JPH09199948A - 非線形補償回路 - Google Patents
非線形補償回路Info
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- JPH09199948A JPH09199948A JP8003870A JP387096A JPH09199948A JP H09199948 A JPH09199948 A JP H09199948A JP 8003870 A JP8003870 A JP 8003870A JP 387096 A JP387096 A JP 387096A JP H09199948 A JPH09199948 A JP H09199948A
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- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03F—AMPLIFIERS
- H03F1/00—Details of amplifiers with only discharge tubes, only semiconductor devices or only unspecified devices as amplifying elements
- H03F1/32—Modifications of amplifiers to reduce non-linear distortion
- H03F1/3241—Modifications of amplifiers to reduce non-linear distortion using predistortion circuits
- H03F1/3276—Modifications of amplifiers to reduce non-linear distortion using predistortion circuits using the nonlinearity inherent to components, e.g. a diode
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 内蔵回路の入出力特性に非線形性があるマイ
クロ波帯用の無線装置の非線形補償回路に関し、簡易な
構成で容積や重量を減少させ、また低価格となるように
することを課題とする。 【解決手段】 非線形補償の対象となる補償対象回路１
に対して、線形動作をする線形動作手段２と非線形動作
をする非線形動作手段３との並列回路を直列接続する。
クロ波帯用の無線装置の非線形補償回路に関し、簡易な
構成で容積や重量を減少させ、また低価格となるように
することを課題とする。 【解決手段】 非線形補償の対象となる補償対象回路１
に対して、線形動作をする線形動作手段２と非線形動作
をする非線形動作手段３との並列回路を直列接続する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、無線装置の非線形
補償回路に関し、特に、内蔵回路の入出力特性に非線形
性があるマイクロ波帯用の無線装置の非線形補償回路に
関する。
補償回路に関し、特に、内蔵回路の入出力特性に非線形
性があるマイクロ波帯用の無線装置の非線形補償回路に
関する。
【０００２】近年、携帯電話の発展が著しく、小型軽量
で消費電力の少ない装置の開発が求められている。
で消費電力の少ない装置の開発が求められている。
【０００３】
【従来の技術】一般に、マイクロ波帯の無線装置の電力
増幅器では、入力電力が小さいうちは出力電力が入力電
力に比例した大きさとなる（即ち増幅率が一定）が、入
力電力が大きくなると出力電力が入力電力に比例しなく
なり、増幅率が低下してくる。こうした非線形性は、位
相についても発生し、入力電力が小さいうちは出力信号
の位相ずれはないが、入力電力が大きくなると出力信号
の位相が入力信号の位相よりも進んだり、あるいは遅れ
たりする。こうした現象は、無線装置の周波数変換器に
おいても発生する。
増幅器では、入力電力が小さいうちは出力電力が入力電
力に比例した大きさとなる（即ち増幅率が一定）が、入
力電力が大きくなると出力電力が入力電力に比例しなく
なり、増幅率が低下してくる。こうした非線形性は、位
相についても発生し、入力電力が小さいうちは出力信号
の位相ずれはないが、入力電力が大きくなると出力信号
の位相が入力信号の位相よりも進んだり、あるいは遅れ
たりする。こうした現象は、無線装置の周波数変換器に
おいても発生する。
【０００４】従来、こうした非線形性の影響を避けるた
めに、基地局に設置される無線装置の電力増幅器等で
は、前置補償回路を設けるようにしていた。すなわち、
電力増幅器等の入力側と出力側との比較から歪を検出
し、その検出値に応じた歪補償用の歪を発生させ、その
発生させた歪を電力増幅器等の入力信号に合成すること
が行われていた。
めに、基地局に設置される無線装置の電力増幅器等で
は、前置補償回路を設けるようにしていた。すなわち、
電力増幅器等の入力側と出力側との比較から歪を検出
し、その検出値に応じた歪補償用の歪を発生させ、その
発生させた歪を電力増幅器等の入力信号に合成すること
が行われていた。
【０００５】また、携帯電話では、上記のような前置補
償回路を設けることは容積や重量また価格の点から適当
でないので前置補償回路を設けず、その代わりに電力増
幅器等に余裕を持たせるようにしていた。これにより、
大きい電力が入力されても線形動作する範囲で使用でき
るようにしていた。
償回路を設けることは容積や重量また価格の点から適当
でないので前置補償回路を設けず、その代わりに電力増
幅器等に余裕を持たせるようにしていた。これにより、
大きい電力が入力されても線形動作する範囲で使用でき
るようにしていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、基地局に設置
される無線装置の電力増幅器等では、前置補償回路とし
て、歪検出部、補償歪発生部、合成部等が必要であるた
めに、装置の構成が複雑化し、装置が高価格となってし
まうという問題点があった。
される無線装置の電力増幅器等では、前置補償回路とし
