JP3646629B2 - Intermodulation distortion measuring device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は相互変調歪測定装置に関し、特にデジタルテレビ送信機の電力増幅器単体の相互変調歪(IM)を測定する相互変調歪測定装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
通常のデジタルテレビ送信機の電力増幅器においては、信号帯域内に発生する相互変調歪が信号帯域外の信号と関連していると考え、信号帯域外の信号を測定することによって、発生する相互変調歪を予測している。
【0003】
従来は、図3に示すように、テレビ送信機の電力増幅器21の出力信号の一部を分配器22で分配し、スペクトラムアナライザ23により出力信号の周波数成分を分析することにより、相互変調歪を測定している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
デジタルテレビ送信機においては、ピーククリップやフィルタリング等の信号処理が行われるため、信号帯域外の相互変調歪と信号帯域内の相互変調歪との関係はなくなる。また、デジタルテレビの信号品質はビットレートに大きく影響され、また、信号帯域内の相互変調歪に大きく影響される。良質なデジタルテレビ放送を行うためには、信号帯域内の相互変調歪を低減させる必要があり、そのためには、電力増幅器単体の信号帯域内外の相互変調歪の測定が必要となっている。
【0005】
しかし、従来のように、スペクトラムアナライザにより電力増幅器の出力信号の周波数成分を単に分析しても、信号帯域内に発生する相互変調歪が本来の送信信号成分と周波数的に重なるために、信号帯域内の相互変調歪を測定することは不可能である。
【0006】
また、デジタルテレビ送信機は通常、変調器、周波数変換器、電力増幅器および歪補償器等により構成されるが、各機器からもそれぞれ相互変調歪が発生するため、これらの機器が接続された状態では、電力増幅器の出力信号から電力増幅器単体の相互変調歪を測定することは不可能である。
【0007】
更に、相互変調歪を測定するスペクトラムアナライザは、レベルの大きい変調信号もスペクトラムアナライザへ一緒に入力されるため、スペクトラムアナライザ自体で発生する相互変調歪が十分に小さくなければならず、高性能のスペクトラムアナライザが必要である。
【0008】
本発明の目的は、変調器や周波数変換器等が接続された状態でも、高性能のスペクトラムアナライザを使用しなくても、電力増幅器単体の信号帯域内外の相互変調歪を測定することができる相互変調歪測定装置を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明の相互変調歪測定装置は、入力信号を電力増幅する電力増幅器単体で発生する相互変調歪を測定する相互変調歪測定装置において、前記入力信号に基づき前記電力増幅器の出力信号に含まれる前記入力信号の成分を相殺する信号を生成し、前記電力増幅器の出力信号と合成することにより前記相互変調歪成分を抽出して測定する手段を備える。
【0010】
具体的には、送信機構成機器が接続されている状態の入力信号を電力増幅する電力増幅器単体で発生する相互変調歪を測定する相互変調歪測定装置において、前記入力信号を分配して一方の信号を前記電力増幅器へ供給する第1の分配部と、この第1の分配部により分配された他方の信号の振幅、位相および遅延を調整する調整部と、前記電力増幅器の出力信号を分配する第2の分配部と、この第2の分配部により分配された信号のレベルを可変するレベル可変部と、前記調整部の出力信号と前記レベル可変器の出力信号とを合成する合成部と、この合成部の出力信号に基づき前記調整部および前記レベル可変部をそれぞれ制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記合成部の出力信号の平均電力を検出する平均電力検出回路と、この平均電力検出回路により検出された平均電力値が最小となるように前記調整部および前記レベル可変部をそれぞれ制御する調整制御回路とを有し、前記制御部が、前記レベル可変部の出力信号に含まれる前記入力信号の成分と前記調整部の出力信号とが互いに同振幅かつ逆位相となるように前記調整部および前記レベル可変部をそれぞれ制御することにより、前記相互変調歪成分を前記合成部の出力信号として抽出して測定する。
【0011】
また、前記調整部は、信号の振幅を可変する可変減衰器と、信号の位相を可変する可変位相器と、信号に所定の遅延を与える遅延線とを有する。
【0012】
更に、前記制御部は、前記合成部の出力信号の平均電力を検出する平均電力検出回路と、この平均電力検出回路により検出された平均電力値が最小となるように前記調整部および前記レベル可変部をそれぞれ制御する調整制御回路とを有する。
