JPH0878965A - フィードフォワード増幅器 - Google Patents
フィードフォワード増幅器Info
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- JPH0878965A JPH0878965A JP6205854A JP20585494A JPH0878965A JP H0878965 A JPH0878965 A JP H0878965A JP 6205854 A JP6205854 A JP 6205854A JP 20585494 A JP20585494 A JP 20585494A JP H0878965 A JPH0878965 A JP H0878965A
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- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03F—AMPLIFIERS
- H03F1/00—Details of amplifiers with only discharge tubes, only semiconductor devices or only unspecified devices as amplifying elements
- H03F1/32—Modifications of amplifiers to reduce non-linear distortion
- H03F1/3223—Modifications of amplifiers to reduce non-linear distortion using feed-forward
- H03F1/3229—Modifications of amplifiers to reduce non-linear distortion using feed-forward using a loop for error extraction and another loop for error subtraction
- H03F1/3235—Modifications of amplifiers to reduce non-linear distortion using feed-forward using a loop for error extraction and another loop for error subtraction using a pilot signal
-
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- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
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- H03F2201/00—Indexing scheme relating to details of amplifiers with only discharge tubes, only semiconductor devices or only unspecified devices as amplifying elements covered by H03F1/00
- H03F2201/32—Indexing scheme relating to modifications of amplifiers to reduce non-linear distortion
- H03F2201/3212—Using a control circuit to adjust amplitude and phase of a signal in a signal path
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- Nonlinear Science (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Amplifiers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 フィードフォワード増幅器において、補償範
囲を拡大する。 【構成】 補助増幅器１５の入力または出力のピーク値
をピーク値電力測定器２４で検出し、このピーク値が最
小になる様に歪検出ループ１００の特性を、ベクトル調
整器３および制御回路９で制御する。 【効果】 ピーク値検出により歪検出ループの特性制御
を行うことにより、従来の平均レベルによる制御に比
し、直線性補償範囲が拡大する。
囲を拡大する。 【構成】 補助増幅器１５の入力または出力のピーク値
をピーク値電力測定器２４で検出し、このピーク値が最
小になる様に歪検出ループ１００の特性を、ベクトル調
整器３および制御回路９で制御する。 【効果】 ピーク値検出により歪検出ループの特性制御
を行うことにより、従来の平均レベルによる制御に比
し、直線性補償範囲が拡大する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はフィードフォワード増幅
器に関し、特に主増幅器の非直性歪検出ループとこの検
出された歪を主増幅器の出力へ合成して相殺する歪除去
ループとを備えるフィードフォワード増幅器に関するも
のである。
器に関し、特に主増幅器の非直性歪検出ループとこの検
出された歪を主増幅器の出力へ合成して相殺する歪除去
ループとを備えるフィードフォワード増幅器に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】従来、高周波数帯の多周波同時増幅等に
