JPS60173908A

JPS60173908A - 非線形歪補償回路

Info

Publication number: JPS60173908A
Application number: JP59028483A
Authority: JP
Inventors: Toshiro Sakane; 坂根　敏朗
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1984-02-20
Filing date: 1984-02-20
Publication date: 1985-09-07

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】発明の技術分野本発明は、電力増幅器特にマイクロ波帯等の高周波電力
増幅器の非線形歪を補償する為の補償信号を出力する非
線形歪補償回路に関するものである′。

従来技術と問題点マイクロ波帯等の高周波電力増幅器の前段に、その非線
形歪特性と逆特性の歪補償回路を接続して、高周波電力
増幅器の出力電力の大きい非線形動作領域に於いても、
その非線形歪を補償した電力増幅を行わせ、高周波電力
増幅器の出力容量を充分に利用した経済的な構成とする
ことが知られている。

例えば、第１図に示すように、分配器２と線形増幅器３
と非線形増幅器４と合成器５とにより、非線形歪補償回
路を構成し、入力端子１に加えられた入力信号は、分配
器２により分配されて線形増幅器３と非線形増幅器４と
に加えられ、線形増幅器３による歪のない出力信号と、
非線形増幅器４による歪が含まれた出力信号とが合成器
５により合成されて端子６から高周波帯の電力増幅器７
に加えられ、増幅出力信号は出力端子８から出力される
。この高周波帯の電力増幅器７の非線形歪特性を打ち消
すような合成器５からの合成出力信号が得られるように
、線形増幅器３及び非線形増幅器４の出力レベル及び位
相を設定するものである。

線形増幅器３の出力信号が第２図のＡ、非線形増幅器４
の出力信号がＢであったとすると、合成器５による合成
出力信号心よ、Ｃとなる。この合成出力信号Ｃが被補償
電力増幅器の非線形歪を補償する為の逆特性の非線形歪
を含む補償信号となるように調整されるものである。こ
のような状態に於いて、入力信号レベルが大きくなると
、非線形増幅器４はその歪特性によりゲインが低下し出
力信号位相も変化することになる。その為、線形増幅器
３の出力信号を前述の場合と同様にＡとすると、非線形
増幅器４の出力信号は例えばＢ、に示ず大きさ及び位相
となる。それによって、合成出力信号はＣ１に示すもの
となる。この合成出力信号Ｃ１により非補償電力増幅器
の非線形歪特性を補償できるものであれば、入力信号レ
ベルの変化に対しても、電力増幅器め非線形歪を補償す
ることができることになる。

しかし、電力増幅器７の非線形歪特性は複雑な特性の場
合が多く、特にマイクロ波帯の電力増幅器は、ＧａＡｓ
ＦＥＴ　（電界効果トランジスタ）等のマイクロ波帯用
増幅素子を用いて、多段並列構成として大電力増幅器を
構成することが一般的であり、このような電力増幅器に
於いては、複雑な３次曲線的な歪特性となるので、広範
囲の歪補償を行うことは困難であった。又多値直交振幅
変調信号を伝送する場合等に於いては、電力増幅器の非
線形歪特性により伝送帯域の広がりが生して妨害を与え
る場合があり、このような伝送帯域の広がりを防止する
ことが要望されている。

発明の目的本発明は、被補償電力増幅器の非線形歪を広範囲にわた
って補償することができる非線形歪補償回路を提供する
ことを目的とするものである。

発明の構成本発明は、線形増幅器と非線形増幅器との出力信号の合
成出力信号又は被補償電力増幅器の出力信号を検出して
前記線形増幅器と非線形増幅器との何れか一方又は両方
の飽和レベルを制御する制御回路を設けたものであり、
入力信号レベルに対応して補償量を制御できるので、広
範囲の非線形歪を補償することができる。以下実施例に
ついて詳細に説明する。

発明の実施例第３図は、本発明の一実施例のブロック図であり、線形
増幅器及び非線形増幅器として、デュアルゲ−１・電界
効果トランジスタ１３．１４を用いた場合についてのも
のである。入力端子１１に加えられた入力信号は、分配
器１２により分配されて電界効果トランジスタ１３．１
４の第１ゲートに加えられる。この電界効果トランジス
タ１３゜１４の第２ゲートには制御回路１９からの制御
信号が加えられる。又ソースは接地され、電界効果トラ
ンジスタ１３のドレインに移相器１５が接続され、電界
効果トランジスタ１４のドレインに減衰器１６が接続さ
れ、移相器１５と減衰器１６とを介した信号は合成器１
７に加えられて合成される。

