JP7667755B2 - Amplification device, radio device, and monitoring method - Google Patents
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Description
本発明は、入力された信号を所定のレベルに増幅する増幅器及びこれを内蔵した無線装置に関する。 The present invention relates to an amplifier that amplifies an input signal to a specified level and a wireless device incorporating the amplifier.
地上波テレビ放送などの放送サービスでは、主要な放送用送信局(親局)から離れた地域や、山などの障害物が存在する地域では、親局から送信された電磁波を十分な強度で受信できず、放送サービスの品質が低下することがある。この対策として、受信状態の悪い地域付近に中継送信局(子局)を設置し、親局から子局まではマイクロ波帯などの電磁波を使用して信号の伝送を行い、子局から対象地域に向けて放送用信号を送信することが行われている。更に、親局から子局に対して直接信号を伝送することが困難な場合には、別の中継送信局を介して子局に信号を伝送することも行われている。 In broadcasting services such as terrestrial television broadcasting, in areas far from the main broadcasting transmitting station (parent station) or in areas where there are obstacles such as mountains, the electromagnetic waves transmitted from the parent station cannot be received with sufficient strength, which can result in a decline in the quality of the broadcasting service. To address this issue, relay transmitting stations (child stations) are installed near areas with poor reception, and signals are transmitted from the parent station to the child station using electromagnetic waves such as microwaves, and the child station then transmits the broadcast signal to the target area. Furthermore, when it is difficult to transmit a signal directly from the parent station to the child station, the signal is sometimes transmitted to the child station via another relay transmitting station.
図8Aには、親局から伝送された放送用信号を子局側で受信するための受信部のブロック図を示してある。また、図8Bには、子局に信号を伝送するための送信部のブロック図を示してある。なお、図8Bの送信部の使用態様として、親局から子局に対して信号を伝送する場合と、子局から別の子局に対して信号を伝送する場合とが存在するが、いずれの場合も同様の構成の送信部を使用することが可能である。 Figure 8A shows a block diagram of a receiving section for receiving a broadcast signal transmitted from a parent station at a child station. Figure 8B shows a block diagram of a transmitting section for transmitting a signal to a child station. Note that the transmitting section in Figure 8B can be used in two ways: transmitting a signal from a parent station to a child station, and transmitting a signal from a child station to another child station. In either case, a transmitting section with a similar configuration can be used.
子局において、親局又は別の子局からマイクロ波帯などの電磁波で送信された信号は、受信アンテナ81で受信された後、帯域通過フィルタ82や低雑音増幅器83を介して、周波数変換器84でIF(Intermediate Frequency)帯に周波数変換される。子局では、このIF帯信号を放送用周波数帯域に変換し、対象地域に放送信号として送信する。また、別の子局に対して信号を再伝送する場合は、マイクロ波帯などの伝送用周波数に変換し、信号を再伝送する。子局に対して信号を伝送するための送信部は、周波数変換器87でIF帯信号をマイクロ波帯などの伝送用周波数に変換し、電力増幅器88で必要な信号レベルに増幅した後、送信アンテナ89から信号を送信する。
In the slave station, a signal transmitted by electromagnetic waves such as the microwave band from the master station or another slave station is received by the
放送サービスを対象地域全体で所定の品質を維持しつつ提供するためには、前述のような信号品質が低下する地域に対して、漏れなく中継送信局を設置する必要がある。したがって、中継送信局の設置コストを抑えることが望まれる。そのため、地上波テレビ放送で使用される中継送信局では、IF信号に放送規格で定められた変調信号を使用し、そのIF信号を周波数変換や増幅のみ行い、放送用信号の送信や別の子局に向けた再伝送を行うものがある。このような構成とすることで、変調や復調、さらには複雑な信号処理部を使用せずに、装置を簡素化している。 In order to provide broadcasting services while maintaining a certain level of quality throughout the entire target area, it is necessary to install relay transmitting stations in all areas where signal quality deteriorates as described above. It is therefore desirable to keep the installation costs of relay transmitting stations to a minimum. For this reason, some relay transmitting stations used in terrestrial television broadcasting use modulated signals defined by broadcasting standards for the IF signal, and only frequency convert and amplify the IF signal before transmitting the broadcast signal or retransmitting it to another child station. This configuration simplifies the device by eliminating the need for modulation, demodulation, or complex signal processing sections.
図9には、無線LAN(Local Area Network)などの無線通信装置において、通信エリア拡張のために使用されるリピータ装置のブロック図を示してある。リピータ装置では、主要な基地局(親局)からの信号を受信アンテナ81で受信し、帯域通過フィルタ82や低雑音増幅器83を介して、第1の周波数変換器84でIF帯に周波数変換される。このIF信号は更に、第2の周波数変換器87で送信用周波数に変換され、電力増幅器88で所定のレベルに増幅された後、送信アンテナ89から所定のエリアに向けて送信される。
Figure 9 shows a block diagram of a repeater device used to expand the communication area in wireless communication devices such as wireless LANs (Local Area Networks). In the repeater device, a signal from a main base station (parent station) is received by a receiving
リピータ装置には様々な構成のものが存在するが、放送用中継送信局と同様に、設置コストを抑えてエリア拡張を行いたい場合、図9の構成例のような変調や復調、その他の高度な信号処理を使用しない簡易的な構成をとることがある。また、上記の例では、親局からの信号とリピータから再送信する信号とで、別の周波数を使用する例を記載したが、両者の間の干渉を十分に低減できる場合、同じ周波数を使用する場合もある。 There are various configurations of repeater devices, but as with broadcast relay transmitting stations, when it is desired to expand the area while keeping installation costs down, a simple configuration that does not use modulation, demodulation, or other advanced signal processing, as in the configuration example of Figure 9, may be used. Also, in the above example, an example was described in which different frequencies are used for the signal from the parent station and the signal retransmitted from the repeater, but the same frequency may be used if interference between the two can be sufficiently reduced.
