JPH06216648A - 歪補正回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電気的な行路長の整合のために大規模な手段
を必要しない、歪補正回路を提供する。 【構成】 外部から入力する電気信号を第１の経路への
第１の信号と第２の経路への第２の信号とに分配する分
配器１１０と、第１の経路に設置された第１の信号に対
して強度に関する奇数次の非線形歪を付与する歪発生器
２１１と、第２の経路に設置された第２の信号に対して
強度に関する偶数次の非線形歪を発生するとともに第１
の歪発生器と同一の電気的な行路長を有する歪発生器２
１２と、歪発生手段２１１の出力信号と歪発生手段２１
２の出力信号との和をとって合波し、外部へ電気信号を
出力する合波手段３１０と、から構成される。第１の経
路と第２の経路との回路構成は略同一なので、電気的な
行路長は略同一となり大規模な位相整合器を使用せずに
位相整合が図られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、非線形デバイスの入力
信号に対する出力信号に含まれる非線形歪を補正する回
路に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】アナログ伝送方式はパルスコード変調
（ＰＣＭ）などデジタル伝送方式に比べて、はるかに狭
い帯域幅で同等量の情報を伝送することが可能である。
また、有線光伝送方式は有線電気伝送方式に比べて、は
るかに広帯域で情報を伝送することが可能であり、伝送
媒体の設置周囲環境から受ける外乱の影響もはるかに小
さい。そこで、光ファイバを伝送媒体に使用して動画像
のような大量な情報を伝送を行う光アナログ伝送が注目
されている。

【０００３】アナログ伝送では、情報をアナログ波形と
して担った信号を送信側装置から受信側装置へ伝送した
結果、受信側装置で送信側装置が送信を意図した情報を
担ったアナログ波形を忠実に再現できる必要がある。し
たがって、アナログ電気信号からアナログ光信号への変
換器（ＥＯ変換器）とアナログ光信号の伝送媒体とアナ
ログ光信号からアナログ電気信号への変換器（ＯＥ変換
器）とからなる光伝送系を、情報を担ったアナログ信号
の強度に関して非線形歪を極力抑制するとともに周波数
依存性を抑制した伝送特性を有するように構成する点
に、アナログ伝送の技術的な困難性がある。このために
は、光伝送系を構成する、ＥＯ変換器、光伝送媒
体、およびＯＥ変換器、の各要素について、光伝送系
として求められる、 入力信号の強度に対して非線形歪の少ない出力信号の
生成 入力信号の含む各周波数成分に対して周波数依存性の
無い出力信号の生成 を実現することが理想的であり、これらの各要素に関し
て開発・試作が行われている。

【０００４】上記の要素の内、ＥＯ変換器に関しては情
報を担ったアナログ電気信号による直接変調によりアナ
ログ光信号に変換する方式が構成上最も簡単であり、実
現性が高い。また、遠距離伝送に対応するために、この
ＥＯ変換器の出力光は高い強度を有することが望まし
い。しかしながら、現状で使用可能な発光素子であるＬ
ＥＤあるいは半導体レーザ素子は電気−光変換特性が非
線形成分を含み、特に発光強度が高くなると非線形成分
の占める割合が高くなるので、直接変調を行うと出力信
号に歪が生じる。したがって、単に発光素子を情報を担
ったアナログ電気信号で直接変調しても高品質の光アナ
ログ伝送を実現できない。そこで、発光素子で電気−光
変換の実施の前に、この電気−光変換で生じる非線形歪
に相当する量と逆の歪を情報を担った電気信号に電気的
な予変調を施すことで付与し、この予変調された電気信
号で発光素子を駆動することにより、情報を担ったアナ
ログ電気信号と出力光信号との間の線形性を維持する手
法が知られている。

【０００５】この手法を採用した予変調回路である歪補
正回路として、特開平３−１７９８０７に開示の回路が
ある。図９に、この回路のブロック構成を示す。この回
路では、情報を担ったアナログ電気信号が入力信号とし
て方向性結合器９１０に入力される。方向性結合器９１
０は、この信号を第１の経路と第２の経路とに分配す
る。このとき、第１の経路へ分配される信号の電力を第
２の経路に分配される信号の電力よりもはるかに大きく
する（例えば、１１ｄＢの分配比とする）。第２の経路
に分配された信号に対応して、歪発生器９１５で２次以
上の入力周波数の相互変調歪が発生し、振幅調整ブロッ
ク９１７で相互変調歪信号の振幅が調整される。ここ
で、振幅は発光素子の有する固有の非線形性歪と大きさ
が等しく符号が逆であるように調整される。振幅調整ブ
ロック９１７の出力信号は周波数調整ブロック９１９に
入力され、発光素子の固有の歪の周波数依存性と整合す
るように振幅および位相が調節される。周波数調整ブロ
ック９１９の出力信号は、位相微調整ブロック９２１に
入力され、更に位相が調整される。一方、第１の経路に
分配された信号は外部遅延手段（例えば、所定長の同軸
ケーブル等）による位相整合ブロック９２３を介するこ
とにより、波形はそのままで単に遅延が施され、第２の
経路を経由した信号との位相整合が図られる。最終的な
第１の経路を経由する信号の位相と第２の経路を経由す
る信号の位相との整合は、位相微調整ブロック９２１を
操作することにより達成される。こうして、互いに位相
が整合した信号同士を方向性結合器９１１で合成して、
発光素子に固有の駆動電流量に対する発光量での非線形
性および周波数依存性を補償した電気信号を発光素子へ
出力する。この結果、発光素子は、情報を担ったアナロ
グ電気信号の波形を忠実に反映した光信号を出力する。

