JPH04196908A - 増幅器の歪補償回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、増幅器の入出力特性の非線形性により生じ
る歪を補償する増幅器の歪補償回路に関するものである
。

［従来の技術］ 第４図は、例えば、１９９０年電子情報通信学会春季全
国大会予稿集２−４８６ページに示された、従来の高周
波増幅器の歪補償回路の構成図である。図において、（
１）は入力端子、（２）は出力端子、（１０）は歪補償
回路、（２５）は歪を補償すべき固体高出力増幅器であ
る。また、歪補償回路（１０）において、（１１）〜（
１６）は９０°ハイブリツド、（２０）は歪発生用増幅
器、（２１）は線形増幅器、（３１）〜（３４）は可変
減衰器、（４０）は無反射終端である。なお、９０°ハ
イブリツド（１１）〜（１６）には、１／４波長の線路
から構成されるランゲカップラやブランチラインカップ
ラなどが用いられる。

次に動作について説明する。

入力端子（１）に入力した入力信号は、９０゜ハイブリ
ッド（１１）で９０°位相差で２分配される。なお、無
反射終端（４０）は、９０°ハイブリツド（１１）のア
イソレーション出力に接続されている。９０°ハイブリ
ツド（１１）の第１の分配出力は、歪発生用増幅器（２
０）に導入される。歪発生用増幅器（２０）によって、
歪成分を含んで増幅された信号は、可変減衰器（３１）
を通して、９０６ハイブリツド（１２）で２分配される
。９０°ハイブリツド（１２）の第１の分配出力は、９
０°ハイブリツド（１４）に、また、第２の分配出力は
無反射終端（４０）に導入される。９０°ハイブリツド
（１１）の第２の分配出力は、可変減衰器（３２）を通
して線形増幅器（２１）で、歪成分を含まずに信号だけ
が増幅される。線形増幅器（２１）の出力は、９０°ハ
イブリ□ツド（１３）で２分配され、第１の分配出力は
、９０°ハイブリツド（１４）に導入され、第２の分配
出力は、一方の分配出力が無反射終端（４０）に接続さ
れている９０°ハイブリツド（１５）に導入される。９
０°ハイブリツド（１４）では、歪発生用増幅器（２０
）の歪成分を含んだ出力と、線形増幅器（２１）の歪成
分を含まない出力とを、９０°位相差で合成する。この
際、すでに、両者の間に９０°ハイブリツド（１１）で
９０°の位相差か生じているので、信号は逆相で合成さ
れ、相殺されることにより、歪発生用増幅器（２０）の
出力の歪成分のみが出力される。

なお、９０°ハイブリツド（１２）は、線形増幅器（２
１）の出力が９０°ハイブリツド（１３）を通過する際
に生じる位相遅れと同じだけ、歪発生用増幅器（２０）
の出力の位相を遅らせるためのものである。また、歪を
抽出する際、合成する２つの信号成分の振幅が等しくな
るように、−可変減衰器（３１）、（３２）の減衰量は
設定される。

９０°ハイブリツド（１４）の出力、および、９０°ハ
イブリツド（１５）の出力は、それぞれ可変減衰器（３
３）、（３４）を通して、９０°ノ１イブリツド（１６
）に導入され、９０°位相差で合成される。したがって
、９０°ハイブリツド（１６）の出力中の信号と歪の位
相関係は逆相となっている。

この歪補償回路（↓０）の出力は、歪を補償すべき固体
高出力増幅器（２５）に入力する。固体高出力増幅器（
２５）で発生する歪に対して、歪補償回路（１０）で加
えられた歪は逆相となっているので互いに打ち消し、出
力端子（２）には増幅された信号だけが出力される。な
お、歪を完全に打ち消すには、歪補償回路（１０）で加
えられ、固体高出力増幅器（２５）で増幅された歪の振
幅と、固体高出力増幅器（２５）で発生する歪の振幅と
が等しなければならず、歪補償回路（１０）で加えられ
る歪の量は、可変減衰器（３３）、（３４）によって、
調整される。