て、歪検出部、補償歪発生部、合成部等が必要であるた
めに、装置の構成が複雑化し、装置が高価格となってし
まうという問題点があった。
【０００７】また、電力増幅器等に余裕を持たせるよう
にした携帯電話では、前置補償回路を設けた場合に発生
するであろう不具合はないものの、電力増幅器等が大型
化せざるを得ず、そのため電力消費が大きくなり、電池
の小型化や軽量化の障害となっていた。携帯電話の中で
電池は容積や重量の大部分を占めるものであるため、そ
の影響は大きかった。携帯電話のこの問題は、前置補償
回路が、容積や重量また価格の点から適当なものとなれ
ば、解決がつく問題である。
にした携帯電話では、前置補償回路を設けた場合に発生
するであろう不具合はないものの、電力増幅器等が大型
化せざるを得ず、そのため電力消費が大きくなり、電池
の小型化や軽量化の障害となっていた。携帯電話の中で
電池は容積や重量の大部分を占めるものであるため、そ
の影響は大きかった。携帯電話のこの問題は、前置補償
回路が、容積や重量また価格の点から適当なものとなれ
ば、解決がつく問題である。
【０００８】本発明はこのような点に鑑みてなされたも
のであり、簡易な構成で容積や重量が減少し、また低価
格となる非線形補償回路を提供することを目的とする。
のであり、簡易な構成で容積や重量が減少し、また低価
格となる非線形補償回路を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明では上記目的を達
成するために、図１に示すように、非線形補償の対象と
なる補償対象回路１と、補償対象回路１に直列に接続さ
れ、線形動作をする線形動作手段２と、線形動作手段２
に並列に接続され、非線形動作をする非線形動作手段３
とを有することを特徴とする非線形補償回路が提供され
る。
成するために、図１に示すように、非線形補償の対象と
なる補償対象回路１と、補償対象回路１に直列に接続さ
れ、線形動作をする線形動作手段２と、線形動作手段２
に並列に接続され、非線形動作をする非線形動作手段３
とを有することを特徴とする非線形補償回路が提供され
る。
【００１０】以上のように構成される非線形補償回路の
動作を、図２のベクトル図を参照して説明する。それに
先立ってまず、図１において、線形動作手段２を通過し
た信号のベクトルをＡとし、非線形動作手段３を通過し
た信号のベクトルをＢとし、それらの信号が合成されて
補償対象回路１へ入力される合成信号のベクトルをＣと
する。ベクトルの長さが信号の振幅を表し、ベクトルの
傾きが信号の位相を表す。
動作を、図２のベクトル図を参照して説明する。それに
先立ってまず、図１において、線形動作手段２を通過し
た信号のベクトルをＡとし、非線形動作手段３を通過し
た信号のベクトルをＢとし、それらの信号が合成されて
補償対象回路１へ入力される合成信号のベクトルをＣと
する。ベクトルの長さが信号の振幅を表し、ベクトルの
傾きが信号の位相を表す。
【００１１】図２において、小信号動作時（非線形補償
回路が小さい入力信号で動作したとき）のベクトルＡ，
Ｂ，Ｃを特にベクトルＡ0 ，Ｂ0 ，Ｃ0 とする。これに
対して、大信号動作時（非線形補償回路が大きい入力信
号で動作したとき）のベクトルＡ，Ｂ，Ｃを特にベクト
ルＡ1 ，Ｂ1 ，Ｃ1 とする。入力信号が大きくなったと
き、ベクトルＡ0 は位相は変化せずに振幅だけが入力信
号に比例して大きくなり、ベクトルＡ1 となる。一方、
ベクトルＢ0 は、振幅が非線形に大きくなると同時に、
位相が変化してベクトルＢ1 となる。なお、ベクトルＢ
0 が、入力信号に比例して（即ち、線形に）振幅が大き
くなるだけで、位相変化がないと仮定したときのベクト
ルをＢ2 とし、ベクトルＢ2 とベクトルＡ1 との合成ベ
クトルをＣ2 とする。ベクトルＡ1 とベクトルＢ1 との
合成ベクトルＣ1 は、合成ベクトルＣ2 と比較すると、
ΔＣだけ振幅が伸長し、位相がΔθだけ変動しているこ
とが分かる。
回路が小さい入力信号で動作したとき）のベクトルＡ，
Ｂ，Ｃを特にベクトルＡ0 ，Ｂ0 ，Ｃ0 とする。これに
対して、大信号動作時（非線形補償回路が大きい入力信
号で動作したとき）のベクトルＡ，Ｂ，Ｃを特にベクト
ルＡ1 ，Ｂ1 ，Ｃ1 とする。入力信号が大きくなったと
き、ベクトルＡ0 は位相は変化せずに振幅だけが入力信
号に比例して大きくなり、ベクトルＡ1 となる。一方、
ベクトルＢ0 は、振幅が非線形に大きくなると同時に、
位相が変化してベクトルＢ1 となる。なお、ベクトルＢ
0 が、入力信号に比例して（即ち、線形に）振幅が大き
くなるだけで、位相変化がないと仮定したときのベクト
ルをＢ2 とし、ベクトルＢ2 とベクトルＡ1 との合成ベ
クトルをＣ2 とする。ベクトルＡ1 とベクトルＢ1 との
合成ベクトルＣ1 は、合成ベクトルＣ2 と比較すると、
ΔＣだけ振幅が伸長し、位相がΔθだけ変動しているこ
とが分かる。
【００１２】補償対象回路１の入力電力対出力電力特性
が、例えば図３（Ａ）の曲線４で示すような非線形であ
ったとする。一方、上記の線形動作手段２と非線形動作
手段３との並列回路が、大信号動作時に振幅伸長分ΔＣ
を発生するので、この並列回路の入力電力対出力電力特
性が、図３（Ａ）の曲線５で示すような特性となる。し
たがって、補償対象回路１と上記並列回路とを直列接続
することにより、補償対象回路１の非線形性が補償さ
れ、図３（Ａ）の理想線６に近い補償後特性が得られ
る。
が、例えば図３（Ａ）の曲線４で示すような非線形であ
ったとする。一方、上記の線形動作手段２と非線形動作
手段３との並列回路が、大信号動作時に振幅伸長分ΔＣ
を発生するので、この並列回路の入力電力対出力電力特
性が、図３（Ａ）の曲線５で示すような特性となる。し
たがって、補償対象回路１と上記並列回路とを直列接続
することにより、補償対象回路１の非線形性が補償さ
れ、図３（Ａ）の理想線６に近い補償後特性が得られ
る。
【００１３】同様に、補償対象回路１の入力電力対出力
位相特性が、例えば図３（Ｂ）の曲線７で示すような非
線形であったとする。一方、上記の線形動作手段２と非
線形動作手段３との並列回路が、大信号動作時に位相変
動分Δθを発生するので、この並列回路の入力電力対出
力位相特性が、図３（Ｂ）の曲線８で示すような特性と
