JP2014204229A - Amplifier module and signal transmitter - Google Patents
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Abstract
【課題】複数の変調波信号における差周波、変調帯域幅の周波数や偶高調波に起因する歪み成分の発生を抑えることができるようにする。【解決手段】制御回路１６が、信号情報出力部３から出力された信号情報が示す複数の変調波信号の搬送周波数及び変調帯域幅にしたがって、複数の変調波信号における差周波、変調帯域幅の周波数及び偶高調波に対するインピーダンスの中で、少なくとも１以上のインピーダンスを制御する。これにより、複数の変調波信号における差周波、変調帯域幅の周波数や偶高調波に起因する歪み成分の発生を抑えることができる。【選択図】図１The generation of a distortion component due to a difference frequency, a modulation bandwidth frequency, and even harmonics in a plurality of modulated wave signals is suppressed. In accordance with a carrier frequency and a modulation bandwidth of a plurality of modulated wave signals indicated by signal information output from a signal information output unit, a control circuit 16 has a difference frequency and a modulation bandwidth of the plurality of modulated wave signals. At least one impedance among the impedances for the frequency and even harmonics is controlled. Thereby, generation | occurrence | production of the distortion component resulting from the difference frequency in the some modulation wave signal, the frequency of a modulation bandwidth, and an even harmonic can be suppressed. [Selection] Figure 1
Description
この発明は、複数の変調波信号を増幅する増幅器における非線形性を補償する増幅器モジュール及び信号送信機に関するものである。 The present invention relates to an amplifier module and a signal transmitter that compensate for nonlinearity in an amplifier that amplifies a plurality of modulated wave signals.
通信では線形な信号伝送が求められるが、通信に用いられる一般的な増幅器では、信号を増幅する際に、信号の波形に歪みを生じさせてしまう非線形性があることが知られている。
そのため、増幅器で発生する信号の歪みを補償する歪み補償回路が用いられる。
Although linear signal transmission is required for communication, it is known that a general amplifier used for communication has nonlinearity that causes distortion in the signal waveform when the signal is amplified.
Therefore, a distortion compensation circuit that compensates for signal distortion generated in the amplifier is used.
歪み補償回路を大まかに分類すると、負帰還型、フィードフォワード型、プリディストーション型の３つに分けられる。
負帰還型は、主に狭帯域の変調波を増幅する増幅器に用いられ、フィードフォワード型とプリディストーション型は、基地局用増幅器などに用いられる。
プリディストーション型は、ディジタル信号処理を用いたディジタル・プリディストーションとしてよく用いられている。
The distortion compensation circuits can be roughly classified into three types: a negative feedback type, a feed forward type, and a predistortion type.
The negative feedback type is mainly used for amplifiers that amplify narrow-band modulated waves, and the feedforward type and predistortion type are used for base station amplifiers and the like.
The predistortion type is often used as digital predistortion using digital signal processing.
近年では、１つの増幅器を用いて、中心周波数が異なる複数の変調波信号を共通に増幅する構成がよく用いられている。
複数の変調波信号に対応する歪み補償回路としては、周波数毎に変調波信号を分離して、各変調波信号における非線形性の補償を行うディジタル・プリディストーションの構成がある。また、周波数が異なる複数の変調波信号が合成された合成信号における非線形性の補償を行うディジタル・プリディストーションの構成がある。
In recent years, a configuration in which a plurality of modulated wave signals having different center frequencies are commonly amplified using one amplifier is often used.
As a distortion compensation circuit corresponding to a plurality of modulated wave signals, there is a digital predistortion configuration in which modulated wave signals are separated for each frequency and nonlinearity in each modulated wave signal is compensated. Further, there is a digital predistortion configuration that compensates for nonlinearity in a synthesized signal obtained by synthesizing a plurality of modulated wave signals having different frequencies.
以下、歪みの基本原理について説明する。
図８は一般的な増幅器に対してＣＷ２波が入力された際の非線形領域での信号スペクトルを示す説明図である。
図８の例では、０次の項としてＤＣが生じ、１次の項として基本波ω1，ω2が生じている様子を示している。
また、２次の項として２次高調波２ω1，ω1＋ω2，２ω2と差周波ω2−ω1とが生じ、３次の項として３次高調波３ω1，２ω1＋ω2，ω1＋２ω2，３ω2とＩＭＤ３である２ω1−ω2，−ω1＋２ω2とが生じている様子を示している。図８では、説明の簡単化のため、４次以上の項は記載していない。
Hereinafter, the basic principle of distortion will be described.
FIG. 8 is an explanatory diagram showing a signal spectrum in a nonlinear region when a CW2 wave is input to a general amplifier.
In the example of FIG. 8, DC is generated as a zero-order term, and fundamental waves ω 1 and ω 2 are generated as primary terms.
In addition, second harmonics 2ω 1 , ω 1 + ω 2 , 2ω 2 and a difference frequency ω 2 −ω 1 are generated as second order terms, and third harmonics 3ω 1 , 2ω 1 + ω 2 , as third order terms, This shows a state in which ω 1 + 2ω 2 , 3ω 2 and 2ω 1 −ω 2 and −ω 1 + 2ω 2 as IMD3 are generated. In FIG. 8, the fourth and higher order terms are not shown for the sake of simplicity.
例えば、増幅器が、図９に示すようなＡＭ−ＡＭ特性及びＡＭ−ＰＭ特性を有している場合、基本波ω1，ω2の近傍に生じる歪みについては、奇数次の項が影響することが知られている。
よって、一般的には、ＡＭ−ＡＭ特性及びＡＭ−ＰＭ特性を有している増幅器が実装されている場合、奇数次の項に対して歪みを補償する歪み補償回路が実装される。
しかし、増幅器のＡＭ−ＡＭ特性及びＡＭ−ＰＭ特性は、周波数特性を有しているため偶数次の項が存在しており、偶数次の項に依存する歪みが発生する。また、発生する歪みは、偶数次の項に関係する周波数のインピーダンスによって大きく変化する。
For example, when the amplifier has the AM-AM characteristic and the AM-PM characteristic as shown in FIG. 9, the odd-order term affects the distortion generated in the vicinity of the fundamental waves ω 1 and ω 2. It has been known.