歪補償回路（１０）において、合成される信号と歪の位
相関係は、９０°ハイブリツド（１１）〜（１６）だけ
により生じているので、広帯域にわたり逆相である。こ
のため、この歪補償回路（１０）は、広帯域にわたり、
固体高出力増幅器（２５）で生じる歪を補償できるとい
う特徴を持つ０ 「発明が解決しようとする課題］ 以上のように、従来の高周波増幅器の歪補償回路は、い
ずれの経路においても通過する増幅器および９０°ハイ
ブリツドからなる分配器あるいは合成器の個数が等しく
なるように構成し、合成される信号と歪の位相関係を設
定しているので、準マイクロ波帯のような低い周波数に
おいては、１／４波長の線路により構成される９０°ハ
イブリツドの回路寸法が大きくなり、小形で広帯域な歪
補償回路を実現することが困難であるという問題点があ
った。

この発明は、上記のような問題点を解決するためになさ
れたもので、準マイクロ波帯のような低い周波数におい
ても、小形で広帯域な増幅器の歪補償回路を得ることを
目的とする。

［課題を解決するための手段］ この発明に係る請求項１の増幅器の歪補償回路は、入力
信号を分配する第１の分配器と、上記第１の分配器の第
１の出力を非線形領域で増幅する歪発生用増幅器と、上
記第１の分配器の第２の出力を線形領域で増幅する線形
増幅器と、上記線形増幅器の出力を抵抗分配により分配
する抵抗分配器である第２の分配器と、上記歪発生用増
幅器で増幅された第１の分配器の第１の出力と上記第２
の分配器の第１の出力とを、上記第１の分配器と第１の
合成器により位相差を設定して合成し、上記歪発生用増
幅器で発生させた歪信号成分を出力する第１の合成器と
、上記第２の分配器の第２の出力と上記歪信号成分とを
、上記第１の分配器と第２の合成器により位相差を設定
して合成し、上記歪信号成分と第２の分配器の第２の出
力とが逆相で合成された信号を出力する第２の合成器と
、上記第１の分配器と第１の合成器との間の歪発生用増
幅器が接続されている経路に挿入され、第２の分配器の
挿入による位相の変化に相当する電気長を補償するため
の第２の分配器と同一の抵抗分配器、遅延線路、または
、移相器のいずれかである第１の電気長補償回路と、上
記第２の分配器と第２の合成器との間の第２の分配器の
第２の出力の経路に挿入され、第１の合成器の挿入によ
る位相の変化に相当する電気長を補償するための第２の
電気長補償回路とを備えたものである。

また、この発明に係る請求項２の増幅器の歪補償回路は
、入力信号を分配する第１の分配器と、上記第１の分配
器の第１の出力を非線形領域で増幅する歪発生用増幅器
と、上記第１の分配器の第２の出力を線形領域で増幅す
る線形増幅器と、上記線形増幅器の出力を分配する能動
素子からなる分配器である第２の分配器と、上記歪発生
用増幅器で増幅された第１の分配器の第１の出力と上記
第２の分配器の第１の出力とを、上記第１の分配器と第
１の合成器により位相差を設定して合成し、上記歪発生
用増幅器で発生させた歪信号成分を出力する第１の合成
器と、上記第２の分配器の第２の出力と上記歪信号成分
とを、上記第１の分配器と第２の合成器により位相差を
設定して合成し、上記歪信号成分と第２の分配器の第２
の出力とが逆相で合成された信号を出力する第２の合成
器と、′上記第１の分配器と第１の合成器との間の歪発
生用増幅器が接続されている経路に挿入され、第２の分
配器の挿入による位相の変化に相当する電気長を補償す
るための第２の分配器と同一の能動素子からなる分配器
である、第１の電気長補償回路と、上記第２の分配器と
第２の合成器との間の第２の分配器の第２の出力の経路
に挿入され、第１の合成器の挿入による位相の変化に相
当する電気長を補償するための第２の電気長補償回路と
を備えたものである。

［作用］ 上記のように構成された請求項１の増幅器の歪補償回路
においては、第１の分配器、第１の合成器、および、第
２の合成器で信号成分と歪信号成分の位相差を設定して
いるので、第２の分配器を抵抗分配器、第１の電気長補
償回路を抵抗分配器、遅延線路、または、移相器という
、回路寸法の波長による影響の少ないもので構成でき、
準マイクロ波のような低い周波数において第２の分配器
と第１の電気長補償回路をハイブリッドなどに比べて極
めて小形化し、小形で広帯域な増幅器の歪補償回路を実
現する。

また、請求項２の増幅器の歪補償回路においては、第１
の分配器、第１の合成器、および、第２の合成器で信号
成分と歪信号成分の位相差を設定し、第２の分配器およ
び第１の電気長補償回路を回路寸法の波長による影響の
少ない同一の能動素子からなる分配器としたので、経路
に利得を持たせられ、雑音指数が改善された広帯域な増
幅器の歪補償回路を実現する。

