
出力を段階的に電力制御するための設定回路(図示せず
)が設けてあり、該設定回路はその一部として振幅帰還
路を有している。従って、前記振幅帰還路を本実施例の
振幅補償用の回路の一部として共用すれば、振幅検出器
4等のわずかな部分を設けるだけで本実施例での振幅補
償を安価に実現することができる。
ループにはループの位相を補償する回路を必要により設
ける。
して、振幅検出器4の出力の一部を用いているが、振幅
検出器5の出力の一部を用いても良く、また差動増幅器
6の出力の一部を用いることもできることは明らかであ
る。
してシリコントランジスタに比し高価であるという理由
でFETが用いられていなかったものを、FETが出力
電力に対する位相変化が極めて少いことを利用して電力
増幅器にG a A s等のFET素子と電圧制御移相
器を用いて位相変化を極力小さくすることにより、歪補
正回路を大幅に簡易化し、総合として安価な電力増幅器
の歪補正方式を実現したものである。なお、FETと同
等の特性を有する増幅素子を用いても、当然同様の効果
が得られる。
補償する回路が極めて簡素化されているので安価なQP
SK送信機を実現することができ、デジタル移動通信用
無線機に非常に有用である。
ができるので製造、保守等が容易となる。
波器を設けることができるので、従来と同じように送受
分波器の簡略化を図ることができる。
来の実施例(1)を示すブロック図、第3図は従来の実
施例(2)を示すブロック図、第4図はGaAsFET
電力増幅器の位相変化の一例を示す図である。 1・・・変調器、2・・・発振器、3・・・電力増幅器
、4゜5・・・振幅検出器、6・・・差動増幅器、7・
・・位相検出器、8・・・電圧制御移相器、9・・・移
相補正信号発生器。 従来の実施例(2) 第3図 相対出力電力(d8) GaAsFET を力増幅器の位相変化第4図
Claims (3)
- (1)デジタル移動通信用の電力増幅器の歪補正方式に
おいて、 前記電力増幅器の入力側に入力信号の振幅成分を除去し
て出力する位相検出器と、制御信号に基づき入力信号の
位相に変化を与えて出力する電圧制御移相器とを縦続接
続し、 前記電力増幅器の出力信号の振幅と前記位相検出器の入
力信号の振幅との差に基づき前記電力増幅器を振幅変調
し、 前記電力増幅器の出力信号の振幅または前記位相検出器
の入力信号の振幅に基づき予め定めた基準に従って前記
制御信号を発生して前記電圧制御移相器を制御すること
により、前記電力増幅器で生じる非直線歪と位相歪を減
少させることを特徴とする電力増幅器の歪補正方式。 - (2)デジタル移動通信用の電力増幅器の歪補正方式に
おいて、 前記電力増幅器の入力側に入力信号の振幅成分を除去し
て出力する位相検出器と、制御信号に基づき入力信号の
位相に変化を与えて出力する電圧制御移相器とを縦続接
続し、 前記電力増幅器の出力信号の振幅と前記位相検出器の入
力信号の振幅との差に基づき前記電力増幅器を振幅変調
し、 前記振幅の差に基づき、予め定めた基準に従って前記制
御信号を発生して、前記電圧制御移相器を制御すること
により、前記電力増幅器で生じる非直線歪と位相歪を減
少させることを特徴とする電力増幅器の歪補正方式。 - (3)前記振幅変調は、前記電力増幅器が有する電力制
御設定回路の一部を共用して行なう請求項1または2記
載の電力増幅器の歪補正方式。
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