(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
主増幅部により発生する歪の補償を、自己調整形フィードフォワード回路に設定される調整値の選択により最適化する方式の歪補償増幅装置において、
前記自己調整形フィードフォワード回路に設定することにより、前記主増幅部の電流値を所定値以下に保持させるのに必要な調整値を選定して電流最小調整値とし、電源投入時とリセット時の少なくとも一方に際して、前記電流最小調整値を前記自己調整形フィードフォワード回路に設定して前記歪の補償の最適化が開始されるようにする制御手段が設けられ、
当該制御手段による最適化終了後、ベクトル制御位相とベクトル制御振幅の増減による前記歪の補償の最適化処理が開始されるように構成したことを特徴とする歪補償増幅装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯電話の基地局などにおいて使用される増幅装置に係り、特に歪補償の最適化を自己調整形フィードフォワード回路により行う方式の歪補償増幅装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
多チャンネルの信号を対象とする増幅装置、例えば携帯電話の基地局に設置される増幅装置の場合、単に入力信号を増幅する機能だけではなく、歪成分を除去し、増幅された信号成分だけを出力する機能が要求される。しかも、近年は、更に高出力で高効率の増幅装置が求められるようになっている。
【０００３】
そこで、このような増幅装置として従来から知られている増幅装置の一例について、図４により説明すると、ここで、符号１００が増幅装置を表わす。そして、この増幅装置１００に入力端子１１０から信号が入力され、増幅部１２０により増幅され歪成分が除去された信号が出力端子１３０に供給されるようになっている。
このとき増幅装置１００には、増幅部１２０のほかにも電源部(ＰＳ)１４０とＦＡＮ部(ファン部)１５０、それに制御部１６０が設けられ、制御部１６０には、更に外部機器１７０が接続されている。
【０００４】
そして、まず、電源部１４０は、増幅装置１００内にある機器に動作用の電力を供給する働きをし、次に、ＦＡＮ部１５０は、増幅装置１００内にある機器の通風を図り、冷却が与えられるようする。
一方、制御部１６０は、増幅部１２０の動作を監視し、増幅部１２０による歪成分の除去動作と増幅動作が正しく与えられるように制御する。このため、制御部１６０には、図示してないが、所定のプログラムを搭載したＣＰＵが設けてあり、デジタル処理により必要な監視動作や制御動作が得られるように構成されている。
このとき、外部機器１７０は、例えばパソコンなどにより構成され、増幅装置１００の状態を確認し制御するためのマンマシンインターフェースとして機能する。
【０００５】
次に、増幅部１２０の詳細について説明する。
この増幅部１２０は、非線形歪補償のために、いわゆる自己調整形フィードフォワード(ＳＡＦＦ：Self Adjusting Feed Forward)回路を適用し、これにより歪補償増幅装置としたもので(例えば特許文献１や特許文献２参照)、このため、図２に示すように、分配器２０１とベクトル調整器２０２、主増幅器２０３、方向性結合器２０４、遅延線２０５、２０６、ベクトル調整器２０７、誤差増幅器２０８、方向性結合器２０９、それに制御回路２１０を備えている。なお、この制御回路２１０は、図４の制御部１６０に含まれているものであってもよい。
【０００６】
ここで、この図２には、入力信号の周波数スペクトラム(a)と主増幅器２０３の出力の周波数スペクトラム(b)、誤差増幅器２０８の出力の周波数スペクトラム(c)、出力信号の周波数スペクトラム(d)、それに方向性結合器２０４からベクトル調整器２０７に供給される逆位相の信号成分の周波数スペクトラム(e)がそれぞれ示されている。
【０００７】
そして、まず分配器２０１から方向性結合器２０４までの間の部分により、図示のように歪検出ループが形成され、これにより入力信号が主増幅器２０３により増幅されるとき発生する相互変調歪や雑音による歪成分を誤差成分として検出する。すなわち周波数スペクトラム(a)で表わす入力信号は、主増幅器２０３の出力では、例えば周波数スペクトラム(b)で表わすように歪成分も増幅されてしまう。そこで、この歪検出ループでは、この歪成分を誤差成分として検出するのである。
【０００８】
次に、方向性結合器２０４から出力側にある方向性結合器２０９までの間の部分では、図示のように歪除去ループが形成され、これにより歪除去が行われる。
すなわち歪検出ループで検出された誤差成分を誤差増幅器２０８により所望のレベルに増幅して位相反転し、周波数スペクトラム(c)で示す信号とし、これを方向性結合器２０９に入力する。そして、この周波数スペクトラム(c)で示す信号を、主増幅器２０３から遅延線２０６を経由して方向性結合器２０９に供給されている信号、つまり周波数スペクトラム(b)で示す信号に加算する。この結果、周波数スペクトラム(d)で示すように、歪成分が相殺され除去された信号が方向性結合器２０９から出力されることになる。
【０００９】
このとき制御回路２１０は、図示は省略してあるが、所定のプログラムが格納されているＣＰＵを備え、これにより歪検出ループで検出された誤差成分と、歪除去ループで歪成分が相殺除去された信号とを取り込み、歪補償の最適化が得られたか否かを判定し、判定結果に応じて歪検出ループのベクトル調整器２０２と歪除去ループのベクトル調整器２０７に、それぞれベクトル調整値を供給し、結果として歪補償の最適化が得られるようになっている。
