(57)【要約】  振幅調整器２１および遅延線路２４により、群遅延要素の影響が出ないようにすることで、不要な位相の変動を抑え、広帯域化を可能にするアナログフィードバック増幅器が得られる。
2013098874.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力信号と第一のフィードバック信号との差分を取る第一の比較手段と、
上記第一の比較手段の出力信号と第二のフィードバック信号との差分を取る第二の比較手段と、
上記第二の比較手段の出力信号を増幅する電力増幅手段と、
上記電力増幅手段の出力信号の振幅を調整する第一の振幅調整手段と、
上記第二の比較手段の出力信号の振幅を調整し、該振幅調整した信号を上記第二のフィードバック信号として上記第二の比較手段に出力する第二の振幅調整手段と、
上記第二の振幅調整手段の出力信号を遅延する遅延手段と、
上記第一の振幅調整手段の出力信号と上記遅延手段の出力信号との差分を取り、該差分信号を第一のフィードバック信号として上記第一の比較手段に出力する第三の比較手段とを備えたアナログフィードバック増幅器。
【請求項２】
第二の振幅調整手段による振幅調整および遅延手段による遅延調整は、
第三の比較手段により取られる差分が無くなるように設定されることを特徴とする請求項１記載のアナログフィードバック増幅器。
【請求項３】
ベースバンド信号のＩ座標入力信号と第一のフィードバック信号との差分を取る第一の比較手段と、
上記第一の比較手段の出力信号と第二のフィードバック信号との差分を取る第二の比較手段と、
ベースバンド信号のＱ座標入力信号と第三のフィードバック信号との差分を取る第三の比較手段と、
上記第三の比較手段の出力信号と第四のフィードバック信号との差分を取る第四の比較手段と、
上記第二の比較手段および第四の比較手段の出力信号を直交変調し、高周波信号を出力する直交変調手段と、
上記直交変調手段の高周波出力信号を増幅する電力増幅手段と、
上記電力増幅手段により増幅された高周波出力信号の振幅を調整する第一の振幅調整手段と、
上記第一の振幅調整手段により調整された高周波出力信号を直交復調し、ベースバンド信号のＩ座標信号およびＱ座標信号を出力する直交復調手段と、
上記第二の比較手段の出力信号の振幅を調整し、該振幅調整した信号を上記第二のフィードバック信号として上記第二の比較手段に出力する第二の振幅調整手段と、
上記第二の振幅調整手段の出力信号を遅延する第一の遅延手段と、
上記直交復調手段により直交復調されたＩ座標信号と上記第一の遅延手段の出力信号との差分を取り、該差分信号を第一のフィードバック信号として上記第一の比較手段に出力する第五の比較手段と、
上記第四の比較手段の出力信号の振幅を調整し、該振幅調整した信号を上記第四のフィードバック信号として上記第四の比較手段に出力する第三の振幅調整手段と、
上記第三の振幅調整手段の出力信号を遅延する第二の遅延手段と、
上記直交復調手段により直交復調されたＱ座標信号と上記第二の遅延手段の出力信号との差分を取り、該差分信号を第三のフィードバック信号として上記第三の比較手段に出力する第六の比較手段とを備えたアナログフィードバック増幅器。
【請求項４】
第二の振幅調整手段による振幅調整および第一の遅延手段による遅延調整は、
第五の比較手段により取られる差分が無くなるように設定され、
第三の振幅調整手段による振幅調整および第二の遅延手段による遅延調整は、
第六の比較手段により取られる差分が無くなるように設定されることを特徴とする請求項３記載のアナログフィードバック増幅器。
【請求項５】
高周波入力信号を直交復調し、ベースバンド信号のＩ座標信号を第一の比較手段に出力すると共に、ベースバンド信号のＱ座標信号を第三の比較手段に出力する第二の直交復調手段を備えたことを特徴とする請求項３記載のアナログフィードバック増幅器。
【請求項６】
入力信号を移相する移相手段、入力信号を可変利得増幅する可変利得増幅手段、入力信号を増幅する電力増幅手段が、移相手段、可変利得増幅手段および電力増幅手段の順または可変利得増幅手段、移相手段および電力増幅手段の順に直列接続された移相増幅手段と、
上記移相増幅手段の入力信号と第一のフィードバック信号との差分を取る第一の比較手段と、
上記第一の比較手段の出力信号と第二のフィードバック信号との差分を取り、該差分信号に応じた出力信号により上記可変利得増幅手段の利得を可変する第二の比較手段と、
上記移相増幅手段の出力信号の振幅を調整する第一の振幅調整手段と、
上記第二の比較手段の出力信号の振幅を調整し、該振幅調整した信号を上記第二のフィードバック信号として上記第二の比較手段に出力する第二の振幅調整手段と、
