(57)【要約】【課題】動作環境の変化に対して最適な効率で動作することにより、電力増幅器全体の消費電力を低減させることができ、効率化が図れるフィードフォワード増幅器の実現。【解決手段】歪検出系と歪消去系と有し、歪検出系では、入力信号を分岐し一方の入力信号を主増幅器により増幅し、主増幅器出力信号を分岐して、分岐された主増幅器出力信号と分岐された他方の入力信号とを同電力逆位相で合成することにより主増幅器で生じた歪成分信号を抽出し、歪消去系では、歪検出系から出力された歪成分信号と主増幅器出力信号とを同電力逆位相で合成することにより主増幅器で生じた歪成分を除去した増幅器出力信号を得るフィードフォワード歪補償増幅器において、抽出された歪成分信号の電力を検波器で検出し、検出された歪み成分電力が歪み消去系で補償可能な歪み成分量となるよう、主増幅器の動作電圧を制御するフィードフォワード増幅器である。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
歪検出系と歪消去系とを直列に配して有し、歪検出系では、入力信号を分岐して一方の入力信号を主増幅器により増幅し、該主増幅器出力信号を分岐して、当該分岐された主増幅器出力信号と前記分岐された他方の入力信号とを同電力逆位相で合成することにより前記主増幅器で生じた歪成分信号を抽出し、前記歪消去系では、前記歪検出系から出力された歪成分信号と前記主増幅器出力信号とを同電力逆位相で合成することにより前記主増幅器で生じた歪成分を除去した増幅器出力信号を得るフィードフォワード歪補償増幅器において、
前記抽出された歪成分信号の電力を検波器で検出し、当該検出された歪み成分電力が前記歪み消去系で補償可能な歪み成分量となるよう、前記主増幅器の動作電圧を制御することを特徴とするフィードフォワード増幅器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はフィードフォワード増幅器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
地上デジタル放送用の複数チャンネル同時増幅可能な広帯域増幅器で、高出力が必要なものは、高電力・広帯域な要求仕様の面から、フィードフォワード歪み補償方式が適している。Pre-Distortion方式など他の補償方式と比較すると、効率面では劣っている。
一般的なフィードフォワード増幅器は、図２に示すように、歪み抽出系と歪み消去系で構成される。主増幅器２では入力信号を定格電力まで電力増幅する。このとき、主増幅器(メインアンプ)２の非線形性によって信号に歪みが発生する。
結合器３によって分配された歪み成分を含む信号は、合成器６で歪のない入力信号と同電力逆位相で合成することで歪み成分を抽出する。歪み抽出系で得た歪み成分信号を誤差増幅器７によって増幅し、抽出した歪み成分信号と主増幅器２からの歪み成分を含む信号を結合器４で同電力逆位相に合成することで歪補償動作をする。
従来の技術では、使用するアンプ素子の飽和電力温度特性により歪みの量が変化する。これに対応するために、最も厳しい温度条件で補償量が得られるようにアンプ動作電圧を設定する。これにより、環境温度の変化に対して十分な補償量を得ることができる。この設定条件では、その他の温度条件では歪み量に余裕を持った特性となり、電力効率が低下する。
【特許文献１】特開２０００−１５１２９４公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来の技術では、メインアンプの温度特性による飽和特性劣化で歪みが増大し補償量を超えるのを避けるため、温度特性が最も厳しい条件で補償量が得られる様、メインアンプの動作電圧を設定する。この設定条件では、設定以外の温度条件で歪み量に余裕を持った特性となる。歪み量に対してメインアンプの動作電圧を最適値に設定できれば、アンプの効率化が可能となる。
