増幅装置
【課題】増幅器の振幅歪み、位相歪みを補償する手段を備えることで、高効率で、かつ低歪みな増幅装置を得る。
【解決手段】変調波入力信号を増幅する高周波電力増幅器７と、前記変調波入力信号から包絡線信号を検出する第１の包絡線検出器３と、前記高周波電力増幅器の出力信号を検出する出力信号検出手段１００と、前記出力信号検出手段の出力から包絡線信号を検出する第２の包絡線検出器１０１と、第１と第２の包絡線検出出力を比較して誤差を検出する比較器１２と、前記比較器からの誤差信号をデルタ変調するデルタ変調器４０と、前記デルタ変調器の出力を増幅するスイッチング増幅器５と、前記スイッチング増幅器の出力を帯域制限する低域通過フィルタ６とを備え、前記高周波電力増幅器７は、前記低域通過フィルタ６の出力を電源電圧として、前記変調波入力信号を増幅する。
【解決手段】変調波入力信号を増幅する高周波電力増幅器７と、前記変調波入力信号から包絡線信号を検出する第１の包絡線検出器３と、前記高周波電力増幅器の出力信号を検出する出力信号検出手段１００と、前記出力信号検出手段の出力から包絡線信号を検出する第２の包絡線検出器１０１と、第１と第２の包絡線検出出力を比較して誤差を検出する比較器１２と、前記比較器からの誤差信号をデルタ変調するデルタ変調器４０と、前記デルタ変調器の出力を増幅するスイッチング増幅器５と、前記スイッチング増幅器の出力を帯域制限する低域通過フィルタ６とを備え、前記高周波電力増幅器７は、前記低域通過フィルタ６の出力を電源電圧として、前記変調波入力信号を増幅する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、入力信号の包絡線信号に応じて増幅器の電源電圧を変化させることで、バックオフが大きい領域において高い効率を得る増幅装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図１１は、従来の増幅装置（例えば、特許文献１参照）の構成を示すブロック図である。図１１に示す増幅装置は、入力端子１より入力される変調波入力信号Ｖｉｎを検出する信号検出手段２、変調波入力信号Ｖｉｎの包絡線信号を検出する包絡線検出器３、検出された包絡線信号を直流電圧に変換する電圧制御手段９、電圧制御手段９からの出力を電源電圧として、変調波入力信号Ｖｉｎを増幅して出力端子８から出力する高周波電力増幅器７を備えている。
【０００３】
次に動作について説明する。入力端子１より変調波入力信号Ｖｉｎが入力されると、信号検出手段２を介して、一方は高周波電力増幅器７に出力され、他方は包絡線検出器３に出力される。包絡線検出器３は、変調波入力信号Ｖｉｎの包絡線信号を検出する。検出された包絡線信号は電圧制御手段９によって直流電圧に変換され、高周波電力増幅器７の電源電圧に供給される。高周波電力増幅器７は、電圧制御手段９からの出力を電源電圧として、変調波入力信号Ｖｉｎを増幅する。変調波入力信号Ｖｉｎは高周波電力増幅器７で増幅された後、出力端子８から出力される。この増幅装置は、変調波入力信号の包絡線信号に応じて高周波電力増幅器の電源電圧を変化させるため、バックオフが大きい領域において高効率動作が可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭６２−２７４９０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の増幅装置では、高周波電力増幅器で生じる非線形歪みによって、出力信号が大きく歪み、隣接チャネル漏洩電力が劣化するという課題があった。
【０００６】
この発明は、上記の課題を解決するために成されたもので、増幅器の振幅歪み、位相歪みを補償する手段を備えることで、高効率で、かつ低歪みな増幅装置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】
【０００７】
この発明に係る増幅装置は、変調波入力信号を増幅する高周波電力増幅器と、前記変調波入力信号から包絡線信号を検出する第１の包絡線検出手段と、前記高周波電力増幅器の出力信号を検出する出力信号検出手段と、前記出力信号検出手段の出力から包絡線信号を検出する第２の包絡線検出手段と、前記第１の包絡線検出手段の出力と前記第２の包絡線検出手段の出力を比較して誤差を検出する比較器とを備え、前記比較器からの誤差信号に基づき、前記高周波電力増幅器の電源電圧を制御することを特徴とする。
【０００８】
また、変調波入力信号を増幅する高周波電力増幅器と、前記変調波入力信号から包絡線信号を検出する第１の包絡線検出手段と、前記高周波電力増幅器の出力信号を検出する出力信号検出手段と、前記出力信号検出手段の出力から包絡線信号を検出する第２の包絡線検出手段と、前記第１の包絡線検出手段の出力と前記第２の包絡線検出手段の出力を比較して誤差を検出する比較器とを備え、前記比較器からの誤差信号に基づき、前記高周波電力増幅器への変調波入力信号レベルを制御することを特徴とする。
【０００９】
また、変調波入力信号を増幅する高周波電力増幅器と、前記変調波入力信号から包絡線信号を検出する第１の包絡線検出手段と、前記高周波電力増幅器の出力信号を検出する出力信号検出手段と、前記出力信号検出手段の出力から包絡線信号を検出する第２の包絡線検出手段と、前記第１の包絡線検出手段の出力と前記第２の包絡線検出手段の出力を比較して誤差を検出する比較器と、前記比較器からの誤差信号をデルタ変調するデルタ変調器と、前記デルタ変調器の出力を増幅するスイッチング増幅器と、前記スイッチング増幅器の出力を帯域制限する低域通過フィルタとを備え、前記高周波電力増幅器は、前記低域通過フィルタの出力を電源電圧として、前記変調波入力信号を増幅することを特徴とする。
【００１０】
また、変調波入力信号を増幅する高周波電力増幅器と、前記変調波入力信号から包絡線信号を検出する包絡線検出手段と、前記包絡線検出手段の出力をデルタ変調するデルタ変調器と、前記デルタ変調器の出力を増幅するスイッチング増幅器と、前記スイッチング増幅器の出力を帯域制限する低域通過フィルタと、前記変調波入力信号を検出する入力信号検出手段と、前記高周波電力増幅器の出力信号を検出する出力信号検出手段と、前記入力信号検出手段の出力の振幅と前記出力信号検出手段の出力の振幅とを比較する振幅比較手段とを備え、前記高周波電力増幅器は、前記低域通過フィルタの出力を電源電圧として、前記振幅比較手段の出力に応じて振幅補正された変調波入力信号を増幅することを特徴とする。
【００１１】
さらに、変調波入力信号を増幅する高周波電力増幅器と、前記変調波入力信号から包絡線信号を検出する包絡線検出手段と、前記包絡線検出手段の出力をデルタ変調するデルタ変調器と、前記デルタ変調器の出力を増幅するスイッチング増幅器と、前記スイッチング増幅器の出力を帯域制限する低域通過フィルタと、前記変調波入力信号を検出する入力信号検出手段と、前記高周波電力増幅器の出力信号を検出する出力信号検出手段と、前記入力信号検出手段の出力の位相と前記出力信号検出手段の出力の位相とを比較する位相比較手段とを備え、前記高周波電力増幅器は、前記低域通過フィルタの出力を電源電圧として、前記位相比較手段の出力に応じて位相補正された変調波入力信号を増幅することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
この発明によれば、増幅器の振幅歪み、位相歪みを補償する手段を備えることで、高効率で、かつ低歪みな増幅装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】この発明の実施の形態１に係る増幅装置の構成を示すブロック図である。
【図２】この発明の実施の形態２に係る増幅装置の構成を示すブロック図である。
【図３】この発明の実施の形態３に係る増幅装置の構成を示すブロック図である。
【図４】図３における位相進み回路２００の構成の一例を示す回路図である。
【図５】図３における位相進み回路２００の構成の一例を示す回路図である。
【図６】図３における位相進み回路２００の構成の一例を示す回路図である。
【図７】図３における位相進み回路２００の位相進み特性を示す図である。
【図８】この発明の実施の形態４に係る増幅装置の構成を示すブロック図である。
【図９】この発明の実施の形態５に係る増幅装置の構成を示すブロック図である。
【図１０】この発明の実施の形態６に係る増幅装置の構成を示すブロック図である。
【図１１】従来の増幅装置の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係る増幅装置の構成を示すブロック図である。図１において、図１１に示す従来例と同等部分は同一符号により示されている。図１に示す実施の形態１に係る増幅装置は、図１１に示した従来例と同様に、信号検出手段２、第１の包絡線検出器３及び高周波電力増幅器７を備える。本実施の形態１に係る増幅装置と図１１に示した従来例の増幅装置との違いは、電圧制御手段９を、デルタ変調器４０と、スイッチング増幅器５と、低域通過フィルタ（ＬＰＦ）６とで構成した点と、信号検出手段１００、第２の包絡線検出器１０１、比較器１２を新たに設けた点である。
【００１５】
すなわち、本実施の形態１の特徴とするところは、比較器１２により、入力端子１から入力される変調波入力信号Ｖｉｎの包絡線信号（第１の包絡線検出器３の出力）と高周波電力増幅器７の出力信号の包絡線信号（第２の包絡線検出器１０１の出力）の誤差信号を検出し、その誤差信号をデルタ変調器４とスイッチング増幅器５と低域通過フィルタ６を用いて電圧制御信号に変換し、高周波電力増幅器７への電源電圧に供給することにある。このため、高周波電力増幅器７で発生する非線形歪みを低減することができる。
【００１６】
次に、動作について説明する。入力端子１より変調波入力信号Ｖｉｎが入力されると、信号検出手段２を介して、一方は高周波電力増幅器７に出力され、他方は第１の包絡線検出器３に出力される。第１の包絡線検出器３は、変調波入力信号Ｖｉｎの包絡線信号を検出する。検出された包絡線信号は比較器１２に入力される。一方、高周波電力増幅器７の出力信号Ｖｏｕｔは、信号検出手段１００を介して、第２の包絡線検出器１０１に入力され、出力信号Ｖｏｕｔの包絡線信号が検出される。
【００１７】
比較器１２には、第１の包絡線検出器３の出力が入力されるとともに、第２の包絡線検出器１０１の出力が帰還信号として入力され、両者の誤差が検出される。比較器１２で検出された誤差信号はデルタ変調器４０に出力される。誤差信号はデルタ変調器４０でデルタ変調され、スイッチング増幅器５に入力される。スイッチング増幅器５は、デルタ変調された信号を増幅し、低域通過フィルタ６へ出力する。低域通過フィルタ６は、入力された信号の高周波成分を除去する。低域通過フィルタ６からの出力は、高周波電力増幅器７の電源電圧に供給される。高周波電力増幅器７は、低域通過フィルタ６からの出力を電源電圧として、変調波入力信号Ｖｉｎを増幅する。変調波入力信号Ｖｉｎは高周波電力増幅器７で増幅された後、出力端子８から出力される。
【００１８】
以上のように、この実施の形態１によれば、変調波入力信号Ｖｉｎの包絡線成分と高周波電力増幅器７の出力信号の包絡線成分との誤差を検出し、その誤差信号をデルタ変調器４０とスイッチング増幅器５と低域通過フィルタ６を用いて電圧制御信号に変換し、高周波電力増幅器７への電源電圧に供給する。このため、高周波電力増幅器７の非線形歪みを低減することができるという効果が得られる。