使用される線形増幅器として、例えば特開平１−１９８
８０９号公報に記載されているフィードフォワード増幅
器が知られている。図６にこの種の従来フィードフォワ
ード増幅器の構成例を示す。同図のフィードフォワード
増幅器は、歪み検出ループ１００と歪み除去ループ２０
０とを有して構成され、入力端子１から入力された高周
波帯の入力多周波多重信号を主増幅器４により一括して
増幅する。歪み検出ループ１００は、入力された信号成
分を相殺しその増幅の際に生じた非線形歪み成分を検出
する。歪み除去ループ２００は、その検出した歪み成分
を補助増幅器１５を用いて増幅した後、主増幅器４の出
力に再び注入することにより、歪み成分の相殺を行う。
使用される線形増幅器として、例えば特開平１−１９８
８０９号公報に記載されているフィードフォワード増幅
器が知られている。図６にこの種の従来フィードフォワ
ード増幅器の構成例を示す。同図のフィードフォワード
増幅器は、歪み検出ループ１００と歪み除去ループ２０
０とを有して構成され、入力端子１から入力された高周
波帯の入力多周波多重信号を主増幅器４により一括して
増幅する。歪み検出ループ１００は、入力された信号成
分を相殺しその増幅の際に生じた非線形歪み成分を検出
する。歪み除去ループ２００は、その検出した歪み成分
を補助増幅器１５を用いて増幅した後、主増幅器４の出
力に再び注入することにより、歪み成分の相殺を行う。
【０００３】上記歪検出ループ１００は、パイロット発
振器１８、入力信号にパイロット信号を重畳する結合器
（方向性結合器）１９、二分配器２、減衰量と移相量を
調整することができるベクトル調整器３、主増幅器４、
遅延線６、結合器１０、検波器（ＤＥＴ）２２及び制御
回路９よりなり、更に、結合器７及び８が夫々後述する
歪除去ループ２００と共通に設けられている。結合器８
の出力信号は、結合器１０を介して検波器２２にて検波
され制御回路９へ印加される。制御回路９は、検波器２
２の出力レベルが最小となるようにベクトル調整器３を
制御する。
振器１８、入力信号にパイロット信号を重畳する結合器
（方向性結合器）１９、二分配器２、減衰量と移相量を
調整することができるベクトル調整器３、主増幅器４、
遅延線６、結合器１０、検波器（ＤＥＴ）２２及び制御
回路９よりなり、更に、結合器７及び８が夫々後述する
歪除去ループ２００と共通に設けられている。結合器８
の出力信号は、結合器１０を介して検波器２２にて検波
され制御回路９へ印加される。制御回路９は、検波器２
２の出力レベルが最小となるようにベクトル調整器３を
制御する。
【０００４】また、上記の歪み除去ループ２００は、前
述の歪み検出ループ１００と共通に設けられている結合
器７、結合器８、パイロット発振器２０、結合器２１、
遅延線１１、結合器１２、減衰量と移相量を調整するこ
とができるベクトル調整器１３、補助増幅器１５、結合
器１６、検波器（ＤＥＴ）２３及び制御回路１４よりな
る。
述の歪み検出ループ１００と共通に設けられている結合
器７、結合器８、パイロット発振器２０、結合器２１、
遅延線１１、結合器１２、減衰量と移相量を調整するこ
とができるベクトル調整器１３、補助増幅器１５、結合
器１６、検波器（ＤＥＴ）２３及び制御回路１４よりな
る。
【０００５】制御回路１４はパイロット信号をフィード
フォワード回路の出力回路で結合器１６、検波器２３を
介して検出し、パイロット信号の検出レベルが最小とな
るように、ベクトル調整器１３を制御する。
フォワード回路の出力回路で結合器１６、検波器２３を
介して検出し、パイロット信号の検出レベルが最小とな
るように、ベクトル調整器１３を制御する。
【０００６】かかる構成の従来のフィードフォワード増
幅器の動作について説明する。入力端子１に入力された
高周波帯の多周波多重信号は、パイロット発振器１８の
出力信号と結合器１９で重畳された後、二分配器２によ
り２分配され、一方の信号はベクトル調整器３によりそ
の減衰量と移相量が調整され、主増幅器４に供給され増
幅された後、パイロット発振器２０によりのパイロット
信号が結合器２１で多重され、更に結合器７、遅延線１
１を介して結合器１２に入力される。この結合器１２の
入力信号は主増幅器信号であり、主増幅器４の増幅の際
に発生した歪み成分が含まれている。
幅器の動作について説明する。入力端子１に入力された
高周波帯の多周波多重信号は、パイロット発振器１８の
出力信号と結合器１９で重畳された後、二分配器２によ
り２分配され、一方の信号はベクトル調整器３によりそ
の減衰量と移相量が調整され、主増幅器４に供給され増
幅された後、パイロット発振器２０によりのパイロット
信号が結合器２１で多重され、更に結合器７、遅延線１
１を介して結合器１２に入力される。この結合器１２の
入力信号は主増幅器信号であり、主増幅器４の増幅の際
に発生した歪み成分が含まれている。
【０００７】二分配器２により分配された他方の信号
は、遅延線６によりベクトル調整器３及び主増幅器４の
信号遅延時間と同等の遅延時間を付与された後、結合器
７により分岐された主増幅信号の一部の信号が逆相で結
合器８において合成された後、結合器１０に入力され
る。結合器１０により分岐された一部の入力信号に含ま
れるパイロット信号は、検波器２２で検波された後、制
御信号９に供給される。制御回路９は検波器２２の出力
信号レベルが最小となるようにベクトル調整器３の減衰
量と移相量を調整する。
は、遅延線６によりベクトル調整器３及び主増幅器４の
信号遅延時間と同等の遅延時間を付与された後、結合器
７により分岐された主増幅信号の一部の信号が逆相で結
合器８において合成された後、結合器１０に入力され