前述の放送用中継送信局や通信用リピータ装置などは、変調や復調、高度な信号処理が不要なため、装置の簡易化が可能である。これにより、エリア拡張する際のコストを抑えることができるメリットがある。なお、上記のようなリピータ装置の構成は、例えば、特許文献1に開示されている。
The aforementioned broadcast relay transmitting stations and communication repeater devices do not require modulation, demodulation, or advanced signal processing, so the devices can be simplified. This has the advantage of reducing costs when expanding the area. The configuration of the above-mentioned repeater devices is disclosed in, for example,
ところで、上記の放送用中継送信局の送信部では、必要な距離を伝送するために、電力増幅器88で所定のレベルに信号を増幅する必要がある。同様に、通信用リピータでも、所望のエリアをカバーするために、電力増幅器88で信号を増幅する必要がある。このとき、隣接する周波数チャンネルへの干渉を防止するため、電力増幅器による信号の歪を抑える必要がある。
Incidentally, in the transmitting section of the above-mentioned broadcast relay transmitting station, the signal needs to be amplified to a specified level by the
一般に、電力増幅器に使用する増幅デバイスの飽和出力レベルが、扱う信号の出力信号レベルに対して十分に大きいほど、電力増幅器による歪は低下する。一方で、出力信号レベルに対して、増幅デバイスの飽和出力レベルが大きくなるほど、その電力効率は悪化する。したがって、装置の消費電力を抑えるためには、出力信号の歪が許容される範囲で、可能な限り飽和出力レベルの小さい増幅デバイスを使用することが望まれる。 In general, the more the saturation output level of the amplifying device used in the power amplifier is sufficiently higher relative to the output signal level of the signal being handled, the lower the distortion caused by the power amplifier. On the other hand, the higher the saturation output level of the amplifying device relative to the output signal level, the worse its power efficiency becomes. Therefore, in order to reduce the power consumption of the device, it is desirable to use an amplifying device with as small a saturation output level as possible, within the range in which output signal distortion is acceptable.
しかしながら、上記のような設計を行う場合、出力信号の歪が許容値に対して余裕が少ないため、デバイスの僅かな損傷や環境変化などの様々な影響で、出力信号の歪が許容範囲を超える可能性がある。一方、出力信号の歪は、隣接周波数チャンネルへの干渉の原因となるため、その許容値は規格などで厳格に定められている。したがって、仮に出力信号の歪が悪化する場合には、許容値を超える前に検知して、保守などを行う必要がある。このため、これらの装置では、出力信号を解析することで、電力増幅器の出力信号の歪が所定の値を超えた場合にアラームを出すなどの機能を持つことが望まれる。 However, when performing the above design, there is little margin for the distortion of the output signal compared to the allowable value, so various influences such as slight damage to the device or environmental changes may cause the distortion of the output signal to exceed the allowable range. On the other hand, since output signal distortion can cause interference with adjacent frequency channels, its allowable value is strictly defined by standards. Therefore, if the distortion of the output signal worsens, it is necessary to detect it before it exceeds the allowable value and perform maintenance, etc. For this reason, it is desirable for these devices to have a function that analyzes the output signal and issues an alarm if the distortion of the output signal of the power amplifier exceeds a specified value.
このような機能を実現するために、出力信号をサンプリングした後に、信号処理部で解析を行って周波数スペクトルを算出することで、隣接周波数チャンネルに漏洩している信号レベルを検出する方法がよく用いられる。この方法によれば、隣接周波数チャンネルに漏洩している信号レベルを直接検出するため、高精度な検出が可能である。しかしながら、前述のような簡易的な構成の中継送信局やリピータ装置では、高度な信号処理を行うための信号処理部を内蔵していない場合が多い。このような装置の場合、出力信号の周波数スペクトルを算出するような解析が困難であるため、隣接チャンネルに漏洩している信号レベルを監視するための機能を持つことが困難であるという問題がある。 To achieve this function, a method is often used in which the output signal is sampled, then analyzed in a signal processing unit to calculate the frequency spectrum, thereby detecting the signal level leaking into adjacent frequency channels. With this method, the signal level leaking into adjacent frequency channels is directly detected, allowing for highly accurate detection. However, relay transmitting stations and repeater devices with simple configurations such as those described above often do not have a built-in signal processing unit for performing advanced signal processing. With such devices, there is a problem in that it is difficult to have a function for monitoring the signal level leaking into adjacent channels, since it is difficult to perform analysis such as calculating the frequency spectrum of the output signal.
