(57)【要約】【課題】デジタル変調制御による振幅変調方式の送信機において、送信機が出力する振幅変調信号に生じる歪を低減する。【解決手段】第１倍率信号に基づいて前記被増幅装置信号の振幅を増幅し、前記被増幅信号の出力タイミングを調整し、第１増幅信号を出力する第１増幅部と、第２倍率信号に基づいて前記増幅信号の振幅を増幅し、前記増幅部信号の出力タイミングを調整し、第２増幅信号を出力する第２増幅部と、当該被増幅信号の出力タイミングを調整する出力タイミング値を、当該第１倍率信号が示す値および当該第２倍率信号が示す値のそれぞれに対応して記憶する出力タイミング値記憶部と、当該第１増幅信号と、当該第２増幅信号とを合成して前記出力信号として出力する合成部とを備える。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被増幅信号の増幅率を指定する第１倍率信号と、第２倍率信号とに基づいて被増幅信号振幅を増幅する増幅装置であって、
前記第１倍率信号に基づいて前記被増幅信号の振幅を増幅し、前記増幅信号の出力タイミングを調整し、第１増幅信号を出力する第１増幅部と、
前記第２倍率信号に基づいて前記被増幅信号の振幅を増幅し、前記増幅部信号の出力タイミングを調整し、第２増幅信号を出力する第２増幅部と、
当該増幅信号の出力タイミングを調整する出力タイミング値を、当該第１倍率信号が示す値、または当該第２倍率信号が示す値のそれぞれに対応して記憶する出力タイミング値記憶部と、
前記第１増幅信号と、前記第２増幅信号とを合成して前記増幅装置の出力信号として出力する合成部と
を備えることを特徴とする増幅装置。
【請求項２】
変調信号に基づく振幅変調信号を出力する送信機であって、
所定の周期を有する搬送波信号を出力する搬送波信号生成部と、
前記変調信号の振幅に基づいて、第１倍率信号と、第２倍率信号とを出力する変換部と、
第１倍率信号と、第２倍率信号とに基づく増幅率で前記搬送波信号の振幅を増幅した信号を前記振幅変調信号として出力する変調増幅部と
を備え、
前記変調増幅部は、
前記第１倍率信号に基づいて前記搬送波信号の振幅を増幅した、第１増幅信号を出力する第１増幅部と、
前記第２倍率信号に基づいて前記搬送波信号の振幅を増幅した、第２増幅信号を出力する第２増幅部とからなり、
前記変調増幅信号の出力タイミングを調整する出力タイミング値を、前記倍率信号が示す値のそれぞれに対応して記憶する出力タイミング値記憶部と、
前記増幅装置の前記出力信号と、前記第１倍率信号とに基づいて前記出力タイミング値を調整する、または前記第２倍率信号とに基づいて前記出力タイミング値を調整する出力タイミング値更新部と、
前記第１増幅信号と、前記第２増幅信号とを合成して前記振幅変調信号として出力する合成部とを有することを特徴とする送信機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、増幅装置及び送信機に関する。特に本発明は、デジタル変復調制御による変復調方式の送信機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、デジタル変復調制御による振幅調方式として、例えば特開２０００−２３２３８０号公報に開示されている方式がある。当該方式は、複数の電力増幅器を直接デジタル信号により“オン”、“オフ”し、変調信号のすべての情報（ビット）を変調増幅する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の変調方式では、複数の電力増幅器の増幅率の理想値に対する誤差により、送信機が出力する振幅変調信号に歪が生じるという問題があった。