【００１９】
なお、上述した高周波電力増幅器７は、例えば、Ａ級増幅器、ＡＢ級増幅器、Ｂ増幅器、ドハティ増幅器のいずれかにより構成しても良い。また、スイッチング増幅器５はＤ級増幅器で構成される。また、デルタ変調器４０は、例えばデルタシグマ変調器またはパルス幅変調器で構成しても良い。
【００２０】
実施の形態２．
図２は、この発明の実施の形態２に係る増幅装置の構成を示すブロック図である。図２において、図１１に示す従来例と同等部分は同一符号により示されている。図２に示す実施の形態２に係る増幅装置は、図１１に示した従来例と同様に、信号検出手段２、包絡線検出器３及び高周波電力増幅器７を備える。本実施の形態２に係る増幅装置と図１１に示した従来例の増幅装置との違いは、電圧制御手段９を、パルス幅変調器４と、スイッチング増幅器５と、低域通過フィルタ（ＬＰＦ）６で構成した点と、入力信号検出手段１３及び出力信号検出手段１００、振幅検出手段１５及び１０２、振幅比較器１６、可変利得器１４を新たに設けた点である。
【００２１】
すなわち、本実施の形態２の特徴とするところは、増幅比較器１６により、変調波入力信号Ｖｉｎと高周波電力増幅器７の出力信号Ｖｏｕｔの振幅を比較し、その比較結果に基づき、変調波入力信号Ｖｉｎの振幅を補正することにある。このため、高周波電力増幅器７で発生する振幅歪みを低減することができる。
【００２２】
次に、動作について説明する。入力端子１より変調波入力信号Ｖｉｎが入力されると、信号検出手段２を介して、一方は可変利得器１４に出力され、他方は包絡線検出器３に出力される。また、変調波入力信号Ｖｉｎは、信号検出手段１３を介して、振幅検出手段１５に入力される。包絡線検出器３は、変調波入力信号Ｖｉｎの包絡線信号を検出する。検出された包絡線信号はパルス幅変調器４でパルス幅変調され、スイッチング増幅器５に入力される。スイッチング増幅器５は、パルス幅変調された信号を増幅し、低域通過フィルタ６へ出力する。低域通過フィルタ６は、入力された信号の高周波成分を除去する。低域通過フィルタ６からの出力は、高周波電力増幅器７の電源電圧に供給される。高周波電力増幅器７は、低域通過フィルタ６からの出力を電源電圧として、可変利得器１４通過後の入力信号を増幅する。
【００２３】
高周波電力増幅器７の出力は、信号検出手段１００を介して振幅検出手段１０２に帰還される。振幅検出手段１０２は、高周波電力増幅器７の出力信号Ｖｏｕｔの包絡線振幅信号のみを取り出し、振幅比較器１６に入力する。一方、振幅検出手段１５は変調波入力信号Ｖｉｎの包絡線振幅信号のみを取り出し、振幅比較器１６に入力する。振幅比較器１６では、振幅検出手段１５を介して入力された変調波入力信号Ｖｉｎの包絡線振幅信号と振幅検出手段１０２を介して帰還された出力信号Ｖｏｕｔの包絡線振幅信号とが比較される。振幅比較器１６の出力は可変利得器１４に入力され、比較結果に基づいて変調波入力信号Ｖｉｎの振幅が補正される。高周波電力増幅器７は、振幅補正された入力信号を増幅する。振幅補正された入力信号は高周波電力増幅器７で増幅された後、信号検出手段１００を介して出力端子８から出力される。
【００２４】
以上のように、この実施の形態２によれば、変調波入力信号Ｖｉｎと高周波電力増幅器７の出力信号Ｖｏｕｔの包絡線振幅信号との差分を検出し、その結果に基づき、高周波電力増幅器７の入力信号の振幅を補正することで、高周波電力増幅器７の振幅歪みを低減することができるという効果が得られる。
【００２５】
なお、上述した可変利得器１４は、例えば可変減衰器で構成しても良い。また、上述した変調波入力信号の振幅を補正する手段として、高周波電力増幅器７が多段増幅器でなる場合、前段増幅器のゲート電圧またはドレイン電圧を変化させても良いし、後段増幅器のゲート電圧を変化させても良い。また、上述した高周波電力増幅器７は、例えば、Ａ級増幅器、ＡＢ級増幅器、Ｂ増幅器、ドハティ増幅器のいずれかにより構成しても良い。また、スイッチング増幅器５はＤ級増幅器で構成される。また、上述したパルス幅変調器４は、例えばデルタ変調器またはデルタシグマ変調器で構成しても良い。
【００２６】
実施の形態３．
図３は、この発明の実施の形態３に係る増幅装置の構成を示すブロック図である。図３において、図１１に示す従来例と同等部分は同一符号により示されている。図３に示す実施の形態３に係る増幅装置は、図１１に示した従来例と同様に、信号検出手段２、包絡線検出器３及び高周波電力増幅器７を備える。本実施の形態３に係る増幅装置と図１１に示した従来例の増幅装置との違いは、電圧制御手段９を、パルス幅変調器４と、スイッチング増幅器５と、低域通過フィルタ（ＬＰＦ）６で構成した点と、入力信号検出手段１３及び出力信号検出手段１００、振幅検出手段１５及び１０２、振幅比較器１６、可変利得器１４及び位相進み回路２００を新たに設けた点である。
【００２７】
すなわち、本実施の形態３の特徴とするところは、比較器１６により、変調波入力信号Ｖｉｎと高周波電力増幅器７の出力信号Ｖｏｕｔの振幅を比較し、その比較結果に基づき、変調波入力信号Ｖｉｎの振幅を補正する構成において、高周波電力増幅器の７出力信号Ｖｏｕｔを帰還する帰還経路に位相進み回路２００を備えたことにある。このように構成することで、ループの位相遅れを低減することができるため、ループの安定性を保ちつつ、高いループ利得を確保することができる。また、広帯域な信号に対しても安定なループを維持することができる。
【００２８】
次に、動作について説明する。入力端子１より変調波入力信号Ｖｉｎが入力されると、信号検出手段２を介して、一方は可変利得器１４に出力され、他方は包絡線検出器３に出力される。また、変調波入力信号Ｖｉｎは、信号検出手段１３を介して、振幅検出手段１５に入力される。包絡線検出器３は、変調波入力信号Ｖｉｎの包絡線信号を検出する。検出された包絡線信号はパルス幅変調器４でパルス幅変調され、スイッチング増幅器５に入力される。スイッチング増幅器５は、パルス幅変調された信号を増幅し、低域通過フィルタ６へ出力する。低域通過フィルタ６は、入力された信号の高周波成分を除去する。低域通過フィルタ６からの出力は、高周波電力増幅器７の電源電圧に供給される。高周波電力増幅器７は、低域通過フィルタ６からの出力を電源電圧として、可変利得器１４通過後の入力信号を増幅する。
【００２９】
高周波電力増幅器７の出力は、信号検出手段１００を介して位相進み回路２００に入力される。ここで、位相進み回路２００は、例えば、図４〜図６のように構成される。すなわち、図４に示す位相進み回路２００は、インダクタ、コンデンサ、抵抗で構成される直列共振回路を信号伝送経路に対して並列接続すると共に、インダクタ、コンデンサ、抵抗で構成される並列共振回路を信号伝送経路に対して直列接続してなる。また、図５に示す位相進み回路２００は、抵抗とキャパシタンスの並列接続回路を、信号伝送経路に対して直列に接続すると共に、抵抗を信号伝送経路に対して並列に接続してなる。また、図６に示す位相進み回路２００は、抵抗と線路長の異なる抵抗性成分を有するオープンスタブの直列接続回路を、信号伝送経路に対して並列接続してなる。
【００３０】
この位相進み回路２００は、次に示す如く多様な回路構成を用いることができる。
（１）インダクタ、コンデンサ、抵抗で構成される直列共振回路を信号伝送経路に対して並列接続したもの、または、インダクタ、コンデンサ、抵抗で構成される並列共振回路を信号伝送経路に対して直列接続したものを、少なくとも１つ以上用いる。
（２）インダクタ、コンデンサ、抵抗で構成される直列共振回路を信号伝送経路に対して並列接続したものと、インダクタ、コンデンサ、抵抗で構成される並列共振回路を信号伝送経路に対して直列接続したものとを、それぞれ少なくとも１つ以上用いる。
（３）抵抗とキャパシタンスの並列接続回路を、信号伝送経路に対して直列に接続したものを、少なくとも１つ以上用いる。
（４）抵抗とキャパシタンスの並列接続回路を、信号伝送経路に対して直列に接続したものと、抵抗または抵抗とキャパシタンスの直列接続回路を信号伝送経路に対して並列に接続したものとを、それぞれ少なくとも１つ以上用いる。
（５）抵抗性成分を有するオープンスタブ、または、抵抗とオープンスタブの直列接続回路を、信号伝送経路に対して並列接続したものを少なくとも１つ以上用いる。
（６）抵抗性成分を有するショートスタブ、または抵抗とショートスタブの直列接続回路を、信号伝送経路に対して並列接続したものを少なくとも１つ以上用いる。
（７）抵抗とオープンスタブの直列接続回路を、信号伝送経路に対して並列に接続したものと、抵抗と前記オープンスタブとは線路長の異なるオープンスタブの直列接続回路を信号伝送経路に対して並列に接続したものを用いる。
【００３１】
図７に、位相進み回路２００の位相特性の一例を示す。横軸は周波数ｆ、縦軸は通過特性Ｓ２１の位相である。図４〜図６に示した位相進み回路２００では、図７のように周波数の増加に伴い、位相も増加しており（ｄθ／ｄｆ＞０）、位相進み特性が得られることが分かる。
【００３２】
位相進み回路２００の出力は、振幅検出手段１０２に帰還される。振幅検出手段１０２は、高周波電力増幅器７の出力信号Ｖｏｕｔの包絡線振幅信号のみを取り出し、振幅比較器１６に入力する。一方、振幅検出手段１５は変調波入力信号Ｖｉｎの包絡線振幅信号のみを取り出し、振幅比較器１６に入力する。振幅比較器１６では、振幅検出手段１５を介して入力された変調波入力信号Ｖｉｎの包絡線振幅信号と振幅検出手段１０２を介して帰還された出力信号Ｖｏｕｔの包絡線振幅信号とが比較される。振幅比較器１６の出力は可変利得器１４に入力され、比較結果に基づいて変調波入力信号Ｖｉｎの振幅が補正される。高周波電力増幅器７は、振幅補正された入力信号を増幅する。振幅補正された入力信号は高周波電力増幅器７で増幅された後、信号検出手段１００を介して出力端子８から出力される。
【００３３】
本実施の形態３に示した位相進み回路２００を備えることの効果は、位相進み回路２００が有する位相進み特性を用いることで、可変利得器１４や高周波電力増幅器７、信号検出手段２，１３，１００などのアナログ回路によって生じる位相遅れを低減できることにある。これにより、ループの安定性を保ちつつ、高いループ利得を確保することができるため、高精度な振幅補正を行うことができる。また、広帯域な変調波入力信号に対してもループの安定性を保持することができるという効果がある。
【００３４】
なお、上述した可変利得器１４は、例えば可変減衰器で構成しても良い。また、変調波入力信号の振幅を補正する手段として、高周波電力増幅器７が多段増幅器でなる場合、前段増幅器のゲート電圧またはドレイン電圧を変化させても良いし、後段増幅器のゲート電圧を変化させても良い。また、上述した高周波電力増幅器７は、例えば、Ａ級増幅器、ＡＢ級増幅器、Ｂ増幅器、ドハティ増幅器のいずれかにより構成しても良い。また、スイッチング増幅器５はＤ級増幅器で構成される。また、上述したパルス幅変調器４は、例えばデルタ変調器またはデルタシグマ変調器で構成しても良い。
【００３５】
実施の形態４．
