JPH08288772A - 送信電力増幅器のバイアス制御回路 - Google Patents
送信電力増幅器のバイアス制御回路Info
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- JPH08288772A JPH08288772A JP11260795A JP11260795A JPH08288772A JP H08288772 A JPH08288772 A JP H08288772A JP 11260795 A JP11260795 A JP 11260795A JP 11260795 A JP11260795 A JP 11260795A JP H08288772 A JPH08288772 A JP H08288772A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】ＡＢ級プュシュプル電力増幅器の入力レベルの
大小による直線性の劣化を改善する。 【構成】２つのトランジスタＱ１，Ｑ２を用いて構成さ
れたＡＢ級プッシュプル電力増幅器のバイアス回路１０
に、入力レベルを分圧して検出する抵抗Ｒ５，Ｒ６と、
その検出値を検波するダイオードＤ１，コンデンサＣ
１，可変抵抗Ｒ７と、その出力を抵抗Ｒ８を介してトラ
ンジスタＱ４のベースに与える直線性補償回路１１を設
け、入力レベルに応じてバイアス値を逆比例的に変える
ように構成したことを特徴とする。
大小による直線性の劣化を改善する。 【構成】２つのトランジスタＱ１，Ｑ２を用いて構成さ
れたＡＢ級プッシュプル電力増幅器のバイアス回路１０
に、入力レベルを分圧して検出する抵抗Ｒ５，Ｒ６と、
その検出値を検波するダイオードＤ１，コンデンサＣ
１，可変抵抗Ｒ７と、その出力を抵抗Ｒ８を介してトラ
ンジスタＱ４のベースに与える直線性補償回路１１を設
け、入力レベルに応じてバイアス値を逆比例的に変える
ように構成したことを特徴とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は通信機器に用いられる増
幅器に関し、特に、移動無線基地局送信設備に用いられ
る送信電力増幅器のバイアス制御回路に関するものであ
る。
幅器に関し、特に、移動無線基地局送信設備に用いられ
る送信電力増幅器のバイアス制御回路に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】移動無線基地局送信設備に設けられた送
信電力増幅器は、消費電力の低減を目的として、多チャ
ネル無線周波信号を同時に増幅するＡＢ級増幅器が用い
られ、相互変調歪の低減が図られている。
信電力増幅器は、消費電力の低減を目的として、多チャ
ネル無線周波信号を同時に増幅するＡＢ級増幅器が用い
られ、相互変調歪の低減が図られている。
【０００３】図４は従来の自動送信電力増幅装置の構成
例を示すブロック図である。図において、１は可変減衰
器、２は初段の増幅器、３は帯域ろ波器（ＢＰＦ）、４
は中段の増幅器、５は本発明の対象とする終段の電力増
幅器（ＰＡ）、６は方向性結合器（ＤＣ）、７はアイソ
レータ、８は制御部（ＣＯＮＴ）である。この回路の動
作を説明する。変調された無線周波信号（ＲＦIN）は可
変減衰器１に入力され、制御部８からの制御信号によっ
て減衰量が制御され、増幅装置全体の利得が調整され
る。可変減衰器１の出力は、初段増幅器２により増幅さ
れ、ＢＰＦ３によって所要帯域以外の周波数成分が除去
される。ＢＰＦ３の出力は、中段増幅器４及び最終段の
電力増幅器（ＰＡ）５により所定の送信レベルにまで増
幅され、方向性結合器６及びアイソレータ７を経てアン
テナから送出される。方向性結合器（ＤＣ）６では、送
信波形のスペクトラム監視のためのモニタ出力が分配出
力される。アイソレータ７は、送信電力増幅器に接続さ
れる負荷の影響を受けないように設けられている。最終
段の電力増幅器５には、制御部（ＣＯＮＴ）８からバイ
アス用電源ＶB が供給されている。上記の構成により、
入力変調波（ＲＦIN）をアンテナから送信するレベルに
まで電力増幅が行われている。
例を示すブロック図である。図において、１は可変減衰
器、２は初段の増幅器、３は帯域ろ波器（ＢＰＦ）、４
は中段の増幅器、５は本発明の対象とする終段の電力増
幅器（ＰＡ）、６は方向性結合器（ＤＣ）、７はアイソ
レータ、８は制御部（ＣＯＮＴ）である。この回路の動
作を説明する。変調された無線周波信号（ＲＦIN）は可
変減衰器１に入力され、制御部８からの制御信号によっ
て減衰量が制御され、増幅装置全体の利得が調整され
る。可変減衰器１の出力は、初段増幅器２により増幅さ
れ、ＢＰＦ３によって所要帯域以外の周波数成分が除去
される。ＢＰＦ３の出力は、中段増幅器４及び最終段の
電力増幅器（ＰＡ）５により所定の送信レベルにまで増
幅され、方向性結合器６及びアイソレータ７を経てアン
