JPS6017936Y2 - 非線形回路 - Google Patents

非線形回路

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JPS6017936Y2
JPS6017936Y2 JP1977036527U JP3652777U JPS6017936Y2 JP S6017936 Y2 JPS6017936 Y2 JP S6017936Y2 JP 1977036527 U JP1977036527 U JP 1977036527U JP 3652777 U JP3652777 U JP 3652777U JP S6017936 Y2 JPS6017936 Y2 JP S6017936Y2
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JP
Japan
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nonlinear
circuit
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high frequency
phase
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JP1977036527U
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JPS53133541U (ja
Inventor
健一 今野
宏夫 礒野
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日本放送協会
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Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、進行波管増幅器など超高周波の増幅器の多く
が有する非線形増幅特性を相殺除去する前置補償などに
用いて好適な非線形回路に関するものである。
従来、高周波増幅器の非線形特性を前置補償するために
、当該高周波増幅器の有する非線形特性とは逆の非線形
特性をあらかじめ入力信号に付与するために非線形回路
としては、その多くか可変容量素子を用いて構成されて
いるが、可変容量素子を用いて構成した非線形前置補償
回路には、可変容量素子の耐圧などにより取り扱い得る
信号電力に制限があり、また前置補償に伴う挿入損失が
大きく、さらに、信号の振幅と位相との補償特性をそれ
ぞれ独立には調整し得ないなどの欠点がある。
これに対しては可変抵抗素子を用いて構成した前置補償
用の非線形回路が知られており、例えば、第1図あるい
は第2図に示すような構成のものが考えられている。
第1図示の前置補償用非線形回路においては、分布結合
線路6を使用し、図示のごとく、その分布結合線路6の
端子3および4にそれぞれ可変抵抗素子7および8を接
続し、それら可変抵抗素子の抵抗値を、端子1からの振
幅変調された入力高周波信号を検知器11に加えて取出
したエンベロープ波形信号aおよびbによりそれぞれ制
御し、端子2に供給して端子5から取出す高周波信号の
振幅に所要の非線形ひずみを付与するが、高周波信号の
位相の前置補償は行なえない。
一方、第2図示の前置補償用非線形回路においては、高
周波信号の振幅と位相との双方に非線形ひずみを同時に
付与することができ、入力端子1からの振幅変調された
高周波信号を分岐器12により分岐して検知器11に導
くとともに分配器13にも導き、さらに2分して可変減
衰器14および15に供給する。
それらの可変減衰器14および15の減衰量を検波器1
1により検出したのち増幅器17および18により適切
に増幅した入力高周波信号のエンベロープ波形信号によ
って制御し、それらの減衰器を通過する高周波信号の信
号レベルをエンベロープ波形に応じて変化させる。
それらの通過信号を合成器16に導いてベクトル合皮す
るが、可変減衰器14および15における減衰量の相互
間に適切な相違が生ずるようにしておけば、ベクトル合
成出力の高周波信号は、その振幅と位相との双方にエン
ベロープ波形に応じた非線形ひずみが付与されるので、
所要の逆特性を付与して高周波増幅器9において生ずる
振幅におよび位相の非線形ひずみを相殺除去することが
できる。
かかる第2図示の構成によれば、可変減衰器14.15
の制御量と減衰量の比とによって高周波信号の振幅と位
相とにそれぞれ所要の非線形ひずみを付与することがで
きるが、分配器13と合成器16とに2個の例えばハイ
ブリッド回路を使用する必要があるなど回路の構成が複
雑となる欠点がある。
第2図示の回路構成をなるべく簡単化するために、例え
ば第3図に示すように、可変減衰器に簡単な構成のダイ
オード減衰器を用いた例があるが、第3図示の構成にお
いても、上述した分配器および合成器として、アイソレ
ーター19を入力側に付加したハイブリッド回路20お
よび終端抵抗を付加したハイブリッド回路21として2
個のハイブリッド回路を用いる必要があり、回路構成を
十分に簡単化することが困難であった。
本考案の目的は、上述した従来の諸問題を解決し、可変
抵抗素子を用いた簡単な回路構成により、高周波信号に
振幅および位相の非線形ひずみを独立に付与し得るよう
にし、高周波増幅器の非線形特性の前置補償のために送
信機に組込むに適するようにした非線形回路を提供する
ことにある。
すなわち、本考案非線形回路は、ハイブリッド回路の2
個の分離入出力端子に実数成分反射素子および虚数成分
反射素子をそれぞれ接続腰それらの反射素子によりそれ
ぞれ反射された入力信号を合成して合成出力端子より取
出すようにしたものである。
以下、図面を参照して本考案を詳細に説明する。
まず、本考案非線形回路を用いて行なう高周波増幅器の
非線形特性補償の基本原理を説明する。
一般に、高周波増幅器の出力y (t)を非線形伝達関
数G (x)を用いて表わせば y(t)=G(×)・X−ejωt (1)となる
ここに、X−ejω1は増幅器入力である。
一方、第4図に示すように、非線形伝達関数G(x)を
有する高周波増幅器9に非線形伝達関数F (s)を有
する非線形回路22を前置して接続した場合に、高周波
増幅器9の入力を上述のX・eJω“とじ、非線形回路
22の入力をs ” ejω1とすると、非線形回路2
2における入力と出力との間にはつぎの関係が戊立つ。
X11eJω1=F(s)・s・eJω1 (2)
上記(2)式を前述の(1)式に代入すると、前置補償
用の非線形回路22の入力と高周波増幅器9の出力との
間にはつぎの関係が戒立つ。
y(t)=G(X)・F(s)・ej6Jt(3)した
がって、 G (x) ・F (s)=K (一定)(4)とすれ
ば、非線形回路22の伝達関数F (s)は高周波増幅
器9の伝達関数G (x)の逆関数となって第4図示の
構成により線形増幅特性が得られ、入力端子1に供給し
た高周波信号は振幅や位相にひずみを生ずることなく増
幅されて出力端子10から取出される。
しかして、高周波増幅器9の非線形伝達関数G(x)は
、振幅非線形項G (x)と、高周波増幅器9内におい
て入力高周波信号の振幅変化に伴って生ずる位相変化を