特に、増幅器を複数用いる電圧加算方式の変調方式では、各増幅器は出力する電圧が一定であるため、各増幅器の電圧を加算することにより、各増幅器が出力する電圧に比例して増幅器から出力される電流も加算さる。オームの法則による言い換えをすると、当該加算された電圧または電流に比例して、各増幅器の出力に接続される負荷抵抗値が小さくなることにより、変調信号に応じて、各増幅器の出力に接続される負荷抵抗値が変化することになる。図３を用いて説明すると、負荷抵抗が変化することにより、複数の電力増幅器の出力が切替る際に出力タイミングのずれを発生し、送信機の送信電力に歪が生じる。また、当該誤差は、電源変動、温度変化、または経年劣化等によっても変化する。
【０００４】
そのため、従来のデジタル変調制御による振幅変調方式において、送信機が出力する振幅変調信号に生じる歪により安定な運用が阻害されるという問題があった。そこで本発明、上記の課題を解決することのできる増幅装置及び送信機を提供することを目的とする。この目的は特許請求の範囲における独立項に記載の特徴の組み合わせにより達成される。また従属項は本発明の更なる有利な具体例を規定する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
即ち本発明の第１の形態によると、
【０００６】
変調信号に基づく振幅変調信号を出力する送信機であって、所定の周期を有する搬送波信号を出力する搬送波信号生成部と、前記変調信号の振幅に基づいて、第１倍率信号と、第２倍率信号とを出力する変換部と、第１倍率信号と、第２倍率信号とに基づく増幅率で前記搬送波信号の振幅を増幅した信号を前記振幅変調信号として出力する変調増幅部とを備え、前記変調振幅部は、前記第１倍率信号に基づいて前記搬送波信号の振幅を増幅した、第１増幅信号を出力する第１増幅部と、前記第１増幅信号の出力タイミングを調整するタイミング値を、前記第１倍率信号が示す値のそれぞれに対応して記憶するタイミング値と、前記タイミング値と、前記第２増幅信号を出力する第２増幅部と、前記第１増幅信号と、前記第２増幅信号とを合成して前記振幅変調信号として出力する合成部とを有することを特徴とする送信機。
【０００７】
なお上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではなくこれらの特徴群のサブコンビネーションもまた発明となりうる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態はクレームにかかる発明を限定するものではなく、また実施形態の中で説明されている特徴の組み合せの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【０００９】
図１は、本発明の第１実施形態に係る送信機１００を示す。送信機１００は、変調信号に基づく増幅率で搬送波信号ＣＷＳの振幅を増幅した振幅変調信号を出力する送信機であって、搬送波信号生成部１０２と、変換部１０４と、変調増幅部１０６とを備える。搬送波信号生成部１０２は、所定の周期を有し、変調信号に基づく情報を搬送する搬送波信号ＣＷＳを出力する。変換部１０４は、変調信号ＡＭＳの振幅に基づいて第１倍率信号ＨＢＳと、第２倍率信号ＬＢＳとを出力する。
【００１０】