Therefore, generally, when an amplifier having AM-AM characteristics and AM-PM characteristics is mounted, a distortion compensation circuit that compensates for distortion in odd-numbered terms is mounted.
However, since the AM-AM characteristics and AM-PM characteristics of the amplifier have frequency characteristics, there are even-order terms, and distortion depending on the even-order terms occurs. In addition, the generated distortion varies greatly depending on the impedance of the frequency related to the even-order term.
単段の増幅器に関しては影響がないことが多いが、多段増幅器や歪み補償回路を含む増幅器モジュールでは、（２ω1−ω2）＞（−ω1＋２ω2）、もしくは、（２ω1−ω2）＜（−ω1＋２ω2）となることがあり、偶数次の項に起因する問題が生じる。
この傾向は、増幅器の非線形性が大きい場合や、離調周波数が大きい場合に、より顕著になる。
In many cases, there is no influence on a single-stage amplifier. However, in an amplifier module including a multistage amplifier and a distortion compensation circuit, (2ω 1 −ω 2 )> (− ω 1 + 2ω 2 ) or (2ω 1 −ω 2). ) <(− Ω 1 + 2ω 2 ), which causes problems due to even-order terms.
This tendency becomes more prominent when the nonlinearity of the amplifier is large or when the detuning frequency is large.
増幅器を用いて、変調波信号を増幅する構成では、一般的に、複数の変調波信号における差周波、変調帯域幅の周波数及び偶高調波のインピーダンスを固定する構成が用いられる。
以下の特許文献１には、搬送波周波数変化回路又は増幅器のバイアスを変化させて、歪み成分の周波数分布が搬送波周波数に関して、対称又は非対称になるように制御している増幅器モジュールが開示されている。
以下の特許文献２には、トランジスタの入力側と出力側に、第１の変調帯域幅の周波数と第２の変調帯域幅の周波数を短絡する増幅器モジュールが開示されている。
以下の特許文献３には、多数のキャリア周波数が含まれる変調帯域幅を持つ信号用に変調帯域幅の周波数を短絡する増幅器モジュールが開示されている。
In a configuration in which a modulated wave signal is amplified using an amplifier, a configuration in which a difference frequency, a frequency of a modulation bandwidth, and an impedance of an even harmonic are fixed in a plurality of modulated wave signals is generally used.
Patent Document 1 below discloses an amplifier module in which a carrier frequency changing circuit or an amplifier bias is changed to control the frequency distribution of distortion components to be symmetric or asymmetric with respect to the carrier frequency.
従来の増幅器モジュールは以上のように構成されているので、キャリアアグリケーションのように中心周波数が異なる複数の変調波信号を同時に送信する場合でも、複数の変調波信号における差周波、変調帯域幅の周波数及び偶高調波に対するインピーダンスが制御されず、それらのインピーダンスが固定されている。そのため、複数の変調波信号における差周波、変調帯域幅の周波数や偶高調波に対するインピーダンスを最適に制御することができず、複数の変調波信号における差周波、変調帯域幅の周波数や偶高調波に起因する歪み成分が生じてしまう課題があった。 Since the conventional amplifier module is configured as described above, even when a plurality of modulated wave signals having different center frequencies are transmitted simultaneously, such as carrier aggregation, the frequency of the difference frequency and the modulation bandwidth in the plurality of modulated wave signals. And the impedance with respect to the even harmonic is not controlled, and those impedances are fixed. For this reason, it is not possible to optimally control the difference frequency, the modulation bandwidth frequency and even harmonics in the plurality of modulated wave signals, and the difference frequency, modulation bandwidth frequency and even harmonics in the plurality of modulated wave signals cannot be controlled. There has been a problem that a distortion component due to the phenomenon occurs.
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、複数の変調波信号における差周波、変調帯域幅の周波数や偶高調波に起因する歪み成分の発生を抑えることができる増幅器モジュール及び信号送信機を得ることを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an amplifier module capable of suppressing generation of distortion components due to difference frequencies, modulation bandwidth frequencies and even harmonics in a plurality of modulated wave signals. And to obtain a signal transmitter.
この発明に係る増幅器モジュールは、中心周波数が異なる複数の信号を増幅する増幅器と、増幅器で発生する信号の歪みを補償する歪み補償回路とを備え、インピーダンス制御手段が、増幅器により増幅される複数の信号の搬送周波数及び変調帯域幅にしたがって、複数の信号における差周波、変調帯域幅の周波数及び偶高調波に対するインピーダンスの中で、少なくとも１以上のインピーダンスを制御するようにしたものである。 An amplifier module according to the present invention includes an amplifier that amplifies a plurality of signals having different center frequencies, and a distortion compensation circuit that compensates for distortion of the signal generated by the amplifier, and the impedance control means includes a plurality of amplifiers that are amplified by the amplifier. According to the carrier frequency of the signal and the modulation bandwidth, at least one or more of the impedances for the difference frequency, the frequency of the modulation bandwidth, and the even harmonics in the plurality of signals is controlled.
この発明によれば、インピーダンス制御手段が、増幅器により増幅される複数の信号の搬送周波数及び変調帯域幅にしたがって、複数の信号における差周波、変調帯域幅の周波数及び偶高調波に対するインピーダンスの中で、少なくとも１以上のインピーダンスを制御するように構成したので、複数の信号における差周波、変調帯域幅の周波数や偶高調波に起因する歪み成分の発生を抑えることができる効果がある。 According to the present invention, the impedance control means includes the difference frequency in the plurality of signals, the frequency in the modulation bandwidth, and the impedance to the even harmonic in accordance with the carrier frequency and the modulation bandwidth of the plurality of signals amplified by the amplifier. Since at least one impedance is controlled, there is an effect that it is possible to suppress the generation of distortion components due to the difference frequency, the modulation bandwidth frequency and even harmonics in a plurality of signals.
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１による増幅器モジュールを実装している信号送信機を示す構成図である。
図１において、信号生成部１は信号発生部２、信号情報出力部３及び信号出力部４から構成されており、中心周波数が異なる複数の変調波信号を出力するとともに、複数の変調波信号の搬送周波数及び変調帯域幅を示す信号情報を出力する処理を実施する。なお、信号生成部１は信号生成手段を構成している。
Embodiment 1 FIG.
