JP3104738B2 - 搬送波pwm形振幅変調装置 - Google Patents

搬送波pwm形振幅変調装置

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JP3104738B2
JP3104738B2 JP08029384A JP2938496A JP3104738B2 JP 3104738 B2 JP3104738 B2 JP 3104738B2 JP 08029384 A JP08029384 A JP 08029384A JP 2938496 A JP2938496 A JP 2938496A JP 3104738 B2 JP3104738 B2 JP 3104738B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、中波帯や短波帯な
どの放送に使用される搬送波PWM形振幅変調装置に関
する。
【0002】
【従来の技術】従来、この種の装置と同様の機構を備え
るものとして、たとえば特開平2−234503号公報
に示されるような、良好な直線性を得ることを目的とし
た電力増幅器がある。
【0003】図3は、このような電力増幅器の構成を示
すブロック図である。信号源11からの音声信号Vaは
出力系統選択回路12に入力される。この出力系統選択
回路12は入力信号の電圧レベルと基準レベルとを比較
し、入力レベルが基準レベル以上のとき第1の系統を、
基準レベル以下のとき第2の系統を選択して動作させる
ものである。
【0004】次に、図3に示した従来の電力増幅器の動
作を説明する。第1の系統が選択された場合、音声信号
はPWM回路13、パルス増幅回路14およびローパス
フィルタ15からなるPWM方式の電力増幅回路で電力
増幅される。一方、第2の系統が選択された場合、音声
信号は遅延回路17で一定時間遅延され、直線電力増幅
回路18で直線増幅される。各系統の電力増幅出力はそ
れぞれダイオード16、19で単方向化された後、加算
部20で加算され出力端子21を介して出力される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】この従来の電力増幅器
は、装置を二系統に分けているため、回路が複雑で冗長
性が大きいだけでなく、出力を単方向化することも必要
になるという問題点があった。
【0006】本発明は、簡易な回路構成でありながら入
力信号の低レベル時においても出力電圧の直線性を保つ
ことのできる搬送波PWM形振幅変調装置を提供するこ
とを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、入力信
号をVinとする搬送波PWM形振幅変調装置におい
て、搬送波sinyを発生する搬送波発生器と、第1の
波形sin(y−sin−1Vin)を生成する手段
と、第2の波形sin(y+sin−1Vin)を生成
する手段と、1次側端子の一端に第1の波形を、他端に
第2の波形を入力されるトランスと、トランスの2次側
端子に接続され、当該搬送波PWM形振幅変調装置の出
力信号を出力するローパスフィルタとを備えることを特
徴とする搬送波PWM形振幅変調装置が得られる。
【0008】また、本発明によれば、上記の搬送波PW
形振幅変調装置において、第1及び第2の波形を生成
する手段が、第3の波形siny・cos(sin−1
Vin)を生成する手段と、第4の波形−cosy・V
inを生成する手段と、第3及び第4の波形を加算して
第1の波形を生成する加算回路と、第3の波形から第4
の波形を減算して第2の波形を生成する減算回路とを備
えることを特徴とする搬送波PWM形振幅変調装置が得
られる。
【0009】
【作用】2つの位相の違う波形を作り出し、その波形を
増幅しているため、低レベル時に必要になる幅が0に近
いパルスを用いる必要がない。そのため、変調装置内で
の波形の立ち上がり・立ち下がりによる誤差が低減で
き、パルス幅対出力電圧特性における良好な直線性を得
ることができる。
【0010】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施形態について
図面を参照して詳細に説明する。
【0011】図1は、その構成を示すもので、信号源3
1からの音声信号Vinは、SIN-1回路32、乗算回路
37に入力される。その出力は、搬送波発生器33の信
号と演算され、加算回路38と減算回路39より同じ周
波数を持つが位相の異なった波形を出力する。それら
は、別々に第1の増幅回路40、第2の増幅回路41に
よってD級増幅され、トランス42によってその位相の
異なる部分のみが得られる。ローパスフィルタ43によ
って必要な基本周波数成分のみの出力を得る。
