JPH0785523B2 - Non-linear distortion compensation circuit - Google Patents

Non-linear distortion compensation circuit

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JPH0785523B2
JPH0785523B2 JP63023988A JP2398888A JPH0785523B2 JP H0785523 B2 JPH0785523 B2 JP H0785523B2 JP 63023988 A JP63023988 A JP 63023988A JP 2398888 A JP2398888 A JP 2398888A JP H0785523 B2 JPH0785523 B2 JP H0785523B2
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【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 トランジスタや電子管等を用いた増幅器において、入出
力間の直線性の不完全な特性に起因する非線形歪の発生
が問題となる場合が多くある。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial application] In an amplifier using a transistor, an electron tube, or the like, the occurrence of non-linear distortion due to imperfect linearity between input and output often poses a problem. .

本発明は、このような非線形歪の発生を抑圧する非線形
歪補償回路の構成に関するものである。
The present invention relates to the configuration of a non-linear distortion compensation circuit that suppresses the occurrence of such non-linear distortion.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

マイクロ波等の高周波帯で有効な増幅器の入出力非線形
補償法として、第1図に示すフィードフォワード形歪補
償回路がある(以下、この補償回路を具備する増幅器を
フィードフォワード増幅器ともいう)。
As an input / output non-linear compensation method for an amplifier effective in a high frequency band such as microwaves, there is a feedforward type distortion compensation circuit shown in FIG. 1 (hereinafter, an amplifier equipped with this compensation circuit is also referred to as a feedforward amplifier).

フィードフォワード形歪補償回路は基本的に二つのルー
プより構成される。一つは歪検出ループであり、他の一
つは歪除去ループ17である。
The feedforward distortion compensation circuit is basically composed of two loops. One is a distortion detection loop, and the other is a distortion removal loop 17.

歪検出ループ16は、主増幅器信号経路12と線形信号経路
13から構成され、また、歪除去ループ17は、主増幅器出
力信号経路14と歪注入経路15から構成される。さらに、
主増幅器信号経路12は主増幅器6から構成され、線形信
号経路13は、可変減衰器8と可変遅延線路9から構成さ
れる。主増幅器出力信号経路14は伝送線路からなり、歪
注入経路15は、可変減衰器10と、可変遅延線路11と、補
助増幅器7から構成される。
The distortion detection loop 16 includes a main amplifier signal path 12 and a linear signal path.
The distortion elimination loop 17 is composed of a main amplifier output signal path 14 and a distortion injection path 15. further,
The main amplifier signal path 12 is composed of the main amplifier 6, and the linear signal path 13 is composed of a variable attenuator 8 and a variable delay line 9. The main amplifier output signal path 14 is composed of a transmission line, and the distortion injection path 15 is composed of a variable attenuator 10, a variable delay line 11 and an auxiliary amplifier 7.

ここで、特性的に大きな違いが生ずることがないため、
可変減衰器8と可変遅延線路9は、両方共またはいずれ
か一方だけの形で、主増幅器信号経路12に具備される場
合もある。
Here, because there is no big difference in characteristics,
The variable attenuator 8 and the variable delay line 9 may be provided in the main amplifier signal path 12 both or only in one form.

同様に、可変減衰器10と可変遅延線路11は、場合によっ
ては主増幅器出力信号経路14に具備されることもある。
また、電力分配器3と電力合成器4および5はトランス
回路、ハイブリッド回路等で構成した単純な無損失電力
分配器・電力合成器である。
Similarly, variable attenuator 10 and variable delay line 11 may optionally be included in main amplifier output signal path 14.
The power distributor 3 and the power combiners 4 and 5 are simple lossless power distributors / combiners composed of a transformer circuit, a hybrid circuit, or the like.

以下、この回路の動作について説明する。The operation of this circuit will be described below.