図８は、この発明の実施の形態４に係る増幅装置の構成を示すブロック図である。図８において、図１１に示す従来例と同等部分は同一符号により示されている。図８に示す実施の形態４に係る増幅装置は、図１１に示した従来例と同様に、信号検出手段２、包絡線検出器３及び高周波電力増幅器７を備える。本実施の形態４に係る増幅装置と図１１に示した従来例の増幅装置との違いは、電圧制御手段９を、デルタ変調器４０と、スイッチング増幅器５と、低域通過フィルタ（ＬＰＦ）６で構成した点と、入力信号検出手段１３及び出力信号検出手段１００、位相検出手段２１及び１０３、位相比較器２２、低域通過フィルタ（ＬＰＦ）２３、可変移相器２０及び位相進み回路２００を新たに設けた点である。
【００３６】
すなわち、本実施の形態４の特徴とするところは、位相比較器２２により、変調波入力信号Ｖｉｎと高周波電力増幅器７の出力信号Ｖｏｕｔの位相を比較し、その比較結果に基づき、変調波入力信号Ｖｉｎの位相を補正する構成において、高周波電力増幅器７の出力信号Ｖｏｕｔを帰還する帰還経路に位相進み回路２００を備えたことにある。このように構成することで、ループの位相遅れを低減することができるため、ループの安定性を保ちつつ、高いループ利得を確保することができる。また、広帯域な信号に対しても安定なループを維持することができる。
【００３７】
次に、動作について説明する。入力端子１より変調波入力信号Ｖｉｎが入力されると、信号検出手段２を介して、一方は可変移相器２０に出力され、他方は包絡線検出器３に出力される。また、変調波入力信号Ｖｉｎは、信号検出手段１３を介して、位相検出手段２１に入力される。包絡線検出器３は、変調波入力信号Ｖｉｎの包絡線信号を検出する。検出された包絡線信号はデルタ変調器４０でデルタ変調され、スイッチング増幅器５に入力される。スイッチング増幅器５は、デルタ変調された信号を増幅し、低域通過フィルタ６へ出力する。低域通過フィルタ６は、入力された信号の高周波成分を除去する。低域通過フィルタ６からの出力は、高周波電力増幅器７の電源電圧に供給される。高周波電力増幅器７は、低域通過フィルタ６からの出力を電源電圧として、可変移相器２０通過後の入力信号を増幅する。高周波電力増幅器７の出力は、信号検出手段１００を介して位相進み回路２００に入力される。位相進み回路２００の効果は、実施の形態３と同様である。
【００３８】
前記位相進み回路２００の出力は、位相検出手段１０３に帰還される。位相検出手段１０３は、高周波電力増幅器７の出力信号Ｖｏｕｔの包絡線位相信号のみを取り出し、位相比較器２２に入力する。一方、位相検出手段２１は変調波入力信号Ｖｉｎの包絡線位相信号のみを取り出し、位相比較器２２に入力する。位相比較器２２では、位相検出手段２１を介して入力された変調波入力信号Ｖｉｎの包絡線位相信号と位相検出手段１０３を介して帰還された出力信号Ｖｏｕｔの包絡線位相信号とが比較される。位相比較器２２の出力は、低域通過フィルタ２３で平滑化される。低域通過フィルタ２３の出力は可変移相器２０に入力され、比較結果に基づいて変調波入力信号Ｖｉｎの位相が補正される。高周波電力増幅器７は、位相補正された入力信号を増幅する。位相補正された入力信号は高周波電力増幅器７で増幅された後、信号検出手段１００を介して出力端子８から出力される。
【００３９】
以上のように、この実施の形態４によれば、変調波入力信号Ｖｉｎと高周波電力増幅器の出力信号Ｖｏｕｔの包絡線位相信号の差分を検出し、その結果に基づき、高周波電力増幅器の入力信号の位相を補正することで、高周波電力増幅器の位相歪みを低減することができるという効果が得られる。
【００４０】
また、本実施の形態４に示した位相進み回路２００を備えることの効果は、位相進み回路２００が有する位相進み特性を用いることで、可変移相器２０や高周波電力増幅器７、信号検出手段２，１３，１００などのアナログ回路によって生じる位相遅れを低減できることにある。これにより、ループの安定性を保ちつつ、高いループ利得を確保することができるため、高精度な位相補正を行うことができる。また、広帯域な変調波入力信号に対してもループの安定性を保持することができるという効果がある。
【００４１】
なお、上述した位相検出手段２１、１０３は、例えばリミッタで構成することができる。また、上述した高周波電力増幅器７は、例えば、Ａ級増幅器、ＡＢ級増幅器、Ｂ増幅器、ドハティ増幅器のいずれかにより構成しても良い。また、スイッチング増幅器５はＤ級増幅器で構成される。また、上述したデルタ変調器４０は、例えばパルス幅変調器、あるいはデルタシグマ変調器で構成しても良い。
【００４２】
実施の形態５．
図９は、この発明の実施の形態５に係る増幅装置の構成を示すブロック図である。図９において、図１１に示す従来例と同等部分は同一符号により示されている。図９に示す実施の形態５に係る増幅装置は、図１１に示した従来例と同様に、信号検出手段２、包絡線検出器３及び高周波電力増幅器７を備える。本実施の形態５に係る増幅装置と図１１に示した従来例の増幅装置との違いは、電圧制御手段９を、パルス幅変調器４と、スイッチング増幅器５と、低域通過フィルタ（ＬＰＦ）６で構成した点と、信号検出手段１３、２５、１００及び１０４、振幅検出手段１５、１０２、振幅比較器１６、可変利得器１４、位相検出手段２１、１０３、位相比較器２２、低域通過フィルタ２３、可変移相器２０及び位相進み回路２００を新たに設けた点である。
【００４３】
すなわち、本実施の形態５の特徴とするところは、振幅比較器１６及び位相比較器２２により、変調波入力信号Ｖｉｎと高周波電力増幅器７の出力信号Ｖｏｕｔの包絡線振幅及び包絡線位相を比較し、その比較結果に基づき、変調波入力信号Ｖｉｎの振幅及び位相を補正する構成において、高周波電力増幅器７の出力信号Ｖｏｕｔを帰還する帰還経路に位相進み回路２００を備えたことにある。このように構成することで、ループの位相遅れを低減することができるため、ループの安定性を保ちつつ、高いループ利得を確保することができる。また、広帯域な信号に対しても安定なループを維持することができる。
【００４４】
本実施の形態５の動作は、実施の形態３及び実施の形態４を組み合わせた動作と同じである。この実施の形態５によれば、変調波入力信号Ｖｉｎと高周波電力増幅器７の出力信号Ｖｏｕｔの包絡線振幅信号の差分及び包絡線位相信号の差分をそれぞれ検出し、その結果に基づき、高周波電力増幅器７の入力信号の振幅及び位相を補正することで、高周波電力増幅器７の振幅歪みと位相歪みの両方を低減することができるという効果が得られる。
【００４５】
また、本実施の形態５においても、図３及び図８に示す実施の形態３及び４のように、位相進み回路２００を設け、実施の形態３及び４と同様な位相進み回路２００が有する位相進み特性を用いることで、可変利得器１４、可変移相器２０や高周波電力増幅器７、信号検出手段２，１３，１００などのアナログ回路によって生じる位相遅れを低減できることにある。これにより、ループの安定性を保ちつつ、高いループ利得を確保することができるため、高精度な振幅補正、位相補正を行うことができる。また、広帯域な変調波入力信号に対してもループの安定性を保持することができるという効果がある。
【００４６】
なお、上述した位相検出手段２１、１０３は、例えばリミッタで構成することができる。また、上述した可変利得器１４は、例えば可変減衰器で構成しても良い。また、上述した変調波入力信号の振幅を補正する手段として、高周波電力増幅器７が多段増幅器でなる場合、前段増幅器のゲート電圧またはドレイン電圧を変化させても良いし、後段増幅器のゲート電圧を変化させても良い。また、上述した高周波電力増幅器７は、例えば、Ａ級増幅器、ＡＢ級増幅器、Ｂ増幅器、ドハティ増幅器のいずれかにより構成しても良い。また、スイッチング増幅器５はＤ級増幅器で構成される。また、上述したパルス幅変調器４は、例えばデルタ変調器またはデルタシグマ変調器で構成しても良い。
【００４７】
実施の形態６．
図１０は、この発明の実施の形態６に係る増幅装置の構成を示すブロック図である。図１０において、図１１に示す従来例と同等部分は同一符号により示されている。図１０に示す実施の形態６に係る増幅装置は、図１１に示した従来例と同様に、信号検出手段２、包絡線検出器３及び高周波電力増幅器７を備える。本実施の形態６に係る増幅装置と図１１に示した従来例の増幅装置との違いは、電圧制御手段９を、パルス幅変調器４と、スイッチング増幅器５と、低域通過フィルタ（ＬＰＦ）６で構成した点と、ベースバンド信号入力端子３０、加算器３１及び３２、低域通過フィルタ（ＬＰＦ）３３及び３４、直交変調器３５、直交復調器１１０、信号検出手段１００及び位相進み回路２００を新たに設けた点である。
【００４８】
すなわち、本実施の形態６の特徴とするところは、高周波電力増幅器７の出力信号Ｖｏｕｔを直交復調器１１０で復調し、加算器３１及び３２により、ベースバンド入力信号に逆相で加算することで、ベースバンド入力信号の振幅と位相の両方を補正する構成において、高周波電力増幅器７の出力信号Ｖｏｕｔを帰還する帰還経路に位相進み回路２００を備えたことにある。このように構成することで、ループの位相遅れを低減することができるため、ループの安定性を保ちつつ、高いループ利得を確保することができる。また、広帯域な信号に対しても安定なループを維持することができる。
【００４９】
次に、動作について説明する。ベースバンド信号入力端子３０より入力されたベースバンド入力信号の同相成分Ｉ及び直交成分Ｑは、加算器３１及び３２に入力される。加算器３１及び３２は、この同相成分Ｉ及び直交成分Ｑから直交復調器１１０の出力である帰還信号を加算し、加算ベースバンド信号の同相成分Ｉ及び直交成分Ｑを出力する。この加算ベースバンド信号は、低域通過フィルタ（ＬＰＦ）３３及び３４で周波数帯域の制限が行われた後、直交変調器３５に入力される。直交変調器３５に入力された信号は、直交変調器３５によって変調されて変調波入力信号Ｖｉｎに変換される。
【００５０】
入力端子１より変調波入力信号Ｖｉｎが入力されると、信号検出手段２を介して、一方は高周波電力増幅器７に出力され、他方は包絡線検出器３に出力される。包絡線検出器３は、変調波入力信号Ｖｉｎの包絡線信号を検出する。検出された包絡線信号はパルス幅変調器４でパルス幅変調され、スイッチング増幅器５に入力される。スイッチング増幅器５は、パルス幅変調された信号を増幅し、低域通過フィルタ６へ出力する。低域通過フィルタ６は、入力された信号の高周波成分を除去する。低域通過フィルタ６からの出力は、高周波電力増幅器７の電源電圧に供給される。高周波電力増幅器７は、低域通過フィルタ６からの出力を電源電圧として、変調波入力信号Ｖｉｎを増幅する。
【００５１】
変調波入力信号Ｖｉｎは高周波電力増幅器７で増幅された後、信号検出手段１００を介して出力端子８から出力される。信号検出手段１００により高周波電力増幅器７からの出力信号の一部は帰還されて、位相進み回路２００に入力される。位相進み回路２００の効果は、実施の形態３と同様である。
【００５２】
前記位相進み回路２００の出力は、直交復調器１１０に帰還される。直交復調器１１０に帰還された信号は、直交復調器１１０によって復調されて帰還信号の同相成分Ｉと直交成分Ｑに変換される。そして、帰還信号の同相成分Ｉ及び直交成分Ｑは加算器３１及び３２に入力される。直交復調器１１０の出力する帰還信号は、高周波電力増幅器７の振幅歪みと位相歪みを持つが、この帰還信号を前述のように加算器３１及び３２に帰還することにより、補償することができる。