［実施例］ 以下、この発明の実施例について図面を参照して説明す
る。

第１図は、この発明の増幅器の歪補償回路の一実施例の
構成図であり、図において、（１）は入力端子、（２）
は出力端子、（１０）は歪補償回路、（２５）は歪を補
償すべき固体高出力増幅器である。また、歪補償回路（
１０）において、（１１）〜（１４）はそれぞれ第１の
分配器、第１の合成器、第２の電気長補償回路、第２の
合成器であって、ここでは９０°ハイブリツド、（２０
）は歪発生用増幅器、（２１）は線形増幅器、（３１）
〜（３４）は可変減衰器、（４０）は無反射終端、（５
０）は第１の電気長補償回路、（５１）は第２の分配器
であって、ここでは抵抗分配により分配する同一の抵抗
分配器である。また、抵抗分配器（５０）、（５１）に
おいて、（６０）はそれぞれ一端を接続した抵抗である
。

次に動作について説明する。

入力端子（１）に入力した入力信号は、９０゜ハイブリ
ッド（１１）で９０°位相差で２分配される。なお、無
反射終端（４０）は、９０°ハイブリツド（１１）のア
イソレーション出力に接続されている。９０°ハイブリ
ツド（１１）の第１の分配出力は、歪発生用増幅器（２
０）に導入される。歪発生用増幅器（２０）によって、
歪成分、を含んで増幅された信号は、可変減衰器（３１
）を通して、抵抗分配による電力分配器（５ｏ）で２分
配される。抵抗分配器（５０）中の抵抗（６０）の抵抗
値はいずれも線路のインピーダンスの１／３であり、抵
抗分配器（５０）の入力は、６ｄＢ減衰して、２分配さ
れる。抵抗分配による抵抗分配器（５０）の第１の分配
出力は、９０°ハイブリツド（１２）に、また、第２の
分配出力は無反射終端（４０）に導入される。９０°ハ
イブリツド（１１）の第２の分配出力は、可変減衰器（
３２）を通して線形増幅器（２１）で、歪成分を含まず
に信号だけが増幅される。線形増幅器（２１）の出力は
、抵抗分配器（５１）で２分配され、第１の分配出力は
、９０°ハイブリツド（１２）に導入され、第２の分配
出力は、可変減衰器（３４）を通して、一方の分配出力
が無反射終端（４０）に接続されている９０°ハイブリ
ツド（１３）に導入される。９０°ハイブリツド（１２
）では、歪発生用増幅器（２０）の歪成分を含んだ出力
と、線形増幅器（２１）の歪成分を含まない出力とを、
９０°位相差で合成する。この際、すでに、両者の間に
９０°ハイブリツド（１１）で９０°の位相差が生じて
いるので、信号は逆相で合成され、相殺されることによ
り、歪発生用増幅器（２０）の出力の歪成分のみが出力
される。なお、抵抗分配器（５０）は、線形増幅器（２
１）の出力が抵抗分配器（５１）を通過する際に生じる
位相遅れと同じだけ、歪発生用増幅器（２０）の出力の
位相を遅らせるためのものである。また、歪を抽出する
際、合成する２つの信号成分の振幅が等しくなるように
、可変減衰器（３１）、（３２）の減衰量は設定される
。可変減衰器（３３）を通過した９０°ハイブリツド（
１２）の出力と、９０°ハイブリツド（１３）の出力は
、ハイブリッド（１４）に導入され、９０°位相差で合
成される。ここで、９０°ハイブリツド（１４）の出力
中の信号と歪の位相関係は逆相となっている。

この歪補償回路（１０）の出力は、歪を補償すべき固体
高出力増幅器（２５）に入力する。固体高出力増幅器（
２５）で発生する歪に対して、歪補償回路（１０）で加
えられた歪は逆相となっているので互いに打ち消し、出
力端子（２）には増幅された信号だけが出力される。な
お、歪を完全に打ち消すには、歪補償回路（１０）で加
えられ、固体高出力増幅器（２５）で増幅された歪の振
幅と、固体高出力増幅器（２５）で発生する歪の振幅と
が等しくなければならず、歪補償回路（１０）で加えら
れる歪の量は、可変減衰器（３３）、（３４）によって
、調整される。

