JP2731707B2 - フィードフォワード歪補償増幅器 - Google Patents

フィードフォワード歪補償増幅器

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JP2731707B2 JP5242277A JP24227793A JP2731707B2 JP 2731707 B2 JP2731707 B2 JP 2731707B2 JP 5242277 A JP5242277 A JP 5242277A JP 24227793 A JP24227793 A JP 24227793A JP 2731707 B2 JP2731707 B2 JP 2731707B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はフィードフォワード歪補
償増幅器に関し、特に低周波において一般に用いられて
いるような負帰還による増幅器の非直線歪の改善が困難
となる無線周波数での高周波増幅を行なう無線送受信装
置に関する。
【0002】
【従来の技術】増幅器にフィードフォワード歪補償を行
なう場合、基本的に図2に示したように構成されること
は一般に知られている(例えば、H.SEIDEL,
H.R.BEURRIER,A.N.FRIEDMAN
の“Error−Controlled High P
ower Linear Amplifiers at
VHF”(The Bell System Tech
nical Journal,47,No.5(May
−June1968)参照)。図2において、入力信号
はまず2分岐されて一方は歪を補償する主増幅器1へ入
力され、もう一方は第1の遅延線3を通って第1の電力
合成器5へ入力されている。また、主増幅器1で増幅さ
れた出力信号を2分岐され、一方は第2の遅延線4を通
って第2の電力合成器6へ入力され、もう一方はその信
号の位相及び振幅を制御するための第1のベクトル変調
器7に入力される。この第1のベクトル変調器7の位相
と振幅が制御された出力信号は第1の電力合成器5にお
いて、入力側の信号と等振幅逆位相(位相差180°)
で合成される。
【0003】ここで、第1の遅延線3は入力から第1の
電力合成器5までの遅延時間が主増幅器1の入力側から
分岐される経路と主増幅器1の出力側から分岐される経
路とで差が生じないように調整されている。第1の電力
合成器5の出力として主増幅器1の歪成分を抽出した誤
差信号は、この信号の位相及び振幅を制御するための第
2のベクトル変調器8を通って補助増幅器2へ入力され
る。補助増幅器2で増幅された誤差信号は、第2の電力
合成器6において主増幅器1の出力の歪成分と等振幅逆
位相となるように合成されることにより歪の補償を行な
っている。
【0004】この基本的なフィードフォワード歪補償増
幅器において、誤差抽出のための誤差検出ループにおけ
る信号成分の等振幅逆相合成による抑圧を常時安定に行
なうために、第1のベクトル変調器7及び第2のベクト
ル変調器8による位相・振幅制御を自動的に行なって誤
差検出ループでの信号抑圧量と誤差除去ループでの誤差
抑圧量とを最大限に保持することが必要である。
【0005】このため、従来のフィードフォワード歪補
償を行なった増幅器においては、図3に示したように、
誤差検出ループにおける信号成分の抑圧のために、第1
の電力合成器5の出力より信号成分の一部を検出するた
めの帯域通過フィルタ13cと、その信号電力レベルに
応じた検波電圧を得るための検波器17と、その検波電
圧から合成出力に残留する信号成分の電力レベルを最小
にするように第1の移相器11の移相量を制御するため
の移相器制御回路16bを有している。なお、第1の電
力減衰器9は主増幅器1の出力信号の振幅を制御するた
めのもので、この第1の電力減衰器9の出力信号が第1
の移相器11に入力される。このように、誤差検出ルー
プにおいて信号成分の抑圧が第1の電力合成器5で行な
われた結果として第1の電力合成器5の出力に残る歪成
分を含む誤差信号から残留している信号成分を抽出し
て、その電力レベルが小さくなる方向へ第1の移相器1
1の移相量を変化させることにより、誤差検出ループで
の歪成分の抽出における信号成分の抑圧量を大きくとれ
るように制御している。
【0006】ここで、移相器制御回路16bの詳細構成
を図4に示した。入力される誤差信号レベルに応じた検
波電圧をA/D(アナログ・ディジタル)変換器22で
ディジタル信号データに変換したのち、タイミングロッ
ク発生回路25からのクロックパルスのタイミングでデ
ータを順次、第1及び第2のメモリ23a及び23bで
構成されるシフトレジスタ29に記憶される。記憶され
たデータで最新のデータと1クロック前のデータとでそ
の大きさを比較器24で比較して、逆相合成となるよう
合成レベルが小さくなる方向へ第1の移相器11(図
3)の移相量を変化させるように、U/D(アップダウ
ン)カウンタ19をアップカウント又はダウンカウント
