(57)【要約】【課題】電力増幅回路等において、入力信号と出力信号とが有する情報を欠落させず、線形性をより効果的に改善する。【解決手段】入力された信号を第１の経路２０１と第２の経路２０２とに分岐させ、第１の経路に分岐した信号と、他の信号とを合成し、第２の経路に分岐した信号と相似な信号を発生させ、第１の経路に分岐した信号と、他の信号とを合成した信号を処理して第３の経路２０３と第４の経路２０４とに分岐させ、第３の経路に分岐した信号を外部へ出力し、第４の経路に分岐した信号と相似な信号を発生させた後、相似な信号の位相を調整して第２の経路に分岐した信号と信号振幅が同じで、かつ位相関係が逆相の信号を発生させ、第２の経路に分岐した信号と、逆相の信号とを合成した信号を、前記他の信号とする信号線形性改善方法。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力された信号を第１の経路と第２の経路とに分岐させ、
前記第１の経路に分岐した信号と、他の信号とを合成し、
前記第２の経路に分岐した信号と相似な信号を発生させ、
前記第１の経路に分岐した信号と、前記他の信号とを合成した信号を処理し、処理後の信号を第３の経路と第４の経路とに分岐させ、
前記第３の経路に分岐した信号を外部へ出力し、
前記第４の経路に分岐した信号と相似な信号を発生させた後、該相似な信号の位相を調整して前記第２の経路に分岐した信号と信号振幅が同じで、かつ位相関係が逆相の信号を発生させ、
前記第２の経路に分岐した信号と、前記第２の経路に分岐した信号と信号振幅が同じで、かつ位相関係が逆相の信号とを合成した信号を、前記他の信号とすることを特徴とする信号線形性改善方法。
【請求項２】
前記第１の経路に分岐した信号と、前記他の信号とを合成した信号の処理は、該合成した信号の増幅処理であることを特徴とする請求項１記載の電気信号線形性改善方法。
【請求項３】
前記第１の経路に分岐した信号と、前記他の信号とを合成した信号の処理は、該合成した信号を増幅した後、発光素子を発光させる処理であり、
該処理後の光信号を前記第３の経路と第４の経路とに分岐させ、
該第４の経路に分岐した光信号を受光し、該信号と相似な信号を発生させた後、該相似な信号の位相を調整して前記第２の経路に分岐した信号と信号振幅が同じで、かつ位相関係が逆相の信号を発生させることを特徴とする請求項１記載の光信号線形性改善方法。
【請求項４】
前記第１の経路に分岐した信号と、前記他の信号とを合成した信号の処理は、該合成した信号を増幅した後、一定出力の発光を行う発光素子の出力光を変調する処理であり、
該処理後の光信号を前記第３の経路と第４の経路とに分岐させ、
該第４の経路に分岐した光信号を受光し、該信号と相似な信号を発生させた後、該相似な信号の位相を調整して前記第２の経路に分岐した信号と信号振幅が同じで、かつ位相関係が逆相の信号を発生させることを特徴とする請求項１記載の光信号線形性改善方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、信号線形性改善方法に関し、特に、電力増幅回路、発光素子駆動回路等において用いられる信号線形性改善方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電力増幅回路等における信号の線形性を改善するにあたって、例えば、特許文献１に記載の技術では、振幅変動抽出手段と、包絡線検波による振幅変動検出手段とによって検出された出力信号の振幅変動分と、振幅変動抽出によって検出された入力信号の振幅変動分との差分を負帰還することによって、増幅器の動作点を最適化し、線形性を改善している。
【０００３】
【特許文献１】
特開平７−１５２４７号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、特許文献１に記載の電力増幅器では、入力信号と出力信号との振幅のみの差分を増幅器の動作点調整部へ負帰還することによって動作点の最適化を図っているが、いかなる動作点で動作する増幅器であっても、増幅器には非線形性があるため、増幅器固有の非線形性を改善することができないという問題があった。
【０００５】