1 is a block diagram showing a signal transmitter in which an amplifier module according to Embodiment 1 of the present invention is mounted.
In FIG. 1, a signal generation unit 1 includes a
信号生成部１の信号発生部２は中心周波数が異なる複数の変調波信号を発生する信号源である。
信号情報出力部３は増幅器モジュール１０と接続されており、信号発生部２から発生される複数の変調波信号の信号数ｎ、複数の変調波信号の搬送周波数ｆ及び変調帯域幅ｗを示す信号情報を増幅器モジュール１０に出力する処理を実施する。
信号出力部４は増幅器モジュール１０と接続されており、信号発生部２から発生された複数の変調波信号を増幅器モジュール１０に出力する処理を実施する。
The
The signal
The signal output unit 4 is connected to the
増幅器モジュール１０は信号生成部１から出力された複数の変調波信号を増幅する増幅器を備えているモジュールである。
歪み補償回路１１は例えばアナログプリディストーションで構成されており、信号生成部１から出力された複数の変調波信号がドライバ増幅器１２、インピーダンス調整回路１３、高出力増幅器１４及びインピーダンス調整回路１５を通過する際に発生する歪みを打ち消す予歪みを発生することで、通過する際に発生する複数の変調波信号の歪みを補償する回路である。
なお、歪み補償回路１１から発生される予歪みは、予め、ドライバ増幅器１２と高出力増幅器１４が組み合わせれた特性を考慮して設定されており、主にドライバ増幅器１２及び高出力増幅器１４から発生する奇数次の項の歪みを補償する。
The
The
Note that the predistortion generated from the
ドライバ増幅器１２は高出力増幅器１４が動作するレベルまで、複数の変調波信号を増幅する。
インピーダンス調整回路１３は高出力増幅器１４の入力側に接続されており、制御回路１６の制御の下、複数の変調波信号における差周波、変調帯域幅の周波数及び偶高調波に対するインピーダンスの中で、少なくとも１以上のインピーダンスを調整する第１のインピーダンス調整回路である。
高出力増幅器１４は例えばトランジスタなどから構成されており、複数の変調波信号を増幅する。
インピーダンス調整回路１５は高出力増幅器１４の出力側に接続されており、制御回路１６の制御の下、複数の変調波信号における差周波、変調帯域幅の周波数及び偶高調波に対するインピーダンスの中で、少なくとも１以上のインピーダンスを調整する第２のインピーダンス調整回路である。
The
The
The
The
制御回路１６はメモリ１７及び制御情報決定部１８から構成されており、信号情報出力部３から出力された信号情報から、複数の変調波信号における差周波、変調帯域幅の周波数及び偶高調波に起因して発生する歪み成分の低減に寄与する適正インピーダンスをそれぞれ特定し、複数の変調波信号における差周波、変調帯域幅の周波数及び偶高調波に対するインピーダンスが、特定した各々の適正インピーダンスと一致するようにインピーダンス調整回路１３，１５を制御する回路である。
なお、インピーダンス調整回路１３，１５及び制御回路１６からインピーダンス制御手段が構成されている。
The
The
制御回路１６のメモリ１７は変調波信号の搬送周波数ｆと変調帯域幅ｗの組み合わせ毎に、適正インピーダンスを得るための制御情報（差周波に対するインピーダンスを適正インピーダンスにするための制御情報ａ、変調帯域幅の周波数に対するインピーダンスを適正インピーダンスにするための制御情報ｂ、偶高調波に対するインピーダンスを適正インピーダンスにするための制御情報ｃ）を格納している。
制御回路１６の制御情報決定部１８は信号情報出力部３から信号情報を受け取ると、メモリ１７に格納されている複数の制御情報の中から、その信号情報が示す搬送周波数ｆ及び変調帯域幅ｗの組み合わせに対応する制御情報を取得し、その制御情報にしたがってインピーダンス調整回路１３，１５を制御する回路である。
The
When the control
次に動作について説明する。
図２はこの発明の実施の形態１による信号送信機の処理内容を示すフローチャートである。
まず、信号生成部１の信号発生部２は、中心周波数が異なる複数の変調波信号を発生する（ステップＳＴ１）。
ここでは、説明の簡単化のため、２つの変調波信号を発生するものとして説明する。
Next, the operation will be described.
FIG. 2 is a flowchart showing the processing contents of the signal transmitter according to the first embodiment of the present invention.
First, the
Here, for simplification of explanation, it is assumed that two modulated wave signals are generated.
信号生成部１の信号情報出力部３は、信号発生部２から発生される複数の変調波信号の信号数ｎ、複数の変調波信号の搬送周波数ｆ及び変調帯域幅ｗを示す信号情報を増幅器モジュール１０に出力する（ステップＳＴ２）。
この実施の形態１では、信号数ｎ＝２であるため、２つの変調波信号の搬送周波数としてｆ１，ｆ２、２つの変調波信号の変調帯域幅としてｗ１，ｗ２を示す信号情報が増幅器モジュール１０に出力される。
なお、信号情報は、信号数ｎ、搬送周波数ｆ及び変調帯域幅ｗを示す情報に限るものではなく、他の情報を含んでいてもよい。
The signal
In the first embodiment, since the number of signals is n = 2, the signal information indicating f1 and f2 as the carrier frequencies of the two modulated wave signals and w1 and w2 as the modulation bandwidths of the two modulated wave signals is the
Note that the signal information is not limited to information indicating the number of signals n, the carrier frequency f, and the modulation bandwidth w, and may include other information.