上記第二の振幅調整手段の出力信号を遅延する第一の遅延手段と、
上記第一の振幅調整手段の出力信号と上記第一の遅延手段の出力信号との差分を取り、該差分信号を第一のフィードバック信号として上記第一の比較手段に出力する第三の比較手段と、
上記移相増幅手段の入力信号と上記第一の振幅調整手段の出力信号との位相差を振幅に変換して出力する位相差検出手段と、
上記位相差検出手段の出力信号と遅延出力信号との差分を取る第四の比較手段と、
上記第四の比較手段の出力信号と第三のフィードバック信号との差分を取り、該差分信号に応じた出力信号により上記移相手段の移相量を制御する第五の比較手段と、
上記第五の比較手段の出力信号の振幅を調整し、該振幅調整した信号を上記第三のフィードバック信号として上記第五の比較手段に出力する第三の振幅調整手段と、
上記第三の振幅調整手段の出力信号を遅延し、該遅延出力信号を上記第四の比較手段に出力する第二の遅延手段とを備えたアナログフィードバック増幅器。
【請求項７】
第二の振幅調整手段による振幅調整および第一の遅延手段による遅延調整は、
第三の比較手段により取られる差分が無くなるように設定され、
第三の振幅調整手段による振幅調整および第二の遅延手段による遅延調整は、
第四の比較手段により取られる差分が無くなるように設定されることを特徴とする請求項６記載のアナログフィードバック増幅器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電力増幅器による群遅延要素の影響を抑え、広帯域化を可能にするアナログフィードバック増幅器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のアナログフィードバック増幅器として、ベースバンド信号のＩ座標入力信号とフィードバック信号との差分を取るＩ系比較器と、ベースバンド信号のＱ座標入力信号とフィードバック信号との差分を取るＱ系比較器と、それらＩＱ系の比較器の出力信号を直交変調し、高周波信号を出力する直交変調器と、直交変調器の高周波出力信号を増幅する電力増幅器と、電力増幅器により増幅された高周波出力信号を減衰する減衰器と、減衰器により減衰された高周波出力信号を直交復調し、直交復調したベースバンド信号のＩ座標信号をＩ系比較器にフィードバック信号として出力し、直交復調したベースバンド信号のＱ座標信号をＱ系比較器にフィードバック信号として出力する直交復調器とを備えたものがある（下記非特許文献１参照）。【０００３】
また、従来のアナログフィードバック増幅器として、極座標系を用いて、同様にアナログフィードバックを行い、帯域設定および追従制御を行うものがある（下記特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００７／０１８４７９２Ａ号明細書
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】PETER B.KENINGTON著、「HIGH-LINEARITY RF AMPLIFIER DESIGN」Artech House，Inc pp.164-169
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来のアナログフィードバック増幅器は、以上のように構成されているので、フィードバックループの中に電力増幅器の群遅延要素が含まれていたため、位相が変動し、広帯域化が困難になるという課題があった。【０００７】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、フィードバックループの中に群遅延要素があっても、不要な位相の変動を抑え、広帯域化を可能にするアナログフィードバック増幅器を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明に係るアナログフィードバック増幅器は、入力信号と第一のフィードバック信号との差分を取る第一の比較手段と、第一の比較手段の出力信号と第二のフィードバック信号との差分を取る第二の比較手段と、第二の比較手段の出力信号を増幅する電力増幅手段と、電力増幅手段の出力信号の振幅を調整する第一の振幅調整手段と、第二の比較手段の出力信号の振幅を調整し、該振幅調整した信号を第二のフィードバック信号として第二の比較手段に出力する第二の振幅調整手段と、第二の振幅調整手段の出力信号を遅延する遅延手段と、第一の振幅調整手段の出力信号と遅延手段の出力信号との差分を取り、該差分信号を第一のフィードバック信号として第一の比較手段に出力する第三の比較手段とを備えたものである。