JPH07109967B2 - 低歪高周波増幅回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、低歪高周波増幅回路に関し、特にその固体
高出力高周波増幅器の非線形性を補償する非線形補償回
路の改良に関するものである。

〔従来の技術〕

第６図は、例えば、特開昭52-5240号公報に示された従
来の低歪高周波増幅回路を示す回路構成図であり、図に
おいて、１は上記増幅回路の入力端子、２はその出力端
子、12は入力信号を３分配する分配器、20は歪発生用増
幅器、21及び22は線形増幅器で、これらの増幅器20〜22
は上記分配器３の後段に接続されている。また25a〜25e
は可変減衰器、30は上記歪発生用増幅器20と上記線形増
幅器21の出力を逆相で合成し歪を抽出する歪抽出用合成
器、31は上記歪抽出用合成器30で抽出した歪成分と上記
線形増幅器22の出力とを逆相で合成する合成器で、上記
分配器12,増幅器20〜22,減衰器25a〜25e,及び合成器30,
31より非線形補償回路が構成されている。また40は非線
形動作を行う非線形増幅素子を有する、歪を補償すべき
固体高出力増幅器である。

次に動作について説明する。

入力端子１に入力した入力信号は、分配器12で３分配さ
れる。分配器12の第１の分配出力は可変減衰器25aによ
り、所定の電力に減衰された後に、歪発生用増幅器20に
導入される。上記可変減衰器25aは該歪発生用増幅器20
で発生する歪の量の調整に用いられる。

そして該歪発生用増幅器20によって増幅された信号は、
歪成分を含んで出力され、可変減衰器25bを通して、歪
抽出用合成器30に導入される。

また上記分配器12の第２の分配出力は、可変減衰器25c
を通して線形増幅器21に導入され、歪成分を含まずに増
幅されて、歪抽出用合成器30に導入される。歪抽出用合
成器30では歪発生用増幅器20の歪成分を含んだ出力と、
線形増幅器21の歪成分を含まない出力とを逆相で合成す
ることにより、歪発生用増幅器20の出力の歪成分のみを
抽出し、その出力は合成器31に導入される。合成器31で
は、歪抽出用合成器30の可変減衰器25dを通過した出力
と、線形増幅器22の出力とが逆相で合成され、その合成
出力は、歪を補償すべき固体高出力増幅器40に出力さ
れ、固体高出力増幅器40で発生する歪成分を相殺して増
幅され、出力端子２に出力される。ここで、可変減衰器
25dは固体高出力増幅器40で発生する歪成分を相殺し、
出力端子２に歪成分が出力されないように調整される。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の低歪高周波増幅回路は、以上のように構成されて
いるので、固体高出力増幅器40の動作中に、該増幅器40
の非線形増幅素子のドレイン電圧（あるいはコレクタ電
圧）を変化させた場合、固体高出力増幅器40で発生する
歪の量は変化するが、その前段の非線形補償回路で加え
られる歪の量は変化しないので、固体高出力増幅器で発
生する歪を補償できないという問題点があった。

この発明は、上記のような問題点を解決するためになさ
れたもので、固体高出力増幅器の動作中に、該増幅器を
構成する非線形増幅素子の駆動電圧を変化させた場合に
おいても、固体高出力増幅器で発生する歪を補償するこ
とができる低歪高周波増幅回路を得ることを目的とす
る。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係る低歪高周波増幅回路は、非線形動作を行
う非線形増幅素子を有する固体高出力増幅器と、歪み信
号を発生する歪み発生用増幅素子を有し上記固体高出力
増幅器の出力の歪み成分を補償する非線形補償回路とか
らなる回路構成に加えて、上記歪み発生用増幅素子の駆
動電圧が上記非線形増幅素子の駆動電圧の変化に連動す
るよう上記歪み発生用増幅素子の駆動電圧を調整する電
圧調整手段を設けたものである。

〔作用〕

この発明においては、歪み信号発生用増幅素子の駆動電
圧が非線形増幅素子の駆動電圧の変化に連動するよう上
記両素子の駆動電圧を調整する電圧調整手段を設けるこ
とにより、固体高出力増幅器動作中に、該増幅器の非線
形増幅素子の駆動電圧が変化しても、その変化に応じて
上記歪み発生用増幅素子の駆動電圧が変化する。これに
より非線形補償回路で加えられる歪の量を、固体高出力
増幅器で発生する歪の量と常に一致させることができ、
固体高出力増幅器の非線形増幅素子の駆動電圧を変化さ
せた場合においても、該固体高出力増幅器で発生する歪
を補償することができる。