信号生成部１の信号発生部２から２つの変調波信号が発生されて、２つの変調波信号が増幅器モジュール１０に出力される場合、詳細は後述するが、ドライバ増幅器１２と高出力増幅器１４によって２つの変調波信号が増幅され、その際に信号の歪みが発生する。
ここで、図３は一般的な広帯域多段増幅器の歪み特性を示す説明図である。
図３の例では、１次の項である基本波ω1，ω2の差周波（ω2−ω1）は５００ＭＨｚであり、Δは１００ｋＨｚである。
図３（ａ）は基本波ω1における１ＭＨｚ離調でのスペクトラムを示し、図３（ｂ）は基本波ω2における１ＭＨｚ離調でのスペクトラムを示し、図３（ｃ）は３次の項であるＩＭＤ３＿Ｈ１，ＩＭＤ３＿Ｌ１，ＩＭＤ３＿Ｈ２，ＩＭＤ３＿Ｌ２の測定結果を示している。
この場合、基本波ω1，ω2のいずれにおいても、ＩＭＤ３の下側の周波数ＩＭＤ３＿Ｌ１（または、ＩＭＤ３＿Ｌ２）と、上側の周波数ＩＭＤ３＿Ｈ１（または、ＩＭＤ３＿Ｈ２）とはほぼ同じ値を示している。
When two modulation wave signals are generated from the
Here, FIG. 3 is an explanatory diagram showing distortion characteristics of a general broadband multistage amplifier.
In the example of FIG. 3, the difference frequency (ω 2 −ω 1 ) between the fundamental waves ω 1 and ω 2 , which is a first-order term, is 500 MHz, and Δ is 100 kHz.
3A shows the spectrum of the fundamental wave ω 1 at 1 MHz detuning, FIG. 3B shows the spectrum of the fundamental wave ω 2 at 1 MHz detuning, and FIG. 3C shows the third-order term. The measurement results of IMD3_H1, IMD3_L1, IMD3_H2, and IMD3_L2 are shown.
In this case, in both of the fundamental waves ω 1 and ω 2 , the lower frequency IMD3_L1 (or IMD3_L2) of the IMD3 and the upper frequency IMD3_H1 (or IMD3_H2) have substantially the same value.
図３（ｄ）は基本波ω1，ω2における５００ＭＨｚ離調でのスペクトラムを示し、図３（ｅ）は３次の項であるＩＭＤ３＿Ｈ３，ＩＭＤ３＿Ｌ３の測定結果を示している。
この場合、ＩＭＤ３の下側の周波数ＩＭＤ３＿Ｌ３と、上側の周波数ＩＭＤ３＿Ｈ３とは大きさが異なっている。
周波数ＩＭＤ３＿Ｌ３＞周波数ＩＭＤ３＿Ｈ３であり、歪み特性としてはＩＭＤ３＿Ｌ３の値となり、歪みが劣化している。
これは、高出力増幅器１４の周波数特性に起因する偶数次の項の歪みであるため、偶数次の項の値を減らす必要がある。
そこで、この実施の形態１では、偶数次の項に対応する周波数のインピーダンスを最適な値に調整することで、偶数次の項の歪みを低減するようにしている（詳細は後述する）。
FIG. 3D shows the spectrum of the fundamental waves ω 1 and ω 2 at 500 MHz detuning, and FIG. 3E shows the measurement results of the third-order terms IMD3_H3 and IMD3_L3.
In this case, the magnitude of the lower frequency IMD3_L3 of the
The frequency IMD3_L3> the frequency IMD3_H3, and the distortion characteristic has a value of IMD3_L3, and the distortion is deteriorated.
Since this is distortion of the even-order term due to the frequency characteristics of the high-
Therefore, in the first embodiment, the distortion of the even-order term is reduced by adjusting the impedance of the frequency corresponding to the even-order term to an optimum value (details will be described later).
また、図３（ｅ）は最適なインピーダンスに調整した場合のＩＭＤ３の特性を示しており、ＩＭＤ３＿Ｌ３より値が良くなっていることが分かる。ＩＭＤ３＿Ｈ３より悪い値があるのは、偶数次の項の歪みが奇数次に起因する歪みと打ち消しあって、下がっていた分が元に戻ったからである。
また、低出力領域では、偶数次の項の歪みが起因してフロアの歪みレベルを上げていたため、偶数次の項に対応する周波数のインピーダンスを最適な値にすることで、フロアの歪みを低減している。
FIG. 3E shows the characteristics of the
Also, in the low output region, the distortion level of the floor was raised due to the distortion of the even-order term, so the floor distortion was reduced by optimizing the impedance of the frequency corresponding to the even-order term. doing.
制御回路１６の制御情報決定部１８は、信号情報出力部３から信号情報を受け取ると、メモリ１７に格納されている複数の制御情報の中から、その信号情報が示す搬送周波数ｆ１，ｆ２及び変調帯域幅ｗ１，ｗ２の組み合わせに対応する制御情報を取得する（ステップＳＴ３）。
即ち、制御回路１６のメモリ１７には、高出力増幅器１４の入力側において、２つの変調波信号における差周波、変調帯域幅の周波数及び偶高調波に起因して発生する歪み成分（基本波成分、３次歪み成分、５次歪み成分、・・・、（２Ｎ＋１）次歪み成分）の低減に寄与する適正インピーダンスを得るための制御情報が、搬送周波数ｆ１，ｆ２及び変調帯域幅ｗ１，ｗ２の組み合わせ別に記憶されているので、複数の制御情報の中から、信号情報が示す搬送周波数ｆ１，ｆ２及び変調帯域幅ｗ１，ｗ２の組み合わせに対応する制御情報を取得する。以下、高出力増幅器１４の入力側に接続されているインピーダンス調整回路１３を制御するための制御情報を制御情報（１）と称する。
When the control
That is, in the
同様に、制御回路１６のメモリ１７には、高出力増幅器１４の出力側において、２つの変調波信号における差周波、変調帯域幅の周波数及び偶高調波に起因して発生する歪み成分の低減に寄与する適正インピーダンスを得るための制御情報が、搬送周波数ｆ１，ｆ２及び変調帯域幅ｗ１，ｗ２の組み合わせ別に記憶されているので、複数の制御情報の中から、信号情報が示す搬送周波数ｆ１，ｆ２及び変調帯域幅ｗ１，ｗ２の組み合わせに対応する制御情報を取得する。以下、高出力増幅器１４の出力側に接続されているインピーダンス調整回路１５を制御するための制御情報を制御情報（２）と称する。
高出力増幅器１４の入力側と出力側では、適正インピーダンスが異なるため、制御情報決定部１８は、インピーダンス調整回路１３を制御するための制御情報（１）と、インピーダンス調整回路１５を制御するための制御情報（２）とを別々に取得する。
Similarly, the
Since the appropriate impedance differs between the input side and the output side of the high-
