(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ける電力増幅器の駆動について、複数の電力増幅器の理想値に対する誤差により、特に、個々の電力増幅器でスイッチング時の立上り／立下り時間のずれによる振幅変調信号に歪が生じるという問題を解決する方式。【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、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、前記第１増幅部および第２増幅部の出力信号駆動を矩形波による駆動を行う駆動部と、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を増幅する振幅変調送信装置において、
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する第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する第２増幅信号を出力する第２増幅部と、
前記第１増幅部および第２増幅部の出力信号駆動を矩形波による駆動を行う駆動部と、
前記第１増幅信号と、前記第２増幅信号と、前記第３増幅信号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振幅変調送信装置。
【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】
従来のデジタル変復調制御による変復調方式の送信機を図３および図４を用いて説明する。従来の送信装置50において、変調信号（音声）の入力はＡ／Ｄ変換器1で１２ビットのデジタル信号に変換した後、エンコーダ2にてMSB（Most Significant Bit）側の所定ビットを用いてＰＡ１〜２６の２６個のビッグステップＰＡ（等出力電力増幅器）3および、LSB（Least Significant Bit）側の所定ビットを用いてＰＡ１／２〜１／６４の６個のバイナリーステップＰＡ（バイナリー電力増幅器）4をオン／オフ制御する。ＥＸ（エキサイターＰＡ）6は、ＯＳＣ（搬送波発振器）5から出力される周波数Ｆ０のキャリア信号を所定のレベルまで増幅し、ＬＣフィルタ（ノッチフィルタ）10を通過した前記キャリア信号により、ビッグステップＰＡ（等出力電力増幅器）3およびバイナリーステップＰＡ（バイナリー電力増幅器）4を駆動する。電力増幅器は、増幅した出力信号を出力合成部7に供給する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来のデジタル変調制御による振幅変調方式においては、装置を簡略化して安価なものにするため、電力増幅器をＯＳＣから出力される搬送波Ｆ０で直接駆動するには、ＯＳＣから出力される搬送波Ｆ０（矩形波）をエキサイターＰＡで増幅する必要があり、かつ増幅された搬送波から不必要な高周波成分を除去すためにＬＣフィルタを通過させる必要がある。しかし、この電力増幅器駆動信号は、ＬＣフィルタを通過させることにより正弦波に変換されてしまう。従来の正弦波で電力増幅器を直接駆動する方式は、個々の増幅器のばらつき、特に、スイッチング抵抗／容量のばらつきにより、個々の電力増幅器でスイッチング時の立上り／立下り時間のずれが生じる。また、正弦波による電力増幅器の駆動方式は、電圧の変化による時間のずれが大きいために、振幅変調信号に歪が生じるという問題があった。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。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
即ち本発明の第１の形態によると、
【０００７】
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を増幅する振幅変調送信装置において、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する第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する第２増幅信号を出力する第２増幅部と、前記第１増幅部および第２増幅部の出力信号駆動を矩形波による駆動を行う駆動部と、前記第１増幅信号と、前記第２増幅信号と、前記第３増幅信号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振幅変調送信装置。
【０００８】
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又発明となりうる。
【０００９】
【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、以下の実施形態は特許請求の範囲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。
【００１０】
本発明のデジタル変復調制御による変復調方式の送信機を、図１を用いて説明する。送信装置100は、変調信号に基づく増幅率で被増幅信号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、搬送波信号を発生する高周波発振器24と、被増幅信号の振幅に基づいて複数ビットのデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器20と、前記Ａ／Ｄ変換器20の出力信号を第１増幅部22および第２増幅部23のスイッチング信号を出力するエンコーダ21と、前記第１増幅部22および前記第２増幅部23の駆動を行うＰＡ駆動部25と、前記第１増幅部22および前記第２増幅部23の出力を電圧合成する出力合成部26（合成トランス）と、前記出力合成部26からの出力から不要高周波成分を除去するバンドパスフィルタ27とを備える。
【００１１】
第１Ａ／Ｄ変換器20は、変調信号AMSをA/D変換した信号を複数のデジタル信号である倍率指定信号MASとしてエンコーダ20に出力する。本実施形態において、第１Ａ／Ｄ変換器10は、倍率指定信号MASの上位5ビットを第１倍率信号HBSとして、下位６ビットを第２倍率信号LBSとして出力する。
【００１２】
本実施形態において、エンコーダ20は、11ビットのデジタル信号である倍率信号MASを受け取り、当該倍率信号の上位5ビットを第１倍率信号として、第１動作信号（HBS-1〜HBS-26）を出力する。エンコーダ20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（HBS-1〜HBS-ｋ）として論理値１を出力する。エンコーダ20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（HBS-1〜HBS-26）として論理値０を出力する。エンコーダ20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（HBS-1〜HBS-9）として論理値１を出力する。