電界効果トランジスタ１３を線形増幅器、電界効果トラ
ンジスタ１４を非線形増幅器とする場合、第２ケートに
加える制御信号を予め設定して、電界効果トランジスタ
１４の方が早く飽和状態となるようにするか、又はこの
制御信号と組合せて、分配器１２の分配比を設定し、電
界効果トランジズタ１４側への分配を多くするように構
成することもできる。この場合は、合成器１７に於ける
合成比も分配器１２の分配比に対応して設定するもので
ある。このように、電界効果トランジスタ１３．１４の
動作状態を設定し、移相器１５により相対的な位相及び
減衰器１６により相対的なレベルを調整することによっ
て、合成器１７により合成された合成出力信号は、電ツ
ノ増幅器２１の非線形歪と逆特性の歪成分を含むものと
なる。移相器１５及び減衰器１６は、歪のない入力信号
と歪を含む入力信号とを合成して補償信号を形成する場
合に於ける位相及びレベルを調整するものであるから、
電界効果トランジスタ１３．１４の両方に接続すること
も可能である。

この合成出力信号は、分配器１８及び可変減衰器２０を
介して電力増幅器２１に加えられ、電力増幅器２１の増
幅出力信号は分配器２２を介して出力端子２４に出力さ
れる。この分配器２２で分配された増幅出力信号は、レ
ベル制御回路２３に加えられ、増幅出力信号レベル示一
定となるように、可変減衰器２０の減衰量が制御される
。なおこのような増幅出力信号レベルを一定化する手段
は省略することも可能である。

又分配器１８で分配された合成出力信号の一部は、制御
回路１９に加えられ、合成出力信号レベルを検出して、
非線形増幅器を構成する電界効果トランジスタ１４の飽
和レベルを制御することにより、歪発生量を変化させ、
又線形増幅器を構成する電界効果トランジスタ１３は飽
和領域でない線形動作領域で動作するもので、そのゲイ
ン制御により、合成器１７で合成された補償信号を入力
信号レベルに対応して変化させることができる。

即ち、入力信号レベルの変化に対応して被補償電力増幅
器である電力増幅器２１の非線形歪特性が変化しても、
その変化に対応した補償信号を出力することができるこ
とになる。

第４図は、１６値ＣＡＭ　（直交振幅変調）信号等の多
値直交振幅変調信号の周波数スペクトラムの説明図であ
り、中心周波数ｆ。で歪が小さい場合の周波数スペクト
ラムが実線で示す場合、電力増幅器の非線形歪の増加に
従って点線及び鎖線で示すように周波数スペクトラムの
広がりが生じるものである。従って、スペクトラムの広
がりが生じる周波数、例えば、ｆ、、ｆ２の成分を検出
し、この周波数成分、力く小さくなるような補償信号を
形成することにより、電力増幅器の非線形歪を補償する
ことができる。

第５図は、前述の周波数成分を検出して非線形歪を補償
する本発明の実施例のブロック図であり、電力増幅器２
１は簡単化の為、増幅出力信号レベルを一定化する構成
は省略している。３１はバンドパスフィルタ、３２は分
配器、３３はバンドパスフィルタであり、バンドパスフ
ィルタ３１の代わりに、バンドパスフィルタ３３を接続
することも可能であるので、分配器３２とバンドパスフ
ィルタ３３とを点線で示している。バンドパスフィルタ
３１．３３は、第４図の周波数ｆ、’、ｆ２の何れか一
方又は両方を抽出できる特性とするものであり、抽出し
た信号成分を制御回路１９に加える。

制御回路１９は、バンドパスフィルタ３１により抽出さ
れた周波数ｒ　、　、ｆ、、、の何れか一方又は両方に
ついて、入力信号レベルが大きくなった場合に、電力増
幅器２１の非線形歪が大きくなり、周波数スペクトラム
の広がりが大きくなるので、その逆特性の歪成分を含む
ように、電界効果トランジスタ１３．１４の第２ゲート
を制御するものである。