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、フィードバックループの中に電力増幅手段による群遅延要素があっても、第二の振幅調整手段および遅延手段により振幅および遅延を調整することにより、群遅延要素の影響が出ないようにすることで、不要な位相の変動を抑え、広帯域化を可能にするアナログフィードバック増幅器を得ることができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】この発明の実施の形態１によるアナログフィードバック増幅器を示す構成図である。
【図２】この発明の実施の形態２によるアナログフィードバック増幅器を示す構成図である。
【図３】この発明の実施の形態３によるアナログフィードバック増幅器を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、この発明をより詳細に説明するために、この発明を実施するための形態について、添付の図面に従って説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１によるアナログフィードバック増幅器を示す構成図である。
図において、比較器３は、入力端子１からのベースバンド信号のＩ座標入力信号と後述する比較器２５からのフィードバック信号との差分を取る。
比較器４は、入力端子２からのベースバンド信号のＱ座標入力信号と後述する比較器３０からのフィードバック信号との差分を取る。
比較器５は、比較器３の出力信号と後述する振幅調整器２１からのフィードバック信号との差分を取る。
比較器６は、比較器４の出力信号と後述する振幅調整器２６からのフィードバック信号との差分を取る。
【００１２】
ループフィルタ７は、比較器５の出力信号のうちの低域周波数帯域のみ通過させる。
ループフィルタ８は、比較器６の出力信号のうちの低域周波数帯域のみ通過させる。
直交変調器９は、移相器１０および乗算器１１，１２からなり、発振器１３による高周波を移相器１０により０°と９０°に移相し、ループフィルタ７の出力信号と０°移相の高周波を乗算器１１により乗算し、ループフィルタ８の出力信号と９０°移相の高周波を乗算器１２により乗算することにより、直交変調する。
電力増幅器１４は、直交変調器９の高周波出力信号を増幅し、出力端子１５より出力する。
【００１３】
減衰器１６は、電力増幅器１４により増幅され、分岐された高周波出力信号を減衰する。
直交復調器１７は、移相器１８および乗算器１９，２０からなり、発振器１３による高周波を移相器１８により０°と９０°に移相し、減衰器１６の出力信号と０°移相の高周波を乗算器１９により乗算し、減衰器１６の出力信号と９０°移相の高周波を乗算器２０により乗算することにより、直交復調する。
【００１４】
振幅調整器２１は、増幅器２２および減衰器２３からなり、ループフィルタ７の出力信号の振幅を調整し、振幅調整した信号をフィードバック信号として比較器５に出力する。
遅延線路２４は、振幅調整器２１の出力信号を遅延する。
比較器２５は、直交復調器１７により直交復調されたＩ座標信号と遅延線路２４の出力信号との差分を取り、差分信号をフィードバック信号として比較器３に出力する。
【００１５】
振幅調整器２６は、増幅器２７および減衰器２８からなり、ループフィルタ８の出力信号の振幅を調整し、振幅調整した信号をフィードバック信号として比較器６に出力する。
遅延線路２９は、振幅調整器２６の出力信号を遅延する。
比較器３０は、直交復調器１７により直交復調されたＱ座標信号と遅延線路２９の出力信号との差分を取り、差分信号をフィードバック信号として比較器４に出力する。
【００１６】
次に動作について説明する。
図において、入力端子１から入力されるベースバンド信号のＩ座標入力信号は、比較器３，５およびループフィルタ７を介して直交変調器９に入力される。
また、入力端子２から入力されるベースバンド信号のＱ座標入力信号は、比較器４，６およびループフィルタ８を介して直交変調器９に入力される。
ループフィルタ７を通過したＩ座標入力信号と、ループフィルタ８を通過したＱ座標入力信号は、直交変調器９により直交変調され、さらに、電力増幅器１４により増幅され、出力端子１５より高周波出力信号として出力される。
【００１７】
電力増幅器１４により増幅され、分岐された高周波出力信号は、減衰器１６により減衰され、直交復調器１７によりＩ座標信号とＱ座標信号に直交復調される。