る。結合器１０により分岐された一部の入力信号に含ま
れるパイロット信号は、検波器２２で検波された後、制
御信号９に供給される。制御回路９は検波器２２の出力
信号レベルが最小となるようにベクトル調整器３の減衰
量と移相量を調整する。
【０００８】ここで、二分配器２の出力端から結合器８
間での構成要素は遅延線６のみである発生する歪みは無
視できる。よって、上記の歪み検出ループ１００の動作
が適切であれば、ベクトル調整器３及び主増幅器４を夫
々通過し増幅された入力信号の一部が逆相で結合器８に
おいて合成されることにより、主として主増幅器４で発
生または混入した歪み成分のみが結合器８から出力され
る。
間での構成要素は遅延線６のみである発生する歪みは無
視できる。よって、上記の歪み検出ループ１００の動作
が適切であれば、ベクトル調整器３及び主増幅器４を夫
々通過し増幅された入力信号の一部が逆相で結合器８に
おいて合成されることにより、主として主増幅器４で発
生または混入した歪み成分のみが結合器８から出力され
る。
【０００９】結合器８から出力され結合器１０に入力さ
れた歪み成分は、ベクトル調整器１３により減衰量と移
相量が調整された後、補助増幅器１５に供給されて増幅
される。更に、この増幅された歪み成分は、遅延線１１
によりベクトル調整器１３と補助増幅器１５の伝幡遅延
時間分遅延された主増幅信号に結合器１２を介して逆相
で合成される。
れた歪み成分は、ベクトル調整器１３により減衰量と移
相量が調整された後、補助増幅器１５に供給されて増幅
される。更に、この増幅された歪み成分は、遅延線１１
によりベクトル調整器１３と補助増幅器１５の伝幡遅延
時間分遅延された主増幅信号に結合器１２を介して逆相
で合成される。
【００１０】この合成信号は結合器１６に供給され、こ
こで一部で分岐されて検波２３に入力される。検波器２
３は、例えば同期検波して入力信号中のパイロット信号
を抽出して制御回路１４へ出力する。制御回路１４は、
検波器２３の出力レベルが最小となるように、ベクトル
調整器１３の減衰量及び移相量を夫々制御する。これに
より結合器１６からは、パイロツ信号が最小つまり歪み
成分が最小とされた主増幅信号が出力端子１７へ出力さ
れる。
こで一部で分岐されて検波２３に入力される。検波器２
３は、例えば同期検波して入力信号中のパイロット信号
を抽出して制御回路１４へ出力する。制御回路１４は、
検波器２３の出力レベルが最小となるように、ベクトル
調整器１３の減衰量及び移相量を夫々制御する。これに
より結合器１６からは、パイロツ信号が最小つまり歪み
成分が最小とされた主増幅信号が出力端子１７へ出力さ
れる。
【００１１】各部Ａ〜Ｄのスペクトラムを図７の（Ａ）
〜（Ｄ）に夫々対応して示す。ｆ１，ｆ２は入力周波
数，ｆｘ，ｆｙは歪み成分のスプリアスである。
〜（Ｄ）に夫々対応して示す。ｆ１，ｆ２は入力周波
数，ｆｘ，ｆｙは歪み成分のスプリアスである。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】以上述べた特開平１−
１９８８０９号公報に記載されているフィードフォワー
ド増幅器は増幅器の入出力特性からとらえると最適な制
御を行っているとは限らない。以下にその理由を詳述す
る。
１９８８０９号公報に記載されているフィードフォワー
ド増幅器は増幅器の入出力特性からとらえると最適な制
御を行っているとは限らない。以下にその理由を詳述す
る。
【００１３】図３は主増幅器４入出力特性のモデルを示
しており、また補助増幅器１５は出力電力が主増幅器の
１／９程度の理想的なリミッタアンプとする。図４にこ
の補助増幅器１５の入出力特性のモデルを示す。
しており、また補助増幅器１５は出力電力が主増幅器の
１／９程度の理想的なリミッタアンプとする。図４にこ
の補助増幅器１５の入出力特性のモデルを示す。
【００１４】ここで、入力される信号の性質について考
察する。図８，図９に８波の正弦波を合成した波形の例
を示す。図８は初期位相が全て零の場合の例であり、図
９は初期位相をランダムな値に設定した場合の例であ
る。
察する。図８，図９に８波の正弦波を合成した波形の例
を示す。図８は初期位相が全て零の場合の例であり、図
９は初期位相をランダムな値に設定した場合の例であ
る。
【００１５】等振幅Ｎ波の信号を合成すると尖頭値電力
は１波あたりの電力のＮ2 倍になることが知られている
が、そのレベルに達している時間はほんの一瞬にすぎな
い。
は１波あたりの電力のＮ2 倍になることが知られている
が、そのレベルに達している時間はほんの一瞬にすぎな
い。
【００１６】合成電力が一定で位相が無相関なＮ個の正
弦波を合成した時の瞬時電圧分布を図１０に示す（Ｎ＝
１，２，４，８，１６，３２）。統計学によれば、位相
が無相関な正弦波を無限に合成した時の瞬時電圧分布
は、正規分布に従う。従って、波の数Ｎが多い時には、
ある時刻の入力電圧の期待値は低い値である。従って、
特開平１−１９８８０９号に述べられている様に、入力
信号にパイロット信号を重畳させて、パイロット信号を
キャンセルすることによってキャリアをキャンセルしよ
うとする方法で制御を行うと、歪検出ループは、補助増
幅器に入力される信号の平均電力が最も小さくなる様に
制御される。
弦波を合成した時の瞬時電圧分布を図１０に示す（Ｎ＝
１，２，４，８，１６，３２）。統計学によれば、位相
が無相関な正弦波を無限に合成した時の瞬時電圧分布
は、正規分布に従う。従って、波の数Ｎが多い時には、
ある時刻の入力電圧の期待値は低い値である。従って、
特開平１−１９８８０９号に述べられている様に、入力
信号にパイロット信号を重畳させて、パイロット信号を