そこで、本発明は、上記従来の技術における問題点に鑑みてなされたものであって、電力増幅回路、発光素子駆動回路等において、入力信号と出力信号とが有する情報を欠落させることなく、線形性をより効果的に改善することのできる信号線形性改善方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は、信号線形性改善方法であって、入力された信号を第１の経路と第２の経路とに分岐させ、前記第１の経路に分岐した信号と、他の信号とを合成し、前記第２の経路に分岐した信号と相似な信号を発生させ、前記第１の経路に分岐した信号と、前記他の信号とを合成した信号を処理し、処理後の信号を第３の経路と第４の経路とに分岐させ、前記第３の経路に分岐した信号を外部へ出力し、前記第４の経路に分岐した信号と相似な信号を発生させた後、該相似な信号の位相を調整して前記第２の経路に分岐した信号と信号振幅が同じで、かつ位相関係が逆相の信号を発生させ、前記第２の経路に分岐した信号と、前記第２の経路に分岐した信号と信号振幅が同じで、かつ位相関係が逆相の信号とを合成した信号を、前記他の信号とすることを特徴とする。
【０００７】
そして、本発明によれば、入力信号と相似な信号と、出力信号と相似な信号とを逆相で合成することによって、出力信号に含まれていた歪等の非線形成分を検出し、増幅器等の入力端に帰還をかけることにより、電力増幅回路等において、入力信号と出力信号とが有する情報を欠落させず、線形性をより効果的に改善することができる。
【０００８】
また、前記第１の経路に分岐した信号と、前記他の信号とを合成した信号の処理を、該合成した信号の増幅処理とすることにより、電力増幅回路の電気信号の線形性を改善することができる。
【０００９】
さらに、前記第１の経路に分岐した信号と、前記他の信号とを合成した信号の処理を、該合成した信号を増幅した後、発光素子を発光させる処理とし、該処理後の光信号を前記第３の経路と第４の経路とに分岐させ、該第４の経路に分岐した光信号を受光し、該信号と相似な信号を発生させた後、該相似な信号の位相を調整して前記第２の経路に分岐した信号と信号振幅が同じで、かつ位相関係が逆相の信号を発生させることにより、発光素子駆動回路の光信号の線形性を改善することができる。
【００１０】
また、前記第１の経路に分岐した信号と、前記他の信号とを合成した信号の処理を、該合成した信号を増幅した後、一定出力の発光を行う発光素子の出力光を変調する処理とし、該処理後の光信号を前記第３の経路と第４の経路とに分岐させ、該第４の経路に分岐した光信号を受光した後、該信号と相似な信号を発生させた後、該相似な信号の位相を調整して前記第２の経路に分岐した信号と信号振幅が同じで、かつ位相関係が逆相の信号を発生させることにより、発光素子駆動回路の光信号の線形性を改善することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００１２】
図１は、本発明にかかる信号線形性改善方法を実施するための電気回路の一実施の形態を示し、この電気回路は、入力端子１０１に入力された信号を、第１の経路２０１と、第２の経路２０２とに分岐させる第１の分岐回路１と、第１の経路２０１に分岐した信号と、他の信号（第２の合成回路４の出力信号）とを合成する第１の合成回路３と、第１の合成回路３の出力信号に対して増幅等の信号処理を行う第１の電気回路１１と、第２の経路に分岐した信号と相似な信号を出力する第２の電気回路１２と、第１の電気回路１１の出力信号を第３の経路２０３と第４の経路２０４とに分岐させる第２の分岐回路２と、第３の経路２０３へ分岐した信号を外部へ出力する出力端子１０２と、第４の経路２０４へ分岐した信号と相似な信号を出力する第３の電気回路１３と、第３の電気回路１３の出力信号の位相を調整する位相調整回路１４と、第２の電気回路１２、第３の電気回路１３及び位相調整回路１４を調整することにより、第２の電気回路１２の出力と信号振幅が同じで、かつ位相関係が逆相の信号を実現する手段と、第２の電気回路１２の出力信号と位相調整回路１４の出力信号とを合成する第２の合成回路４とで構成される。
【００１３】
次に、上記構成を有する電気回路の動作について説明する。
【００１４】
入力端子１０１に入力された信号は、第１の分岐回路１によって、第１の経路２０１と第２の経路２０２に分岐する。第１の経路２０１に分岐した信号は、第１の合成回路３において、後述する他の信号（第２の合成回路４の出力信号）と合成された後、第１の電気回路１１へ至り、増幅等の信号処理が行われる。一方、第２の経路２０２に分岐した信号は、入力信号と相似の信号を出力する第２の電気回路１２へ至る。
【００１５】