前述の通り、簡易的な構成で低コスト化を図っている放送用中継送信局や通信用リピータ装置では、高度な信号処理を行うための信号処理部を内蔵していないものがある。このような装置では、故障や動作不良を検知し、必要に応じてアラームを出すための高度な信号処理を行うことが困難であるという問題があった。一方で、必要な通信距離を保ちながら装置の低消費電力化を図る場合、送信部に使用される電力増幅器では、出力信号の歪が許容される範囲で可能な限り飽和出力レベルの小さい増幅デバイスを使用することが望まれるが、出力信号の歪が許容値に対する余裕が少なくなるため、故障や環境変化などの様々な要因から、出力信号の歪が許容値を超える可能性がある程度存在する。したがって、出力信号を監視し、出力信号の歪が所定のレベルを超える場合にアラームを出すなどの措置が望まれていた。 As mentioned above, some broadcast relay transmitting stations and communication repeater devices that aim to reduce costs with a simple configuration do not have a built-in signal processing unit for performing advanced signal processing. Such devices have the problem that it is difficult to perform advanced signal processing to detect failures or malfunctions and issue an alarm as necessary. On the other hand, when trying to reduce the power consumption of the device while maintaining the necessary communication distance, it is desirable to use an amplification device with as small a saturation output level as possible within the range in which the distortion of the output signal is tolerable in the power amplifier used in the transmission unit. However, since the margin for the distortion of the output signal relative to the tolerable value is small, there is a certain degree of possibility that the distortion of the output signal will exceed the tolerable value due to various factors such as failures and environmental changes. Therefore, measures such as monitoring the output signal and issuing an alarm if the distortion of the output signal exceeds a predetermined level are desired.
しかしながら、前述の通り、簡易的な構成の放送用中継送信局や通信用リピータ装置では、高度な信号処理を行う信号処理部を内蔵していないことがある。このため、出力信号をサンプリングした後に、信号処理で解析を行って周波数スペクトルを算出することで、隣接周波数チャンネルに漏洩している信号レベルを検出するなどの処理を行うことが、困難であるという問題があった。 However, as mentioned above, broadcast relay transmitting stations and communication repeater devices with simple configurations may not have built-in signal processing units that perform advanced signal processing. This poses the problem that it is difficult to perform processing such as detecting the signal level leaking into adjacent frequency channels by sampling the output signal and then analyzing it using signal processing to calculate the frequency spectrum.
本発明は、上記のような従来の事情に鑑みて為されたものであり、高度な信号処理部を持たない簡易的な構成の無線装置でも、その無線装置に内蔵される増幅器の出力信号を監視できるようにすることを目的とする。 The present invention was made in consideration of the above-mentioned conventional circumstances, and aims to make it possible to monitor the output signal of an amplifier built into a wireless device, even if the wireless device has a simple configuration that does not have an advanced signal processing unit.
上記の目的を達成するために、本発明の一態様に係る増幅装置は、以下のように構成される。すなわち、本発明に係る増幅装置は、入力された信号を所定のレベルに増幅する増幅器と、増幅器に入力される信号の一部を分岐した信号に基づいて、増幅器の入力側の振幅レベルを検出する第1の検波器と、増幅器から出力される信号の一部を分岐した信号に基づいて、増幅器の出力側の振幅レベルを検出する第2の検波器と、第1の検波器で検知された振幅レベルと、第2の検波器で検知された振幅レベルとを比較して、増幅器の利得を検出する利得検出機構とを備えたことを特徴とする。 In order to achieve the above object, an amplifier device according to one aspect of the present invention is configured as follows. That is, the amplifier device according to the present invention is characterized by comprising an amplifier that amplifies an input signal to a predetermined level, a first detector that detects the amplitude level of the input side of the amplifier based on a signal that is a branched off portion of the signal that is input to the amplifier, a second detector that detects the amplitude level of the output side of the amplifier based on a signal that is a branched off portion of the signal that is output from the amplifier, and a gain detection mechanism that detects the gain of the amplifier by comparing the amplitude level detected by the first detector with the amplitude level detected by the second detector.
ここで、本発明に係る増幅装置は、増幅器に入力される信号の一部を分岐した信号の利得を、第1の検波器で検知された振幅レベルと、第2の検波器で検知された振幅レベルとの差分に応じて制御する利得制御部と、増幅器から出力される信号の一部を分岐した信号と、利得制御部で利得が制御された信号との差分を算出する減算器と、減算器の出力レベルを検出する第3の検波器と、第3の検波器で検出された出力レベルと、利得検出機構で検出された利得とに基づいて、増幅器の通過位相を検出する通過位相検出機構とを更に備えるように構成され得る。 The amplifier device according to the present invention may be further configured to include a gain control section that controls the gain of a signal obtained by branching off a portion of the signal input to the amplifier in accordance with the difference between the amplitude level detected by the first detector and the amplitude level detected by the second detector, a subtractor that calculates the difference between a signal obtained by branching off a portion of the signal output from the amplifier and a signal whose gain is controlled by the gain control section, a third detector that detects the output level of the subtractor, and a passing phase detection mechanism that detects the passing phase of the amplifier based on the output level detected by the third detector and the gain detected by the gain detection mechanism.
また、本発明に係る増幅装置は、増幅器の前段に配置された歪発生回路を更に備え、歪発生回路は、増幅器で発生する歪とは逆特性の歪特性を持つ素子を含むにように構成され得る。 The amplifier device according to the present invention may further include a distortion generating circuit arranged in front of the amplifier, and the distortion generating circuit may be configured to include an element having a distortion characteristic that is the inverse of the distortion generated by the amplifier.
また、本発明に係る増幅装置において、歪発生回路は、増幅器に入力される信号の利得を制御する事前利得制御部と、増幅器に入力される信号の位相を制御する事前位相制御手段と、第1の検波器で検知された振幅レベルに基づいて、増幅器で発生する振幅歪と逆特性となるように制御信号を生成して事前利得制御部に与える利得制御信号生成部と、第1の検波器で検知された振幅レベルに基づいて、増幅器で発生する位相歪と逆特性となるように制御信号を生成して事前位相制御部に与える位相制御信号生成部とを含むように構成され得る。 In addition, in the amplifier device according to the present invention, the distortion generating circuit may be configured to include a pre-gain control section that controls the gain of the signal input to the amplifier, a pre-phase control means that controls the phase of the signal input to the amplifier, a gain control signal generation section that generates a control signal to have the inverse characteristics of the amplitude distortion generated in the amplifier based on the amplitude level detected by the first detector and provides the control signal to the pre-gain control section, and a phase control signal generation section that generates a control signal to have the inverse characteristics of the phase distortion generated in the amplifier based on the amplitude level detected by the first detector and provides the control signal to the pre-phase control section.
