JPH07101821B2 - 高効率ｕｈｆ線形電力増幅器回路 - Google Patents
高効率ｕｈｆ線形電力増幅器回路Info
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、高効率UHF線形電力増幅器回路に係り、特に
増幅器出力信号が歪みの低減のためにフィードバックさ
れるRF（無線周波数）電力増幅装置である高効率UHF線
形電力増幅器回路に関する。
増幅器出力信号が歪みの低減のためにフィードバックさ
れるRF（無線周波数）電力増幅装置である高効率UHF線
形電力増幅器回路に関する。
［従来技術］ 通信システムにおいて使用されるRF電力増幅器は、一般
にある程度の直線（線形）性を持つことが要求される。
Ａ級またはAB級動作装置を使用した回路はその特性の直
線範囲にあるように制御され、このような線形増幅が行
われる。RFフィードバックまたはフィードフォワード回
路部品の追加によってさらに高い直線性が得られる。し
かし、直線的に動作する装置が比較的低い平均dc−rf効
率を示すことは周知である。従って線形に動作する装置
においては、電力消費と熱放出の増加がもたらされる。
より高い平均dc−rf効率を得るためにＣ級動作装置を用
いた増幅器が利用されてきている。Ｃ級動作は装置の非
線形特性を用いており、それによってdc−rf効率は非常
に増大するが、直線性は減少する。エンベロープ変調が
用いられる場合、例えば米国特許第4,776,036号に示さ
れるように、パルス幅変調器をＣ級増幅器に組み入れる
ことによって、Ｃ級増幅器の平均dc−rf効率をさらに増
加させることができる。
にある程度の直線（線形）性を持つことが要求される。
Ａ級またはAB級動作装置を使用した回路はその特性の直
線範囲にあるように制御され、このような線形増幅が行
われる。RFフィードバックまたはフィードフォワード回
路部品の追加によってさらに高い直線性が得られる。し
かし、直線的に動作する装置が比較的低い平均dc−rf効
率を示すことは周知である。従って線形に動作する装置
においては、電力消費と熱放出の増加がもたらされる。
より高い平均dc−rf効率を得るためにＣ級動作装置を用
いた増幅器が利用されてきている。Ｃ級動作は装置の非
線形特性を用いており、それによってdc−rf効率は非常
に増大するが、直線性は減少する。エンベロープ変調が
用いられる場合、例えば米国特許第4,776,036号に示さ
れるように、パルス幅変調器をＣ級増幅器に組み入れる
ことによって、Ｃ級増幅器の平均dc−rf効率をさらに増
加させることができる。
Ｃ級動作においては非線形特性を使用することにより効
率を十分増大させることができるが、この非線形動作が
信号の歪みを引き起こすため、何らかの形の歪み低減回
路部品が、直線性仕様に適合させるため追加されなけれ
ばならない。米国特許第4,276,514号では出力信号の歪
みを低減するための負のフィードバックを伴う広帯域の
位相被補償増幅器が示されており、この位相被補償増幅
器においては、低価格で電力効率の良いＣ級増幅器が一
次信号パスに沿って設置され、さらに増幅された出力信
号内の歪み信号成分の負のフィードバックを行うために
フィードバックループが結合されている。この負のフィ
ードバックループは、歪み信号成分を第１増幅器段階の
先の入力信号に加えることにより、一次信号パスへの負
のフィードバックとして歪信号成分を提供するために結
合される。しかし、歪み低減装置は、位相調節のための
重大な時間遅延を伴うRF周波数で動作する複雑なフィー
ドバックパスを必要とする。
率を十分増大させることができるが、この非線形動作が
信号の歪みを引き起こすため、何らかの形の歪み低減回
路部品が、直線性仕様に適合させるため追加されなけれ
ばならない。米国特許第4,276,514号では出力信号の歪
みを低減するための負のフィードバックを伴う広帯域の
位相被補償増幅器が示されており、この位相被補償増幅
器においては、低価格で電力効率の良いＣ級増幅器が一
次信号パスに沿って設置され、さらに増幅された出力信
号内の歪み信号成分の負のフィードバックを行うために
フィードバックループが結合されている。この負のフィ
ードバックループは、歪み信号成分を第１増幅器段階の
先の入力信号に加えることにより、一次信号パスへの負
のフィードバックとして歪信号成分を提供するために結
合される。しかし、歪み低減装置は、位相調節のための
重大な時間遅延を伴うRF周波数で動作する複雑なフィー
ドバックパスを必要とする。
米国特許第3,900,823号には、システム入力信号の振幅
成分と、周波数または位相の成分、または周波数と位相
両方の成分を別々に処理し、その後別々に処理された各
成分を再結合して出力信号を提供する被変調搬送波信号
のための電力増幅および信号処理システムが示されてい
る。入力信号は、その出力システムのための出力となる
電力増幅器へ送られる。システムの入出力信号は、それ