第１の電気回路１１の出力信号は、第２の分岐回路２によって出力端子１０２へ至る第３の経路２０３と、第１の電気回路１１の出力信号と相似な出力を得る第３の電気回路１３の入力へ至る第４の経路２０４に分岐する。
【００１６】
第３の電気回路１３から出力された信号は、入力端子１０１から入力された入力信号と相似な信号を出力する第２の電気回路１２の出力と逆相関係になるように位相を調整する位相調整回路１４へ入力される。
【００１７】
位相調整回路１４の出力と、第２の電気回路１２の出力とは、第２の電気回路１２、第３の電気回路１３及び位相調整回路１４を調整することにより、第２の電気回路出力１２と位相調整回路出力１４に、各々互いに信号振幅が等しく、位相関係が逆相関係の信号を得る。
【００１８】
次に、第２の電気回路１２の出力と、位相調整回路１４の出力とを合成回路４に入力し、入力信号と出力信号との誤差成分を抽出する。そして、第１の分岐回路１で分岐した第１の経路２０１の信号と、第２の合成回路４の出力とを第１の合成回路３の入力とすることにより、抽出された誤差成分を第１の電気回路１１へ負帰還をかけることによって線形性の改善を図ることができる。
【００１９】
次に、本発明にかかる信号線形性改善方法を実施するための電気回路のもう一つの実施の形態について、図２を参照しながら説明する。
【００２０】
入力端子１０１は、図１における第１の電気回路１１に相当する第１の増幅器３１の正の入力端子３０１に接続されるとともに、第１の抵抗器２１と第２の抵抗器２２とで構成される、図１における第２の電気回路１２に相当する第１の分圧器４１の入力に接続される。
【００２１】
第１の増幅器３１の出力は、出力端子１０２に接続されるとともに、第３の抵抗器２３と第４の抵抗器２４とで構成される、図１における第３の電気回路１３に相当する第２の分圧器４２の入力に接続される。
【００２２】
第２の分圧器４２の出力は、位相調整回路１４の入力に接続される。
【００２３】
第５の抵抗器２５の一端と、第６の抵抗器２６の一端とが、第２の増幅器３２の入力に接続されることによって、図１における第２の合成回路４に相当する加算回路５１が構成され、第５の抵抗器２５の他端が加算回路５１の第１の加算入力端子３０３に接続され、第６の抵抗器２６の他端が加算回路５１の第２の加算入力端子３０４に接続される。
【００２４】
第１の分圧器４１の出力は、加算回路５１の第１の加算入力端子３０３に接続され、位相調整回路１４の出力は、加算回路５１の第２の加算入力端子３０４に接続される。
【００２５】
位相調整回路１４によって、入力端子１０１に入力された入力信号を第１の分圧器４１によって分圧した信号と、出力端子１０２に出力された信号とを第２の分圧器４２によって分圧された信号との位相関係が逆相となるように調整する。
【００２６】
加算回路５１の出力である第２の増幅器３２の出力が第１の増幅器３１の負の入力端子３０２に接続され、第１の増幅器３１の正の入力端子３０１と負の入力端子３０２の間で処理される加算効果を用いて図１における第１の合成回路３の機能を実現する。
【００２７】
加算回路５１の第１の加算入力である第１の分圧器４１の出力信号は、入力端子１０１に入力される入力信号の相似信号であり、加算回路５１の第２の加算入力である位相調整回路１４の出力は、出力端子１０２に出力される出力信号と相似の信号であり、かつ入力信号と位相関係が逆相の信号である。
【００２８】
第１の分圧器４１の分圧比と、第２の分圧器４２との分圧比を調整することによって第１の分圧器４１の出力と位相調整回路１４の出力の振幅を同一にし、位相調整回路１４を調整することによって入力端子１０１に入力される入力信号と位相関係を逆相にする。
【００２９】
加算回路５１の第１の加算入力信号と第２の加算入力信号との振幅を同一、かつ位相関係を逆相とすることによって、加算回路５１の出力には、第１の増幅器３１で発生する非線形性成分の信号が出力される。
【００３０】
そして、加算回路５１の出力に抽出された第１の増幅器３１の出力信号に含まれる非線形性成分の信号が第１の増幅器３１の負の入力端子３０２に帰還されることによって第１の増幅器３１で発生する非線形性が改善される。
【００３１】
次に、本発明にかかる信号線形性改善方法を実施するための発光素子駆動回路の一実施の形態について、図３を参照しながら説明する。
【００３２】
図２における第１の増幅器３１の出力に第１の発光素子６１を接続し、第１の発光素子６１の出力を光ファイバによって図１における第２の分岐回路２に相当する光分岐素子４３に接続する。
【００３３】