なる。したがって、補償対象回路１と上記並列回路とを
直列接続することにより、補償対象回路１の非線形性が
補償され、図３（Ｂ）の理想線９に近い補償後特性が得
られる。
位相特性が、例えば図３（Ｂ）の曲線７で示すような非
線形であったとする。一方、上記の線形動作手段２と非
線形動作手段３との並列回路が、大信号動作時に位相変
動分Δθを発生するので、この並列回路の入力電力対出
力位相特性が、図３（Ｂ）の曲線８で示すような特性と
なる。したがって、補償対象回路１と上記並列回路とを
直列接続することにより、補償対象回路１の非線形性が
補償され、図３（Ｂ）の理想線９に近い補償後特性が得
られる。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。まず、第１の実施の形態の原理構
成を、図１を参照して説明する。第１の実施の形態は、
非線形補償の対象となる補償対象回路１と、補償対象回
路１に直列に接続され、線形動作をする線形動作手段２
と、線形動作手段２に並列に接続され、非線形動作をす
る非線形動作手段３とから構成される。
に基づいて説明する。まず、第１の実施の形態の原理構
成を、図１を参照して説明する。第１の実施の形態は、
非線形補償の対象となる補償対象回路１と、補償対象回
路１に直列に接続され、線形動作をする線形動作手段２
と、線形動作手段２に並列に接続され、非線形動作をす
る非線形動作手段３とから構成される。
【００１５】つぎに、こうした第１の実施の形態の詳し
い構成を、図４〜図７を参照して説明する。図４は、非
線形補償回路が設けられた無線送信機のＲＦ回路を示す
ブロック図である。すなわち、電力増幅器１１、小信号
増幅器１２等からなるＲＦ回路において、電力増幅器１
１の前段に補償回路１３を設ける。電力増幅器１１は図
１の補償対象回路１に対応するものである。
い構成を、図４〜図７を参照して説明する。図４は、非
線形補償回路が設けられた無線送信機のＲＦ回路を示す
ブロック図である。すなわち、電力増幅器１１、小信号
増幅器１２等からなるＲＦ回路において、電力増幅器１
１の前段に補償回路１３を設ける。電力増幅器１１は図
１の補償対象回路１に対応するものである。
【００１６】図５（Ａ）は補償回路１３の内部構成を示
す回路図である。補償回路１３はダイオードＤ１と抵抗
器Ｒ１との並列回路からなる。ダイオードＤ１が図１の
非線形動作手段３に対応し、抵抗器Ｒ１が図１の線形動
作手段２に対応する。ダイオードＤ１として、オン電圧
が小さいショットキバリアダイオードを特に用いる。こ
れにより小信号入力時から非線形動作が得られる。図
中、ダイオードＤ１を通過した信号のベクトルをＤと
し、抵抗器Ｒ１を通過した信号のベクトルをＥとし、そ
れらの信号が合成されて電力増幅器１１へ入力される合
成信号のベクトルをＦとする。
す回路図である。補償回路１３はダイオードＤ１と抵抗
器Ｒ１との並列回路からなる。ダイオードＤ１が図１の
非線形動作手段３に対応し、抵抗器Ｒ１が図１の線形動
作手段２に対応する。ダイオードＤ１として、オン電圧
が小さいショットキバリアダイオードを特に用いる。こ
れにより小信号入力時から非線形動作が得られる。図
中、ダイオードＤ１を通過した信号のベクトルをＤと
し、抵抗器Ｒ１を通過した信号のベクトルをＥとし、そ
れらの信号が合成されて電力増幅器１１へ入力される合
成信号のベクトルをＦとする。
【００１７】図５（Ｂ）は、図５（Ａ）に示す補償回路
１３の等価回路を示す。すなわち、ダイオードＤ１は接
合容量Ｃ１と内部抵抗ｒD との並列回路として表せる。
接合容量Ｃ１の値は小信号動作時に比べ、大信号動作時
には少々大きい値に変化し、内部抵抗ｒD の値は小信号
動作時に比べ、大信号動作時には大幅に小さい値に変化
する。ここで、接合容量Ｃ１を通過した信号のベクトル
をＧとし、内部抵抗ｒ D を通過した信号のベクトルをＨ
とする。そして特に、小信号動作時のベクトルＤ，Ｅ，
Ｆ，Ｇ，ＨをベクトルＤ0 ，Ｅ0 ，Ｆ0 ，Ｇ0 ，Ｈ0 と
し、大信号動作時のベクトルＤ，Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈをベク
トルＤ1 ，Ｅ1 ，Ｆ1 ，Ｇ1 ，Ｈ1 とする。
１３の等価回路を示す。すなわち、ダイオードＤ１は接
合容量Ｃ１と内部抵抗ｒD との並列回路として表せる。
接合容量Ｃ１の値は小信号動作時に比べ、大信号動作時
には少々大きい値に変化し、内部抵抗ｒD の値は小信号
動作時に比べ、大信号動作時には大幅に小さい値に変化
する。ここで、接合容量Ｃ１を通過した信号のベクトル
をＧとし、内部抵抗ｒ D を通過した信号のベクトルをＨ
とする。そして特に、小信号動作時のベクトルＤ，Ｅ，
Ｆ，Ｇ，ＨをベクトルＤ0 ，Ｅ0 ，Ｆ0 ，Ｇ0 ，Ｈ0 と
し、大信号動作時のベクトルＤ，Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈをベク
トルＤ1 ，Ｅ1 ，Ｆ1 ，Ｇ1 ，Ｈ1 とする。
【００１８】図６は、図５に示す補償回路１３のベクト
ル図を示す。図示のように、入力信号が大きくなったと
き、ベクトルＥ0 は位相が変化せずに振幅だけが入力信
号に比例して大きくなり、ベクトルＥ1 となる。一方、
ベクトルＧ0 およびベクトルＨ0 は、位相が変化せず、
振幅が非線形に変化する。なお、ベクトルＤ0 が、入力
信号に比例して（即ち、線形に）振幅が大きくなるだけ
で、位相変化がないと仮定したときのベクトルをＤ2 と
し、ベクトルＤ2 とベクトルＥ1 との合成ベクトルをＦ
2 とする。ベクトルＤ1 とベクトルＥ1 との合成ベクト
ルＦ1 は、合成ベクトルＦ2 と比較すると、ΔＦだけ振
幅が伸長し、位相がΔθF だけ変化していることが分か
る。
ル図を示す。図示のように、入力信号が大きくなったと
き、ベクトルＥ0 は位相が変化せずに振幅だけが入力信
号に比例して大きくなり、ベクトルＥ1 となる。一方、
ベクトルＧ0 およびベクトルＨ0 は、位相が変化せず、
振幅が非線形に変化する。なお、ベクトルＤ0 が、入力
信号に比例して（即ち、線形に）振幅が大きくなるだけ
で、位相変化がないと仮定したときのベクトルをＤ2 と
し、ベクトルＤ2 とベクトルＥ1 との合成ベクトルをＦ
