JP6787042B2 - Feedback amplifier and transmitter using it - Google Patents
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Description
本発明は、カルテシアンループ方式の帰還増幅装置及びこれを使用した送信機に関し、特に、入力信号と帰還信号との位相差調整に関する。 The present invention relates to a Cartesian loop type feedback amplification device and a transmitter using the same, and more particularly to the phase difference adjustment between an input signal and a feedback signal.
送信機などに使用される電力増幅器は、電力効率を高めるために非線形領域で動作させると非線形歪が生じ、この歪を補償するために電力増幅器に歪補償をする必要がある。
この歪補償の1つとして、カルテシアンループ歪補償がある。このカルテシアンループ歪補償は、入力ベースバンド信号(I、Q)に電力増幅器の出力信号の一部を直交復調した帰還ベースバンド信号(I′、Q′)を直交座標成分毎に負帰還させる。具体的には、入力ベースバンド信号(I、Q)から帰還ベースバンド信号(I′、Q′)を減算し、その差分値を入力ベースバンド信号(I、Q)に加算することで、電力増幅器で生じる歪成分をキャンセルして歪補償される。入力ベースバンド信号(I、Q)から帰還ベースバンド信号(I′、Q′)を減算する際、入力ベースバンド信号(I、Q)の位相と帰還ベースバンド信号(I′、Q′)の位相に位相差があるとカルテシアンループ方式の帰還増幅器の動作が不安定となり、最悪の場合には電力増幅器が発振する場合もある。この位相差が生じる原因として、帰還路のループ長や電力増幅器の位相特性、温度特性等がある。従って、入力ベースバンド信号(I、Q)の位相と帰還ベースバンド信号(I′、Q′)の位相を調整し、その位相差をなくす必要がある。従来の位相調整は、入力ベースバンド信号の位相と帰還ベースバンド信号の位相をそれぞれ検出してその位相差をゼロにするように調整していたが、位相の検出精度が悪く位相差をゼロにすることが難しいという問題があった。このため入力ベースバンド信号の位相と帰還ベースバンド信号の位相を検出することなく、位相差を調整する方法が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
When a power amplifier used in a transmitter or the like is operated in a non-linear region in order to improve power efficiency, non-linear distortion occurs, and it is necessary to compensate the power amplifier for distortion in order to compensate for this distortion.
As one of the distortion compensation, there is a medical record cyan loop distortion compensation. This Cartesian loop distortion compensation causes a feedback baseband signal (I', Q'), which is a part of the output signal of the power amplifier orthogonally demodulated to the input baseband signal (I, Q), to be negatively fed back for each Cartesian coordinate component. .. Specifically, power is obtained by subtracting the feedback baseband signal (I', Q') from the input baseband signal (I, Q) and adding the difference value to the input baseband signal (I, Q). The distortion component generated by the amplifier is canceled and the distortion is compensated. When subtracting the feedback baseband signal (I', Q') from the input baseband signal (I, Q), the phase of the input baseband signal (I, Q) and the feedback baseband signal (I', Q') If there is a phase difference in phase, the operation of the Cartesian loop type feedback amplifier becomes unstable, and in the worst case, the power amplifier may oscillate. Causes of this phase difference include the loop length of the feedback path, the phase characteristics of the power amplifier, and the temperature characteristics. Therefore, it is necessary to adjust the phase of the input baseband signal (I, Q) and the phase of the feedback baseband signal (I', Q') to eliminate the phase difference. In the conventional phase adjustment, the phase of the input baseband signal and the phase of the feedback baseband signal are detected and adjusted so that the phase difference is made zero. However, the phase detection accuracy is poor and the phase difference is made zero. There was a problem that it was difficult to do. Therefore, a method of adjusting the phase difference without detecting the phase of the input baseband signal and the phase of the feedback baseband signal has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
この先行技術では、入力ベースバンド信号の位相と帰還ベースバンド信号の位相を検出するのでなく、入力ベースバンド信号の位相と帰還ベースバンド信号の位相との位相差によって発生するスプリアスの電力を検出し、検出したスプリアス電力が最小になるようにローカル信号の位相を調整することで、この位相差をほぼゼロにするようにしている。 In this prior art, instead of detecting the phase of the input baseband signal and the phase of the feedback baseband signal, the spurious power generated by the phase difference between the phase of the input baseband signal and the phase of the feedback baseband signal is detected. By adjusting the phase of the local signal so that the detected spurious power is minimized, this phase difference is made almost zero.
