JP2002158545A - 帯域分割形歪み補償回路 - Google Patents

帯域分割形歪み補償回路

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JP2002158545A
JP2002158545A JP2000353632A JP2000353632A JP2002158545A JP 2002158545 A JP2002158545 A JP 2002158545A JP 2000353632 A JP2000353632 A JP 2000353632A JP 2000353632 A JP2000353632 A JP 2000353632A JP 2002158545 A JP2002158545 A JP 2002158545A
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Junichi Yoneda
純一 米田
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 非線形デバイスで発生する歪み補償が広帯域
信号に対しても可能な帯域分割形歪み補償回路を提供す
る。 【解決手段】 入力信号を分配器2で分配しバンドパス
フィルタ3、4、5、6で低域から高域まで帯域別に分
割する。分割した信号を増幅器7、8、9、10で増幅
した後、歪み発生回路11、12、13、14でそれぞ
れ帯域毎に予め歪みを発生させる。歪みを発生した信号
を結合器15で合成し、増幅器等の非線形デバイス16
に入力し、前記帯域別の非線形特性と非線形デバイス1
6の非線形特性とを相殺させて出力端子17から線形性
を有する信号を出力する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、広帯域信号の歪み
補償回路に関し、特に、非線形デバイスにおける歪みを
補償する帯域分割形歪み補償回路に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、非線形デバイスで発生する歪みを
補償する歪み補償回路としては、図5に示すような歪み
補償回路が使用されている。非線形デバイス52とその
前段に接続された歪みを発生する歪み発生回路51とか
ら構成されている。
【0003】入力端子50に入力された信号に対し非線
形デバイス52の歪み特性と反対の歪みを生じさせる歪
み発生回路51で予め歪みを発生し、前記非線形デバイ
ス52に入力することにより、両回路の特性の相殺によ
り回路全体の線形性を改善する。例えば、入力端子50
より周波数軸上に多重された信号が入力され、この入力
信号が歪み発生回路51に入力され予め歪みを発生す
る。歪み発生回路51で歪みが重畳された信号は非線形
デバイス52に入力し、出力端子53より線形特性の信
号が出力される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従来の歪み補償回路で
は、比較的狭い周波数帯域の非線形デバイスの歪み補償
を行うことは可能であるが、周波数帯域が広帯域な入力
信号では、低周波域から高周波域までの歪みを高精度に
補償することは難しい。
【0005】(発明の目的)本発明の目的は、広帯域信
号に対しても非線形デバイスで発生する歪み補償が可能
な帯域分割形歪み補償回路を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の帯域分割形歪み
補償回路は、非線形手段で発生する歪みを補償する帯域
分割形歪み補償回路において、入力信号を帯域別に複数
の信号経路に分配する分配手段と、前記分配手段に接続
され前記複数の信号に前記非線形手段の歪み特性と逆の
特性を有する歪み成分を付加する複数の歪み発生手段
と、前記複数の歪み発生手段の出力を合成する結合手段
と、前記結合手段の出力を前記非線形手段に入力するこ
とを特徴と有する。
【0007】前記発明において、歪み成分の振幅と位相
を調整できる歪み発生回路を備えることを特徴とする。
また、前記複数の信号経路にはそれぞれ増幅器を有する
こと、前記分配手段は、入力信号の分配器と前記分配器
の出力に接続されたバンドパスフィルタとで構成されて
いること、入力信号は周波数多重化信号であることを特
徴とする。
【0008】また、分配手段の分配比、信号経路の利得
及び結合手段の合成比を調整可能としたことを特徴とす
る。
【0009】(作用)入力信号を分配器等で分配し、複
数のバンドパスフィルタ等で低域から高域まで帯域別に