2 とする。ベクトルＤ1 とベクトルＥ1 との合成ベクト
ルＦ1 は、合成ベクトルＦ2 と比較すると、ΔＦだけ振
幅が伸長し、位相がΔθF だけ変化していることが分か
る。
【００１９】図７は、図４に示す電力増幅器１１が携帯
電話用の送信電力増幅器であり、図５に示す補償回路１
３のダイオードＤ１としてショットキバリアダイオード
「１ＳＳ２８３」を使用し、抵抗器Ｒ１の値を１００Ω
としたときの実際の動作例を示す。すなわち、電力増幅
器１１の入力電力対出力電力特性が曲線１４であるとき
に、補償回路１３の入力電力対出力電力特性が曲線１５
となり、補償回路１３と電力増幅器１１との直列接続に
より、曲線１６のような理想線形特性（破線）に近い特
性が得られる。また、電力増幅器１１の入力電力対出力
位相特性が曲線１７であるときに、補償回路１３の入力
電力対出力位相特性が曲線１８となり、補償回路１３と
電力増幅器１１との直列接続により、曲線１９のような
理想線形特性（破線）に近い特性が得られる。
電話用の送信電力増幅器であり、図５に示す補償回路１
３のダイオードＤ１としてショットキバリアダイオード
「１ＳＳ２８３」を使用し、抵抗器Ｒ１の値を１００Ω
としたときの実際の動作例を示す。すなわち、電力増幅
器１１の入力電力対出力電力特性が曲線１４であるとき
に、補償回路１３の入力電力対出力電力特性が曲線１５
となり、補償回路１３と電力増幅器１１との直列接続に
より、曲線１６のような理想線形特性（破線）に近い特
性が得られる。また、電力増幅器１１の入力電力対出力
位相特性が曲線１７であるときに、補償回路１３の入力
電力対出力位相特性が曲線１８となり、補償回路１３と
電力増幅器１１との直列接続により、曲線１９のような
理想線形特性（破線）に近い特性が得られる。
【００２０】なお、図５において、ダイオードＤ１に並
列に接続された抵抗器Ｒ１の値を変えることにより、ベ
クトルＥ0 ，Ｅ1 の大きさを変えることができる。した
がって、合成ベクトルＦ1 と合成ベクトルＦ2 との間の
関係、つまり振幅差および位相差を変えることが可能で
ある。かくして、電力増幅器１１の特性に合わせて補償
回路１３の特性を設定することができる。
列に接続された抵抗器Ｒ１の値を変えることにより、ベ
クトルＥ0 ，Ｅ1 の大きさを変えることができる。した
がって、合成ベクトルＦ1 と合成ベクトルＦ2 との間の
関係、つまり振幅差および位相差を変えることが可能で
ある。かくして、電力増幅器１１の特性に合わせて補償
回路１３の特性を設定することができる。
【００２１】なおまた、第１の実施の形態では、ダイオ
ードＤ１としてショットキバリアダイオードを使用した
が、内部抵抗に非線形性がある一般のダイオードであっ
てもよい。
ードＤ１としてショットキバリアダイオードを使用した
が、内部抵抗に非線形性がある一般のダイオードであっ
てもよい。
【００２２】つぎに第２の実施の形態を説明する。第２
の実施の形態の構成は、第１の実施の形態の構成と基本
的には同じである。すなわち、図４に示す第１の実施の
形態の構成は、第２の実施の形態においても同じである
が、補償回路１３の内部構成が異なっている。以下の第
２の実施の形態においても図４に示す構成を流用して説
明する。
の実施の形態の構成は、第１の実施の形態の構成と基本
的には同じである。すなわち、図４に示す第１の実施の
形態の構成は、第２の実施の形態においても同じである
が、補償回路１３の内部構成が異なっている。以下の第
２の実施の形態においても図４に示す構成を流用して説
明する。
【００２３】図８（Ａ）は第２の実施の形態における補
償回路の内部構成を示す回路図である。補償回路はＦＥ
Ｔ（電界効果トランジスタ）Ｑ１とコンデンサＣ２との
並列回路からなる。ＦＥＴＱ１が図１の非線形動作手段
３に対応し、コンデンサＣ２が図１の線形動作手段２に
対応する。ＦＥＴＱ１のソースを入力側に、ドレインを
出力側に接続し、ゲートを接地する。ＦＥＴＱ１はソー
スとゲートとの間に入力される電力によってソース・ド
レイン間の抵抗ｒSDが変化する性質があり、これにより
非線形動作が得られる。図中、ＦＥＴＱ１を通過した信
号のベクトルをＪとし、コンデンサＣ２を通過した信号
のベクトルをＩとし、それらの信号が合成されて電力増
幅器１１へ入力される合成信号のベクトルをＫとする。
償回路の内部構成を示す回路図である。補償回路はＦＥ
Ｔ（電界効果トランジスタ）Ｑ１とコンデンサＣ２との
並列回路からなる。ＦＥＴＱ１が図１の非線形動作手段
３に対応し、コンデンサＣ２が図１の線形動作手段２に
対応する。ＦＥＴＱ１のソースを入力側に、ドレインを
出力側に接続し、ゲートを接地する。ＦＥＴＱ１はソー
スとゲートとの間に入力される電力によってソース・ド
レイン間の抵抗ｒSDが変化する性質があり、これにより
非線形動作が得られる。図中、ＦＥＴＱ１を通過した信
号のベクトルをＪとし、コンデンサＣ２を通過した信号
のベクトルをＩとし、それらの信号が合成されて電力増
幅器１１へ入力される合成信号のベクトルをＫとする。
【００２４】図８（Ｂ）は、図８（Ａ）に示す補償回路
の等価回路を示す。すなわち、ＦＥＴＱ１はソース・ド
レイン間抵抗ｒSDとして表せる。ソース・ドレイン間抵
抗ｒ SDの値は小信号動作時に比べ、大信号動作時には大
幅に小さい値に変化する。ここで特に、小信号動作時の
ベクトルＩ，Ｊ，ＫをベクトルＩ0 ，Ｊ0 ，Ｋ0 とし、
大信号動作時のベクトルＩ，Ｊ，ＫをベクトルＩ1 ，Ｊ
1 ，Ｋ1 とする。
の等価回路を示す。すなわち、ＦＥＴＱ１はソース・ド
レイン間抵抗ｒSDとして表せる。ソース・ドレイン間抵
抗ｒ SDの値は小信号動作時に比べ、大信号動作時には大
幅に小さい値に変化する。ここで特に、小信号動作時の
ベクトルＩ，Ｊ，ＫをベクトルＩ0 ，Ｊ0 ，Ｋ0 とし、
大信号動作時のベクトルＩ，Ｊ，ＫをベクトルＩ1 ，Ｊ
1 ，Ｋ1 とする。
【００２５】図９は、図８に示す補償回路のベクトル図
を示す。図示のように、入力信号が大きくなったとき、
ベクトルＩ0 は位相が変化せずに振幅だけが入力信号に
比例して大きくなり、ベクトルＩ1 となる。また、ベク
トルＪ0 は、位相が変化せず、振幅が非線形に変化して