キャンセルすることによってキャリアをキャンセルしよ
うとする方法で制御を行うと、歪検出ループは、補助増
幅器に入力される信号の平均電力が最も小さくなる様に
制御される。
【００１７】図１０に示す様に、多数キャリアが入力さ
れているときある時刻の入力電圧の確率は０Ｖ付近で最
大となる。従って歪検出ループは入力が０Ｖ付近で成立
する様制御される。そのため図３の“無歪と見なす特
性”は図３の“主増幅器の入出力特性”の原点付近の接
線となる。歪なく増幅するためには図３の実線（主増幅
器の入出力特性）と点線（無歪とみなす特性）との偏差
を補助増幅器によって補正する必要がある。補助増幅器
は方向制結合器で主増幅器の信号と合成されるので、補
助増幅器はその損失分余分に出力が必要となる。
れているときある時刻の入力電圧の確率は０Ｖ付近で最
大となる。従って歪検出ループは入力が０Ｖ付近で成立
する様制御される。そのため図３の“無歪と見なす特
性”は図３の“主増幅器の入出力特性”の原点付近の接
線となる。歪なく増幅するためには図３の実線（主増幅
器の入出力特性）と点線（無歪とみなす特性）との偏差
を補助増幅器によって補正する必要がある。補助増幅器
は方向制結合器で主増幅器の信号と合成されるので、補
助増幅器はその損失分余分に出力が必要となる。
【００１８】図３に補助増幅器の出力を−１０ｄＢの方
向性結合器で合成し、補助増幅器の飽和出力電力を主増
幅器の飽和出力電力の１／９程度に設定した場合の無歪
尖頭出力電圧を示す。また図１１（Ａ）に従来の制御方
法による入力電圧対補助増幅器に入力される電圧を示
す。
向性結合器で合成し、補助増幅器の飽和出力電力を主増
幅器の飽和出力電力の１／９程度に設定した場合の無歪
尖頭出力電圧を示す。また図１１（Ａ）に従来の制御方
法による入力電圧対補助増幅器に入力される電圧を示
す。
【００１９】フィードフォワード増幅器を構成する主増
幅器には、補償無しでもある程度の歪特性を実現するた
め、Ａ級に近い動作点が設定される。従って、入力信号
のレベルが大きくなるに従い利得は低下するのである。
よって補助増幅器の出力は主増幅器の出力に加算される
極性となる。これは補助増幅器の可能な出力範囲の半分
を利用しているにすぎないのである。従って、従来の制
御方法では、フィードフォワードが正常に働く入力範囲
が狭いという欠点を有する。
幅器には、補償無しでもある程度の歪特性を実現するた
め、Ａ級に近い動作点が設定される。従って、入力信号
のレベルが大きくなるに従い利得は低下するのである。
よって補助増幅器の出力は主増幅器の出力に加算される
極性となる。これは補助増幅器の可能な出力範囲の半分
を利用しているにすぎないのである。従って、従来の制
御方法では、フィードフォワードが正常に働く入力範囲
が狭いという欠点を有する。
【００２０】本発明の目的は、フィードフォワードが正
常に働く入力範囲の拡大を可能としたフィードフォワー
ド増幅器を提供することである。
常に働く入力範囲の拡大を可能としたフィードフォワー
ド増幅器を提供することである。
【００２１】
【課題を解決するための手段】本発明によるフィードフ
ォワード増幅器は、入力信号を増幅する主増幅器と、こ
の主増幅器の出力の一部を分岐して前記入力信号と合成
する手段と、この合成出力を増幅する補助増幅器と、こ
の補助増幅器の入力または出力の一部を取出してその尖
頭値を検出する尖頭値検出手段と、この検出出力が最小
になるように前記主増幅器の入力を制御する第１の制御
手段と、前記補助増幅器の出力を前記主増幅器の出力に
合成して前記主増幅器の歪を相殺する合成手段と、前記
主増幅器の増幅出力の一部を取出してそのレベルを検出
するレベル検出手段と、この検出レベルが最小になるよ
うに前記補助増幅器の入力を制御する第２の制御手段と
を含むことを特徴としている。
ォワード増幅器は、入力信号を増幅する主増幅器と、こ
の主増幅器の出力の一部を分岐して前記入力信号と合成
する手段と、この合成出力を増幅する補助増幅器と、こ
の補助増幅器の入力または出力の一部を取出してその尖
頭値を検出する尖頭値検出手段と、この検出出力が最小
になるように前記主増幅器の入力を制御する第１の制御
手段と、前記補助増幅器の出力を前記主増幅器の出力に
合成して前記主増幅器の歪を相殺する合成手段と、前記
主増幅器の増幅出力の一部を取出してそのレベルを検出
するレベル検出手段と、この検出レベルが最小になるよ
うに前記補助増幅器の入力を制御する第２の制御手段と
を含むことを特徴としている。
【００２２】
【作用】ここで、フィードフォワードの動作について考
えると、正常にフィードフォワードが動作している状態
のレベルダイヤグラムの一例が図１２に示されており、
この時、補助増幅器は飽和電力が無限で、歪が皆無であ
る理想的な増幅器であると仮定する。すると、たとえ主
増幅器が動作していなくともフィードフォワード増幅器
は一定に保たれる。つまり、補助増幅器が不足している
利得分を補うだけの能力があれば歪検出ループは成立し
ていなくともフィードフォワード増幅器は正常に動作す
る。
えると、正常にフィードフォワードが動作している状態
のレベルダイヤグラムの一例が図１２に示されており、
この時、補助増幅器は飽和電力が無限で、歪が皆無であ
る理想的な増幅器であると仮定する。すると、たとえ主
増幅器が動作していなくともフィードフォワード増幅器
は一定に保たれる。つまり、補助増幅器が不足している
利得分を補うだけの能力があれば歪検出ループは成立し
ていなくともフィードフォワード増幅器は正常に動作す
る。
【００２３】このことから、歪検出ループは「補助増幅
器で歪が発生しない程度にまでキャリアをキャンセルす
れば良い」ということがわかる。いま補助増幅器の入出