【００１３】
本実施形態において、エンコーダ20は、当該11ビットのデジタル信号である倍率信号MASを受け取り、当該倍率信号の下位６ビットを第２倍率信号として、第２動作信号（LBS-1〜LBS-6）を出力する。
【００１４】
第1増幅部22は、第１倍率信号HBSに基づいて搬送波信号Ｆ０の振幅を増幅し、第１増幅信号BHSを出力する。第２増幅部23は、第２倍率信号LBSに基づいて搬送波信号Ｆ０の振幅を増幅し、第２増幅信号BLSを出力する。第２増幅部23は、第１増幅信号BHSの振幅より振幅が小である第２増幅信号BLSを出力するのが好ましい。
【００１５】
第１増幅部23は、複数の第１増幅器を含むのが好ましい。本実施形態において、第１増幅部23は、26個の第１増幅器（ビックステップPA）を含む。第１増幅器（PA1〜PA26）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増幅器はそれぞれ、エンコーダ20が出力する複数の第１動作信号（HBS-1〜HBS-26）から１の動作信号HBSを受け取る。第１増幅器22は、１の第１動作信号HBSと、搬送波信号Ｆ０とを受け取り、第１動作信号HBSが所定の論理値をとる場合に、搬送波信号Ｆ０の振幅を所定の増幅率で増幅した第１増幅信号BHSを出力するのが好ましい。第１増幅器PAｍ（ｍは、1≦ｍ≦26を満たす整数である）は、第１動作信号HBS-ｍが１である場合に、搬送波信号Ｆ０の振幅を所定の増幅率で増幅した第１増幅信号BHS-ｍを出力する。
【００１７】
第２増幅部23は、複数の第２増幅器1/2n PA（nは、1≦n≦6を満たす整数である）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23は、6個の第２増幅器（バイナリーステップPA）（1/2PA〜1/64PA）を含む。本実施形態において、第１増幅部22の第１増幅器（PA1〜PA26）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１／２n PA（nは、1≦n≦6を満たす整数である）はＡ/２nとする。つまり、第２増幅器1/2PAはA/2、第２増幅器1/64PAはA/64とする。
【００１８】
第２増幅器1/2n PAはそれぞれ、エンコーダ21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を受け取る。第２増幅器１／２n PAは、１の第２動作信号LBSと、搬送波信号Ｆ０とを受け取り、搬送波信号Ｆ０の振幅を所定の増幅率で増幅した第２増幅信号BLSを出力するのが好ましい。第２増幅器１／２n PA（ｎは、1≦ｎ≦6を満たす整数である）は、第２動作信号LBS-ｎが１である場合に、搬送波信号Ｆ０の振幅を所定の増幅率で増幅した第１増幅信号BLS-ｎを出力する。
【００１９】
本発明のデジタル変復調制御による変復調方式において、電力増幅部の駆動方式を、図２を用いて説明する。ＰＡ駆動部25は、第１増幅部（ビックステップPA）22および第２増幅部（バイナリステップPA）23をＤ級増幅動作させることによる駆動で行う。本実施形態において、ＯＳＣ24から出力される搬送波Ｆ０（矩形波）を互いに逆相のゲート入力信号に変換し、FETドライバーIC29に入力し、それぞれのゲート入力信号をFETQ8およびFETQ9のゲートに出力する。FETQ8、Q9は、入力されるゲート入力信号に従って、ＯＮ／ＯＦＦ動作を交互に行い、パルストランス32の１次側中点を中心にプッシュプル動作を行う。当該ＯＮ／ＯＦＦ動作の繰り返しにより、トランスの２次側にあるFETQ10〜Q13のスイッチング動作を行い、ＯＮ／ＯＦＦ動作の組み合わせでＤ級増幅動作を行う。第1増幅部22からのBH信号出力、または第２増幅部23からのBL信号出力のＯＮ／ＯＦＦ制御は、エンコーダ21から出力される第１動作信号HBまたは第２動作信号LB入力により、FETQ14のスイッチング動作させることにより行う。
【００２０】
出力合成部26は、第１増幅器（PA1〜PA26）のそれぞれと、第２増幅器（1/2PA〜1/64PA）のそれぞれとをトランス結合により接続する。出力合成部60は、当該トランス結合を介して、第１増幅器（32-1〜32-26）のそれぞれが出力する第１増幅信号（BHS-1〜BHS-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（BLS-1〜BLS-6）を受け取る。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。
【００２１】
本実施形態によれば、送信機100は、第１増幅部22が出力する第１増幅信号BHSと、第２増幅部23が出力する第２増幅信号LBS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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。その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】
【００２４】
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。また、増幅部駆動に汎用のFET-ICを用いることにより、電力増幅部の駆動電力を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る送信装置の構成を示す。
【図２】本発明による電力増幅部の駆動方式を示す。
【図３】従来の一実施形態に係る送信装置の構成を示す。
【図４】従来の電力増幅部の駆動方式を示す。
【符号の説明】
50,100:送信装置、1,20:第１Ａ／Ｄ変換器、  2,21:エンコーダ、  3,22:第１増幅部（ビックステップPA）、4,23:第２増幅部（バイナリーステップPA）、  5,24:搬送波発振器、  6:エキサイターＰＡ、  7,26:出力合成部（合成トランス）、  8,27:バンドパスフィルタ、  10:ＬＣフィルタ、  27:バンドパスフィルタ、25:ＰＡ駆動部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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