大きくなり、ベクトルＪ1 となる。なお、ベクトルＪ 0
が、入力信号に比例して（即ち、線形に）振幅が大きく
なったと仮定した場合のベクトルをＪ2 とし、ベクトル
Ｊ2 とベクトルＩ1 との合成ベクトルをＫ2 とする。ベ
クトルＩ1 とベクトルＪ1 との合成ベクトルＫ1 は、合
成ベクトルＫ2と比較すると、ΔＫだけ振幅が伸長し、
位相がΔθK だけ変化していることが分かる。
を示す。図示のように、入力信号が大きくなったとき、
ベクトルＩ0 は位相が変化せずに振幅だけが入力信号に
比例して大きくなり、ベクトルＩ1 となる。また、ベク
トルＪ0 は、位相が変化せず、振幅が非線形に変化して
大きくなり、ベクトルＪ1 となる。なお、ベクトルＪ 0
が、入力信号に比例して（即ち、線形に）振幅が大きく
なったと仮定した場合のベクトルをＪ2 とし、ベクトル
Ｊ2 とベクトルＩ1 との合成ベクトルをＫ2 とする。ベ
クトルＩ1 とベクトルＪ1 との合成ベクトルＫ1 は、合
成ベクトルＫ2と比較すると、ΔＫだけ振幅が伸長し、
位相がΔθK だけ変化していることが分かる。
【００２６】つぎに第３の実施の形態を説明する。第３
の実施の形態の構成は、第１の実施の形態の構成と基本
的には同じである。すなわち、図４に示す第１の実施の
形態の構成は、第３の実施の形態においても同じである
が、補償回路１３の内部構成が異なっている。以下の第
３の実施の形態においても図４に示す構成を流用して説
明する。
の実施の形態の構成は、第１の実施の形態の構成と基本
的には同じである。すなわち、図４に示す第１の実施の
形態の構成は、第３の実施の形態においても同じである
が、補償回路１３の内部構成が異なっている。以下の第
３の実施の形態においても図４に示す構成を流用して説
明する。
【００２７】図１０（Ａ）は第３の実施の形態における
補償回路の内部構成を示す回路図である。補償回路はＦ
ＥＴ（電界効果トランジスタ）Ｑ２とコイルＬ１との並
列回路からなる。ＦＥＴＱ２が図１の非線形動作手段３
に対応し、コイルＬ１が図１の線形動作手段２に対応す
る。第２の実施の形態と同様に、ＦＥＴＱ２のソースを
入力側に、ドレインを出力側に接続し、ゲートを接地す
る。ＦＥＴＱ２はソースとゲートとの間に入力される電
力によってソース・ドレイン間の抵抗ｒSDが変化する。
図中、ＦＥＴＱ２を通過した信号のベクトルをＮとし、
コイルＬ１を通過した信号のベクトルをＭとし、それら
の信号が合成されて電力増幅器１１へ入力される合成信
号のベクトルをＰとする。
補償回路の内部構成を示す回路図である。補償回路はＦ
ＥＴ（電界効果トランジスタ）Ｑ２とコイルＬ１との並
列回路からなる。ＦＥＴＱ２が図１の非線形動作手段３
に対応し、コイルＬ１が図１の線形動作手段２に対応す
る。第２の実施の形態と同様に、ＦＥＴＱ２のソースを
入力側に、ドレインを出力側に接続し、ゲートを接地す
る。ＦＥＴＱ２はソースとゲートとの間に入力される電
力によってソース・ドレイン間の抵抗ｒSDが変化する。
図中、ＦＥＴＱ２を通過した信号のベクトルをＮとし、
コイルＬ１を通過した信号のベクトルをＭとし、それら
の信号が合成されて電力増幅器１１へ入力される合成信
号のベクトルをＰとする。
【００２８】図１０（Ｂ）は、図１０（Ａ）に示す補償
回路の等価回路を示す。ＦＥＴＱ２はソース・ドレイン
間抵抗ｒSDとして表せる。ソース・ドレイン間抵抗ｒSD
の値は小信号動作時に比べ、大信号動作時には大幅に小
さい値に変化する。ここで特に、小信号動作時のベクト
ルＭ，Ｎ，ＰをベクトルＭ0 ，Ｎ0 ，Ｐ0 とし、大信号
動作時のベクトルＭ，Ｎ，ＰをベクトルＭ1 ，Ｎ1 ，Ｐ
1 とする。
回路の等価回路を示す。ＦＥＴＱ２はソース・ドレイン
間抵抗ｒSDとして表せる。ソース・ドレイン間抵抗ｒSD
の値は小信号動作時に比べ、大信号動作時には大幅に小
さい値に変化する。ここで特に、小信号動作時のベクト
ルＭ，Ｎ，ＰをベクトルＭ0 ，Ｎ0 ，Ｐ0 とし、大信号
動作時のベクトルＭ，Ｎ，ＰをベクトルＭ1 ，Ｎ1 ，Ｐ
1 とする。
【００２９】図１１は、図１０に示す補償回路のベクト
ル図を示す。図示のように、入力信号が大きくなったと
き、ベクトルＭ0 は位相が変化せずに振幅だけが入力信
号に比例して大きくなり、ベクトルＭ1 となる。また、
ベクトルＮ0 は、位相が変化せず、振幅が非線形に変化
して大きくなり、ベクトルＮ1 となる。なお、ベクトル
Ｎ0 が、入力信号に比例して（即ち、線形に）振幅が大
きくなったと仮定した場合のベクトルをＮ2 とし、ベク
トルＮ2 とベクトルＭ1 との合成ベクトルをＰ 2 とす
る。ベクトルＭ1 とベクトルＮ1 との合成ベクトルＰ1
は、合成ベクトルＰ2 と比較すると、ΔＰだけ振幅が伸
長し、位相がΔθP だけ変化していることが分かる。特
に、位相変化ΔθP の方向が、第１の実施の形態および
第２の実施の形態の場合に比べ、反対方向となってい
る。したがって、電力増幅器１１の大信号動作時の位相
ずれの方向が、第１の実施の形態および第２の実施の形
態の場合と反対であったときに、第３の実施の形態は有
効となる。
ル図を示す。図示のように、入力信号が大きくなったと
き、ベクトルＭ0 は位相が変化せずに振幅だけが入力信
号に比例して大きくなり、ベクトルＭ1 となる。また、
ベクトルＮ0 は、位相が変化せず、振幅が非線形に変化
して大きくなり、ベクトルＮ1 となる。なお、ベクトル
Ｎ0 が、入力信号に比例して（即ち、線形に）振幅が大
きくなったと仮定した場合のベクトルをＮ2 とし、ベク
トルＮ2 とベクトルＭ1 との合成ベクトルをＰ 2 とす
る。ベクトルＭ1 とベクトルＮ1 との合成ベクトルＰ1
は、合成ベクトルＰ2 と比較すると、ΔＰだけ振幅が伸
長し、位相がΔθP だけ変化していることが分かる。特
に、位相変化ΔθP の方向が、第１の実施の形態および
第２の実施の形態の場合に比べ、反対方向となってい
る。したがって、電力増幅器１１の大信号動作時の位相
ずれの方向が、第１の実施の形態および第２の実施の形
態の場合と反対であったときに、第３の実施の形態は有
効となる。
【００３０】なお、第１乃至第３の実施の形態では、非
線形動作手段３として抵抗器、コンデンサ、コイルを単
独に使用しているが、これを組み合わせて並列回路また