光分岐素子４３の一方の出力は、光出力端子１０３へ接続され、他方の出力は、光ファイバによって、図１における第３の電気回路１３に相当する受光素子６２と第７の抵抗器２７とによって構成される受光回路７１に入力される。
【００３４】
受光回路７１の出力は、位相調整器１４の入力へ接続される。
【００３５】
位相調整器１４の出力は、第５の抵抗器２５と、第６の抵抗器２６と、第２の増幅器３２とで構成される加算回路５１の第２の加算入力端子３０４へ接続される。
【００３６】
加算回路５１の第１の加算入力端子３０３は、第１の抵抗器２１と、第２の抵抗器２２とで構成される第１の分圧器４１の出力に接続される。
【００３７】
第１の分圧器４１によって分圧された入力信号に相似な信号と、位相調整器１４によって出力信号と相似で位相関係が入力信号と逆相の信号とが加算回路５１によって加算されることにより、加算回路５１の出力である第２の増幅器３２の出力に、出力信号と入力信号との誤差を第１の増幅器３１の負の入力端子３０２へ帰還することによって、第１の増幅器３１と発光素子６１とによって発生する非線形成分の低減を図ることができる。
【００３８】
次に、本発明にかかる信号線形性改善方法を実施するための発光素子駆動回路のもう一つの実施の形態について、図４を参照しながら説明する。
【００３９】
本実施の形態では、図３における発光素子６１を光変調器８１に置き換え、光変調器６１の入力端側経路２０５に、第２の発光素子６３と、電流源３３とで構成される発光回路７２が光ファイバによって接続される。
【００４０】
そして、上記実施の形態では、図３において第１の増幅器３１が第１の発光素子６１を直接変調するところを、本実施の形態では、電流源３３によって第２の発光素子６３に一定出力の発光を行わせ、第１の増幅器３１の出力信号によって光変調器８１を介して上記光を変調することを特徴としている。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明にかかる信号線形性改善方法によれば、電力増幅回路等において、入力信号と出力信号とが有する情報を欠落させず、線形性をより効果的に改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる信号線形性改善方法を用いた電力増幅回路の一実施の形態を示す構成図である。
【図２】本発明にかかる信号線形性改善方法を用いた電力増幅回路のもう一つの実施の形態を示す構成図である。
【図３】本発明にかかる信号線形性改善方法を用いた発光素子駆動回路の一実施の形態を示す構成図である。
【図４】本発明にかかる信号線形性改善方法を用いた発光素子駆動回路のもう一つの実施の形態を示す構成図である。
【符号の説明】
１            第１の分岐回路
２            第２の分岐回路
３            第１の合成回路
４            第２の合成回路
１１        第１の電気回路
１２        第２の電気回路
１３        第３の電気回路
１４        位相調整回路
２１        第１の抵抗器
２２        第２の抵抗器
２３        第３の抵抗器
２４        第４の抵抗器
２５        第５の抵抗器
２６        第６の抵抗器
２７        第７の抵抗器
３１        第１の増幅器
３２        第２の増幅器
３３        電流源
４１        第１の分圧器
４２        第２の分圧器
４３        光分岐素子
５１        加算回路
６１        第１の発光素子
６２        受光素子
６３        第２の発光素子
７１        受光回路
７２        発光回路
８１        光変調器
１０１    入力端子
１０２    出力端子
１０３    光出力端子
２０１    第１の経路
２０２    第２の経路
２０３    第３の経路
２０４    第４の経路
２０５    光変調器の入力端側経路
３０１    第１の増幅器の正の入力端子
３０２    第１の増幅器の負の入力端子
３０３    第１の加算入力端子
３０４    第２の加算入力端子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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