表わすAM −P M変換項φ(x)とに分けて表わせ
ば、 G(X)=G(X)・eJφ3゛ゝ となる。
したがって、その非線形伝達関数G(x)の逆関数とな
るべき非線形回路22の非線形伝達関数F (s)は、
上述の(4)式からK F (s) =函・e−jφ(x) K 、に =−・cosφ(x) −eJ函・ G(x) sinφ(x) = FA(s) JFp(5)
(5)の形にして求めることができる。
すなわち、前置補償用の非線形回路に必要な非線形伝達
関数の実数成分FA(4)と虚数成分Fp<s>とは、
高周波増幅器9の非線形伝達関数G(x)中の振幅非線
形項G(x)とAM−PM変換項φ(x)とを用いてF
A (s) ”而” CO3φ(X)1FP(5)”
@31゜。
。8、す °゛K ・ G(x) と表わすことができる。
したがって、かかる実数の振幅非線形項と虚数の位相非
線形項とからなる非線形伝達関数を有する非線形回路を
構成して高周波増幅器に前置すれば、前述した線形増幅
が行なわれる。
上述のような非線形伝達関数を有する非線形回路の具体
的構成の例を第5図および第6図にそれぞれ示す。
第5図示の構成例においては、入力端子1からの入力高
周波信号をハイブリッド回路24の合成入力端子2に供
給して分離入出力端子4および5にそれぞれ分離して伝
送されるようにする。
しかして、それらの分離入出力端子4および5には可変
抵抗器25および26をそれぞれ接続しておき、端子4
および5に現われた高周波信号がそれらの可変抵抗器2
5および26によりそれぞれ反射されて合皮され、合成
出力端子3から取出されるようにする。
これらの可変抵抗器25.26の抵抗値を、第3図示の
構成におけると同様に、振幅変調された入力高周波信号
を検波器11に加えて取出したのち増幅器17.18に
より適切に増加したエンベロープ波形信号a、 bによ
りそれぞれ制御して、上述した端子4および5における
高周波信号の反射の際の反射係数が、それぞれ前述した
位相非線形項FP(S)および振幅非線形項F A (
5)となるようにするとともに、振幅非線形項FA(5
)の反射係数とする端子5に接続した可変抵抗器26に
は45°移相器27を介挿して、可変抵抗器26により
反射される高周波信号に往復で90°の位相差が付与さ
れるようにし、合成出力の高周波信号の振幅および位相
に所要の非線形ひずみがそれぞれ与えられるようにする
なお、合成入力端子2に現われる不要信号成分はアイソ
レーター19に吸収される。
本考案による第5図示の非線形回路は、第3図示の従来
回路に比して、入力高周波信号の分配、合皮にハイブリ
ッド回路24を1個しか使用しないので、回路構成が著
しく簡単化されている。
第6図示の構成例は、第5図示の非線形回路をさらに簡
単化したものであり、端子5に接続してその反射係数が
実数の振幅非線形項FA(s)となるようにする反射素
子には短絡器28を用い、端子4に接続してその反射係
数が虚数の位相非線形項FP(s)となるようにする反
射素子にのみ可変抵抗器25を用いる。
かかる簡単な構成の非線形回路によっても、これを進行
波管増幅器に前置して非線形特性の補償を行なった場合
には、非線形特性によって増幅出力の高周波信号中に発
生する混変調成分が20dB以上も低減されて、その非
線形ひずみが大幅に改善されることを確認した。
すなわち、例えば、第7図に点線で示すような非線形特
性を有する進行波管増幅器の前置補償に必要な非線形回
路の非線形伝達関数の実数部である振幅非線形項FA(
S)と虚数部である位相非線形項Fp(、)とを相対的
に図示すれば第7図にそれぞれ実線で示すようになり、
振幅非線形項FA(5)は信号レベルの広い範囲にわた
ってほぼ1に近い平坦なレスポンスとなる。
したがって、第6図示の構成のごとく、ハイブリッド回
路24の端子5に接続してその反射素子が実数の振幅非
線形項となるようにする反射素子を単なる短絡器28と
して端子5に現われる高周波信号を全反射するようにし
ても十分な補償特性が得られること、上述した実測結果
のとおりである。
また、第6図示の非線形回路におけるハイブリッド回路
24の端子3から取出される高周波信号のベクトル合皮
の態様は第8図に示すようになり、振幅補償ベクトルF
A (8)が一定であっても、これと直交する位相補
償ベクトルFp<s>の非線形変化により、出力合成の
ベクトルの振幅についても、適切な非線形補償が同時に
行なわれることが判る。
なお、第9図に示すように、第8図示のような補償ベク
トルの合皮において、振幅補償ベクトルFA(!、)に
対する位相補償ベクトルFp<s>の脅威角度を90’
とはせず、90°十αに設定した場合には、角度αの値
を変えることにより、第8図示の補償ベクトルの合皮に
よって同時に行なわれる振幅非線形の補償量を、例えば
、端子5から短絡器28までの線路長を変えるなどの簡
単な方法でさらに適切に調整することが可能となる。
以上の説明から明らかなとおり、本考案によれば、従来
、高周波増幅器の非線形特性の前置補償に用いる非線形
回路を可変抵抗素子を用いて振幅および位相の非線形特
性をそれぞれ調整可能に構成する場合に高周波信号の分
配と合皮とに2個必要としていたハイブリッド回路を1
個にして同等の作用効果を得ることができ、さらに、振
幅非線形補償用には短絡器のみを用いることも可能とな
るので、回路構成が著しく簡単となり、その際、短絡器
の位置、すなわち、ハイブリッド回路の端子までの線路
長によって振幅非線形の補償量も調整することができる
すなわち、本考案によれば、かかる簡単な構成も調整も
容易な非線形回路を前置して高周波増幅器の非線形特性
を振幅、位相ともに十分に補償することができ、多チャ
ンネルの高周波信号の同時増幅など送信機の機能を大幅
に増大させ、かつ、その構成を簡易化することができる
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の高周波増幅器非線形特性補償用の非線形
回路の構成の例を示すブロック線図、第2図は同じくそ
の従来の構成の他の例を示すブロック線図、第3図は同
じくその従来の構成のさらに他の例を示すブロック線図
、第4図は本考案の基本原理を示すブロック線図、第5
図は本考案非線形回路の構成例を示すブロック線図、第
6図は同じくその他の構成例を示すブロック線図、第7
図は同じくその非線形特性の例を示す特性曲線図、第8
図は同じくその非線形補償の態様を示すベクトル図、第
9図は同じくその非線形補償の他の態様を示すベクトル
図である。 1・・・・・・入力端子、2. 3.4.5・・・・・
・結合線路の入出力端子、6・・・・・・結合線路、7
,8・・・・・・可変抵抗素子、9・・・・・・高周波
増幅器、10・・曲馬周波増幅器出力端子、11・・・
・・・エンベロープ検波器、12・・・・・・分岐器、
13・・・・・・分配器、14.15・・・・・・可変
減衰器、16・・・・・・合成器、17.18・・・・
・・増幅器、19・・・・・・アイソレーター、20,
21・・・・・・ハイブリッド回路、22・・・・・・
非線形回路、23・・・・・・非線形回路出力端子、2
4・・・・・・ハイブリッド回路、25,26・・・・
・・可変抵抗器、27・・・・・・45゜移相器、28
・・・・・・短絡器。

