JPH0654878B2 - Output variable transmission device - Google Patents

Output variable transmission device

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JPH0654878B2 JP7789390A JP7789390A JPH0654878B2 JP H0654878 B2 JPH0654878 B2 JP H0654878B2 JP 7789390 A JP7789390 A JP 7789390A JP 7789390 A JP7789390 A JP 7789390A JP H0654878 B2 JPH0654878 B2 JP H0654878B2
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泰 山尾
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【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は高周波数対の線形送信装置に利用する。 BACKGROUND OF THE INVENTION [FIELD OF THE INVENTION The present invention utilizes the linear transmission device of a high-frequency pairs. 特に、 Especially,
送信出力の平均レベルを変化させることのできる線形送信装置に関する。 Linearization transmission device which can change the average level of the transmission output.

本発明は、変調波の包絡線レベルに応じて高周波増幅器のバイアス電圧を制御する出力可変送信装置において、 The present invention provides a variable output transmission device for controlling the bias voltage of the high frequency amplifier according to the envelope level of the modulated wave,
複数の包絡線をROMに記憶しておき、出力指定信号によりROMから出力される包絡線の信号レベルを変化させることにより、高周波増幅器の出力を可変に制御するものである。 It stores the plurality of envelopes in ROM, by changing the signal level of the envelope outputted from the ROM by the output designation signal, and variably controls the output of high frequency amplifier.

〔従来の技術〕 [Prior art]

高周波帯の送信装置、特に線形変調波を送信する線形送信装置として、従来からA級ないしAB級の電力増幅器が用いられている。 Transmitting device of a high frequency band, as a linear transmitter which particular transmitting a linear modulated wave, to no Class A class-AB power amplifier has been used conventionally. このような線形送信装置では、電力増幅器の入力レベルを変化させることにより、容易に出力レベルを変化させることができる。 In such a linear transmission apparatus, by changing the input level of the power amplifier can be changed easily output level. しかし、A級またはAB級の電力増幅器を用いた場合、包絡線の振幅変化が大きい変調波を増幅するときに、低振幅の領域において電力効率が著しく低下する。 However, when using a class A or class AB power amplifier, when amplifying the amplitude change is greater modulated wave envelope, the power efficiency decreases considerably in the region of low amplitude.

この欠点を解決し、線形送信装置の電力効率を改善するため、本願発明者らは、電力増幅器のドレイン電圧またはコレクタ電圧を入力信号の包絡線に応じて変化させるドレイン電圧制御法を発明し、すでに特許出願した(特開昭62-274906 号公報、特開平1-168723)。 Solves this drawback, to improve the power efficiency of the linear transmission device, the present inventors have invented a drain voltage control scheme is changed in accordance with the drain voltage or collector voltage of the power amplifier to the input signal envelope, already filed a patent application (JP-62-274906, JP-a No. 1-168723). その構成例を第7図に示す。 The configuration example shown in FIG. 7.

変調入力端子1、2には、送信しようとする信号の同相包絡線成分、直交包絡線成分がそれぞれ入力される。 The modulation input terminal 1 and 2, in-phase envelope component of the signal to be transmitted, quadrature envelope component are input. 直交変調器3は、これらの入力信号を搬送波発振器4から供給される搬送波で変調し、変調波を発生する。 Quadrature modulator 3, these input signals modulated by a carrier supplied from a carrier oscillator 4 to generate a modulated wave. 飽和形の電力増幅器5は増幅素子として電界効果トランジスタを備え、直交変調器3から入力された線形変調波を入力整合回路を介して電界効果トランジスタのベースに供給し、ドレインに得られる増幅された信号を出力整合回路を介して送信出力端子6に出力する。 Power amplifier 5 of the saturation type comprises a field-effect transistor as an amplifying element, a linear modulated wave input from the quadrature modulator 3 through the input matching circuit is supplied to the base of the field effect transistor, which is amplified to obtain the drain via an output matching circuit a signal output to the transmission output terminal 6.

