JPH07193433A - 増幅回路 - Google Patents
増幅回路Info
- Publication number
- JPH07193433A JPH07193433A JP32917893A JP32917893A JPH07193433A JP H07193433 A JPH07193433 A JP H07193433A JP 32917893 A JP32917893 A JP 32917893A JP 32917893 A JP32917893 A JP 32917893A JP H07193433 A JPH07193433 A JP H07193433A
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- JP
- Japan
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- signal
- amplifier
- attenuation
- phase shift
- distortion component
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 例えば、マイクロ波帯で使用する増幅回路に
関し、低実装面積・低コストで終段増幅器の歪を改善す
ることを目的とする。 【構成】 入力信号を増幅して増幅信号成分と歪成分を
含む増幅信号を出力する増幅部分１と、増幅部分の出力
を主線路と、該主線路に結合した副線路とから出力する
方向性結合部分３と、非線形素子で構成した検波部分２
とを有する増幅回路において、移相部分と減衰部分で構
成され、主線路を通る歪成分が減少する様に、入力する
信号の位相と振幅を移相し、減衰する移相・減衰部分４
を副線路と検波部分の間に設け、検波部分２で、移相・
減衰部分を通って入力した増幅部分の出力から歪成分を
生成し、生成した歪成分を再び、移相・減衰部分を介し
て補償用歪成分として主線路上の増幅信号に加えるよう
に構成する。
関し、低実装面積・低コストで終段増幅器の歪を改善す
ることを目的とする。 【構成】 入力信号を増幅して増幅信号成分と歪成分を
含む増幅信号を出力する増幅部分１と、増幅部分の出力
を主線路と、該主線路に結合した副線路とから出力する
方向性結合部分３と、非線形素子で構成した検波部分２
とを有する増幅回路において、移相部分と減衰部分で構
成され、主線路を通る歪成分が減少する様に、入力する
信号の位相と振幅を移相し、減衰する移相・減衰部分４
を副線路と検波部分の間に設け、検波部分２で、移相・
減衰部分を通って入力した増幅部分の出力から歪成分を
生成し、生成した歪成分を再び、移相・減衰部分を介し
て補償用歪成分として主線路上の増幅信号に加えるよう
に構成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば、マイクロ波帯
で使用する増幅回路に関するものである。近年、マイク
ロ波帯の通信においてもデイジタル化が進み、歪の少な
い増幅器が要求されている。送信機では終段増幅器から
発生する歪が最も多いので、終段増幅器の低歪化を低実
装面積・低コストで行える様にすることが必要である。
で使用する増幅回路に関するものである。近年、マイク
ロ波帯の通信においてもデイジタル化が進み、歪の少な
い増幅器が要求されている。送信機では終段増幅器から
発生する歪が最も多いので、終段増幅器の低歪化を低実
装面積・低コストで行える様にすることが必要である。
【０００２】
【従来の技術】図４は従来例の構成図で、(a) はプリデ
ィストータ方式を用いた増幅器の場合、(b) はフィード
フォワード方式を用いた増幅器の場合である。
ィストータ方式を用いた増幅器の場合、(b) はフィード
フォワード方式を用いた増幅器の場合である。
【０００３】従来、増幅器を低歪化するには主として下
記の方法が用いられていた。 (1) 増幅器のバックオフの改善 電界効果トランジスタ(FET) が発生する歪の量はバック
オフに強く依存するので、平衡増幅化、高出力型FET の
採用などにより増幅器のP1dBを大きくするものである。
ここで、P1dBは小信号利得から１ｄB 利得が下がった時