力特性を図４に示す様なクリップ歪だけが存在する特性
であると仮定すると、歪検出ループは補助増幅器に入力
される信号の尖頭値を一定値以下に制御すれば良い。
器で歪が発生しない程度にまでキャリアをキャンセルす
れば良い」ということがわかる。いま補助増幅器の入出
力特性を図４に示す様なクリップ歪だけが存在する特性
であると仮定すると、歪検出ループは補助増幅器に入力
される信号の尖頭値を一定値以下に制御すれば良い。
【００２４】そこで、本発明のフィードフォワード増幅
器は、補助増幅器の入力または出力の一部で取り出す方
向性結合器と、尖頭値検波器と、尖頭値検波器をリセッ
トする回路とを用いて、前記検波器の出力電力を最小に
制御することによって歪検出ループを制御する制御回路
を備えている。
器は、補助増幅器の入力または出力の一部で取り出す方
向性結合器と、尖頭値検波器と、尖頭値検波器をリセッ
トする回路とを用いて、前記検波器の出力電力を最小に
制御することによって歪検出ループを制御する制御回路
を備えている。
【００２５】
【実施例】次に、本発明について図面を参照して説明す
る。
る。
【００２６】図１は本発明の一実施例のブロックダイヤ
グラムであり、図６と同等部分は同一符号にて示され
る。尚、図１のフィードフォワード増幅器は従来のフィ
ードフォワード増幅器と大枠の回路構成は同様である。
つまり入力端子１から入力された高周波帯の多周波の多
重信号を主増幅器４により同時増幅すると共に、入力さ
れた信号成分を相殺してその増幅の際に生じた非線形歪
み成分を検出する歪み検出ループ１００と、その検出し
た歪み成分を補助増幅器１５を用いて増幅した後、主増
幅器４の出力に再び注入することにより歪み成分の相殺
を行う歪み除去ループ２００とを有して構成される。
グラムであり、図６と同等部分は同一符号にて示され
る。尚、図１のフィードフォワード増幅器は従来のフィ
ードフォワード増幅器と大枠の回路構成は同様である。
つまり入力端子１から入力された高周波帯の多周波の多
重信号を主増幅器４により同時増幅すると共に、入力さ
れた信号成分を相殺してその増幅の際に生じた非線形歪
み成分を検出する歪み検出ループ１００と、その検出し
た歪み成分を補助増幅器１５を用いて増幅した後、主増
幅器４の出力に再び注入することにより歪み成分の相殺
を行う歪み除去ループ２００とを有して構成される。
【００２７】上記の歪み検出ループ１００は、二分配器
２、減衰量と遅延量の調整を行うベクトル調整器３、主
増幅器４、遅延線６及び制御回路９よりなり、更に結合
器（方向性結合器）７及び８が歪み除去ループ２００と
共通に設けられている。尖頭値電力測定器２４は補助増
幅器１５の入力または出力の尖頭値電力を方向性結合器
１０を介して測定する。制御回路９は尖頭値電力測定器
２４の値を読取り、尖頭値電力測定器２４の測定値が最
小となる様にベクトル調整器３の値を調整する。
２、減衰量と遅延量の調整を行うベクトル調整器３、主
増幅器４、遅延線６及び制御回路９よりなり、更に結合
器（方向性結合器）７及び８が歪み除去ループ２００と
共通に設けられている。尖頭値電力測定器２４は補助増
幅器１５の入力または出力の尖頭値電力を方向性結合器
１０を介して測定する。制御回路９は尖頭値電力測定器
２４の値を読取り、尖頭値電力測定器２４の測定値が最
小となる様にベクトル調整器３の値を調整する。
【００２８】尖頭値電力測定器２４は最大値を保持する
ので制御回路９が尖頭値電力測定器２４の出力電圧を取
り込む毎にその最大値を放電させ、尖頭値電力測定器の
状態を初期化することにより、より高速の制御が可能と
なる。尚、尖頭値電力測定器２４は、カップリングコン
デンサＣ１と、抵抗Ｒ１と、ダイオードＤ１と、保持コ
ンデンサＣ２と、リセットスイッチＳ１とからなり、ス
イッチＳ１のオンにより尖頭値保持コンデンサＣ２をリ
セットする。
ので制御回路９が尖頭値電力測定器２４の出力電圧を取
り込む毎にその最大値を放電させ、尖頭値電力測定器の
状態を初期化することにより、より高速の制御が可能と
なる。尚、尖頭値電力測定器２４は、カップリングコン
デンサＣ１と、抵抗Ｒ１と、ダイオードＤ１と、保持コ
ンデンサＣ２と、リセットスイッチＳ１とからなり、ス
イッチＳ１のオンにより尖頭値保持コンデンサＣ２をリ
セットする。
【００２９】歪み検出ループ１００と歪み除去ループ２
００との共通部に位置する結合器２１は増幅器４の出力
信号へパイロット発振器２０から出力されるパイロット
信号を多重する回路部である。結合器７及び１０は入力
信号の一部を分岐し、結合器８は結合器７で分岐された
信号を逆相で結合する回路部である。尚、２５はサーキ
ュレータを示す。
００との共通部に位置する結合器２１は増幅器４の出力
信号へパイロット発振器２０から出力されるパイロット
信号を多重する回路部である。結合器７及び１０は入力
信号の一部を分岐し、結合器８は結合器７で分岐された
信号を逆相で結合する回路部である。尚、２５はサーキ
ュレータを示す。
【００３０】また歪み除去ループ２００は、信号を遅延
させる遅延線１１、信号の分離または結合を行う結合器
１２，１６、ベクトル調整器１３の調整を行う制御回路
１４、補助増幅器１５、狭帯域検出器２３およびベクト
ル調整器１３と前述の歪み検出ループ１００と共通の方
向性結合器７、方向性結合器８、方向性結合器１０、パ
イロット信号発振器２０、方向性結合器２１より構成さ
れる。
させる遅延線１１、信号の分離または結合を行う結合器
１２，１６、ベクトル調整器１３の調整を行う制御回路
１４、補助増幅器１５、狭帯域検出器２３およびベクト
ル調整器１３と前述の歪み検出ループ１００と共通の方
向性結合器７、方向性結合器８、方向性結合器１０、パ