入力端子1に印加された入力信号は、まず、電力分配器
3により、主増幅器信号経路12と線形信号経路13に分配
された後、電力合成器4により電力合成される。ここ
で、可変減衰器8および可変遅延線路9は電力合成器4
の歪注入経路15の側に出力される二つの経路12と13の信
号成分に関して、互いに振幅、遅延量が等しくかつ位相
が逆相となるように調整される。ただし、逆相の条件
は、電力分配器3もしくは電力合成器4における入出力
端子間の移相量を適当に設定することにより実現する
か、もしくは主増幅器6での位相反転を利用するか、も
しくは第2図に示すようにサーキュレータ18の一つの端
子に短絡終端19を具備した位相反転回路を12か13のいず
れかの経路に挿入することにより実現する。
The input signal applied to the input terminal 1 is first distributed to the main amplifier signal path 12 and the linear signal path 13 by the power distributor 3, and then power-combined by the power combiner 4. Here, the variable attenuator 8 and the variable delay line 9 are connected to the power combiner 4
The signal components of the two paths 12 and 13 output to the distortion injection path 15 side are adjusted so that their amplitudes and delay amounts are equal and their phases are opposite to each other. However, the condition of the negative phase is realized by appropriately setting the amount of phase shift between the input and output terminals of the power divider 3 or the power combiner 4, or whether the phase inversion in the main amplifier 6 is used. Alternatively, as shown in FIG. 2, it is realized by inserting a phase inverting circuit having a short-circuit termination 19 at one terminal of the circulator 18 into either of the paths 12 or 13.

歪検出ループは、このように構成されているから、電力
合成器4の経路15の側の出力として、結局二つの経路12
と13の二つの信号の差成分が検出されることになる。
Since the distortion detection loop is configured in this way, the output on the side of the path 15 of the power combiner 4 is ultimately the two paths 12
The difference component of the two signals of and 13 will be detected.

この差の成分は、まさに主増幅器が発生する歪成分その
ものであり、このことから、このループは歪検出ループ
と呼ばれる。
The component of this difference is exactly the distortion component generated by the main amplifier, and for this reason, this loop is called the distortion detection loop.

さて次に、可変減衰器10と可変遅延線路11は、経路12に
ついての電力合成器4の入力端子4−1から電力合成器
5の出力端子5−2までの二つの経路14と15の伝達関数
が、互いに振幅、遅延量に関して等しくかつ位相に関し
て逆相となるように調整される。ここで経路15の入力信
号は、歪検出ループで検出された主増幅器の歪成分であ
るから、経路15は、電力合成器5の出力5−2におい
て、主増幅器の出力信号に歪成分を逆相等振幅で注入す
ることになり、結局、回路全体の出力における歪成分の
相殺が実現される。
Next, the variable attenuator 10 and the variable delay line 11 transmit the two paths 14 and 15 from the input terminal 4-1 of the power combiner 4 for the path 12 to the output terminal 5-2 of the power combiner 5. The functions are adjusted so that they are equal in amplitude and delay and opposite in phase with respect to each other. Since the input signal of the path 15 is the distortion component of the main amplifier detected by the distortion detection loop, the path 15 reverses the distortion component to the output signal of the main amplifier at the output 5-2 of the power combiner 5. Since they are injected with equal amplitude, the distortion components in the output of the entire circuit are canceled out.

以上がフィードフォワード増幅器構成の理想的な動作で
ある。
The above is the ideal operation of the feedforward amplifier configuration.

動作原理を簡略に述べれば、主増幅器の発生する歪成分
のみを歪検出ループで検出した後、補助増幅器でそのレ
ベルを増大し歪注入ループにより逆相等振幅で主増幅器
出力に再注入することによって歪を抑圧し、直線性の良
い増幅器を実現するものである。
In brief, the principle of operation is to detect only the distortion component generated by the main amplifier with the distortion detection loop, increase its level with the auxiliary amplifier, and reinject it into the main amplifier output with anti-phase equal amplitude by the distortion injection loop. It suppresses distortion and realizes an amplifier with good linearity.

ここで、主増幅器の出力端子から電力合成器4、経路14
および電力合成器5を介して出力端子2に至るまでの伝
送経路損失は、フィードフォワード増幅器としての出力
レベルの低下を避けるためできる限り小さくなるように
する。このために、電力合成器4および電力合成器5
は、入力端子4−1から4−3までの結合損失および出
力端子5−1から5−2までの結合損失ができる限り小
さくなるように構成される。
Here, from the output terminal of the main amplifier to the power combiner 4 and the path 14
Also, the transmission path loss up to the output terminal 2 via the power combiner 5 is made as small as possible in order to avoid a decrease in the output level of the feedforward amplifier. For this purpose, the power combiner 4 and the power combiner 5
Is configured so that the coupling loss from the input terminals 4-1 to 4-3 and the coupling loss from the output terminals 5-1 to 5-2 are as small as possible.