【００５３】
以上のように、この実施の形態５によれば、高周波電力増幅器７の出力信号を直交復調器１１０で復調し、ベースバンド入力信号に逆相で加算することで、高周波電力増幅器７で生じる振幅歪みと位相歪みの両方を低減することができるという効果が得られる。
【００５４】
また、本実施の形態６に示した位相進み回路２００を備えることの効果は、位相進み回路２００が有する位相進み特性を用いることで、低域通過フィルタ６、直交変調器３５、高周波電力増幅器７及び直交復調器１１０などのアナログ回路によって生じる位相遅れを低減できることにある。これにより、ループの安定性を保ちつつ、高いループ利得を確保することができるため、高精度な振幅補正、位相補正を行うことができる。また、広帯域な変調波入力信号に対してもループの安定性を保持することができるという効果がある。
【００５５】
なお、上述したパルス幅変調器４は、例えばデルタ変調器またはデルタシグマ変調器で構成しても良い。また、上述した高周波電力増幅器７は、例えば、Ａ級増幅器、ＡＢ級増幅器、Ｂ増幅器、ドハティ増幅器のいずれかにより構成しても良い。また、スイッチング増幅器５はＤ級増幅器で構成される。
【符号の説明】
【００５６】
１ 入力端子、２ 信号検出手段、３ 包絡線検出手段、４ パルス幅変調器、５ スイッチング増幅器、６ 低域通過フィルタ、７ 高周波電力増幅器、８ 出力端子、９ 電圧制御手段、１０ 信号検出手段、１１ 加算器、１２ 比較器、１３ 信号検出手段、１４ 可変利得器、１５ 振幅検出手段、１６ 振幅比較器、２０ 可変移相器、２１ 位相検出手段、２２ 位相比較器、２３ 低域通過フィルタ、２５ 信号検出手段、３０ ベースバンド信号入力端子、３１ 加算器、３２ 加算器、３３ 低域通過フィルタ、３４ 低域通過フィルタ、３５ 直交変調器、４０ デルタ変調器、１００ 信号検出手段、１０１ 第２の包絡線検出手段、１０２ 振幅検出手段、１０３ 位相検出手段、１０４ 信号検出手段、１１０ 直交復調器、２００ 位相進み回路。
【技術分野】
【０００１】
この発明は、入力信号の包絡線信号に応じて増幅器の電源電圧を変化させることで、バックオフが大きい領域において高い効率を得る増幅装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図１１は、従来の増幅装置（例えば、特許文献１参照）の構成を示すブロック図である。図１１に示す増幅装置は、入力端子１より入力される変調波入力信号Ｖｉｎを検出する信号検出手段２、変調波入力信号Ｖｉｎの包絡線信号を検出する包絡線検出器３、検出された包絡線信号を直流電圧に変換する電圧制御手段９、電圧制御手段９からの出力を電源電圧として、変調波入力信号Ｖｉｎを増幅して出力端子８から出力する高周波電力増幅器７を備えている。
【０００３】
次に動作について説明する。入力端子１より変調波入力信号Ｖｉｎが入力されると、信号検出手段２を介して、一方は高周波電力増幅器７に出力され、他方は包絡線検出器３に出力される。包絡線検出器３は、変調波入力信号Ｖｉｎの包絡線信号を検出する。検出された包絡線信号は電圧制御手段９によって直流電圧に変換され、高周波電力増幅器７の電源電圧に供給される。高周波電力増幅器７は、電圧制御手段９からの出力を電源電圧として、変調波入力信号Ｖｉｎを増幅する。変調波入力信号Ｖｉｎは高周波電力増幅器７で増幅された後、出力端子８から出力される。この増幅装置は、変調波入力信号の包絡線信号に応じて高周波電力増幅器の電源電圧を変化させるため、バックオフが大きい領域において高効率動作が可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭６２−２７４９０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の増幅装置では、高周波電力増幅器で生じる非線形歪みによって、出力信号が大きく歪み、隣接チャネル漏洩電力が劣化するという課題があった。
【０００６】
この発明は、上記の課題を解決するために成されたもので、増幅器の振幅歪み、位相歪みを補償する手段を備えることで、高効率で、かつ低歪みな増幅装置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】
【０００７】
この発明に係る増幅装置は、変調波入力信号を増幅する高周波電力増幅器と、前記変調波入力信号から包絡線信号を検出する第１の包絡線検出手段と、前記高周波電力増幅器の出力信号を検出する出力信号検出手段と、前記出力信号検出手段の出力から包絡線信号を検出する第２の包絡線検出手段と、前記第１の包絡線検出手段の出力と前記第２の包絡線検出手段の出力を比較して誤差を検出する比較器とを備え、前記比較器からの誤差信号に基づき、前記高周波電力増幅器の電源電圧を制御することを特徴とする。
【０００８】
また、変調波入力信号を増幅する高周波電力増幅器と、前記変調波入力信号から包絡線信号を検出する第１の包絡線検出手段と、前記高周波電力増幅器の出力信号を検出する出力信号検出手段と、前記出力信号検出手段の出力から包絡線信号を検出する第２の包絡線検出手段と、前記第１の包絡線検出手段の出力と前記第２の包絡線検出手段の出力を比較して誤差を検出する比較器とを備え、前記比較器からの誤差信号に基づき、前記高周波電力増幅器への変調波入力信号レベルを制御することを特徴とする。
【０００９】
また、変調波入力信号を増幅する高周波電力増幅器と、前記変調波入力信号から包絡線信号を検出する第１の包絡線検出手段と、前記高周波電力増幅器の出力信号を検出する出力信号検出手段と、前記出力信号検出手段の出力から包絡線信号を検出する第２の包絡線検出手段と、前記第１の包絡線検出手段の出力と前記第２の包絡線検出手段の出力を比較して誤差を検出する比較器と、前記比較器からの誤差信号をデルタ変調するデルタ変調器と、前記デルタ変調器の出力を増幅するスイッチング増幅器と、前記スイッチング増幅器の出力を帯域制限する低域通過フィルタとを備え、前記高周波電力増幅器は、前記低域通過フィルタの出力を電源電圧として、前記変調波入力信号を増幅することを特徴とする。
【００１０】
また、変調波入力信号を増幅する高周波電力増幅器と、前記変調波入力信号から包絡線信号を検出する包絡線検出手段と、前記包絡線検出手段の出力をデルタ変調するデルタ変調器と、前記デルタ変調器の出力を増幅するスイッチング増幅器と、前記スイッチング増幅器の出力を帯域制限する低域通過フィルタと、前記変調波入力信号を検出する入力信号検出手段と、前記高周波電力増幅器の出力信号を検出する出力信号検出手段と、前記入力信号検出手段の出力の振幅と前記出力信号検出手段の出力の振幅とを比較する振幅比較手段とを備え、前記高周波電力増幅器は、前記低域通過フィルタの出力を電源電圧として、前記振幅比較手段の出力に応じて振幅補正された変調波入力信号を増幅することを特徴とする。
【００１１】
さらに、変調波入力信号を増幅する高周波電力増幅器と、前記変調波入力信号から包絡線信号を検出する包絡線検出手段と、前記包絡線検出手段の出力をデルタ変調するデルタ変調器と、前記デルタ変調器の出力を増幅するスイッチング増幅器と、前記スイッチング増幅器の出力を帯域制限する低域通過フィルタと、前記変調波入力信号を検出する入力信号検出手段と、前記高周波電力増幅器の出力信号を検出する出力信号検出手段と、前記入力信号検出手段の出力の位相と前記出力信号検出手段の出力の位相とを比較する位相比較手段とを備え、前記高周波電力増幅器は、前記低域通過フィルタの出力を電源電圧として、前記位相比較手段の出力に応じて位相補正された変調波入力信号を増幅することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
この発明によれば、増幅器の振幅歪み、位相歪みを補償する手段を備えることで、高効率で、かつ低歪みな増幅装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】この発明の実施の形態１に係る増幅装置の構成を示すブロック図である。
【図２】この発明の実施の形態２に係る増幅装置の構成を示すブロック図である。
【図３】この発明の実施の形態３に係る増幅装置の構成を示すブロック図である。
【図４】図３における位相進み回路２００の構成の一例を示す回路図である。
【図５】図３における位相進み回路２００の構成の一例を示す回路図である。
【図６】図３における位相進み回路２００の構成の一例を示す回路図である。
【図７】図３における位相進み回路２００の位相進み特性を示す図である。
【図８】この発明の実施の形態４に係る増幅装置の構成を示すブロック図である。
【図９】この発明の実施の形態５に係る増幅装置の構成を示すブロック図である。
【図１０】この発明の実施の形態６に係る増幅装置の構成を示すブロック図である。
【図１１】従来の増幅装置の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係る増幅装置の構成を示すブロック図である。図１において、図１１に示す従来例と同等部分は同一符号により示されている。図１に示す実施の形態１に係る増幅装置は、図１１に示した従来例と同様に、信号検出手段２、第１の包絡線検出器３及び高周波電力増幅器７を備える。本実施の形態１に係る増幅装置と図１１に示した従来例の増幅装置との違いは、電圧制御手段９を、デルタ変調器４０と、スイッチング増幅器５と、低域通過フィルタ（ＬＰＦ）６とで構成した点と、信号検出手段１００、第２の包絡線検出器１０１、比較器１２を新たに設けた点である。
【００１５】
すなわち、本実施の形態１の特徴とするところは、比較器１２により、入力端子１から入力される変調波入力信号Ｖｉｎの包絡線信号（第１の包絡線検出器３の出力）と高周波電力増幅器７の出力信号の包絡線信号（第２の包絡線検出器１０１の出力）の誤差信号を検出し、その誤差信号をデルタ変調器４とスイッチング増幅器５と低域通過フィルタ６を用いて電圧制御信号に変換し、高周波電力増幅器７への電源電圧に供給することにある。このため、高周波電力増幅器７で発生する非線形歪みを低減することができる。
【００１６】
次に、動作について説明する。入力端子１より変調波入力信号Ｖｉｎが入力されると、信号検出手段２を介して、一方は高周波電力増幅器７に出力され、他方は第１の包絡線検出器３に出力される。第１の包絡線検出器３は、変調波入力信号Ｖｉｎの包絡線信号を検出する。検出された包絡線信号は比較器１２に入力される。一方、高周波電力増幅器７の出力信号Ｖｏｕｔは、信号検出手段１００を介して、第２の包絡線検出器１０１に入力され、出力信号Ｖｏｕｔの包絡線信号が検出される。
【００１７】
比較器１２には、第１の包絡線検出器３の出力が入力されるとともに、第２の包絡線検出器１０１の出力が帰還信号として入力され、両者の誤差が検出される。比較器１２で検出された誤差信号はデルタ変調器４０に出力される。誤差信号はデルタ変調器４０でデルタ変調され、スイッチング増幅器５に入力される。スイッチング増幅器５は、デルタ変調された信号を増幅し、低域通過フィルタ６へ出力する。低域通過フィルタ６は、入力された信号の高周波成分を除去する。低域通過フィルタ６からの出力は、高周波電力増幅器７の電源電圧に供給される。高周波電力増幅器７は、低域通過フィルタ６からの出力を電源電圧として、変調波入力信号Ｖｉｎを増幅する。変調波入力信号Ｖｉｎは高周波電力増幅器７で増幅された後、出力端子８から出力される。