変換部１０４は、変調信号ＡＭＳの振幅を増幅した増幅信号を出力する変調信号増幅器２２２と、当該増幅変調信号をＡ／Ｄ変換した信号を１１ビットのデジタル信号である倍率指定信号ＭＡＳとして出力する第１Ａ／Ｄ変換器２２４とを有する、変調信号増幅器２２２は、変調信号ＡＭＳの振幅を変調増幅部１０６で必要な入力振幅値まで増幅するのが好ましい。第１Ａ／Ｄ変換器は、倍率指定信号ＡＭＳの上位５ビットを第１倍率信号ＨＢＳとして出力し、下位６ビットを第２倍率信号ＬＢＳとして出力する。
【００１１】
変調増幅部１０６は、搬送波信号ＣＷＳと、第１倍率信号ＨＢＳと、第２倍率信号ＬＢＳとを受け取り、第１倍率信号ＨＢＳと、第２倍率信号ＬＢＳとに基づく増幅率で搬送波信号ＣＷＳの増幅した信号を振幅変調信号ＡＡＳとして出力する。変調増幅部１０６は、第１増幅部２０２と、出力タイミング値記憶部と、第２増幅部２０４、合成部２０８を備える。
【００１２】
第１増幅部２０２は、第１倍率信号ＨＢＳに基づいて搬送波信号ＣＷＳの振幅を増幅し、第１増幅信号ＥＢＳを出力する。第２増幅部２０４は、第２倍率信号ＬＢＳに基づいて搬送波信号ＣＷＳの振幅を増幅し、第２増幅信号ＢＢＳを出力する。第２増幅部２０４は、第１増幅信号ＥＢＳの振幅より振幅が小である第２増幅信号ＢＢＳを出力するのが好ましい。合成部２０８は、第１増幅信号ＥＢＳと、第２増幅信号ＢＢＳとを合成して振幅変調信号ＡＡＳとして出力する。
【００１３】
出力タイミング値記憶部２１０は、第１増幅信号ＥＢＳの出力タイミングを調整するタイミング値を、第１倍率信号ＨＢＳが示す値のそれぞれに対応して記憶し、または、第２増幅信号ＢＢＳの出力タイミングを調整するタイミング値を、第２倍率信号ＬＢＳが示す値のそれぞれに対応して記憶する。出力タイミング値記憶部２１０は、第１増幅部２０２が搬送波信号ＣＷＳの振幅を増幅し、第１増幅信号ＥＢＳを出力するタイミングを調整する出力タイミング値調整信号ＣＥＳおよび、第２増幅部２０４が搬送波信号ＣＷＳの振幅を増幅し、第２増幅信号ＢＢＳを出力するタイミングを調整する出力タイミング値調整信号ＣＢＳを出力する。
【００１４】
以下、変調増幅部１０６が有する、第１増幅部２０２と、第２増幅部２０４と、負荷抵抗検出部２１１と、出力タイミング値記憶部２１０と、合成部２０８とについて詳細に説明する。
【００１５】
第１増幅部２０２は、複数の第１増幅器３２２と、等電力ＰＡを含むのが好ましい。本実施形態において、第１増幅部２０２は、２６個の第１増幅器（３２２−１〜３２２−２６）と、２６個のタイミング調整演算器（３２６−１〜３２６−２６）と、等電力ＰＡ選択部３２４とを含む。第１増幅器（３２２−１〜３２２−２６）は、それぞれ等しい増幅率を有する電力増幅器である。
【００１６】
第１増幅器３２２はそれぞれ、等電力ＰＡ選択部３２４が出力する複数の第１動作信号（ＥＳＳ−１〜ＥＳＳ−２６）から１の動作信号ＥＳＳと、出力タイミング記憶部からの出力タイミング値調整信号（ＣＥＳ−１〜ＣＥＳ−２６）からの１の出力タイミング値調整信号を受け取る。第１増幅器３２２は、１の第１動作信号ＥＳＳと、１の出力タイミング値調整信号ＣＥＳと、搬送波信号ＣＷＳとを受け取り、第１動作信号ＥＳＳおよび出力タイミング値調整信号ＣＥＳが所定の論理値をとる場合に、搬送波信号ＣＷＳの振幅を所定の増幅率で増幅した第１増幅信号ＥＢＳを出力するのが好ましい。第１増幅器３２２−ｎ（ｎは、１≦ｎ≦２６を満たす整数である）は、第１動作信号ＥＳＳ−ｎを、出力タイミング値調整信号ＣＥＳ−ｎに同期させて、搬送波信号ＣＷＳの振幅を所定の増幅率で増幅した第１増幅信号ＥＢＳ−ｎを出力する。
【００１７】