の出力レベルである。
記の方法が用いられていた。 (1) 増幅器のバックオフの改善 電界効果トランジスタ(FET) が発生する歪の量はバック
オフに強く依存するので、平衡増幅化、高出力型FET の
採用などにより増幅器のP1dBを大きくするものである。
ここで、P1dBは小信号利得から１ｄB 利得が下がった時
の出力レベルである。
【０００４】しかし、これにより増幅器の消費電力が増
加して発熱量が多くなる為、ヒートシンクが大きくなる
など放熱の為のコストが増大する。 (2) プリディストータやフィードフォワード方式を用い
た増幅器の歪改善 これは増幅器が発生する歪を付加回路により打ち消す様
にしたものであるが、以下に具体例を説明する。
加して発熱量が多くなる為、ヒートシンクが大きくなる
など放熱の為のコストが増大する。 (2) プリディストータやフィードフォワード方式を用い
た増幅器の歪改善 これは増幅器が発生する歪を付加回路により打ち消す様
にしたものであるが、以下に具体例を説明する。
【０００５】図４(a) において、入力信号を分配器で分
配し、一部はそのまま合成器52に加え、他の部分は歪発
生器51に加える。そこで、歪発生器は入力信号を用いて
増幅器53で発生する歪を打ち消す様な補償用歪成分を生
成して同じく合成器に送出する。
配し、一部はそのまま合成器52に加え、他の部分は歪発
生器51に加える。そこで、歪発生器は入力信号を用いて
増幅器53で発生する歪を打ち消す様な補償用歪成分を生
成して同じく合成器に送出する。
【０００６】合成器52は補償用歪成分と入力信号とを合
成して補償用歪成分付き入力信号を増幅器53に加えるの
で、増幅器から歪成分が抑圧された増幅信号が送出され
る。図４(b) において、分配器61は端子INから入力した
信号を第１，第２の信号に分配し、前者を増幅器65に、
後者を移相器と可変減衰器からなる第１の移相・減衰部
分66に加える。そこで、増幅器65は第１の信号を所定の
電力まで増幅して歪成分を含む増幅信号を送出するが、
この増幅信号は分配器63で第３，第４の信号に分配され
る。
成して補償用歪成分付き入力信号を増幅器53に加えるの
で、増幅器から歪成分が抑圧された増幅信号が送出され
る。図４(b) において、分配器61は端子INから入力した
信号を第１，第２の信号に分配し、前者を増幅器65に、
後者を移相器と可変減衰器からなる第１の移相・減衰部
分66に加える。そこで、増幅器65は第１の信号を所定の
電力まで増幅して歪成分を含む増幅信号を送出するが、
この増幅信号は分配器63で第３，第４の信号に分配され
る。
【０００７】また、第２の信号は第１の移相・減衰部分
66を通り、合成器62で第４の信号と合成されるが、第１
の移相・減衰部分66で第４の信号に対して逆相・等振幅
に調整されている為、合成器62では増幅器65で発生した
歪成分のみが取り出せる。
66を通り、合成器62で第４の信号と合成されるが、第１
の移相・減衰部分66で第４の信号に対して逆相・等振幅
に調整されている為、合成器62では増幅器65で発生した
歪成分のみが取り出せる。
【０００８】そして、取り出した歪配分は、可変移相器
と可変減衰器からなる第２の移相・減衰部分67で位相と
振幅が調整された後、補助増幅器68を介して合成器64に
加えられる。合成器64には第３の信号も加えられている
が、補助増幅器68の出力が第３の信号中の歪成分と逆相
・等振幅となる様に調整されているので、合成器64から
歪成分が打ち消された増幅信号のみが出力信号として送
出される。
と可変減衰器からなる第２の移相・減衰部分67で位相と
振幅が調整された後、補助増幅器68を介して合成器64に
加えられる。合成器64には第３の信号も加えられている
が、補助増幅器68の出力が第３の信号中の歪成分と逆相
・等振幅となる様に調整されているので、合成器64から
歪成分が打ち消された増幅信号のみが出力信号として送
出される。
【０００９】なお、(2) 項の場合は分配器、合成器、補
助増幅器、可変減衰器、可変移相器などの付加回路及び
可変部分の調整が必要である。また、付加回路の規模が
大きくなる。
助増幅器、可変減衰器、可変移相器などの付加回路及び