テナから送出される。方向性結合器（ＤＣ）６では、送
信波形のスペクトラム監視のためのモニタ出力が分配出
力される。アイソレータ７は、送信電力増幅器に接続さ
れる負荷の影響を受けないように設けられている。最終
段の電力増幅器５には、制御部（ＣＯＮＴ）８からバイ
アス用電源ＶB が供給されている。上記の構成により、
入力変調波（ＲＦIN）をアンテナから送信するレベルに
まで電力増幅が行われている。
【０００４】図５は、図４の最終段電力増幅器（ＰＡ）
５の従来の回路例図である。この例は、高効率化，高出
力化のために、トランジスタＱ１，Ｑ２によるＡＢ級プ
ッシュプル構成の電力増幅器である。１点鎖線で示した
９はバイアス制御回路である。この回路の動作を説明す
る。トランジスタＱ３及び抵抗Ｒ１，Ｒ４によりエミッ
タフォロワ回路が構成されている。ＶB はＣＯＮＴ８か
ら供給されるバイアス用電源である。トランジスタＱ４
及び抵抗Ｒ２，Ｒ３によって決定されるベース電流を電
流増幅して、トランジスタＱ３のバイアス電流とする。
抵抗Ｒ３の値を変化させることによりバイアス電流を変
化させる。このようなバイアス制御回路から得られるバ
イアス電流を、ＡＢ級電力増幅器５の２つのトランジス
タＱ１，Ｑ２のベースに供給している。
５の従来の回路例図である。この例は、高効率化，高出
力化のために、トランジスタＱ１，Ｑ２によるＡＢ級プ
ッシュプル構成の電力増幅器である。１点鎖線で示した
９はバイアス制御回路である。この回路の動作を説明す
る。トランジスタＱ３及び抵抗Ｒ１，Ｒ４によりエミッ
タフォロワ回路が構成されている。ＶB はＣＯＮＴ８か
ら供給されるバイアス用電源である。トランジスタＱ４
及び抵抗Ｒ２，Ｒ３によって決定されるベース電流を電
流増幅して、トランジスタＱ３のバイアス電流とする。
抵抗Ｒ３の値を変化させることによりバイアス電流を変
化させる。このようなバイアス制御回路から得られるバ
イアス電流を、ＡＢ級電力増幅器５の２つのトランジス
タＱ１，Ｑ２のベースに供給している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、低消費
電流化を狙いとするＡＢ級動作の増幅器にバイアス電流
を供給する上記従来のバイアス制御回路では、次のよう
な問題がある。図６は従来のバイアス電流の設定説明図
である。例えば、送信出力（ＰOUT ）が２５Ｗのとき、
バイアス制御回路９の抵抗３の抵抗値を変えてバイアス
電流を変え、相互変調歪（ＩＭ歪）が最小の点を求め、
そのときのバイアス電流値に設定する。図６の場合、Ｉ
Ｍ歪が３５ｄＢ以上となる０．３Ａをバイアス電流値と
して固定する。
電流化を狙いとするＡＢ級動作の増幅器にバイアス電流
を供給する上記従来のバイアス制御回路では、次のよう
な問題がある。図６は従来のバイアス電流の設定説明図
である。例えば、送信出力（ＰOUT ）が２５Ｗのとき、
バイアス制御回路９の抵抗３の抵抗値を変えてバイアス
電流を変え、相互変調歪（ＩＭ歪）が最小の点を求め、
そのときのバイアス電流値に設定する。図６の場合、Ｉ
Ｍ歪が３５ｄＢ以上となる０．３Ａをバイアス電流値と
して固定する。
【０００６】図７は、バイアス電流Ｉcqをパラメータに
した送信出力と利得との従来の特性例図である。上記の
ように、バイアス電流が０．３Ａに固定設定された場
合、図７のＩcq＝３００ｍＡの特性のように、電力増幅
器５の入力レベルが低く送信出力が低くなるに従って電
力利得が低下して入出力直線性が劣化する。この低レベ
ルでの直線性の劣化は、バイアス電流Ｉcqを大きくし
て、例えば、６００ｍＡ〜１２００ｍＡにすると改善で
きるが、大きい値に固定すると直流電力による損失が増
加して飽和特性が悪くなる結果、大出力時の相互変調歪
が劣化する。このように、従来のバイアス制御回路で
は、大電力レベルと低電力レベルにおけるバイアス電流
の最適値が異なるため、要求される特性との兼ね合い
で、実験的に固定のバイアス電流を決めなければならな
かった。
した送信出力と利得との従来の特性例図である。上記の
ように、バイアス電流が０．３Ａに固定設定された場
合、図７のＩcq＝３００ｍＡの特性のように、電力増幅
器５の入力レベルが低く送信出力が低くなるに従って電
力利得が低下して入出力直線性が劣化する。この低レベ
ルでの直線性の劣化は、バイアス電流Ｉcqを大きくし
て、例えば、６００ｍＡ〜１２００ｍＡにすると改善で
きるが、大きい値に固定すると直流電力による損失が増
加して飽和特性が悪くなる結果、大出力時の相互変調歪
が劣化する。このように、従来のバイアス制御回路で
は、大電力レベルと低電力レベルにおけるバイアス電流
の最適値が異なるため、要求される特性との兼ね合い
で、実験的に固定のバイアス電流を決めなければならな
かった。
【０００７】本発明の目的は、従来の回路構成上の問題