らの信号を比較し、制御器にエラー信号を発する比較器
へ別々のパスによって送られる。制御器はエラー信号を
ゼロにするために、電力増幅器の出力の振幅と位相また
はその両方を調整する。比較器への一方または両方の信
号パスはその中に、そのパスによって比較器へ送られる
信号上に作用する非線形関数発生器を持ち得る。システ
ムが変調成分に応じて増幅器動作を調整している一方、
入力信号速度において歪みを除去することはあまり効果
的でない。
成分と、周波数または位相の成分、または周波数と位相
両方の成分を別々に処理し、その後別々に処理された各
成分を再結合して出力信号を提供する被変調搬送波信号
のための電力増幅および信号処理システムが示されてい
る。入力信号は、その出力システムのための出力となる
電力増幅器へ送られる。システムの入出力信号は、それ
らの信号を比較し、制御器にエラー信号を発する比較器
へ別々のパスによって送られる。制御器はエラー信号を
ゼロにするために、電力増幅器の出力の振幅と位相また
はその両方を調整する。比較器への一方または両方の信
号パスはその中に、そのパスによって比較器へ送られる
信号上に作用する非線形関数発生器を持ち得る。システ
ムが変調成分に応じて増幅器動作を調整している一方、
入力信号速度において歪みを除去することはあまり効果
的でない。
米国特許第4,574,248号には、RF入力のサンプルを提供
するために、方向性結合器を介して、無線周波数信号出
力が電力増幅器への入力として結合されたトランシーバ
が示されている。サンプル化された入力は、RF入力のエ
ンベロープを検出するため無線周波検出器を介して、す
なわちリミタを介して差動増幅器へ結合される。電力増
幅器からの出力は、無線周波出力のサンプルを提供する
ために、第２方向性結合器を介して増幅された無線周波
出力を提供するためのローパスフィルタを介して結合さ
れる。サンプル化された出力も、RF出力のエンベロープ
を検出し、さらに差動増幅器に第２入力のそれを提供す
るためにRF検出器を介して結合されている。増幅器の出
力は、電力出力制御のためのRF増幅器のバイアスの制御
に使用される。RF入力およびRF出力の検出されたエンベ
ロープを表す信号もまた、制御ループまたは電力増幅器
の出力における故障を表す障害信号を提供するために障
害しきい値と比較される出力を生成するために、差動増
幅器内で比較される。しかし、この装置によって提供さ
れるバイアス制御は信号速度における歪み修正の効果は
ない。
するために、方向性結合器を介して、無線周波数信号出
力が電力増幅器への入力として結合されたトランシーバ
が示されている。サンプル化された入力は、RF入力のエ
ンベロープを検出するため無線周波検出器を介して、す
なわちリミタを介して差動増幅器へ結合される。電力増
幅器からの出力は、無線周波出力のサンプルを提供する
ために、第２方向性結合器を介して増幅された無線周波
出力を提供するためのローパスフィルタを介して結合さ
れる。サンプル化された出力も、RF出力のエンベロープ
を検出し、さらに差動増幅器に第２入力のそれを提供す
るためにRF検出器を介して結合されている。増幅器の出
力は、電力出力制御のためのRF増幅器のバイアスの制御
に使用される。RF入力およびRF出力の検出されたエンベ
ロープを表す信号もまた、制御ループまたは電力増幅器
の出力における故障を表す障害信号を提供するために障
害しきい値と比較される出力を生成するために、差動増
幅器内で比較される。しかし、この装置によって提供さ
れるバイアス制御は信号速度における歪み修正の効果は
ない。
幾つかの通信システムにおいて、位相変調または周波数
変調を使用するRF電力増幅器への信号入力もまた増幅器
出力中に保たれるべきエンベロープ変動を示し、従って
効率を最大にするためにパルス幅変調器とともにＣ級増
幅装置を用いることは出力信号エンベロープの歪みをも
たらす。例えばセルラ電話システムにおいて複数のFMま
たは位相変調チャネルの出力は、合成された出力が普通
の電力増幅器に適用できるように合成されることがあ
る。合成されたチャネル信号のエンベロープは、その変
動が増幅器出力に保たれるべき顕著な振幅変動を示す。
位相シフトキーイング（PSK）または差動位相シフトキ
ーイング（DPSK）を用いるシステムにおいて、所定の位
相間でのシフトの間に位相変調信号の振幅を減少するこ
とは出力信号帯域を最小にするために効果的である。そ
の結果、変調された信号のエンベロープは、歪みなしで
増幅されるべき振幅変調成分を有する。
変調を使用するRF電力増幅器への信号入力もまた増幅器
出力中に保たれるべきエンベロープ変動を示し、従って
効率を最大にするためにパルス幅変調器とともにＣ級増
幅装置を用いることは出力信号エンベロープの歪みをも
たらす。例えばセルラ電話システムにおいて複数のFMま
たは位相変調チャネルの出力は、合成された出力が普通
の電力増幅器に適用できるように合成されることがあ
る。合成されたチャネル信号のエンベロープは、その変