等電力ＰＡ選択部３２４は、複数の第１増幅器３２２から第１倍率信号ＨＢＳが表す数の第１増幅器３２２を選択する。ここで、デジタル信号が表す数とは、当該デジタル信号が２進数として示す値を１０進数に換算した数値を言う。例えば、デジタル信号が２進数として示す値が“０１００１”のとき、当該デジタル信号が表す数は９である。等電力ＰＡ選択部３２４は、複数の第１倍率信号に基づいて、複数の第１動作信号ＥＳＳを出力する。等電力ＰＡ選択部３２４は、第１動作信号ＥＳＳのうちデジタル信号である第１倍率信号ＨＢＳが表す数の第１動作信号ＥＳＳの論理値を１とすることで、第１動作信号ＥＳＳを受け取る第１増幅器３２２を選択する。
【００１８】
本実施形態において、等電力ＰＡ選択部３２４は、５ビットのデジタル信号である第１倍率信号ＨＢＳを受け取り、第１倍率信号に基づいて第１動作信号（ＥＳＳ−１〜ＥＳＳ−２６）を出力する。等電力ＰＡ選択部３２４は、第１倍率信号ＨＢＳが表す数がｋ（ｋは、１≦ｋ≦２６を満たす整数である）であるとき、第１動作信号（ＥＳＳ−１〜ＥＳＳ−ｋ）として論理値１を出力する。等電力ＰＡ選択部３２４は、第１倍率信号ＨＢＳが表す数が０であるとき、第１動作信号（ＥＳＳ−１〜ＥＳＳ−２６）として論理値０を出力する。等電力ＰＡ選択部３２４は、例えば、第１倍率信号ＨＢＳが２進数として示す値が“０１００１”であるとき、第１動作信号（ＥＳＳ−１〜ＥＳＳ−９）として論理値１を出力する。
【００１９】
第２増幅部２０４は、複数の第２増幅器３４２を有することが好ましい。本実施形態において、第２増幅部２０４は、６個の第２増幅器（３４２−１〜３４２−６）と、６個のタイミング調整演算器（３４６−１〜３４６−６）とを含む。本実施形態において、第１増幅部２０２の第１増幅器（３２２−１〜３２２−２６）の増幅率もしくは増幅された出力電圧をＡとすると、第２増幅器３４２−ｋ´（ｋ´は、１≦ｋ´≦６を満たす整数である）はＡ／２ｋ´とする。つまり、第２増幅器３２２−１はＡ／２、第２増幅器３４２−６はＡ／６４とする。
【００２０】
第２増幅器２０４はそれぞれ、変換部１０４が出力する複数の第２動作信号（ＬＢＳ−１〜ＬＢＳ−６）から１の動作信号ＬＢＳと、出力タイミング記憶部からの１の出力タイミング値調整信号（ＣＢＳ−１〜ＣＢＳ−６）からの１の出力タイミング値調整信号を受け取る。第２増幅器３４２は、１の第２動作信号ＬＢＳと、１の出力タイミング値調整信号ＣＢＳと、搬送波信号ＣＷＳとを受け取り、第２動作信号ＬＢＳおよび出力タイミング値調整信号ＣＢＳが所定の論理値をとる場合に、搬送波信号ＣＷＳの振幅を所定の増幅率で増幅した第２増幅信号ＢＢＳを出力するのが好ましい。第２増幅器３４２−ｋ´（ｋ´は、１≦ｋ´≦６を満たす整数である）は、第２動作信号ＬＢＳ−ｋ´を、出力タイミング値調整信号ＣＢＳ−ｋ´に同期させて、搬送波信号ＣＷＳの振幅を所定の増幅率で増幅した第１増幅信号ＢＢＳ−ｋ´を出力する。
【００２１】
本実施形態において、電圧加算方式である変調方式を用いた当該送信機１００からの出力電圧の組合わせ、すなわち第１増幅部２０２および第２増幅部２０４からの加算された出力電圧（振幅電圧）の組合わせは、１，７２８通り（第１増幅部２０２で（２６＋１）Ｘ  第２増幅部２０４で（２６））となる。
【００２２】
負荷検出部２２１は、変換部１０４からの出力される倍率指定信号ＭＡＳに基づいて、第１増幅部２０２の複数の第１増幅器３２２および第２増幅部２０４の複数の第２増幅器３４２の負荷抵抗値を検出する。本実施形態において、検出する負荷抵抗値の総数は、送信機１００からの出力電圧（振幅電圧）である１，７２８通りとする。負荷検出部２２１は、検出した負荷抵抗値を出力タイミング値記憶部２１０に出力する。
【００２３】