は直列回路を構成し、非線形動作手段３として使用する
ようにしてもよい。
線形動作手段３として抵抗器、コンデンサ、コイルを単
独に使用しているが、これを組み合わせて並列回路また
は直列回路を構成し、非線形動作手段３として使用する
ようにしてもよい。
【００３１】つぎに第４の実施の形態を説明する。図１
２は、非線形補償回路が設けられた無線送信機の周波数
変換回路を示すブロック図である。第４の実施の形態で
は、非線形補償回路２１を周波数変換回路に設けるよう
にする。図１２（Ａ）に示すように、無線送信機の周波
数変換回路では、ＩＦ信号が端子２３から入力されると
ともに、局部発振信号が端子２４から入力され、ミキサ
２２で周波数変換が行われ、端子２５からＲＦ信号が出
力される。こうした周波数変換回路に入力されるＩＦ信
号と出力されるＲＦ信号との間にも、第１乃至第３の実
施の形態で示した電力増幅器のような非直線性が存在す
る。したがって、非線形補償回路２１を図１２（Ａ）で
は周波数変換回路の入力側に、図１２（Ｂ）では周波数
変換回路の出力側に設けている。非線形補償回路２１の
内部構成は、第１乃至第３の実施の形態で使用した補償
回路のいずれかが用いられる。
２は、非線形補償回路が設けられた無線送信機の周波数
変換回路を示すブロック図である。第４の実施の形態で
は、非線形補償回路２１を周波数変換回路に設けるよう
にする。図１２（Ａ）に示すように、無線送信機の周波
数変換回路では、ＩＦ信号が端子２３から入力されると
ともに、局部発振信号が端子２４から入力され、ミキサ
２２で周波数変換が行われ、端子２５からＲＦ信号が出
力される。こうした周波数変換回路に入力されるＩＦ信
号と出力されるＲＦ信号との間にも、第１乃至第３の実
施の形態で示した電力増幅器のような非直線性が存在す
る。したがって、非線形補償回路２１を図１２（Ａ）で
は周波数変換回路の入力側に、図１２（Ｂ）では周波数
変換回路の出力側に設けている。非線形補償回路２１の
内部構成は、第１乃至第３の実施の形態で使用した補償
回路のいずれかが用いられる。
【００３２】つぎに第５の実施の形態を説明する。図１
３は、非線形補償回路が設けられた無線送信機のＲＦ回
路を示すブロック図である。第５の実施の形態では、無
線送信機のＲＦ回路が、自動レベル制御（ＡＬＣ）回路
を含んでいる。すなわち、電力増幅器３４の出力を検波
器３５により検波して電力増幅器３４の出力レベルに相
当する直流電圧を得、それを直流増幅器３６で増幅し
て、可変利得増幅器３２へフィードバックする。可変利
得増幅器３２は、電力増幅器３４の出力が一定になるよ
うに利得を調整し、可変利得増幅器３２の出力は可変減
衰器３３を介して電力増幅器３４へ送られる。非線形補
償回路３１は可変利得増幅器３２と可変減衰器３３との
間に設けられる。非線形補償回路３１の内部構成は、第
１乃至第３の実施の形態で使用した補償回路のいずれか
が用いられる。電力増幅器３４が補償対象回路となる。
非線形補償回路３１の動作は第１乃至第３の実施の形態
と同じである。
３は、非線形補償回路が設けられた無線送信機のＲＦ回
路を示すブロック図である。第５の実施の形態では、無
線送信機のＲＦ回路が、自動レベル制御（ＡＬＣ）回路
を含んでいる。すなわち、電力増幅器３４の出力を検波
器３５により検波して電力増幅器３４の出力レベルに相
当する直流電圧を得、それを直流増幅器３６で増幅し
て、可変利得増幅器３２へフィードバックする。可変利
得増幅器３２は、電力増幅器３４の出力が一定になるよ
うに利得を調整し、可変利得増幅器３２の出力は可変減
衰器３３を介して電力増幅器３４へ送られる。非線形補
償回路３１は可変利得増幅器３２と可変減衰器３３との
間に設けられる。非線形補償回路３１の内部構成は、第
１乃至第３の実施の形態で使用した補償回路のいずれか
が用いられる。電力増幅器３４が補償対象回路となる。
非線形補償回路３１の動作は第１乃至第３の実施の形態
と同じである。
【００３３】なお、可変減衰器３３は、非線形補償回路
３１と電力増幅器３４との動作レベルを合わせるために
使用される。このＲＦ回路では、可変減衰器３３の減衰
量を変えても電力増幅器３４の出力レベルが一定に制御
されるので、非線形補償回路３１と電力増幅器３４との
動作レベル合わせが容易となる。なおまた、図１３の回
路構成から可変減衰器３３を削除した構成にして、簡略
化を図ってもよい。
３１と電力増幅器３４との動作レベルを合わせるために
使用される。このＲＦ回路では、可変減衰器３３の減衰
量を変えても電力増幅器３４の出力レベルが一定に制御
されるので、非線形補償回路３１と電力増幅器３４との
動作レベル合わせが容易となる。なおまた、図１３の回
路構成から可変減衰器３３を削除した構成にして、簡略
化を図ってもよい。
【００３４】
【発明の効果】以上説明したように本発明では、線形動
作をする線形動作手段と非線形動作をする非線形動作手
段との並列回路を補償対象回路に直列に接続する。これ
により、補償対象回路の非線形性を補償することができ
る。したがって、本発明の非線形補償回路は、従来の前
置補償回路に比べて簡易な構成となり、容積や重量が減
少し、また低価格で提供可能となる。
作をする線形動作手段と非線形動作をする非線形動作手
段との並列回路を補償対象回路に直列に接続する。これ
により、補償対象回路の非線形性を補償することができ
る。したがって、本発明の非線形補償回路は、従来の前
置補償回路に比べて簡易な構成となり、容積や重量が減
少し、また低価格で提供可能となる。
【００３５】これにより、基地局に設置される無線装置
の電力増幅器等では小型化、低価格化が可能となり、ま
た、携帯電話でも、こうした非線形補償回路を組み込む
ことが可能となり、電力増幅器等による電力消費の問題
が解消する。
の電力増幅器等では小型化、低価格化が可能となり、ま
た、携帯電話でも、こうした非線形補償回路を組み込む
ことが可能となり、電力増幅器等による電力消費の問題
が解消する。
【図１】本発明の原理説明図である。
【図２】図１に対応するベクトル図である。
【図３】（Ａ）は入力電力対出力電力特性の補償を説明
する図であり、（Ｂ）は入力電力対出力位相特性の補償
を説明する図である。
する図であり、（Ｂ）は入力電力対出力位相特性の補償