動が増幅器出力に保たれるべき顕著な振幅変動を示す。
位相シフトキーイング（PSK）または差動位相シフトキ
ーイング（DPSK）を用いるシステムにおいて、所定の位
相間でのシフトの間に位相変調信号の振幅を減少するこ
とは出力信号帯域を最小にするために効果的である。そ
の結果、変調された信号のエンベロープは、歪みなしで
増幅されるべき振幅変調成分を有する。
［発明が解決しようとする課題］ 振幅変動成分の歪みを伴わないＣ級増幅器の高い効率を
得る問題点は、Ｃ級動作装置を使用したRF増幅器に係る
本発明により、増幅器出力のエンベロープに対応する信
号を生成し、Ｃ級非直線性による歪みを低減するために
Ｃ級動作装置に接続されたパルス幅変調器のようなエン
ベロープ変調素子へエンベロープ対応信号の一部をフィ
ードバックすることによって解決される。
得る問題点は、Ｃ級動作装置を使用したRF増幅器に係る
本発明により、増幅器出力のエンベロープに対応する信
号を生成し、Ｃ級非直線性による歪みを低減するために
Ｃ級動作装置に接続されたパルス幅変調器のようなエン
ベロープ変調素子へエンベロープ対応信号の一部をフィ
ードバックすることによって解決される。
本発明は、エンベロープ変動無線周波信号を増幅する高
効率UHF線形電力増幅器回路を提供することを目的とす
る。
効率UHF線形電力増幅器回路を提供することを目的とす
る。
［課題を解決するための手段および作用］ 本発明による回路は、第１電極と第２電極と制御電極と
を有する増幅装置と、供給電圧源と、第１電極に結合さ
れた負荷とを有する。エンベロープ変動は無線周波信号
から分離されてエンベロープ変動信号と振幅の信号とを
生成し、振幅一定の無線周波信号が増幅装置の制御電極
に加えられる。入力端子で受信した信号に応じる変調器
は電圧源と第１電極の間に結合され、増幅装置の第１電
極上の無線周波信号を変調する。負荷に加えられた無線
周波信号のエンベロープ変動に対応する信号が生成され
る。エンベロープ変動信号と、負荷に加えられたエンベ
ロープ変動信号の間の差分が変調器の入力端子に加えら
れることにより、負荷におけるエンベロープ変調波内の
歪みが減少する。
を有する増幅装置と、供給電圧源と、第１電極に結合さ
れた負荷とを有する。エンベロープ変動は無線周波信号
から分離されてエンベロープ変動信号と振幅の信号とを
生成し、振幅一定の無線周波信号が増幅装置の制御電極
に加えられる。入力端子で受信した信号に応じる変調器
は電圧源と第１電極の間に結合され、増幅装置の第１電
極上の無線周波信号を変調する。負荷に加えられた無線
周波信号のエンベロープ変動に対応する信号が生成され
る。エンベロープ変動信号と、負荷に加えられたエンベ
ロープ変動信号の間の差分が変調器の入力端子に加えら
れることにより、負荷におけるエンベロープ変調波内の
歪みが減少する。
本発明において無線周波信号は角度型の変動およびエン
ベロープ変動を有する。角度変動無線周波信号に対応す
る信号は増幅装置の制御電極に加えられる。入力端子で
受信した信号に応じるパルス幅変調器は電圧源と第１電
極の間に結合され、増幅装置の第１電極上の無線周波信
号を変調する。無線周波信号のエンベロープ変動に対応
する第１の信号と、負荷に加えられた無線周波信号のエ
ンベロープ変動に対応する第２の信号が生成される。第
１と第２の信号間の差分が、パルス幅変調器の入力端子
に加えられることにより、負荷におけるエンベロープ変
調波内の歪みが減少する。
ベロープ変動を有する。角度変動無線周波信号に対応す
る信号は増幅装置の制御電極に加えられる。入力端子で
受信した信号に応じるパルス幅変調器は電圧源と第１電
極の間に結合され、増幅装置の第１電極上の無線周波信
号を変調する。無線周波信号のエンベロープ変動に対応
する第１の信号と、負荷に加えられた無線周波信号のエ
ンベロープ変動に対応する第２の信号が生成される。第
１と第２の信号間の差分が、パルス幅変調器の入力端子
に加えられることにより、負荷におけるエンベロープ変
調波内の歪みが減少する。
［実施例］ 以下本発明の一実施例について第１図および第２図を参
照して説明する。第１図はセルラ電話がセルサイト内で
使用されて複数のチャネルの合成出力を増幅できる本発
明の一実施例であるRF電力増幅器のブロック図である。
各チャネルは周波数または位相変調信号を有している。
周知のように、チャネルの合成出力のエンベロープは、
たとえ個々のチャネル信号のエンベロープが一定であっ
たとしても時変エンベロープを有する。第２図は第１図
の回路の動作を示す波形である。波形201は合成チャネ
ル信号を示す。増幅器は、アンテナのような負荷に送る
合成チャネル信号の高い電力バージョンを生成する。増
幅器は高効率のためにＣ級動作半導体装置を備えてい
る。第１図に示された本発明によると、周波数変調また
はエンベロープ変動両方の歪みの導入を避ける高度の直
線性が達成される。
照して説明する。第１図はセルラ電話がセルサイト内で