直交復調されたＩ座標信号は、比較器２５を介して、比較器３によりＩ座標入力信号と比較され、直交復調されたＱ座標信号は、比較器３０を介して、比較器４によりＱ座標入力信号と比較されることで、Ｉ座標系とＱ座標系とでそれぞれ第一のフィードバックループを形成し、帯域設定および追従制御を行う。
【００１８】
ここで、第一のフィードバックループの中に電力増幅器１４の群遅延要素が含まれていたため、位相が変動し、広帯域化が困難になるという課題があったが、次に、この課題の解決手段について説明する。
なお、説明を簡単にするため、ＩＱ座標系のうちのＩ座標系についてのみ説明するが、Ｑ座標系についても同様な説明になる。
【００１９】
この実施の形態１では、比較器３の後段のループフィルタ７の出力から、振幅調整器２１、遅延線路２４および比較器２５により、第一のフィードバックループの内側に別の第二のフィードバックループを形成している。
また、振幅調整器２１を介して比較器５にフィードバックしている。
【００２０】
このとき、上述の第二のフィードバックループを形成し、比較器２５における２つの入力信号の差分が無くなるように、振幅調整器２１の振幅および遅延線路２４の遅延を設定することで、第一のフィードバックループの内側の電力増幅器１４の群遅延要素が相殺され、第一のフィードバックループの外側に電力増幅器１４の群遅延要素が出てくる。
【００２１】
このことは電力増幅器１４の群遅延要素が第一のフィードバックループの外にあるのと等価に扱うことができる効果を有するものである。
なお、振幅調整器２１を介して比較器５にフィードバックすることで、本来、第一のフィードバックループでフィードバックされる信号に代えて、群遅延要素の無い信号をフィードバックすることになる。
したがって、第二のフィードバックループを形成することにより、この実施の形態１では、第一のフィードバックループの中に電力増幅器１４の群遅延要素があっても、この群遅延要素の影響が出ないようにすることができ、不要な位相の変動を抑え、広帯域化が可能となる。
【００２２】
この実施の形態１によれば、第一のフィードバックループの中に電力増幅器１４による群遅延要素があっても、振幅調整器２１，２６および遅延線路２４，２９により振幅および遅延を調整することにより、群遅延要素の影響が出ないようにすることで、不要な位相の変動を抑え、広帯域化を可能にすることができる。
【００２３】
なお、振幅調整器２１，２６は、振幅が１より大きいとき増幅器２２，２７のみで減衰器２３，２８を省略しても同等の効果を有し、振幅が１より小さいときは減衰器２３，２８のみで増幅器２２，２７を省略しても同等の効果を有し、振幅が１のときは振幅調整器２１，２６を省略しても同等の効果を有する。
また、減衰器１６は、振幅が１のとき省略しても同等の効果を有する。
さらに、遅延線路２４，２９は、インダクタやキャパシタなどの集中定数回路および半導体などから構成される遅延回路を用いても同等の効果を有する。
さらに、ループフィルタ７，８は、低域周波数帯域で振幅を持っていても同等の効果を有する。
【００２４】
実施の形態２．
図２はこの発明の実施の形態２によるアナログフィードバック増幅器を示す構成図である。
図において、直交復調器３２は、移相器３３および乗算器３４，３５からなる。
発振器１３による高周波を移相器３３により０°と９０°に移相し、入力端子３１からの高周波入力信号と０°移相の高周波を乗算器３４により乗算し、入力端子３１からの高周波入力信号と９０°移相の高周波を乗算器３５により乗算することにより、直交復調する。
直交復調したベースバンド信号のＩ座標入力信号を入力端子１に、直交復調したベースバンド信号のＱ座標入力信号を入力端子１に、それぞれ出力する。
その他の構成については、図１と同様なので、重複する説明を省略する。
【００２５】
この実施の形態２によれば、高周波入力信号を直交復調器３２によりＩ座標入力信号とＱ座標入力信号に直交復調し、Ｉ座標入力信号を入力端子１に、Ｑ座標入力信号を入力端子１に、それぞれ出力する。
このように、実施の形態２に示した構成であっても、振幅調整器２１，２６および遅延線路２４，２９により振幅および遅延を調整することにより、群遅延要素の影響が出ないようにすることで、不要な位相の変動を抑え、広帯域化を可能にすることができる。
【００２６】
実施の形態３．
図３はこの発明の実施の形態３によるアナログフィードバック増幅器を示す構成図である。
図において、移相器４１は、入力端子３１からの高周波入力信号を移相する。
可変利得増幅器４２は、移相器４１の出力信号を可変利得増幅する。
電力増幅器１４は、可変利得増幅器４２の出力信号を増幅し、出力端子１５より出力する。