この実施の形態１では、２つの変調波信号における差周波に起因して発生する歪み成分と、変調帯域幅の周波数に起因して発生する歪み成分と、偶高調波に起因して発生する歪み成分との全てを低減するため、制御情報（１）及び制御情報（２）は、差周波に対するインピーダンスを適正インピーダンスにするための制御情報ａと、変調帯域幅の周波数に対するインピーダンスを適正インピーダンスにするための制御情報ｂと、偶高調波に対するインピーダンスを適正インピーダンスにするための制御情報ｃとを含んでいる。
即ち、複数の制御情報の中から、差周波に対するインピーダンスを適正インピーダンスにするための制御情報ａと、変調帯域幅の周波数に対するインピーダンスを適正インピーダンスにするための制御情報ｂと、偶高調波に対するインピーダンスを適正インピーダンスにするための制御情報ｃとを取得して、制御情報（１）及び制御情報（２）のそれぞれが、制御情報ａ、制御情報ｂ及び制御情報ｃを含んでいる必要がある。
例えば、２つの変調波信号における差周波、変調帯域幅の周波数及び偶高調波のうち、偶高調波に起因して発生する歪み成分だけを低減すれば足りるような場合には、制御情報（１）及び制御情報（２）は、偶高調波に対するインピーダンスを適正インピーダンスにするための制御情報ｃだけを含んでいればよい。
In the first embodiment, a distortion component generated due to a difference frequency between two modulated wave signals, a distortion component generated due to a frequency of the modulation bandwidth, and a distortion generated due to an even harmonic. In order to reduce all of the components, the control information (1) and the control information (2) have the control information a for making the impedance for the difference frequency an appropriate impedance and the impedance for the frequency of the modulation bandwidth. Control information b for control, and control information c for setting the impedance to the even harmonics to an appropriate impedance.
That is, among the plurality of control information, control information a for making the impedance for the difference frequency appropriate impedance, control information b for making the impedance for the frequency of the modulation bandwidth appropriate impedance, and impedance for even harmonics And the control information c for obtaining the proper impedance, and each of the control information (1) and the control information (2) needs to include the control information a, the control information b, and the control information c.
For example, when it is sufficient to reduce only the distortion component generated due to the even harmonic among the difference frequency, the frequency of the modulation bandwidth, and the even harmonic in the two modulated wave signals, the control information (1 ) And control information (2) need only include control information c for making the impedance to the even harmonics an appropriate impedance.
制御情報決定部１８は、信号情報が示す搬送周波数ｆ１，ｆ２及び変調帯域幅ｗ１，ｗ２の組み合わせに対応する制御情報（１）（２）を取得すると、その制御情報（１）にしたがってインピーダンス調整回路１３を制御するとともに、その制御情報（２）にしたがってインピーダンス調整回路１５を制御する（ステップＳＴ４）。
これにより、インピーダンス調整回路１３によって、２つの変調波信号における差周波、変調帯域幅の周波数及び偶高調波に対するインピーダンスが適正インピーダンスと一致するように調整される（ステップＳＴ５）。
また、インピーダンス調整回路１５によって、２つの変調波信号における差周波、変調帯域幅の周波数及び偶高調波に対するインピーダンスが適正インピーダンスと一致するように調整される（ステップＳＴ５）。
When the control
Thereby, the
Further, the
ここでは、インピーダンス調整回路１３，１５による調整は、高出力増幅器１４を構成しているトランジスタから見た差周波、変調帯域幅の周波数及び偶高調波に対するインピーダンスの全てが適正インピーダンスと一致するように調整されるものを想定しているが、その差周波、変調帯域幅の周波数及び偶高調波に対するインピーダンスの中のいずれか１つだけが適正インピーダンスと一致するように調整される場合でも、程度の差があっても、歪みが低減する効果が得られる。
Here, the adjustment by the
信号生成部１の信号出力部４は、インピーダンス調整回路１３，１５によるインピーダンスの調整が完了すると、信号発生部２から発生された２つの変調波信号を増幅器モジュール１０に出力する（ステップＳＴ６）。
増幅器モジュール１０の歪み補償回路１１は、信号生成部１から２つの変調波信号を受けると、２つの変調波信号がドライバ増幅器１２、インピーダンス調整回路１３、高出力増幅器１４及びインピーダンス調整回路１５を通過する際に発生する歪みを打ち消す予歪みを発生することで、通過する際に発生する２つの変調波信号の歪みを補償する（ステップＳＴ７）。
これにより、主にドライバ増幅器１２及び高出力増幅器１４から発生する奇数次の項の歪みが補償される。
When the impedance adjustment by the
When the
As a result, distortion of odd-order terms mainly generated from the
ドライバ増幅器１２は、歪み補償回路１１から歪み補償後の変調波信号を受けると、高出力増幅器１４が動作するレベルまで、それらの変調波信号を増幅し、増幅後の変調波信号をインピーダンス調整回路１３の出力する（ステップＳＴ８）。
インピーダンス調整回路１３では、上述したように、適正インピーダンスに調整されているので、２つの変調波信号は、インピーダンス調整回路１３を通過することで、差周波、変調帯域幅の周波数及び偶高調波に起因して発生する歪み成分（基本波成分、３次歪み成分、５次歪み成分、・・・、（２Ｎ＋１）次歪み成分）が低減される（ステップＳＴ９）。
When the
Since the
高出力増幅器１４は、インピーダンス調整回路１３を通過してきた２つの変調波信号を増幅し、増幅後の変調波信号をインピーダンス調整回路１５の出力する（ステップＳＴ１０）。
インピーダンス調整回路１５では、上述したように、適正インピーダンスに調整されているので、２つの変調波信号は、インピーダンス調整回路１５を通過することで、差周波、変調帯域幅の周波数及び偶高調波に起因して発生する歪み成分（基本波成分、３次歪み成分、５次歪み成分、・・・、（２Ｎ＋１）次歪み成分）が低減される（ステップＳＴ１１）。
これにより、増幅器モジュール１０から歪みが小さい２つの変調波信号が出力される。