【０００６】この回路で採用している歪発生器９１５で
は大電力信号が入力されると、この歪発生器９１５で発
生を意図する歪信号以外に高次の歪が生じるので、入力
信号が大電力信号である場合に対応するために、第１の
経路に入力信号そのままの波形で大部分の電力を伝送
し、第２の経路における歪の発生には電力を十分に低減
させた分配信号を使用している。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来の歪補正回路は以
上のように構成されるので、予変調にあたって、分配さ
れた信号をそのままの波形で透過させる第１の経路と歪
波形信号を発生させる第２の経路との回路構成が全く異
なるので、双方の信号の合波にあたって、第１の経路と
第２の経路との電気的な行路長を整合させるために第１
の経路に設置する遅延回路が大規模なものとなってしま
い、回路の小型化が困難である、という問題点があっ
た。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の歪補正回路は、
（ａ）外部から入力する電気信号を第１の経路への第１
の信号と第２の経路への第２の信号とに分配する第１の
分配手段と、（ｂ）第１の経路に設置された、第１の信
号に対して強度に関する奇数次の非線形歪を付与する第
１の歪発生手段と、（ｃ）第２の経路に設置された、第
２の信号に対して強度に関する偶数次の非線形歪を発生
するとともに、第１の歪発生手段と同一の電気的な行路
長を有する第２の歪発生手段と、（ｄ）第１の歪発生手
段の出力信号と第２の歪発生手段の出力信号との和をと
って合波し、外部へ電気信号を出力する第１の合波手段
と、から構成されることを特徴とする。ここで、第１の
歪発生手段は、第１の信号を、互いに反転した波形を
有する２つの信号に分配する第２の分配手段と、第２
の分配手段の出力信号の一方を入力する歪信号を発生す
る第１の非線形減衰器と、第１の非線形減衰器と略同
一の回路構成を有し、第２の分配手段の出力信号の他方
を入力する第２の非線形減衰器と、第１の非線形減衰
器の出力信号と第２の非線形減衰器の出力信号との差を
とって合波する第２の合波手段と、から構成され、第２
の歪発生手段は、第２の信号を、互いに反転した波形
を有する２つの信号に分配する第３の分配手段と、第
１の非線形減衰器と略同一の回路構成を有し、第３の分
配手段の出力信号の一方を入力する第３の非線形減衰器
と、第１の非線形減衰器と略同一の回路構成を有し、
第３の分配手段の出力信号の他方を入力する第４の非線
形減衰器と、第３の非線形減衰器の出力信号と第４の
非線形減衰器の出力信号との和をとって合波する第３の
合波手段と、から構成されることを特徴としてもよい。
また、第１ないし第４の非線形減衰器は、非線形素子
と、非線形素子の動作特性を制御するバイアスを非線
形素子に与えるバイアス手段と、電気的な線形受動素
子を複数使用した減衰器と、から構成されることを特徴
としてもよい。

【０００９】また、本発明に係る他の歪補正回路は、
（ａ）外部から入力する電気信号を第１の経路への第１
の信号と第２の経路への第２の信号とに分配する第４の
分配手段と、（ｂ）第１の経路に設置された、第１の信
号に対して強度に関する奇数次の周波数依存性を有する
非線形歪を付与する第３の歪発生手段と、（ｃ）第１の
経路に設置された、第３の歪発生手段の出力信号の強度
に関する１次成分の周波数依存性を補償するスロープ補
償手段と、（ｄ）第２の経路に設置された、第２の信号
に対して強度に関する偶数次の周波数依存性を有する非
線形歪を発生するとともに、第３の歪発生手段と同一の
電気的な行路長を有する第４の歪発生手段と、（ｅ）第
２の経路に設置された、第４の歪発生手段の出力信号を
遅延させる位相整合手段と、（ｆ）スロープ補償手段の
出力信号と前記位相整合手段の出力信号との和をとって
合波し、外部へ電気信号を出力する第４の合波手段と、
から構成されることを特徴とする。ここで、第３の歪発
生手段は、第１の信号を、互いに反転した波形を有す
る２つの信号に分配する第５の分配手段と、第５の分
配手段の出力信号の一方を入力する第５の非線形減衰器
と、第５の非線形減衰器と略同一の回路構成を有し、
第５の分配手段の出力信号の他方を入力する第６の非線
形減衰器と、第５の非線形減衰器の出力信号と第６の
非線形減衰器の出力信号との差をとって合波する第５の
合波手段と、から構成され、第４の歪発生手段は、第
２の信号を、互いに反転した波形を有する２つの信号に
分配する第６の分配手段と、第５の非線形減衰器と略
同一の回路構成を有し、第６分配手段の出力信号の一方
を入力する第７の非線形減衰器と、第５の非線形減衰
器と略同一の回路構成を有し、第６分配手段の出力信号
の他方を入力する第８の非線形減衰器と、第７の非線
形減衰器の出力信号と第８の非線形減衰器の出力信号と
の和をとって合波する第６の合波手段と、から構成され
ることを特徴としてもよい。また、第５ないし第８の非
線形減衰器は、非線形素子と、非線形素子の動作特
性を制御するバイアスを前記非線形素子に与えるバイア
ス手段と、電気的な線形受動素子を複数使用した減衰
器と、周波数依存歪の発生手段と、から構成されるこ
とを特徴としてもよい。ここで、周波数依存歪の発生手
段は、複数の電気的な線形受動素子を組み合わせて構成
される、ことを特徴としてもよい。

【００１０】なお、第１ないし第８の非線形減衰器で使
用する非線形素子は、ダイオードおよびトランジスタの
いずれか一方であり、バイアス手段は、可変電圧源であ
る、ことを特徴としてもよい。