使用されて複数のチャネルの合成出力を増幅できる本発
明の一実施例であるRF電力増幅器のブロック図である。
各チャネルは周波数または位相変調信号を有している。
周知のように、チャネルの合成出力のエンベロープは、
たとえ個々のチャネル信号のエンベロープが一定であっ
たとしても時変エンベロープを有する。第２図は第１図
の回路の動作を示す波形である。波形201は合成チャネ
ル信号を示す。増幅器は、アンテナのような負荷に送る
合成チャネル信号の高い電力バージョンを生成する。増
幅器は高効率のためにＣ級動作半導体装置を備えてい
る。第１図に示された本発明によると、周波数変調また
はエンベロープ変動両方の歪みの導入を避ける高度の直
線性が達成される。
第１図を参照すると、第２図の波形201で示される合成
チャネル信号ｓ（ｔ）は、入力結合器101に加えられ
る。入力結合器は、信号ｓ（ｔ）の一部を振幅リミタ10
5を通してＣ級増幅器110の入力端子に供給する。信号ｓ
（ｔ）の他の部分は信号ｓ（ｔ）のエンベロープに対応
する信号s1（ｔ）を生成するエンベロープ検出器120に
供給される。信号s1（ｔ）は波形205に示される。振幅
リミタ105は導線103−１上の信号からエンベロープ変動
を除去するが、波形203に示すようにその周波数や位相
の変動には影響しない。エンベロープ変動信号s1（ｔ）
は演算増幅器130の正の入力に供給され、その出力はル
ープ補償器135を通過してパルス幅変調器140に到る。ル
ープ補償器は、演算増幅器130とパルス幅変調器140を通
るパスの動作を安定化するように適応する。
チャネル信号ｓ（ｔ）は、入力結合器101に加えられ
る。入力結合器は、信号ｓ（ｔ）の一部を振幅リミタ10
5を通してＣ級増幅器110の入力端子に供給する。信号ｓ
（ｔ）の他の部分は信号ｓ（ｔ）のエンベロープに対応
する信号s1（ｔ）を生成するエンベロープ検出器120に
供給される。信号s1（ｔ）は波形205に示される。振幅
リミタ105は導線103−１上の信号からエンベロープ変動
を除去するが、波形203に示すようにその周波数や位相
の変動には影響しない。エンベロープ変動信号s1（ｔ）
は演算増幅器130の正の入力に供給され、その出力はル
ープ補償器135を通過してパルス幅変調器140に到る。ル
ープ補償器は、演算増幅器130とパルス幅変調器140を通
るパスの動作を安定化するように適応する。
パルス幅変調器は、信号ｓ（ｔ）のエンベロープ変動に
従ってエンベロープ変調を行うために電圧源Vccと増幅
器110の出力電極の間に挿入される。変調器は電圧源Vcc
に結合する１つの出力端子と、フィルタ145を介してＣ
級増幅器110の振幅変調電極に結合するもう１つの出力
端子を持つ。周知のように、効率を上げるために、パル
ス幅変調器は、その入力端子に加えられるエンベロープ
変動をエンベロープ変動の振幅に比例する幅を持つパル
スに変換するように適応している。フィルタ145はＣ級
型の変調を得るために、パルス幅変調器出力の高周波成
分を除去する。しかし、周知のように、他のエンベロー
プ変調方式もまた使用できることが理解できる。波形21
5に示される増幅器110の出力は、周波数または位相変調
に由来する角度変動と信号ｓ（ｔ）のエンベロープ変動
の両方に対応する成分を有する。しかし、出力結合器11
5を通して負荷180に加えられるエンベロープ変動は、増
幅器110内のＣ級動作半導体装置の飽和のために歪みを
生じる。
従ってエンベロープ変調を行うために電圧源Vccと増幅
器110の出力電極の間に挿入される。変調器は電圧源Vcc
に結合する１つの出力端子と、フィルタ145を介してＣ
級増幅器110の振幅変調電極に結合するもう１つの出力
端子を持つ。周知のように、効率を上げるために、パル
ス幅変調器は、その入力端子に加えられるエンベロープ
変動をエンベロープ変動の振幅に比例する幅を持つパル
スに変換するように適応している。フィルタ145はＣ級
型の変調を得るために、パルス幅変調器出力の高周波成
分を除去する。しかし、周知のように、他のエンベロー
プ変調方式もまた使用できることが理解できる。波形21
5に示される増幅器110の出力は、周波数または位相変調
に由来する角度変動と信号ｓ（ｔ）のエンベロープ変動
の両方に対応する成分を有する。しかし、出力結合器11
5を通して負荷180に加えられるエンベロープ変動は、増
幅器110内のＣ級動作半導体装置の飽和のために歪みを
生じる。
本発明によると、出力結合器115に適用される出力信号
の一部は、導線118およびエンベロープ検出器125を通っ
て演算増幅器130の負の入力にフィードバックされる。
検出器125は、増幅器110の出力中の歪んだエンベロープ
変動に対応する信号s2（ｔ）を生成するように動作す
る。信号s2（ｔ）はほぼ信号s1（ｔ）に類似している。
信号s1（ｔ）と信号s2（ｔ）の差分は演算増幅器130間
で増幅され、その出力信号（波形206）はパルス幅変調
器140の入力に加えられる。エンベロープ変調信号（波