本発明の別の態様に係る無線装置は、以下のように構成される。すなわち、無線送信の対象となる信号が入力され、当該入力された信号を所定のレベルに増幅する増幅器と、増幅器により増幅された信号を送信するアンテナと、増幅器に入力される信号の一部を分岐した信号に基づいて、増幅器の入力側の振幅レベルを検出する第1の検波器と、増幅器から出力される信号の一部を分岐した信号に基づいて、増幅器の出力側の振幅レベルを検出する第2の検波器と、第1の検波器で検知された振幅レベルと、第2の検波器で検知された振幅レベルとを比較して、増幅器の利得を検出する利得検出機構と、増幅器に入力される信号の一部を分岐した信号の利得を、第1の検波器で検知された振幅レベルと、第2の検波器で検知された振幅レベルとの差分に応じて制御する利得制御部と、増幅器から出力される信号の一部を分岐した信号と、利得制御部で利得が制御された信号との差分を算出する減算器と、減算器の出力レベルを検出する第3の検波器と、第3の検波器で検出された出力レベルと、利得検出機構で検出された利得とに基づいて、増幅器の通過位相を検出する通過位相検出機構とを備えたことを特徴とする。 A wireless device according to another aspect of the present invention is configured as follows. That is, the device is characterized by having an amplifier that receives a signal to be wirelessly transmitted and amplifies the input signal to a predetermined level, an antenna that transmits the signal amplified by the amplifier, a first detector that detects the amplitude level of the input side of the amplifier based on a signal that is a part of the signal input to the amplifier, a second detector that detects the amplitude level of the output side of the amplifier based on a signal that is a part of the signal output from the amplifier, a gain detection mechanism that detects the gain of the amplifier by comparing the amplitude level detected by the first detector with the amplitude level detected by the second detector, a gain control unit that controls the gain of the signal that is a part of the signal input to the amplifier according to the difference between the amplitude level detected by the first detector and the amplitude level detected by the second detector, a subtractor that calculates the difference between the signal that is a part of the signal output from the amplifier and the signal whose gain is controlled by the gain control unit, a third detector that detects the output level of the subtractor, and a pass phase detection mechanism that detects the pass phase of the amplifier based on the output level detected by the third detector and the gain detected by the gain detection mechanism.
本発明の更に別の態様に係る監視方法は、以下のように構成される。すなわち、入力された信号を所定のレベルに増幅する増幅器を監視する監視方法において、増幅器に入力される信号の一部を分岐した信号に基づいて、増幅器の入力側の振幅レベルを検出する第1の検波工程と、増幅器から出力される信号の一部を分岐した信号に基づいて、増幅器の出力側の振幅レベルを検出する第2の検波工程と、第1の検波工程で検知された振幅レベルと、第2の検波工程で検知された振幅レベルとを比較して、増幅器の利得を検出する利得検出工程と、増幅器に入力される信号の一部を分岐した信号の利得を、第1の検波工程で検知された振幅レベルと、第2の検波工程で検知された振幅レベルとの差分に応じて制御する利得制御工程と、増幅器から出力される信号の一部を分岐した信号と、利得制御工程で利得が制御された信号との差分を算出する減算工程と、減算工程の出力レベルを検出する第3の検波工程と、第3の検波工程で検出された出力レベルと、利得検出工程で検出された利得とに基づいて、増幅器の通過位相を検出する通過位相検出工程とを含むことを特徴とする。 A monitoring method according to yet another aspect of the present invention is configured as follows. That is, in the monitoring method for monitoring an amplifier that amplifies an input signal to a predetermined level, the method includes a first detection step of detecting an amplitude level on the input side of the amplifier based on a signal obtained by branching off a part of the signal input to the amplifier, a second detection step of detecting an amplitude level on the output side of the amplifier based on a signal obtained by branching off a part of the signal output from the amplifier, a gain detection step of detecting the gain of the amplifier by comparing the amplitude level detected in the first detection step with the amplitude level detected in the second detection step, a gain control step of controlling the gain of the signal obtained by branching off a part of the signal input to the amplifier according to the difference between the amplitude level detected in the first detection step and the amplitude level detected in the second detection step, a subtraction step of calculating the difference between the signal obtained by branching off a part of the signal output from the amplifier and the signal whose gain is controlled in the gain control step, a third detection step of detecting the output level of the subtraction step, and a passing phase detection step of detecting the passing phase of the amplifier based on the output level detected in the third detection step and the gain detected in the gain detection step.