本発明は、これらの問題点を考慮し、動作環境の変化に対して最適な効率で動作することによって、電力増幅器(ＰＡ)全体の消費電力を低減させることができ、効率化が図れるフィードフォワード増幅器の実現を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は上記目的を達成するため、歪検出系と歪消去系とを直列に配して有し、歪検出系では、入力信号を分岐して一方の入力信号を主増幅器により増幅し、該主増幅器出力信号を分岐して、当該分岐された主増幅器出力信号と前記分岐された他方の入力信号とを同電力逆位相で合成することにより前記主増幅器で生じた歪成分信号を抽出し、前記歪消去系では、前記歪検出系から出力された歪成分信号と前記主増幅器出力信号とを同電力逆位相で合成することにより前記主増幅器で生じた歪成分を除去した増幅器出力信号を得るフィードフォワード歪補償増幅器において、前記抽出された歪成分信号の電力を検波器で検出し、当該検出された歪み成分電力が前記歪み消去系で補償可能な歪み成分量となるよう、前記主増幅器の動作電圧を制御するフィードフォワード増幅器である。
即ち、歪み抽出系の抑圧量が、メインアンプの入力信号と隣接歪みの電力差よりも十分に得られるとき、歪みを抽出した歪み成分信号は歪みの成分が支配的となる。逆に抑圧量が十分でないとき、歪み成分信号に信号成分が存在することになる。抑圧量が十分得られる回路では歪み成分が支配的であるので、歪み抽出後に検波器で検波される電力は歪み成分の電力に比例する。
この関係から検波器でメインアンプの歪み電力を検出することが可能であるため、メインアンプの動作電圧を可変しながら検波器で歪み電力を検出することで、メインアンプの歪み量が補償可能な範囲で効率が最高となる最適な動作電圧に調整することができる。
【発明の効果】
【０００５】
本発明により、動作環境の変化に対して最適な効率で動作することによって、ＰＡ全体の消費電力を低減させることができ、フィードフォワード増幅器で効率化が実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
本発明の一実施例の構成、動作について、図１のブロック図を用いて詳細に説明する。主増幅器２で発生した歪み成分を含む信号は、結合器３によって分配され、合成器６で歪のない入力信号と同電力逆位相で合成することで歪み成分信号のみ抽出される。
ここで、歪み抽出系、歪み消去系の抑圧量は、２分配器１から合成器６までの２つの経路において、同じ周波数特性(電力利得が等しく、逆位相、遅延時間が同じ)が得られる条件で高くなる。そのため、ベクトル調整器５の移相器と減衰器を制御し、最も補償の取れる条件となるよう微調整する。
なお、移相器、減衰器の調整は、検波器８の検波電力が最も小さくなる様に調整する。これは、合成器６で歪み成分を含む信号から信号成分を打ち消したとき、信号成分が小さくなるほど歪み成分信号の電力が小さくなるからである。
【０００７】
このように、上記微調整後の歪み成分信号で抑圧量が十分なとき、歪み成分が支配的な電力となるため、このとき検波器８で歪み成分電力を検波する。
上記検波器８で得られる歪み成分電力から、歪み消去系で補償可能な歪み量であるかを検知し、歪み消去系の補償量に余裕のある歪み成分電力であるときは、主増幅器２の動作電圧を制御により下げて効率を高める。逆に、補償量よりも歪み成分電力が大きくなったときは、主増幅器２の動作電圧を上げるよう制御する。これを繰り返して、補償可能な範囲の歪み成分電力に、主増幅器２の動作電圧を調整する。
そして、歪み抽出系で得た歪み成分信号を誤差増幅器７によって増幅し、該抽出した歪み成分信号と主増幅器２からの歪み成分を含む信号を結合器４で同電力逆位相で合成することにより、動作環境の変化に対して最適な効率で歪補償動作を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施例の構成を示すブロック図
【図２】一般的なフィードフォワード増幅器の構成の一例を示すブロック図
【符号の説明】
【０００９】
１：２分配器、２：主増幅器、３，４：結合器、５：ベクトル調整器、６：合成器、７：誤差増幅器、８：検波器。
【図１】
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【図２】
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