具体的には、電力増幅器の出力信号の一部を帰還信号とし、この帰還信号を所定の周波数にダウンコンバートして、このダウンコンバートされた周波数より所定の周波数上側および下側の周波数帯域を通過させるハイパスフィルタおよびローパスフィルタを使用して、電力増幅器で生じる下側スプリアスの電力と上側スプリアスの電力を抽出し、抽出したスプリアスの電力を電力検出器で検出する。
そして、検出したそれぞれのスプリアスの電力が小さくなるように位相器でローカル信号の位相を調節するようにしている。
Specifically, a part of the output signal of the power amplifier is used as a feedback signal, and this feedback signal is down-converted to a predetermined frequency and passes through a frequency band above and below a predetermined frequency from the down-converted frequency. The high-pass filter and the low-pass filter are used to extract the power of the lower spurious and the power of the upper spurious generated by the power amplifier, and the power of the extracted spurious is detected by the power detector.
Then, the phase of the local signal is adjusted by the phase device so that the power of each detected spurious becomes small.
しかしながら、上記先行技術では、帰還信号に含まれるスプリアスの電力を検出するために、ローパスフィルタ及びハイパスフィルタと、これらローパスフィルタ及びハイパスフィルタのフィルタ出力からスプリアスの電力を検出する2つの電力検出器を必要とし、回路の構成が複雑になることが課題である。
そこで、本発明は上記先行技術の課題に着目してなされたものであり、入力ベースバンド信号と帰還ベースバンド信号との位相差を調整するための回路を簡素化できるカルテシアンループ方式の帰還増幅装置及びこれを使用した送信機を提供することを目的としている。
However, in the above-mentioned prior art, in order to detect the spurious power contained in the feedback signal, a low-pass filter and a high-pass filter and two power detectors for detecting the spurious power from the filter outputs of the low-pass filter and the high-pass filter are used. The problem is that it is necessary and the circuit configuration becomes complicated.
Therefore, the present invention has been made by paying attention to the above-mentioned problems of the prior art, and is a Cartesian loop type feedback amplification that can simplify the circuit for adjusting the phase difference between the input baseband signal and the feedback baseband signal. It is an object of the present invention to provide a device and a transmitter using the device.
本発明の一態様に係る帰還増幅装置は、ベースバンド信号とローカル信号から直交変調信号を生成する直交変調部と、この直交変調部から出力される直交変調信号を増幅して送信信号として出力する電力増幅器と、を備え、この送信信号の一部を帰還信号とし、この帰還信号とローカル信号から直交復調信号を生成する直交復調部と、この直交復調信号を前記ベースバンド信号に負帰還させて非線形歪みを補償する帰還増幅装置において、電力増幅器の消費電流を検出する電流検出部と、直交変調部または直交復調部に入力されるローカル信号の位相を調整する位相調整部と、を備える。 The feedback amplification device according to one aspect of the present invention amplifies an orthogonal modulation unit that generates an orthogonal modulation signal from a baseband signal and a local signal, and an orthogonal modulation signal output from the orthogonal modulation unit, and outputs the signal as a transmission signal. A power amplifier is provided, a part of the transmission signal is used as a feedback signal, an orthogonal demodulator that generates an orthogonal demographic signal from the feedback signal and a local signal, and the orthogonal demographic signal are negatively fed back to the baseband signal. A feedback amplification device that compensates for non-linear distortion includes a current detection unit that detects the current consumption of the power amplifier, and a phase adjustment unit that adjusts the phase of a local signal input to the orthogonal modulation unit or the orthogonal demodulation unit.
また、本発明に係る送信機の一態様は、送信データからベースバンド信号を生成するベースバンド信号生成部と、このベースバンド信号生成部で生成されたベースバンド信号が入力される上述した帰還増幅装置から出力される送信信号を送信する送信アンテナとを備えている。 Further, one aspect of the transmitter according to the present invention is a baseband signal generation unit that generates a baseband signal from transmission data, and the feedback amplification described above in which the baseband signal generated by the baseband signal generation unit is input. It is equipped with a transmission antenna that transmits a transmission signal output from the device.
本発明の一態様によれば、電力増幅器の消費電流を検出し、検出した消費電流に基づいて、直交変調部または直交復調部に入力されるローカル信号の位相を調整するので、先行技術より回路が簡素化されたカルテシアンループ方式の帰還増幅装置および送信機を提供することができる。 According to one aspect of the present invention, the current consumption of the power amplifier is detected, and the phase of the local signal input to the quadrature modulation unit or the quadrature demodulation unit is adjusted based on the detected current consumption. Can provide a simplified Cartesian loop feedback amplifier and transmitter.