分割する。分割した信号を適宜増幅した後、それぞれ歪
み発生回路で帯域毎に予め歪みを発生させる。歪みを発
生した信号を結合器で合成し、非線形デバイスに入力
し、前記帯域別の非線形特性と非線形デバイスの非線形
特性とを相殺させて線形性を実現する。レーザダイオー
ドや増幅器等の非線形デバイスを線形デバイス化して、
当該デバイスのダイナミックレンジの増加や歪み量の低
減を行う。
【0010】
【発明の実施の形態】本発明の帯域分割形歪み補償回路
の一実施の形態について図面を参照して詳細に説明す
る。 (構成の説明)図1は、本実施の形態の構成を示すブロ
ック図である。入力端子1に接続された分配器2と、分
配器2の各出力に接続されたバンドパスフィルタ3、
4、5、6と、前記バンドパスフィルタ3、4、5、6
にそれぞれ接続された増幅器7、8、9、10と、各増
幅器7、8、9、10にそれぞれ接続された歪み発生回
路11、12、13、14と、各歪み発生回路11、1
2、13、14の各出力に接続された結合器15と、前
記結合器15に接続されたレーザダイオードや増幅器等
の非線形デバイス16とから構成される。
【0011】入力端子1に入力された信号は分配器2で
複数経路に分配され、それぞれバンドパスフィルタ3、
4、5、6へ出力される。バンドパスフィルタ3、4、
5、6は入力信号を低域から高域までの複数の帯域に分
割出力する。分割された各経路の信号はそれぞれ増幅器
7、8、9、10で増幅され、歪み発生回路11、1
2、13、14に入力し、それぞれの帯域で歪みを発生
する。歪み発生回路11、12、13、14の出力は結
合器15で結合され、非線形デバイス16に入力され、
出力端子17から線形性を有する信号が出力される。
【0012】図2は、図1に示す帯域分割形歪み補償回
路の入力信号としての周波数多重された信号の例を示す
図であり、図3は、非線形デバイスの非線形特性30、
各歪み発生回路11、12、13、14の非線形特性3
1及び帯域分割形歪み補償回路の線形特性を示す図であ
る。ここで、非線形デバイス16の非線形特性は、前記
各歪み発生回路11、12、13、14の非線形特性、
つまり当該各周波数帯域での非線形特性と逆の歪みを発
生する非線形特性を有するものであるが、図4に示すよ
うに互いに同一の非線形特性か又は非線形デバイスの特
性に応じ一部若しくは全部がそれぞれ異なる非線形特性
とすることができる。
【0013】図4は、歪み発生回路の具体的な回路例を
示す図である。入力端子40と出力端子49の間に非線
形特性を有し歪みを生じる素子及びその特性調整回路を
備える。
【0014】入力端子40からバンドパスフィルタで帯
域分割され増幅された信号が入力し、直流阻止用のコン
デンサ41を通りダイオード46に入力する。ダイオー
ド46はコンデンサ42とコイル43と抵抗44で構成
するバイアス回路からバイアスを受ける。ダイオード4
6は並列にコンデンサ45があり、ダイオードのカソー
ド側にはバイアス電流を流すためのコイル47が接続さ
れ、さらに先は接地されている。ダイオード46のカソ
ードは直流阻止用のコンデンサ48に接続され出力端子
49から結合器15に出力される。 (動作の説明)次に、本実施の形態の動作を図1〜図4
を参照して詳細に説明する。
【0015】本実施の形態の入力端子1の入力信号は、
図2に示すように周波数軸上に多重された信号が入力さ
れる。なお、図2では分かりやすいように途中を点線で
示しているが実際の信号は隙間なく連続した信号とす
る。
【0016】図1に示すように、入力信号は分配器2で
幾つかの同一信号に分配(図1では4分配)される。こ
の分配された信号はそれぞれバンドパスフィルタ3、
4、5、6に入力される。
【0017】バンドパスフィルタ3、4、5、6は、入
力信号を図2に示すようにそれぞれ低周波帯域から高周
波帯域を4つの帯域20の信号に分割する。図1、2の
例では、バンドパスフィルタ3でバンド1の帯域を切り
出し、バンドパスフィルタ4でバンド2を切り出し、バ
ンドパスフィルタ5でバンド3を切り出し、さらにバン
ドパスフィルタ6でバンド4を切り出している。
【0018】切り出された信号は、それぞれ増幅器7、
8、9、10で適宜に増幅される。増幅された信号は歪
み発生回路11、12、13、14で歪みを発生する。
ここで発生する歪みは非線形デバイス16におけるそれ
ぞれの周波数帯域で発生する歪みと振幅特性が同一で位
相特性が180deg異なる。歪みが発生したそれぞれの
経路の信号は結合器15で合成される。合成された信号