【００１８】
以上のように、この実施の形態１によれば、変調波入力信号Ｖｉｎの包絡線成分と高周波電力増幅器７の出力信号の包絡線成分との誤差を検出し、その誤差信号をデルタ変調器４０とスイッチング増幅器５と低域通過フィルタ６を用いて電圧制御信号に変換し、高周波電力増幅器７への電源電圧に供給する。このため、高周波電力増幅器７の非線形歪みを低減することができるという効果が得られる。
【００１９】
なお、上述した高周波電力増幅器７は、例えば、Ａ級増幅器、ＡＢ級増幅器、Ｂ増幅器、ドハティ増幅器のいずれかにより構成しても良い。また、スイッチング増幅器５はＤ級増幅器で構成される。また、デルタ変調器４０は、例えばデルタシグマ変調器またはパルス幅変調器で構成しても良い。
【００２０】
実施の形態２．
図２は、この発明の実施の形態２に係る増幅装置の構成を示すブロック図である。図２において、図１１に示す従来例と同等部分は同一符号により示されている。図２に示す実施の形態２に係る増幅装置は、図１１に示した従来例と同様に、信号検出手段２、包絡線検出器３及び高周波電力増幅器７を備える。本実施の形態２に係る増幅装置と図１１に示した従来例の増幅装置との違いは、電圧制御手段９を、パルス幅変調器４と、スイッチング増幅器５と、低域通過フィルタ（ＬＰＦ）６で構成した点と、入力信号検出手段１３及び出力信号検出手段１００、振幅検出手段１５及び１０２、振幅比較器１６、可変利得器１４を新たに設けた点である。
【００２１】
すなわち、本実施の形態２の特徴とするところは、増幅比較器１６により、変調波入力信号Ｖｉｎと高周波電力増幅器７の出力信号Ｖｏｕｔの振幅を比較し、その比較結果に基づき、変調波入力信号Ｖｉｎの振幅を補正することにある。このため、高周波電力増幅器７で発生する振幅歪みを低減することができる。
【００２２】
次に、動作について説明する。入力端子１より変調波入力信号Ｖｉｎが入力されると、信号検出手段２を介して、一方は可変利得器１４に出力され、他方は包絡線検出器３に出力される。また、変調波入力信号Ｖｉｎは、信号検出手段１３を介して、振幅検出手段１５に入力される。包絡線検出器３は、変調波入力信号Ｖｉｎの包絡線信号を検出する。検出された包絡線信号はパルス幅変調器４でパルス幅変調され、スイッチング増幅器５に入力される。スイッチング増幅器５は、パルス幅変調された信号を増幅し、低域通過フィルタ６へ出力する。低域通過フィルタ６は、入力された信号の高周波成分を除去する。低域通過フィルタ６からの出力は、高周波電力増幅器７の電源電圧に供給される。高周波電力増幅器７は、低域通過フィルタ６からの出力を電源電圧として、可変利得器１４通過後の入力信号を増幅する。
【００２３】
高周波電力増幅器７の出力は、信号検出手段１００を介して振幅検出手段１０２に帰還される。振幅検出手段１０２は、高周波電力増幅器７の出力信号Ｖｏｕｔの包絡線振幅信号のみを取り出し、振幅比較器１６に入力する。一方、振幅検出手段１５は変調波入力信号Ｖｉｎの包絡線振幅信号のみを取り出し、振幅比較器１６に入力する。振幅比較器１６では、振幅検出手段１５を介して入力された変調波入力信号Ｖｉｎの包絡線振幅信号と振幅検出手段１０２を介して帰還された出力信号Ｖｏｕｔの包絡線振幅信号とが比較される。振幅比較器１６の出力は可変利得器１４に入力され、比較結果に基づいて変調波入力信号Ｖｉｎの振幅が補正される。高周波電力増幅器７は、振幅補正された入力信号を増幅する。振幅補正された入力信号は高周波電力増幅器７で増幅された後、信号検出手段１００を介して出力端子８から出力される。
【００２４】
以上のように、この実施の形態２によれば、変調波入力信号Ｖｉｎと高周波電力増幅器７の出力信号Ｖｏｕｔの包絡線振幅信号との差分を検出し、その結果に基づき、高周波電力増幅器７の入力信号の振幅を補正することで、高周波電力増幅器７の振幅歪みを低減することができるという効果が得られる。
【００２５】
なお、上述した可変利得器１４は、例えば可変減衰器で構成しても良い。また、上述した変調波入力信号の振幅を補正する手段として、高周波電力増幅器７が多段増幅器でなる場合、前段増幅器のゲート電圧またはドレイン電圧を変化させても良いし、後段増幅器のゲート電圧を変化させても良い。また、上述した高周波電力増幅器７は、例えば、Ａ級増幅器、ＡＢ級増幅器、Ｂ増幅器、ドハティ増幅器のいずれかにより構成しても良い。また、スイッチング増幅器５はＤ級増幅器で構成される。また、上述したパルス幅変調器４は、例えばデルタ変調器またはデルタシグマ変調器で構成しても良い。
【００２６】
実施の形態３．
図３は、この発明の実施の形態３に係る増幅装置の構成を示すブロック図である。図３において、図１１に示す従来例と同等部分は同一符号により示されている。図３に示す実施の形態３に係る増幅装置は、図１１に示した従来例と同様に、信号検出手段２、包絡線検出器３及び高周波電力増幅器７を備える。本実施の形態３に係る増幅装置と図１１に示した従来例の増幅装置との違いは、電圧制御手段９を、パルス幅変調器４と、スイッチング増幅器５と、低域通過フィルタ（ＬＰＦ）６で構成した点と、入力信号検出手段１３及び出力信号検出手段１００、振幅検出手段１５及び１０２、振幅比較器１６、可変利得器１４及び位相進み回路２００を新たに設けた点である。
【００２７】
すなわち、本実施の形態３の特徴とするところは、比較器１６により、変調波入力信号Ｖｉｎと高周波電力増幅器７の出力信号Ｖｏｕｔの振幅を比較し、その比較結果に基づき、変調波入力信号Ｖｉｎの振幅を補正する構成において、高周波電力増幅器の７出力信号Ｖｏｕｔを帰還する帰還経路に位相進み回路２００を備えたことにある。このように構成することで、ループの位相遅れを低減することができるため、ループの安定性を保ちつつ、高いループ利得を確保することができる。また、広帯域な信号に対しても安定なループを維持することができる。
【００２８】
次に、動作について説明する。入力端子１より変調波入力信号Ｖｉｎが入力されると、信号検出手段２を介して、一方は可変利得器１４に出力され、他方は包絡線検出器３に出力される。また、変調波入力信号Ｖｉｎは、信号検出手段１３を介して、振幅検出手段１５に入力される。包絡線検出器３は、変調波入力信号Ｖｉｎの包絡線信号を検出する。検出された包絡線信号はパルス幅変調器４でパルス幅変調され、スイッチング増幅器５に入力される。スイッチング増幅器５は、パルス幅変調された信号を増幅し、低域通過フィルタ６へ出力する。低域通過フィルタ６は、入力された信号の高周波成分を除去する。低域通過フィルタ６からの出力は、高周波電力増幅器７の電源電圧に供給される。高周波電力増幅器７は、低域通過フィルタ６からの出力を電源電圧として、可変利得器１４通過後の入力信号を増幅する。
【００２９】
高周波電力増幅器７の出力は、信号検出手段１００を介して位相進み回路２００に入力される。ここで、位相進み回路２００は、例えば、図４〜図６のように構成される。すなわち、図４に示す位相進み回路２００は、インダクタ、コンデンサ、抵抗で構成される直列共振回路を信号伝送経路に対して並列接続すると共に、インダクタ、コンデンサ、抵抗で構成される並列共振回路を信号伝送経路に対して直列接続してなる。また、図５に示す位相進み回路２００は、抵抗とキャパシタンスの並列接続回路を、信号伝送経路に対して直列に接続すると共に、抵抗を信号伝送経路に対して並列に接続してなる。また、図６に示す位相進み回路２００は、抵抗と線路長の異なる抵抗性成分を有するオープンスタブの直列接続回路を、信号伝送経路に対して並列接続してなる。
【００３０】
この位相進み回路２００は、次に示す如く多様な回路構成を用いることができる。
（１）インダクタ、コンデンサ、抵抗で構成される直列共振回路を信号伝送経路に対して並列接続したもの、または、インダクタ、コンデンサ、抵抗で構成される並列共振回路を信号伝送経路に対して直列接続したものを、少なくとも１つ以上用いる。
（２）インダクタ、コンデンサ、抵抗で構成される直列共振回路を信号伝送経路に対して並列接続したものと、インダクタ、コンデンサ、抵抗で構成される並列共振回路を信号伝送経路に対して直列接続したものとを、それぞれ少なくとも１つ以上用いる。
（３）抵抗とキャパシタンスの並列接続回路を、信号伝送経路に対して直列に接続したものを、少なくとも１つ以上用いる。
（４）抵抗とキャパシタンスの並列接続回路を、信号伝送経路に対して直列に接続したものと、抵抗または抵抗とキャパシタンスの直列接続回路を信号伝送経路に対して並列に接続したものとを、それぞれ少なくとも１つ以上用いる。
（５）抵抗性成分を有するオープンスタブ、または、抵抗とオープンスタブの直列接続回路を、信号伝送経路に対して並列接続したものを少なくとも１つ以上用いる。
（６）抵抗性成分を有するショートスタブ、または抵抗とショートスタブの直列接続回路を、信号伝送経路に対して並列接続したものを少なくとも１つ以上用いる。
（７）抵抗とオープンスタブの直列接続回路を、信号伝送経路に対して並列に接続したものと、抵抗と前記オープンスタブとは線路長の異なるオープンスタブの直列接続回路を信号伝送経路に対して並列に接続したものを用いる。
【００３１】
図７に、位相進み回路２００の位相特性の一例を示す。横軸は周波数ｆ、縦軸は通過特性Ｓ２１の位相である。図４〜図６に示した位相進み回路２００では、図７のように周波数の増加に伴い、位相も増加しており（ｄθ／ｄｆ＞０）、位相進み特性が得られることが分かる。
【００３２】
位相進み回路２００の出力は、振幅検出手段１０２に帰還される。振幅検出手段１０２は、高周波電力増幅器７の出力信号Ｖｏｕｔの包絡線振幅信号のみを取り出し、振幅比較器１６に入力する。一方、振幅検出手段１５は変調波入力信号Ｖｉｎの包絡線振幅信号のみを取り出し、振幅比較器１６に入力する。振幅比較器１６では、振幅検出手段１５を介して入力された変調波入力信号Ｖｉｎの包絡線振幅信号と振幅検出手段１０２を介して帰還された出力信号Ｖｏｕｔの包絡線振幅信号とが比較される。振幅比較器１６の出力は可変利得器１４に入力され、比較結果に基づいて変調波入力信号Ｖｉｎの振幅が補正される。高周波電力増幅器７は、振幅補正された入力信号を増幅する。振幅補正された入力信号は高周波電力増幅器７で増幅された後、信号検出手段１００を介して出力端子８から出力される。
【００３３】
本実施の形態３に示した位相進み回路２００を備えることの効果は、位相進み回路２００が有する位相進み特性を用いることで、可変利得器１４や高周波電力増幅器７、信号検出手段２，１３，１００などのアナログ回路によって生じる位相遅れを低減できることにある。これにより、ループの安定性を保ちつつ、高いループ利得を確保することができるため、高精度な振幅補正を行うことができる。また、広帯域な変調波入力信号に対してもループの安定性を保持することができるという効果がある。
【００３４】