歪補償回路（１０）において、合成される信号と歪の位
相関係は、９０°ハイブリツド（１１）〜（１４）だけ
により生じているので、広帯域にわたり逆相である。こ
のため、この歪補償回路（１０）は、広帯域にわたり、
固体高出力増幅器（２５）で生じる歪を補償できるとい
う特徴を持つ。また、第２の分配器と第１の電気長補償
回路を抵抗分配器という回路寸法の波長による影響の少
ないもので構成したので、準マイクロ波のような低い周
波数において９０°ハイブリツドに比べて極めて小形化
でき、小形の広帯域な増幅器の歪補償回路を得られる。

さらに、第２の分配器と第１の電気長補償回路を同一の
抵抗分配器で構成しているため、温度特性のばらつきを
抑制できる。

なお、上記実施例では、線形増幅器（２１）の出力が抵
抗分配器（５１）を通過する際に生じる位相遅れと同じ
だけ、歪発生用増幅器（２０）の出力の位相を遅らせる
ために、抵抗分配器（５０）を歪発生用増幅器（２０）
の出力側に挿入しであるが、抵抗分配器（５０）は、こ
れと同じ電気長を持つ遅延線路または移相器であっても
良く、上記の実施例と同様に機能することは言うまでも
ない。

また、第２図はこの発明の増幅器の歪補償回路のまた他
の実施例の構成図である。図において、（５５）は第１
の電気長補償回路、（５６）は第２の分配器であって、
ここでは能動素子からなる同一の分配器としてＦＥＴ　
（電界効果トランジスタ）を用いたＦＥＴ分配器である
。なお、その他は第１図に示した実施例の構成と同様で
あり、相当部分には同一符号を付して示す。また、第３
図は、ＦＥＴ分配器（５５）、（５６）の−例の詳細構
成図であり、図において、（７１）は入力端子、（７２
）、（７３）は出力端子、（８０）はＦＥＴ、（８１）
はゲート電極、（８２ａ）、（８２ｂ）はドレイン電極
、（８５）はゲートの整合回路およびバイアス回路、（
８６ａ）、（８６ｂ）はドレインの整合回路およびバイ
アス回路、（９０）はアイソレーション抵抗である。

次に動作について説明する。なお、歪補償回路（１０）
の全体の動作については上記第１図に示した実施例同様
であり、ここでは省略する。

第３図において、ＦＥＴ分配器（５５）の入力端子（７
１）に入力した信号は、ゲートの整合回路およびバイア
ス回路（８５）を通して、ＦＥＴ（８０）のゲート電極
（８１）に印加される。増幅された信号は、ＦＥＴのド
レイン電極（８２ａ）、（８２ｂ）に２分配され、それ
ぞれ、ドレインの整合回路およびバイアス回路（８６ａ
）、（８６ｂ）を通して、出力端子（７２）、（７３）
に出力される。ＦＥＴのドレイン電極（８２ａ）、（８
２ｂ）の出力にアンバランスが生じても、ドレイン電極
（８２ａ）と（８２ｂ）との間に挿入されたアイソレー
ション抵抗（９０）にアンバランス分は吸収され、出力
端子（７２）、（７３）間にはアンバランスは生じない
。また、出力端子（７２）または（７３）に反射により
信号が入力した場合、ＦＥＴのドレイン−ゲート間のア
イソレーションにより、入力端子（１）には出力されな
い。また、ＦＥＴのドレイン電極（８２ａ）と（８２ｂ
）は、互いに直接、接続されていないので、出力端子（
７３）または（７２）に出力されない。このようなＦＥ
Ｔ分配器（５５）、（５６：は、１／４波長の線路を使
う必要がないので、準マイクロ波のような低い周波数に
おいても、回路寸法が９０°ハイブリツドに比べて小形
である。

上記のように、この実施例においても前記第１図に示し
た実施例同様の効果を奏する。さらに、この実施例にお
いては、経路に利得を持たせられ、雑音指数が改善され
た広帯域な増幅器の歪補償回路が得られる効果がある。

［発明の効果］ 以上のように、請求項１の増幅器の歪補償回路によれば
、第１の分配器、第１の合成器、および、第２の合成器
で信号成分と歪信号成分の位相差を設定し、第２の分配
器を抵抗分配器、第１の電気長補償回路を抵抗分配器、
遅延線路、または、移相器としたので、準マイクロ波の
ような低い周波数において第２の分配器と第１の電気長
補償回路をハイブリッドなどに比べて極めて小形にでき
、小形の広帯域な増幅器の歪補償回路を得られる効果が
ある。