ここで、電力合成器4、5は無損失回路であることか
ら、結局、入力端子4−1から4−4までの結合減衰量
および出力端子5−3から5−2までの結合減衰量は大
きな値をとらざるを得なくなる。
Here, since the power combiners 4 and 5 are lossless circuits, the coupling attenuation amount from the input terminals 4-1 to 4-4 and the coupling attenuation amount from the output terminals 5-3 to 5-2 are eventually You will have to take a large value.

例えば、入力端子4−1から4−3および出力端子5−
1から5−2までの損失をそれぞれ0.1dB以内にするた
めには、4−1から4−4および5−3から5−2まで
の結合減衰量を20dB以上とする必要がある。
For example, the input terminals 4-1 to 4-3 and the output terminal 5-
In order to keep the loss from 1 to 5-2 within 0.1 dB, the combined attenuation amount from 4-1 to 4-4 and 5-3 to 5-2 needs to be 20 dB or more.

従って、補助増幅器7の出力レベルについても、出力端
子5−3において、出力端子5−2におけるより20dB高
いレベルが必要となる。
Therefore, the output level of the auxiliary amplifier 7 needs to be 20 dB higher at the output terminal 5-3 than at the output terminal 5-2.

第3図に示すスペクトラム図は、このような状況におい
て、等振幅2信号を入力した場合のフィードフォワード
構成素子各点におけるスペクトラム例を表わすものであ
る。
The spectrum diagram shown in FIG. 3 represents an example of a spectrum at each point of the feedforward constituent element when two signals of equal amplitude are input in such a situation.

まず、第3図(a)は主増幅器の出力スペクトラムであ
る。
First, FIG. 3A shows the output spectrum of the main amplifier.

図中、f1、f2は入力信号が線形増幅された基本波出力成
分であり、2f1−f2と2f2−f1は3次相互変調歪成分、3f
1−2f2と3f2−2f1は5次相互変調歪成分である。
In the figure, f 1 and f 2 are fundamental wave output components in which the input signal is linearly amplified, 2f 1 −f 2 and 2f 2 −f 1 are third-order intermodulation distortion components, 3f
1 -2f 2 and 3f 2 -2f 1 is a fifth-order intermodulation distortion component.

ここで、いま主増幅器の出力レベルが最大出力近傍とす
れば、基本出力成分f1またはf2のレベルと3次相互変調
歪成分2f1−f2または2f2−f1のレベル差は、通常20dB以
下となる。
Here, assuming that the output level of the main amplifier is near the maximum output, the level difference between the basic output component f 1 or f 2 and the third-order intermodulation distortion component 2f 1 −f 2 or 2f 2 −f 1 is It is usually less than 20 dB.

次に第3図(b)は、歪検出ループの出力スペクトラム
であり、基本波成分が十分抑圧される歪成分が得られて
いる状態を示す。
Next, FIG. 3 (b) is an output spectrum of the distortion detection loop and shows a state in which a distortion component in which the fundamental wave component is sufficiently suppressed is obtained.

さらに第3図(c)は、補助増幅器7の出力スペクトラ
ムであり、5f1−4f2と5f2−4f1の周波数を有する3次相
互変調歪成分が補助増幅器で新たに発生する状態を示
す。
Furthermore Figure 3 (c) is an output spectrum of the auxiliary amplifier 7, showing a state where the third-order intermodulation distortion component having the frequency of 5f 1 -4f 2 and 5f 2 -4f 1 is newly generated by the auxiliary amplifier .

この第3図(c)に示す歪成分が歪除去ループで主増幅
器出力に注入され、第3図(a)の歪成分の相殺が達成
される。
The distortion component shown in FIG. 3 (c) is injected into the output of the main amplifier in the distortion elimination loop, and the cancellation of the distortion component of FIG. 3 (a) is achieved.

しかし、第3図(d)に示すように、補助増幅器が発生
した3次相互変調歪成分である5f1−4f2と5f2−4f1の成
分は何等レベルが低下せずにフィードフォワード増幅器
の歪として残留する。ここで、先に述べたように補助増
幅器の出力レベルは、出力端子2におけるより20dB以上
高くなければならないから、主増幅器出力における基本
波成分と3次相互変調歪成分のレベル差が20dBとすれ
ば、補助増幅器の出力レベルは主増幅器の出力レベルと
同程度となる。
However, as shown in FIG. 3 (d), the components of 5f 1 −4f 2 and 5f 2 −4f 1 , which are the third-order intermodulation distortion components generated by the auxiliary amplifier, do not decrease in level and the feedforward amplifier Remains as the distortion of. Here, as described above, the output level of the auxiliary amplifier must be higher than the output terminal 2 by 20 dB or more, so that the level difference between the fundamental wave component and the third-order intermodulation distortion component in the main amplifier output is 20 dB. For example, the output level of the auxiliary amplifier is almost the same as the output level of the main amplifier.