なお、上述した可変利得器１４は、例えば可変減衰器で構成しても良い。また、変調波入力信号の振幅を補正する手段として、高周波電力増幅器７が多段増幅器でなる場合、前段増幅器のゲート電圧またはドレイン電圧を変化させても良いし、後段増幅器のゲート電圧を変化させても良い。また、上述した高周波電力増幅器７は、例えば、Ａ級増幅器、ＡＢ級増幅器、Ｂ増幅器、ドハティ増幅器のいずれかにより構成しても良い。また、スイッチング増幅器５はＤ級増幅器で構成される。また、上述したパルス幅変調器４は、例えばデルタ変調器またはデルタシグマ変調器で構成しても良い。
【００３５】
実施の形態４．
図８は、この発明の実施の形態４に係る増幅装置の構成を示すブロック図である。図８において、図１１に示す従来例と同等部分は同一符号により示されている。図８に示す実施の形態４に係る増幅装置は、図１１に示した従来例と同様に、信号検出手段２、包絡線検出器３及び高周波電力増幅器７を備える。本実施の形態４に係る増幅装置と図１１に示した従来例の増幅装置との違いは、電圧制御手段９を、デルタ変調器４０と、スイッチング増幅器５と、低域通過フィルタ（ＬＰＦ）６で構成した点と、入力信号検出手段１３及び出力信号検出手段１００、位相検出手段２１及び１０３、位相比較器２２、低域通過フィルタ（ＬＰＦ）２３、可変移相器２０及び位相進み回路２００を新たに設けた点である。
【００３６】
すなわち、本実施の形態４の特徴とするところは、位相比較器２２により、変調波入力信号Ｖｉｎと高周波電力増幅器７の出力信号Ｖｏｕｔの位相を比較し、その比較結果に基づき、変調波入力信号Ｖｉｎの位相を補正する構成において、高周波電力増幅器７の出力信号Ｖｏｕｔを帰還する帰還経路に位相進み回路２００を備えたことにある。このように構成することで、ループの位相遅れを低減することができるため、ループの安定性を保ちつつ、高いループ利得を確保することができる。また、広帯域な信号に対しても安定なループを維持することができる。
【００３７】
次に、動作について説明する。入力端子１より変調波入力信号Ｖｉｎが入力されると、信号検出手段２を介して、一方は可変移相器２０に出力され、他方は包絡線検出器３に出力される。また、変調波入力信号Ｖｉｎは、信号検出手段１３を介して、位相検出手段２１に入力される。包絡線検出器３は、変調波入力信号Ｖｉｎの包絡線信号を検出する。検出された包絡線信号はデルタ変調器４０でデルタ変調され、スイッチング増幅器５に入力される。スイッチング増幅器５は、デルタ変調された信号を増幅し、低域通過フィルタ６へ出力する。低域通過フィルタ６は、入力された信号の高周波成分を除去する。低域通過フィルタ６からの出力は、高周波電力増幅器７の電源電圧に供給される。高周波電力増幅器７は、低域通過フィルタ６からの出力を電源電圧として、可変移相器２０通過後の入力信号を増幅する。高周波電力増幅器７の出力は、信号検出手段１００を介して位相進み回路２００に入力される。位相進み回路２００の効果は、実施の形態３と同様である。
【００３８】
前記位相進み回路２００の出力は、位相検出手段１０３に帰還される。位相検出手段１０３は、高周波電力増幅器７の出力信号Ｖｏｕｔの包絡線位相信号のみを取り出し、位相比較器２２に入力する。一方、位相検出手段２１は変調波入力信号Ｖｉｎの包絡線位相信号のみを取り出し、位相比較器２２に入力する。位相比較器２２では、位相検出手段２１を介して入力された変調波入力信号Ｖｉｎの包絡線位相信号と位相検出手段１０３を介して帰還された出力信号Ｖｏｕｔの包絡線位相信号とが比較される。位相比較器２２の出力は、低域通過フィルタ２３で平滑化される。低域通過フィルタ２３の出力は可変移相器２０に入力され、比較結果に基づいて変調波入力信号Ｖｉｎの位相が補正される。高周波電力増幅器７は、位相補正された入力信号を増幅する。位相補正された入力信号は高周波電力増幅器７で増幅された後、信号検出手段１００を介して出力端子８から出力される。
【００３９】
以上のように、この実施の形態４によれば、変調波入力信号Ｖｉｎと高周波電力増幅器の出力信号Ｖｏｕｔの包絡線位相信号の差分を検出し、その結果に基づき、高周波電力増幅器の入力信号の位相を補正することで、高周波電力増幅器の位相歪みを低減することができるという効果が得られる。
【００４０】
また、本実施の形態４に示した位相進み回路２００を備えることの効果は、位相進み回路２００が有する位相進み特性を用いることで、可変移相器２０や高周波電力増幅器７、信号検出手段２，１３，１００などのアナログ回路によって生じる位相遅れを低減できることにある。これにより、ループの安定性を保ちつつ、高いループ利得を確保することができるため、高精度な位相補正を行うことができる。また、広帯域な変調波入力信号に対してもループの安定性を保持することができるという効果がある。
【００４１】
なお、上述した位相検出手段２１、１０３は、例えばリミッタで構成することができる。また、上述した高周波電力増幅器７は、例えば、Ａ級増幅器、ＡＢ級増幅器、Ｂ増幅器、ドハティ増幅器のいずれかにより構成しても良い。また、スイッチング増幅器５はＤ級増幅器で構成される。また、上述したデルタ変調器４０は、例えばパルス幅変調器、あるいはデルタシグマ変調器で構成しても良い。
【００４２】
実施の形態５．
図９は、この発明の実施の形態５に係る増幅装置の構成を示すブロック図である。図９において、図１１に示す従来例と同等部分は同一符号により示されている。図９に示す実施の形態５に係る増幅装置は、図１１に示した従来例と同様に、信号検出手段２、包絡線検出器３及び高周波電力増幅器７を備える。本実施の形態５に係る増幅装置と図１１に示した従来例の増幅装置との違いは、電圧制御手段９を、パルス幅変調器４と、スイッチング増幅器５と、低域通過フィルタ（ＬＰＦ）６で構成した点と、信号検出手段１３、２５、１００及び１０４、振幅検出手段１５、１０２、振幅比較器１６、可変利得器１４、位相検出手段２１、１０３、位相比較器２２、低域通過フィルタ２３、可変移相器２０及び位相進み回路２００を新たに設けた点である。
【００４３】
すなわち、本実施の形態５の特徴とするところは、振幅比較器１６及び位相比較器２２により、変調波入力信号Ｖｉｎと高周波電力増幅器７の出力信号Ｖｏｕｔの包絡線振幅及び包絡線位相を比較し、その比較結果に基づき、変調波入力信号Ｖｉｎの振幅及び位相を補正する構成において、高周波電力増幅器７の出力信号Ｖｏｕｔを帰還する帰還経路に位相進み回路２００を備えたことにある。このように構成することで、ループの位相遅れを低減することができるため、ループの安定性を保ちつつ、高いループ利得を確保することができる。また、広帯域な信号に対しても安定なループを維持することができる。
【００４４】
本実施の形態５の動作は、実施の形態３及び実施の形態４を組み合わせた動作と同じである。この実施の形態５によれば、変調波入力信号Ｖｉｎと高周波電力増幅器７の出力信号Ｖｏｕｔの包絡線振幅信号の差分及び包絡線位相信号の差分をそれぞれ検出し、その結果に基づき、高周波電力増幅器７の入力信号の振幅及び位相を補正することで、高周波電力増幅器７の振幅歪みと位相歪みの両方を低減することができるという効果が得られる。
【００４５】
また、本実施の形態５においても、図３及び図８に示す実施の形態３及び４のように、位相進み回路２００を設け、実施の形態３及び４と同様な位相進み回路２００が有する位相進み特性を用いることで、可変利得器１４、可変移相器２０や高周波電力増幅器７、信号検出手段２，１３，１００などのアナログ回路によって生じる位相遅れを低減できることにある。これにより、ループの安定性を保ちつつ、高いループ利得を確保することができるため、高精度な振幅補正、位相補正を行うことができる。また、広帯域な変調波入力信号に対してもループの安定性を保持することができるという効果がある。
【００４６】
なお、上述した位相検出手段２１、１０３は、例えばリミッタで構成することができる。また、上述した可変利得器１４は、例えば可変減衰器で構成しても良い。また、上述した変調波入力信号の振幅を補正する手段として、高周波電力増幅器７が多段増幅器でなる場合、前段増幅器のゲート電圧またはドレイン電圧を変化させても良いし、後段増幅器のゲート電圧を変化させても良い。また、上述した高周波電力増幅器７は、例えば、Ａ級増幅器、ＡＢ級増幅器、Ｂ増幅器、ドハティ増幅器のいずれかにより構成しても良い。また、スイッチング増幅器５はＤ級増幅器で構成される。また、上述したパルス幅変調器４は、例えばデルタ変調器またはデルタシグマ変調器で構成しても良い。
【００４７】
実施の形態６．
図１０は、この発明の実施の形態６に係る増幅装置の構成を示すブロック図である。図１０において、図１１に示す従来例と同等部分は同一符号により示されている。図１０に示す実施の形態６に係る増幅装置は、図１１に示した従来例と同様に、信号検出手段２、包絡線検出器３及び高周波電力増幅器７を備える。本実施の形態６に係る増幅装置と図１１に示した従来例の増幅装置との違いは、電圧制御手段９を、パルス幅変調器４と、スイッチング増幅器５と、低域通過フィルタ（ＬＰＦ）６で構成した点と、ベースバンド信号入力端子３０、加算器３１及び３２、低域通過フィルタ（ＬＰＦ）３３及び３４、直交変調器３５、直交復調器１１０、信号検出手段１００及び位相進み回路２００を新たに設けた点である。
【００４８】
すなわち、本実施の形態６の特徴とするところは、高周波電力増幅器７の出力信号Ｖｏｕｔを直交復調器１１０で復調し、加算器３１及び３２により、ベースバンド入力信号に逆相で加算することで、ベースバンド入力信号の振幅と位相の両方を補正する構成において、高周波電力増幅器７の出力信号Ｖｏｕｔを帰還する帰還経路に位相進み回路２００を備えたことにある。このように構成することで、ループの位相遅れを低減することができるため、ループの安定性を保ちつつ、高いループ利得を確保することができる。また、広帯域な信号に対しても安定なループを維持することができる。
【００４９】
次に、動作について説明する。ベースバンド信号入力端子３０より入力されたベースバンド入力信号の同相成分Ｉ及び直交成分Ｑは、加算器３１及び３２に入力される。加算器３１及び３２は、この同相成分Ｉ及び直交成分Ｑから直交復調器１１０の出力である帰還信号を加算し、加算ベースバンド信号の同相成分Ｉ及び直交成分Ｑを出力する。この加算ベースバンド信号は、低域通過フィルタ（ＬＰＦ）３３及び３４で周波数帯域の制限が行われた後、直交変調器３５に入力される。直交変調器３５に入力された信号は、直交変調器３５によって変調されて変調波入力信号Ｖｉｎに変換される。
【００５０】
入力端子１より変調波入力信号Ｖｉｎが入力されると、信号検出手段２を介して、一方は高周波電力増幅器７に出力され、他方は包絡線検出器３に出力される。包絡線検出器３は、変調波入力信号Ｖｉｎの包絡線信号を検出する。検出された包絡線信号はパルス幅変調器４でパルス幅変調され、スイッチング増幅器５に入力される。スイッチング増幅器５は、パルス幅変調された信号を増幅し、低域通過フィルタ６へ出力する。低域通過フィルタ６は、入力された信号の高周波成分を除去する。低域通過フィルタ６からの出力は、高周波電力増幅器７の電源電圧に供給される。高周波電力増幅器７は、低域通過フィルタ６からの出力を電源電圧として、変調波入力信号Ｖｉｎを増幅する。
【００５１】
変調波入力信号Ｖｉｎは高周波電力増幅器７で増幅された後、信号検出手段１００を介して出力端子８から出力される。信号検出手段１００により高周波電力増幅器７からの出力信号の一部は帰還されて、位相進み回路２００に入力される。位相進み回路２００の効果は、実施の形態３と同様である。
