JPH0785522B2 - 大電力線形増幅器における混変調積の自動減少法 - Google Patents

大電力線形増幅器における混変調積の自動減少法

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JPH0785522B2
JPH0785522B2 JP61500643A JP50064386A JPH0785522B2 JP H0785522 B2 JPH0785522 B2 JP H0785522B2 JP 61500643 A JP61500643 A JP 61500643A JP 50064386 A JP50064386 A JP 50064386A JP H0785522 B2 JPH0785522 B2 JP H0785522B2
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Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、大電力線形増幅器に、細目的には大電力線形
増幅器によって発生された歪を減少させるためのパイロ
ット信号を使用した自動制御システムに関する。
発明の背景 全ての線形増幅器は、ある電力レベルにおいて信号を歪
ませる。この歪は複数の信号が存在するとき混変調積を
発生させる。この混変調積は干渉及び漏話を生じさせる
ので望ましくない。送信器におけるこれら望ましくない
信号のレベルを制限するために基準が設定されている。
この基準を満たすために歪を減少させる方法が開発され
てきた。
最も普通な方法はフィードバックと呼ばれる。フィード
バックは低周波数では良好に作用するが、超高周波では
問題が生じる。この超高周波にあっては２つの基本的な
方法が一般に使用されている。それらはプレディストー
ションとフィードフォワードである。
プレディストーションでは線形増幅器によって発生され
る歪と類似の歪を発生させ、該歪を正しい利得、位相及
び遅延の下で入力に加えて線形増幅器の出力において歪
を相殺させる。この方法は２つの増幅器の歪特性を整合
させる必要があり、従って達成される補正量は制限され
る。
フィードフォワード法には制限の無い。何故ならば、該
方法では線形増幅器それ自身中において発生された歪を
分離し、次いで最大の相殺が生じるよう該歪を利得、位
相及び遅延を調整して再加算されるからである。フィー
ドフォワードを使用して得られる歪の減少量は利得及び
位相調整の精度により制限される。問題点は歪を最大限
に減少させるためには、これら調整を連続して正確に行
なう必要があることである。
発明の要旨 歪を模擬するパイロットがフィードフォワード歪補正を
使用する増幅器の入力に注入される。増幅器出力中のパ
イロット信号の振幅は、パイロット信号及び増幅器によ
って導入された歪を実質的に除去するために、フィード
フォワード歪信号の振幅及び位相を調整する減少ステッ
プ幅回路アルゴリズムを制御するのに使用される。
パイロット信号が一時的に失われた場合に回路がロック
されることを防ぐために探索リミタ回路が設けられてい
る。
システムが最初に電源をオンとされたときに大きなステ
ップ幅をとるようにコース（進路）制御回路が含まれて
いる。
本発明は360゜の位相調整と約20dBまでの利得調整を行
なうことが出来る。
図面の簡単な説明 第１図は従来技術を示す図； 第２図は本発明を実施するのに有用な回路のブロツク
図； 第３図、第４図及び第６図は第２図の制御回路の詳細を
示す図； 第５図は制御回路のタイミング図である。
詳細な説明 第１図は従来技術に従うフィードフォワード・システム
の回路をブロック図で示している。スプリッタ回路12は
導線11上の入力信号を２つ複製し、その一方は電力増幅
器14に、他方は信号路15を介して相殺回路18に送信され
る。電力増幅器14からの出力は増幅段階で生じた歪成分
を含んでいる。電力増幅器14からの出力信号の小量部分
は方向性結合器16から得られ、相殺回路18に送信され
る。導線15上の入力信号の利得、位相及び遅延は、該入
力信号を相殺回路18において電力増幅器14からの出力信
号から減算することによって導線19上に純粋な歪成分が
得られるように調整される。導線19上にこの歪成分は利
得及び位相を調整した後に方向性結合器10において遅延
線17を介して受信された電力増幅器出力からの信号と組
合わされると、歪成分が相殺されるため方向性結合器10
からの出力はきれいな信号が現われる。然しこの方法の
問題点は、相殺量が利得及び位相の調整の精度に依存す
ることである。
第２図には本発明の好ましき実施例のブロック図が示さ
れている。テスト信号、即ちパイロット信号31が結合器
30を介して入力信号路中に挿入されており、該結合器30
において混合された後、電力増幅器24の入力に加えられ
る。パイロット信号レベル、即ち振幅は電力増幅器24中
で発生される歪成分のレベルに等しくなるよう調整され
る。これは典型例では所望の信号レベルより約30dB低
い。信号路25上のきれいな入力信号の振幅及び遅延は歪
出力サンプルの振幅及び遅延に等しくなるよう調整され
る。しかし位相は丁度逆極性となるように調整される。
信号路25上の入力信号と結合器26からの入力信号成分は
加算点28で互いに相殺し、加算点28からの出力導線29上
に歪のみを提供する。この点における利点、位相及び遅