従って、補助増幅器として主増幅器と同程度の最大出力
を有するものを使用したとしても、2f1−f2および2f2
f1の成分と5f1−4f2および5f2−4f1の成分のレベル差
は、最大でも20dBしかとれないから、結局、フィードフ
ォワード出力における基本波成分f1、f2と3次相互変調
歪成分5f1−4f2、5f2−4f1のレベル差は、最大40dBとな
る。フィードフォワード構成による歪改善量を補助増幅
器を動作しない場合と動作させる場合の残留歪レベル差
で評価するとすれば、歪改善量として高々20dBしかとれ
ないことになる。
Therefore, even if the auxiliary amplifier having the same maximum output as that of the main amplifier is used, 2f 1 −f 2 and 2f 2
Since the level difference between the f 1 component and the 5f 1 −4f 2 and 5f 2 −4f 1 components can be only 20 dB at the maximum, the fundamental wave components f 1 , f 2 and the third-order intermodulation at the feedforward output are eventually obtained. The maximum level difference between the distortion components 5f 1 −4f 2 and 5f 2 −4f 1 is 40 dB. If the amount of distortion improvement by the feedforward configuration is evaluated by the residual distortion level difference between when the auxiliary amplifier is not operated and when the auxiliary amplifier is operated, the distortion improvement amount is only 20 dB at most.

さらに、補助増幅器の最大出力レベルが主増幅器のそれ
より低い場合には、補助増幅器の発生する3次相互変調
歪レベルは、更に高くなるから歪改善量は低下する。
Further, when the maximum output level of the auxiliary amplifier is lower than that of the main amplifier, the third-order intermodulation distortion level generated by the auxiliary amplifier becomes higher, so that the distortion improvement amount decreases.

以上の説明では3次相互変調歪についての補償動作を述
べたが基本的には5次歪についても同様である。
In the above description, the compensation operation for the third-order intermodulation distortion has been described, but basically the same applies to the fifth-order distortion.

また、第3図(b)のスペクトラム例では、説明を簡単
化するため基本周波数に落ち込む歪成分を省略したが、
実際には2f1−f2および2f2−f1のレベルより高いレベル
の、周波数が基本周波数と同一の歪成分が発生する。
Further, in the spectrum example of FIG. 3 (b), the distortion component that drops to the fundamental frequency is omitted for simplification of description.
In reality, a distortion component whose frequency is the same as that of the fundamental frequency is generated at a level higher than the levels of 2f 1 −f 2 and 2f 2 −f 1 .

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be Solved by the Invention]

以上説明したようにフィードフォワード増幅器は、用い
る主増幅器より線形性の良好な増幅器として動作する
が、出力レベルの高い動作点において20dB以上といった
歪改善量を達成するためには、補助増幅器として主増幅
器と同等以上の最大出力特性を有する電力増幅器を必要
とする欠点があった。
As described above, the feedforward amplifier operates as an amplifier having better linearity than the main amplifier used, but in order to achieve a distortion improvement amount of 20 dB or more at an operating point with a high output level, the feedforward amplifier serves as an auxiliary amplifier. There is a drawback in that a power amplifier having a maximum output characteristic equal to or higher than that is required.

本発明は、最大出力レベルが主増幅器より小さい補助増
幅器を使用しても良好な歪補償特性を実現できるフィー
ドフォワード形の非線形補償回路を提供することを目的
としている。
It is an object of the present invention to provide a feedforward type non-linear compensation circuit that can realize a good distortion compensation characteristic even if an auxiliary amplifier whose maximum output level is smaller than the main amplifier is used.

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

本発明によれば、上述の目的は前記特許請求の範囲に記
載した手段により達成される。
According to the invention, the above mentioned objects are achieved by the means recited in the claims.

すなわち、本発明は、フィードフォワード増幅器におい
て、注入する非線形歪の振幅と位相を調整可能な前置歪
補償回路(以下、プリディストーション回路と称す
る。)を主増幅器の入力信号経路に具備することによ
り、主増幅器の発生する3次相互変調歪成分をあらかじ
め低減することを主要な特徴とする。
That is, according to the present invention, in the feedforward amplifier, a predistortion compensating circuit (hereinafter referred to as a predistortion circuit) capable of adjusting the amplitude and phase of the nonlinear distortion to be injected is provided in the input signal path of the main amplifier. The main feature is that the third-order intermodulation distortion component generated by the main amplifier is reduced in advance.