次に、図面を参照して、本発明の一実施形態について説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。但し、図面は模式的なものであり、現実のものとは異なることに留意すべきである。したがって、具体的な構成部品については以下の説明を参酌して判断すべきものである。
また、以下に示す実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、本発明の技術的思想は、構成部品の形状、構造、配置等を下記のものに特定するものでない。本発明の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された請求項が規定する技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。
Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the description of the drawings below, the same or similar parts are designated by the same or similar reference numerals. However, it should be noted that the drawings are schematic and differ from the actual ones. Therefore, the specific components should be judged in consideration of the following explanation.
Further, the embodiments shown below exemplify devices and methods for embodying the technical idea of the present invention, and the technical idea of the present invention describes the shape, structure, arrangement, etc. of components. It is not specific to the following. The technical idea of the present invention may be modified in various ways within the technical scope specified by the claims stated in the claims.
以下に、本発明の一実施形態に係る帰還増幅装置を使用した送信機について説明する。
図1に示すように、送信機10は、カルテシアンループ方式の帰還増幅装置を有する送信機として構成されている。この送信機10は、送信データからベースバンド信号を生成するベースバンド信号生成部21、ベースバンド信号生成部21から出力されたベースバンド信号を直交変調して変調信号を増幅するカルテシアンループ方式の帰還増幅装置30と、帰還増幅装置30から出力される送信信号を送信する送信アンテナ50とを備えている。
Hereinafter, a transmitter using the feedback amplification device according to the embodiment of the present invention will be described.
As shown in FIG. 1, the
ベースバンド信号生成部21は、入力される送信データからベースバンド信号の同相成分信号Iと直交成分信号Qとを生成し、生成したベースバンド信号の同相成分信号I及び直交成分信号Qを帰還増幅装置30に出力する。
帰還増幅装置30は、位相調整部31、歪補償部32、ローパスフィルタ33a,33b、直交変調部34、局部発振器35、アップコンバータ36、電力増幅器37、方向性結合器38、アッテネータ39、ダウンコンバータ40、直交復調部41及び電流検出部43を備えている。
The baseband
The
位相調整部31は、位相シフト部31aと位相制御部31bを備えている。位相制御部31bは、後述する電流検出部43で検出した電力増幅器37の消費電流値に基づいて位相シフト部31aに対して位相指令値φtを出力し、位相指令値φtを受けた位相シフト部31aは、直交復調部41に入力されるローカル信号の位相を位相指令値φtに基づいて調整する。
The
なお、位相シフト部31aは、図1の直交復調部41側に配置する代わりに、直交変調部34側に配置して、直交変調部34に入力されるローカル信号の位相を調整するようにしてもよい。
歪補償部32は、エラーアンプ32a及び32bを備えている。エラーアンプ32aは、ベースバンド信号生成部21から出力されるベースバンド信号の同相成分信号Iと、直交復調部41から出力される帰還同相成分信号I′とが入力され、同相成分信号Iと帰還同相成分信号I′との同相成分差分値ΔI(=I−I′)を同相成分信号Iに加算し、電力増幅器37で生じる同相成分信号Iの歪成分をキャンセルしてローパスフィルタ33aに出力する。
The
The