させている。ここで、このカウンタ19の出力データは
第1の移相器11の移相量に応じた制御電圧のデータを
記憶している第1及び第2のROM(読み出し専用メモ
リ)20a及び20bの読み出しアドレスになってお
り、読み出されたデータによって制御信号を第1及び第
2のD/A(ディジタル・アナログ)変換器21a及び
21bで発生させている。
【0007】図5に、第1の移相器11の1例としての
ベクトル合成形無限移相器を示した。これは、直交に分
岐して位相差が90°異なる2つの信号を90°電力分
配器27で作り、それぞれをミキサ26a及び26bで
その大きさを制御入力信号で制御して電力合成器28に
より合成している。これは2つの直交するベクトル量を
もつ信号を合成することにより、位相平面上の任意のベ
クトルを合成できることを利用し、移相器として利得一
定で位相が任意に変えられる円周上を動作させている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】この従来のフィードフ
ォワード歪補償増幅器では、信号抑圧後の誤差信号から
信号成分を検出して制御を行なっているため、信号残留
レベルだけの一次元的情報しか得られず、振幅及び位相
の2次元制御を摂動法等を用いて主としてソフトウェア
制御で行なっているため、制御速度が遅く、歪補償量が
最大となる状態にまで収束するのに時間がかかってしま
う欠点があった。また、信号抑圧すればする程誤差信号
に含まれる残留信号成分が小さくなるため、抑圧量を大
きくとる場合に信号成分の抽出が困難となり抑圧量に限
界があるという欠点があった。
【0009】本発明の課題は、上記欠点を除去し、制御
速度が向上し、歪補償量が最大となる状態にまで収束す
るのに時間がかからず、信号抑圧量を大きくとれるフィ
ードフォワード歪補償増幅器を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、入力信
号を増幅して所望の振幅の出力信号を得る主増幅器と、
この主増幅器の出力信号の振幅を制御する第1の電力減
衰器と、この第1の電力減衰器の出力信号の位相を制御
する第1の移相器と、前記入力信号の群遅延時間を調整
する第1の遅延線と、前記第1の移相器の出力信号と前
記第1の遅延線の出力信号とを合成し、合成出力信号を
発生する第1の電力合成器と、この合成出力信号の振幅
を制御する第2の電力減衰器と、この第2の電力減衰器
の出力信号の位相を制御する第2の移相器と、この第2
の移相器の出力信号を増幅する補助増幅器と、前記主増
幅器の出力信号の群遅延時間を調整する第2の遅延線
と、この第2の遅延線の出力信号と前記補助増幅器の出
力信号とを合成する第2の電力合成器とを有するフィー
ドフォワード歪補償増幅器において、前記第1の移相器
の出力信号から所定の周波数成分を抽出する第1の帯域
通過フィルタと、前記第1の遅延線の出力信号から前記
所定の周波数成分を抽出する第2の帯域通過フィルタ
と、前記第1及び前記第2の帯域通過フィルタの出力信
号を一定の電力レベルまでそれぞれ増幅する第1及び第
2の増幅器と、これら第1及び第2の増幅器の出力信号
間の位相差を検出する位相比較器と、この位相比較器の
出力として得られる位相差に応じた制御信号データを予
め記憶したメモリに従って発生し前記第1の移相器の出
力信号の移相量と前記第1の遅延線の出力信号との移相
量が逆相となるように前記第1の移相器を制御する移相
器制御回路とを備えることを特徴とするフィードフォワ
ード歪増幅器が得られる。
【0011】即ち、本発明のフィードフォワード歪補償
増幅器においては、移相器制御回路は、位相比較器の出
力として得られる位相差に応じた位相検波電圧を判定し
て位相差を少なくする方向へ第1の移相器の移相量を制
御する。
【0012】
【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。
【0013】図1は本発明の一実施例のブロック図であ
り、図中図1及び図3と同一部分には同一符号を付して
ある。図3の従来のフィードフォワード歪補償増幅器と
比べ、誤差検出のための第1の電力合成器5で合成され
る2入力信号を分岐して、それぞれを第1及び第2の帯
域通過フィルタ13a及び帯域通過フィルタ13bによ
って入力信号の同一周波数成分あるいは入力信号に重畳
されたパイロット信号を抽出したのち、位相比較をする
ために、一定レベルまで第1及び第2の増幅器4a及び
14bでそれぞれ増幅して位相比較器15へ入力され
る。この位相比較器15では入力信号間の位相差に応じ
た位相検波電圧が出力されるため、この電圧に基づいて
移相器制御回路16aは第1の電力合成器5のそれぞれ
の入力が常に逆相(位相差180°)で合成されるよう
に第1の移相器11の移相量を制御している。
【0014】また、図6に図1の移相器制御回路16a
の詳細を示した。図7に示した位相比較器15の位相検
波電圧特性により、電圧値が正であるか負であるかを判
