JP2014064113A - ドハティ増幅器 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】入力信号が分配される分配器11と、分配器11からの分配された一方の信号が入力されるメイン増幅器12と、分配された他方の信号の位相を90度遅らせる第1の移相器14と、第1の移相器14からの信号が入力されるピーク増幅器13と、メイン増幅器12からの信号の位相を90度遅らせる第2の移相器15と、ピーク増幅器13からの信号と第2の移相器15からの信号を加算する加算器16とを備える。メイン増幅器12とピーク増幅器13は、それぞれトランスと増幅器とで構成され、1次と2次のトランス負荷が異なることを利用して、メイン増幅器12とピーク増幅器13との間に位相差を生じさせる。
【選択図】図4
Description
メイン増幅器2の出力は、第2の90°移相器5を経由する必要があるため、ピーク増幅器3のバース電流と逆相となり、ピーク増幅器3の効率を低下させる様子が開示されている。
また、請求項3に記載の発明は、請求項1又は2に記載の発明において、前記メイン増幅器及び前記ピーク増幅器の少なくとも一方は、前記第1の増幅器の前段に接続され、1次側トランス及び前記1次側トランスと対になる2次側トランスを含む第2のトランス部とをさらに備えていることを特徴とする。
また、請求項5に記載の発明は、請求項1乃至4のいずれかに記載の発明において、前記1次側トランス及び前記2次側トランスが有する負荷は、可変容量素子であることを特徴とする。
図4は、本発明に係るドハティ増幅器の実施形態を説明するための回路構成図である。図中符号11は分配器、12はメイン増幅器(トランス付)、13はピーク増幅器(トランス付)、14は第1の90°移相器、15は第2の90°移相器、16は加算器を示している。
図4に示した高線形ドハティ増幅器は、入力信号が分配される分配器11と、この分配器11からの分配された一方の信号が入力されるメイン増幅器12と、分配器11からの分配された他方の信号の位相を90度遅らせる第1の移相器14と、この第1の移相器14からの信号が入力されるピーク増幅器13と、メイン増幅器12からの信号の位相を90度遅らせる第2の移相器15と、ピーク増幅器13からの信号と第2の移相器15からの信号を加算する加算器16とを備えている。
本実施例1は、メイン増幅器12及びピーク増幅器13の少なくとも一方は、差動対を含む第1の増幅部23と、差動対の負荷である1次側トランス21及び1次側トランス21と対になる2次側トランス22を含む第1のトランス部20とを備え、1次側トランス21及び2次側トランス22が有する負荷の少なくとも一方を可変とする。
図6(a),(b)は、トランスの1次側と2次側のそれぞれをLCR並列回路で表した図で、図6(a)は、メイン増幅器及びピーク増幅器の1次側モデル、図6(b)は、シミュレーションのテスト回路を示す図である。なお、図6(a)におけるLCR並列回路は、図6(b)におけるそれぞれにLCR回路に相当している。図6(b)におけるLCR_Lはメイン増幅器の2次側、LCR_Mはメイン増幅器とピーク増幅器の1次側、LCR_Hはピーク増幅器の2次側を示している。LCR_LとLCR_MとLCR_Hを模擬して利得を変えることなく位相を可変できることを示している。
図8乃至図11は、図7(a)乃至(d)に「それぞれ対応した拡大図である。つまり、図8は図7(a)の拡大図、図9は図7(b)の拡大図、図10は図7(c)の拡大図、図11は図7(d)の拡大図である。
本実施例2では、メイン増幅器12及びピーク増幅器13の少なくとも一方は、2次側トランス32が接続される第2の差動対増幅器36を含む第2の増幅器37をさらに備えている。
入力は、第1の増幅器34の入力部を構成する第1の差動対増幅器33に入力され、第1の増幅器34の第1の負荷へ出力される。第1の負荷はトランスの1次側として構成され、2次側は第2の増幅器37の入力である第2の差動対増幅器36に接続されている。第2の増幅器37は、第2の差動対増幅器36と第2の負荷35とで構成され、第2の差動対増幅器36と第2の負荷35との接続端子が出力として外部との接続に用いている。