変調入力端子1、2に入力された同相包絡線成分および直交包絡線成分はまた、包絡線生成回路8に供給される。 Phase envelope component and quadrature envelope component is input to the modulation input terminal 1 is also supplied to the envelope generating circuit 8. この包絡線生成回路8は、二つの包絡線成分から変調波の包絡線を生成し、これを電圧制御回路10に供給する。 The envelope generating circuit 8 generates an envelope of a modulated wave from the two envelope component and supplies it to the voltage control circuit 10.

電圧制御回路10は、直流直流変換器またはシリーズ制御トランジスタにより構成され、電源端子11に入力された電源電圧を包絡線生成回路8からの信号にしたがって調整し、電圧増幅器5内の電界効果トランジスタのドレイン電圧V を制御する。 Voltage control circuit 10 is constituted by a DC-DC converter or series control transistor, the power supply voltage input to the power supply terminal 11 and adjusted in accordance with a signal from the envelope generator circuit 8, the field effect transistors in the voltage amplifier 5 to control the drain voltage V D.

このように、包絡線生成回路8により生成した包絡線に応じて電力増幅器5のバイアス電圧を制御し、送信出力端子6の出力振幅を入力信号の包絡線に追従させる。 Thus, by controlling the bias voltage of the power amplifier 5 in accordance with the envelope generated by the envelope generator circuit 8, to follow the output amplitude of the transmission output terminal 6 to the envelope of the input signal. これにより、電力増幅器5を常に高効率の飽和状態に保ったまま線形増幅動作を実現できる。 Thus, linear amplification operation can be realized while maintaining the saturation always high efficiency power amplifier 5.

〔発明が解決しようとする課題〕 [Problems that the Invention is to Solve]

しかし、ドレイン電圧制御形の送信装置では、電力増幅器を常に飽和領域で動作させるため、従来のA級またはAB級線形増幅器のように、入力レベルを変えることで出力レベルを変化させることはできない。 However, in the transmission apparatus of the drain voltage control type, in order to operate the power amplifier is always in a saturation region, as in the conventional class A or class AB linear amplifiers, it is impossible to change the output level by changing the input level. このため、出力レベルを可変にするためには、何らかの方策が必要とされていた。 Therefore, in order to make the output level is variable, it has been required some measures.

本発明は、この課題を解決し、ドレイン制御法を用いながら、平均出力レベルが可変の送信装置を提供することを目的とする。 The present invention solves this problem, while using the drain control method, the average output level and to provide a variable transmission device.

〔課題を解決するための手段〕 [Means for Solving the Problems]

本発明の出力可変返送装置は、変調波の包絡線により高周波増幅器のバイアス電圧を制御する構成の送信装置において、同一の同相包絡線成分および直交包絡線成分の値に対して信号レベル異なる複数の包絡線が書き込まれた包絡線記憶手段と、この包絡線記憶手段が出力する包絡線の信号レベルを指定する手段とを備えたことを特徴とする。 Output variable return device of the present invention, the envelope of the modulated wave in the transmitting device configured to control the bias voltage of the high-frequency amplifier, the signal level different to the same in-phase envelope component and quadrature values ​​of the envelope components and is written envelope storing means envelope, characterized in that a means for specifying a signal level of the envelope output from the envelope memory means.

包絡線記憶手段は、高周波増幅器の特性によって、包絡線に補正を施した信号を出力することが望ましい。 Envelope storing means, depending on the characteristics of the high-frequency amplifier, it is desirable to output the signal after the correction to the envelope.

また、包絡線の信号レベルを指定すると同時に高周波増幅器に入力される信号を減衰させる可変減衰器を備えることもできる。 It may also comprise a variable attenuator for attenuating a signal inputted at the same time the high-frequency amplifier Specifying a signal level of the envelope.