【００５２】
前記位相進み回路２００の出力は、直交復調器１１０に帰還される。直交復調器１１０に帰還された信号は、直交復調器１１０によって復調されて帰還信号の同相成分Ｉと直交成分Ｑに変換される。そして、帰還信号の同相成分Ｉ及び直交成分Ｑは加算器３１及び３２に入力される。直交復調器１１０の出力する帰還信号は、高周波電力増幅器７の振幅歪みと位相歪みを持つが、この帰還信号を前述のように加算器３１及び３２に帰還することにより、補償することができる。
【００５３】
以上のように、この実施の形態５によれば、高周波電力増幅器７の出力信号を直交復調器１１０で復調し、ベースバンド入力信号に逆相で加算することで、高周波電力増幅器７で生じる振幅歪みと位相歪みの両方を低減することができるという効果が得られる。
【００５４】
また、本実施の形態６に示した位相進み回路２００を備えることの効果は、位相進み回路２００が有する位相進み特性を用いることで、低域通過フィルタ６、直交変調器３５、高周波電力増幅器７及び直交復調器１１０などのアナログ回路によって生じる位相遅れを低減できることにある。これにより、ループの安定性を保ちつつ、高いループ利得を確保することができるため、高精度な振幅補正、位相補正を行うことができる。また、広帯域な変調波入力信号に対してもループの安定性を保持することができるという効果がある。
【００５５】
なお、上述したパルス幅変調器４は、例えばデルタ変調器またはデルタシグマ変調器で構成しても良い。また、上述した高周波電力増幅器７は、例えば、Ａ級増幅器、ＡＢ級増幅器、Ｂ増幅器、ドハティ増幅器のいずれかにより構成しても良い。また、スイッチング増幅器５はＤ級増幅器で構成される。
【符号の説明】
【００５６】
１ 入力端子、２ 信号検出手段、３ 包絡線検出手段、４ パルス幅変調器、５ スイッチング増幅器、６ 低域通過フィルタ、７ 高周波電力増幅器、８ 出力端子、９ 電圧制御手段、１０ 信号検出手段、１１ 加算器、１２ 比較器、１３ 信号検出手段、１４ 可変利得器、１５ 振幅検出手段、１６ 振幅比較器、２０ 可変移相器、２１ 位相検出手段、２２ 位相比較器、２３ 低域通過フィルタ、２５ 信号検出手段、３０ ベースバンド信号入力端子、３１ 加算器、３２ 加算器、３３ 低域通過フィルタ、３４ 低域通過フィルタ、３５ 直交変調器、４０ デルタ変調器、１００ 信号検出手段、１０１ 第２の包絡線検出手段、１０２ 振幅検出手段、１０３ 位相検出手段、１０４ 信号検出手段、１１０ 直交復調器、２００ 位相進み回路。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
変調波入力信号を増幅する高周波電力増幅器と、
前記変調波入力信号から包絡線信号を検出する第１の包絡線検出手段と、
前記高周波電力増幅器の出力信号を検出する出力信号検出手段と、
前記出力信号検出手段の出力から包絡線信号を検出する第２の包絡線検出手段と、
前記第１の包絡線検出手段の出力と前記第２の包絡線検出手段の出力を比較して誤差を検出する比較器と
を備え、
前記比較器からの誤差信号に基づき、前記高周波電力増幅器の電源電圧を制御する
ことを特徴とする増幅装置。
【請求項２】
変調波入力信号を増幅する高周波電力増幅器と、
前記変調波入力信号から包絡線信号を検出する第１の包絡線検出手段と、
前記高周波電力増幅器の出力信号を検出する出力信号検出手段と、
前記出力信号検出手段の出力から包絡線信号を検出する第２の包絡線検出手段と、
前記第１の包絡線検出手段の出力と前記第２の包絡線検出手段の出力を比較して誤差を検出する比較器と
を備え、
前記比較器からの誤差信号に基づき、前記高周波電力増幅器への変調波入力信号レベルを制御する
ことを特徴とする増幅装置。
【請求項３】
変調波入力信号を増幅する高周波電力増幅器と、
前記変調波入力信号から包絡線信号を検出する第１の包絡線検出手段と、
前記高周波電力増幅器の出力信号を検出する出力信号検出手段と、
前記出力信号検出手段の出力から包絡線信号を検出する第２の包絡線検出手段と、
前記第１の包絡線検出手段の出力と前記第２の包絡線検出手段の出力を比較して誤差を検出する比較器と、
前記比較器からの誤差信号をデルタ変調するデルタ変調器と、
前記デルタ変調器の出力を増幅するスイッチング増幅器と、
前記スイッチング増幅器の出力を帯域制限する低域通過フィルタと
を備え、
前記高周波電力増幅器は、前記低域通過フィルタの出力を電源電圧として、前記変調波入力信号を増幅する
ことを特徴とする増幅装置。
【請求項４】
変調波入力信号を増幅する高周波電力増幅器と、
前記変調波入力信号から包絡線信号を検出する包絡線検出手段と、
前記包絡線検出手段の出力をデルタ変調するデルタ変調器と、
前記デルタ変調器の出力を増幅するスイッチング増幅器と、
前記スイッチング増幅器の出力を帯域制限する低域通過フィルタと、
前記変調波入力信号を検出する入力信号検出手段と、
前記高周波電力増幅器の出力信号を検出する出力信号検出手段と、
前記入力信号検出手段の出力の振幅と前記出力信号検出手段の出力の振幅とを比較する振幅比較手段と
を備え、
前記高周波電力増幅器は、前記低域通過フィルタの出力を電源電圧として、前記振幅比較手段の出力に応じて振幅補正された変調波入力信号を増幅する
ことを特徴とする増幅装置。
【請求項５】
請求項２または４に記載の増幅装置において、
前記振幅比較手段の出力に応じて前記変調波入力信号の振幅を補正する可変利得器をさらに備え、
前記高周波電力増幅器は、前記可変利得器により振幅補正された変調波入力信号を増幅する
ことを特徴とする増幅装置。
【請求項６】
請求項２、４または５のいずれか１項に記載の増幅装置において、
前記高周波電力増幅器は、多段増幅器でなり、
前記振幅比較手段の出力に応じて前記高周波電力増幅器の前段増幅器のゲート電圧またはドレイン電圧を制御する
ことを特徴とする増幅装置。
【請求項７】
請求項２、４または５のいずれか１項に記載の増幅装置において、
前記高周波電力増幅器は、多段増幅器でなり、
前記振幅比較手段の出力に応じて前記高周波電力増幅器の後段増幅器のゲート電圧を制御する
ことを特徴とする増幅装置。
【請求項８】
変調波入力信号を増幅する高周波電力増幅器と、
前記変調波入力信号から包絡線信号を検出する包絡線検出手段と、
前記包絡線検出手段の出力をデルタ変調するデルタ変調器と、
前記デルタ変調器の出力を増幅するスイッチング増幅器と、
前記スイッチング増幅器の出力を帯域制限する低域通過フィルタと、
前記変調波入力信号を検出する入力信号検出手段と、
前記高周波電力増幅器の出力信号を検出する出力信号検出手段と、
前記入力信号検出手段の出力の位相と前記出力信号検出手段の出力の位相とを比較する位相比較手段と
を備え、
前記高周波電力増幅器は、前記低域通過フィルタの出力を電源電圧として、前記位相比較手段の出力に応じて位相補正された変調波入力信号を増幅する
ことを特徴とする増幅装置。
【請求項９】
請求項１から７までのいずれか１項に記載の増幅装置において、
前記入力信号検出手段の出力の位相と前記出力信号検出手段の出力の位相とを比較する位相比較手段をさらに備え、
前記高周波電力増幅器は、前記低域通過フィルタの出力を電源電圧として、前記位相比較手段の出力に応じて位相補正された変調波入力信号を増幅する
ことを特徴とする増幅装置。
【請求項１０】
請求項８または９に記載の増幅装置において、
前記位相比較手段の出力に応じて前記変調波入力信号の位相を補正する可変移相器をさらに備え、
前記高周波電力増幅器は、前記可変移相器により位相補正された変調波入力信号を増幅する
ことを特徴とする増幅装置。
【請求項１１】
変調波入力信号を増幅する高周波電力増幅器と、
前記高周波電力増幅器の出力信号を検出する出力信号検出手段と、
前記出力信号検出手段出力を直交復調する直交復調器と、
前記直交復調器の出力を負帰還し、ベースバンド入力信号に加算する加算器と、
前記加算器の出力を帯域制限した信号を直交変調する直交変調器と、
前記直交変調器の出力から包絡線信号を検出する包絡線検出手段と、
前記包絡線検出手段の出力をデルタ変調するデルタ変調器と、
前記デルタ変調器の出力を増幅するスイッチング増幅器と、
前記スイッチング増幅器の出力を帯域制限する低域通過フィルタと
を備え、
前記高周波電力増幅器は、前記低域通過フィルタの出力を電源電圧として、前記直交変調器からの変調波入力信号を増幅する
ことを特徴とする増幅装置。
【請求項１２】
請求項１から１１までのいずれか１項に記載の増幅装置において、
前記出力信号検出手段の出力を帰還させる帰還経路にループの位相遅れを低減する位相進み回路を設けた
ことを特徴とする増幅装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載の増幅装置において、
前記位相進み回路は、インダクタ、コンデンサ、抵抗で構成される直列共振回路を信号伝送経路に対して並列接続したもの、または、インダクタ、コンデンサ、抵抗で構成される並列共振回路を信号伝送経路に対して直列接続したものを、少なくとも１つ以上用いた
ことを特徴とする増幅装置。
【請求項１４】
請求項１２に記載の増幅装置において、
前記位相進み回路は、インダクタ、コンデンサ、抵抗で構成される直列共振回路を信号伝送経路に対して並列接続したものと、インダクタ、コンデンサ、抵抗で構成される並列共振回路を信号伝送経路に対して直列接続したものとを、それぞれ少なくとも１つ以上用いた
ことを特徴とする増幅装置。
【請求項１５】
請求項１２に記載の増幅装置において、
前記位相進み回路は、抵抗とキャパシタンスの並列接続回路を、信号伝送経路に対して直列に接続したものを、少なくとも１つ以上用いた
ことを特徴とする増幅装置。
【請求項１６】
請求項１２に記載の増幅装置において、
前記位相進み回路は、抵抗とキャパシタンスの並列接続回路を、信号伝送経路に対して直列に接続したものと、抵抗または抵抗とキャパシタンスの直列接続回路を信号伝送経路に対して並列に接続したものとを、それぞれ少なくとも１つ以上用いた
ことを特徴とする増幅装置。
【請求項１７】
請求項１２に記載の増幅装置において、
前記位相進み回路は、抵抗性成分を有するオープンスタブ、または、抵抗とオープンスタブの直列接続回路を、信号伝送経路に対して並列接続したものを少なくとも１つ以上用いた
ことを特徴とする増幅装置。
【請求項１８】
請求項１２に記載の増幅装置において、
前記位相進み回路は、抵抗性成分を有するショートスタブ、または抵抗とショートスタブの直列接続回路を、信号伝送経路に対して並列接続したものを少なくとも１つ以上用いた
ことを特徴とする増幅装置。
【請求項１９】
請求項１２に記載の増幅装置において、
前記位相進み回路は、抵抗とオープンスタブの直列接続回路を、信号伝送経路に対して並列に接続したものと、抵抗と前記オープンスタブとは線路長の異なるオープンスタブの直列接続回路を信号伝送経路に対して並列に接続したものを用いた
ことを特徴とする増幅装置。
【請求項２０】
請求項１２に記載の増幅装置において、
前記位相進み回路は、抵抗とショートスタブの直列接続回路を、信号伝送経路に対して並列に接続したものと、抵抗と前記ショートスタブとは線路長の異なるショートスタブの直列接続回路を信号伝送経路に対して並列に接続したものを用いた