定して正の場合と負の場合で位相差が逆相点(Δθ=1
80°)へ動く方向が異なることを利用して第1の移相
器11の移相方向を制御することにより逆相点へ収束さ
せている。図6において、この位相検波電圧の正・負判
定を行なう電圧比較器17と、その判定出力信号によっ
てクロック発生器18からのクロックパルス数の計数を
アップカウント又はダウンカウントで行なうU/D(ア
ップ・ダウン)カウンタ19と、前述の図5で示したベ
クトル合成形無限移相器へのX軸の制御信号とY軸の制
御信号を発生させるために移相量に対応したデータ入力
信号からその移相量を得るためのX軸及びY軸の制御信
号の大きさを記憶させてある第1及び第2のROM(読
み出し専用メモリ)20a及び20bと、その読み出さ
れたX軸及びY軸の制御信号データをアナログ電圧に変
換してX軸及びY軸の制御信号を発生させる第1及び第
2のD/A(ディジタル・アナログ)変換器21a及び
21bで,移相器制御回路16aは構成されている。
【0015】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、誤差検出
ループにおける信号抑圧のための移相器制御を合成入力
の直接の位相比較をハードウェアで行ない逆相合成制御
しているため、制御速度が向上し、逆相状態への収束が
速く、逆相点への精度の良い制御が可能で結果として信
号抑圧量を大きくとれる効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例のブロック図。
【図2】フィードフォワード歪補償方式の基本原理説明
のためのブロック図。
【図3】従来の誤差検出ループの位相制御を自動で行な
っているフィードフォワード歪補償増幅器のブロック
図。
【図4】図3に示した移相器制御回路16bの詳細ブロ
ック図。
【図5】移相器の1例としてのベクトル合成形無限移相
器のブロック図。
【図6】図1に示した移相器制御回路16aの詳細ブロ
ック図。
【図7】図1の位相比較器における位相検波電圧特性の
例を示した図。
【符号の説明】
1 主増幅器 2 補助増幅器 3 第1の遅延線 4 第2の遅延線 5 第1の電力合成器 6 第2の電力合成器 9 第1の電力減衰器 10 第2の電力減衰器 11 第1の移相器 12 第2の移相器 13a 第1の帯域通過フィルタ 13b 第2の帯域通過フィルタ 14a 第1の増幅器 14b 第2の増幅器 15 位相比較器 16a 移相器制御回路

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】入力信号を増幅して所望の振幅の出力信号
    を得る主増幅器と、この主増幅器の出力信号の振幅を制
    御する第1の電力減衰器と、この第1の電力減衰器の出
    力信号の位相を制御する第1の移相器と、前記入力信号
    の群遅延時間を調整する第1の遅延線と、前記第1の移
    相器の出力信号と前記第1の遅延線の出力信号とを合成
    し、合成出力信号を発生する第1の電力合成器と、この
    合成出力信号の振幅を制御する第2の電力減衰器と、こ
    の第2の電力減衰器の出力信号の位相を制御する第2の
    移相器と、この第2の移相器の出力信号を増幅する補助
    増幅器と、前記主増幅器の出力信号の群遅延時間を調整
    する第2の遅延線と、この第2の遅延線の出力信号と前
    記補助増幅器の出力信号とを合成する第2の電力合成器
    とを有するフィードフォワード歪補償増幅器において、
    前記第1の移相器の出力信号から所定の周波数成分を抽
    出する第1の帯域通過フィルタと、前記第1の遅延線の
    出力信号から前記所定の周波数成分を抽出する第2の帯
    域通過フィルタと、前記第1及び前記第2の帯域通過フ
    ィルタの出力信号を一定の電力レベルまでそれぞれ増幅
    する第1及び第2の増幅器と、これら第1及び第2の増
    幅器の出力信号間の位相差を検出する位相比較器と、こ
    の位相比較器の出力として得られる位相差に応じた制御
    信号データを予め記憶したメモリに従って発生し前記第
    1の移相器の出力信号の移相量と前記第1の遅延線の出
    力信号との移相量が逆相となるように前記第1の移相器
    制御する移相器制御回路とを備えることを特徴とする
    フィードフォワード歪増幅器。
  2. 【請求項2】前記第1の帯域通過フィルタは、前記第1
    の移相器の出力信号からそれに重畳されたパイロット信
    号成分を前記所定の周波数成分として抽出し、前記第2
    の帯域通過フィルタは、前記第1の遅延線の出力信号か
    らそれに重畳されたパイロット信号成分を前記所定の周
    波数成分として抽出することを特徴とする請求項1に記
    載のフィードフォワード歪み増幅器。
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