は非線形デバイス16に入力され、全体特性として見る
と出力端子17より線形デバイスとしての信号が出力さ
れる。
【0019】本実施の形態によれば、図3に示すように
非線形デバイス16単体の入出力特性は、例えばそれぞ
れの周波数帯域で非線形特性30で示す特性を有し、結
合器15で合成される信号は各周波数帯域で非線形特性
31に示す特性を有するとし、この特性31の信号を特
性12の非線形デバイス16を通過することにより特性
32に示す線形特性が実現される。
【0020】図4に示す歪み発生回路の具体的な回路構
成において、分配器及びバンドパスフィルタで帯域分割
され、さらに増幅された信号は入力端子40に入力され
る。入力された信号は直流成分を阻止するコンデンサ4
1を通り、ダイオード46の非線形特性により歪み成分
が付加される。歪み成分が付加された信号は直流成分を
阻止するコンデンサ48を介して出力端子49から出力
される。
【0021】このダイオード46は、コンデンサ42と
コイル43と抵抗44で構成されるバイアス回路からバ
イアス電圧を受けており、このバイアスはダイオード4
6のカソードに接続されたコイル47を通し接地され、
またダイオード46にはコンデンサ45が並列に接続さ
れている。
【0022】従って、ダイオード46に対するバイアス
電圧を調整したり、抵抗44を調整したり、コンデンサ
45を調整することにより、発生する歪みの振幅や位相
を変化させることが可能であり、また、非線形デバイス
16の歪み成分と振幅が同じで位相が180&deg異なる
歪み成分を発生させることが可能である。各歪み発生回
路の特性は非線形デバイスの周波数帯域別の非線形特性
にそれぞれ対応する逆の特性とすることにより、全体の
線形特性を良好なものとすることが可能である。
【0023】(他の実施の形態)以上説明した実施の形
態において、図1に示す分配器2は抵抗分割により構成
することもトランスを用いて構成することも可能であ
る。また分配比は厳密に設定する必要はなく、また位相
特性も厳密にする設定する必要はない。これは増幅器
7、8、9、10で必要な振幅を得ることが可能であ
り、また歪み発生回路11、12、13、14でも振幅
特性の調整が可能であるからであり、更に位相特性も調
整できるからである。
【0024】前記実施の形態では分配器の分岐数を4分
岐とする例で説明したが、分岐数は任意に選択すること
が可能である。分岐数を増やせば回路規模が大きくなる
ものの、広帯域な入力信号の場合、振幅や位相を調整す
る箇所が増えるため正確で精密な歪み補償を行うことが
可能となる。
【0025】また、歪み発生回路としては、図2に示す
ものの他に市販されているMMICアンプを用いること
により所望の歪みを発生させることが可能である。
【0026】勿論、増幅器7、8、9、10と歪み発生
回路11、12、13、14は位置を反対にすることも
可能であり、また、歪み発生回路は一段構成でなくても
よく、非線形デバイスとの振幅と位相が合うように直列
接続した多段構成としてもよい。
【0027】また、本発明の更に他の実施の形態として
は、分配比の調整可能な分配器を備え、バンドパスフィ
ルタも適宜の個数を備え、バンドパスフィルタによる分
割後の信号に対して、利得の調整用の増幅器を備え、振
幅と位相を調整出来る歪み発生回路を備え、分割した信
号を適宜の合成比で合成する合成器を備え、前記分配
器、バンドパスフィルタ、増幅器、歪み発生回路及び合
成器の少なくとの1つの調整により、周波数軸上を分割
した信号の特性を非線形デバイスの非線形性にあうよう
に調整可能とし、高精度の歪み補償を行う構成を採用可
能である。
【0028】
【発明の効果】本発明の帯域分割形歪み補償回路によれ
ば、入力信号を低周波から高周波まで所望の個数のバン
ドパスフィルタで分割しそれぞれの帯域において、非線
形デバイスの特性に合うように歪み補償用の歪みを発生
するように構成しているから、非線形デバイスに生じる
非線形特性を低周波から高周波まで正確に歪みを補償
し、線形性を改善することが可能であり、非線形デバイ
スのダイナミックレンジの増加及び歪み量の低減が可能
である。
【0029】また、本発明によれば、各周波数帯域の分
割、回路中の増幅器での振幅特性の調整が可能であり、
歪み発生回路でも振幅特性の調整と位相特性を調整でき
るから、回路上で使用する分配器、合成器の分配比や位
相特性があまり正確でなくても良好な直線性を実現する
ことが可能である。
【0030】更に、本発明の回路形式はフォワード方向
のみの歪み補償であるから、どのような非線形デバイス