エラーアンプ32bは、ベースバンド信号生成部21から出力されるベースバンド信号の直交成分信号Qと、直交復調部41から出力される帰還直交成分信号Q′とが入力され、直交成分信号Qと帰還直交成分信号Q′との直交成分差分値ΔQ(=Q−Q′)を直交成分信号Qに加算し、電力増幅器37で生じる直交成分信号Qの歪成分をキャンセルしてローパスフィルタ33bに出力する。
In the
ローパスフィルタ33aは、エラーアンプ32aから出力される同相成分信号Iの高周波数帯域のノイズ成分を除去して直交変調部34に出力する。
ローパスフィルタ33bは、エラーアンプ32bから出力される直交成分信号Qの高周波数帯域のノイズ成分を除去して直交変調部34に出力する。
直交変調部34は、同相成分信号用変調器34a、直交成分信号用変調器34b、90°移相器34c及び加算器34dを備えている。
The low-
The low-
The
同相成分信号用変調器34aは、ローパスフィルタ33aから入力される同相成分信号Iで局部発振器35から出力されるローカル信号を変調した同相成分変調信号を加算器34dに出力する。
直交成分信号用変調器34bは、ローパスフィルタ33bから入力される直交成分信号Qで局部発振器35から出力されたのち90°移相器34cで90°移相されたローカル信号を変調した直交成分変調信号を加算器34dに出力する。
The in-phase
The orthogonal
加算器34dは、同相成分信号用変調器34aから出力される同相成分変調信号及び直交成分信号用変調器34bから出力される直交成分変調信号を加算して変調信号として出力する。
アップコンバータ36は、直交変調部34からの変調信号をRF帯域(例えば260MHz〜270MHz帯域)の所定の周波数にアップコンバートしてRF信号SRFに変換し、そのRF信号SRFを後段の電力増幅器37に出力する。
The
The
電力増幅器37は、例えばNチャネルの電界効果トランジスタ(FET)を含んで構成され、ドレイン電極に電源VDCから直流電圧が印加される。この電力増幅器37でアップコンバータ36から出力されたRF信号SRFを増幅して出力送信信号SOTを生成する。そして、電力増幅器37は、この出力送信信号SOTを送信アンテナ50に出力する。
The
方向性結合器38は、電力増幅器37から送信アンテナ50に出力される出力送信信号SOTの一部を帰還直交変調信号として取り出してアッテネータ39に出力する。
アッテネータ39は、帰還直交変調信号のレベルを調整してレベル調整後の帰還直交変調信号をダウンコンバータ40に出力する。
ダウンコンバータ40は、RF帯域の帰還送信信号を所定の周波数にダウンコンバートして直交復調部41に出力する。
The
The
The down
直交復調部41は、ダウンコンバータ40から出力される帰還直交変調信号を復調するものである。この直交復調部41は、同相成分信号用復調器41a及び直交成分信号用復調器41b、90°移相器41cを備えている。
同相成分信号用復調器41aは、位相シフト部31aで位相調整されたローカル信号によってダウンコンバータ40から出力される帰還直交変調信号を復調して得た帰還同相成分信号I′を歪補償部32のエラーアンプ32aに出力する。
The
The
直交成分信号用復調器41bは、位相シフト部31aで位相調整され、移相器41cで90°移相されたローカル信号によってダウンコンバータ40から出力される帰還直交変調信号を復調して得た帰還直交成分信号Q′を歪補償部32のエラーアンプ32bに出力する。
この帰還同相成分信号I′と帰還直交成分信号Q′をそれぞれ歪補償部32のエラーアンプ32a、エラーアンプ32bに負帰還させてカルテシアンループ方式の歪補償を行っている。
The quadrature
The feedback in-phase component signal I'and the feedback orthogonal component signal Q'are negatively fed back to the
電流検出部43は、電力増幅器37の直流電源端子37aと電源VDCとの間に設けられ、電力増幅器37の消費電流Idを検出して、検出した消費電流検出値Idを位相調整部31の位相制御部31bに出力する。
位相調整部31は、電流検出部43で検出された消費電流検出値Idに基づいて直交復調部41に入力されるローカル信号の位相を調整して、入力ベースバンド信号(I,Q)と帰還ベースバンド信号(I′、Q′)との位相差がほぼゼロとなるようにする。
The
The
この位相調整について図2と図3に基づいて説明する。
入力ベースバンド信号(I,Q)の位相と帰還ベースバンド信号(I′、Q′)の位相との位相差と電力増幅器37の消費電流Idとの関係を実測すると、図3の実線図示のように、逆台形状の特性線L1で表される。すなわち、位相差0°から帰還ベースバンド信号(I′、Q′)の位相を進ませて位相差を3°,6°・・・のようにプラス方向に大きくして行くと、位相差6°までは消費電流Idは最小電流をほぼ維持するが、位相差9°で僅かに消費電流Idが増加し、その後、位相差が12°,15°と大きくなると消費電流が急激に増加する。
This phase adjustment will be described with reference to FIGS. 2 and 3.