可変部分の調整が必要である。また、付加回路の規模が
大きくなる。
【００１０】ここで、一般的には、(1) 項を採用した場
合の放熱コストと電源ユニットのコストと、(2) 項を採
用した時の付加回路のコストと調整コストのトレードオ
フにより、どちらを採用するか決定するが、(1) 項はヒ
ートシンクの実装の問題があり、(2) 項の方が有利なこ
とが多い。
合の放熱コストと電源ユニットのコストと、(2) 項を採
用した時の付加回路のコストと調整コストのトレードオ
フにより、どちらを採用するか決定するが、(1) 項はヒ
ートシンクの実装の問題があり、(2) 項の方が有利なこ
とが多い。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】上記の様に、(2) 項を
採用した時は付加回路及び可変部分の調整が必要であ
り、且つ、回路規模が大きくなると云う問題がある。
採用した時は付加回路及び可変部分の調整が必要であ
り、且つ、回路規模が大きくなると云う問題がある。
【００１２】本発明は、低実装面積・低コストで終段増
幅器の歪を改善することを目的とする。
幅器の歪を改善することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】図１は第１の本発明の原
理構成図である。図中、１は入力信号を増幅して増幅信
号成分と歪成分を含む増幅信号を出力する増幅部分、２
は非線形素子で構成した検波部分、３は増幅部分の出力
を主線路と、該主線路に結合した副線路とから出力する
方向性結合部分と、４は移相部分と減衰部分で構成さ
れ、主線路を通る歪成分が減少する様に、入力する信号
の位相と振幅を移相し、減衰する移相・減衰部分であ
る。
理構成図である。図中、１は入力信号を増幅して増幅信
号成分と歪成分を含む増幅信号を出力する増幅部分、２
は非線形素子で構成した検波部分、３は増幅部分の出力
を主線路と、該主線路に結合した副線路とから出力する
方向性結合部分と、４は移相部分と減衰部分で構成さ
れ、主線路を通る歪成分が減少する様に、入力する信号
の位相と振幅を移相し、減衰する移相・減衰部分であ
る。
【００１４】第１の本発明は、移相・減衰部分を副線路
と検波部分の間に設ける。そして、検波部分で、移相・
減衰部分を通って入力した増幅部分の出力から歪成分を
生成し、生成した歪成分を再び、移相・減衰部分を介し
て補償用歪成分として主線路上の増幅信号に加える構成
にした。第２の本発明は、上記移相部分を、マイクロス
トリップ線路で構成し、移相量の調整はマイクロストリ
ップ線路長の調整により行う様にした。第３の本発明
は、上記減衰部分を電波吸収体で構成し、減衰量の調整
は上記マイクロストリップ線路上に貼り付けた該電波吸
収体長の調整により行う様にした。
と検波部分の間に設ける。そして、検波部分で、移相・
減衰部分を通って入力した増幅部分の出力から歪成分を
生成し、生成した歪成分を再び、移相・減衰部分を介し
て補償用歪成分として主線路上の増幅信号に加える構成
にした。第２の本発明は、上記移相部分を、マイクロス
トリップ線路で構成し、移相量の調整はマイクロストリ
ップ線路長の調整により行う様にした。第３の本発明
は、上記減衰部分を電波吸収体で構成し、減衰量の調整
は上記マイクロストリップ線路上に貼り付けた該電波吸
収体長の調整により行う様にした。
【００１５】
【作用】通常、高周波増幅器の出力レベルを一定に保つ
為に検波器を設けてあるが、検波器も非線形素子である
から歪を発生する。
為に検波器を設けてあるが、検波器も非線形素子である
から歪を発生する。
【００１６】第１〜第３の本発明は、検波器で発生した
歪成分の位相と振幅を移相・減衰部分で調整して補償用
歪成分を生成し、この補償用歪成分を主線路に戻して高
周波増幅器で発生した歪成分を抑圧する様にした。な
お、移相・減衰部分はマイクロストリップ線路とこの線
路に貼り付けた電波吸収体で構成した。
歪成分の位相と振幅を移相・減衰部分で調整して補償用
歪成分を生成し、この補償用歪成分を主線路に戻して高
周波増幅器で発生した歪成分を抑圧する様にした。な
お、移相・減衰部分はマイクロストリップ線路とこの線