イロット信号発振器２０、方向性結合器２１より構成さ
れる。
【００３１】入力端子１に入力された高周波帯の多周波
多重信号は二分配器２により２つの信号に分配される。
一方の信号はベクトル調整器３によりその減衰量と移相
量が調整された後、主増幅器４に供給される。増幅され
た信号は、パイロット発振器２０により生成されたパイ
ロット信号と結合器２１により多重され、更に結合器
７、遅延線１１を介して結合器１２に入力される。この
結合器１２の入力信号は、主増幅器であり主増幅器４に
より発生した歪み成分が含まれている。
多重信号は二分配器２により２つの信号に分配される。
一方の信号はベクトル調整器３によりその減衰量と移相
量が調整された後、主増幅器４に供給される。増幅され
た信号は、パイロット発振器２０により生成されたパイ
ロット信号と結合器２１により多重され、更に結合器
７、遅延線１１を介して結合器１２に入力される。この
結合器１２の入力信号は、主増幅器であり主増幅器４に
より発生した歪み成分が含まれている。
【００３２】二分配器２により分配された他方の信号
は、ベクトル調整器３及び主増幅器４の信号遅延時間と
同等の遅延時間を遅延線６により付与される。遅延線６
を経由した信号は、結合器７により分岐された主増幅信
号の一部の信号と逆相で結合器８により合成された後、
補助増幅器１５を経て結合器１０に入力される。結合器
１０では入力信号の一部の信号を分岐して尖頭値電力測
定器２４へ出力する。尖頭値電力測定器２４では、補助
増幅器の尖頭値電力が検波され、制御回路９に供給され
る。制御回路９は尖頭値電力測定器２４の出力信号レベ
ルが最小となるように、ベクトル調整器３を調整する。
これによって最適な歪み検出ループが成立する。
は、ベクトル調整器３及び主増幅器４の信号遅延時間と
同等の遅延時間を遅延線６により付与される。遅延線６
を経由した信号は、結合器７により分岐された主増幅信
号の一部の信号と逆相で結合器８により合成された後、
補助増幅器１５を経て結合器１０に入力される。結合器
１０では入力信号の一部の信号を分岐して尖頭値電力測
定器２４へ出力する。尖頭値電力測定器２４では、補助
増幅器の尖頭値電力が検波され、制御回路９に供給され
る。制御回路９は尖頭値電力測定器２４の出力信号レベ
ルが最小となるように、ベクトル調整器３を調整する。
これによって最適な歪み検出ループが成立する。
【００３３】二分配器２の出力端から結合器８までの構
成要素は遅延線６のみであり、歪みを発生する要素はな
い。このため、上記の歪み検出ループ１００の動作が適
切であれば、ベクトル調整器３及び主増幅器４の出力と
図５の無歪とみなす入出力特性との偏差（主として主増
幅器１４で発生した歪み成分）が、上記の結合器８から
補助増幅器１５を経て結合器１０へ出力される。
成要素は遅延線６のみであり、歪みを発生する要素はな
い。このため、上記の歪み検出ループ１００の動作が適
切であれば、ベクトル調整器３及び主増幅器４の出力と
図５の無歪とみなす入出力特性との偏差（主として主増
幅器１４で発生した歪み成分）が、上記の結合器８から
補助増幅器１５を経て結合器１０へ出力される。
【００３４】結合器１０に入力された歪み成分は、ベク
トル調整器１３より減衰量と移相量が調整された後、補
助増幅器１５に結合され増幅され結合器１２に出力され
る。結合器１２において、遅延線１１によりベクトル調
整器１３と補助増幅器１５の伝幡遅延時間分遅延された
主増幅信号に、補助増幅器１５の出力信号が逆相で合成
される。この合成信号は結合器１６に供給され、ここ
で、一部が分岐され、狭帯域検出器２３で検波され制御
回路１４に入力される。
トル調整器１３より減衰量と移相量が調整された後、補
助増幅器１５に結合され増幅され結合器１２に出力され
る。結合器１２において、遅延線１１によりベクトル調
整器１３と補助増幅器１５の伝幡遅延時間分遅延された
主増幅信号に、補助増幅器１５の出力信号が逆相で合成
される。この合成信号は結合器１６に供給され、ここ
で、一部が分岐され、狭帯域検出器２３で検波され制御
回路１４に入力される。
【００３５】この狭帯域検出器２３は、例えば同期検波
し、この入力信号中のパイロット信号を抽出して制御回
路１４へ出力する。制御回路１４は、狭帯域検出器２３
の出力レベルが最小となるように、ベクトル調整器１３
の特性を制御する。これにより、出力端子１７へパイロ
ット信号が最小、つまり歪み成分が最小とされた主増幅
信号が出力される。
し、この入力信号中のパイロット信号を抽出して制御回
路１４へ出力する。制御回路１４は、狭帯域検出器２３
の出力レベルが最小となるように、ベクトル調整器１３
の特性を制御する。これにより、出力端子１７へパイロ
ット信号が最小、つまり歪み成分が最小とされた主増幅
信号が出力される。
【００３６】尚、図２に図１の回路の各部のスペクトラ
ムの例を示し、ｆ１，ｆ２が入力周波数、ｆｘ，ｆｙが
主増幅器４による歪み成分でありスプリアスを示す。
ムの例を示し、ｆ１，ｆ２が入力周波数、ｆｘ，ｆｙが
主増幅器４による歪み成分でありスプリアスを示す。
【００３７】図２（Ｃ）に示す如く、図１の補助増幅器
１５の出力点Ｃにおけるスペクトラムは、従来の図７
（Ｃ）のそれとは異なり、入力式周波数ｆ１，ｆ２が残
留するが、これは尖頭値電力を検出してそれが最小にな
る様に制御しているためであり、図６の従来例では歪み
検出ループの制御は信号の平均レベルを検出してそれが
最小になる様に制御される点で異なっている。
１５の出力点Ｃにおけるスペクトラムは、従来の図７
（Ｃ）のそれとは異なり、入力式周波数ｆ１，ｆ２が残
留するが、これは尖頭値電力を検出してそれが最小にな