【0013】
また更に、送信機構成機器が接続されている状態の入力信号を電力増幅する電力増幅器単体で発生する相互変調歪を測定する相互変調歪測定装置において、前記入力信号を分配して一方の信号を前記電力増幅器へ供給する第1の分配部と、この第1の分配部により分配された他方の信号の振幅、位相および遅延を調整する調整部と、前記電力増幅器の出力信号を分配する第2の分配部と、この第2の分配部により分配された信号のレベルを可変するレベル可変部と、前記調整部の出力信号と前記レベル可変器の出力信号とを合成する合成部と、この合成部の出力信号に基づき前記調整部および前記レベル可変部をそれぞれ制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記合成部の出力信号の平均電力を検出する平均電力検出回路と、この平均電力検出回路により検出された平均電力値が最小となるように前記調整部および前記レベル可変部をそれぞれ制御する調整制御回路とを有し、前記制御部が、前記レベル可変部の出力信号に含まれる前記入力信号の成分と前記調整部の出力信号とが互いに同振幅かつ逆位相となるように前記調整部および前記レベル可変部をそれぞれ制御することにより、前記相互変調歪成分を前記合成部の出力信号として抽出して測定し、更に、前記調整部と前記合成部との間に設けられて前記合成部へ供給する前記調整部の出力信号をオンオフすることにより相互変調歪測定の基準レベルを測定するためのスイッチを備える。
【0014】
【発明の実施の形態】
次に本発明について図面を参照して説明する。
【0015】
図1は本発明の一実施形態を示すブロック図であり、電力増幅器1に入力する信号S1の一部を分配する分配部2と、電力増幅器1の出力信号S2の一部を分配する分配部3と、分配部2により分配された信号S3の振幅、位相および遅延時間を調整する調整部4と、分配部3により分配された信号S5のレベルを調整するレベル可変部5と、調整部4およびレベル可変部5をそれぞれ制御する制御部6と、調整部4により振幅、位相が調整された信号S4とレベル可変部5によりレベル調整された信号S6とを合成する合成部7と、調整部4から合成部7への信号供給をオンオフするスイッチ8と、合成部7の出力信号S7を分配して制御部6およびスペクトラムアナライザ10へそれぞれ供給する分配部9と、分配部9により分配された信号の周波数成分を分析して相互変調歪を測定するスペクトラムアナライザ10とを備えている。
【0016】
また、調整部4は、制御部6によって制御される可変減衰器41および可変位相器42、並びに所定の遅延時間を与える遅延線43とを有し、レベル可変部5の出力信号S6に含まれる入力信号成分を相殺する信号を生成する。
【0017】
制御部6は、分配部9により分配された信号S8の平均電力を検出する平均電力検出回路61と、検出される平均電力値Dpが最小となるように調整部4およびレベル可変部5をそれぞれ制御する調整制御回路62とを有している。
【0018】
調整部4と合成部8との間に設けられるスイッチ8は、相互変調歪を測定する時に調整部4からの信号S4を合成部7へ供給し、相互変調歪測定のための基準レベルの測定時は、調整部4からの信号を終端抵抗11に入力させて合成部7へ供給しないようにする。
【0019】
ところで、電力増幅器1の出力信号S2には、電力増幅器1により増幅された入力信号成分と、電力増幅器1の内部で発生した相互変調歪成分とが含まれている。従って、電力増幅器1の出力信号S2に含まれる入力信号成分を相殺すれば、電力増幅器単体の相互変調歪成分を抽出することができる。
【0020】
本発明は、電力増幅器1の入力信号S1を分配して振幅、位相、遅延時間を調整することにより、電力増幅器1の出力信号S2から分配した信号S6に含まれる入力信号成分と同振幅かつ逆位相の信号S4を生成し、この信号S4と信号S6とを合成することにより、入力信号成分を相殺して相互変調歪成分のみとなった信号S7を抽出し、スペクトラムアナライザ10により測定するように構成している。
【0021】
次に動作を説明する。
【0022】
図1において、入力信号S1は分配部2により分配され、分配された一方の信号は電力増幅器1により所定の電力に増幅され出力信号S2として出力される。また、分配された他方の信号S3は、調整部4およびスイッチ8を経由し、信号S4として合成部7へ入力する。
【0023】
電力増幅器1の出力信号S2は分配部3により分配され、分配された一方の信号は、電力増幅器の出力信号として送出される。また、分配された他方の信号S5は、レベル可変部5によりレベル調整されて信号S6として合成部7へ入力する。ここで、信号S6には、入力信号成分と電力増幅器内部で発生した相互変調歪成分とが含まれている。そして、信号S4と信号S6とが合成されて信号S7として出力される。
【0024】