本発明の更に別の態様に係る監視方法は、以下のように構成される。すなわち、無線送信の対象となる信号が入力され、当該入力された信号を所定のレベルに増幅する増幅器と、増幅器により増幅された信号を送信するアンテナとを備えた無線装置を監視する監視方法において、増幅器に入力される信号の一部を分岐した信号に基づいて、増幅器の入力側の振幅レベルを検出する第1の検波工程と、増幅器から出力される信号の一部を分岐した信号に基づいて、増幅器の出力側の振幅レベルを検出する第2の検波工程と、第1の検波工程で検知された振幅レベルと、第2の検波工程で検知された振幅レベルとを比較して、増幅器の利得を検出する利得検出工程と、増幅器に入力される信号の一部を分岐した信号の利得を、第1の検波工程で検知された振幅レベルと、第2の検波工程で検知された振幅レベルとの差分に応じて制御する利得制御工程と、増幅器から出力される信号の一部を分岐した信号と、利得制御工程で利得が制御された信号との差分を算出する減算工程と、減算工程の出力レベルを検出する第3の検波工程と、第3の検波工程で検出された出力レベルと、利得検出工程で検出された利得とに基づいて、増幅器の通過位相を検出する通過位相検出工程とを含むことを特徴とする。 A monitoring method according to yet another aspect of the present invention is configured as follows. That is, in a monitoring method for monitoring a wireless device having an amplifier to which a signal to be wirelessly transmitted is input and which amplifies the input signal to a predetermined level, and an antenna which transmits the signal amplified by the amplifier, the monitoring method includes a first detection step of detecting an amplitude level on the input side of the amplifier based on a signal obtained by branching off a portion of the signal input to the amplifier, a second detection step of detecting an amplitude level on the output side of the amplifier based on a signal obtained by branching off a portion of the signal output from the amplifier, and a comparison of the amplitude level detected in the first detection step with the amplitude level detected in the second detection step to determine the utilization of the amplifier. The amplifier includes a gain detection process for detecting the gain of a signal obtained by branching off a portion of the signal input to the amplifier, a gain control process for controlling the gain of a signal obtained by branching off a portion of the signal input to the amplifier in accordance with the difference between the amplitude level detected in the first detection process and the amplitude level detected in the second detection process, a subtraction process for calculating the difference between a signal obtained by branching off a portion of the signal output from the amplifier and a signal whose gain has been controlled in the gain control process, a third detection process for detecting the output level of the subtraction process, and a passing phase detection process for detecting the passing phase of the amplifier based on the output level detected in the third detection process and the gain detected in the gain detection process.
本発明によれば、高度な信号処理部を持たない簡易的な構成の無線装置でも、その無線装置に内蔵される増幅器の出力信号を監視できるようになる。 The present invention makes it possible to monitor the output signal of an amplifier built into a wireless device, even if the wireless device has a simple configuration and does not have an advanced signal processing unit.
以下、本発明について、図面を参照しつつ、幾つかの実施例を用いて説明する。 The present invention will now be described using several examples with reference to the drawings.
(第1実施例)
図1には、本発明の第1実施例に係る増幅装置の構成例を示してある。本例の増幅装置(増幅回路)は、信号を所定のレベルに増幅する電力増幅器を内蔵しており、その電力増幅器の出力信号を監視する機能を有する。本例の増幅装置は、例えば、高度な信号処理部を持たない簡易的な構成の中継送信局やリピータ装置などの無線装置に内蔵される。一例として、図8Bや図9に示したような無線装置において、電力増幅器88に代えて搭載される。
(First embodiment)
1 shows an example of the configuration of an amplifier according to a first embodiment of the present invention. The amplifier (amplifier circuit) of this example has a built-in power amplifier that amplifies a signal to a predetermined level, and has a function of monitoring the output signal of the power amplifier. The amplifier of this example is built into a wireless device such as a relay transmitting station or a repeater device that has a simple configuration without an advanced signal processing unit. As an example, it is installed in place of the
本例では、出力信号の信号スペクトルを監視する代わりに、無線送信の対象となる信号を所定のレベルに増幅する電力増幅器15の出力信号を監視することで、入力信号レベルに対する電力増幅器15の利得偏差と通過位相の偏差を検出する。通常の電力増幅器の動作では、これらの偏差が小さい場合は出力信号の歪は小さく、逆に偏差が増えると歪は大きくなる。したがって、これらの偏差が所定の値に収まっていることを監視することで、出力信号の歪が許容値に収まることを等価的に監視できる。
In this example, instead of monitoring the signal spectrum of the output signal, the output signal of the
以下に、本例の増幅装置の動作を説明する。本例の増幅装置はまず、電力増幅器15に対する入出力間の信号レベルを検知して、利得の偏差を求める。電力増幅器15に対する入力信号の検知は、第1の方向性結合器1、第2の方向性結合器2、第1の振幅調整部3、及び第1の検波器4を用いて行われる。入力信号の一部は、第1の方向性結合器1と第2の方向性結合器2を介して、第1の振幅調整部3に入力される。第1の振幅調整部3は、増幅器や減衰器などで構成され、信号レベルが所定のレベルになるように固定の利得または減衰量を与える。第1の振幅調整部3により振幅調整された入力信号は、第1の検波器4に入力される。第1の検波器4は、入力信号の包絡線レベル、即ち、入力信号の振幅レベルを検出する。
The operation of the amplifier of this example will be described below. The amplifier of this example first detects the signal level between the input and output of the
同様に、電力増幅器15からの出力信号の検知は、第3の方向性結合器5、第4の方向性結合器6、第2の振幅調整部7、及び第2の検波器8を用いて行われる。すなわち、出力信号の一部は第3の方向性結合器5と第4の方向性結合器6を介して第2の振幅調整部7に入力され、第2の振幅調整部7で固定の利得または減衰量が与えられて信号レベルが調整された後、第2の検波器8で出力信号の振幅レベルが検出される。
Similarly, the output signal from the
そして、第1の検波器4の出力を第1のアナログ-デジタル変換器9でデジタル信号に変換し、第2の検波器8の出力を第2のアナログ-デジタル変換器10でデジタル信号に変換した後、信号処理部(不図示)で両者の信号レベルを比較することで、入出力における利得を検出する。前述の通り、出力信号の歪が小さい場合、上記のようにして算出された利得は、入力信号レベルに対して偏差が小さい。したがって、入力信号レベルに対して検出された利得の偏差と事前に定めた閾値とを比較し、利得の偏差が閾値を超えた場合にアラームを発報する。
The output of the
なお、本例の構成において、入出力の利得を検出するために信号処理部を必要とするが、ここで行う信号処理は、検波器の出力レベルを比較するだけの簡単な処理である。このため、比較的安価かつ簡易な信号処理部で実現することが可能である。 In this example configuration, a signal processing section is required to detect the input/output gain, but the signal processing performed here is a simple process that simply compares the output levels of the detectors. Therefore, it can be realized with a relatively inexpensive and simple signal processing section.