路に貼り付けた電波吸収体で構成した。
【００１７】ここで、検波器の３次混変調波IM3 のレベ
ルは、FET の場合よりはるかに悪く、２つの基本波のレ
ベルとほぼ同程度の０dB〜−数dB程度である。また、リ
ターンロスは整合回路や負荷抵抗により、ある程度は調
整できるが、数dB程度である( 入力信号レベルに対して
数dB低下して方向性結合部分の方に戻る) 。
ルは、FET の場合よりはるかに悪く、２つの基本波のレ
ベルとほぼ同程度の０dB〜−数dB程度である。また、リ
ターンロスは整合回路や負荷抵抗により、ある程度は調
整できるが、数dB程度である( 入力信号レベルに対して
数dB低下して方向性結合部分の方に戻る) 。
【００１８】従って、方向性結合部分から増幅信号の一
部を取り出し、検波器で歪成分を発生させ、この歪成分
をリターンロス数dBで反射させる。そして、反射した歪
成分を移相・減衰部分で位相と振幅を調整した後、方向
性結合部分の方向性により主線路を通る増幅信号と結合
させることにより、増幅信号中の歪成分を減少させる様
にした。
部を取り出し、検波器で歪成分を発生させ、この歪成分
をリターンロス数dBで反射させる。そして、反射した歪
成分を移相・減衰部分で位相と振幅を調整した後、方向
性結合部分の方向性により主線路を通る増幅信号と結合
させることにより、増幅信号中の歪成分を減少させる様
にした。
【００１９】なお、結合の際に増幅信号成分の一部も打
ち消されるが、FET の３次混変調波IM3 は通常、D/U が
20dB〜40dB程度であり、この影響は極めて少ない。ま
た、方向性結合部分の方向性が良好であると検波器で生
成した歪成分は出力側に余り行かず、増幅器出力側に戻
るので、方向性は小さい方が都合がよい。これにより、
方向性結合部分の選択範囲が広がりコストダウン型を使
用できる可能性が高くなる。
ち消されるが、FET の３次混変調波IM3 は通常、D/U が
20dB〜40dB程度であり、この影響は極めて少ない。ま
た、方向性結合部分の方向性が良好であると検波器で生
成した歪成分は出力側に余り行かず、増幅器出力側に戻
るので、方向性は小さい方が都合がよい。これにより、
方向性結合部分の選択範囲が広がりコストダウン型を使
用できる可能性が高くなる。
【００２０】つまり、マイクロストリップ線路とこの線
路に貼り付けた電波吸収体の長さを調整して増幅器の歪
を改善する様にしたので、従来例に比して実装面積やコ
ストが低下する。
路に貼り付けた電波吸収体の長さを調整して増幅器の歪
を改善する様にしたので、従来例に比して実装面積やコ
ストが低下する。
【００２１】
【実施例】図２は第１〜第３の本発明の実施例の構成
図、図３は図２中の移相・減衰部分説明図である。
図、図３は図２中の移相・減衰部分説明図である。
【００２２】なお、可変減衰器11, 増幅器12, 終段増幅
器Q は増幅部分１の構成部分、ダイオードD, コンデン
サC1, 可変抵抗器 RV , 比較器21は検波部分２の構成部
分である。以下、図２，図３の動作を説明するが、図２
中の〜は対応する部分のスペクトラム図である。
器Q は増幅部分１の構成部分、ダイオードD, コンデン
サC1, 可変抵抗器 RV , 比較器21は検波部分２の構成部
分である。以下、図２，図３の動作を説明するが、図２
中の〜は対応する部分のスペクトラム図である。
【００２３】先ず、図２において、等振幅で周波数が
f1,f2 の２波の信号（図中の参照）が可変減衰器11,
増幅器12を介して終段増幅器Q ( 以下、FET と云う) に
印加する。FET は２波の信号を増幅して出力するが、動
作範囲が非線形領域を含む為、出力信号は増幅信号部分
と３次の混変調成分（2f1 −f2, 2f2 −f1) とを含んだ
ものとなる( 図中の参照) 。
f1,f2 の２波の信号（図中の参照）が可変減衰器11,
増幅器12を介して終段増幅器Q ( 以下、FET と云う) に
印加する。FET は２波の信号を増幅して出力するが、動
作範囲が非線形領域を含む為、出力信号は増幅信号部分
と３次の混変調成分（2f1 −f2, 2f2 −f1) とを含んだ
ものとなる( 図中の参照) 。
【００２４】出力信号は方向性結合器の主線路31を介し