ここで、信号S4は、入力信号S1から分配されて振幅、位相、遅延時間が調整される信号であり、信号S6に含まれる入力信号成分と同振幅かつ逆位相になるように最適に調整されたとき、信号S4は信号S6の入力信号成分を相殺するので、合成部7から出力される信号S7には相互変調歪成分のみが含まれることになる。
【0025】
合成部7から出力される信号S7は分配部9により分配され、分配された一方の信号S8は制御部6へ供給される。分配された他方の信号はスペクトラムアナライザ10に供給されてモニタされる。
【0026】
なお、分配部2,3,9および合成部7、調整部4、レベル可変部5およびスイッチ8における相互変調歪の発生は無視できる。
【0027】
分配部9により分配された合成部7の出力信号S7の一方は、信号S8として制御部6の平均電力検出回路61に入力し、信号帯域の平均電力値Dpが検出され、検出された平均電力値Dpは調整制御回路62へ通知される。
【0028】
ところで、合成部7において信号S4と信号S6とが合成されて、信号S6の入力信号成分が完全に打ち消されたとき、すなわち、信号4の振幅および位相が、信号S6に含まれる入力信号成分と同振幅かつ逆位相に調整されたとき、信号帯域の平均電力値Dpは最小になる。
【0029】
調整制御回路62は、平均電力検出回路61により検出された平均電力値Dpが最小となるように、調整部4の可変減衰器41および可変位相器42、並びにレベル可変部5をそれぞれ制御する。
【0030】
なお、調整部4の遅延線43の遅延時間は、入力信号S1が分配部2で分配され電力増幅器1で増幅された後に信号S6として合成器7に入力するまでの時間と、分配部2により分配された信号S3が調整部4により振幅、位相を調整されて信号S4として合成器7に入力するまでの時間とが、一致するように設定されている。
【0031】
さて、相互変調歪を測定するときは、まず、スイッチ8を終端抵抗11側に設定し、信号S4が合成器7に供給されないようにする。このときスペクトラムアナライザ10へ入力する信号のスペクトラムは、図2(a)に示すように、電力増幅器1の出力信号S2と同じスペクトラムが観測される。このスペクトラムには、入力信号成分および電力増幅器1で発生した相互変調歪成分が含まれ、相互変調歪測定のための基準レベルを測定できる。
【0032】
次にスイッチ8を切り替えて信号S2を合成器7へ供給する。制御部6は、合成器7の出力信号の平均電力値が最小となるように、調整部4の可変減衰器41および可変位相器42並びにレベル可変部5をそれぞれ制御する。そして、平均電力値が最小になったとき、信号6に含まれる入力信号成分が信号4によって完全に打ち消されるので、スペクトラムアナライザ10では、例えば図2(b)に示すように、信号帯域内外の相互変調歪成分のスペクトラムを観測できる。
【0033】
上述したように構成することにより、入力信号S1に既に相互変調歪が含まれていたとしても、相互変調歪が含まれた入力信号成分が打ち消されることになるので、入力信号に含まれる歪成分の影響を受けることはなく、従って、変調器や周波数変換器等が接続された状態でも、電力増幅器単体で発生した相互変調歪を測定することが可能になる。
【0034】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、電力増幅器の出力信号に含まれる入力信号成分を相殺し、電力増幅器単体で発生した相互変調歪成分のみを抽出することにより、信号帯域内外の相互変調歪を測定することができる。また、送信機を構成する変調器や周波数変換器等が接続された状態でも、電力増幅器単体で発生した相互変調歪成分のみを測定できる。更に、使用するスペクトラムアナライザは、相互変調歪成分のみを観測できる程度の性能があればよく、高性能のスペクトラムアナライザを使用しなくてもよいという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態を示すブロック図である。
【図2】図1に示したスペクトラムアナライザ10で観測されるスペクトラムの一例を示す図である。
【図3】従来例を示すブロックである。
【符号の説明】
1 電力増幅器
2,3,9 分配部
4 調整部
5 レベル可変部
6 制御部
7 合成部
8 スイッチ
10 スペクトラムアナライザ
11 終端抵抗[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an intermodulation distortion measuring apparatus, and more particularly to an intermodulation distortion measuring apparatus that measures intermodulation distortion (IM) of a single power amplifier of a digital television transmitter.