延の調整はそれ程重要ではない。何故ならばここでの調
整は良好な結果を得るためにきれいな信号の振幅を歪の
レベルにまで減少させることだけが必要だからである。
しかし、遅延された出力中に再び加算して歪を最大限に
相殺するためには歪成分は利得と位相を精密に調整する
ことを要求する。調整は自動制御回路32によって実行さ
れる。制御回路32の基準信号は狭帯域受信器34を使用し
て検出されるパイロット信号である。歪が相殺される点
を表わす結合器20からの出力サンプルは結合器36から得
られ、狭帯域受信器34に加えられる。パイロットの振幅
は制御回路32によって検出・使用され、パイロットと電
力増幅器24によって導入された歪の両方を最も良く相殺
するのに必要な回路40に対する精密な利得及び位相の調
整を行なう。
第３図には第２図の制御回路32のブロック図が示されて
いる。レベル検出器310からの出力はパイロットの振幅
の対数（log）に比例している。スイッチ・タイミング
制御回路350の制御の下で、スイッチ370は回路360中の
電流源を電圧記憶バッファ380に接続する。導線33及び3
5上のバッファ380からの出力信号は夫々回路40の利得及
び位相調整を制御し、実質的に歪成分を除去する。
スイッチ370が閉じられる毎に、回路40に対し微小調整
が行なわれる。変化の方向はセンサ330によって検出さ
れ、該センサ330は回路360中の電流源の極性を制御す
る。パイロットの振幅が調整によって減少すると、次の
調整に対しては極性は同一状態に留まる。パイロットの
振幅が調整により増加すると、電流源の極性は次の調整
に対しては逆転される。この過程によりパイロットの振
幅は最小値にまで減少される。各々の変化の幅は電圧記
憶バッファ380に加えられる電流量によって制御され
る。この電流はパイロットの振幅と比例するようになっ
ており、それによって理想状態に近づくにつれて、調整
は微細となる。
第４図には第２図の狭達域パイロット受信器及びレベル
検出器34;第２図の自動制御回路32;90゜スプリッタ41
0、２つのバイフェイズ減衰器420及び430、並びに加算
点440を含む減衰器及び位相回路40;及び増幅器42よりな
る自動利得及び位相制御回路50の詳細が示されている。
この装置は360゜の位相調整及び約20dBの利得変化を実
現することができる。
第３図のスイッチ・タイミング制御回路350は第４図に
示すようにディケード・シーケンサ352を含んでいる。
このシーケンサ352は４つのスイッチ（即ちスイッチS1
及びS2より成るスイッチ370並びに方向変化センサ330の
１部であるスイッチS3及びS4）を制御している。シーケ
ンス352はまた２つのゲートG1及びG2を制御する。第５
図はこれらのスイッチ及びゲートが制御される順序を示
すタイミング図である。
S3が閉じている時刻t0において、コンデンサC3はパイロ
ット・レベルへの充電を開始する。時刻t1において、S3
は開き、S1は閉じ、コンデンサC1は充電を開始し、歪信
号の位相及び利得変化は回路40のバイフェイズ減衰器42
0によって実行される。次に時刻t2においてスイッチS1
は開き、スイッチS4は閉じ、コンデンサC4はパイロット
・レベルへの充電を開始する。時刻t3においてスイッチ
S4は開き、比較器332はパイロット・レベルが上昇した
か下降したかを決定する。時刻t4においてゲートG1がエ
ネイブルされ、フリップ・フロップ342はトグル・スイ
ッチされる。即ち比較器332からの出力がパイロット・
レベルの増加を示すとき電流は逆転される。時刻t5にお
いて、ゲートG1に対するエネイブル信号は除去される。
前述のステップが時刻t5〜t9において繰返され、スイッ
チS3、S4、S2、ゲートG2、フリップ・フロップ344を動
作させ、コンデンサC3、C4及びC2を充放電させ、バイフ
ェイズ減衰器430を調整する。その後時刻t0において、
ゲートG2に対するエネイブル信号が除去され、この系列
が繰返し再実行される。利得及び位相が理想設定状態に
近づくと、各々の調整の幅はより小さくなる。
第６図は第２図の制御回路32を第４図よりも詳細に示
す。各構成素子の動作は当業者にあっては周知であるの
で、ここでは繰返さない。しかし第６図には２ケ所に改
良が成されている。１つはパイロットが一時的に失われ
たときにロック・アップ状態が生じることを防ぐ探索リ
ミタ60である。この探索リミタはバッファ出力33、35の
正及び負の電圧レベルを検知する４つの比較器を有して
いる。これらの電圧レベルがその限界に近づくと、比較
器は電流源を逆転させる。これにより電圧出力が制限さ
れたり、ロックされたりすることが防止される。他の改
良点は回路に電源が投入されたときにより迅速な初期調
整を行なうためのコース（進路）制御回路66、即ち大き
なステップ幅の探索回路が付加されていることである。

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】電力増幅器において； 該増幅器の入力中に歪を模擬するパイロット信号を注入
    する手段と； 該増幅器を通して伝送された信号に対して発生された実
    質的に歪効果のみを表わす信号を抽出する手段と； 信号を相殺する位相で前記歪信号の補償された形態を前
    記増幅器の出力にフィードフォワードする手段と； 該フィードフォワード手段中にあり、前記パイロット信