When the relationship between the phase difference between the phase of the input baseband signal (I, Q) and the phase of the feedback baseband signal (I', Q') and the current consumption Id of the
同様に、位相差0°から帰還ベースバンド信号(I′、Q′)の位相を遅らせて位相差を−3°,−6°・・のようにマイナス方向に大きくして行くと、位相差−9°までは消費電流Idは最小電流をほぼ維持するが、位相差−12°,−15°とマイナス方向に大きくすると消費電流が急激に増加する。
消費電流Idの最小電流の範囲は、位相差ゼロを中心に位相差の大小方向に対して幅がある。従って、消費電流Idを基に位相差の調整を行う場合には、消費電流が最小電流となっている位相差のセンター値になるように位相調整を行うことで位相差はほぼゼロとなる。
Similarly, if the phase of the feedback baseband signal (I', Q') is delayed from the phase difference of 0 ° and the phase difference is increased in the negative direction such as -3 °, -6 °, etc., the phase difference is increased. Up to -9 °, the current consumption Id almost maintains the minimum current, but when the phase difference is increased to -12 ° and -15 ° in the negative direction, the current consumption increases sharply.
The range of the minimum current of the current consumption Id has a width with respect to the magnitude direction of the phase difference centering on zero phase difference. Therefore, when adjusting the phase difference based on the current consumption Id, the phase difference becomes almost zero by adjusting the phase so that the current consumption becomes the center value of the phase difference which is the minimum current.
また、位相差(deg)と電力増幅器37の線形歪による出力送信信号S0Tのスプリアス(dB)との関係は、図3で点線図示の特性線L2で表されるように、電力増幅器37の消費電流Idと相関関係がある。ここで、スプリアスの規格を出力送信信号S0Tに対して−60dB以下とすると、位相差が−9°から9°の間にあれば規格を満足することができる。
The relationship between the phase difference (deg) and the spurious (dB) of the output transmission signal S0T due to the linear distortion of the
次に、位相調整部31の位相制御部31bの位相制御処理について、図2のフローチャートに基づいて説明する。この位相制御部31bは、図2の位相制御処理を行なって位相指令値φtを算出して、位相シフト部31aに出力する。位相シフト部31aは、位相指令値φtに基づいてローカル信号の位相を調整する。なお、図3のように位相指令値φtを、1段階ずつ増加または減少すると、ローカル信号の位相シフト量が3°ずつ増加または減少するようになっている。この位相シフトの変化量は、適宜に変更できる。
この位相制御処理は、送信開始時に実行されるが、送信開始後所定時間経過する毎に繰り返し実行してもよい。
Next, the phase control process of the
This phase control process is executed at the start of transmission, but may be repeatedly executed every time a predetermined time elapses after the start of transmission.
先ず、ステップS1では、送信が開始されると現在の位相指令値φtを初期値φt(0)と設定してからステップS2に移行する。
ステップS2では、位相制御部31bが電流検出部43で検出した電力増幅器37の消費電流検出値Idを位相制御部31b内のメモリ(図示なし、以下メモリとする)に記憶してからステップS3に移行する。
First, in step S1, when transmission is started, the current phase command value φt is set to the initial value φt (0), and then the process proceeds to step S2.
In step S2, the
ステップS3では、ローカル信号の位相を1段階進ませるため、位相指令値φtを現在の位相指令値φt(0)に位相シフト量Δφ(=3°)を加算した新たな位相指令値φt(1)と設定してからステップS4に移行する。ここで、位相指令値φt(0)、φt(1)をφt(n)と表すと、nは整数で指令値のステップ数を表し、ローカル信号の位相を1段階ずつ進ませるために、位相シフト量Δφ(=3°)を加算される毎にインクリメントされる。 In step S3, in order to advance the phase of the local signal by one step, a new phase command value φt (1) obtained by adding the phase command value φt to the current phase command value φt (0) and the phase shift amount Δφ (= 3 °). ), And then the process proceeds to step S4. Here, when the phase command values φt (0) and φt (1) are expressed as φt (n), n is an integer representing the number of steps of the command value, and the phase is used to advance the phase of the local signal step by step. It is incremented each time the shift amount Δφ (= 3 °) is added.