なお、移相器４１、可変利得増幅器４２および電力増幅器１４により移相増幅手段を構成する。
【００２７】
検波器４３は、高周波入力信号を検波する。
検波器４４は、減衰器１６により減衰された高周波出力信号を検波する。
比較器４５は、検波器４３の出力信号と後述する比較器５３からのフィードバック信号との差分を取る。
比較器４６は、比較器４５の出力信号と後述する振幅調整器４９からのフィードバック信号との差分を取る。
ループフィルタ４７は、比較器４６の出力信号のうちの低域周波数帯域のみ通過させる。
振幅感度調整器４８は、ループフィルタ４７の出力信号の変化率を調整することにより、可変利得増幅器４２の振幅感度を調整する。
【００２８】
振幅調整器４９は、増幅器５０および減衰器５１からなり、ループフィルタ４７の出力信号の振幅を調整し、振幅調整した信号をフィードバック信号として比較器４６に出力する。
遅延線路５２は、振幅調整器４９の出力信号を遅延する。
比較器５３は、検波器４４の出力信号と遅延線路５２の出力信号との差分を取り、差分信号をフィードバック信号として比較器４５に出力する。
【００２９】
リミッタ５４は、高周波入力信号をリミットする。
リミッタ５５は、減衰器１６により減衰された高周波出力信号をリミットする。
ミクサ５６は、リミッタ５４，５５の出力信号の位相差を検出し、位相差を振幅に変換して出力する。
なお、リミッタ５４，５５およびミクサ５６により位相差検出手段を構成する。
【００３０】
ループフィルタ５７は、ミクサ５６の出力信号のうちの低域周波数帯域のみ通過させる。
比較器５８は、後述する比較器６６からのフィードバック信号と後述する振幅調整器６０からのフィードバック信号との差分を取る。
位相感度調整器５９は、比較器５８の出力信号の変化率を調整することにより、移相器４１の位相感度を調整する。
【００３１】
振幅調整器６０は、増幅器６１および減衰器６２からなり、比較器５８の出力信号の振幅を調整し、振幅調整した信号をフィードバック信号としてループフィルタ６３を介して比較器５８に出力する。
なお、ループフィルタ６３は、フィードバック信号のうちの低域周波数帯域のみ通過させる。
遅延線路６４は、振幅調整器６０の出力信号を遅延する。
ループフィルタ６５は、遅延出力信号のうちの低域周波数帯域のみ通過させる。
比較器６６は、ループフィルタ５７の出力信号とループフィルタ６５の遅延出力信号との差分を取り、差分信号をフィードバック信号として比較器５８に出力する。
【００３２】
次に動作について説明する。
図において、入力端子３１から入力される高周波入力信号は、移相器４１により位相が調整され、さらに、可変利得増幅器４２および電力増幅器１４により増幅され、出力端子１５より高周波出力信号として出力される。
【００３３】
可変利得増幅器４２による振幅制御に関しては、高周波入力信号が検波器４３により検波された信号と、高周波出力信号が減衰器１６を介して検波器４４により検波された信号とが、比較器５３を介して比較器４５により比較される。さらに、比較器４５による出力信号がループフィルタ４７を介して振幅感度調整器４８に出力され、可変利得増幅器４２の振幅が調整されることで、第一のフィードバックループを形成し、帯域設定および追従制御を行う。
【００３４】
この実施の形態３では、比較器４５の後段のループフィルタ４７の出力から、振幅調整器４９、遅延線路５２および比較器５３により、第一のフィードバックループの内側に別の第二のフィードバックループを形成している。
また、振幅調整器４９を介して比較器４６にフィードバックしている。
【００３５】
このとき、上述の第二のフィードバックループを形成し、比較器５３における２つの入力信号の差分が無くなるように、振幅調整器４９の振幅および遅延線路５２の遅延を設定することで、第一のフィードバックループの内側の電力増幅器１４の群遅延要素が相殺され、第一のフィードバックループの外側に電力増幅器１４の群遅延要素が出てくる。
【００３６】
このことは電力増幅器１４の群遅延要素が第一のフィードバックループの外にあるのと等価に扱うことができる効果を有するものである。
なお、振幅調整器４９を介して比較器４６にフィードバックすることで、本来、第一のフィードバックループでフィードバックされる信号に代えて、群遅延要素の無い信号をフィードバックすることになる。
【００３７】