    号が前記増幅器の前記出力中に現われるとき前記パイロ
    ット信号に応動して前記歪信号の振幅と位相を調整して
    その補償を行なう手段と； 該調整を行なう手段中にあって、前記パイロット信号が
    前記出力中に現れるとき前記パイロット信号の大きさと
    共に変化する大きさを有するステップで調整を実行する
    手段とを含むことを特徴とする電力増幅器。
  2. 【請求項２】電力増幅器によって発生される歪を減少さ
    せる自動制御システムにおいて、該制御システムは； 前記電力増幅器に加える前にパイロット信号を入力信号
    に挿入する手段と； 前記電力増幅器から出力信号のサンプルを抽出する手段
    と； 前記抽出されたサンプルから前記出力信号中に存在する
    前記パイロット信号の振幅を表わす信号を送出する手段
    と； 前記出力信号中に存在する前記パイロット信号の振幅を
    表わす前記信号に応動して、前記出力信号から取り出さ
    れる歪成分の減衰と位相を自動的に制御し、それによっ
    て前記制御された歪成分が前記出力信号と結合されると
    き、前記パイロット信号を含む実質的に全ての歪は相殺
    され、実質的に純粋に増幅された信号のみを残す手段と
    を含むことを特徴とする自動制御システム。
  3. 【請求項３】請求の範囲第２項記載の自動制御システム
    において、前記出力信号中に存在する前記パイロット信
    号の振幅を表わす前記信号に応動して歪成分の減衰及び
    位相を自動的に制御する前記手段は、 ２つの相続く時間期間中の前記パイロット信号の前記振
    幅を比較して前記振幅が変化したか否かを決定し、前記
    変化を表わす信号を発生する手段と； 前記変化を表わす前記信号に応動して前記歪成分の前記
    減衰と前記位相を調整する手段とを含むことを特徴とす
    る自動制御システム。
  4. 【請求項４】請求の範囲第３項に記載の自動制御システ
    ムにおいて、更に前記パイロット信号が一時的に失われ
    たときに前記システムが障害を起こすことを妨げる手段
    を含むことを特徴とする自動制御システム。
  5. 【請求項５】請求の範囲第３項記載の自動制御システム
    において、前記出力信号中に存在する前記パイロット信
    号の振幅を表わす前記信号に応動して歪成分の減衰及び
    位相を自動的に制御する前記手段は、前記自動制御シス
    テムが最初に電源をオンとされたとき前記変化を表わす
    前記信号のステップ幅を制御をする手段を含むことを特
    徴とする自動制御システム。
  6. 【請求項６】電力増幅器によって発生された歪を自動的
    に制御する方法であって、該方法は： 前記電力増幅器に加える前にパイロット信号を入力信号
    中に挿入し； 前記電力増幅器から出力信号のサンプルを抽出し； 前記抽出されたサンプルから前記出力信号中に存在する
    前記パイロット信号の振幅を表わす信号を送出し、 前記出力信号中に存在する前記パイロット信号の振幅を
    表わす前記信号に応動して、前記出力信号から取り出さ
    れる歪成分の減衰及び位相を自動的に制御し、それによ
    って前記制御された歪成分が前記出力信号に結合される
    とき、前記パイロット信号を含む実質的に全ての歪が相
    殺され、実質的に純粋に増幅された信号だけが残るよう
    にするステップより成る方法。
  7. 【請求項７】請求の範囲第６項に記載の方法において、
    前記パイロット信号の振幅を表わす前記信号に応動して
    歪成分の減衰及び位相を自動的に制御するステップは： ２つの相続く時間期間中の前記パイロット信号の前記振
    幅を比較して前記振幅が変化したか否かを決定し、前記
    変化を表わす信号を発生し、 前記変化を表わす前記信号に応動して前記歪成分の前記
    減衰及び前記位相を調整するステップより成ることを特
    徴とする方法。
  8. 【請求項８】請求の範囲第７項記載の方法において、更
    に前記パイロット信号が一時的に失われたときに増幅器
    システムが障害を起こすことを妨げるステップを含むこ
    とを特徴とする方法。
  9. 【請求項９】請求の範囲第７項の方法において、歪成分
    の減衰及び位相を自動的に制御する前記ステップは前記
    自動制御システムが最初に電源をオンとされたときに前
    記変化を表わす前記信号のステップ・サイズを制御する
    ステップを含むことを特徴とする方法。
JP61500643A 1985-01-25 1986-01-07 大電力線形増幅器における混変調積の自動減少法 Expired - Lifetime JPH0785522B2 (ja)

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US06/695,050 US4580105A (en) 1985-01-25 1985-01-25 Automatic reduction of intermodulation products in high power linear amplifiers
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