【0012】次に図1の回路の動作について、図2をも
参照しつつ説明する。尚、図2において、(A)はRF
電圧、(B)はVin電圧、(C)はV1電圧、(D)
はV2電圧、(E)はV3電圧、(F)はVout電圧
の各波形を示す。
【0013】信号源からの音声信号Vinは、SIN-1
路32を通してCOS回路34に入力され、下記数1式
を出力する。
【0014】
【数1】 搬送波発生器33の出力波形を下記数2式としたとき、
乗算回路37の入力は、下記数3式であり、加算回路3
8の出力は、下記数4式となる。同様に、減算回路39
の出力も、下記数5式となる。
【0015】
【数2】
【0016】
【数3】
【0017】
【数4】
【0018】
【数5】 これらの波形により第1の増幅回路40と、第2の増幅
回路41によりD級増幅を行う。トランス42の1次側
端子の両端に電位差が存在するときのみ、2次側に出力
のパルスが発生し、そのパルスの幅は式(4)と、式
(5)の位相差、下記数6式である。
【0019】
【数6】 ここで、搬送波PWM形振幅変調装置の原理にもどる
と、パルスの周期を2π、パルスの高さをπ、パルス幅
を2αと仮定したとき、パルスは、位相角θを変数とす
る周期関数であるから、フーリエ級数展開によって下記
数7式となり、ただし、下記数8式、数9式となる。こ
のパルスに含まれる基本波成分(n=1の場合のcos
θに関する項)のみを抽出すると式(7)より下記数1
0式となり、その振幅は、パルス幅αの関数となってい
る。したがって、パルス幅を変化させることにより搬送
波の振幅が変化し、振幅変調を行うことができる。
【0020】
【数7】
【0021】
【数8】
【0022】
【数9】
【0023】
【数10】 したがって、ローパスフィルタ43によって上記の原理
に基づいて、パルスに含まれる基本波成分を得ることに
より音声信号Vinによる振幅変調波を得ることができ
る。
【0024】
【発明の効果】以上説明したように、本発明による搬送
PWM形振幅変調装置は、入力信号のレベルが低いと
きでも、0に近いパルス幅を個々の回路が必要としない
ため、入力信号対出力電圧特性の直線性を改善するとい
う効果がある。
【0025】従って、簡易な回路構成でありながら入力
信号の低レベル時においても出力電圧の直線性を保つこ
とのできる搬送波PWM形振幅変調装置を提供すること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態の搬送波PWM形振幅変調
装置を示すブロック図である。
【図2】本発明の一実施形態の搬送波PWM形振幅変調
装置の動作を示すタイムチャートであり、(A)はRF
電圧、(B)はVin電圧、(C)はV1電圧、(D)
はV2電圧、(E)はV3電圧、(F)はVout電圧
の各波形を示す。
【図3】従来の電力増幅器における直線性を改善するた
めの回路構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
31 信号源 32 sin-1回路 33 搬送波発生器 34 cos回路 35 乗算回路 36 積分回路 37 乗算回路 38 加算回路 39 減算回路 40 第1の増幅回路 41 第2の増幅回路 42 トランス 43 ローパスフィルタ Vin 音声信号 Vout 送信出力

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 入力信号をVinとする搬送波PWM
    振幅変調装置において、 搬送波sinyを発生する搬送波発生器と、 第1の波形sin(y−sin−1Vin)を生成する
    手段と、 第2の波形sin(y+sin−1Vin)を生成する
    手段と、 1次側端子の一端に前記第1の波形を、他端に前記第2
    の波形を入力されるトランスと、 前記トランスの2次側端子に接続され、当該搬送波PW
    形振幅変調装置の出力信号を出力するローパスフィル
    タとを備えることを特徴とする搬送波PWM形振幅変調
    装置。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の搬送波PWM形振幅変
    調装置において、前記第1及び第2の波形を生成する手
    段は、 第3の波形siny・cos(sin−1Vin)を生
    成する手段と、 第4の波形−cosy・Vinを生成する手段と、 前記第3及び第4の波形を加算して前記第1の波形を生
    成する加算回路と、 前記第3の波形から第4の波形を減算して前記第2の波
    形を生成する減算回路とを備えることを特徴とする搬送
    PWM形振幅変調装置。
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