従来の技術では、主増幅器の発生する3次歪レベルが高
いため、補助増幅器の出力信号(検出・増幅された主増
幅器の歪成分)のレベルもそれに対応して高くすること
が必要であったため、残留歪成分を小さくし歪改善効果
を高めるには、主増幅器と同程度の最大出力を有する補
助増幅器を必要とする欠点があった。
In the conventional technology, since the third-order distortion level generated by the main amplifier is high, it is necessary to correspondingly increase the level of the output signal of the auxiliary amplifier (distortion component of the detected / amplified main amplifier). In order to reduce the residual distortion component and enhance the distortion improving effect, there is a drawback that an auxiliary amplifier having a maximum output comparable to that of the main amplifier is required.

これに対して、本発明によれば、歪改善量を劣化するこ
となく補助増幅器の所要最大出力を大幅に低減すること
が可能であり、さらに最大出力レベルが主増幅器と同程
度に高い補助増幅器を用いた場合には、より高い歪改善
量を実現できるものであり、この点が従来技術と大きく
異なる。
On the other hand, according to the present invention, the required maximum output of the auxiliary amplifier can be significantly reduced without deteriorating the distortion improvement amount, and the maximum output level is as high as that of the main amplifier. In the case of using, it is possible to realize a higher amount of distortion improvement, and this point is greatly different from the prior art.

〔実施例〕〔Example〕

第4図は本発明の第一の実施例の構成を示す図である。 FIG. 4 is a diagram showing the configuration of the first embodiment of the present invention.

本発明は、第1図に示したフィードフォワード増幅器の
基本構成において、主増幅器の入力経路にプリディスト
ーション回路20を具備することにより構成される。そし
て、第5図はプリディストーション回路の構成と原理を
示す図である。
The present invention is configured by providing a predistortion circuit 20 in the input path of the main amplifier in the basic configuration of the feedforward amplifier shown in FIG. And FIG. 5 is a diagram showing the configuration and principle of the predistortion circuit.

まず、第5図(a)の回路について、その動作を概説す
る。
First, the operation of the circuit of FIG. 5 (a) will be outlined.

信号は入力端子21より入力され、電力分配器23により二
つの信号経路に等振幅もしくは適当なレベル関係で分配
される。その一方は、可変遅延線路28を経て電力合成器
24に入力される。もう一方の分配信号は、3次歪発生器
25に入力され、可変移相器26と可変減衰器27で位相と振
幅を調整されて電力合成器24に入力され、可変遅延線路
の線形信号成分と適当な位相・振幅関係で線形合成され
る。この3次歪成分を注入されたプリディストーション
回路の出力信号は、後置の主増幅器6に入力される。
The signal is input from the input terminal 21, and is distributed by the power distributor 23 to the two signal paths with equal amplitude or an appropriate level relationship. One is the power combiner via the variable delay line 28.
Entered in 24. The other distribution signal is a third-order distortion generator
25, the phase and amplitude are adjusted by the variable phase shifter 26 and the variable attenuator 27, and then input to the power combiner 24, which is linearly combined with the linear signal component of the variable delay line in an appropriate phase-amplitude relationship. . The output signal of the predistortion circuit into which the third-order distortion component is injected is input to the post-main amplifier 6.

この時の線形信号成分と歪成分のスペクトラム関係を等
振幅2信号を例にとり、同図(b)、(c)に概念的に
示す。
The spectral relationship between the linear signal component and the distortion component at this time is conceptually shown in FIGS. 2B and 2C, taking two signals of equal amplitude as an example.

入力信号スペクトラムは、プリディストーション回路の
入力信号スペクトラムであり、同図(b)に示すように
純粋な2周波数f1、f2からなる。これに対して、主増幅
器の出力信号スペクトラムでは、同図(c)に示すよう
に周波数2f1−f2および2f2−f1の、プリディストーショ
ン回路(PD)20で注入された歪成分(図中に破線で表示
し、英字符Dで示している)と主増幅器(PA)が発生し
た歪成分(図中に実線で表示し、英字符Aで示してい
る)が存在している。
The input signal spectrum is the input signal spectrum of the predistortion circuit and is composed of pure two frequencies f 1 and f 2 as shown in FIG. On the other hand, in the output signal spectrum of the main amplifier, distortion components (frequency) 2f 1 −f 2 and 2f 2 −f 1 injected by the predistortion circuit (PD) 20 ( There are a dashed line in the figure and the letter D) and a distortion component generated by the main amplifier (PA) (indicated by the solid line and letter A in the figure).