又点線で示すように、分配器３２で増幅出力信号の一部
を分配し、バンドパスフィルタ３３で周波数ｒ、、ｆ２
の何れか一方又は両方を抽出して制御回路１９に加える
構成とした場合は、増幅出力信号に含まれる周波数ｆｔ
、ｆｚの何れか一方又は両方の成分が小さくなるように
、電界効果トランジスタ１３．１４の第２ゲートを制御
するものである。それにより、電力増幅器２１からは非
線形歪を含まない増幅出力信号が得られることになる。

第６図は、本発明の更に他の実施例のプロ・ツク図であ
り、４１は入力端子、４２は分配器、４３．４４は単一
ゲート電界効果トランジスタ、４５は移相器、４６は減
衰器、４７は合成器、４８は分配器、４９は制御回路、
５０は制御回路４９により制御される可変減衰器、５１
は出力端子である。電界効果トランジスタ４３を線形増
幅器、電界効果トランジスタ４４を非線形増幅器として
動作させるように、分配器４２の分配比が設定され、こ
の分配比に対応して合成器４７の合成比も設定される。

可変減衰器５０は、例えば、ｐｉｎダイオード減衰器と
することができるものであり、合成器４７からの合成出
力信号レベルに対応して可変減衰器５０を制御し、合成
出力信号に含まれる歪成分の位相、レベル等を、出力端
子５１に接続される被補償電力増幅器の非線形歪特性に
対応して変化させるものである。それにより、入力信号
レベルが大きく変化しても、それに対応して電力増幅器
の非線形歪を補償することが可能となるものである。

又可変減衰器５０は電界効果トランジスタ４４のゲート
に接続して、合成出力信号が電力増幅器の非線形歪を補
償するように制御することも可能である。

発明の詳細な説明したように、本発明は、電界効果トランジスタ１
３．４３等からなる線形増幅器と、電界効果トランジス
タ１４．４４等からなる非線形増幅器との出力信号の合
成出力信号又は被補償電力増幅器の出力信号を検出して
前記線形増幅器と非線形増幅器との何れか一方又は両方
の飽和レベルを制御する制御回路１９．４９を設けたも
のであり、線形増幅器と非線形増幅器とを同種類のトラ
ンジスタで構成することが可能であるから、温度変化が
生じても、被補償電力増幅器に入力してその非線形歪特
性を補償する合成出力信号の変化を抑制することができ
、安定な非線形歪補償を行わせることが可能となる。又
入力信号レベルの変化に対応して、合成出力信号又は増
幅出力信号のレベル或いはスペクトラムが変化するので
、それを検出して、被補償電力増幅器の非線形歪特性を
補償することができるので、入力信号レベルの広い範囲
にわたって補償することができる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の非線形歪補償回路のブロック図、第２図
は補償信号のベクトル説明図、第３図は本発明の一実施
例のブロック図、第４図は周波数スペクトラムの説明図
、第５図及び第６図は本発明のそれぞれ異なる実施例の
ブロック図である。１１．４１は入力端子、１２．４２は入力信号を分配す
る分配器、１３．１４はデュアルゲート電界効果トラン
ジスタ、１５は移相器、１６は減衰器、１７．４７は合
成器、１８．４８は合成出力信号を分配する分配器、１
９．４９は制御回路、２０．５０は可変減衰器、２１は
電力増幅器、２２は分配器、２３はレベル制御回路、２
４は出力端子、３１，３３はバンドパスフィルタ、３２
は分配器、４３．４４は電界効果トランジスタである。特許出願人　富士通株式会社代理人弁理士　相　谷　昭　司代理人弁理士　渡　邊　弘　− 第１図

Claims

【特許請求の範囲】

入力信号を分配して線形増幅器と非線形増幅器とに入力
し、該線形増幅器と非線形増幅器との出力信号を合成し
て出力し、被補償電力増幅器の歪特性を補償する非線形
歪補償回路に於いて、前記線形増幅器と非線形増幅器と
の出力信号の合成出力信号又は前記被補償電力増幅器の
出力信号を検出して前記線形増幅器と非線形増幅器との
何れか一方又は両方の飽和レベルを制御する制御回路を
設けたことを特徴とする非線形歪補償回路。