て送出されるが、一部は副線路32,移相・減衰部分４を
通ってダイオードD に印加する。ダイオードD は印加し
た出力信号を検波して検波電圧を可変抵抗器 RV を介し
て比較器21に加える。
て送出されるが、一部は副線路32,移相・減衰部分４を
通ってダイオードD に印加する。ダイオードD は印加し
た出力信号を検波して検波電圧を可変抵抗器 RV を介し
て比較器21に加える。
【００２５】比較器には、所定の出力信号レベルに対応
するしきい値電圧 Vreffが印加しているので、しきい値
電圧と印加した検波電圧との差がなくなる様な減衰量制
御信号を可変減衰器11に送出する。そこで、可変減衰器
の減衰量は、常に、出力信号が所定レベルを保つ様に制
御される。
するしきい値電圧 Vreffが印加しているので、しきい値
電圧と印加した検波電圧との差がなくなる様な減衰量制
御信号を可変減衰器11に送出する。そこで、可変減衰器
の減衰量は、常に、出力信号が所定レベルを保つ様に制
御される。
【００２６】次に、図３において、副線路32、移相・減
衰部分（マイクロストリップ線路42とこの線路に貼り付
けた電波吸収体41で構成されている）４を介して出力信
号がダイオードD に印加すると（図２中の参照）、ダ
イオードの非線形部分で歪成分が発生して再び、移相・
減衰部分４に戻る( 即ち、ダイオードは印加した出力信
号を用いて、上記の検波電圧と歪成分を生成する) 。
衰部分（マイクロストリップ線路42とこの線路に貼り付
けた電波吸収体41で構成されている）４を介して出力信
号がダイオードD に印加すると（図２中の参照）、ダ
イオードの非線形部分で歪成分が発生して再び、移相・
減衰部分４に戻る( 即ち、ダイオードは印加した出力信
号を用いて、上記の検波電圧と歪成分を生成する) 。
【００２７】ここで、ダイオードで発生する歪成分は、
図２- に示す様に、０dB程度( ３次混変調成分と基本
波成分のレベル差) であり、リターンロスは整合回路や
負荷抵抗などによりある程度は調整できるが、数dB程度
である。また、移相・減衰部分を構成するマイクロスト
リップ線路の移相量と電波吸収体の減衰量は、主線路を
通る出力信号中の歪成分が所定量以下に減少する様にそ
れぞれの長さを予め調整しておく。
図２- に示す様に、０dB程度( ３次混変調成分と基本
波成分のレベル差) であり、リターンロスは整合回路や
負荷抵抗などによりある程度は調整できるが、数dB程度
である。また、移相・減衰部分を構成するマイクロスト
リップ線路の移相量と電波吸収体の減衰量は、主線路を
通る出力信号中の歪成分が所定量以下に減少する様にそ
れぞれの長さを予め調整しておく。
【００２８】さて、移相・減衰部分に入力した歪成分
は、マイクロストリップ線路41の長さに対応して位相が
移相すると共に、この線路に貼り付けられた電波吸収体
( フェライト粒子の入ったゴム) の長さに対応する減衰
量だけ減衰して、補償用歪成分として主線路の出力信号
と結合する( 図２- 参照) 。
は、マイクロストリップ線路41の長さに対応して位相が
移相すると共に、この線路に貼り付けられた電波吸収体
( フェライト粒子の入ったゴム) の長さに対応する減衰
量だけ減衰して、補償用歪成分として主線路の出力信号
と結合する( 図２- 参照) 。
【００２９】これにより、図２- に示す様に、歪成分
が抑圧された出力信号が主線路から送出される。なお、
増幅器の出力レベルを一定に保つ為、移相・減衰部分４
の減衰量に対応して可変減衰器を RV の値を変化する必
要がある。
が抑圧された出力信号が主線路から送出される。なお、
増幅器の出力レベルを一定に保つ為、移相・減衰部分４
の減衰量に対応して可変減衰器を RV の値を変化する必
要がある。
【００３０】つまり、マイクロストリップ線路とこの線
路に貼り付けた電波吸収体の長さを調整して増幅器の歪
を低減する様にしたので、従来例に比して実装面積やコ
ストが低下する。
路に貼り付けた電波吸収体の長さを調整して増幅器の歪
を低減する様にしたので、従来例に比して実装面積やコ
ストが低下する。
【００３１】
【発明の効果】以上詳細に説明した様に本発明によれ