このステップS4では、位相制御部31bが設定した位相指令値φtを位相シフト部31aに出力し、位相シフト部31aは位相指令値φtに基づいてローカル信号の位相を調整させてからステップS5に移行する。
このステップS5では、位相制御部31bが電流検出部43で検出した電力増幅器37の消費電流検出値をIdとして読込んでメモリに記憶してからステップS6に移行する。
In this step S4, the phase command value φt set by the
In step S5, the
このステップS6では、読込んだ消費電流検出値Idが、予めスプリアスが規格値を超える電流値を閾値として設定した設定電流Ids(図3における一点鎖線図示の例えば4〔A〕)以下であるか否かを判定し、Id≦Idsであるときには前記ステップS3に戻り、Id>IdsであるときにはステップS7に移行する。図3では、位相指令値φtがφt(0)からφt(3)までは消費電流検出値Idが設定電流Ids以下であるので、ステップS6からステップS3に戻ることを繰り返すが、位相指令値φtがφt(4)となった時点で消費電流検出値Idが設定電流Idsを超える。 In this step S6, is the read current consumption detection value Id equal to or less than the set current Ids (for example, 4 [A] shown by the alternate long and short dash line in FIG. 3) in which the current value whose spurious exceeds the standard value is set as a threshold value in advance? It is determined whether or not, and when Id ≦ Ids, the process returns to step S3, and when Id> Ids, the process proceeds to step S7. In FIG. 3, since the current consumption detection value Id is equal to or less than the set current Ids when the phase command value φt is from φt (0) to φt (3), the process of returning from step S6 to step S3 is repeated, but the phase command value φt When becomes φt (4), the current consumption detection value Id exceeds the set current Ids.
このステップS7では、現在の位相指令値φt=φt(n)の一つ前の位相指令値φt=φt(n−1)を位相上限値φtmax(図3ではφt(3))として位相制御部31b内のメモリに記憶してからステップS8に移行する。
ステップS8では、位相指令値φtを再度初期値φt(0)に設定し、次いでステップS9に移行して、ローカル信号の位相を現在の位相指令値φtから1段階遅らせる位相指令値となるように、位相指令値φtを現在の位相指令値φt(0)から位相シフト量Δφ(=3°)を減算し、新たな位相指令値φt(−1)と設定してからステップS10に移行する。なお、nは、ローカル信号の位相を1段階ずつ遅らせるために、位相シフト量Δφ(=3°)を減算される毎にデクリメントされる。
In this step S7, the phase control unit sets the phase command value φt = φt (n-1) immediately before the current phase command value φt = φt (n) as the phase upper limit value φtmax (φt (3) in FIG. 3). After storing in the memory in 31b, the process proceeds to step S8.
In step S8, the phase command value φt is set to the initial value φt (0) again, and then the process proceeds to step S9 so that the phase of the local signal is delayed by one step from the current phase command value φt. , The phase command value φt is subtracted from the current phase command value φt (0) by the phase shift amount Δφ (= 3 °), and a new phase command value φt (-1) is set, and then the process proceeds to step S10. Note that n is decremented each time the phase shift amount Δφ (= 3 °) is subtracted in order to delay the phase of the local signal by one step.
このステップS10では、位相制御部31bが設定した位相指令値φtを位相シフト部31aに出力し、位相シフト部31aは位相指令値φtに基づいてローカル信号の位相を調整させてからステップS11に移行する。
このステップS11では、位相制御部31bが電流検出部43で検出した電力増幅器37の消費電流検出値Idとして読込んでメモリに記憶してからステップS12に移行する。
In this step S10, the phase command value φt set by the
In step S11, the
このステップS11では、読込んだ消費電流検出値Idが予め設定した設定電流Ids以下であるか否かを判定し、Id≦Idsであるときには前記ステップS8に戻り、Id>IdsであるときにはステップS13に移行する。図3では、位相指令値φtがφt(0)からφt(−3)までは消費電流検出値Idが設定電流Ids以下であるので、ステップS11からステップS8に戻ることを繰り返すが、位相指令値φtがφt(−4)となった時点で消費電流検出値Idが設定電流Idsを超える。
このステップS13では、現在の位相指令値φt=φt(n)の一つ前の位相指令値φt=φt(n+1)を位相下限値φtmin(図3ではφt(−3))として位相制御部31ab内のメモリに記憶してからステップS14に移行する。
In this step S11, it is determined whether or not the read current consumption detection value Id is equal to or less than the preset current Ids, and when Id ≦ Ids, the process returns to step S8, and when Id> Ids, step S13. Move to. In FIG. 3, since the current consumption detection value Id is equal to or less than the set current Ids when the phase command value φt is from φt (0) to φt (-3), the process of returning from step S11 to step S8 is repeated, but the phase command value When φt becomes φt (-4), the current consumption detection value Id exceeds the set current Ids.
In this step S13, the phase control unit 31ab is set to the phase lower limit value φtmin (φt (-3) in FIG. 3) with the phase command value φt = φt (n + 1) immediately before the current phase command value φt = φt (n). After storing in the memory inside, the process proceeds to step S14.