The high-
Since the
As a result, two modulated wave signals with small distortion are output from the
ここで、図４はインピーダンス調整回路１３，１５の有無による歪み特性の違いを示す説明図である。
図４から明らかなように、インピーダンス調整回路１３，１５がある場合、インピーダンス調整回路１３，１５がない場合と比べて、歪み特性が大きく改善されていることが分かる。
なお、離調周波数や増幅器のインピーダンス等で改善度合いは変わるが、インピーダンス調整回路１３，１５があることで、改善の方向に推移する。
Here, FIG. 4 is an explanatory diagram showing the difference in distortion characteristics depending on the presence or absence of the
As can be seen from FIG. 4, the distortion characteristics are greatly improved when the
Although the degree of improvement varies depending on the detuning frequency, the impedance of the amplifier, and the like, the presence of the
以上で明らかなように、この実施の形態１によれば、制御回路１６が、信号情報出力部３から出力された信号情報が示す複数の変調波信号の搬送周波数及び変調帯域幅にしたがって、複数の変調波信号における差周波、変調帯域幅の周波数及び偶高調波に対するインピーダンスを制御するように構成したので、複数の変調波信号における差周波、変調帯域幅の周波数や偶高調波に起因する歪み成分の発生を抑えることができる効果を奏する。
As is apparent from the above, according to the first embodiment, the
この実施の形態１では、高出力増幅器１４の入力側及び出力側の双方に、インピーダンス調整回路１３，１５を配置している例を示したが、高出力増幅器１４の入力側又は出力側のいずれか一方だけにインピーダンス調整回路を配置するようにしてもよい。この場合でも、程度の差があっても、歪みを低減する効果が得られる。
In the first embodiment, the
図１の増幅器モジュール１０には実装されていないが、インピーダンス調整回路１５から出力された複数の変調波信号の歪みを検出する歪み検出回路を実装し、制御回路１６が、その歪み検出回路により検出された歪みが低減するように、歪み補償回路１１、ドライバ増幅器１２又は高出力増幅器１４を制御するようにしてもよい。
なお、歪み検出回路の代わりに、制御回路１６が、信号生成部１の信号出力部４から出力された複数の変調波信号と、インピーダンス調整回路１５から出力された複数の変調波信号とを比較することで、歪みを検出するようにしてもよい。
Although not mounted in the
In place of the distortion detection circuit, the
この実施の形態１では、信号生成部１が２つの変調波信号を増幅器モジュール１０に出力して、増幅器モジュール１０が２つの変調波信号を増幅する例を示したが、信号生成部１の信号発生部２が、中心周波数が異なる３つ以上の変調波信号を増幅器モジュール１０に出力して、増幅器モジュール１０が３つ以上の変調波信号を増幅する場合であっても同様に適用することができる。
In the first embodiment, the signal generation unit 1 outputs two modulated wave signals to the
この実施の形態１では、制御回路１６のメモリ１７が、信号情報が示す搬送周波数ｆ１，ｆ２及び変調帯域幅ｗ１，ｗ２の組み合わせに対応する制御情報を格納しているものを示したが、搬送周波数ｆ１，ｆ２及び変調帯域幅ｗ１，ｗ２から、２つの変調波信号における差周波、変調帯域幅の周波数及び偶高調波を特定することができるので、制御回路１６のメモリ１７が、その差周波、変調帯域幅の周波数及び偶高調波に対応する制御情報（制御情報ａ、制御情報ｂ、制御情報ｃ）を格納するようにしてもよい。
Although the
また、この実施の形態１では、制御回路１６の制御情報決定部１８が、メモリ１７から取得した制御情報にしたがってインピーダンス調整回路１３，１５を制御するものを示したが、メモリ１７に制御情報ではなく、差周波、変調帯域幅の周波数及び偶高調波に対する適正インピーダンスが格納されているような場合には、メモリ１７から適正インピーダンスを取得し、インピーダンス調整回路１３，１５から差周波、変調帯域幅の周波数及び偶高調波に対するインピーダンスをフィードバックしながら、そのインピーダンスが、その適正インピーダンスと一致するように制御してもよい。
In the first embodiment, the control
実施の形態２．
図５はこの発明の実施の形態２による増幅器モジュールを実装している信号送信機を示す構成図であり、図において、図１と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
上記実施の形態１では、歪み補償回路１１が増幅器モジュール１０に実装されている例を示したが、図５に示すように、歪み補償回路１１が信号生成部１に実装されていてもよい。上記実施の形態１では、アナログプリディストーションの例を示したが、この実施の形態２では、ディジタルプリディストーションの例を説明する。
歪み補償回路１１が実装されている部分が異なるだけで、上記実施の形態１と同様に動作し、上記実施の形態１と同様の効果が得られる。
FIG. 5 is a block diagram showing a signal transmitter in which an amplifier module according to
Although the
Only the portion where the
実施の形態３．
図６はこの発明の実施の形態３による増幅器モジュールを実装している信号送信機を示す構成図であり、図において、図１と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
この実施の形態３では、信号生成部１が信号情報出力部３及び信号出力部４を実装しておらず、信号発生部２が複数の変調波信号を発生すると、直ちに、複数の変調波信号を増幅器モジュール１０に出力する。
増幅器モジュール１０の信号情報検出回路２０は信号生成部１から出力された複数の変調波信号の搬送周波数ｆ及び変調帯域幅ｗを検出し、その検出結果を制御回路１６に出力する回路である。
6 is a block diagram showing a signal transmitter on which an amplifier module according to
In the third embodiment, when the signal generation unit 1 does not mount the signal
The signal
上記実施の形態１では、信号生成部１の信号情報出力部３が、信号発生部２から発生される複数の変調波信号の信号数ｎ、複数の変調波信号の搬送周波数ｆ及び変調帯域幅ｗを示す信号情報を増幅器モジュール１０に出力するものを示したが、複数の変調波信号の搬送周波数ｆ及び変調帯域幅ｗを検出する信号情報検出回路２０を増幅器モジュール１０に実装することで、信号情報出力部３及び信号出力部４を実装しないようにしてもよい。
増幅器モジュール１０における信号情報検出回路２０以外の構成要素の処理内容は上記実施の形態１と同様であり、上記実施の形態１と同様の効果が得られる。
In the first embodiment, the signal
The processing contents of the components other than the signal
実施の形態４．
図７はこの発明の実施の形態４による増幅器モジュールを実装している信号送信機を示す構成図であり、図において、図６と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
歪み検出回路３０はインピーダンス調整回路１５から出力された複数の信号の歪みを検出する回路である。
Embodiment 4 FIG.