〔作 用〕 [For work]

電力増幅器のドレイン電極またはコレクタ電極のバイアス電圧を、送信出力レベルに応じた平均値をもつ包絡線信号で制御する。 A bias voltage of the drain electrode or collector electrode of the power amplifier is controlled by the envelope signal having a mean value corresponding to the transmission output level. これにより、ドレイン電極またはコレクタ電圧を包絡線に応じて変化させる構成でも、ドレイン電圧またはコレクタ電圧を平均値を変化させることができる。 Accordingly, even in a configuration that changes according to the drain electrode or collector voltage in the envelope, it is possible to change the average value of the drain voltage or collector voltage. 一般に、電力増幅器のドレイン電圧またはコレクタ電圧を変化させると、飽和出力もそれに応じて変化する。 In general, varying the drain voltage or collector voltage of the power amplifier varies accordingly be saturated output. したがって、ドレイン電圧制御形の送信装置において出力レベルを変えることができる。 Therefore, it is possible to vary the output level in the transmitter of the drain voltage control type.

〔実施例〕 〔Example〕

第1図は本発明第一実施例の出力可変送信装置を示すブロック構成図である。 Figure 1 is a block diagram showing a variable output transmission device of the first embodiment of the present invention.

この実施例装置は、送信すべき信号の同相包絡線成分と直交包絡線成分とがそれぞれ変調入力端子1、2に入力され、この二つの包絡線成分により変調波を発生する直交変調手段として変調変調回路3および搬送波発振器4 The example apparatus includes an in-phase envelope component of the signal to be transmitted and quadrature envelope component is input to the modulation input terminals 1 and 2 respectively, modulated as orthogonal modulation means for generating a modulated wave by the two envelope components modulation circuit 3 and the carrier oscillator 4
を備え、この変調波を増幅する高周波増幅器として飽和形の電力増幅器5を備え、変調入力端子1、2の同相包絡線成分と直交包絡線成分とから包絡線を生成し、その包絡線の信号レベルにより電力増幅器5のバイアス電圧を制御するバイアス制御手段として包絡線生成回路8および電圧制御回路10を備える。 The provided, comprising a power amplifier 5 of a saturated type as a high frequency amplifier for amplifying the modulated wave, and generates an envelope and a phase envelope component and quadrature envelope component of the modulated input terminals 1 and 2, the signal of the envelope It comprises bias control means envelope generating circuit 8 and the voltage control circuit 10 as to control the bias voltage of the power amplifier 5 by level.

電力増幅器4としては、ソース接地またはエミッタ接地された半導体増幅素子を用いる。 The power amplifier 4, a semiconductor amplifying element which is the source grounded or grounded emitter. 以下の説明では、ソース接地された電界効果トランジスタを用いる場合を例に説明する。 In the following description, the case of using a field effect transistor source grounded example.

ここで本実施例の特徴とするところは、包絡線生成回路8内に、同一の同相包絡線成分および直交包絡線成分の値に対して信号レベルの異なる複数の包絡線が書き込まれた包絡線記憶手段として包絡線メモリ12を備え、バイアス制御手段としてさらに、包絡線メモリ12が出力する包絡線の信号レベルを指定する手段として出力指定信号発生回路7を備えたことにある。 Here it is an aspect of this embodiment, in the envelope generating circuit 8, an envelope in which a plurality of envelopes of different signal levels is written to the same phase envelope component and quadrature values ​​of the envelope components comprising an envelope memory 12 as storage means, further the bias control means is that the envelope memory 12 has an output designation signal generating circuit 7 as a means for designating a signal level of the envelope to be output.