【００１０】
そこで、次に、このときの歪補償の最適化のための処理について、図５のフローチャートにより説明すると、このフローチャートによる最適化を開始したら、まず、主増幅器２０３の温度と入力信号のレベルなどに応じて予めテーブルに設定してあるデジタル値のベクトル調整値(位相データ、振幅データ)を、当該テーブルから読み出し、最適ベクトル調整値とする(処理ステップ３０１)。このとき、位相データと振幅データの変化範囲はデジタル値の０から２５５までになっている。
【００１１】
そこで、いま、このときの最適ベクトル調整値が、図示のように位相データ＝１２８、振幅データ＝１２８であったとする。そうすると、この場合、これらを調整値の初期値として歪補償の最適化が開始される。
そして、まず、振幅データを初期値に固定させ、位相データを増減して最適化制御を行なう(処理ステップ３０２)。このときデータの増減幅を８(デジタル値)とすると、ここでは、次のケースＡとケースＢに示すようにベクトル調整値を逐次変化させ、歪検出成分のレベルを見るという探索動作になる。
【００１２】
・ケースＡ
・・位相データを１２８から増加させたとき、当初、歪検出成分が減少した場合
位相データ        振幅データ        歪検出成分
１２８            １２８            １００
１３６            １２８              ９０
１４４            １２８              ８０
１５２            １２８              ７０
１６０            １２８              ８０
・                ・                ・
・                ・                ・
【００１３】
・ケースＢ
・・位相データを１２８から増加させたとき、当初、歪検出成分が増加した場合
位相データ        振幅データ        歪検出成分
１２８            １２８            １００
１３６            １２８            １１０
１２０            １２８              ９０
１１２            １２８              ８０
１０４            １２８              ７０
９６            １２８              ８０
・                ・                ・
・                ・                ・
【００１４】
次に、今度は、反対に位相データを初期値に固定させ、振幅データを増減して最適化制御を行なう(処理ステップ３０３)。
従って、この場合は、次のケースＣとケースＤに示すようにベクトル調整値を逐次変化させ、歪検出成分のレベルを見るという探索動作になる。
・ケースＣ
・・振幅データを１２８から増加させたとき、当初、歪検出成分が減少した場合
位相データ        振幅データ        歪検出成分
１２８            １２８            １００
１２８            １３６              ９０
１２８            １４４              ８０
１２８            １５２              ７０
１２８            １６０              ８０
・                ・                ・
・                ・                ・
【００１５】
・ケースＤ
・・振幅データを１２８から増加させたとき、当初、歪検出成分が増加した場合
位相データ        振幅データ        歪検出成分
１２８            １２８            １００
１２８            １３６            １１０
１２８            １２０              ９０
１２８            １１２              ８０
１２８            １０４              ７０
１２８              ９６              ８０
・                ・                ・
・                ・                ・
【００１６】
従って、このときのケースＡとケースＣの場合、その位相データと振幅データの制御状況をイメージとして示すと、図６の通りになる。なお、この図では丸付き数字で示されているが、以下の説明では括弧付き数字で示す。
ここで、まず、(1)は制御開始点で、このときの位相データは１５２、振幅データも１５２であり、ここから矢印で示すように、振幅データが逐次、８づつ増加されてゆき、歪検出成分が極小値点(2)を越えたら折り返し、極小値点(2)に戻る。そして、この極小値点(2)から、今度は位相データが逐次、８づつ増加されてゆき、歪検出成分が極小値点(3)を越えたら折り返し、最終的に極小値点(3)に戻るのである。
【００１７】
そして、この後、歪補償の最適化が十分に得られたか否かを判定する(処理ステップ３０４)。
ここで、処理ステップ３０４での判定結果がＹ(肯定)になるのは、歪検出成分が極小値になる次の場合である。なお、この場合の歪検出成分の極小値は７０である。
・ケースＡとケースＣの場合
位相データ＝１５２、振幅データ＝１５２