【００１１】

【作用】本発明の歪補正回路は上記のように構成され、
まず、入力信号である情報を担ったアナログ電気信号を
所定の割合で２つの信号に分配する。分配された第１の
信号は、第１の歪発生回路に入力され、更に２つの信号
に分配される。この更に分配された２つの信号は、それ
ぞれ略同一の回路構成を有する２つの非線形減衰器に入
力され非線形歪が付与されて出力され、これらの出力信
号の差をとって合波される。この合波の結果、その波形
は元の信号波形に奇数次の非線形相互変調歪が付与され
たものとなる。また、分配された第２の信号は、第２の
歪発生回路に入力され、更に互いに反転した２つの信号
に分配される。この更に分配された２つの信号は、それ
ぞれ第１の歪発生回路における２つの非線形減衰器と略
同一の回路構成を有する２つの非線形減衰器に入力され
非線形歪が生成されて出力され、これらの出力信号の和
をとって合波される。この合波の結果、その波形は偶数
次の非線形相互変調歪の波形そのものとなる。

【００１２】第１の歪発生回路と第２の歪発生回路と
は、ほぼ対称的に構成されており信号にとっての電気的
な行路長さが略同一となるように構成されているので、
第１および第２の歪発生回路の出力は、遅延手段を用い
ずに位相整合が施されて合波され、所定の歪が付与され
た駆動信号が生成される。

【００１３】また、本発明の他の歪補正回路は、まず、
入力信号である情報を担ったアナログ電気信号を所定の
割合で２つの信号に分配する。分配された第１の信号
は、第３の歪発生回路に入力され、更に互いに反転した
２つの信号に分配される。この更に分配された２つの信
号は、それぞれ略同一の回路構成を有する非線形減衰器
に入力され強度に対する周波数依存性を有する非線形歪
が付与されて出力され、これらの出力信号の差をとって
合波後、強度に対する１次の成分に付与された周波数依
存性が補償されて出力される。この補償結果の波形は、
元の信号波形に強度に対する奇数次の周波数依存性を有
する非線形歪が付与されたものとなる。また、分配され
た第２の信号は、第４の歪発生回路に入力され、更に互
いに反転した２つの信号に分配される。この更に分配さ
れた２つの信号は、それぞれ第３の歪発生回路における
非線形減衰器と略同一の回路構成を有する非線形減衰器
に入力され強度に対する周波数依存性を有する非線形歪
が付与されて出力され、これらの出力信号の和をとって
合波される。この合波の結果、その波形は強度に対する
偶数次の周波数依存性を有する非線形歪の波形そのもの
となる。

【００１４】第３の歪発生回路と第４の歪発生回路と
は、ほぼ対称的に構成されており信号にとっての電気的
な行路長さが略同一となるように構成されているので、
第１の経路および第２の経路の出力は、従来のような大
規模な遅延手段を用いずに、第２の経路に設置された小
規模の位相整合手段のみによって位相整合が施され、合
波され所定の歪が付与された駆動信号が生成される。

【００１５】

【実施例】以下、添付図面を参照して本発明の実施例を
説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同
一の符号を付し、重複する説明を省略する。

【００１６】（第１実施例）本実施例は、入力信号であ
る情報を担ったアナログ電気信号に対して、この入力信
号の強度による非線形歪を付与した非線形素子の駆動信
号を出力する歪補正回路であり、入力信号強度をＸとし
たときに出力信号強度を−Ａ（Ｘ＋αＸ² ＋βＸ³ ＋・
・・）とする歪補正回路である。図１は本実施例に係る
歪補正回路の構成図であり、図２はその詳細な回路構成
である。

【００１７】この歪補正回路は、（ａ）入力信号を第１
の経路への第１の信号と第２の経路への第２の信号とに
所定の割合で分配する分配器１１０と、（ｂ）第１の経
路に設置された、第１の信号を反転した上で、この反転
信号に駆動対象となる非線形素子で発生する３次以上の
奇数次の非線形相互変調歪と同一の大きさを有し、符号
が反対の歪を付与する歪発生器２１１と、（ｃ）第２の
経路に設置された駆動対象となる非線形素子で発生する
２次以上の偶数次の非線形相互変調歪と同一の大きさを
有し、符号が反対の歪を生成する歪発生器２１２と、
（ｄ）歪発生器２１１の出力信号と歪発生器２１２の出
力信号を所定の割合で合波する合波器３１０と、から構
成される。

【００１８】分配器１１０は、配線と抵抗分配器とで構
成される。第１の経路へは素子を介さず歪発生器２１１
へ接続される。第２の経路へは抵抗分配器を介して歪発
生器２１２へ接続される。本実施例では、抵抗分配器は
図２に示すように抵抗Ｒ８１と抵抗Ｒ８２とを直列に接
続して構成され、第１の経路に分岐される信号の約１／
８の振幅の信号を第２の経路へ分岐している。

【００１９】歪発生器２１１は、同一の電力を有し互
いに反転した２つの信号に分配する、反転トランス（図
２のＴ１１）から成る分配器４１１と、一方の信号に
非線形歪を付与する非線形素子としてのダイオード（図
２のＤ１１）とπ型減衰器（図２のＲ１１、Ｒ１２、Ｒ
１３で構成）と直流成分を除去するコンデンサ群（図２
のＣ１１、Ｃ１２、Ｃ１３）とから成る非線形減衰器５
１１と、他方の信号に非線形歪を付与する非線形減衰
器５１１と同様の要素（図２のＤ２１、Ｒ２１、Ｒ２
２、Ｒ２３、Ｃ２１、Ｃ２２、Ｃ２３）から成る非線形
減衰器５１２と、各ダイオードの動作点を調整するバ
イアス電圧を給電する可変電源ＶＢ１およびＶＢ２と、
非線形減衰器５１１の出力信号と非線形減衰器５１２
の出力信号との差をとって合波し、奇数次の成分のみを
取り出す、反転トランス（図２のＴ１２）から成る合波
器６１１と、から構成される。