また、移相器４１による位相制御に関しては、高周波入力信号がリミッタ５４によりリミットされた信号と、高周波出力信号が減衰器１６を介してリミッタ５５によりリミットされた信号とが、ミクサ５６において混合され、リミッタ５４，５５の出力信号の位相差に応じた振幅に変換して出力される。さらに、ミクサ５６による出力信号がループフィルタ５７、比較器６６および比較器５８を介して位相感度調整器５９に出力され、移相器４１の位相が調整されることで、第三のフィードバックループを形成し、帯域設定および追従制御を行う。
【００３８】
この実施の形態３では、ループフィルタ５７の後段の比較器５８の出力から、振幅調整器６０、遅延線路６４、ループフィルタ６５および比較器６６により、第三のフィードバックループの内側に別の第四のフィードバックループを形成している。
また、振幅調整器６０およびループフィルタ６３を介して比較器５８にフィードバックしている。
【００３９】
このとき、上述の第四のフィードバックループを形成し、比較器６６における２つの入力信号の差分が無くなるように、振幅調整器６０の振幅および遅延線路６４の遅延を設定することで、第三のフィードバックループの内側の電力増幅器１４の群遅延要素が相殺され、第三のフィードバックループの外側に電力増幅器１４の群遅延要素が出てくる。
【００４０】
このことは電力増幅器１４の群遅延要素が第三のフィードバックループの外にあるのと等価に扱うことができる効果を有するものである。
なお、振幅調整器６０およびループフィルタ６３を介して比較器５８にフィードバックすることで、本来、第三のフィードバックループでフィードバックされる信号に代えて、群遅延要素の無い信号をフィードバックすることになる。
【００４１】
したがって、第二および第四のフィードバックループを形成することにより、この実施の形態３では、第一および第三のフィードバックループの中に電力増幅器１４の群遅延要素があっても、この群遅延要素の影響が出ないようにすることができ、不要な位相の変動を抑え、広帯域化が可能となる。
【００４２】
この実施の形態３によれば、第一および第三のフィードバックループの中に電力増幅器１４による群遅延要素があっても、振幅調整器４９，６０および遅延線路５２，６４により振幅および遅延を調整することにより、群遅延要素の影響が出ないようにすることで、不要な位相の変動を抑え、広帯域化を可能にすることができる。
【００４３】
なお、リミッタ５４，５５およびミクサ５６により、位相差を検出したが、他の構成であっても同等の効果を有する。
また、振幅調整器４９，６０は、振幅が１より大きいとき増幅器５０，６１のみで減衰器５１，６２を省略しても同等の効果を有し、振幅が１より小さいときは減衰器５１，６２のみで増幅器５０，６１を省略しても同等の効果を有し、振幅が１のときは振幅調整器４９，６０を省略しても同等の効果を有する。
また、減衰器１６は、振幅が１のとき省略しても同等の効果を有する。
さらに、遅延線路５２，６４は、インダクタやキャパシタなどの集中定数回路および半導体などから構成される遅延回路を用いても同等の効果を有する。
さらに、上記実施の形態３では、移相器４１の後段に可変利得増幅器４２を配置したが接続順序を変えても同等の効果を有する。
さらに、ループフィルタ４７，５７，６３，６５は、低域周波数帯域で振幅を持っていても同等の効果を有する。
【００４４】
なお、本願発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
以上のように、この発明に係るアナログフィードバック増幅器は、フィードバックループの中に電力増幅器による群遅延要素があっても、振幅調整器および遅延線路により振幅および遅延を調整することにより、群遅延要素の影響が出ないように構成したので、不要な位相の変動を抑え、広帯域化が要求される増幅器に用いるのに適している。
【符号の説明】
【００４６】
１，２，３１  入力端子、３〜６，２５，３０，４５，４６，５３，５８，６６  比較器、７，８，４７，５７，６３，６５  ループフィルタ、９  直交変調器、１０，１８，３３，４１  移相器、１１，１２，１９，２０，３４，３５  乗算器、１３  発振器、１４  電力増幅器、１５  出力端子、１６  減衰器、１７，３２  直交復調器、２１，２６，４９，６０  振幅調整器、２２，２７，５０，６１  増幅器、２３，２８，５１，６２  減衰器、２４，２９，５２，６４  遅延線路、４２  可変利得増幅器、４３，４４  検波器、４８  振幅感度調整器、５４，５５  リミッタ、５６  ミクサ、５９  位相感度調整器。
【図１】
2013098874.tif 000003
【図２】
2013098874.tif 000004
【図３】