出力タイミング値記憶部２１０は、検出した当該負荷抵抗値の各段階に対応した第１増幅部２０２および第２増幅部２０４の出力タイミング値ＡＣＳを記憶する出力タイミング値テーブルを備える。本実施形態において、出力タイミング値記憶部２１０は、１，７２８段階の負荷抵抗値に対応させた、１，７２８段階の出力タイミング値ＡＣＳを記憶する。当該負荷抵抗値の各段階での出力タイミング値ＡＣＳの初期値は、予め送信機１００を作成する際の調整時等により決めておく。
【００２４】
出力タイミング値記憶部２０６は、第１増幅部２０２の複数の第１増幅器３２２および第２増幅部２０４の複数の第２増幅器３４２への出力タイミング調整信号ＣＥＳおよびＣＢＳを、前記出力タイミング値テーブル内の出力タイミング値ＡＣＳを参照して出力する。出力タイミング値記憶部２１０は、等電力ＰＡ選択部３２４が出力する第１動作信号ＥＳＳと等しい数の出力タイミング値信号ＣＥＳと、第２倍率信号ＬＢＳのビット数と等しいビット数を有する出力タイミング値信号ＣＢＳとして出力するのが好ましい。本実施例において、出力タイミング値記憶部２０６は、当該出力タイミング値ＡＣＳを、総数３２のデジタルの出力タイミング値信号（ＣＥＳ−１〜ＣＥＳ−２６、ＣＢＳ−１〜ＣＢＳ６）として出力する。
【００２５】
合成部２０８は、第１増幅器（３２２−１〜３２２−２６）のそれぞれ、および第２増幅器（３４２−１〜３４２−６）のそれぞれとトランス結合により接続する。合成部２０８は、当該トランス結合を介して、第１増幅器（３２２−１〜３２２−２６）のそれぞれが出力する第１増幅信号（ＥＢＳ−１〜ＥＢＳ−２６）と、第２増幅器（３４２−１〜３４２−６）のそれぞれが出力する第２増幅信号（ＢＢＳ−１〜ＢＢＳ−６）とを受け取る。合成部２０８は、当該トランス結合におけるそれぞれの二次側のコイルを直列に接続する。合成部２０６は、当該二次側のコイルを直列に接続した両端のうち、一端を接地し、他端に生じる信号を振幅変調信号ＡＡＳとして出力する。合成部２０６は、例えば、振幅変調信号ＡＡＳを空中線出力としてよい。
【００２６】
本実施形態によれば、送信機１００は、第１増幅部２０２が出力する第１増幅信号ＥＢＳと、第２増幅部２０４が出力する第２増幅信号ＢＢＳが合成された振幅変調ＡＡＳの歪を補償し、安定な送信を行うことができる。
【００２７】
また、送信器１００は、無線送受信機に適用されてよい。無線送受信機は、例えば、基地局、または移動局であってよい。この場合において、無線送受信機は、アンテナと、共用部と、受信部と、送信部を備える。当該共用部は、当該アンテナと、当該受信部と、当該送信部と電気的に接続し、当該アンテナが信号を送受信する際の、送信信号と受信信号との相互作用を除去する。当該受信部は、受信信号を復調する復調回路である。当該送信部は、送信機１００である。この場合も、当該無線送受信機は、当該送信部が出力する振幅変調信号に生じる歪を補償し、安定な送信を行うことができる。
【００２８】
図２は、本発明の第２実施形態に係る送信機１１０を示す。本実施形態において、出力タイミング値更新部４００は、検波部４１０と第２Ａ／Ｄ変換器４１２と、モニタタイミング調整部４１１と、遅延信号生成部４１３と、歪検出部４１４とを含む。
【００２９】
検波部４１０は、振幅変調信号ＡＡＳを受け取り、振幅変調信号ＡＡＳの復調信号を出力する。第２Ａ／Ｄ変換器４１２は、当該復調信号をＡ／Ｄ変換したデジタル信号である帰還信号ＦＢＳを出力する。本実施形態において、第２Ａ／Ｄ変換器４１２は、当該復調信号をＡ／Ｄ変換した１１ビットのデジタル信号である帰還信号ＦＢＳを出力する。モニタタイミング調整部４１１は、第２Ａ／Ｄ変換器４１２が行うＡ／Ｄ変換のタイミングを調整する。モニタタイミング調整部４１１は、例えば、第２Ａ／Ｄ変換器４１２が行うＡ／Ｄ変換のサンプリングを調整する。