このステップS14では、今までメモリに記憶した全ての消費電流検出値Idが電力増幅器37によるスプリアスのレベルが予め設定した規定値以上であれば電力増幅器として異常と判断する規定電流Idrを超えているか否かを判定する。この判定結果が、Id>Idrであるとき電力増幅器37は異常と判断しステップS15に移行し、Id≦Idrであるとき電力増幅器37は正常と判断しステップS16に移行する。なお、規定電流Idrと設定電流Idsの関係は規定電流Idr≧設定電流Idsとする。規定電流Idr=設定電流Idsとなる場合は、設定電流Idsがスプリアスの規格値を超える電流値を閾値とする場合である。また、規定電流Idr>設定電流Idsとなる場合は、設定電流Idsがスプリアスの規格値を超えないようにマージンをとれるように電流値を設定した場合である。
In step S14, if all the current consumption detection values Id stored in the memory so far exceed the specified current Idr determined to be abnormal as the power amplifier if the spurious level by the
また、ステップS15では、電力増幅器37が異常と判断されたため電力増幅器の動作を停止させて位相制御処理を終了する。送信機の場合、表示部(図示なし)に異常を示す異常表示を行なうようにしてもよい。
ステップS16では、メモリに記憶されている位相指令値の上限値φtmax及び位相指令値の下限値φt(min)を読込み、位相指令値の上限値φt(max)及び位相指令値の下限値φtminの平均値を新たな位相指令値φtとして設定してからステップS17に移行する。
Further, in step S15, since the
In step S16, the upper limit value φtmax of the phase command value and the lower limit value φt (min) of the phase command value stored in the memory are read, and the upper limit value φt (max) of the phase command value and the lower limit value φtmin of the phase command value are set. After setting the average value as a new phase command value φt, the process proceeds to step S17.
このステップS17では、設定した位相指令値φtを位相シフト部31aに出力し位相シフト部31aに位相指令値φtに基づいてローカル信号の位相を調整させてから位相制御処理を終了する。
したがって、電力増幅器37の消費電流が最小となるように位相シフト部31aでローカル信号の位相を調整することで、入力ベースバンド信号(I,Q)の位相と帰還ベースバンド信号(I′、Q′)の位相との位相差をほぼゼロとすることができる。
In step S17, the set phase command value φt is output to the
Therefore, by adjusting the phase of the local signal with the
本実施形態では、入力ベースバンド信号(I,Q)の位相と帰還ベースバンド信号(I′、Q′)の位相との位相差をほぼゼロとする方法として、電力増幅器37の消費電流Idを電流検出部43で検出し、位相制御部31bによって、検出した消費電流検出値Idが最小となる位相指令値φtを設定し、設定した位相指令値φtを基に位相シフト部31aがローカル信号の位相を調整する。これにより、カルテシアンループ歪補償における入力ベースバンド信号(I,Q)の位相と帰還ベースバンド信号(I′、Q′)の位相との位相差をほぼゼロとすることができ、結果スプリアスの電力を抑制することができる。
In the present embodiment, the current consumption Id of the
また、位相指令値の上限値φtmax及び位相指令値の下限値φtminを検出し、これら位相指令値の上限値φtmax及び位相指令値の下限値φtminの平均値を位相指令値φtとすることで、図3に示すように、消費電流検出値Idが最小電流となっている位相差のセンター値、即ち、位相差がほぼゼロとなる位相指令値φtを設定することができる。 Further, the upper limit value φtmax of the phase command value and the lower limit value φtmin of the phase command value are detected, and the average value of the upper limit value φtmax of the phase command value and the lower limit value φtmin of the phase command value is set as the phase command value φt. As shown in FIG. 3, it is possible to set the center value of the phase difference in which the current consumption detection value Id is the minimum current, that is, the phase command value φt in which the phase difference is almost zero.
なお、上記実施形態では、消費電流検出値Idの最小電流が複数の位相指令値φtに跨っている場合の位相制御について説明したが、これに限定されるものではなく、図4に示すように、消費電流検出値Idが1つの最小値をとる特性である場合には、位相を変化させたときに消費電流検出値Idが前回値より小さくなる方向に位相指令値φtを順次変化させて検出した消費電流検出値が前回値より大きくなったときに、前回の位相指令値φt(n−1)を位相指令値φtとして設定するようにしてもよい。 In the above embodiment, the phase control when the minimum current of the current consumption detection value Id straddles a plurality of phase command values φt has been described, but the present invention is not limited to this, and is as shown in FIG. If the current consumption detection value Id is a characteristic that takes one minimum value, the phase command value φt is sequentially changed in the direction in which the current consumption detection value Id becomes smaller than the previous value when the phase is changed. When the detected current consumption value becomes larger than the previous value, the previous phase command value φt (n-1) may be set as the phase command value φt.