[0002]
[Prior art]
In an ordinary digital television transmitter power amplifier, the intermodulation distortion generated in the signal band is considered to be related to the signal outside the signal band, and the intermodulation generated by measuring the signal outside the signal band. Predicting distortion.
[0003]
Conventionally, as shown in FIG. 3, a part of the output signal of the
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In the digital television transmitter, since signal processing such as peak clipping and filtering is performed, there is no relationship between the intermodulation distortion outside the signal band and the intermodulation distortion within the signal band. Further, the signal quality of digital television is greatly influenced by the bit rate, and is also greatly influenced by intermodulation distortion within the signal band. In order to perform high-quality digital television broadcasting, it is necessary to reduce intermodulation distortion within the signal band. To that end, measurement of intermodulation distortion inside and outside the signal band of the power amplifier alone is required.
[0005]
However, even if the frequency component of the output signal of the power amplifier is simply analyzed with a spectrum analyzer as in the past, the intermodulation distortion that occurs in the signal band overlaps with the original transmission signal component in terms of frequency. It is impossible to measure the intermodulation distortion.
[0006]
Digital TV transmitters are usually composed of modulators, frequency converters, power amplifiers, distortion compensators, etc., but each device also generates intermodulation distortion, so these devices are connected. Thus, it is impossible to measure the intermodulation distortion of the power amplifier alone from the output signal of the power amplifier.
[0007]
Furthermore, since a spectrum analyzer that measures intermodulation distortion also inputs a modulation signal with a large level to the spectrum analyzer, the intermodulation distortion generated by the spectrum analyzer itself must be sufficiently small, and a high-performance spectrum An analyzer is required.
[0008]
The object of the present invention is to enable mutual measurement of intermodulation distortion inside and outside the signal band of a single power amplifier, even when a modulator, a frequency converter, etc. are connected or without using a high-performance spectrum analyzer. The object is to provide a modulation distortion measuring apparatus.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The intermodulation distortion measuring apparatus of the present invention is an intermodulation distortion measuring apparatus that measures intermodulation distortion generated by a single power amplifier that amplifies an input signal, and is included in an output signal of the power amplifier based on the input signal. Means for generating a signal that cancels out the component of the input signal and combining the output signal of the power amplifier to extract and measure the intermodulation distortion component.
[0010]
Specifically, in an intermodulation distortion measuring apparatus that measures intermodulation distortion generated by a single power amplifier that amplifies an input signal in a state where a transmitter component device is connected , the input signal is distributed and one of the input signals is distributed. A first distribution unit that supplies a signal to the power amplifier; an adjustment unit that adjusts an amplitude, a phase, and a delay of the other signal distributed by the first distribution unit; and an output signal of the power amplifier. A second distribution unit, a level variable unit that varies the level of the signal distributed by the second distribution unit, a synthesis unit that combines the output signal of the adjustment unit and the output signal of the level variable unit, A control unit that controls the adjustment unit and the level variable unit based on the output signal of the combining unit, and the control unit detects an average power of the output signal of the combining unit; and average And a regulation control circuit the average power value detected by the force detection circuit is the adjustment unit and the level variable unit respectively control so as to minimize, the control unit is contained in the output signal of said level variable unit By controlling the adjustment unit and the level variable unit so that the component of the input signal and the output signal of the adjustment unit have the same amplitude and opposite phase, the intermodulation distortion component of the synthesis unit Extract and measure as output signal.