直交変調器3は、変調入力端子1、2から入力される同相包絡線成分I(t)および直交包絡線成分Q(t)により、 Quadrature modulator 3, the in-phase envelope component I input from the modulation input terminal 1, 2 (t) and quadrature envelope component Q (t),
搬送波発振器4から供給された搬送波cos(2πf c t) を変調し、変調波S(t)を出力する。 It modulates the supplied carrier wave cos (2πf c t) from the carrier wave oscillator 4, and outputs the modulated wave S (t). こきとき変調波S(t)の包絡線をR(t)、位相をφ(t)とすると、I(t)、Q(t) The envelope of Kokitoki modulated wave S (t) R (t), when the phase and φ (t), I (t), Q (t)
は、 It is, と表すことができる。 It can be expressed as. このときS(t)は、 S(t)=R(t) cos(2πf c t +φ(t)) …………(2) となる。 In this case S (t) becomes S (t) = R (t ) cos (2πf c t + φ (t)) ............ (2). R(t)は、I(t)、Q(t)に対して、 R(t)={I(t) +Q(t) 1/2 …………(3) の関係にある。 R (t) is, relative to I (t), Q (t ), the relationship between R (t) = {I ( t) 2 + Q (t) 2} 1/2 ............ (3) .

出力指定信号生成回路7は、送信出力レベルに応じたアドレス信号を出力する。 Output specification signal generating circuit 7 outputs an address signal corresponding to the transmission output level.

包絡線生成回路8は、送信出力端子6に出力しようとする送信出力レベルに応じた包絡線を出力する回路であり、包絡線メモリ12と、ディジタル・アナログ変換器13 Envelope generating circuit 8 is a circuit that outputs an envelope according to the transmission output level to be output to the transmission output terminal 6, an envelope memory 12, digital-to-analog converter 13
とにより構成される。 Constituted by the.

第2図は包絡線メモリ12の記憶内容とその動作を示す。 Figure 2 shows the operation and storage contents of the envelope memory 12.

同相包絡線成分I(t)および直交包絡線成分Q(t)がそれぞれnビットで表され、送信出力レベルの種類をmとする。 Phase envelope component I (t) and quadrature envelope component Q (t) is represented by n bits, respectively, to the type of the transmission output level m. このとき包絡線メモリ12はm個のブロックに分けられ、それぞれのブロックには、I(t)、Q(t)から(3)式に基づいて求めた包絡線に係数k 1 、k 2 、…k を乗算した包絡線データR 1 (t)、R 2 (t)、…R m (t)、が書き込まれている。 In this case the envelope memory 12 is divided into m blocks, each block, I (t), the coefficient to (3) envelope obtained on the basis of the formulas Q (t) k 1, k 2, ... envelope data R 1 multiplied by k m (t), R 2 (t), ... R m (t), is written. すなわち、 That is, となる。 To become. 係数は送信出力レベルに応じて定められたものである。 Coefficients are those defined in accordance with the transmission output level. したがって、出力指定信号により包絡線メモリ Therefore, the envelope memory by the output designation signal
12の一つのブロックを指定することにより、送信出力レベルに応じた包絡線を出力することができる。 By specifying the 12 one block, it is possible to output an envelope according to the transmission output level.

具体的には、アドレス入力の0〜n−1にI(t)を入力し、アドレス入力のN〜2n−1を入力する。 Specifically, type I (t) to 0 to n-1 address input, inputs a N~2n-1 address input. さらに、 further,
出力指定信号をアナログ入力の2n〜2n+m−1に入力する。 Inputting the output designation signal to 2n~2n + m-1 of the analog input. これにより、出力レベルに応じた包絡線を選択した出力させることができる。 Thus, it is possible to output selected the envelope corresponding to the output level.

この出力をディジタル・アナログ変換器13によりアナログ信号に変換し、電圧制御回路10に供給する。 The output is converted into an analog signal by a digital-to-analog converter 13, supplied to the voltage control circuit 10. 電圧制御回路10は、この信号に応じて電力増幅器5のドレインバイアス電圧V を変化させる。 Voltage control circuit 10 changes the drain bias voltage V D of the power amplifier 5 in response to this signal. この結果、ドレインバイアス電圧V は変調波の包絡線に比例し、かつ平均値が送信出力に応じて変化する。 As a result, the drain bias voltage V D is proportional to the envelope of the modulated wave, and an average value changes according to the transmission output.