Claims (1)

  1. 【実用新案登録請求の範囲】 1 ハイブリッド回路の2個の分離入出力端子に実数成
    分反射素子および虚数成分反射素子をそれぞれ接続し、
    それらの反射素子によりそれぞれ反射された入力信号を
    合皮して合成出力端子より取出すようにしたことを特徴
    とする非線形回路。 2 前記虚数成分反射素子を接地した可変抵抗器をもっ
    て構成するとともに前記実数成分反射素子を45°移相
    器と接地した可変抵抗器との直列回路をもって構成した
    ことを特徴とする実用新案登録請求の範囲第1項記載の
    非線形回路。 3 前記虚数成分反射素子を接地した可変抵抗器ももっ
    て構成するとともに前記実数成分反射素子を短絡器をも
    って構成したことを特徴とする実用新案登録請求の範囲
    第1項記載の非線形回路。
JP1977036527U 1977-03-28 1977-03-28 非線形回路 Expired JPS6017936Y2 (ja)

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JP1977036527U JPS6017936Y2 (ja) 1977-03-28 1977-03-28 非線形回路

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JPS53133541U JPS53133541U (ja) 1978-10-23
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS522253A (en) * 1975-06-24 1977-01-08 Kokusai Denshin Denwa Co Ltd <Kdd> Non-linearity compensation cicuit for high frequency amplifier

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS522253A (en) * 1975-06-24 1977-01-08 Kokusai Denshin Denwa Co Ltd <Kdd> Non-linearity compensation cicuit for high frequency amplifier

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JPS53133541U (ja) 1978-10-23

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