2013098874.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成26年7月15日(2014.7.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
この発明に係るアナログフィードバック増幅器は、入力信号と第一のフィードバック信号との差分を取る第一の比較手段と、第一の比較手段の出力信号と第二のフィードバック信号との差分を取る第二の比較手段と、第二の比較手段の出力信号を増幅する電力増幅手段と、電力増幅手段の出力信号の振幅を調整する第一の振幅調整手段と、第二の比較手段の出力信号の振幅を調整し、該振幅調整した信号を第二のフィードバック信号として第二の比較手段に出力する第二の振幅調整手段と、第二の振幅調整手段の出力信号を遅延する遅延手段と、第一の振幅調整手段の出力信号と遅延手段の出力信号との差分を取り、該差分信号を第一のフィードバック信号として第一の比較手段に出力する第三の比較手段とを備え、第二の振幅調整手段による振幅調整および遅延手段による遅延調整は、第三の比較手段により取られる差分が無くなるように設定されるものである。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
なお、振幅調整器２１，２６は、振幅が１より小さいとき増幅器２２，２７のみで減衰器２３，２８を省略しても同等の効果を有し、振幅が１より大きいときは減衰器２３，２８のみで増幅器２２，２７を省略しても同等の効果を有し、振幅が１のときは振幅調整器２１，２６を省略しても同等の効果を有する。
また、減衰器１６は、振幅が１のとき省略しても同等の効果を有する。
さらに、遅延線路２４，２９は、インダクタやキャパシタなどの集中定数回路および半導体などから構成される遅延回路を用いても同等の効果を有する。
さらに、ループフィルタ７，８は、低域周波数帯域で振幅を持っていても同等の効果を有する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４３】
なお、リミッタ５４，５５およびミクサ５６により、位相差を検出したが、他の構成であっても同等の効果を有する。
また、振幅調整器４９，６０は、振幅が１より小さいとき増幅器５０，６１のみで減衰器５１，６２を省略しても同等の効果を有し、振幅が１より大きいときは減衰器５１，６２のみで増幅器５０，６１を省略しても同等の効果を有し、振幅が１のときは振幅調整器４９，６０を省略しても同等の効果を有する。
また、減衰器１６は、振幅が１のとき省略しても同等の効果を有する。
さらに、遅延線路５２，６４は、インダクタやキャパシタなどの集中定数回路および半導体などから構成される遅延回路を用いても同等の効果を有する。
さらに、上記実施の形態３では、移相器４１の後段に可変利得増幅器４２を配置したが接続順序を変えても同等の効果を有する。
さらに、ループフィルタ４７，５７，６３，６５は、低域周波数帯域で振幅を持っていても同等の効果を有する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力信号と第一のフィードバック信号との差分を取る第一の比較手段と、
上記第一の比較手段の出力信号と第二のフィードバック信号との差分を取る第二の比較手段と、
上記第二の比較手段の出力信号を増幅する電力増幅手段と、
上記電力増幅手段の出力信号の振幅を調整する第一の振幅調整手段と、
上記第二の比較手段の出力信号の振幅を調整し、該振幅調整した信号を上記第二のフィードバック信号として上記第二の比較手段に出力する第二の振幅調整手段と、
上記第二の振幅調整手段の出力信号を遅延する遅延手段と、
上記第一の振幅調整手段の出力信号と上記遅延手段の出力信号との差分を取り、該差分信号を第一のフィードバック信号として上記第一の比較手段に出力する第三の比較手段とを備え、
上記第二の振幅調整手段による振幅調整および上記遅延手段による遅延調整は、上記第三の比較手段により取られる差分が無くなるように設定される
ことを特徴とするアナログフィードバック増幅器。
【請求項２】
ベースバンド信号のＩ座標入力信号と第一のフィードバック信号との差分を取る第一の比較手段と、
上記第一の比較手段の出力信号と第二のフィードバック信号との差分を取る第二の比較手段と、
ベースバンド信号のＱ座標入力信号と第三のフィードバック信号との差分を取る第三の比較手段と、
上記第三の比較手段の出力信号と第四のフィードバック信号との差分を取る第四の比較手段と、
上記第二の比較手段および第四の比較手段の出力信号を直交変調し、高周波信号を出力する直交変調手段と、
