(57)【要約】 【課題】  簡便な構成でＡＭ−ＡＭ歪みを低減することができるデジタル振幅変調装置１００を提供する。【解決手段】  デジタル振幅変調装置１００は、第１の変換部１１、第２の変換部１２及び制御部１３を備える。第１の変換部１１は、被伝送信号の電圧振幅レベルを、オン状態にする電力増幅器１４の台数を示すオンＰＡ台数情報に変換する。第２の変換部１２は、第１の変換部１１で変換されたオンＰＡ台数情報を、オン状態にする電力増幅器１４の持つ損失を補償したオンＰＡ台数情報に変換する。制御部１３は、第２の変換部１２で変換されたオンＰＡ台数情報が示す台数の電力増幅器１４をオン状態とする。【選択図】図１
2013126081.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャリア信号を複数の電力増幅器に供給し、被伝送信号の電圧振幅レベルに合わせて前記複数の電力増幅器をオン／オフ制御することで増幅された信号が出力される電力増幅器の台数を変更し、オン状態の電力増幅器の各出力信号を合成することで振幅変調波を生成するデジタル振幅変調装置において、
前記被伝送信号の電圧振幅レベルを、前記オン状態にする電力増幅器の台数を示すオンＰＡ台数情報に変換する第１の変換手段と、
前記第１の変換手段で変換されたオンＰＡ台数情報を、前記オン状態にする電力増幅器の持つ損失を補償したオンＰＡ台数情報に変換する第２の変換手段と、
前記第２の変換手段で変換されたオンＰＡ台数情報が示す台数の電力増幅器をオン状態にする制御手段と
を具備することを特徴とするデジタル振幅変調装置。
【請求項２】
前記第２の変換手段は、前記電力増幅器の持つオン抵抗による損失分を補償することを特徴とする請求項１記載のデジタル振幅変調装置。
【請求項３】
キャリア信号を複数の電力増幅器に供給し、被伝送信号の電圧振幅レベルに合わせて前記複数の電力増幅器をオン／オフ制御することで増幅された信号が出力される電力増幅器の台数を変更し、オン状態の電力増幅器の各出力信号を合成することで振幅変調波を生成するデジタル振幅変調装置に用いられ、
前記被伝送信号の電圧振幅レベルを、前記オン状態にする電力増幅器の台数を示すオンＰＡ台数情報に変換し、
前記変換されたオンＰＡ台数情報を、前記オン状態の電力増幅器の持つ損失を補償したオンＰＡ台数情報に変換し、
前記変換されたオン状態の電力増幅器の持つ損失を補償したオンＰＡ台数情報が示す台数の電力増幅器をオン状態にすることを特徴とするデジタル振幅変調装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、ＡＭ−ＡＭ歪み低減機能を有するデジタル振幅変調装置及びその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば中波放送においては、キャリア信号を複数台の電力増幅器（ＰＡ：Power Amplifier）に供給し、被伝送信号の電圧振幅レベルに合わせて電力増幅器をオン／オフ制御することで電力増幅器の出力台数を変化させ、オン状態の電力増幅器の各出力信号を合成することでＡＭ変調波（振幅変調波：Amplitude Modulation Wave）を生成するデジタル振幅変調装置が利用されている。
【０００３】
しかしながら、上記方式によるデジタル振幅変調装置は、複数台の電力増幅器それぞれの利得の差、電源電圧の変動、オン抵抗の増加、温度変化、経年変化等による誤差により、各電力増幅器からの出力を合成した後の出力信号に歪みが生じる。特にオン状態にする電力増幅器の台数が増加すると、その負荷インピーダンスに対する電力増幅器のオン抵抗の割合が増加することが知られており、これが出力信号にＡＭ−ＡＭ歪みを生じさせる１つの原因となっている。そのため、従来では、増幅率の異なる第１増幅器及び第２増幅器を有するデジタル振幅変調装置において、出力信号をフィードバックし、誤差を第１増幅器よりも増幅率の小さい第２増幅器を選択制御する方法でＡＭ−ＡＭ歪みを低減している。
【０００４】
しかしながら、上記のような方法は、ＡＭ−ＡＭ歪み算出のために出力信号の電圧振幅情報を得るためのハードウェアが必要であり、その電圧振幅情報から各電力増幅器に対する制御量を演算する処理量も大きいため、高品質、高効率な処理を実現するには回路規模の拡大、処理時間の増大といった問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４７０９４４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