形209）が増幅器110に送られるように、パルス幅変調器
出力（波形207）はフィルタ145内でフィルタリングされ
る。第１図のフィードバック配置はエンベロープ変動内
の歪みを低減するように動作し、それによって高効率で
かつ直線的な増幅がＣ級増幅器内で達成される。
の一部は、導線118およびエンベロープ検出器125を通っ
て演算増幅器130の負の入力にフィードバックされる。
検出器125は、増幅器110の出力中の歪んだエンベロープ
変動に対応する信号s2（ｔ）を生成するように動作す
る。信号s2（ｔ）はほぼ信号s1（ｔ）に類似している。
信号s1（ｔ）と信号s2（ｔ）の差分は演算増幅器130間
で増幅され、その出力信号（波形206）はパルス幅変調
器140の入力に加えられる。エンベロープ変調信号（波
形209）が増幅器110に送られるように、パルス幅変調器
出力（波形207）はフィルタ145内でフィルタリングされ
る。第１図のフィードバック配置はエンベロープ変動内
の歪みを低減するように動作し、それによって高効率で
かつ直線的な増幅がＣ級増幅器内で達成される。
次に第３図を参照して本発明の他の実施例について説明
する。第３図は音響データまたは他のデジタル形式の情
報を表す信号ｓ（ｔ）を受信するように適応した本発明
による他のRF電力増幅器の実施例のブロック図である。
情報信号は４相差動位相シフトキーイング（QDPSK）信
号に変換され、連続するダイビットはRF搬送波の対応す
る４象限位相シフト変調によって表される。増幅後の変
調された搬送波はセルラ電話の無線チャネルのような通
信チャネルに送られる。情報パターン中の連続するダイ
ビットは位相記号によって表される。周知のように、変
調されたRF搬送波のエンベロープは一定でありうる。し
かし、位相シフト間のエンベロープを低減することは、
通信チャネルに送られるRF信号の帯域を最小にするため
に有利である。従って、QDPSKおよびエンベロープ変調
はともに、同時にRF搬送波に適用されるべきであり、ま
た、通信チャネルによって要求されるレベルに増幅され
るべきである。
する。第３図は音響データまたは他のデジタル形式の情
報を表す信号ｓ（ｔ）を受信するように適応した本発明
による他のRF電力増幅器の実施例のブロック図である。
情報信号は４相差動位相シフトキーイング（QDPSK）信
号に変換され、連続するダイビットはRF搬送波の対応す
る４象限位相シフト変調によって表される。増幅後の変
調された搬送波はセルラ電話の無線チャネルのような通
信チャネルに送られる。情報パターン中の連続するダイ
ビットは位相記号によって表される。周知のように、変
調されたRF搬送波のエンベロープは一定でありうる。し
かし、位相シフト間のエンベロープを低減することは、
通信チャネルに送られるRF信号の帯域を最小にするため
に有利である。従って、QDPSKおよびエンベロープ変調
はともに、同時にRF搬送波に適用されるべきであり、ま
た、通信チャネルによって要求されるレベルに増幅され
るべきである。
Ａ級またはAB級の増幅器はデュアル変調に適応するため
の十分な直線性を持つ一方、平均dc−rf効率が低いた
め、小型電池の電力源を用いる携帯用のセルラ装置には
高い電力消費レベルが要求される。第３図のＣ級増幅器
は必要とされる効率を提供し、エンベロープ変動フィー
ドバックは要求される直線性を提供する。第３図を参照
すると、情報信号発生器301は情報源（図示せず）に対
応するダイビットパターンを生成する。そのダイビット
パターンは、第４図の波形401で示される一定のエンベ
ロープを持つQDPSK変調搬送波を発生する位相変調発生
器305へ、および、上述のように、帯域を最小にするよ
うに適応した変動エンベロープを生成するエンベロープ
変調発生器320へ供給される。
の十分な直線性を持つ一方、平均dc−rf効率が低いた
め、小型電池の電力源を用いる携帯用のセルラ装置には
高い電力消費レベルが要求される。第３図のＣ級増幅器
は必要とされる効率を提供し、エンベロープ変動フィー
ドバックは要求される直線性を提供する。第３図を参照
すると、情報信号発生器301は情報源（図示せず）に対
応するダイビットパターンを生成する。そのダイビット
パターンは、第４図の波形401で示される一定のエンベ
ロープを持つQDPSK変調搬送波を発生する位相変調発生
器305へ、および、上述のように、帯域を最小にするよ
うに適応した変動エンベロープを生成するエンベロープ
変調発生器320へ供給される。
Ｃ級増幅器310はその入力端子に位相変動搬送波信号を
受信する。発生器320からのエンベロープ信号（波形40
5）は演算増幅器330の正の入力に供給される。演算増幅
器出力はループ補償器335を通してパルス幅変調器340の
入力に加えられる。その演算増幅器の出力は波形415に
示される。パルス幅変調器335は電圧源Vccに接続される
１つの出力端子と、フィルタ345を介して増幅器310に結