このようにして、電力増幅器5には直交変調器3の出力である変調波S(t)が入力され、そのドレイン電圧V In this way, an output of the quadrature modulator 3 modulated wave S (t) is input to the power amplifier 5, the drain voltage V D
が包絡線に比例して制御される。 There is controlled in proportion to the envelope. さらに、送信出力レベルに応じてドレイン電圧V の平均値が変化する。 Further, the average value of the drain voltage V D is changed in accordance with the transmission output level. したがって、電力増幅器5は高効率の飽和状態を保ちながら線形増幅を行うことができ、しかも送信出力レベルを可変にすることができる。 Accordingly, the power amplifier 5 while maintaining the saturation of the high efficiency can be performed linear amplification. Moreover, it is possible to a transmission output level variable.

ここで、ドレイン制御により線形増幅を行う場合に、飽和形の電力増幅器5のドレイン電圧対出力特性の非線形性により、包絡線に比例した信号でドレインを制御することが必ずしも最適でない場合がある。 Here, in the case of performing linear amplification by the drain control, the nonlinearity of the drain voltage versus output characteristic of the saturation type power amplifier 5, you may be possible to control the drain is not necessarily optimal in signal proportional to the envelope. 第3図にドレイン電圧対出力特性の非線形特性の一例を示す。 It shows an example of a non-linear characteristic of the drain voltage-output characteristic in Figure 3.

このような場合、非線形特性に応じてドレイン制御用の信号を補正することにより、送信出力における歪を低減できる。 In this case, by correcting the signal for the drain control in accordance with the nonlinear characteristics, it can be reduced distortion in transmission output. そのためには、包絡線メモリ12に、包絡線データR 1 (t)、R 2 (t)、…R m (t)ではなく、非線形特性に応じた補正を包絡線に施した補正包絡線データR′ 1 (t)、 For this purpose, the envelope memory 12, the envelope data R 1 (t), R 2 (t), ... rather than R m (t), the correction envelope data subjected to correction according to the nonlinear characteristic to the envelope R '1 (t),
R′ 2 (t)、…R′ m (t)を書き込んでおく。 R '2 (t), ... R' is written the m (t). 非線形特性による補正関数をf 、f 、…f とすると、補正包絡線データR′ 1 (t)、R′ 2 (t)、…R′ m (t)は、 F 1 a correction function by non-linear characteristic, f 2, ... When f m, corrected envelope data R '1 (t), R ' 2 (t), ... R 'm (t) is で表される。 In represented.

第4図は本発明第二実施例の出力可変送信装置を示すブロック構成図である。 Figure 4 is a block diagram showing a variable output transmission device of the second embodiment of the present invention.

この実施例は、電力増幅器5の入力を送信出力レベルに応じて減衰させる点が第一実施例と異なる。 This embodiment is a point that attenuates in accordance with the input of the power amplifier 5 to the transmission output level is different from the first embodiment.

第一実施例では、電力増幅器5のドレイン電圧V を送信出力レベルに応じて小さくしていくと、電力増幅器5 In the first embodiment, when reduced gradually in accordance with the drain voltage V D of the power amplifier 5 to the transmission output level, the power amplifier 5
の入力が過大となり、出力において歪が増大する場合がある。 Input becomes excessive, there is a case where the distortion is increased in the output. そこで本実施例では、直交変調器3と電力増幅器5との間に可変減衰器14を挿入し、出力指定信号発生回路7の出力である出力指定信号により、送信出力の歪が最少となるように制御する。 Therefore, in this embodiment, by inserting a variable attenuator 14, the output of the output specification signal generating circuit 7 is output designation signal between the quadrature modulator 3 and the power amplifier 5, so that the distortion of the transmission output is minimized to control to.

可変減衰器14は歪を低減するためのものであり、これ自体は送信出力レベルを可変とするためのものではない。 The variable attenuator 14 is for reducing distortion, which itself is not intended to the transmission output level is variable.
この点で、従来のA級またはAB級増幅器を用いた線形送信装置に用いられる入力減衰器とは異なる。 In this respect, it differs from the input attenuator for use in a linear transmission apparatus using the conventional class A or class AB amplifier.