以上のように、従来のデジタル振幅変調装置は、ＡＭ−ＡＭ歪み算出のために出力信号の電圧振幅情報を得るためのハードウェアが必要であり、その電圧振幅情報から各電力増幅器に対する制御量を演算する処理量も大きいため、高品質、高効率な処理を実現するには回路規模の拡大、処理時間の増大といった問題があった。
【０００７】
そこで、本実施形態は、上記を鑑みてなされたもので、簡便な構成でＡＭ−ＡＭ歪みを低減することができるデジタル振幅変調装置及びその制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本実施形態によれば、キャリア信号を複数の電力増幅器に供給し、被伝送信号の電圧振幅レベルに合わせて前記複数の電力増幅器をオン／オフ制御することで増幅された信号が出力される電力増幅器の台数を変更し、オン状態の電力増幅器の各出力信号を合成することで振幅変調波を生成するデジタル振幅変調装置において、第１の変換手段、第２の変換手段及び制御手段を具備する。第１の変換手段は、前記被伝送信号の電圧振幅レベルを、前記オン状態にする電力増幅器の台数を示すオンＰＡ台数情報に変換する。第２の変換手段は、前記第１の変換手段で変換されたオンＰＡ台数情報を、前記オン状態の電力増幅器の持つ損失を補償したオンＰＡ台数情報に変換する。制御手段は、前記第２の変換手段で変換されたオンＰＡ台数情報が示す台数の電力増幅器をオン状態にする。
【０００９】
また、本実施形態によれば、増幅器制御方法は、キャリア信号を複数の電力増幅器に供給し、被伝送信号の電圧振幅レベルに合わせて前記複数の電力増幅器をオン／オフ制御することで増幅された信号が出力される電力増幅器の台数を変更し、オン状態の電力増幅器の各出力信号を合成することで振幅変調波を生成するデジタル振幅変調装置に用いられ、前記被伝送信号の電圧振幅レベルを、前記オン状態にする電力増幅器の台数を示すオンＰＡ台数情報に変換し、前記オン状態の電力増幅器の持つ損失を補償したオンＰＡ台数情報に変換し、前記変換されたオン状態の電力増幅器の持つ損失を補償したオンＰＡ台数情報が示す台数の電力増幅器をオン状態とする。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本実施形態に係るデジタル振幅変調装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本実施形態に係るデジタル振幅変調装置の処理の流れを示すフローチャートである。
【図３】オンＰＡ台数と実出力電圧との関係及び理想出力電圧を示す特性図である。
【図４】図３に示す特性から最適なオンＰＡ台数を割り出す様子を示す特性図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、実施形態について、図面を参照して説明する。
【００１２】
図１は、本実施形態に係るデジタル振幅変調装置１００の構成を示すブロック図である。デジタル振幅変調装置１００に入力されるキャリア信号は、スイッチングＰＡ（Power Amplifier：電力増幅器）部１４のｎ（ｎは任意の自然数）個のＰＡ１４１〜１４ｎに分配されて供給される。各ＰＡ１４１〜１４ｎは、オン／オフ制御信号に応じてオン＝駆動状態、オフ＝停止状態となり、オン状態で入力キャリア信号を所定の利得で増幅し、増幅されたキャリア信号を出力する。オン状態の各ＰＡから出力されるキャリア信号は合成器１５で合成されて出力端から出力される。
【００１３】
一方、デジタル振幅変調装置１００に入力される音声信号は、第１の変換部１１に供給される。この第１の変換部１１は入力された音声信号の電圧振幅レベルをスイッチングＰＡのオンＰＡ台数（オン状態となるＰＡ台数）に置き換えるもので、ここで得られたオンＰＡ台数情報は第２の変換部１２に送られる。
【００１４】
この第２の変換部１２は、入力情報が示すオンＰＡ台数から、各ＰＡのオン抵抗による損失を補償したオンＰＡ台数に変換する。このようにして変換されたオンＰＡ台数情報は制御部１３に送られる。
【００１５】
