JP5169122B2 - ドハティ増幅装置 - Google Patents
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Description
しかし、本発明者は、様々な検討の結果、メインアンプとピークアンプの電源電圧Vdを調整することで、より高効率なドハティ増幅装置が得られることを見いだした。
基準検出電圧を超えない範囲では電源電圧を第1電圧とする一方、基準検出電圧を超えると、電源電圧を前記第1電圧よりも大きい範囲でエンベロープ振幅レベルに応じて変動させることで、より高い効率が得られる。
(a)効率が第1のピークを迎える第1ピーク部と、
(b)前記第1ピーク部における出力よりも大きい出力において、前記第1ピーク部よりも効率が下がる効率低下部と、
(c)前記効率低下部における出力よりも大きい出力において、効率が最大効率となる第2ピーク部と、
を持つ電圧に設定されているのが好ましい。
図1は、本発明に係るドハティ増幅装置10を示している。このドハティ増幅装置10は、従来のドハティ増幅装置10と同様に、入力端子に入力された入力信号Pinを、メインアンプ1とピークアンプ2に分配する分配器3を備えており、入力信号Pinをメインアンプ1とピークアンプ2とで増幅するように構成されている。
なお、分配器3とピークアンプ2との間には、インピーダンス整合をとるための第1のλ/4線路4が設けられている。また、メインアンプ1とピークアンプ2との出力合成点と、メインアンプ1との間にも、インピーダンス整合をとるための第2のλ/4線路5が設けられている。
前記制御部8は、エンベロープ検出部6によって検出された入力信号Pinのエンベロープ振幅レベルVdetに応じて、前記可変電源部7から前記両アンプ1,2に供給される電源電圧Vdの大きさを決定する。
ルックアップテーブル9を用いて電源電圧Vdを調整することで、エンベロープ振幅レベルVdetの変動に追従して電源電圧Vdを変動させることができる。
図2の効率特性図において、横軸は、ドハティ増幅装置100の出力Poutであり、縦軸はドレイン効率である。なお、電源電圧の可変範囲であるVd1とVd3は、Vd1=Vd3×α(例えば、α=0.5)に設定されている。
また、電源電圧VdをVd1からVd2に近づけていくと、効率低下部H1−a,H1−b,H1−cが徐々に浅くなり、電源電圧VdがVd2になると、効率低下部は、くぼみが非常に浅い肩部S1となる。
そのため、中間電圧であるVd2で整合回路を構成した場合、Vd2>Vd1であるVd1の条件下では、相対的に、負荷インピーダンスが高くなり、メインアンプ1の最大出力が低下する。このメインアンプ1の出力低下は、電源電圧Vdが小さいほど大きくなるため、電源電圧VdをVd2よりも小さくしていくと、くぼみ状の効率低下部H1が深くなる。
なお、上記と同様の理由により、電源電圧VdをVd1から大きくしていくと、第1ピーク部P1−a,P1−b,P1−cや第2ピーク部(最大効率点)P1max−a,P1max−bは、より高効率になるとともに、より大きな出力で生じるようにシフト(図2の右斜め上方向へシフト)する。
したがって、電源電圧VdがVd2よりも大きい場合、くぼみ状の効率低下部が無くなり、最大効率点の前に生じる第1ピーク部も無くなる。なお、Vd3やVd2の効率特性曲線において最大効率点は図示が省略されている。
ただし、電源電圧がVd3の場合(Vd2<Vd3)、効率は全体的に低下する(効率特性曲線全体が図2の右へシフトする)。
図3は、図1のルックアップテーブル9に規定されたVdet−Vd特性の第1例を示している。図3の特性は、図4に示す効率特性曲線EF1を実現するためのものである。また、図3の特性の基本概念は、前記知見に基づいており、具体的には、次の通りである。