〔発明の効果〕 〔Effect of the invention〕

以上説明したように、本発明の出力可変送信装置は、ドレイン電圧制御形の線形送信装置において、高い電力効率を保ちながら、容易に出力レベルを可変とすることができる。 As described above, the output variable transmission device of the present invention, the linear transmission unit of the drain voltage-controlled, while maintaining high power efficiency, it is possible to easily output level variable. また、ドレイン電圧制御形の増幅器で出力レベルを可変にした場合にも、送信出力における歪を低く保つことができる。 Further, when the drain voltage control type amplifier to the output level to the variable can also be kept low distortion in transmission output.

本発明は、消費電力および出力の歪に対する要求が厳しく、しかも送信出力を可変とする必要がある用途、例えば移動通信用や衛星通信用の無線通信装置に利用して特に大きな効果がある。 The present invention is, strict demand for power and the output of the distortion, moreover applications that require the transmission output is variable, for example, using the mobile radio communication device for communication and satellite communication is particularly great effect.

【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

第1図は本発明一実施例の出力可変送信装置を示すブロック構成図。 Block diagram illustrating an output variable transmission device of FIG. 1 according to the present invention an embodiment. 第2図は包絡線メモリの記憶内容とその動作を示す図。 Figure 2 is a diagram showing the operation and storage contents of the envelope memory. 第3図はドレイン電圧対出力特性の非線形特性の一例を示す図。 Figure 3 Figure showing an example of a non-linear characteristic of the drain voltage versus output characteristics. 第4図は第二実施例の出力可変送信装置を示すブロック構成図。 Figure 4 is a block diagram showing a variable output transmission device of the second embodiment. 第5図は従来例の線形送信装置を示すブロック構成図。 Figure 5 is a block diagram showing a linear transmission apparatus of a conventional example. 1、2……変調入力端子、3……直交変調器、4……搬送波発振器、5……電力増幅器、6……送信出力端子、 1,2 ...... modulation input terminals, 3 ...... quadrature modulator, 4 ...... carrier oscillator, 5 ...... power amplifier, 6 ...... transmission output terminal,
7……出力指定信号発生回路、8……包絡線生成回路、 7 ...... output specification signal generating circuit, 8 ...... envelope generating circuit,
10……電圧制御回路、12……包絡線メモリ、13……ディジタル・アナログ変換器、14……可変減衰器。 10 ...... voltage control circuit, 12 ...... envelope memory, 13 ...... digital-to-analog converter, 14 ...... variable attenuator.

Claims (1)

    【特許請求の範囲】 [The claims]
  1. 【請求項1】送信すべき信号の同相包絡線成分と直交包絡線成分とにより変調波を発生する直交変調手段と、 この変調波を増幅する高周波増幅器と、 前記同相包絡線成分と前記直交包絡線成分とから包絡線を生成し、その包絡線の信号レベルにより前記高周波増幅器のバイアス電圧を制御するバイアス制御手段と を備えた出力可変送信装置において、 前記バイアス制御手段は、 同一値の同相包絡成分および直交包絡線成分に対して信号レベルの異なる複数の包絡線が書き込まれた包絡線記憶手段と、 この包絡線記憶手段が出力する包絡線の信号レベルを指定する手段と を含む ことを特徴とする出力可変送信装置。 1. A quadrature modulating means for generating a modulated wave by a phase envelope component of the signal to be transmitted and quadrature envelope component, and a high frequency amplifier for amplifying the modulated wave, the quadrature envelope and the phase envelope component the output variable transmission device provided from the line components to generate an envelope, and a bias control means for controlling the bias voltage of the RF amplifier by the signal level of the envelope, the bias control means in-phase envelope of the same value characterized in that it comprises a component and a quadrature envelope envelope storing means in which a plurality of envelopes of different signal levels are written with respect to component, and means for specifying the signal level of the envelope output from the envelope memory means an output variable transmission device.
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