この制御部１３は、スイッチングＰＡ部１４に対して、入力されたオンＰＡ台数情報に基づいてオン状態にするスイッチングＰＡを選択し、選択されたＰＡのみに駆動を指示する制御信号を送る。これにより、その制御信号によって指定されたＰＡのみでキャリア信号が電力増幅され、電力増幅されたキャリア信号が合成器１５によって合成されるようになり、音声信号による振幅変調信号として出力される。
【００１６】
次に、上記構成によるデジタル振幅変調装置１００の処理の流れについて、図２乃至図４を参照して説明する。
【００１７】
図２は、本実施形態に係るデジタル振幅変調装置１００の処理の流れを示すフローチャート、図３はオンＰＡ台数と実出力電圧Ｖoutとの関係及び理想出力電圧Ｖiを示す特性図、図４は図３に示す特性から最適なオンＰＡ台数を割り出す様子を示す特性図である。図２のフローチャートでは入力される音声信号の電圧振幅に合わせてＰＡのオン／オフ制御を行う手順を記述している。
【００１８】
まず、入力された音声信号の電圧振幅をオン状態にするスイッチングＰＡのオンＰＡ台数情報に変換する（ステップＳ１）。ここで得られたオンＰＡ台数情報に従ってスイッチングＰＡを駆動制御すると、個々のＰＡが持つオン抵抗が損失となるため歪みが生じ、出力電圧Ｖoutが低下する。図３に、理想出力電圧ＶiとオンＰＡ台数ｘに対する実出力電圧Ｖoutを示す。図３に示すように、理想的には、オンＰＡ台数情報が入力された場合、そのオンＰＡ台数に応じた理想出力電圧Ｖiが出力される。しかし、ＰＡ１４１〜１４ｎのオンＰＡ台数が増加すると、オン状態のＰＡ１４１〜１４ｎの合計負荷インピーダンスｒloadに対する増幅器１４１〜１４ｎのオン抵抗ｒonの割合が増加する。このオン抵抗ｒonの影響で実出力電圧Ｖoutは理想出力電圧Ｖiより低下することになる。
【００１９】
このとき、実出力電圧Ｖoutと理想出力電圧Ｖiには、次のような関係が成り立つ。
【数１】
2013126081.tif 000003
【００２０】
式（１）に示す関係から、オン抵抗ｒonによる損失を考慮して事前にオンＰＡ台数情報を変換すれば、実出力電圧Ｖoutを理想出力電圧Ｖiと同等の電圧にすることができる。
【００２１】
そこで、式（２）に基づいてオンＰＡ台数情報の変換を行う（ステップＳ２）。
【数２】
2013126081.tif 000004
【００２２】
このとき、ｘr：変換後のオンＰＡ台数情報、ｘ：オンＰＡ台数情報
α：スイッチングＰＡの構成により定まる係数
（ハーフブリッジ型で構成：１、フルブリッジ型で構成：２）
ｒon：スイッチング素子のオン抵抗
ｒload：オン状態のＰＡの合計負荷インピーダンス
式（２）により、変換後のオンＰＡ台数情報ｘrを導き、このオンＰＡ台数情報に基づいて増幅器１４１〜１４ｎのオン／オフ制御を行う（ステップＳ３）。図４に、理想出力電圧Ｖiと変換後のオンＰＡ台数ｘrに対する実出力電圧Ｖroutを示す。図４に示すように、オンＰＡ台数情報で指定されるオンＰＡ台数を式（２）に基づいて変換することにより、理想出力電圧Ｖiと同等の電圧で実出力電圧Ｖroutを得ることができる。
【００２３】
以上のように、上記実施形態では、第２の変換部１２でオン抵抗ｒonとオン状態のＰＡ１４１〜１４ｎの合計負荷インピーダンスｒloadにより求められる実出力電圧Ｖoutの低下を、オン状態にするオンＰＡ台数を増加させることにより補償する。この場合、ＡＭ−ＡＭ歪み算出のために出力信号の電圧振幅情報が必要なく、単に入力信号の電圧に相当するオンＰＡ台数情報から補償オンＰＡ台数を求めるので、その演算処理は比較的小規模で対応することができ、回路規模の拡大、処理時間の増大を防ぐことができる。このことから、簡便な構成でＡＭ−ＡＭ歪みを低減することができるデジタル振幅変調装置１００を実現することができる。
【００２４】
以上、本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。この実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００２５】
１００…デジタル振幅変調装置、１１…第１の変換部、１２…第２の変換部、１３…制御部、１４…スイッチングＰＡ部、１４１〜１４ｎ…電力増幅器、１５…合成器。
【図１】
2013126081.tif 000005
【図２】
2013126081.tif 000006
【図３】
2013126081.tif 000007
【図４】
2013126081.tif 000008