【００２０】歪発生器２１２は、同一の電力を有し互
いに反転した２つの信号に分配する、反転トランス（図
２のＴ２１）から成る分配器４１２と、一方の信号に
非線形歪を付与する非線形減衰器５１１と同様に構成さ
れた非線形減衰器５１３（図２のＤ３１、Ｒ３１、Ｒ３
２、Ｒ３３で構成）と直流成分を除去するコンデンサ群
（図２のＣ３１、Ｃ３２、Ｃ３３）とから成る非線形減
衰器５１３と、他方の信号に非線形歪を付与する非線
形減衰器５１１と同様の要素（図２のＤ４１、Ｒ４１、
Ｒ４２、Ｒ４３、Ｃ４１、Ｃ４２、Ｃ４３）から成る非
線形減衰器５１４と、各ダイオードの動作点を調整す
るバイアス電圧を給電する可変電源ＶＢ３およびＶＢ４
と、非線形減衰器５１３の出力信号と非線形減衰器５
１４の出力信号との和をとって合波し、２次以上の偶数
次の成分のみを取り出し反転を施す、配線と反転トラン
ス（図２のＴ２２）とから成る合波器６１２と、から構
成される。

【００２１】合波器３１０は、配線と抵抗群で構成さ
れ、第１の経路からの信号は素子を介さずに、第２の経
路からの信号は抵抗分配器を介した後、双方を合波して
いる。本実施例では、抵抗分配器は図２に示すように抵
抗Ｒ９１と抵抗Ｒ９２とを直列に接続して構成し、第２
の経路から入力する信号の振幅を約１／８とした後、第
１の経路から入力した信号との和をとって合波してい
る。

【００２２】なお、非線形減衰器５１１〜５１４は、図
２に示すようにダイオードと減衰器とを並列に接続して
構成しているので、大電力信号が入力されても意図しな
い歪成分の発生を抑制できる。また、信号伝送路の各要
素はインピーダンスが整合するように定数が選択されて
おり、本実施例の回路では７５Ωに設定されている。

【００２３】この歪補正回路に入力した情報を担ったア
ナログ電気信号は、分配器１１０によって、第１の経路
への信号と第２の経路への信号とに分配される。第１の
経路に分岐した信号は、まず、分配器４１１によって更
に同一電力を有した互いに反転した２つの信号に分配さ
れる。夫々の信号は、各信号ごとに設置された同様の動
作特性を有するようにバイアス電圧（ＶＢ１およびＶＢ
２）が設定された非線形減衰器５１１および非線形減衰
器５１２へ入力し非線形歪が付与されて出力される。し
たがって、非線形減衰器５１１と非線形減衰器５１２と
から出力された２つの信号は、奇数次成分が互いに反対
の符号で同一の大きさを有し、偶数次成分は同一の符号
と大きさを有している。これらの信号を合波器６１１で
差をとって合波することにより、奇数次の成分（−Ａ
（Ｘ＋βＸ³ ＋・・））のみを取り出す。ここで、係数
βは非線形減衰器５１１および非線形減衰器５１２に印
加されるバイアス電圧（ＶＢ１およびＶＢ２）で調整さ
れる。

【００２４】第２の経路に分岐した信号は、まず、分配
器４１２によって更に同一電力を有した互いに反転した
２つの信号に分配される。夫々の信号は、各信号ごとに
設置された同様の動作特性を有するようにバイアス電圧
（ＶＢ３およびＶＢ４）が設定された非線形減衰器５１
３および非線形減衰器５１４へ入力し非線形歪が付与さ
れて出力される。したがって、非線形減衰器５１３と非
線形減衰器５１４とから出力された２つの信号は、奇数
次成分が互いに反対の符号で同一の大きさを有し、偶数
次成分は同一の符号と大きさを有している。これらの信
号を合波器６１２で和をとって合波することにより、偶
数次の成分（α′Ｘ² ＋・・）のみを取り出す。ここ
で、係数αは非線形減衰器５１３および非線形減衰器５
１４に印加されるバイアス電圧（ＶＢ３およびＶＢ４）
で調整される。

【００２５】こうして、生成した２つの非線形歪を有し
た信号を合波器３１０で合波して、駆動対象である非線
形素子の非線形な相互変調歪を抑制する駆動信号（−Ａ
（Ｘ＋αＸ² ＋βＸ³ ＋・・））を得る。

【００２６】なお、本実施例では非線形減衰器を，図３
（ａ）のダイオードとπ型減衰器とを組み合わせて構成
したが、図３（ｂ）のトランジスタとＴ型減衰器、ある
いは図３（ｃ）のダイオードとＴ型減衰器、で構成して
もよい。

【００２７】（第２実施例）本実施例は、入力信号であ
る情報を担ったアナログ電気信号に対して、この入力信
号の強度による非線形歪を付与した非線形素子の駆動信
号を出力する歪補正回路であり、入力信号強度をＸとし
たときに出力信号強度を−Ａ（Ｘ−αＸ² ＋βＸ³ −・
・・）とする歪補正回路である。図４は本実施例に係る
歪補正回路のブロック構成図であり、図５はその詳細な
回路構成である。この歪補正回路は、第１実施例の歪補
正回路とほぼ同様の構成を有し、偶数次の歪発生器の分
配器と合波器の構成のみが異なる。