点である大電力レベルと低電力レベルにおけるバイアス
電流の最適値が異なる点を解決し、ＡＢ級動作をする増
幅器でありながら、低電力から大電力まで高い直線性を
有し、かつ、相互変調歪を抑えた送信電力増幅器のバイ
アス制御回路を提供することにある。
点である大電力レベルと低電力レベルにおけるバイアス
電流の最適値が異なる点を解決し、ＡＢ級動作をする増
幅器でありながら、低電力から大電力まで高い直線性を
有し、かつ、相互変調歪を抑えた送信電力増幅器のバイ
アス制御回路を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の送信電力増幅器
のバイアス制御回路は、送信信号の電力増幅を行うＡＢ
級プッシュプル電力増幅器の２つのトランジスタのベー
スにバイアス電圧を供給するために、外部から与えられ
るバイアス電源電圧を直流増幅して前記バイアス電圧を
出力する第１のトランジスタを用いたエミッタフォロア
回路と、該第１のトランジスタのバイアス電流を制御し
て直流増幅度を変える第２のトランジスタを用いた回路
とからなるバイアス制御回路において、前記送信信号の
入力レベルを所定のレベルに分圧する分圧回路と、該分
圧された信号を検波するダイオードとコンデンサおよび
可変抵抗からなる検波回路と、該可変抵抗の可動端子と
前記第２のトランジスタのベースとの間に接続された抵
抗とを備えた直線性補償回路を設け、該直線性補償回路
は、前記送信信号の入力レベルの変化に対応して前記バ
イアス電流を逆比例的に変化させ前記電力増幅器の利得
偏差を抑圧するように構成されたことを特徴とするもの
である。
のバイアス制御回路は、送信信号の電力増幅を行うＡＢ
級プッシュプル電力増幅器の２つのトランジスタのベー
スにバイアス電圧を供給するために、外部から与えられ
るバイアス電源電圧を直流増幅して前記バイアス電圧を
出力する第１のトランジスタを用いたエミッタフォロア
回路と、該第１のトランジスタのバイアス電流を制御し
て直流増幅度を変える第２のトランジスタを用いた回路
とからなるバイアス制御回路において、前記送信信号の
入力レベルを所定のレベルに分圧する分圧回路と、該分
圧された信号を検波するダイオードとコンデンサおよび
可変抵抗からなる検波回路と、該可変抵抗の可動端子と
前記第２のトランジスタのベースとの間に接続された抵
抗とを備えた直線性補償回路を設け、該直線性補償回路
は、前記送信信号の入力レベルの変化に対応して前記バ
イアス電流を逆比例的に変化させ前記電力増幅器の利得
偏差を抑圧するように構成されたことを特徴とするもの
である。
【０００９】すなわち、従来のバイアス制御回路９に、
最終段増幅器（ＰＡ）の変調波入力電力レベルに応じて
自動的かつ逆比例的にバイアス電流を制御する直線性補
償回路を備えたことを要旨とするものである。
最終段増幅器（ＰＡ）の変調波入力電力レベルに応じて
自動的かつ逆比例的にバイアス電流を制御する直線性補
償回路を備えたことを要旨とするものである。
【００１０】
【実施例】図１は本発明の実施例を示す回路図である。
図において、１０は本発明のバイアス制御回路であり、
その中の点線で囲った１１は、本発明により追加した直
線性補償回路である。この直線性補償回路１１は、電力
増幅器（ＰＡ）の入力レベルを、検波できるレベルに分
圧するための例えば抵抗Ｒ５，Ｒ６による分圧回路と、
直流レベルに変換するためのショットキバリアダイオー
ドＤ１及びコンデンサＣ１と、バイアス電流制御電圧を
変化させるための可変抵抗Ｒ７と、従来回路との間のア
イソレーションをとるための抵抗Ｒ８とから構成されて
いる。上記分圧回路は抵抗Ｒ５，Ｒ６の代わりにリアク
タンス素子を用いて構成してもよい。
図において、１０は本発明のバイアス制御回路であり、
その中の点線で囲った１１は、本発明により追加した直
線性補償回路である。この直線性補償回路１１は、電力
増幅器（ＰＡ）の入力レベルを、検波できるレベルに分
圧するための例えば抵抗Ｒ５，Ｒ６による分圧回路と、
直流レベルに変換するためのショットキバリアダイオー
ドＤ１及びコンデンサＣ１と、バイアス電流制御電圧を
変化させるための可変抵抗Ｒ７と、従来回路との間のア
イソレーションをとるための抵抗Ｒ８とから構成されて
いる。上記分圧回路は抵抗Ｒ５，Ｒ６の代わりにリアク
タンス素子を用いて構成してもよい。
【００１１】図１によって本発明の詳細について説明す
る。電力増幅器（ＰＡ）の入力電力を分圧回路で分圧し
てショットキーバリアダイオードＤ１で検波し、この電
圧を、従来のバイアス回路のトランジスタＱ４のベース
に印加し、トランジスタＱ３のベース電圧を上記検波電
圧に応じて逆比例的に変化させ、ＰＡ入力レベルが小さ
い時は大きいバイアス電流となるように、ＰＡ入力レベ
ルが大きい時は小さいバイアス電流となるようにしてい
る。
る。電力増幅器（ＰＡ）の入力電力を分圧回路で分圧し