このように、ドハティ増幅装置10の出力が低い範囲(図4のA1点未満のPout)に対応するVdetの範囲(図3のA点未満のVdet)では、検出電圧Vdetにかかわらず、一定の電源電圧Vd1が用いられる。したがって、図4のA1点未満のPoutの範囲では、効率特性曲線EF1とVd1の効率特性曲線とは一致する。
つまり、効率特性曲線における最大効率点を狙いつつ電源電圧Vdを決定するのであれば、電源電圧Vdの変動幅の上限は、Vd2又はVd2の近傍が好ましいが、本実施形態では、増幅装置10の線形性を確保するため、入力信号レベルVdetが大きくなれば、Vd2を超えて、電源電圧Vdを大きくしている。なお、電源電圧Vdの可変範囲における上限電圧は、Vd1の2倍程度が好ましい。
具体的には、Vdetが図3のD点を超えても、D点未満の場合と同様に、電源電圧Vdを徐々に増大させていく。
図6は、図1のルックアップテーブル9に規定されたVdet−Vd特性の第2例を示している。図6の特性は、図7に示す効率特性曲線EF2を実現するためのものである。また、図6の特性の基本概念も、前記知見に基づいており、具体的には、次の通りである。
しかも、第2実施形態では、図4の効率特性曲線EF1と図7の効率特性曲線EF2との対比からわかるように、全体的に左にシフトしており第1実施形態よりも高効率である。つまり、第2実施形態では、第1ピーク部を利用することで、得られる効率として最大の効率が得られている。
Claims (5)
- 入力信号をメインアンプとピークアンプとで増幅して、前記両アンプの出力を合成して出力するドハティ増幅装置において、
前記メインアンプと前記ピークアンプとに共通の電源電圧を供給する可変電源部と、
入力信号のエンベロープ振幅レベルを検出するエンベロープ検出部と、
前記可変電源部によって前記両アンプに供給される電源電圧の大きさを調整するために前記可変電源部を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記エンベロープ検出部によって検出されるエンベロープ振幅レベルが基準検出電圧を超えない範囲では、前記両アンプに供給される電源電圧の大きさを、エンベロープ振幅レベルにかかわらず一定の第1電圧にするとともに、
エンベロープ振幅レベルが基準検出電圧を超えた範囲では、ドハティ増幅装置の効率が前記第1電圧を前記両アンプに電源電圧として与えた場合におけるドハティ増幅装置の効率よりも大きくなるように、前記両アンプに供給される電源電圧の大きさを、前記第1電圧から前記第1電圧よりも大きい電圧までの可変範囲でエンベロープ振幅レベルに応じて変動させる
ドハティ増幅装置。 - 前記第1電圧は、当該第1電圧をメインアンプとピークアンプとに電源電圧として与えた場合に、メインアンプとピークアンプとの合成出力であるドハティ増幅装置の出力とドハティ増幅装置の効率とからみたドハティ増幅装置の効率特性曲線が、
(a)効率が第1のピークを迎える第1ピーク部と、
(b)前記第1ピーク部における出力よりも大きい出力において、前記第1ピーク部よりも効率が下がる効率低下部と、
(c)前記効率低下部における出力よりも大きい出力において、効率が最大効率となる第2ピーク部と、
を持つ電圧に設定されている請求項1記載のドハティ増幅装置。 - 前記基準検出電圧は、前記第1電圧における前記効率特性曲線の前記第2ピーク部となるドハティ増幅装置の出力に対応する入力信号の電圧値又は当該電圧値近傍の値である請求項2記載のドハティ増幅装置。
- 前記基準検出電圧は、前記第1電圧における前記効率特性曲線の前記第1ピーク部となるドハティ増幅装置の出力に対応する入力信号の電圧値又は当該電圧値近傍の値である請求項2記載のドハティ増幅装置。
- 前記制御部は、前記第1電圧から前記第1電圧よりも大きい電圧までの前記可変範囲の大きさを調整するよう構成されていることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載のドハティ増幅装置。
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