【００２８】すなわち、本実施例の歪補正回路は、
（ａ）入力信号を第１の経路への第１信号と第２の経路
への第２の信号とに所定の割合で分配する分配器１１０
と、（ｂ）第１の経路に設置された、第１の信号を反転
した上で、この反転信号に駆動対象となる非線形素子で
発生する３次以上の奇数次の非線形相互変調歪と同一の
大きさを有し、符号が反対の歪を付与する歪発生器２１
１と、（ｃ）第２の経路に設置された駆動対象となる非
線形素子で発生する２次以上の偶数次の非線形相互変調
歪と同一の大きさを有し、符号が反対の歪を生成する歪
発生器２２２と、（ｄ）歪発生器２１１の出力信号と歪
発生器２２２の出力信号を所定の割合で合波する合波器
３１０と、から構成される。

【００２９】分配器１１０、歪発生器２１１および合波
器３１０は、第１実施例と同一に構成される。

【００３０】歪発生器２２２は、同一の電力を有し互
いに反転した２つの信号に分配する、第１の反転トラン
ス（図５のＴ２１）と第２の反転トランス（図５のＴ２
５）とから成る分配器４２２と、一方の信号に非線形
歪を付与する第１実施例と同一の非線形減衰器５１３
と、他方の信号に非線形歪を付与する第１実施例と同
一の非線形減衰器５１４と、各ダイオードの動作点を
調整するバイアス電圧を給電する第１実施例と同一の可
変電源ＶＢ３およびＶＢ４と、非線形減衰器５１３の
出力信号と非線形減衰器５１４の出力信号との和をとっ
て合波し、２次以上の偶数次の成分のみを取り出す、配
線から成る合波器６２２と、から構成される。ここで、
分配器４２２の第２の反転トランスは、第１の経路との
電気的な行路長を整合させるために設置されている。

【００３１】この歪補正回路に入力した情報を担ったア
ナログ電気信号は、第１実施例の回路と同様に、分配器
１１０によって第１の経路への信号と第２の経路への信
号とに分配され、第１の経路に分岐した信号には、分配
器４１１、非線形減衰器５１１、非線形減衰器５１２、
および合波器６１１によって、奇数次の成分（−Ａ（Ｘ
＋βＸ³ ＋・・））のみを取り出す。

【００３２】第２の経路に分岐した信号は、まず、分配
器４２２によって更に同一電力を有した互いに反転した
２つの信号に分配される。夫々の信号は、各信号ごとに
設置された同様の動作特性を有するようにバイアス電圧
（ＶＢ３およびＶＢ４）が設定された非線形減衰器５１
３および非線形減衰器５１４へ入力し非線形歪が付与さ
れて出力される。したがって、非線形減衰器５１３と非
線形減衰器５１４とから出力された２つの信号は、奇数
次成分が互いに反対の符号で同一の大きさを有し、偶数
次成分は同一の符号と大きさを有している。これらの信
号を合波器６１２で和をとって合波することにより、偶
数次の成分（−α′Ｘ² −・・）のみを取り出す。ここ
で、係数α′は非線形減衰器５１３および非線形減衰器
５１４に印加されるバイアス電圧（ＶＢ３およびＶＢ
４）で調整される。

【００３３】こうして、生成した２つの非線形歪を有し
た信号を第１実施例と同様に、合波器３１０で合波し
て、駆動対象である非線形素子の非線形な相互変調歪を
抑制する駆動信号（−Ａ（Ｘ−αＸ² ＋βＸ³ −・
・））を得る。

【００３４】なお、本実施例では第１実施例と同様に、
非線形減衰器を図３（ａ）のダイオードとπ型減衰器と
を組み合わせて構成したが、図３（ｂ）のトランジスタ
とＴ型減衰器、あるいは図３（ｃ）のダイオードとＴ型
減衰器、で構成してもよい。

【００３５】（第３実施例）本実施例は、第１実施例と
同様に、入力信号である情報を担ったアナログ電気信号
に対して、この入力信号の強度による非線形歪を付与し
た非線形素子の駆動信号を出力する歪補正回路であり、
入力信号強度をＸとしたときに出力信号強度を−Ａ（Ｘ
＋γＸ² ＋βＸ³ ＋・・・）とする歪補正回路である
が、偶数次の非線形歪、特に２次の非線形歪が第１実施
例でのバイアス電圧の調整では生成できないほど大きく
しなければならない場合の回路構成例である。図６は、
本実施例に係る歪補正回路の構成図である。

【００３６】この回路構成は、第１実施例の回路に対し
て、奇数次の歪発生器の合波器の後段に増倍率＝１の低
歪増幅器７３１を配置して第１の歪発生器５６１を構成
するとともに、偶数次の歪発生器の分配器の前段に所定
の増倍率を有する低歪増幅器７３２を配置して第２の歪
発生器５６２を構成したものである。ここで、低歪増幅
器７３１は、第１の経路の電気的な行路長と第２の経路
の電気的な行路長とを整合させるために設置される。

【００３７】この歪補正回路に入力した情報を担ったア
ナログ電気信号は、第１実施例の回路と同様に、分配器
１１０によって第１の経路への信号と第２の経路への信
号とに分配され、第１の経路に分岐した信号には、分配
器４１１、非線形減衰器５１１、非線形減衰器５１２、
および合波器６１１によって、奇数次の成分（−Ａ（Ｘ
＋βＸ³ ＋・・））のみを取り出す。合波器６１１の出
力信号は、低歪増幅器７３１に入力し、波形は変化せず
に位相のみが変化して出力される。