・ケースＡとケースＤの場合
位相データ＝１５２、振幅データ＝１０４
・ケースＢとケースＣの場合
位相データ＝１０４、振幅データ＝１５２
・ケースＢとケースＤの場合
位相データ＝１０４、振幅データ＝１０４
こうして処理ステップ３０４での判定結果がＹになったら、ここで歪補償の最適化処理を終了する。一方、判定結果がＮ(否定)になったら再度、歪補償の最適化処理を繰り返えす。そして、この結果、最終的に歪補償の最適化が得られることになる。
【００１８】
ここで、上記の例では、処理ステップ３０２が先に実行され、この後、処理ステップ３０３が実行されるようになっているが、この場合、歪検出成分の極小値の探索が目的であるから、いずれが先でも問題はなく、従って、順序を反対にしてもよい。
また、以上の例では、当初、位相データと振幅データを初期値から増加させるようになっているが、これも同じ理由で、初期値から減少させるようにしてもよい。
【特許文献１】特開平８−５６１２５号公報
【特許文献２】特開平１０−２７０９５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
上記従来技術は、自己調整形フィードフォワード回路内にある主増幅部の動作電流がベクトル調整値に影響される点に配慮がされておらず、電源投入時やリセット時における主増幅部の過電流保護に問題があった。
すなわち、電源投入時やリセット時には、それまで無電圧状態にあった自己調整形フィードフォワード回路内の主増幅部にも電圧が印加され、直ちに動作状態にされるが、このとき当該自己調整形フィードフォワード回路のベクトル調整値によっては主増幅部の電流が許容値を越えてしまう場合があり、従って、従来技術では、主増幅部の過電流保護に問題が生じてしまうのである。
【００２０】
特に、近年は、上記したように、更に高出力の増幅装置が求められるようになっているので、動作電流の大きな主増幅部が用いられるようになり、この場合、過電流も大きな値になり、この結果、デバイスに破損の虞が生じてしまうので、過電流保護に更に大きな問題が生じてしまう。
従って、本発明の目的は、電源投入時やリセット時に際しても過電流保護に問題が生じてしまう虞のない歪補償増幅装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
上記目的は、主増幅部により発生する歪の補償を、自己調整形フィードフォワード回路に設定される調整値の選択により最適化する方式の歪補償増幅装置において、前記自己調整形フィードフォワード回路に設定することにより、前記主増幅部の電流値を所定値以下に保持させるのに必要な調整値を選定して電流最小調整値とし、電源投入時とリセット時の少なくとも一方に際して、前記電流最小調整値を前記自己調整形フィードフォワード回路に設定して前記歪の補償の最適化が開始されるようにする制御手段が設けられ、当該制御手段による最適化終了後、ベクトル制御位相とベクトル制御振幅の増減による前記歪の補償の最適化処理が開始されるようにして達成される。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、主増幅部の電流が電源投入時とリセット時に過大になってしまう虞が無いので、従来技術よりも更に高い信頼性をもった歪補償増幅装置が提供できる。
また、本発明によれば、ソフトウエアの変更だけで対処できるので、コストの上昇抑制にも寄与することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明に係る歪補償増幅装置について、図示した実施の形態により詳細に説明する。
ここで、まず、以下に説明する本発明の一実施の形態の場合も、そのハード構成は、従来技術と同じく、図２に示すようになっている。
従って、本発明の一実施の形態による歪補償増幅装置が、従来技術による歪補償増幅装置と異なっているのは、制御回路２１０のＣＰＵによって実行される歪補償の最適化処理の内容にある。
そして、本発明の一実施の形態において実行される歪補償の最適化処理を示したフローチャートが図１であり、従って、従来技術の場合は、図５のフローチャートに示す処理が制御回路２１０により実行されるのに対して、本発明の一実施形態の場合は、図１のフローチャートに示す処理が実行される点で異なっているのである。
【００２４】
そこで、以下、この相違点に重点をおいて説明することとする。
まず、図１のフローチャートを、図５のフローチャートと比較して見れば明らかなように、図１のフローチャートは、図５のフローチャートに対して、処理ステップ３００から処理ステップ３１２が付加された形になっている点が異なっているだけで、その他の点では同じであることが判る。
ここで、処理ステップ３００についてみると、これは、電源投入時とリセット時か否かを判定し、結果がＮ、つまり電源投入時でもリセット時でもないときには、図５と同じ処理が実行されるようにし、結果がＹ、つまり電源投入時とリセット時の何れかであったら処理ステップ３１０に分岐させる働きをするものであり、従って、この実施形態の場合でも、電源投入時でもリセット時でもないときには従来技術の場合と同じ歪補償の最適化処理が実行されることになる。
【００２５】
しかして、いま、処理ステップ３００での判定がＹ、つまり、このとき電源投入時又はリセット時の何れかであったとする。そうすると、このときは処理ステップ３１０に分岐される。