VCIP>VCINの時、L1P・C1P>L1P・C1Pとなり、V1P側の位相は“位相遅れ増”、V1N側の位相は“位相遅れ減”の関係を保持したまま、ピーク増幅器の入力に至る。元来、180°の位相差があったため、ピーク増幅器のベース入力に大きく干渉し、線形性、利得を劣化させていたが、位相差≠180°となり、線形性・利得ともに改善される。
以下に、L1P=L1N=L2P=L2N=Lとして説明する。トランスの1次側は、L1PとL1Nの縦続接続、C1PとC1Nの縦続接続が並列配置され、C1PとC1Nは位相制御信号によって容量値が増減できるようになっている。トランスの2次側も、1次側と同様の構成で、1次側と2次側間の結合係数はkである。
つまり、図12に示した本実施例2の構成では、増幅器をメイン増幅器又はピーク増幅器の少なくともどちらか一方に用いて、メイン増幅器の系(パス)とピーク増幅器の系(パス)との間の位相差を発生/調整させ、図2に示したメイン増幅器の信号がピーク増幅器のベース電流を抑圧することを軽減させ、ドハティ増幅器の線形性を向上させる。また、ピーク増幅器のベース信号レベルが低下するのを防止しているとみなすことができるので、ドハティ増幅器の利得・出力パワーの向上にも寄与する。
また、メイン増幅器12及びピーク増幅器13の少なくとも一方は、第2の増幅器49の差動対の負荷である1次側トランス51及び1次側トランス51と対になる2次側トランス52を含む第3のトランス部50とを備えている。
入力は、第1の増幅器44の入力部を構成する第1のトランス部40を経由して第1の差動対増幅器43に入力され、第1の増幅器44の第1の負荷46が1次側を構成している第2のトランス部45を経由して第2の差動対増幅器48に入力され、さらに、増幅された後に、第2の増幅器49の第2の負荷51が1次側を構成している第3のトランス50を経由して出力される。
2 メイン増幅器(キャリア増幅器)
3 ピーク増幅器
4,5 90°移相器
6 可変位相器
12 メイン増幅器(トランス付)
13 ピーク増幅器(トランス付)
14 第1の90°移相器
15 第2の90°移相器
16 加算器
20,30,40 第1のトランス部
21,31,41,46,51 差動負荷トランス(1次側)
22,32,42,47,52 差動負荷トランス(2次側)
23 差動対増幅器
33,43 第1の差動対増幅器
34,44 第1の増幅器
35 第2の負荷
36,48 第2の差動対増幅器
37,49 第2の増幅器
45 第2のトランス部
50 第3のトランス部
Claims (5)
- 入力信号が分配される分配器と、
該分配器からの分配された一方の信号が入力されるメイン増幅器と、
前記分配器からの分配された他方の信号の位相を90度遅らせる第1の移相器と、
該第1の移相器からの信号が入力されるピーク増幅器と、
前記メイン増幅器からの信号の位相を90度遅らせる第2の移相器と、
前記ピーク増幅器からの信号と前記第2の移相器からの信号を加算する加算器とを備え、
前記メイン増幅器及び前記ピーク増幅器の少なくとも一方は、差動対を含む第1の増幅部と、前記差動対の負荷である1次側トランス及び前記1次側トランスと対になる2次側トランスを含む第1のトランス部とを備え、
前記1次側トランス及び前記2次側トランスが有する負荷の少なくとも一方を可変とすることを特徴とするドハティ増幅器。 - 前記メイン増幅器及び前記ピーク増幅器の少なくとも一方は、前記2次側トランスが接続される別の差動対を含む第2の増幅器をさらに備えていることを特徴とする請求項1に記載のドハティ増幅器。
- 前記メイン増幅器及び前記ピーク増幅器の少なくとも一方は、前記第1の増幅器の前段に接続され、1次側トランス及び前記1次側トランスと対になる2次側トランスを含む第2のトランス部とをさらに備えていることを特徴とする請求項1又は2に記載のドハティ増幅器。
- 前記メイン増幅器及びピーク増幅器の少なくとも一方は、前記第2の増幅器の差動対の負荷である1次側トランス及び前記1次側トランスと対になる2次側トランスを含む第3のトランス部とを備えていることを特徴とする請求項1又は2に記載のドハティ増幅器。
- 前記1次側トランス及び前記2次側トランスが有する負荷は、可変容量素子であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載のドハティ増幅器。
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