以上、特定の実施形態を参照して本発明を説明したが、これらの説明によって発明を限定することを意図するものではない。本発明の説明を参照することにより、当業者には、開示された実施形態の種々の変形例とともに本発明の別の実施形態も明らかである。したがって、特許請求の範囲は、本発明の範囲及び要旨に含まれるこれらの変形例又は実施形態も網羅すると解すべきである。 Although the present invention has been described above with reference to specific embodiments, it is not intended to limit the invention by these explanations. By reference to the description of the present invention, other embodiments of the present invention will be apparent to those skilled in the art as well as various variations of the disclosed embodiments. Therefore, it should be understood that the scope of claims also covers these modifications or embodiments included in the scope and gist of the present invention.
10…送信機、30…帰還増幅装置、31…位相調整部、31a…位相シフト部、31b…位相制御部、32…歪補償部、32a,32b…エラーアンプ、33a,33b…ローパスフィルタ、34…直交変調部、34a…同相成分信号用変調器、34b…直交成分信号用変調器、34c…90°移相器、34d…加算器、35…局部発振器、36…アップコンバータ、37…電力増幅器、37a直流電源端子、38…方向性結合器、39…アッテネータ、40…ダウンコンバータ、41…直交復調部、41a…同相成分信号用復調器、41b…直交成分信号用復調器、41c…90°移相器、43…電流検出部 10 ... Transmitter, 30 ... Feedback Amplifier, 31 ... Phase Adjuster, 31a ... Phase Shift, 31b ... Phase Control, 32 ... Distortion Compensation, 32a, 32b ... Error Amplifier, 33a, 33b ... Low Pass Filter, 34 ... Orthogonal modulator, 34a ... In-phase component signal modulator, 34b ... Orthogonal component signal modulator, 34c ... 90 ° phase shifter, 34d ... Adder, 35 ... Local oscillator, 36 ... Upconverter, 37 ... Power amplifier , 37a DC power supply terminal, 38 ... Directional coupler, 39 ... Attenuator, 40 ... Down converter, 41 ... Orthogonal demodulator, 41a ... In-phase component signal demodulator, 41b ... Orthogonal component signal demodulator, 41c ... 90 ° Phase shifter, 43 ... Current detector
Claims (4)
該直交変調部から出力される直交変調信号を増幅して送信信号として出力する電力増幅器と、
前記送信信号の一部を帰還信号とし、該帰還信号と前記ローカル信号から直交復調信号を生成する直交復調部と、を備え、
前記直交復調信号を前記ベースバンド信号に負帰還させて非線形歪みを補償する帰還増幅装置において、
前記電力増幅器の消費電流を検出する電流検出部と、
前記ベースバンド信号と前記直交復調信号との位相を合わせるために、前記直交変調部または前記直交復調部に入力される前記ローカル信号の位相を調整する位相調整部と、を備え、
前記位相調整部は、前記消費電流が最小となるように前記ローカル信号の位相を調整することを特徴とする帰還増幅装置。 A quadrature modulator that generates a quadrature modulation signal from a baseband signal and a local signal,
A power amplifier that amplifies the quadrature modulation signal output from the quadrature modulation unit and outputs it as a transmission signal.
A part of the transmission signal is used as a feedback signal, and the feedback signal and an orthogonal demodulation unit that generates an orthogonal demodulation signal from the local signal are provided.
In a feedback amplification device that compensates for non-linear distortion by negatively feeding the orthogonal demodulated signal to the baseband signal.
A current detector that detects the current consumption of the power amplifier,
A phase adjusting unit for adjusting the phase of the local signal input to the quadrature modulation unit or the quadrature demodulation unit in order to match the phase of the baseband signal and the quadrature demodulation signal is provided.
The phase adjusting unit is a feedback amplification device that adjusts the phase of the local signal so that the current consumption is minimized.
該ベースバンド信号生成部で生成されたベースバンド信号が入力される前記請求項1から3の何れか1項に記載の帰還増幅装置と、
前記帰還増幅装置から出力される送信信号を送信する送信アンテナと
を備えたことを特徴とする送信機。 A baseband signal generator that generates a baseband signal,
The feedback amplification device according to any one of claims 1 to 3, wherein a baseband signal generated by the baseband signal generation unit is input.
A transmitter including a transmitting antenna for transmitting a transmission signal output from the feedback amplification device.
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