ば、低実装面積・低コストで終段増幅器の歪を改善する
ことができると云う効果がある。
ば、低実装面積・低コストで終段増幅器の歪を改善する
ことができると云う効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の本発明の原理構成図である。
【図２】第１〜第３の本発明の実施例の構成図である。
【図３】図２中の移相・減衰部分説明図である。
【図４】従来例の構成図で、(a) はプリディストータを
用いた増幅器の場合、(b) はフィードフォワードを用い
た増幅器の場合である。
用いた増幅器の場合、(b) はフィードフォワードを用い
た増幅器の場合である。
１ 増幅部分 ２ 検波部分 ３ 方向性結合部分 ４ 移相・減
衰部分
衰部分
Claims (3)
- 【請求項１】 入力信号を増幅して増幅信号成分と歪成
分を含む増幅信号を出力する増幅部分(1) と、増幅部分
の出力を主線路と、該主線路に結合した副線路とから出
力する方向性結合部分(3) と、非線形素子で構成した検
波部分(2) とを有する増幅回路において、移相部分と減
衰部分で構成され、主線路を通る歪成分が減少する様
に、入力する信号の位相と振幅を移相し、減衰する移相
・減衰部分(4) を、該副線路と検波部分の間に設け、該
検波部分(2) で、該移相・減衰部分を通って入力した増
幅部分の出力から歪成分を生成し、生成した歪成分を再
び、移相・減衰部分を介して補償用歪成分として該主線
路上の増幅信号に加える構成にしたことを特徴とする増
幅回路。 - 【請求項２】 上記移相部分を、マイクロストリップ線
路で構成し、移相量の調整はマイクロストリップ線路長
の調整により行う様にしたことを特徴とする請求項１の
増幅回路。 - 【請求項３】 上記減衰部分を、電波吸収体で構成し、
減衰量の調整は上記マイクロストリップ線路上に貼り付
ける該電波吸収体の長さの調整により行う様にしたこと
を特徴とする請求項１の増幅回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32917893A JPH07193433A (ja) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | 増幅回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32917893A JPH07193433A (ja) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | 増幅回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07193433A true JPH07193433A (ja) | 1995-07-28 |
Family
ID=18218526
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32917893A Withdrawn JPH07193433A (ja) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | 増幅回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07193433A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011160159A (ja) * | 2010-01-29 | 2011-08-18 | Toshiba Corp | 高周波電力増幅器および歪補償方法 |
-
1993
- 1993-12-27 JP JP32917893A patent/JPH07193433A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011160159A (ja) * | 2010-01-29 | 2011-08-18 | Toshiba Corp | 高周波電力増幅器および歪補償方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20010306 |