7 is a block diagram showing a signal transmitter in which an amplifier module according to Embodiment 4 of the present invention is mounted. In the figure, the same reference numerals as those in FIG.
The
制御回路３１は図６の制御回路１６と同様に、メモリ１７及び制御情報決定部１８から構成されており、信号情報検出回路２０の検出結果（あるいは、信号情報出力部３から出力された信号情報）から、差周波、変調帯域幅の周波数及び偶高調波に起因して発生する歪み成分の低減に寄与する適正インピーダンスを特定し、複数の変調波信号における差周波、変調帯域幅の周波数及び偶高調波に対するインピーダンスが、特定した各々の適正インピーダンスと一致するようにインピーダンス調整回路１３，１５を制御する。
ただし、制御回路３１は図６の制御回路１６と異なり、インピーダンス調整回路１３，１５を制御する際、歪み検出回路３０により検出された歪みが低減するように、インピーダンス調整回路１３，１５を制御する機能を有している。
Similar to the
However, unlike the
即ち、制御回路３１の制御情報決定部１８は、上記実施の形態１と同様の方法で、適正インピーダンスを得るための制御情報を取得し、その制御情報にしたがってインピーダンス調整回路１３，１５を制御する。
その後、制御情報決定部１８は、歪み検出回路３０により検出された歪みが低減するように制御情報を微調整して、微調整後の制御情報にしたがってインピーダンス調整回路１３，１５を制御する。
これにより、上記実施の形態１〜３よりも、更に歪みを低減することができる。
That is, the control
Thereafter, the control
Thereby, distortion can be further reduced as compared with the first to third embodiments.
なお、本願発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。 In the present invention, within the scope of the invention, any combination of the embodiments, or any modification of any component in each embodiment, or omission of any component in each embodiment is possible. .
１ 信号生成部（信号生成手段）、２ 信号発生部、３ 信号情報出力部、４ 信号出力部、１０ 増幅器モジュール、１１ 歪み補償回路、１２ ドライバ増幅器、１３ インピーダンス調整回路（第１のインピーダンス調整回路、インピーダンス制御手段）、１４ 高出力増幅器、１５ インピーダンス調整回路（第２のインピーダンス調整回路、インピーダンス制御手段）、１６ 制御回路、１７ メモリ、１８ 制御情報決定部（インピーダンス制御手段）、２０ 信号情報検出回路、３０ 歪み検出回路、３１ 制御回路。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Signal generation part (signal generation means) 2
Claims (8)
上記増幅器で発生する信号の歪みを補償する歪み補償回路と、
上記増幅器により増幅される複数の信号の搬送周波数及び変調帯域幅にしたがって、上記複数の信号における差周波、変調帯域幅の周波数及び偶高調波に対するインピーダンスの中で、少なくとも１以上のインピーダンスを制御するインピーダンス制御手段と
を備えた増幅器モジュール。 An amplifier for amplifying a plurality of signals having different center frequencies;
A distortion compensation circuit for compensating for distortion of a signal generated by the amplifier;
According to the carrier frequency and modulation bandwidth of the plurality of signals amplified by the amplifier, at least one impedance among the impedances for the difference frequency, modulation bandwidth frequency and even harmonics in the plurality of signals is controlled. An amplifier module comprising: an impedance control means.
増幅器の入力側に接続され、複数の信号における差周波、変調帯域幅の周波数及び偶高調波に対するインピーダンスを調整する第１のインピーダンス調整回路と、
上記増幅器の出力側に接続され、上記複数の信号における差周波、変調帯域幅の周波数及び偶高調波に対するインピーダンスを調整する第２のインピーダンス調整回路と、
上記複数の信号の搬送周波数及び変調帯域幅から、上記複数の信号における差周波、変調帯域幅の周波数及び偶高調波に起因して発生する歪み成分の低減に寄与する適正インピーダンスをそれぞれ特定し、上記複数の信号における差周波、変調帯域幅の周波数及び偶高調波に対するインピーダンスが、特定した各々の適正インピーダンスと一致するように上記第１及び第２のインピーダンス調整回路を制御する制御回路と
から構成されていることを特徴とする請求項１記載の増幅器モジュール。 The impedance control means is
A first impedance adjustment circuit that is connected to the input side of the amplifier and adjusts the impedance for the difference frequency, the frequency of the modulation bandwidth, and the even harmonics in the plurality of signals;
A second impedance adjustment circuit connected to the output side of the amplifier and adjusting the impedance to the difference frequency, the frequency of the modulation bandwidth and the even harmonic in the plurality of signals;
From the carrier frequency and the modulation bandwidth of the plurality of signals, specify the appropriate impedance that contributes to the reduction of distortion components caused by the difference frequency, the modulation bandwidth frequency and the even harmonics in the plurality of signals, And a control circuit that controls the first and second impedance adjustment circuits so that impedances for the difference frequency, the modulation bandwidth frequency, and the even harmonics in the plurality of signals coincide with the specified appropriate impedances. The amplifier module according to claim 1, wherein the amplifier module is provided.
制御回路は、上記歪み検出回路により検出された歪みが低減するように、第１及び第２のインピーダンス調整回路を制御する
ことを特徴とする請求項２記載の増幅器モジュール。 A distortion detection circuit for detecting distortion of a plurality of signals output from the second impedance adjustment circuit;
3. The amplifier module according to claim 2, wherein the control circuit controls the first and second impedance adjustment circuits so that the distortion detected by the distortion detection circuit is reduced.