てショットキーバリアダイオードＤ１で検波し、この電
圧を、従来のバイアス回路のトランジスタＱ４のベース
に印加し、トランジスタＱ３のベース電圧を上記検波電
圧に応じて逆比例的に変化させ、ＰＡ入力レベルが小さ
い時は大きいバイアス電流となるように、ＰＡ入力レベ
ルが大きい時は小さいバイアス電流となるようにしてい
る。
【００１２】図２は本発明のバイアス制御回路の特性例
図であり、電力増幅器の入力レベルに対応した直線性補
償回路の入力検波レベルに対するＰＡバイアス電流の特
性例である。破線で示した従来の０．３Ａ固定バイアス
に比べて、本発明では、入力レベルが低くなるに応じて
逆比例的にバイアス電流が大きくなり、入力検波レベル
が−１０ｄＢのとき０．８Ａになっている。これによ
り、ＰＡの入力レベルに応じて常に最適なバイアス電流
を電力増幅器のトランジスタＱ１，Ａ２に与えることが
できるため、ＡＢ級動作をする増幅器でありながら高い
直線性を有する増幅器を構成することができる。
図であり、電力増幅器の入力レベルに対応した直線性補
償回路の入力検波レベルに対するＰＡバイアス電流の特
性例である。破線で示した従来の０．３Ａ固定バイアス
に比べて、本発明では、入力レベルが低くなるに応じて
逆比例的にバイアス電流が大きくなり、入力検波レベル
が−１０ｄＢのとき０．８Ａになっている。これによ
り、ＰＡの入力レベルに応じて常に最適なバイアス電流
を電力増幅器のトランジスタＱ１，Ａ２に与えることが
できるため、ＡＢ級動作をする増幅器でありながら高い
直線性を有する増幅器を構成することができる。
【００１３】図３は、本発明の効果を示す入力電力（Ｐ
IN）対利得偏差特性例図であり、本発明による実線の特
性は従来の特性（点線）に比べて直線性が改善された結
果を示す。
IN）対利得偏差特性例図であり、本発明による実線の特
性は従来の特性（点線）に比べて直線性が改善された結
果を示す。
【００１４】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明を実
施することにより、低電力から大電力まで相互変調歪を
良好に保ちながら高い直線性を備えたＡＢ級増幅器を、
省スペースの追加回路と低いコスト増加で実現すること
ができるため、デジタル移動無線の基地局送信設備の送
信電力増幅器のような、低歪，高い直線性を必要とする
装置に極めて大きい効果がある。
施することにより、低電力から大電力まで相互変調歪を
良好に保ちながら高い直線性を備えたＡＢ級増幅器を、
省スペースの追加回路と低いコスト増加で実現すること
ができるため、デジタル移動無線の基地局送信設備の送
信電力増幅器のような、低歪，高い直線性を必要とする
装置に極めて大きい効果がある。
【図１】本発明の実施例を示す回路例図である。
【図２】本発明の回路の特性例図である。
【図３】本発明の効果を示す入力電力対利得偏差特性例
図である。
図である。
【図４】従来の送信電力増幅装置のブロック図である。
【図５】従来の電力増幅器の回路例図である。
【図６】従来のバイアス電流設定説明図である。
【図７】従来の送信出力と利得の特性例図である。
１ 可変減衰器 ２ 初段増幅器 ３ ＢＰＦ ４ 中段増幅器 ５ 電力増幅器 ６ 方向性結合器 ７ アイソレータ ８ 制御部 ９，１０ バイアス制御回路 １１ 直線性補償回路
Claims (1)
- 【請求項１】 送信信号の電力増幅を行うＡＢ級プッシ
ュプル電力増幅器の２つのトランジスタのベースにバイ
アス電圧を供給するために、外部から与えられるバイア
ス電源電圧を直流増幅して前記バイアス電圧を出力する
第１のトランジスタを用いたエミッタフォロア回路と、
該第１のトランジスタのバイアス電流を制御して直流増
幅度を変える第２のトランジスタを用いた回路とからな
るバイアス制御回路において、 前記送信信号の入力レベルを所定のレベルに分圧する分
圧回路と、該分圧された信号を検波するダイオードとコ
ンデンサおよび可変抵抗からなる検波回路と、該可変抵
抗の可動端子と前記第２のトランジスタのベースとの間
に接続された抵抗とを備えた直線性補償回路を設け、 該直線性補償回路は、前記送信信号の入力レベルの変化
に対応して前記バイアス電流を逆比例的に変化させ前記
電力増幅器の利得偏差を抑圧するように構成されたこと
を特徴とする送信電力増幅器のバイアス制御回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11260795A JPH08288772A (ja) | 1995-04-14 | 1995-04-14 | 送信電力増幅器のバイアス制御回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11260795A JPH08288772A (ja) | 1995-04-14 | 1995-04-14 | 送信電力増幅器のバイアス制御回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08288772A true JPH08288772A (ja) | 1996-11-01 |