【００３８】第２の経路に分岐した信号は、まず、低歪
増幅器７３２によって所定の増幅率で増幅された後、分
配器４１２によって更に同一電力を有した互いに反転し
た２つの信号に分配される。夫々の信号は、各信号ごと
に設置された同様の動作特性を有するようにバイアス電
圧（ＶＢ３およびＶＢ４）が設定された非線形減衰器５
１３および非線形減衰器５１４へ入力し非線形歪が付与
されて出力される。これらの信号を合波器６１２で和を
とって合波することにより、偶数次の成分（α″Ｘ² ＋
・・）のみを取り出す。ここで、係数α″は第１実施例
の係数α′に対して低歪増幅器７３２の増幅率倍とな
る。

【００３９】こうして、生成した２つの非線形歪を有し
た信号を第１実施例と同様に、合波器３１０で合波し
て、駆動対象である非線形素子の非線形な相互変調歪を
抑制する駆動信号（−Ａ（Ｘ＋γＸ² ＋βＸ³ ＋・
・））を得る。

【００４０】なお、この実施例では第１の経路の低歪増
幅器７３１を合波器６１１の後段に設置したが、分配器
４１１の前段に設置してよい。また、第２の経路の低歪
増幅器７３２を分配器４１２の前段に設置したが、合波
器６１１の後段に設置してよい。また、分配器１１０に
おける分配比と合波器３１０における合波時の偶数次歪
波形の増幅率とを調整して、第１の経路の信号と第２の
経路の信号の混合比を調節すれば、低歪増幅器を使用し
ないで相対的に偶数次歪成分の混合比の大きな出力駆動
信号を得ることもできる。

【００４１】（第４実施例）本実施例は、入力信号であ
る情報を担ったアナログ電気信号に対して、この入力信
号の強度による非線形歪を付与した非線形素子の駆動信
号を出力する歪補正回路であり、入力信号強度をＸとし
たときに出力信号強度を−Ａ（Ｘ＋α（ω）Ｘ² ＋β
（ω）Ｘ³ ＋・・・）とする歪補正回路である。図７
は、本実施例に係る歪補正回路の構成図である。図８
は、この実施例の回路で使用する非線形減衰器の回路構
成図であり、図８（ａ）はダイドードとπ型減衰器とＬ
ＣＲ共振器とを組み合わせて構成した例であり、図８
（ｂ）はトランジスタとＴ型減衰器とＬＣＲ共振器とを
組み合わせて構成した例である。以下、図８（ａ）の回
路を採用した場合に関して説明する。

【００４２】この歪補正回路は、（ａ）入力信号を第１
の経路への第１信号と第２の経路への第２の信号とに所
定の割合で分配する分配器１１０と、（ｂ）第１の経路
に設置された、第１の信号を反転した上で、この反転信
号に駆動対象となる非線形素子で発生する３次以上の奇
数次の周波数依存性を有する非線形相互変調歪と同一の
大きさを有し、符号が反対の歪を付与する歪発生器２７
１と、（ｃ）第１の経路に設置された、歪発生器２７１
の出力信号を入力して、この入力信号の１次成分の周波
数依存性を補償するスロープ補償器７５１と、（ｄ）第
２の経路に設置された、駆動対象となる非線形素子で発
生する２次以上の偶数次の周波数依存性を有する非線形
相互変調歪と同一の大きさを有し、符号が反対の歪を生
成する歪発生器２７２と、（ｅ）第２の経路に設置され
た、歪発生器２７２の出力信号を入力して、第１の経路
のスロープ補償器７５１による位相不整合分を補償する
位相整合器７５２と、（ｆ）スロープ補償器７５１の出
力信号と位相整合器７５２との出力信号を所定の割合で
合波する合波器３１０と、から構成される。

【００４３】分配器１１０と合波器３１０とは、第１実
施例と同様に構成される。

【００４４】歪発生器２７１は、同一の電力を有し互
いに反転した２つの信号に分配する、反転トランスから
成る分配器４１１と、一方の信号に非線形歪を付与す
る非線形素子としてのダイオードと、π型減衰器と、直
流成分を除去するコンデンサ群と、周波数依存の非線形
歪を生成する電気的な線形受動素子群からなる共振器と
から成る非線形減衰器５７１と、他方の信号に非線形
歪を付与する非線形減衰器５７１と同様の要素から成る
非線形減衰器５７２と、各ダイオードの動作点を調整
するバイアス電圧を給電する可変電源ＶＢ１およびＶＢ
２と、非線形減衰器５７１の出力信号と非線形減衰器
５７２の出力信号との差をとって合波し、奇数次の成分
のみを取り出す、反転トランスから成る合波器６１１
と、から構成される。

【００４５】歪発生器２７２は、同一の電力を有し互
いに反転した２つの信号に分配する、反転トランスから
成る分配器４１２と、一方の信号に非線形歪を付与す
る非線形減衰器５７１と同様に構成された、非線形減衰
器と、直流成分を除去するコンデンサ群と、周波数依存
の非線形歪を生成する電気的な線形受動素子群からなる
共振器とから成る非線形減衰器５７３と、他方の信号
に非線形歪を付与する非線形減衰器５７１と同様の要素
から成る非線形減衰器５７４と、各ダイオードの動作
点を調整するバイアス電圧を給電する可変電源ＶＢ３お
よびＶＢ４と、非線形減衰器５７３の出力信号と非線
形減衰器５７４の出力信号との和をとって合波し、２次
以上の偶数次の成分のみを取り出し反転を施す、配線と
反転トランスとから成る合波器６１２と、から構成され
る。