〔実施例〕

以下、この発明の実施例を図について説明する。

第１図は、本発明の第１の実施例による低歪高周波増幅
回路を示すブロック構成図であり、図において、１は上
記低歪高周波増幅回路の入力端子、２はその出力端子、
12は入力信号を３分配する分配器、20は該分配器12の第
１の出力を入力とする歪発生用増幅器、21および22はそ
れぞれ上記分配器12の第2,第３の出力を入力とする線形
増幅器である。また25a〜25eは可変減衰器、30は上記歪
発生用増幅器20と上記線形増幅器21の出力を逆相で合成
し歪を抽出する歪抽出用合成器、31は上記歪抽出用合成
器30で抽出した歪成分と上記線形増幅器22の出力とを逆
相で合成する合成器で、上記分配器12,増幅器20〜22,減
衰器25a〜25e,及び合成器30,31より非線形補償回路が構
成されている。

また40は非線形動作を行う非線形増幅素子を有する、歪
を補償すべき固体高出力増幅器、50aは上記歪発生用増
幅器20のドレイン電圧印加端子、50bは上記固体高出力
増幅器40中の非線形増幅素子のドレイン電圧印加端子、
51は端子50a及び50bに接続されている可変電圧電源であ
る。

次に動作について説明する。

入力端子１に入力した入力信号は、分配器12で３分配さ
れる。該分配器12の第１の分配出力は可変減衰器25aに
より、所定の電力に減衰された後に、歪発生用増幅器20
に導入される。この歪発生用増幅器20のドレイン電圧印
加端子50aは、歪を補償すべき固体高出力増幅器40のド
レイン電圧印加端子50bと共通であり、これらは可変電
圧電源51により可変となっている。そして上記歪発生用
増幅器20によって増幅された信号は、歪成分を含んで出
力され、可変減衰器25bを通して、歪抽出用合成器30に
導入される。

また上記分配器12の第２の分配出力は、可変減衰器25c
を通して線形増幅器21に導入され、歪成分を含まずに増
幅されて、歪抽出用合成器30に導入される。該歪抽出用
合成器30では、歪発生用増幅器20の歪成分を含んだ出力
と、線形増幅器21の歪成分を含まない出力とを逆相で合
成することにより、歪発生用増幅器20の出力の歪成分の
みを抽出し、その出力は、合成器31に導入される。そし
て合成器31では、歪抽出用合成器30の可変減衰器25dを
通した出力と、線形増幅器22の出力とが逆相で合成さ
れ、その合成出力は、歪を補償すべき固体高出力増幅器
40に入力され、固体高出力増幅器40で発生する歪成分を
相殺して増幅され、出力端子２に出力される。ここで、
可変減衰器25dは固体高出力増幅器40で発生する歪成分
を相殺し、出力端子２に歪成分が出力されないように調
整される。

第２図は、増幅器のドレイン電圧Vdをパラメータとした
入出力特性を示しており、この図から、入力電力Pin一
定のもとで、ドレイン電圧Vdを減少させると、出力電力
Poutが減少し、より非線形な動作をし、歪が生じること
がわかる。

従って、従来、固体高出力増幅器40のドレイン電圧のみ
を変化させると、歪発生用増幅器20のドレイン電圧は変
化しないので非線形補償回路から加えられる歪は変化し
ないが、固体高出力増幅器の歪だけが変化するため、歪
が補償できなくなるという問題があったが、本実施例で
は、第１図に示すように歪発生用増幅器20のドレイン電
圧印加端子50aと固体高出力増幅器40のドレイン電圧印
加端子50bとに同一の可変電圧電源51を接続したので、
固体高出力増幅器40のドレイン電圧が動作中に変化する
と、歪発生用増幅器20のドレイン電圧も変化するので、
非線形補償回路で得られる歪が、固体高出力増幅器40で
生ずる歪と同じように変化し、固体高出力増幅器40の歪
を補償できる。

なお、上記実施例においては、歪発生用増幅器20のドレ
イン電圧を固体高出力増幅器40のドレイン電圧と等しく
した場合について説明したが、これらの電圧は、固体高
出力増幅器で発生する歪み量と歪発生用増幅器で発生す
る歪み量が等しくなるよう連動していればよく、上記実
施例と同様の効果を奏する。