上述の通り、入出力の利得特性の監視は、電力増幅器15の入力側と出力側に検波器(4,8)を設け、それぞれの検波器の出力レベルを比較する構成とすることで、容易に実現することが可能である。しかしながら、通常の検波器は、入出力信号の振幅のみを検出するため、位相を監視することが困難である。そこで、本例の増幅装置には更に、位相の検知するための機構も追加されている。
As mentioned above, monitoring of the input/output gain characteristics can be easily achieved by providing detectors (4, 8) on the input and output sides of the
以下に、位相を検知するための動作を説明する。入力信号の一部は、第1の方向性結合器1と第2の方向性結合器2で分岐されるが、第2の方向性結合器2で分岐されたもう一方の信号は、第1の遅延回路11を介して、第1の利得制御部12に入力される。一方、第1の検波器4の出力及び第2の検波器8の出力は、第1の減算器13にも入力され、第1の減算器13から両者の差分に相当する信号が出力される。第1の制御電圧生成部14は、この差分に相当する信号に基づいて、第1の利得制御部12の制御電圧を生成する。第1の利得制御部12は、第1の制御電圧生成部14から与えられる制御電圧に基づいて、入力信号に対して上記差分に等しい利得を追加するよう動作する。なお、第1の利得制御部12は、可変利得増幅器や可変利得器などで容易に構成することができる。
The operation for detecting the phase will be described below. A part of the input signal is branched by the first
ここで、入力信号をSiとし、出力信号をSoとして、以下の式(1)、式(2)で表したとする。
上記の式において、Aは入力信号振幅、θは入力信号の位相、Gは利得、Geは利得の偏差、φは通過位相、φeは通過位相の偏差である。なお、利得の偏差Geおよび通過位相の偏差φeは、主に電力増幅器15で発生し、信号レベルに依存して変化する。
In the above formula, A is the input signal amplitude, θ is the phase of the input signal, G is the gain, Ge is the gain deviation, φ is the pass phase, and φe is the pass phase deviation. Note that the gain deviation Ge and the pass phase deviation φe occur mainly in the
第1の制御電圧生成部14は、入出力振幅の差分に等しい利得が追加されるように、第1の利得制御部12の制御電圧を生成する。このため、第1の利得制御部12は、式(1)で示す入力信号の振幅が、式(2)で示す出力信号の振幅と等しくなるように利得を制御する。したがって、第1の利得制御部12の出力は、以下の式(3)のようになる。
The first control
この第1の利得制御部12の出力は、第2の減算器16に入力される。また、電力増幅器15の出力信号の一部が、第3の方向性結合器5と第4の方向性結合器6で分岐され、更に第3の振幅調整部19を介して、第2の減算器16のもう一方の入力に与えられる。そして、第2の減算器16によって計算された両者の差成分が、第3の検波器17に入力される。
The output of the first
ここで、第3の検波器17の入力信号Si(DET)とすると、以下の式(4)のようになる。
第3の検波器17は、この信号の振幅成分を検波するから、第3の検波器17の出力は、以下の式(5)のようになる。
上記の式において、(G+Ge)Aは出力振幅を表し、既に第1の検波器4と第2の検波器8の出力信号から算出している。このため、これを第3のアナログ-デジタル変換器18でデジタル信号に変換した後、信号処理部(不図示)でその大きさから(G+Ge)Aを差し引くことで、電力増幅器15の通過位相成分φ+φeを算出することができる。
In the above formula, (G+Ge)A represents the output amplitude, which has already been calculated from the output signals of the
振幅と同様に、電力増幅器15の歪が十分に小さい場合、その通過位相は入力信号レベルに対して偏差が小さい。したがって、検出された通過位相の入力信号レベルに対する偏差を監視し、事前に定めた閾値を超えた場合にアラームを発報する。なお、位相検出においても信号処理部を必要とするが、ここで行う信号処理も非常に単純な処理である。このため、安価かつ簡易な信号処理部で実現することが可能である。
As with amplitude, when the distortion of the
本例によれば、検波器4,8で検出した入出力の信号レベルから利得を算出することに加えて、利得制御部12や制御電圧生成部14、減算器16、検波器17などで位相を算出することで、入出力の利得および位相を簡易な構成で検波することが可能となる。また、これらの入出力の利得と位相の偏差を監視することで、出力信号の歪を等価的に監視することが可能となる。また、これらの算出は、簡易な信号処理のみで可能なため、高価な信号処理部を使用せずに出力信号を監視することが可能となる。更に、本例の増幅装置を簡易的な構成で低コスト化を図っている無線装置に適用することで、コストの増加を抑えながら出力信号の監視が可能となる。
In this example, in addition to calculating the gain from the input and output signal levels detected by the
以上のように、本例の増幅装置は、入力信号を所定のレベルに増幅する電力増幅器15と、電力増幅器15に対する入力信号の一部を分岐した信号に基づいて、電力増幅器15の入力側の振幅レベルを検出する第1の検波器4と、電力増幅器15からの出力信号の一部を分岐した信号に基づいて、電力増幅器15の出力側の振幅レベルを検出する第2の検波器8と、第1の検波器4で検知された振幅レベルと、第2の検波器8で検知された振幅レベルとを比較して、電力増幅器15の利得を検出する利得検出機構(アナログ-デジタル変換器9,10や不図示の信号処理部)とを備えている。したがって、高度な信号処理部を持たない簡易的な構成の無線装置でも、本例の増幅装置を搭載することで、電力増幅器の利得を監視することができる。これにより、無線装置に、入力信号に対する電力増幅器の利得の偏差が閾値を超えた場合にアラームを発報する等の機能を持たせることが可能となる。
As described above, the amplifier device of this example includes a