ここで同図に概念的に示すように、これら二つの歪成分
が、等振幅で逆相状態になるようにPD回路で調整される
から結局PA出力22で3次歪の相殺が達成され、歪のない
線形出力信号が得られる。ここで3次歪発生器は、第6
図に構成例を示すように90゜ハイブリッド回路29の二つ
の等振幅分配ポートに逆並列接続のペアーダイオード30
を終端した回路で実現できる。互いに逆並列接続したペ
アーダイオードの印加電圧と導通電流特性は3次特性に
近似しているため、入力31から信号を入力すると端子33
と34のダイオード負荷30では3次歪が発生する。この二
つの3次歪成分は90゜ハイブリッド回路の性質により、
入力端31には互いに逆相で、また出力端32には同相で出
力するように設定できる。
Here, as conceptually shown in the figure, these two distortion components are adjusted by the PD circuit so that they are in the opposite phase with equal amplitude, so that the PA output 22 eventually cancels the third-order distortion, A linear output signal without distortion is obtained. Here, the third-order distortion generator is the sixth
As shown in the diagram, the pair diode 30 is connected in antiparallel to the two equal amplitude distribution ports of the 90 ° hybrid circuit 29.
It can be realized by a circuit that terminates. The applied voltage and conduction current characteristics of the pair diodes connected in anti-parallel are similar to the third-order characteristics.
Third-order distortion occurs in the diode loads 30 of and 34. These two third-order distortion components are due to the properties of the 90 ° hybrid circuit,
The input end 31 can be set to output in opposite phases, and the output end 32 can be set to output in phase.

一方、線形成分については、端子31と32が互いにアイソ
レーションされているため、該ダイオード回路の線形動
作領域でのインピーダンスをハイブリッドの端子インピ
ーダンスに整合させることにより、出力端32からは出力
しないように構成できる。この抑圧量は、端子31と32の
アイソレーション量に一致し、30dB以上確保することが
実際上可能である。このため、線形成分の少ない3次歪
成分を発生することができるものである。
On the other hand, for the linear component, since the terminals 31 and 32 are isolated from each other, the impedance in the linear operation region of the diode circuit is matched with the terminal impedance of the hybrid so that the output terminal 32 does not output. Can be configured. This suppression amount matches the isolation amount of the terminals 31 and 32, and it is practically possible to secure 30 dB or more. Therefore, it is possible to generate a third-order distortion component having a small linear component.

以上説明したプリディストーション回路については、特
許第1107681号(昭和57.8.13)に詳細な動作原理を述べ
ている。
Regarding the predistortion circuit described above, the detailed operation principle is described in Japanese Patent No. 1107681 (Showa 57.8.13).

このように、プリディストーション回路20を具備したこ
とにより、主増幅器6の出力中の3次歪成分を大幅に低
減できるから、第4図における構成で主要な各参照点
で、等振幅2信号入力時の信号スペクトラムは、第7図
(a)〜(d)に示すようになる。
As described above, since the predistortion circuit 20 is provided, the third-order distortion component in the output of the main amplifier 6 can be greatly reduced. Therefore, in the configuration shown in FIG. The signal spectrum at that time is as shown in FIGS. 7 (a) to 7 (d).

すなわち、第7図(a)に示すように主増幅器出力にお
いて3次歪(2f1−f2および2f2−f1)が大幅に低減する
ため、歪検出ループ出力も第7図(b)に示すように、
3次歪成分の低減したスペクトラムとなる。
That is, as shown in FIG. 7 (a), the third-order distortion (2f 1 −f 2 and 2f 2 −f 1 ) in the output of the main amplifier is significantly reduced, so that the distortion detection loop output is also shown in FIG. 7 (b). As shown in
The spectrum has a reduced third-order distortion component.

例えば、補助増幅器の特性が第1図における構成と同一
としプリディストーションによる歪改善量を20dBとすれ
ば、第3図(b)に比し3次歪レベルは20dB低い値とな
る。
For example, if the characteristics of the auxiliary amplifier are the same as those in the configuration shown in FIG. 1 and the amount of distortion improvement due to predistortion is 20 dB, the third-order distortion level will be 20 dB lower than that in FIG. 3B.