る様に制御しているためであり、図６の従来例では歪み
検出ループの制御は信号の平均レベルを検出してそれが
最小になる様に制御される点で異なっている。
【００３８】前述した如く、フィードフォワード増幅器
が実際に使用される多周波同時増幅時には、平均電力は
必要とする尖頭値電力の１／８〜１／９程度にすぎず、
よって歪み電力を最小にする様な制御を歪み検出ループ
で行うと、主増幅器の入出力特性において、図３の点線
の“無歪とみなす特性”に従ってフィードフォワード制
御が行われる。
が実際に使用される多周波同時増幅時には、平均電力は
必要とする尖頭値電力の１／８〜１／９程度にすぎず、
よって歪み電力を最小にする様な制御を歪み検出ループ
で行うと、主増幅器の入出力特性において、図３の点線
の“無歪とみなす特性”に従ってフィードフォワード制
御が行われる。
【００３９】ところが、一般に主増幅器の入出力特性は
図３の実線で示す特性であるために、主増幅器の入出力
特性が点線の特性からずれた分は補助増幅器が出力する
必要がある。したがって、図３，４の特性では、平均電
力の数倍程度の尖頭値電力まで直線性が補償されるにす
ぎないのである。
図３の実線で示す特性であるために、主増幅器の入出力
特性が点線の特性からずれた分は補助増幅器が出力する
必要がある。したがって、図３，４の特性では、平均電
力の数倍程度の尖頭値電力まで直線性が補償されるにす
ぎないのである。
【００４０】これに対して、本発明では、歪み検出ルー
プにピーク値検出器を採用することで、無歪とみなす特
性（図３の点線）を図５に示す如く、実際に使用する尖
頭値電力範囲内で実際の主増幅器の入出力特性（実線）
と無歪と見なす直線（点線）との偏差の最大値が最小と
なる様に、歪み検出ループが制御されることになり、従
来例に比して平均電力の８倍程度まで直線性が補償され
ることになる。
プにピーク値検出器を採用することで、無歪とみなす特
性（図３の点線）を図５に示す如く、実際に使用する尖
頭値電力範囲内で実際の主増幅器の入出力特性（実線）
と無歪と見なす直線（点線）との偏差の最大値が最小と
なる様に、歪み検出ループが制御されることになり、従
来例に比して平均電力の８倍程度まで直線性が補償され
ることになる。
【００４１】尚、図１１（Ｂ）に本発明による場合の入
力電圧対補助増幅器の入力電圧特性を示しており、補助
増幅器の適正入力範囲が拡大されていることが判る。
力電圧対補助増幅器の入力電圧特性を示しており、補助
増幅器の適正入力範囲が拡大されていることが判る。
【００４２】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、歪
検出ループを制御する時に、補助増幅器の入力または出
力の尖頭値電力を検出しその尖頭値電力の値が最小にな
る様に、主増幅器と縦列に接続されたベトクル調整器を
調整し、主増幅器の前または後にパイロット信号を注入
し、出力端でのパイロット信号のレベルが最小となる様
に補助増幅器と縦列接続されたベクトル調整器を調整す
ることにより、従来のフィードフォワード増幅器に比べ
てより広い入力範囲となり、より大きな出力を得るフィ
ードフォワード増幅器を構成できるという効果がある。
検出ループを制御する時に、補助増幅器の入力または出
力の尖頭値電力を検出しその尖頭値電力の値が最小にな
る様に、主増幅器と縦列に接続されたベトクル調整器を
調整し、主増幅器の前または後にパイロット信号を注入
し、出力端でのパイロット信号のレベルが最小となる様
に補助増幅器と縦列接続されたベクトル調整器を調整す
ることにより、従来のフィードフォワード増幅器に比べ
てより広い入力範囲となり、より大きな出力を得るフィ
ードフォワード増幅器を構成できるという効果がある。
【図１】本発明の実施例の回路ブロック図である。
【図２】図１のブロックの各部のスペクトラムを示す図
である。
である。
【図３】主増幅器の入出力特性のモデルを示し、従来技
術での制御時のものを示す。
術での制御時のものを示す。
【図４】補助増幅器の入出力特性のモデルを示す図であ
る。
る。
【図５】主増幅器の入出力特性のモデルを示し、本発明
での制御時のものを示す。
での制御時のものを示す。
【図６】従来のフィードフォワード増幅器の回路ブロッ
ク図である。
ク図である。
【図７】図６のブロックの各部のスペクトラムを示す図
である。
である。
【図８】正弦波８波の合成波形例を示す図であり、初期
位相が零の場合のものである。
位相が零の場合のものである。
【図９】正弦波８波の合成波形例を示す図であり、初期
位相がランダムの場合のものである。
位相がランダムの場合のものである。
【図１０】多数キャリア（搬送波）の瞬時電圧の確率分
布を示す図である。
布を示す図である。
【図１１】（Ａ）は従来制御方法による入力電圧対補助
増幅器への入力電圧特性図、（Ｂ）は本発明の制御方法
による入力電圧対補助増幅器への入力電圧特性図であ
る。
増幅器への入力電圧特性図、（Ｂ）は本発明の制御方法
による入力電圧対補助増幅器への入力電圧特性図であ
る。
【図１２】フィードフォワード動作が正常な場合のフィ
ードフォワード増幅器のレベルダイアグラムの一例を示
す図である。
ードフォワード増幅器のレベルダイアグラムの一例を示
す図である。
１ 入力 ２ 二分配器 ３，１３ ベクトル調整器 ４ 主増幅器 ６，１１ 遅延線 ７，８，１０，１２，１６，２１ 結合器 ９，１４ 制御回路 １５ 補助増幅器 ２３ 狭帯域検出器 ２４ 尖頭値電力測定器 １００ 歪検出ループ ２００ 歪除去ループ Ｃ１，Ｃ２ コンデンサ Ｄ１ ダイオード Ｒ１ 抵抗 Ｓ１ リセットスイッチ
Claims (6)
- 【請求項１】 入力信号を増幅する主増幅器と、この主