また、本例の増幅装置は更に、電力増幅器15に対する入力信号の一部を分岐した信号の利得を、第1の検波器4で検知された振幅レベルと、第2の検波器8で検知された振幅レベルとの差分に応じて制御する利得制御部12と、電力増幅器15からの出力信号の一部を分岐した信号と、利得制御部12で利得が制御された信号との差分を算出する減算器16と、減算器16の出力レベルを検出する第3の検波器17と、第3の検波器17で検出された出力レベルと、利得検出機構で検出された利得とに基づいて、電力増幅器15の通過位相を検出する通過位相検出機構(アナログ-デジタル変換器18や不図示の信号処理部)とを備えている。したがって、高度な信号処理部を持たない簡易的な構成の無線装置でも、本例の増幅装置を搭載することで、電力増幅器の通過位相を監視することができる。これにより、無線装置に、入力信号に対する電力増幅器の通過位相の偏差が閾値を超えた場合にアラームを発報する等の機能を持たせることが可能となる。
The amplifier device of this example further includes a
(第2実施例)
図2には、本発明の第2実施例に係る増幅装置の構成例を示してある。本例の増幅装置は、第1実施例に係る増幅装置に、プリディストータ21を追加した構成となっている。
Second Example
2 shows an example of the configuration of an amplifier according to a second embodiment of the present invention. The amplifier according to this embodiment has a configuration in which a
前述の通り、一般な電力増幅用デバイスは、飽和出力レベルが扱う信号の出力信号レベルに対して十分に大きいほど歪は小さくなる。その一方で、出力信号レベルに対して増幅デバイスの飽和出力レベルが大きくなるほど、その効率は悪化する。したがって、装置の消費電力を抑えるために、出力信号の歪が許容される範囲で、可能な限り飽和出力レベルの小さい増幅デバイスを使用することが望まれるが、増幅デバイスで発生する歪が増加する。そこで、第2実施例では、電力増幅器15の前段にプリディストータ21を挿入してある。
As mentioned above, in a typical power amplification device, the distortion decreases when the saturation output level is sufficiently large relative to the output signal level of the signal being handled. On the other hand, the greater the saturation output level of the amplification device relative to the output signal level, the worse its efficiency becomes. Therefore, in order to reduce the power consumption of the device, it is desirable to use an amplification device with as small a saturation output level as possible within the range in which output signal distortion is tolerable, but this increases the distortion generated by the amplification device. Therefore, in the second embodiment, a
プリディストータ21は、電力増幅器15で生じる歪特性と逆の歪を生成することで、歪を緩和する。プリディストータ21としては、例えば、電力増幅器15の逆歪特性に近い性質を持つダイオードを使用することができる。別の例として、可変利得増幅器や可変減衰器などの利得を制御可能なデバイスと、移相器などの位相を制御可能なデバイスを使用し、これらを制御することで、電力増幅器15の逆歪特性に近い特性を再現する方法などがある。
The
ところで、一般的な装置では、故障や動作不良を検知し、必要に応じてアラームを出すことが望まれる。特に、プリディストータを使用する無線装置では、僅かな故障などの影響でプリディストータが十分に機能せず、電力増幅器の歪を十分に抑圧できなくなる可能性がある。このため、出力信号の歪が所定のレベルを超える場合にアラームを出すなどの機能を設けることが望まれる。そこで、第2実施例に係る増幅装置でも、第1実施例と同様にして出力信号の監視を行う。 In general devices, it is desirable to detect failures or malfunctions and issue an alarm if necessary. In particular, in wireless devices that use a predistorter, even a slight failure may cause the predistorter to not function properly, making it impossible to fully suppress the distortion of the power amplifier. For this reason, it is desirable to provide a function that issues an alarm when the distortion of the output signal exceeds a predetermined level. Therefore, in the amplifier device of the second embodiment, the output signal is monitored in the same manner as in the first embodiment.
図3Aには、OFDM(Orthogonal Frequency-Division Multiplexing;直交波周波数分割多重)信号の振幅の発生確率イメージを示してある。同図に示す通り、一般的に、OFDM信号における振幅の発生確率は、平均電力相当の振幅付近で最大になり、それ以上の振幅では減少傾向になる。したがって、利得や通過位相の偏差も平均付近の偏差の影響が大きくなる。 Figure 3A shows an image of the probability of occurrence of the amplitude of an OFDM (Orthogonal Frequency-Division Multiplexing) signal. As shown in the figure, the probability of occurrence of the amplitude in an OFDM signal is generally greatest near the amplitude equivalent to the average power, and tends to decrease at amplitudes above that. Therefore, the deviations in gain and passing phase are also greatly affected by deviations near the average.