でも歪み補償を行うことが可能である。歪み補償におい
ては、フィードバック方式が一番歪み補償効果があるも
のの、フィードバックループの遅延時間などにより、特
に高周波デバイスでは必ずしも歪み補償が有効でない。
本発明はフォワード方向のみの歪み補償であるので低周
波から高周波まですべてのデバイスの歪み補償が可能で
ある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の帯域分割形歪み補償回路の一実施の形
態を示すブロック図である。
【図2】本実施の形態の入力信号の一例を示す図であ
る。
【図3】本実施の形態における使用する回路の入出力特
性を示す図である。
【図4】本実施の形態の歪み発生回路の具体的な回路例
を示す図である。
【図5】従来の歪み補償回路を示す図である。
【符号の説明】
1 入力端子 2 分配器 3、4、5、6 バンドパスフィルタ 7、8、9、10 増幅器 11、12、13、14、51 歪み発生回路 15 結合器 16、52 非線形デバイス 46 ダイオード
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5J069 AA01 CA21 CA32 CA62 FA01 FA19 HA19 HA25 HA29 HA33 KA00 KA12 KA44 TA01 TA02 TA03 5J090 AA01 CA21 CA32 CA62 FA01 FA19 GN04 HA19 HA25 HA29 HA33 KA00 KA12 KA44 TA01 TA02 TA03 5J091 AA01 CA21 CA32 CA62 FA01 FA19 HA19 HA25 HA29 HA33 KA00 KA12 KA44 TA01 TA02 TA03

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 非線形手段で発生する歪みを補償する帯
    域分割形歪み補償回路において、 入力信号を帯域別に複数の信号経路に分配する分配手段
    と、前記分配手段に接続され前記複数の信号に前記非線
    形手段の歪み特性と逆の特性を有する歪みを発生する複
    数の歪み発生手段と、前記複数の歪み発生手段の出力を
    合成する結合手段と、前記結合手段の出力を前記非線形
    手段に入力することを特徴と有する帯域分割形歪み補償
    回路。
  2. 【請求項2】 歪み成分の振幅と位相を調整できる歪み
    発生回路を備えることを特徴とする請求項1記載の帯域
    分割形歪み補償回路。
  3. 【請求項3】 前記複数の信号経路にはそれぞれ増幅器
    を有することを特徴とする請求項1又は2記載の帯域分
    割形歪み補償回路。
  4. 【請求項4】 前記分配手段は、入力信号の分配器と前
    記分配器の出力に接続されたバンドパスフィルタとで構
    成されていることを特徴とする請求項1、2又は3記載
    の帯域分割形歪み補償回路。
  5. 【請求項5】 入力信号は周波数多重化信号であること
    を特徴とする請求項1、2又は3記載の帯域分割形歪み
    補償回路。
  6. 【請求項6】 分配手段の分配比、信号経路の利得及び
    結合手段の合成比を調整可能としたことを特徴とする請
    求項1記載の帯域分割形歪み補償回路。
JP2000353632A 2000-11-20 2000-11-20 帯域分割形歪み補償回路 Pending JP2002158545A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007288434A (ja) * 2006-04-14 2007-11-01 Toshiba Corp 増幅器および無線通信回路
US7539464B2 (en) 2005-06-06 2009-05-26 Ntt Docomo, Inc. Power series type predistorter for multi-frequency bands operation
JP2012075081A (ja) * 2010-09-03 2012-04-12 Hitachi Kokusai Electric Inc 電力増幅装置
KR101692994B1 (ko) * 2015-06-26 2017-01-04 가람전자(주) 이중대역 선형 증폭기

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