[0011]
The adjustment unit includes a variable attenuator that varies the amplitude of the signal, a variable phase shifter that varies the phase of the signal, and a delay line that gives a predetermined delay to the signal.
[0012]
Further, the control unit includes an average power detection circuit that detects an average power of the output signal of the combining unit, and the adjustment unit and the level variable so that an average power value detected by the average power detection circuit is minimized. And an adjustment control circuit for controlling the respective units.
[0013]
Still further, in an intermodulation distortion measuring apparatus that measures intermodulation distortion generated by a single power amplifier that amplifies the power of an input signal in a state where a transmitter component is connected , the input signal is distributed and one of the signals is distributed. A first distribution unit for supplying power to the power amplifier; an adjustment unit for adjusting the amplitude , phase and delay of the other signal distributed by the first distribution unit ; and a second for distributing the output signal of the power amplifier. Distribution unit, a level variable unit that varies the level of the signal distributed by the second distribution unit, a synthesis unit that combines the output signal of the adjustment unit and the output signal of the level variable unit, and this synthesis and a said adjustment portion and a control unit for controlling the level variable unit, respectively based on the output signal of section, wherein the control unit includes an average power detection circuit for detecting the average power of the output signal of the combining unit, the average electric And a regulation control circuit the average power value detected by the detection circuit to the control adjusting unit and the level variable unit, respectively so as to minimize, the control unit is included in the output signal of said level variable unit The intermodulation distortion component is output from the synthesis unit by controlling the adjustment unit and the level variable unit so that the input signal component and the output signal of the adjustment unit have the same amplitude and opposite phase. Extract and measure as a signal, and measure the reference level of intermodulation distortion measurement by turning on and off the output signal of the adjustment unit provided between the adjustment unit and the synthesis unit and supplied to the synthesis unit It has a switch to do.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, the present invention will be described with reference to the drawings.
[0015]
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention, in which a
[0016]
The
[0017]
The control unit 6 includes an average power detection circuit 61 that detects the average power of the signal S8 distributed by the distribution unit 9, and the
[0018]
A
[0019]
Meanwhile, the output signal S2 of the
[0020]
The present invention distributes the input signal S1 of the
[0021]
Next, the operation will be described.
[0022]
In FIG. 1, an input signal S1 is distributed by a
[0023]
The output signal S2 of the
[0024]
Here, the signal S4 is a signal that is distributed from the input signal S1 and whose amplitude, phase, and delay time are adjusted, and is optimally adjusted so as to have the same amplitude and opposite phase as the input signal component included in the signal S6. Since the signal S4 cancels the input signal component of the signal S6, the signal S7 output from the
[0025]
The signal S7 output from the
[0026]
It should be noted that the occurrence of intermodulation distortion in the
[0027]
One of the output signals S7 of the combining
[0028]
By the way, when the signal S4 and the signal S6 are combined in the combining
[0029]
The
[0030]
Note that the delay time of the delay line 43 of the
[0031]
When measuring the intermodulation distortion, first, the
[0032]
Next, the
[0033]
With the configuration described above, even if the input signal S1 already includes intermodulation distortion, the input signal component including the intermodulation distortion is canceled out, so that the distortion component included in the input signal. Therefore, even when a modulator, a frequency converter, or the like is connected, it is possible to measure the intermodulation distortion generated by the power amplifier alone.
[0034]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the input signal component included in the output signal of the power amplifier is canceled, and only the intermodulation distortion component generated in the power amplifier alone is extracted, so that the intermodulation distortion inside and outside the signal band is extracted. Can be measured. In addition, even when a modulator, a frequency converter, or the like constituting the transmitter is connected, only the intermodulation distortion component generated by the power amplifier alone can be measured. Furthermore, the spectrum analyzer to be used only needs to have a performance capable of observing only the intermodulation distortion component, and an effect is obtained that it is not necessary to use a high-performance spectrum analyzer.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing an example of a spectrum observed by the
FIG. 3 is a block diagram showing a conventional example.
[Explanation of symbols]
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