ことを特徴とする増幅装置。
【請求項２１】
請求項１から２０までのいずれか１項に記載の増幅装置において、
前記高周波電力増幅器は、Ａ級増幅器、ＡＢ級増幅器、あるいはＢ級増幅器で構成される
ことを特徴とする増幅装置。
【請求項２２】
請求項１から２１までのいずれか１項に記載の増幅装置において、
前記高周波電力増幅器は、ドハティ増幅器で構成される
ことを特徴とする増幅装置。
【請求項２３】
請求項１から２２までのいずれか１項に記載の増幅装置において、
前記スイッチング増幅器は、Ｄ級増幅器で構成される
ことを特徴とする増幅装置。
【請求項２４】
請求項１から２３までのいずれか１項に記載の増幅装置において、
前記デルタ変調器の代わりに、パルス幅変調器またはデルタシグマ変調器を用いる
ことを特徴とする増幅装置。
【請求項１】
変調波入力信号を増幅する高周波電力増幅器と、
前記変調波入力信号から包絡線信号を検出する第１の包絡線検出手段と、
前記高周波電力増幅器の出力信号を検出する出力信号検出手段と、
前記出力信号検出手段の出力から包絡線信号を検出する第２の包絡線検出手段と、
前記第１の包絡線検出手段の出力と前記第２の包絡線検出手段の出力を比較して誤差を検出する比較器と
を備え、
前記比較器からの誤差信号に基づき、前記高周波電力増幅器の電源電圧を制御する
ことを特徴とする増幅装置。
【請求項２】
変調波入力信号を増幅する高周波電力増幅器と、
前記変調波入力信号から包絡線信号を検出する第１の包絡線検出手段と、
前記高周波電力増幅器の出力信号を検出する出力信号検出手段と、
前記出力信号検出手段の出力から包絡線信号を検出する第２の包絡線検出手段と、
前記第１の包絡線検出手段の出力と前記第２の包絡線検出手段の出力を比較して誤差を検出する比較器と
を備え、
前記比較器からの誤差信号に基づき、前記高周波電力増幅器への変調波入力信号レベルを制御する
ことを特徴とする増幅装置。
【請求項３】
変調波入力信号を増幅する高周波電力増幅器と、
前記変調波入力信号から包絡線信号を検出する第１の包絡線検出手段と、
前記高周波電力増幅器の出力信号を検出する出力信号検出手段と、
前記出力信号検出手段の出力から包絡線信号を検出する第２の包絡線検出手段と、
前記第１の包絡線検出手段の出力と前記第２の包絡線検出手段の出力を比較して誤差を検出する比較器と、
前記比較器からの誤差信号をデルタ変調するデルタ変調器と、
前記デルタ変調器の出力を増幅するスイッチング増幅器と、
前記スイッチング増幅器の出力を帯域制限する低域通過フィルタと
を備え、
前記高周波電力増幅器は、前記低域通過フィルタの出力を電源電圧として、前記変調波入力信号を増幅する
ことを特徴とする増幅装置。
【請求項４】
変調波入力信号を増幅する高周波電力増幅器と、
前記変調波入力信号から包絡線信号を検出する包絡線検出手段と、
前記包絡線検出手段の出力をデルタ変調するデルタ変調器と、
前記デルタ変調器の出力を増幅するスイッチング増幅器と、
前記スイッチング増幅器の出力を帯域制限する低域通過フィルタと、
前記変調波入力信号を検出する入力信号検出手段と、
前記高周波電力増幅器の出力信号を検出する出力信号検出手段と、
前記入力信号検出手段の出力の振幅と前記出力信号検出手段の出力の振幅とを比較する振幅比較手段と
を備え、
前記高周波電力増幅器は、前記低域通過フィルタの出力を電源電圧として、前記振幅比較手段の出力に応じて振幅補正された変調波入力信号を増幅する
ことを特徴とする増幅装置。
【請求項５】
請求項２または４に記載の増幅装置において、
前記振幅比較手段の出力に応じて前記変調波入力信号の振幅を補正する可変利得器をさらに備え、
前記高周波電力増幅器は、前記可変利得器により振幅補正された変調波入力信号を増幅する
ことを特徴とする増幅装置。
【請求項６】
請求項２、４または５のいずれか１項に記載の増幅装置において、
前記高周波電力増幅器は、多段増幅器でなり、
前記振幅比較手段の出力に応じて前記高周波電力増幅器の前段増幅器のゲート電圧またはドレイン電圧を制御する
ことを特徴とする増幅装置。
【請求項７】
請求項２、４または５のいずれか１項に記載の増幅装置において、
前記高周波電力増幅器は、多段増幅器でなり、
前記振幅比較手段の出力に応じて前記高周波電力増幅器の後段増幅器のゲート電圧を制御する
ことを特徴とする増幅装置。
【請求項８】
変調波入力信号を増幅する高周波電力増幅器と、
前記変調波入力信号から包絡線信号を検出する包絡線検出手段と、
前記包絡線検出手段の出力をデルタ変調するデルタ変調器と、
前記デルタ変調器の出力を増幅するスイッチング増幅器と、
前記スイッチング増幅器の出力を帯域制限する低域通過フィルタと、
前記変調波入力信号を検出する入力信号検出手段と、
前記高周波電力増幅器の出力信号を検出する出力信号検出手段と、
前記入力信号検出手段の出力の位相と前記出力信号検出手段の出力の位相とを比較する位相比較手段と
を備え、
前記高周波電力増幅器は、前記低域通過フィルタの出力を電源電圧として、前記位相比較手段の出力に応じて位相補正された変調波入力信号を増幅する
ことを特徴とする増幅装置。
【請求項９】
請求項１から７までのいずれか１項に記載の増幅装置において、
前記入力信号検出手段の出力の位相と前記出力信号検出手段の出力の位相とを比較する位相比較手段をさらに備え、
前記高周波電力増幅器は、前記低域通過フィルタの出力を電源電圧として、前記位相比較手段の出力に応じて位相補正された変調波入力信号を増幅する
ことを特徴とする増幅装置。
【請求項１０】
請求項８または９に記載の増幅装置において、
前記位相比較手段の出力に応じて前記変調波入力信号の位相を補正する可変移相器をさらに備え、
前記高周波電力増幅器は、前記可変移相器により位相補正された変調波入力信号を増幅する
ことを特徴とする増幅装置。
【請求項１１】
変調波入力信号を増幅する高周波電力増幅器と、
前記高周波電力増幅器の出力信号を検出する出力信号検出手段と、
前記出力信号検出手段出力を直交復調する直交復調器と、
前記直交復調器の出力を負帰還し、ベースバンド入力信号に加算する加算器と、
前記加算器の出力を帯域制限した信号を直交変調する直交変調器と、
前記直交変調器の出力から包絡線信号を検出する包絡線検出手段と、
前記包絡線検出手段の出力をデルタ変調するデルタ変調器と、
前記デルタ変調器の出力を増幅するスイッチング増幅器と、
前記スイッチング増幅器の出力を帯域制限する低域通過フィルタと
を備え、
前記高周波電力増幅器は、前記低域通過フィルタの出力を電源電圧として、前記直交変調器からの変調波入力信号を増幅する
ことを特徴とする増幅装置。
【請求項１２】
請求項１から１１までのいずれか１項に記載の増幅装置において、
前記出力信号検出手段の出力を帰還させる帰還経路にループの位相遅れを低減する位相進み回路を設けた
ことを特徴とする増幅装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載の増幅装置において、
前記位相進み回路は、インダクタ、コンデンサ、抵抗で構成される直列共振回路を信号伝送経路に対して並列接続したもの、または、インダクタ、コンデンサ、抵抗で構成される並列共振回路を信号伝送経路に対して直列接続したものを、少なくとも１つ以上用いた
ことを特徴とする増幅装置。
【請求項１４】
請求項１２に記載の増幅装置において、
前記位相進み回路は、インダクタ、コンデンサ、抵抗で構成される直列共振回路を信号伝送経路に対して並列接続したものと、インダクタ、コンデンサ、抵抗で構成される並列共振回路を信号伝送経路に対して直列接続したものとを、それぞれ少なくとも１つ以上用いた
ことを特徴とする増幅装置。
【請求項１５】
請求項１２に記載の増幅装置において、
前記位相進み回路は、抵抗とキャパシタンスの並列接続回路を、信号伝送経路に対して直列に接続したものを、少なくとも１つ以上用いた
ことを特徴とする増幅装置。
【請求項１６】
請求項１２に記載の増幅装置において、
前記位相進み回路は、抵抗とキャパシタンスの並列接続回路を、信号伝送経路に対して直列に接続したものと、抵抗または抵抗とキャパシタンスの直列接続回路を信号伝送経路に対して並列に接続したものとを、それぞれ少なくとも１つ以上用いた
ことを特徴とする増幅装置。
【請求項１７】
請求項１２に記載の増幅装置において、
前記位相進み回路は、抵抗性成分を有するオープンスタブ、または、抵抗とオープンスタブの直列接続回路を、信号伝送経路に対して並列接続したものを少なくとも１つ以上用いた
ことを特徴とする増幅装置。
【請求項１８】
請求項１２に記載の増幅装置において、
前記位相進み回路は、抵抗性成分を有するショートスタブ、または抵抗とショートスタブの直列接続回路を、信号伝送経路に対して並列接続したものを少なくとも１つ以上用いた
ことを特徴とする増幅装置。
【請求項１９】
請求項１２に記載の増幅装置において、
前記位相進み回路は、抵抗とオープンスタブの直列接続回路を、信号伝送経路に対して並列に接続したものと、抵抗と前記オープンスタブとは線路長の異なるオープンスタブの直列接続回路を信号伝送経路に対して並列に接続したものを用いた
ことを特徴とする増幅装置。
【請求項２０】
請求項１２に記載の増幅装置において、
前記位相進み回路は、抵抗とショートスタブの直列接続回路を、信号伝送経路に対して並列に接続したものと、抵抗と前記ショートスタブとは線路長の異なるショートスタブの直列接続回路を信号伝送経路に対して並列に接続したものを用いた
ことを特徴とする増幅装置。
【請求項２１】
請求項１から２０までのいずれか１項に記載の増幅装置において、
前記高周波電力増幅器は、Ａ級増幅器、ＡＢ級増幅器、あるいはＢ級増幅器で構成される
ことを特徴とする増幅装置。
【請求項２２】
請求項１から２１までのいずれか１項に記載の増幅装置において、
前記高周波電力増幅器は、ドハティ増幅器で構成される
ことを特徴とする増幅装置。
【請求項２３】
請求項１から２２までのいずれか１項に記載の増幅装置において、
前記スイッチング増幅器は、Ｄ級増幅器で構成される
ことを特徴とする増幅装置。
【請求項２４】
請求項１から２３までのいずれか１項に記載の増幅装置において、
前記デルタ変調器の代わりに、パルス幅変調器またはデルタシグマ変調器を用いる
ことを特徴とする増幅装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１１−１０１１１１（Ｐ２０１１−１０１１１１Ａ）
【公開日】平成２３年５月１９日（２０１１．５．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２５３２２５（Ｐ２００９−２５３２２５）
【出願日】平成２１年１１月４日（２００９．１１．４）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年５月１９日（２０１１．５．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１１月４日（２００９．１１．４）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
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