上記直交変調手段の高周波出力信号を増幅する電力増幅手段と、
上記電力増幅手段により増幅された高周波出力信号の振幅を調整する第一の振幅調整手段と、
上記第一の振幅調整手段により調整された高周波出力信号を直交復調し、ベースバンド信号のＩ座標信号およびＱ座標信号を出力する直交復調手段と、
上記第二の比較手段の出力信号の振幅を調整し、該振幅調整した信号を上記第二のフィードバック信号として上記第二の比較手段に出力する第二の振幅調整手段と、
上記第二の振幅調整手段の出力信号を遅延する第一の遅延手段と、
上記直交復調手段により直交復調されたＩ座標信号と上記第一の遅延手段の出力信号との差分を取り、該差分信号を第一のフィードバック信号として上記第一の比較手段に出力する第五の比較手段と、
上記第四の比較手段の出力信号の振幅を調整し、該振幅調整した信号を上記第四のフィードバック信号として上記第四の比較手段に出力する第三の振幅調整手段と、
上記第三の振幅調整手段の出力信号を遅延する第二の遅延手段と、
上記直交復調手段により直交復調されたＱ座標信号と上記第二の遅延手段の出力信号との差分を取り、該差分信号を第三のフィードバック信号として上記第三の比較手段に出力する第六の比較手段とを備え、
上記第二の振幅調整手段による振幅調整および上記第一の遅延手段による遅延調整は、上記第五の比較手段により取られる差分が無くなるように設定され、
上記第三の振幅調整手段による振幅調整および上記第二の遅延手段による遅延調整は、上記第六の比較手段により取られる差分が無くなるように設定される
ことを特徴とするアナログフィードバック増幅器。
【請求項３】
高周波入力信号を直交復調し、ベースバンド信号のＩ座標信号を上記第一の比較手段に出力すると共に、ベースバンド信号のＱ座標信号を上記第三の比較手段に出力する第二の直交復調手段を備えたことを特徴とする請求項２記載のアナログフィードバック増幅器。
【請求項４】
入力信号を移相する移相手段、入力信号を可変利得増幅する可変利得増幅手段、入力信号を増幅する電力増幅手段が、移相手段、可変利得増幅手段および電力増幅手段の順または可変利得増幅手段、移相手段および電力増幅手段の順に直列接続された移相増幅手段と、
上記移相増幅手段の入力信号と第一のフィードバック信号との差分を取る第一の比較手段と、
上記第一の比較手段の出力信号と第二のフィードバック信号との差分を取り、該差分信号に応じた出力信号により上記可変利得増幅手段の利得を可変する第二の比較手段と、
上記移相増幅手段の出力信号の振幅を調整する第一の振幅調整手段と、
上記第二の比較手段の出力信号の振幅を調整し、該振幅調整した信号を上記第二のフィードバック信号として上記第二の比較手段に出力する第二の振幅調整手段と、
上記第二の振幅調整手段の出力信号を遅延する第一の遅延手段と、
上記第一の振幅調整手段の出力信号と上記第一の遅延手段の出力信号との差分を取り、該差分信号を第一のフィードバック信号として上記第一の比較手段に出力する第三の比較手段と、
上記移相増幅手段の入力信号と上記第一の振幅調整手段の出力信号との位相差を振幅に変換して出力する位相差検出手段と、
上記位相差検出手段の出力信号と遅延出力信号との差分を取る第四の比較手段と、
上記第四の比較手段の出力信号と第三のフィードバック信号との差分を取り、該差分信号に応じた出力信号により上記移相手段の移相量を制御する第五の比較手段と、
上記第五の比較手段の出力信号の振幅を調整し、該振幅調整した信号を上記第三のフィードバック信号として上記第五の比較手段に出力する第三の振幅調整手段と、
上記第三の振幅調整手段の出力信号を遅延し、該遅延出力信号を上記第四の比較手段に出力する第二の遅延手段とを備え、
上記第二の振幅調整手段による振幅調整および上記第一の遅延手段による遅延調整は、上記第三の比較手段により取られる差分が無くなるように設定され、
上記第三の振幅調整手段による振幅調整および上記第二の遅延手段による遅延調整は、上記第四の比較手段により取られる差分が無くなるように設定される
ことを特徴とするアナログフィードバック増幅器。
【手続補正５】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図３】
2013098874.tif 000006
【国際調査報告】
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2013098874.tif 000008
2013098874.tif 000009
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