第３図は、第２の実施例として歪発生用増幅器20のドレ
イン電圧と固体高出力増幅器40のドレイン電圧とが連動
するように構成した低歪高周波増幅回路を示すブロック
構成図である。この実施例では、歪発生用増幅器20のド
レイン電圧印加端子50aは、固体高出力増幅器40のドレ
イン電圧の半分の電圧を供給する電源52に接続されてお
り、固体高出力増幅器のドレイン電圧が変化しても、固
体高出力増幅器で発生する歪み量と歪発生用増幅器で発
生する歪み量が等しくなるようになっており、その他の
構成は上記第１の実施例と同一である。

また、上記第２の実施例では、歪発生用増幅器20のドレ
イン電圧のみを固体高出力増幅器40のドレイン電圧と連
動させたが、これは線形増幅器21,22のドレイン電圧も
固体高出力増幅器40のドレイン電圧と連動させるように
してもよく、第４図はこのような構成の第３の実施例を
示している。図中、50cは線形増幅器21,22のドレイン電
圧印加端子であり、その他の構成は上記第１の実施例と
同一である。

この場合上記第１の実施例の効果に加えて常に歪抽出用
合成器30や合成器31の入力信号の位相関係を逆相に保つ
ことができる。

すなわち上記第１の実施例の低歪高周波増幅回路では、
上記歪発生用増幅器20の通過位相がドレイン電圧により
変化する場合には、歪抽出用合成器30や合成器31での信
号の合成を行う際に、位相関係が逆相でなくなってしま
う。

しかし、この第３の実施例の増幅回路では、第４図のよ
うに、歪発生用増幅器20のドレイン電圧と、線形増幅器
21,22のドレイン電圧とを等しくすることにより、ドレ
イン電圧の変化に関係なく、歪発生用増幅器20と線形増
幅器21,22との通過位相の関係が一定に保たれ、歪抽出
用合成器30や合成器31の入力信号の位相関係は逆相に保
たれる。

さらに、上記各実施例においては、１個の歪発生用増幅
器と２個の線形増幅器とからなる非線形補償回路を用い
た場合について説明したが、該非線形補償回路の構成は
これに限るものではない。第５図は他の回路構成の非線
形補償回路を有する低歪高周波増幅回路を示しており、
図において、第１図と同一符号は同一又は相当部分を示
し、10aは、入力端子１に入力した信号を２分配する分
配器、10bは、線形増幅器21で増幅した信号を歪抽出用
合成器30と合成器31とに２分配する分配器である。ここ
では、１個の歪発生用増幅器20と、１個の線形増幅器21
のドレイン電圧を変化させることにより、上記第３実施
例と同様の効果を奏する。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明に係る低歪高周波増幅回路によ
れば、固体高出力増幅回路とその非線形性を補償する非
線形補償回路とに加え、該非線形補償回路を構成する歪
み発生用増幅素子の駆動電圧を調整する電圧調整手段を
設け、固体高出力増幅器を構成する非線形増幅素子の駆
動電圧の変化に対して、非線形補償回路を構成する歪み
発生用増幅素子の駆動電圧が連動するようにしたので、
非線形補償回路で加えられる歪の量を、固体高出力増幅
器で発生する歪の量と常に一致させることができ、固体
高出力増幅器の非線形増幅素子の駆動電圧を変化させた
場合においても、該固体高出力増幅器で発生する歪を補
償することができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の第１の実施例による低歪高周波増
幅回路のブロック構成図、第２図は、上記実施例に用い
た増幅器の入出力特性を示す図、第３図、第４図、およ
び第５図はそれぞれこの発明の第２〜第４の実施例によ
る低歪高周波増幅回路を示すブロック構成図、第６図は
従来の低歪高周波増幅回路のブロック構成図である。 １……入力端子、２……出力端子、12……３分配器、20
……歪発生用増幅器、21,22……線形増幅器、25……可
変減衰器、30……歪抽出用合成器、31……合成器、40…
…補償すべき固体高出力増幅器、50a……歪発生用増幅
器のドレイン電圧印加端子、50b……固体高周波増幅器
のドレイン電圧印加端子、51……可変電圧電源。 なお図中同一符号は同一又は相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】非線形動作を行う非線形増幅素子を有する
   固体高出力増幅器と、歪み信号を発生する歪み発生用増
   幅素子を有し上記固体高出力増幅器の出力の歪み成分を
   補償する非線形補償回路とからなる低歪高周波増幅回路
   において、 上記歪み信号発生用増幅素子の駆動電圧を、これが上記
   非線形増幅素子の駆動電圧の変化に連動するよう調整す
   る電圧調整手段を設けたことを特徴とする低歪高周波増
   幅回路。