を説明する図である。
【図４】第１の実施の形態に係る非線形補償回路が設け
られた無線送信機のＲＦ回路を示すブロック図である。
られた無線送信機のＲＦ回路を示すブロック図である。
【図５】（Ａ）は第１の実施の形態の非線形補償回路の
内部構成を示す回路図であり、（Ｂ）は第１の実施の形
態の非線形補償回路の等価回路図である。
内部構成を示す回路図であり、（Ｂ）は第１の実施の形
態の非線形補償回路の等価回路図である。
【図６】第１の実施の形態の非線形補償回路に係るベク
トル図である。
トル図である。
【図７】第１の実施の形態に係る実際回路の特性データ
図である。
図である。
【図８】（Ａ）は第２の実施の形態の非線形補償回路の
内部構成を示す回路図であり、（Ｂ）は第２の実施の形
態の非線形補償回路の等価回路図である。
内部構成を示す回路図であり、（Ｂ）は第２の実施の形
態の非線形補償回路の等価回路図である。
【図９】第２の実施の形態の非線形補償回路に係るベク
トル図である。
トル図である。
【図１０】（Ａ）は第３の実施の形態の非線形補償回路
の内部構成を示す回路図であり、（Ｂ）は第３の実施の
形態の非線形補償回路の等価回路図である。
の内部構成を示す回路図であり、（Ｂ）は第３の実施の
形態の非線形補償回路の等価回路図である。
【図１１】第３の実施の形態の非線形補償回路に係るベ
クトル図である。
クトル図である。
【図１２】（Ａ）は第４の実施の形態に係る非線形補償
回路が設けられた無線送信機の周波数変換回路を示す第
１のブロック図であり、（Ｂ）は第４の実施の形態に係
る非線形補償回路が設けられた無線送信機の周波数変換
回路を示す第２のブロック図である。
回路が設けられた無線送信機の周波数変換回路を示す第
１のブロック図であり、（Ｂ）は第４の実施の形態に係
る非線形補償回路が設けられた無線送信機の周波数変換
回路を示す第２のブロック図である。
【図１３】第５の実施の形態に係る非線形補償回路が設
けられた無線送信機のＲＦ回路を示すブロック図であ
る。
けられた無線送信機のＲＦ回路を示すブロック図であ
る。
１ 補償対象回路 ２ 線形動作手段 ３ 非線形動作手段
Claims (13)
- 【請求項１】 内蔵回路の入出力特性に非線形性がある
無線装置の非線形補償回路において、 非線形補償の対象となる補償対象回路と、 前記補償対象回路に直列に接続され、線形動作をする線
形動作手段と、 前記線形動作手段に並列に接続され、非線形動作をする
非線形動作手段と、 を有することを特徴とする非線形補償回路。 - 【請求項２】 前記非線形動作手段は、入力電力に対す
る出力電力の特性に非線形性があることを特徴とする請
求項１記載の非線形補償回路。 - 【請求項３】 前記非線形動作手段は、入力電力に対す
る出力信号の位相特性に非線形性があることを特徴とす
る請求項１記載の非線形補償回路。 - 【請求項４】 前記非線形動作手段はダイオードである
ことを特徴とする請求項１記載の非線形補償回路。 - 【請求項５】 前記非線形動作手段は、ソースとゲート
とを入力側に接続し、ドレインとゲートとを出力側に接
続した電界効果トランジスタであることを特徴とする請
求項１記載の非線形補償回路。 - 【請求項６】 前記線形動作手段は抵抗器であることを
特徴とする請求項１記載の非線形補償回路。 - 【請求項７】 前記線形動作手段はコンデンサであるこ
とを特徴とする請求項１記載の非線形補償回路。 - 【請求項８】 前記線形動作手段はインダクタであるこ
とを特徴とする請求項１記載の非線形補償回路。 - 【請求項９】 前記補償対象回路は無線送信機の電力増
幅器であり、前記線形動作手段と前記非線形動作手段と
から構成される並列回路が、前記電力増幅器よりも前段
のＲＦ回路に直列に接続されることを特徴とする請求項
１記載の非線形補償回路。 - 【請求項１０】 前記補償対象回路は無線通信機の周波
数変換器であり、前記線形動作手段と前記非線形動作手
段とから構成される並列回路が、前記周波数変換器の前
段に直列に接続されることを特徴とする請求項１記載の
非線形補償回路。 - 【請求項１１】 前記補償対象回路は無線通信機の周波
数変換器であり、前記線形動作手段と前記非線形動作手
段とから構成される並列回路が、前記周波数変換器の後
段に直列に接続されることを特徴とする請求項１記載の
非線形補償回路。 - 【請求項１２】 前記補償対象回路は、ループ状の自動
レベル制御回路のループ内に接続された電力増幅器であ
り、前記線形動作手段と前記非線形動作手段とから構成
される並列回路が、前記自動レベル制御回路のループ内
に直列に接続されることを特徴とする請求項１記載の非
線形補償回路。 - 【請求項１３】 前記補償対象回路は、少なくとも可変
利得増幅器、可変減衰器、および電力増幅器を含むルー
プ状の自動レベル制御回路のうちの当該電力増幅器であ
り、前記線形動作手段と前記非線形動作手段とから構成
される並列回路が、前記可変利得増幅器と前記可変減衰
器との間に直列に接続されることを特徴とする請求項１
記載の非線形補償回路。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8003870A JPH09199948A (ja) | 1996-01-12 | 1996-01-12 | 非線形補償回路 |
| US08/669,176 US5884150A (en) | 1996-01-12 | 1996-06-24 | Nonlinear compensating circuit |
| DE69623433T DE69623433T2 (de) | 1996-01-12 | 1996-06-26 | Nichtlineare Kompensationsschaltung |
| EP96110305A EP0784379B1 (en) | 1996-01-12 | 1996-06-26 | Nonlinear compensating circuit |