【００４６】この歪補正回路に入力した情報を担ったア
ナログ電気信号は、分配器１１０によって、第１の経路
への信号と第２の経路への信号とに分配される。第１の
経路に分岐した信号は、まず、分配器４１１によって更
に同一電力を有した互いに反転した２つの信号に分配さ
れる。夫々の信号は、各信号ごとに設置された同様の動
作特性を有するようにバイアス電圧（ＶＢ１およびＶＢ
２）が設定されるとともに、周波数依存性を有する非線
形歪を付与する非線形減衰器５７１および非線形減衰器
５７２へ入力し非線形歪が付与されて出力される。非線
形減衰器５７１と非線形減衰器５７２とから出力された
２つの信号は、奇数次成分が互いに反対の符号で同一の
大きさを有し、偶数次成分は同一の符号と大きさを有し
ている。これらの信号を合波器６１１で差をとって合波
後、スロープ補償器７５１を介することにより、周波数
依存性を有する非線形歪が付与された奇数次の成分（−
Ａ（Ｘ＋βＸ³ ＋・・））を取り出す。ここで、係数β
は非線形減衰器５７１および非線形減衰器５７２に印加
されるバイアス電圧（ＶＢ１およびＶＢ２）で調整さ
れ、また周波数依存度は可変コンデンサの値で調整され
る。

【００４７】第２の経路に分岐した信号は、まず、分配
器４１２によって更に同一電力を有した互いに反転した
２つの信号に分配される。夫々の信号は、各信号ごとに
設置された同様の動作特性を有するようにバイアス電圧
（ＶＢ３およびＶＢ４）が設定されるとともに、周波数
依存性んを有する非線形歪を付与する非線形減衰器５７
３および非線形減衰器５７４へ入力し非線形歪が付与さ
れて出力される。非線形減衰器５７３と非線形減衰器５
７４とから出力された２つの信号は、奇数次成分が互い
に反対の符号で同一の大きさを有し、偶数次成分は同一
の符号と大きさを有している。これらの信号を合波器６
１２で和をとって合波後、位相整合器７５２を介して、
偶数次の成分（α′Ｘ² ＋・・）のみを取り出す。ここ
で、係数αは非線形減衰器５７３および非線形減衰器５
７４に印加されるバイアス電圧（ＶＢ３およびＶＢ４）
で調整され、また周波数依存度は可変コンデンサの値で
調整される。

【００４８】こうして、生成した２つの非線形歪を有し
た信号を合波器３１０で合波して、駆動対象である非線
形素子の非線形な相互変調歪を抑制する駆動信号（−Ａ
（Ｘ＋αＸ² ＋βＸ³ ＋・・））を得る。

【００４９】なお、本実施例では非線形減衰器は、図８
（ａ）のようにダイオードとπ型減衰器とＬＣＲ共振器
とを組み合わせて構成したが、図８（ｂ）のトランジス
タとＴ型減衰器とＬＣＲ共振器とを組み合わせて構成し
てもよい。また、歪発生器中にはＬＣＲ共振器を１つの
み設置して、２つの非線形減衰器で共有して構成しても
よい。

【００５０】また、本実施例においても、第１実施例に
対する第２実施例および第３実施例と同様に変形して、
２次の非線形歪の符号を変化させたり、偶数次の非線形
歪の相対的な混合比を大きくさせたりすることが可能で
ある。

【００５１】

【発明の効果】以上詳細に説明した通り、本発明の歪補
正回路によれば、入力信号である情報を担ったアナログ
電気信号を２つの経路に分配し、一方の経路では入力信
号の波形に所定の３次以上の奇数次の歪を付与し、他方
の経路では２次以上の偶数次の歪を発生後に、２つ信号
を合波するようにしたので、夫々の経路の電気的な行路
長は略同一とすることができ、遅延回路を使用せずに、
後段の非線形素子の特性に合わせた歪を付与したこの非
線形素子を駆動するアナログ電気信号を発生することが
できる。この結果、駆動の対象である非線形素子の出力
信号の波形を情報を担ったアナログ電気信号に対して精
度良く線形な信号とできる。

【００５２】また、本発明の他の歪補正回路によれば、
入力信号である情報を担ったアナログ電気信号を２つの
経路に分配し、一方の経路では入力信号の波形に所定の
３次以上の奇数次の周波数依存性を有する非線形歪を付
与し、他方の経路では２次以上の偶数次の周波数依存性
を有する非線形歪を発生した後に、２つ信号を合波する
ようにしたので、夫々の経路の電気的な行路長は略同一
とすることができ、大規模な遅延回路を使用せずに、後
段の非線形素子の特性に合わせた歪を付与したこの非線
形素子を駆動するアナログ電気信号を発生することがで
きる。この結果、駆動の対象である非線形素子の出力信
号の波形を情報を担ったアナログ電気信号に対して更に
精度良く線形な信号とできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係る歪補正回路の構成図
である。

【図２】本発明の第１実施例に係る歪補正回路の詳細構
成図である。

【図３】非線形減衰器の回路構成図である。

【図４】本発明の第２実施例に係る歪補正回路の構成図
である。

【図５】本発明の第２実施例に係る歪補正回路の詳細構
成図である。

【図６】本発明の第３実施例に係る歪補正回路の構成図
である。

【図７】本発明の第４実施例に係る歪補正回路の構成図
である。

【図８】非線形減衰器の回路構成図である。

【図９】従来の歪補正回路のブロック構成図である。

【符号の説明】

１１０…分配器、２１１，２１２，２２２，２６１，２
６２，２７１，２７２…歪発生器、３１０…合波器、４
１１，４１２，４２２…分配器、５１１，５１２，５１
３，５１４，５７１，５７２，５７３，５７４…非線形
減衰器、６１１，６１２，６２２…合波器、７３１，７
３２…低歪増幅器、７５１…スロープ補償器、７５２…
位相整合回路、９１０，９１１…方向性結合器、９１５
…歪発生器、９１７…振幅調整ブロック、９１９…周波
数調整ブロック、９２１…位相微調整ブロック、９２３
…位相整合ブロック。