Family
ID=14590971
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11260795A Pending JPH08288772A (ja) | 1995-04-14 | 1995-04-14 | 送信電力増幅器のバイアス制御回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08288772A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1296447A1 (en) * | 2000-06-30 | 2003-03-26 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | High-frequency amplifier |
| EP1298793A1 (en) * | 2000-06-30 | 2003-04-02 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | High-frequency amplifier |
| KR100392208B1 (ko) * | 2000-04-28 | 2003-07-22 | 인터내셔널 비지네스 머신즈 코포레이션 | 무선 주파수 전력 증폭기용 바이어싱 회로 |
| KR100600995B1 (ko) * | 2002-05-20 | 2006-07-19 | 학교법인 한국정보통신학원 | 바이패스 커패시터를 이용한 전치 왜곡형 선형 전력 증폭기 |
| WO2008041063A1 (en) * | 2006-10-03 | 2008-04-10 | Freescale Semiconductor, Inc. | Bias circuit and method for biasing a transistor in a class c amplifier |
| JP2008205592A (ja) * | 2007-02-16 | 2008-09-04 | Mitsubishi Electric Corp | 増幅器およびそれを用いたドハティ増幅器 |
| JP2013503555A (ja) * | 2009-08-28 | 2013-01-31 | アッコ セミコンダクター インコーポレイテッド | 線形化回路及び電力増幅のための方法 |
-
1995
- 1995-04-14 JP JP11260795A patent/JPH08288772A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100392208B1 (ko) * | 2000-04-28 | 2003-07-22 | 인터내셔널 비지네스 머신즈 코포레이션 | 무선 주파수 전력 증폭기용 바이어싱 회로 |
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| EP1296447A4 (en) * | 2000-06-30 | 2005-08-03 | Mitsubishi Electric Corp | HIGH FREQUENCY AMPLIFIER |
| EP1298793A4 (en) * | 2000-06-30 | 2005-08-03 | Mitsubishi Electric Corp | HIGH FREQUENCY AMPLIFIER |
| KR100600995B1 (ko) * | 2002-05-20 | 2006-07-19 | 학교법인 한국정보통신학원 | 바이패스 커패시터를 이용한 전치 왜곡형 선형 전력 증폭기 |
| WO2008041063A1 (en) * | 2006-10-03 | 2008-04-10 | Freescale Semiconductor, Inc. | Bias circuit and method for biasing a transistor in a class c amplifier |
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| JP2013503555A (ja) * | 2009-08-28 | 2013-01-31 | アッコ セミコンダクター インコーポレイテッド | 線形化回路及び電力増幅のための方法 |
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