| CN96109935A CN1073759C (zh) | 1996-01-12 | 1996-07-22 | 非线性补偿电路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8003870A JPH09199948A (ja) | 1996-01-12 | 1996-01-12 | 非線形補償回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09199948A true JPH09199948A (ja) | 1997-07-31 |
Family
ID=11569232
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8003870A Withdrawn JPH09199948A (ja) | 1996-01-12 | 1996-01-12 | 非線形補償回路 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5884150A (ja) |
| EP (1) | EP0784379B1 (ja) |
| JP (1) | JPH09199948A (ja) |
| CN (1) | CN1073759C (ja) |
| DE (1) | DE69623433T2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6054895A (en) * | 1997-08-27 | 2000-04-25 | Harris Corporation | Apparatus and method for pre-distortion correction of a power amplifier stage |
| US6321072B1 (en) * | 1998-08-31 | 2001-11-20 | Conexant Systems, Inc. | Distortion control feedback loop utilizing a non-linear transfer function generator to compensate for non-linearities in a transmitter circuit |
| CN102725977B (zh) * | 2011-12-01 | 2014-07-09 | 华为技术有限公司 | 一种光信号补偿装置 |
| CN107367319A (zh) * | 2017-02-28 | 2017-11-21 | 淮阴师范学院 | 电容称重传感器非线性补偿的小波神经网络方法 |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1419519A (en) * | 1972-10-02 | 1975-12-31 | Pye Ltd | Correcting amplifier non-linearity |
| DE3033288A1 (de) * | 1980-09-04 | 1982-04-08 | Licentia Patent-Verwaltungs-Gmbh, 6000 Frankfurt | Verfahren zur breitbandigen linearisierung von mikrowellenverstaerkern |
| GB2164823A (en) * | 1984-09-17 | 1986-03-26 | Philips Electronic Associated | Television transmitter |
| GB2204202B (en) * | 1987-04-28 | 1991-11-27 | Racal Communications Equip | Radio transmitters |
| GB2257860B (en) * | 1991-07-06 | 1995-09-20 | Racal Communications Syst Ltd | Amplification systems |
| JP2776071B2 (ja) * | 1991-07-19 | 1998-07-16 | 松下電器産業株式会社 | 送信出力包絡線検波回路および線形送信回路 |
| US5221908A (en) * | 1991-11-29 | 1993-06-22 | General Electric Co. | Wideband integrated distortion equalizer |
| FR2693065A1 (fr) * | 1992-06-26 | 1993-12-31 | Thomson Lgt | Dispositif d'amplification de puissance d'un signal composite. |
-
1996
- 1996-01-12 JP JP8003870A patent/JPH09199948A/ja not_active Withdrawn
- 1996-06-24 US US08/669,176 patent/US5884150A/en not_active Expired - Lifetime
- 1996-06-26 DE DE69623433T patent/DE69623433T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1996-06-26 EP EP96110305A patent/EP0784379B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1996-07-22 CN CN96109935A patent/CN1073759C/zh not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
| DE69623433D1 (de) | 2002-10-10 |
| CN1073759C (zh) | 2001-10-24 |
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| EP0784379A1 (en) | 1997-07-16 |
| DE69623433T2 (de) | 2003-06-05 |
| CN1155184A (zh) | 1997-07-23 |
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