そこで、本発明の補助増幅器が発生する3次歪(5f1−4
f2および5f2−4f1の成分)のレベルは、出力レベルの3
乗に比例するので第1図の構成の場合より60dB低い値と
なるから、第7図(c)では、微小項として無視してい
る。
Therefore, 3 auxiliary amplifier of the present invention generates distortion (5f 1 -4
f 2 and 5f 2 −4f 1 component) level is 3 of the output level.
Since it is proportional to the power and is 60 dB lower than the case of the configuration of FIG. 1, it is ignored as a minute term in FIG. 7 (c).

従って、フィードフォワード増幅器としての出力スペク
トラムは、第7図(a)の主増幅器出力から第7図
(c)で与えられる注入歪成分を差し引いたものとなる
ので、第7図(d)のように残留歪の極めて少ない出力
スペクトラムが得られることになる。この場合、補助増
幅器の最大出力が第1図の構成におけるものと等しいこ
とを仮定したが、例えば、残留歪レベルが第7図(d)
におけるものと同程度でよいとすれば、前記のごとく本
発明で要求される補助増幅器出力レベルは20dB低下する
から、所要最大出力レベル20dB低くてよいことになる。
Therefore, the output spectrum of the feedforward amplifier is obtained by subtracting the injection distortion component given in FIG. 7 (c) from the output of the main amplifier in FIG. 7 (a), as shown in FIG. 7 (d). Therefore, an output spectrum with extremely little residual distortion can be obtained. In this case, it was assumed that the maximum output of the auxiliary amplifier was equal to that in the configuration of FIG. 1, but for example, the residual distortion level is shown in FIG. 7 (d).
If the same level as in the above is satisfied, the auxiliary amplifier output level required by the present invention is reduced by 20 dB as described above, and thus the required maximum output level can be reduced by 20 dB.

すなわち、プリディストーションによる3次歪改善量に
等しいdB量だけ補助増幅器の所要最大出力レベルを低減
することが可能となる。
That is, it becomes possible to reduce the required maximum output level of the auxiliary amplifier by the amount of dB equal to the amount of improvement of the third-order distortion due to predistortion.

例えば、以上の説明におけるようにプリディストーショ
ンの3次歪改善量を20dBとし、また主増幅器の最大出力
を1kWとすれば、第1図の構成で1kW必要であった補助増
幅器の所要最大出力は本発明により10Wに低減すること
ができる。
For example, if the third-order distortion improvement amount of predistortion is 20 dB and the maximum output of the main amplifier is 1 kW as in the above description, the required maximum output of the auxiliary amplifier, which was required in the configuration of FIG. 1, is 1 kW. It can be reduced to 10 W by the present invention.

第8図は、本発明の第2の実施例の構成を示す図であ
る。
FIG. 8 is a diagram showing the configuration of the second embodiment of the present invention.

第4図の第1の実施例と比較し、本発明では補助増幅器
の入力信号経路にもプリディストーション回路20を具備
していることが特徴である。
Compared with the first embodiment of FIG. 4, the present invention is characterized in that the input signal path of the auxiliary amplifier is also provided with the predistortion circuit 20.