合されるもう１つの出力端子を持つ。Ｃ級動作の周知の
原理によると、増幅器310の出力（波形430）は、QDPSK
変調成分とエンベロープ変調成分の両方を含む。より高
電力レベルのRF搬送波である。増幅器310のＣ級動作半
導体装置はその動作サイクルの少なくとも一部の間、飽
和となるため、エンベロープ変調の歪みが予想される。
受信する。発生器320からのエンベロープ信号（波形40
5）は演算増幅器330の正の入力に供給される。演算増幅
器出力はループ補償器335を通してパルス幅変調器340の
入力に加えられる。その演算増幅器の出力は波形415に
示される。パルス幅変調器335は電圧源Vccに接続される
１つの出力端子と、フィルタ345を介して増幅器310に結
合されるもう１つの出力端子を持つ。Ｃ級動作の周知の
原理によると、増幅器310の出力（波形430）は、QDPSK
変調成分とエンベロープ変調成分の両方を含む。より高
電力レベルのRF搬送波である。増幅器310のＣ級動作半
導体装置はその動作サイクルの少なくとも一部の間、飽
和となるため、エンベロープ変調の歪みが予想される。
出力結合器315は増幅器310の出力を受信し、負荷380に
供給する。この出力の一部は導線318を通してエンベロ
ープ検出器325に供給される。エンベロープ検出器325
は、その変動が増幅器310に起因する歪みを含む増幅器3
10の出力上のエンベロープ変動を表す信号を生成する。
検出器325からのエンベロープ信号は、演算増幅器330内
でエンベロープ変調発生器320の出力から引き去られ、
そこからの信号（波形415）はループ補償器335を通して
パルス幅変調器340の入力端子に供給される。演算増幅
器330の出力に対応する一連の変動幅パルス（波形420）
は、パルス幅変調器内で発生され、フィルタ345を通し
て増幅器310に送られる。フィルタ345の出力は波形425
に示される。このようにして演算増幅器330内で生成さ
れた歪み修正信号は、Ｃ級増幅器に送られ、その非線形
特性による歪みを修正する。フィルタ345のパラメータ
はパルス幅変調器出力の高周波成分を除去するように選
択され、不安定な動作となり得る。ループ補償器335は
フィードバック動作を安定化するパラメータを持つリー
ドラグ型のネットワークである。
供給する。この出力の一部は導線318を通してエンベロ
ープ検出器325に供給される。エンベロープ検出器325
は、その変動が増幅器310に起因する歪みを含む増幅器3
10の出力上のエンベロープ変動を表す信号を生成する。
検出器325からのエンベロープ信号は、演算増幅器330内
でエンベロープ変調発生器320の出力から引き去られ、
そこからの信号（波形415）はループ補償器335を通して
パルス幅変調器340の入力端子に供給される。演算増幅
器330の出力に対応する一連の変動幅パルス（波形420）
は、パルス幅変調器内で発生され、フィルタ345を通し
て増幅器310に送られる。フィルタ345の出力は波形425
に示される。このようにして演算増幅器330内で生成さ
れた歪み修正信号は、Ｃ級増幅器に送られ、その非線形
特性による歪みを修正する。フィルタ345のパラメータ
はパルス幅変調器出力の高周波成分を除去するように選
択され、不安定な動作となり得る。ループ補償器335は
フィードバック動作を安定化するパラメータを持つリー
ドラグ型のネットワークである。
第５図は第１図の回路の詳細ブロック図である。第５図
に示されているように、Ｃ級増幅器110は、入力インピ
ーダンス整合器507、トランジスタ510、出力インピーダ
ンス整合器512およびインダクタ557とコンデンサ559を
有するように示されている。エンベロープ検出器120
は、ショトキーダイオード570、バイアス抵抗器574およ
び576ならびにコンデンサ572を有するように示されてい
る。エンベロープ検出器125はショトキーダイオード56
0、バイアス抵抗器564および567ならびにコンデンサ562
を有するように示されている。フィルタ145はショトキ
ーダイオード550、インダクタ552およびコンデンサ554
を有するように示され、パルス幅変調器は変調器540、
パルス増幅器542および出力電界効果トランジスタ544を
有するように示されている。パルス幅変調器540はシグ
ネティックス社の型番NE/SE5562のスイッチング電源制
御回路を、演算増幅器530はモトローラ社の型番MC34071
の集積回路を使うことができる。装置544にはｐチャネ
ルMOSFETを、パルス増幅器542には周知のレベルシフト
型の駆動増幅器を使うことができる。
に示されているように、Ｃ級増幅器110は、入力インピ
ーダンス整合器507、トランジスタ510、出力インピーダ
ンス整合器512およびインダクタ557とコンデンサ559を
有するように示されている。エンベロープ検出器120
は、ショトキーダイオード570、バイアス抵抗器574およ
び576ならびにコンデンサ572を有するように示されてい