）　　　また、請求項２の増幅器の歪補償回路によれば
、第１の分配器、第１の合成器、および、第２の合成器
で信号成分と歪信号成分の位相差を設定し、第２の分配
器および第１の電気長補償回路を同一の能動素子からな
る分配器としたので、経路に利得を持たせられ、雑音指
数が改善された広帯域な増幅器の歪補償回路が得られる
効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の増幅器の歪補償回路の一実施例の構
成図、第２図はこの発明の増幅器の歪補償回路のま、た
他の実施例の構成図、第３図はＦＥＴ分配器の一例の詳
細構成図、第４図は従来の高周波増幅器の歪補償回路の
構成図である。 図において、（１）は入力端子、（２）は出力端子、（
１０）は歪補償回路、（２５）は歪を補償すべき固体高
出力増幅器、（１１）〜（１６）は９０°ハイブリツド
、（２０）は歪発生用増幅器、（２１）は線形増幅器、
（３１）〜（３４）は可変減衰器、（４０）は無反射終
端、（５ｏ）、（５１）は抵抗分配器、（６ｏ）は抵抗
、（５５）、（５６）はＦＥＴ分配器、（７１）は入力
端子、（７２）、（７３）は出力端子、（８０）はＦＥ
Ｔ、（８１）はゲート電極、（８２ａ）、（８２ｂ）は
トレイン電極、（８５）はゲートの整合回路オヨヒハイ
アス回路、（８６ａ）、（８６ｂ）はドレインの整合回
路およびバイアス回路、（９０）はアイソレーション抵
抗である。 なお、図中同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）入力信号を分配する第１の分配器と、上記第１の
   分配器の第１の出力を非線形領域で増幅する歪発生用増
   幅器と、上記第１の分配器の第２の出力を線形領域で増
   幅する線形増幅器と、上記線形増幅器の出力を抵抗分配
   により分配する抵抗分配器である第２の分配器と、上記
   歪発生用増幅器で増幅された第１の分配器の第１の出力
   と上記第２の分配器の第１の出力とを、上記第１の分配
   器と第１の合成器により位相差を設定して合成し、上記
   歪発生用増幅器で発生させた歪信号成分を出力する第１
   の合成器と、上記第２の分配器の第２の出力と上記歪信
   号成分とを、上記第１の分配器と第２の合成器により位
   相差を設定して合成し、上記歪信号成分と第２の分配器
   の第２の出力とが逆相で合成された信号を出力する第２
   の合成器と、上記第１の分配器と第１の合成器との間の
   歪発生用増幅器が接続されている経路に挿入され、第２
   の分配器の挿入による位相の変化に相当する電気長を補
   償するための第２の分配器と同一の抵抗分配器、遅延線
   路、または、移相器のいずれかである第１の電気長補償
   回路と、上記第２の分配器と第２の合成器との間の第２
   の分配器の第２の出力の経路に挿入され、第１の合成器
   の挿入による位相の変化に相当する電気長を補償するた
   めの第２の電気長補償回路とを備えたことを特徴とする
   増幅器の歪補償回路。
2. （２）入力信号を分配する第１の分配器と、上記第１の
   分配器の第１の出力を非線形領域で増幅する歪発生用増
   幅器と、上記第１の分配器の第２の出力を線形領域で増
   幅する線形増幅器と、上記線形増幅器の出力を分配する
   能動素子からなる分配器である第２の分配器と、上記歪
   発生用増幅器で増幅された第１の分配器の第１の出力と
   上記第２の分配器の第１の出力とを、上記第１の分配器
   と第１の合成器により位相差を設定して合成し、上記歪
   発生用増幅器で発生させた歪信号成分を出力する第１の
   合成器と、上記第２の分配器の第２の出力と上記歪信号
   成分とを、上記第１の分配器と第２の合成器により位相
   差を設定して合成し、上記歪信号成分と第２の分配器の
   第２の出力とが逆相で合成された信号を出力する第２の
   合成器と、上記第１の分配器と第１の合成器との間の歪
   発生用増幅器が接続されている経路に挿入され、第２の
   分配器の挿入による位相の変化に相当する電気長を補償
   するための第２の分配器と同一の能動素子からなる分配
   器である第１の電気長補償回路と、上記第２の分配器と
   第２の合成器との間の第２の分配器の第２の出力の経路
   に挿入され、第１の合成器の挿入による位相の変化に相
   当する電気長を補償するための第２の電気長補償回路と
   を備えたことを特徴とする増幅器の歪補償回路。