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外部から入力する電気信号を第１の経路
   への第１の信号と第２の経路への第２の信号とに分配す
   る第１の分配手段と、 前記第１の経路に設置された、前記第１の信号に対して
   強度に関する奇数次の非線形歪を付与する第１の歪発生
   手段と、 前記第２の経路に設置された、前記第２の信号に対して
   強度に関する偶数次の非線形歪を発生するとともに、前
   記第１の歪発生手段と同一の電気的な行路長を有する第
   ２の歪発生手段と、 前記第１の歪発生手段の出力信号と前記第２の歪発生手
   段の出力信号との和をとって合波し、外部へ電気信号を
   出力する第１の合波手段と、 から構成されることを特徴とする歪補正回路。
2. 【請求項２】 前記第１の歪発生手段は、 前記第１の信号を、反転した波形を有する２つの信号に
   分配する第２の分配手段と、 前記第２の分配手段の出力信号の一方を入力し、歪信号
   を発生する第１の非線形減衰器と、 前記第１の非線形減衰器と略同一の回路構成を有し、前
   記第２の分配手段の出力信号の他方を入力する第２の非
   線形減衰器と、 第１の非線形減衰器の出力信号と第２の非線形減衰器の
   出力信号との差をとって合波する第２の合波手段と、 から構成され、 前記第２の歪発生手段は、 前記第２の信号を、互いに反転した波形を有する２つの
   信号に分配する第３の分配手段と、 前記第１の非線形減衰器と略同一の回路構成を有し、前
   記第３の分配手段の出力信号の一方を入力する第３の非
   線形減衰器と、 前記第１の非線形減衰器と略同一の回路構成を有し、前
   記第３の分配手段の出力信号の他方を入力する第４の非
   線形減衰器と、 前記第３の非線形減衰器の出力信号と前記第４の非線形
   減衰器の出力信号との和をとって合波する第３の合波手
   段と、 から構成されることを特徴とする請求項１記載の歪補正
   回路。
3. 【請求項３】 前記第１ないし第４の非線形減衰器は、 非線形素子と、 前記非線形素子の動作特性を制御するバイアスを前記非
   線形素子に与えるバイアス手段と、 電気的な線形受動素子を複数使用した減衰器と、 から構成されることを特徴とする請求項２記載の歪補正
   回路。
4. 【請求項４】 外部から入力する電気信号を第１の経路
   への第１の信号と第２の経路への第２の信号とに分配す
   る第４の分配手段と、 前記第１の経路に設置された、前記第１の信号に対して
   強度に関する奇数次の周波数依存性を有する非線形歪を
   付与する第３の歪発生手段と、 前記第１の経路に設置された、前記第３の歪発生手段の
   出力信号の強度に関する１次成分の周波数依存性を補償
   するスロープ補償手段と、 前記第２の経路に設置された、前記第２の信号に対して
   強度に関する偶数次の周波数依存性を有する非線形歪を
   発生するとともに、前記第３の歪発生手段と同一の電気
   的な行路長を有する第４の歪発生手段と、 前記第２の経路に設置された、前記第４の歪発生手段の
   出力信号を遅延させる位相整合手段と、 前記スロープ補償手段の出力信号と前記位相整合手段の
   出力信号との和をとって合波し、外部へ電気信号を出力
   する第４の合波手段と、 から構成されることを特徴とする歪補正回路。
5. 【請求項５】 前記第３の歪発生手段は、 前記第１の信号を、互いに反転した波形を有する２つの
   信号に分配する第５の分配手段と、 前記第５の分配手段の出力信号の一方を入力する第５の
   非線形減衰器と、 前記第５の非線形減衰器と略同一の回路構成を有し、前
   記第５の分配手段の出力信号の他方を入力する第６の非
   線形減衰器と、 前記第５の非線形減衰器の出力信号と前記第６の非線形
   減衰器の出力信号との差をとって合波する第５の合波手
   段と、 から構成され、 前記第４の歪発生手段は、 前記第２の信号を、互いに反転した波形を有する２つの
   信号に分配する第６の分配手段と、 前記第５の非線形減衰器と略同一の回路構成を有し、前
   記第６分配手段の出力信号の一方を入力する第７の非線
   形減衰器と、 前記第５の非線形減衰器と略同一の回路構成を有し、前
   記第６分配手段の出力信号の他方を入力する第８の非線
   形減衰器と、 前記第７の非線形減衰器の出力信号と第８の非線形減衰
   器の出力信号との和をとって合波する第６の合波手段
   と、 から構成されることを特徴とする請求項４記載の歪補正
   回路。
6. 【請求項６】 前記第５ないし第８の非線形減衰器は、 非線形素子と、 前記非線形素子の動作特性を制御するバイアスを前記非
   線形素子に与えるバイアス手段と、 電気的な線形受動素子を複数使用した減衰器と、 周波数依存歪の発生手段と、 から構成されることを特徴とする請求項５記載の歪補正
   回路。
7. 【請求項７】 前記周波数依存歪の発生手段は、複数の
   電気的な線形受動素子を組み合わせて構成される、こと
   を特徴とする請求項６記載の歪補正回路。
8. 【請求項８】 前記非線形素子は、ダイオードおよびト
   ランジスタのいずれか一方であり、 前記バイアス手段は、可変電圧源である、 ことを特徴とする請求項３または請求項６記載の歪補正
   回路。
9. 【請求項９】 前記第２または第４の歪発生手段は、２
   次の非線形歪量が正である、ことを特徴とする請求項１
   または請求項４記載の歪補正回路。
10. 【請求項１０】 前記第２または第４の歪発生手段は２
    次の非線形歪量が負である、ことを特徴とする請求項１
    または請求項４記載の歪補正回路。