【００３０】
遅延信号生成部４１３は、倍率指定信号ＭＡＳを所定の遅延時間だけ遅延した遅延倍率指示信号ＤＡＳを出力する。遅延信号生成部４１３は、倍率指定信号ＭＡＳを、帰還信号ＦＢＳと倍率指定信号ＭＡＳとの遅延差に等しい遅延時間だけ遅延した遅延倍率指示信号ＤＡＳを出力するのが好ましい。
【００３１】
本実施形態において遅延信号生成部４１３は、倍率指定信号ＭＡＳを当該所定の時間だけ遅延した遅延倍率指示信号ＤＡＳの１１ビットを出力する。
【００３２】
歪検出部４１４は、前記遅延倍率信号ＤＡＳと前記帰還信号ＦＢＳを比較することにより、送信機１１０からの振幅変調信号ＡＡＳの歪を検出する。本実施形態において、遅延倍率指示信号ＤＡＳと帰還信号ＦＢＳの大きさについて比較する。ＤＡＳ＝ＦＢＳの条件を満たす時を理想値とし、ＤＡＳ＜ＦＢＳの条件を満たす時は、当該増幅信号出力の切り替えを遅らせる出力タイミングの調整を行い、ＤＡＳ＞ＦＢＳの条件を満たす時は、当該増幅信号出力の切り替えを早める出力タイミングの調整を行うよう、出力タイミング値ＡＣＳを出力タイミング値記憶部２２０に出力する。
【００３３】
出力タイミング値記憶部２２０は、出力タイミング値ＡＣＳを更に受け取る。出力タイミング値記憶部２２０は、出力タイミング値ＡＣＳに基づいて、歪検出部４１４で判定した時点に動作していた第１増幅器３２２および第２増幅器３４２に対応する出力タイミング値ＡＣＳを更新する。
【００３４】
出力タイミング値記憶部２２０は、更新出力タイミング値信号ＣＥＳおよびＣＢＳを、当該新たな出力タイミング値として生成する。出力タイミング値記憶部は、当該旧出力タイミング値に替えて、当該新たな出力タイミング値を記憶する。
【００３５】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載には限定されない。上記実施形態に、多様な変更または改良を加えることができる。そうのうような変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【発明の効果】
【００３６】
上記説明から明らかなように、本発明によればデジタル変調制御による振幅変調方式の送信機において、送信機が出力する振幅変調信号に生じる歪を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る送信機１００を示す。
【図２】本発明の第２の実施形態に係る送信機１１０を示す。
【図３】本発明のにおける歪の説明を示す。
【符号の説明】
１００、１１０、１２０  送信機、１０２  搬送波信号生成部、１０４  変換部、１０６  変調増幅部、２０２  第１増幅部、２０４  第２増幅部、２０６  出力タイミング値記憶部、２０８合成部、２１０２２０  出力タイミング記憶部、２１１  負荷検出部、２２２  変調信号増幅器、２２４  第１Ａ／Ｄ変換器、３２２  第１増幅器、３２４  等電力ＰＡ選択部、３４２  第２増幅器、４００  出力タイミング更新部、４１０  検波部、４１１  モニタタイミング調整部、４１２  第２Ａ／Ｄ変換器、４１３  遅延信号生成部、４１４  歪検出部。
【図１】
2004235802.tif 000003
【図２】
2004235802.tif 000004
【図３】
2004235802.tif 000005