そこで、まず、処理ステップ３１０では、ベクトル調整値(位相データ、振幅データ)について、それぞれ位相データ＝０と振幅データ＝０が設定される。そして、この結果、歪検出ループのベクトル調整器２０２(図２)と歪除去ループのベクトル調整器２０７(同、図２)には、位相データが０で振幅データも０になっているベクトル調整値が供給され、この状態で歪検出ループと歪除去ループが働き始めることになる。
【００２６】
ここで、上記したように、自己調整形フィードフォワード回路内の主増幅部の場合、電源投入時やリセット時に大きな電流が流れてしまうのは、自己調整形フィードフォワード回路のベクトル調整量が大きくなっていることに起因する。従ってベクトル調整量が少なければ大きな電流が流れることはない。
まして、処理ステップ３１０では、位相データと振幅データが何れも０にされ、自己調整形フィードフォワード回路のベクトル調整量が０にされるのであるから、電源投入時やリセット時でも主増幅器２０３に流れる電流は充分に少なく抑えられ、従って、過電流を防止し、主増幅器２０３の過電流保護を確実に得ることができる。
【００２７】
ところで、このときのベクトル調整量は、上記したように、０にする必要は必ずしもなく、要は主増幅器２０３の電流値を所定値以下に保持させるのに必要な値を選定して電流最小調整値、つまりベクトル調整値としてやればよい。
そして、ここにいう主増幅器２０３の電流値を所定値以下に保持させるのに必要な値については、主増幅器２０３の許容電流値に応じで決めてやればよい。
【００２８】
図１に戻り、処理ステップ３１０の後は処理ステップ３１１と処理ステップ３１２のループによる処理に移行する。
まず、処理ステップ３１１では、位相データと振幅データを同時に逐次増減させ、この結果を処理ステップ３１２で判定する。
このとき、処理ステップ３１１で位相データと振幅データを同時に逐次増減させるとはいうものの、この場合、位相データと振幅データは、処理ステップ３１０で何れも０にされているので、例えばデジタル値の８づつ増加させ、その都度、歪補償の最適化の進み具合を処理ステップ３１２で判定することになる。そして、これを処理ステップ３１２での判定結果がＹになるまで繰り返すのである。
【００２９】
そこで、このときの探索動作は次のようになる。
位相データ        振幅データ        歪検出成分
０                ０              ２００
８                ８              １９０
１２              １２             １８０
１６              １６             １７０
２４              ２４             １６０
・                ・                ・
・                ・                ・
１５２            １５２             ７０
１６０            １６０             ７５
【００３０】
従って、このときは、位相データと振幅データが１６０のとき、歪検出成分が極小値７０になり、このとき処理ステップ３１２での判定結果がＹになる。
ここで、このときの位相データと振幅データの制御状況をイメージとして示すと、図３の通りになる。なお、この図３でも丸付き数字については括弧付き数字で示す。
図３において、まず、(1)は制御開始点で、このとき位相データは０、振幅データも０であり、ここから矢印で示すように、振幅データが逐次、８づつ増加されてゆき、歪検出成分が極小値点(2)を越えたら折り返し、極小値点(2)に戻るのである。
【００３１】
こうして、歪検出成分が極小値７０になり、処理ステップ３１２の判定結果がＹになったら、ここで処理ステップ３１１と処理ステップ３１２のループから抜け、通常の歪補償の最適化処理ループ、すなわち、処理ステップ３０２と処理ステップ３０３それに処理ステップ３０４からなる処理ループに入り、この結果、従来技術のときと同じく、最終的に歪補償の最適化が得られることになる。
【００３２】
従って、この実施形態によれば、主増幅器２０３の電流が電源投入時とリセット時に過大になってしまう虞が無いので、従来技術よりも更に高い信頼性の歪補償増幅装置が提供できる。
また、この実施形態によれば、従来技術における図５のフローチャートによる処理に代えて、図１に示すフローチャートによる処理を実行すればよいので、ソフトウエアの変更だけで対処でき、従って、コストの上昇抑制にも寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明に係る歪補償増幅装置の一実施の形態による処理を示すフローチャートである。
【図２】歪補償増幅装置の一例を示すブロック構成図である。
【図３】本発明の一実施の形態におけるデータ制御のイメージ図である。
【図４】歪補償増幅装置が適用される増幅装置の一例を示すブロック構成図である。
【図５】歪補償増幅装置の従来技術の一例による処理を示すフローチャートである。
【図６】従来技術の一例によるデータ制御のイメージ図である。
【符号の説明】
【００３４】
２０１：分配器
２０２：ベクトル調整器
２０３：主増幅器
２０４：方向性結合器
２０５：遅延線
２０６：遅延線
２０７：ベクトル調整器
２０８：誤差増幅器
２０９：方向性結合器
２１０：制御回路
【図１】
0005057945.tif 000002
【図２】
0005057945.tif 000003
【図３】
0005057945.tif 000004
【図４】
0005057945.tif 000005
【図５】
0005057945.tif 000006
【図６】
0005057945.tif 000007