る。エンベロープ検出器125はショトキーダイオード56
0、バイアス抵抗器564および567ならびにコンデンサ562
を有するように示されている。フィルタ145はショトキ
ーダイオード550、インダクタ552およびコンデンサ554
を有するように示され、パルス幅変調器は変調器540、
パルス増幅器542および出力電界効果トランジスタ544を
有するように示されている。パルス幅変調器540はシグ
ネティックス社の型番NE/SE5562のスイッチング電源制
御回路を、演算増幅器530はモトローラ社の型番MC34071
の集積回路を使うことができる。装置544にはｐチャネ
ルMOSFETを、パルス増幅器542には周知のレベルシフト
型の駆動増幅器を使うことができる。
結合器515の主たる出力は負荷580に送られる。導線518
上の結合器出力は、負のエンベロープ部分を演算増幅器
530の負の入力へ通すような極性を有するダイオード560
に送られる。信号ｓ（ｔ）のエンベロープの負の部分が
演算増幅器530の正の入力に送られるように結合器501の
出力の一部はダイオード570に送られる。ダイオード560
と570のバイアス抵抗は、ダイオードの動作が演算増幅
器530に供給されるエンベロープ信号のあらゆる歪みを
防ぐように追跡するように調節される。パルス変調器54
0、パルス増幅器542およびFET544は、一定供給電圧Vcc
を、電源インダクタ552、コンデンサ554を通してインダ
クタ557、コンデンサ559に送られる高効率変動供給電圧
に変換して、スイッチング電源を形成する。ダイオード
550とインダクタ552は、ｐチャネルMOSFETが遮断された
場合に、トランジスタ510への連続的な電力流を保証す
る導電パスを提供するために配置される。第５図に示さ
れる装置は、第１図のブロック図を実施するために特に
適応したものであるが、第５図の検出器やフィルタ回路
部品は第３図の回路にも適用できる。
上の結合器出力は、負のエンベロープ部分を演算増幅器
530の負の入力へ通すような極性を有するダイオード560
に送られる。信号ｓ（ｔ）のエンベロープの負の部分が
演算増幅器530の正の入力に送られるように結合器501の
出力の一部はダイオード570に送られる。ダイオード560
と570のバイアス抵抗は、ダイオードの動作が演算増幅
器530に供給されるエンベロープ信号のあらゆる歪みを
防ぐように追跡するように調節される。パルス変調器54
0、パルス増幅器542およびFET544は、一定供給電圧Vcc
を、電源インダクタ552、コンデンサ554を通してインダ
クタ557、コンデンサ559に送られる高効率変動供給電圧
に変換して、スイッチング電源を形成する。ダイオード
550とインダクタ552は、ｐチャネルMOSFETが遮断された
場合に、トランジスタ510への連続的な電力流を保証す
る導電パスを提供するために配置される。第５図に示さ
れる装置は、第１図のブロック図を実施するために特に
適応したものであるが、第５図の検出器やフィルタ回路
部品は第３図の回路にも適用できる。
以上、本発明について実施例を参照した説明したが、本
発明はにおいてはその要旨と範囲を離れない多くの変更
がなされ得ることは明らかである。
発明はにおいてはその要旨と範囲を離れない多くの変更
がなされ得ることは明らかである。
第１図は本発明の一実施例であるエンベロープ変動FM信
号のためのRF増幅器回路を示すブロック図、 第２図は第１図の回路の動作を表す波形を示した図、 第３図は本発明の他の実施例である振幅変動差動位相シ
フトキーイング信号のためのもう１つのRF増幅器回路を
示すブロック図、 第４図は第３図の回路の動作を表す波形を示す図、 第５図は第１図の詳細ブロック図である。
号のためのRF増幅器回路を示すブロック図、 第２図は第１図の回路の動作を表す波形を示した図、 第３図は本発明の他の実施例である振幅変動差動位相シ
フトキーイング信号のためのもう１つのRF増幅器回路を
示すブロック図、 第４図は第３図の回路の動作を表す波形を示す図、 第５図は第１図の詳細ブロック図である。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−58304（ＪＰ，Ａ) 米国特許3486128（ＵＳ，Ａ)
Claims (9)
- 【請求項１】第１電極と第２電極と制御電極とを有する
増幅装置（110）と、 供給電圧源と、 負荷と、 無線周波信号を前記増幅装置に結合する手段と、 前記増幅装置の第１電極を負荷に結合する手段と、 前記無線周波信号中のエンベロープ変動を分離してエン
ブロープ変動信号および定振幅無線周波信号を生成する
分離手段（101,105,120）と、 前記定振幅無線周波信号を前記増幅装置の制御電極に結
合する手段（105）と、 前記負荷に送られる無線周波信号に応じて、前記負荷に
おける無線周波信号のエンベロープ変動に対応する信号