増幅器の出力の一部を分岐して前記入力信号と合成する
手段と、この合成出力を増幅する補助増幅器と、この補
助増幅器の入力または出力の一部を取出してその尖頭値
を検出する尖頭値検出手段と、この検出出力が最小にな
るように前記主増幅器の入力を制御する第１の制御手段
と、前記補助増幅器の出力を前記主増幅器の出力に合成
して前記主増幅器の歪を相殺する合成手段と、前記主増
幅器の増幅出力の一部を取出してそのレベルを検出する
レベル検出手段と、この検出レベルが最小になるように
前記補助増幅器の入力を制御する第２の制御手段とを含
むことを特徴とするフィードフォワード増幅器。 - 【請求項２】 前記尖頭値検出手段は前記補助増幅器の
出力の一部の尖頭値を検出して保持する保持手段を有
し、前記第１の制御手段は前記保持手段の保持情報を取
込んだ後にリセットする手段を有することを特徴とする
請求項１記載のフィードフォワード増幅器。 - 【請求項３】 前記主増幅器の入力または出力に一定周
波数のパイロット信号を挿入する手段を更に含み、前記
レベル検出手段は前記主増幅器の出力から前記パイロッ
ト信号を抽出する抽出手段を有し、前記第２の制御手段
はこの抽出出力が最小となるよう前記補助増幅器の入力
を制御するよう構成されていることを特徴とする請求項
１または２記載のフィードフォワード増幅器。 - 【請求項４】 前記抽出手段は前記パイロット信号を同
期検波する同期検波手段であることを特徴とする請求項
３記載のフィードフォワード増幅器。 - 【請求項５】 入力信号を主増幅器により増幅しこの増
幅信号の一部を分岐して前記入力信号と合成して歪成分
を取出す歪検出ループと、この歪検出ループにより取出
された歪成分を補助増幅器により増幅しこの増幅歪成分
を前記主増幅器の出力信号と合成して当該歪成分を相殺
除去する歪除去ループとを含むフィードフォワード増幅
器であって、前記補助増幅器の入力または出力の一部を
取出してその尖頭値を検出する尖頭値検出手段と、この
検出出力が最小になるように前記歪検出ループの特性を
制御する制御手段とを有することを特徴とするフィード
フォワード増幅器。 - 【請求項６】 前記尖頭値検出手段は前記補助増幅器の
出力の一部の尖頭値を検出して保持する保持手段を有
し、前記制御手段は前記保持手段の保持情報を取込んだ
後にリセットする手段を有することを特徴とする請求項
６記載のフィードフォワード増幅器。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6205854A JP2697625B2 (ja) | 1994-08-31 | 1994-08-31 | フィードフォワード増幅器 |
| AU30367/95A AU687589B2 (en) | 1994-08-31 | 1995-08-30 | Feed-forward amplifier |
| CA002157255A CA2157255C (en) | 1994-08-31 | 1995-08-30 | Feed-forward amplifier with expanded linearity |
| US08/521,632 US5617061A (en) | 1994-08-31 | 1995-08-31 | Feed-forward amplifier |
| DE69519211T DE69519211T2 (de) | 1994-08-31 | 1995-08-31 | Vorwärts geregelter Verstärker |
| EP95306090A EP0700150B1 (en) | 1994-08-31 | 1995-08-31 | Feed-forward amplifier |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6205854A JP2697625B2 (ja) | 1994-08-31 | 1994-08-31 | フィードフォワード増幅器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0878965A true JPH0878965A (ja) | 1996-03-22 |
| JP2697625B2 JP2697625B2 (ja) | 1998-01-14 |
Family
ID=16513816
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6205854A Expired - Fee Related JP2697625B2 (ja) | 1994-08-31 | 1994-08-31 | フィードフォワード増幅器 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5617061A (ja) |
| EP (1) | EP0700150B1 (ja) |
| JP (1) | JP2697625B2 (ja) |
| AU (1) | AU687589B2 (ja) |
| CA (1) | CA2157255C (ja) |
| DE (1) | DE69519211T2 (ja) |
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| KR20040003532A (ko) * | 2002-07-03 | 2004-01-13 | 주식회사 기가웨이브 텔레콤 | 리니어 전력 증폭기에서의 위상, 크기 에러 추출장치 |
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