基本動作は、第1の実施例におけるものとほぼ同様であ
るが、このように構成することにより、補助増幅器の発
生する3次歪レベルも低減されるため、フィードフォワ
ード増幅器としての残留歪を本発明の第1の実施例にお
けるより、更に低減せしめることが可能となる。
The basic operation is almost the same as that in the first embodiment, but since the third-order distortion level generated by the auxiliary amplifier is also reduced by such a configuration, the residual distortion as a feedforward amplifier is reduced. It is possible to further reduce the amount as compared with the first embodiment of the invention.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上説明したように、本発明により、最大出力の小さい
補助増幅器を使用して出力のはるかに大きな主増幅器の
非線形歪を低減することが可能となるから、無線通信、
無線放送等における送信用高出力増幅器はもとより有線
通信中継器、オーディオ機器等についても、線形増幅器
の非線形歪を補償する経済的かつ小型な非線形歪補償回
路として本発明を適用できる利点がある。
As described above, according to the present invention, it is possible to reduce the non-linear distortion of the main amplifier having a much larger output by using the auxiliary amplifier having a smaller maximum output.
The present invention can be applied as an economical and compact nonlinear distortion compensating circuit for compensating the nonlinear distortion of a linear amplifier not only to a high output amplifier for transmission in wireless broadcasting but also to a wire communication repeater, an audio device and the like.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図はフィードフォワード形歪保証回路の基本構成の
例を示す図、第2図はサーキュレータを用いた位相反転
回路の構成の例を示す図、第3図はフィードフォワード
増幅器の動作原理を説明するための信号スペクトラム
図、第4図は本発明の第1の実施例の構成を示す図、第
5図はプリディストーション回路の構成と原理を示す
図、第6図は3次歪発生器の構成の例を示す図、第7図
は本発明の動作原理を説明するための信号スペクトラム
図、第8図は本発明の第2の実施例の構成を示す図であ
る。 1……入力端子、2……出力端子、3,23……電力分配
器、4,5,24……電力合成器、6……主増幅器、7……補
助増幅器、8,10,27……可変減衰器、9,11,28……可変遅
延線路、12……主増幅器信号経路、13……線形信号経
路、14……主増幅器出力信号経路、15……歪注入経路、
16……歪検出ループ、17……歪除去ループ、18……サー
キュレータ、19……短絡終端、20……プリディストーシ
ョン回路、21……プリディストーション入力端子、22…
…プリディストーション出力端子、25……3次歪発生
器、26……可変移相器、29……90゜ハイブリッド、30…
…逆並列接続ダイオード、31……3次歪発生器入力端
子、32……3次歪発生器出力端子、33,34……分配端子
FIG. 1 is a diagram showing an example of the basic configuration of a feedforward type distortion guarantee circuit, FIG. 2 is a diagram showing an example of the configuration of a phase inverting circuit using a circulator, and FIG. 3 is a diagram illustrating the operating principle of a feedforward amplifier. FIG. 4 is a diagram showing the configuration of the first embodiment of the present invention, FIG. 5 is a diagram showing the configuration and principle of the predistortion circuit, and FIG. 6 is a diagram showing the third-order distortion generator. FIG. 7 is a diagram showing an example of the configuration, FIG. 7 is a signal spectrum diagram for explaining the operating principle of the present invention, and FIG. 8 is a diagram showing the configuration of the second embodiment of the present invention. 1 ... Input terminal, 2 ... Output terminal, 3,23 ... Power distributor, 4,5,24 ... Power combiner, 6 ... Main amplifier, 7 ... Auxiliary amplifier, 8,10,27 ... … Variable attenuator, 9, 11, 28 …… Variable delay line, 12 …… Main amplifier signal path, 13 …… Linear signal path, 14 …… Main amplifier output signal path, 15 …… Distortion injection path,
16 ... Distortion detection loop, 17 ... Distortion removal loop, 18 ... Circulator, 19 ... Short-circuit termination, 20 ... Predistortion circuit, 21 ... Predistortion input terminal, 22 ...
… Pre-distortion output terminal, 25 …… Third-order distortion generator, 26 …… Variable phase shifter, 29 …… 90 ° hybrid, 30…
… Inverse parallel connection diode, 31 …… Third-order distortion generator input terminal, 32 …… Third-order distortion generator output terminal, 33,34 …… Distribution terminal

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】主増幅器の非線形歪成分を検出する手段
と、検出した該歪成分を補助増幅器を用いて増幅した
後、主増幅器出力に再び注入し歪成分を相殺する手段を
有するフィードフォワード形の非線形歪補償回路におい
て、主増幅器の入力信号経路に、歪成分の振幅と位相を
調整する手段を有する前置歪補償回路を具備することを
特徴とする非線形歪補償回路。
1. A feedforward type having means for detecting a non-linear distortion component of a main amplifier and means for canceling the distortion component by amplifying the detected distortion component using an auxiliary amplifier and then reinjecting it into the output of the main amplifier. In the non-linear distortion compensating circuit, the pre-distortion compensating circuit having means for adjusting the amplitude and phase of the distortion component is provided in the input signal path of the main amplifier.
【請求項2】請求項1記載の非線形歪補償回路におい
て、補助増幅器の入力信号経路に、歪成分の振幅と位相
を調整する手段を有する前置歪補償回路を具備すること
を特徴とする非線形歪補償回路。
2. The non-linear distortion compensating circuit according to claim 1, further comprising a predistortion compensating circuit having means for adjusting the amplitude and phase of the distortion component in the input signal path of the auxiliary amplifier. Distortion compensation circuit.
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