を生成するエンベロープ変動信号生成手段（125）と、 分離された前記エンベロープ変動信号と、前記負荷にお
ける無線周波信号のエンベロープ変動に対応する信号と
に応じて、それらの間の差分を表す差分信号を生成する
手段（130）と、 エンベロープ入力および供給電圧入力を有し変調した供
給電圧を出力するパルス幅変調器（140）と、これに縦
続されたフィルタ（145）とからなり、供給電圧信号を
前記増幅装置の第１電極に送る変調手段と、 前記差分信号を前記パルス幅変調器の入力に送る手段
（135）とからなるを有することを特徴とする高効率UHF
線形電力増幅器回路。 - 【請求項２】前記増幅装置が第１電極と、第２電極と、
制御電極とを有する非線形増幅装置であることを特徴と
する請求項１の高効率UHF線形電力増幅器回路。 - 【請求項３】前記非線形増幅装置（110）がベースと、
エミッタと、コレクタとを有するＣ級動作増幅装置であ
ることを特徴とする請求項２の高効率UHF線形電力増幅
器回路。 - 【請求項４】前記無線周波信号は角度変動搬送波を有
し、 前記分離手段は前記角度変動搬送波からエンベロープ変
動を分離し、 前記角度変動搬送波は前記増幅装置の制御電極に送られ
ることを特徴とする請求項１の高効率UHF線形電力増幅
器回路。 - 【請求項５】前記角度変動搬送波が周波数変動搬送波で
あることを特徴とする請求項４の高効率UHF線形電力増
幅器回路。 - 【請求項６】前記周波数変動搬送波が、複数の周波数変
動信号を有することを特徴とする請求項５の高効率UHF
線形電力増幅器回路。 - 【請求項７】前記角度変動搬送波の搬送波角度変動が位
相変動であることを特徴とする請求項４の高効率UHF線
形電力増幅器回路。 - 【請求項８】前記位相変動は、所定の位相シフトを有す
るＭ相差動位相シフトキーイング変調であり、前記エン
ベロープ変動は、Ｍ相差動位相シフトキーイング変調の
所定の位相シフト間のエンベロープ変動であることを特
徴とする請求項７の高効率UHF線形電力増幅器回路。 - 【請求項９】前記分離手段が、第１ダイオード（570）
とこの第１ダイオードをバイアスする手段（574,576）
とを有し、 前記エンベロープ変動信号生成手段が、第２ダイオード
（560）とこの第２ダイオードをバイアスする手段（56
4,567）とを有し、 前記第１ダイオードをバイアスする手段および前記第２
ダイオードをバイアスする手段は、前記第１および第２
ダイオード（560,570）が実質的に同様の動作特性を保
持するように設定されることを特徴とする請求項１の高
効率UHF線形電力増幅器回路。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/316,891 US5105164A (en) | 1989-02-28 | 1989-02-28 | High efficiency uhf linear power amplifier |
| US316891 | 1989-02-28 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02291704A JPH02291704A (ja) | 1990-12-03 |
| JPH07101821B2 true JPH07101821B2 (ja) | 1995-11-01 |
Family
ID=23231154
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2044294A Expired - Fee Related JPH07101821B2 (ja) | 1989-02-28 | 1990-02-26 | 高効率ｕｈｆ線形電力増幅器回路 |
Country Status (9)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5105164A (ja) |
| EP (1) | EP0385641B1 (ja) |
| JP (1) | JPH07101821B2 (ja) |
| KR (1) | KR0135750B1 (ja) |
| CA (1) | CA2006683C (ja) |
| DE (1) | DE69015663T2 (ja) |
| FI (1) | FI97575C (ja) |
| HK (1) | HK5396A (ja) |
| SG (1) | SG30995G (ja) |
Families Citing this family (72)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4497810T1 (de) * | 1993-10-14 | 1995-12-21 | Ericsson Ge Mobile Communicat | Adaptiver Bandbreiten-Empfänger |
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