上記信号生成手段から出力された複数の信号を増幅する増幅器モジュールとを備え、
上記増幅器モジュールは、
上記信号生成手段から出力された複数の信号を増幅する増幅器と、
上記増幅器で発生する信号の歪みを補償する歪み補償回路と、
上記信号生成手段から出力された信号情報が示す複数の信号の搬送周波数及び変調帯域幅にしたがって、上記複数の信号における差周波、変調帯域幅の周波数及び偶高調波に対するインピーダンスの中で、少なくとも１以上のインピーダンスを制御するインピーダンス制御手段と
を備えていることを特徴とする信号送信機。 A signal generating means for outputting a plurality of signals having different center frequencies and outputting signal information indicating a carrier frequency and a modulation bandwidth of the plurality of signals;
An amplifier module for amplifying a plurality of signals output from the signal generating means,
The amplifier module is
An amplifier for amplifying a plurality of signals output from the signal generating means;
A distortion compensation circuit for compensating for distortion of a signal generated by the amplifier;
According to the carrier frequency and modulation bandwidth of the plurality of signals indicated by the signal information output from the signal generation means, at least one of the difference frequency, the frequency of the modulation bandwidth and the impedance to the even harmonics in the plurality of signals. Impedance control means for controlling the above impedance.
上記信号生成手段から出力された複数の信号を増幅する増幅器モジュールとを備え、
上記増幅器モジュールは、
上記信号生成手段から出力された複数の信号を増幅する増幅器と、
上記信号生成手段から出力された信号情報が示す複数の信号の搬送周波数及び変調帯域幅にしたがって、上記複数の信号における差周波、変調帯域幅の周波数及び偶高調波に対するインピーダンスの中で、少なくとも１以上のインピーダンスを制御するインピーダンス制御手段とを備え、
上記信号生成手段は、
上記増幅器で発生する信号の歪みを補償する歪み補償回路を備えている
ことを特徴とする信号送信機。 A signal generating means for outputting a plurality of signals having different center frequencies and outputting signal information indicating a carrier frequency and a modulation bandwidth of the plurality of signals;
An amplifier module for amplifying a plurality of signals output from the signal generating means,
The amplifier module is
An amplifier for amplifying a plurality of signals output from the signal generating means;
According to the carrier frequency and modulation bandwidth of the plurality of signals indicated by the signal information output from the signal generation means, at least one of the difference frequency, the frequency of the modulation bandwidth and the impedance to the even harmonics in the plurality of signals. Impedance control means for controlling the above impedance,
The signal generating means includes
A signal transmitter comprising: a distortion compensation circuit that compensates for distortion of a signal generated by the amplifier.
上記信号生成手段から出力された複数の信号を増幅する増幅器モジュールとを備え、
上記増幅器モジュールは、
上記信号生成手段から出力された複数の信号を増幅する増幅器と、
上記増幅器で発生する信号の歪みを補償する歪み補償回路と、
上記信号生成手段から出力された複数の信号の搬送周波数及び変調帯域幅を検出する信号情報検出回路と、
上記信号情報検出回路により検出された複数の信号の搬送周波数及び変調帯域幅にしたがって、上記複数の信号における差周波、変調帯域幅の周波数及び偶高調波に対するインピーダンスの中で、少なくとも１以上のインピーダンスを制御するインピーダンス制御手段と
を備えていることを特徴とする信号送信機。 Signal generating means for outputting a plurality of signals having different center frequencies;
An amplifier module for amplifying a plurality of signals output from the signal generating means,
The amplifier module is
An amplifier for amplifying a plurality of signals output from the signal generating means;
A distortion compensation circuit for compensating for distortion of a signal generated by the amplifier;
A signal information detection circuit for detecting carrier frequencies and modulation bandwidths of a plurality of signals output from the signal generation means;
According to the carrier frequency and the modulation bandwidth of the plurality of signals detected by the signal information detection circuit, at least one impedance among the impedances for the difference frequency, the frequency of the modulation bandwidth and the even harmonic in the plurality of signals Impedance control means for controlling the signal transmitter.
増幅器の入力側に接続され、複数の信号における差周波、変調帯域幅の周波数及び偶高調波に対するインピーダンスを調整する第１のインピーダンス調整回路と、
上記増幅器の出力側に接続され、上記複数の信号における差周波、変調帯域幅の周波数及び偶高調波に対するインピーダンスを調整する第２のインピーダンス調整回路と、
上記複数の信号の搬送周波数及び変調帯域幅から、上記複数の信号における差周波、変調帯域幅の周波数及び偶高調波に起因して発生する歪み成分の低減に寄与する適正インピーダンスをそれぞれ特定し、上記複数の信号における差周波、変調帯域幅の周波数及び偶高調波に対するインピーダンスが、特定した各々の適正インピーダンスと一致するように上記第１及び第２のインピーダンス調整回路を制御する制御回路と
から構成されていることを特徴とする請求項４から請求項６のうちのいずれか１項記載の信号送信機。 The impedance control means of the amplifier module is
A first impedance adjustment circuit that is connected to the input side of the amplifier and adjusts the impedance for the difference frequency, the frequency of the modulation bandwidth, and the even harmonics in the plurality of signals;
A second impedance adjustment circuit connected to the output side of the amplifier and adjusting the impedance to the difference frequency, the frequency of the modulation bandwidth and the even harmonic in the plurality of signals;
From the carrier frequency and the modulation bandwidth of the plurality of signals, specify the appropriate impedance that contributes to the reduction of distortion components caused by the difference frequency, the modulation bandwidth frequency and the even harmonics in the plurality of signals, And a control circuit that controls the first and second impedance adjustment circuits so that impedances for the difference frequency, the modulation bandwidth frequency, and the even harmonics in the plurality of signals coincide with the specified appropriate impedances. The signal transmitter according to any one of claims 4 to 6, wherein the signal transmitter is provided.
制御回路は、上記歪み検出回路により検出された歪みが低減するように、第１及び第２のインピーダンス調整回路を制御する
ことを特徴とする請求項７記載の信号送信機。 A distortion detection circuit for detecting distortion of a plurality of signals output from the second impedance adjustment circuit;
The signal transmitter according to claim 7, wherein the control circuit controls the first and second impedance adjustment circuits so that the distortion detected by the distortion detection circuit is reduced.
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|---|---|---|---|---|
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| JP2019533327A (en) * | 2016-08-15 | 2019-11-14 | エアバス ディフェンス アンド スペイス リミテッド | Load modulation in signal transmission |
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