そこで、例えば、図3Bや図3Cの実線に示すような閾値を設け、偏差の大きさが閾値を超える場合にアラームを出す。図3Bは、利得の偏差に関する閾値であり、振幅レベルの増大に従って段階的に増加する閾値の例を示してある。図3Cは、通過位相の偏差に関する閾値であり、振幅レベルの増大に従って段階的に増加する閾値の例を示してある。実際に適用する閾値は、事前に利得や通過位相の偏差と歪との関係について統計的なデータを取得して定めることができる。 For example, thresholds are set as shown by the solid lines in Figures 3B and 3C, and an alarm is issued if the magnitude of the deviation exceeds the threshold. Figure 3B shows an example of a threshold related to gain deviation, which increases stepwise as the amplitude level increases. Figure 3C shows an example of a threshold related to pass phase deviation, which increases stepwise as the amplitude level increases. The thresholds to be actually applied can be determined in advance by acquiring statistical data on the relationship between the gain or pass phase deviation and distortion.
以上のように、本例の増幅装置は、電力増幅器15の前段に、歪発生回路として、電力増幅器15で発生する歪とは逆特性の歪特性を持つ素子で構成されたプリディストータ21を配置してある。したがって、本例の増幅装置によれば、高度な信号処理部を持たない簡易的な構成の中継送信局やリピータ装置などの無線装置においても、プリディストータを用いて低消費電力化を行えると共に、出力信号の歪が許容範囲に収まっているか監視することが可能となる。
As described above, the amplifier device of this example has a
(第3実施例)
図4には、本発明の第3実施例に係る増幅装置の構成例を示してある。本例の増幅装置は、電力増幅器15の前段に、第2実施例におけるプリディストータ21として、第2の利得制御部41、位相制御部42、第2の制御電圧生成部43、第3の制御電圧生成部44、第2の遅延回路45からなる歪発生回路を設けた構成となっている。
(Third Example)
4 shows an example of the configuration of an amplifier according to a third embodiment of the present invention. The amplifier according to this embodiment is configured such that a distortion generating circuit consisting of a second
入力信号は、第1の方向性結合器1と第2の遅延回路45を介して、第2の利得制御部41と位相制御部42に入力される。第2の利得制御部41は、電力増幅器15の振幅歪と逆特性となるように、入力信号の利得を制御する。同様に位相制御部42は、電力増幅器15の位相歪と逆特性となるように、入力信号の位相を制御する。こうすることで、電力増幅器15で発生する歪と逆歪特性を持つ入力信号を生成し、歪を抑圧する。
The input signal is input to the second
第1の方向性結合1のもう一方の出力は、第1実施例で説明したように、第2の方向性結合器2と第1の振幅調整部3を介して、第1の検波器4に入力される。第1の検波器4では包絡線レベルが検出され、第2の制御電圧生成部43と第3の制御電圧生成部44に入力される。第2の制御電圧生成部43では、第1の検波器4から入力された包絡線レベルに応じて、所望の利得または減衰量となるように制御電圧を生成し、第2の利得制御部41の制御電圧の入力端子に入力する。同様に、第3の制御電圧生成部44では、第1の検波器4から入力された包絡線レベルに応じて、所望の位相シフト量となるように制御電圧を生成し、位相制御部42の制御電圧の入力端子に入力する。
The other output of the first
ここで、多くの場合において、入力信号が第1の利得制御部45や位相制御部42に到達するまでの時間に対し、第2の制御電圧生成部43や第3の制御電圧生成部44で制御電圧を生成するまでの時間に遅れが生じる。そこで、第2の遅延回路45で、両者のタイミングを調整する。
In many cases, a delay occurs between the time it takes for the input signal to reach the first
第2の制御電圧生成部43では、包絡線レベルに応じて第2の利得制御部41の利得または減衰量が所望の値となるように、制御電圧を生成する必要がある。同様に、第3の制御電圧生成部44は、位相制御部42において所望の位相シフト量となるように制御電圧を生成する必要がある。そこで、事前に、電力増幅器15の入力信号レベル対利得特性および入力信号レベル対位相特性を測定しておき、これらの特性に基づいて、第1の検波器4から入力された包絡線レベルを所望の制御電圧に変換するように、第2の制御電圧生成部43と第3の制御電圧生成部44を設計すればよい。
The second control
図5Aには、電力増幅器における入力信号レベル(Pin)に対する利得(Gain)特性の一例を示してある。また、図5Bには、電力増幅器における入力信号レベル(Pin)対通過位相(Phase)特性を示してある。理想的な電力増幅器では利得や通過位相が一定であるが、実際の電力増幅器は一定とならず出力信号に歪が発生する。 Figure 5A shows an example of the gain (Gain) characteristic versus the input signal level (Pin) in a power amplifier. Also, Figure 5B shows the input signal level (Pin) versus the passing phase (Phase) characteristic in a power amplifier. In an ideal power amplifier, the gain and passing phase are constant, but in an actual power amplifier, they are not constant and distortion occurs in the output signal.
そこで、第2の利得制御部41において、制御電圧(Vc)に対する利得(Gain)の特性が図6Aのような場合は、図6Bのような入出力特性となるように、第2の制御電圧生成部43を設計する。同様に、位相制御部42において、制御電圧(Vc)に対する位相シフト量(Phase)が図7Aのような特性の場合、図7Bのような入出力特性を持つように第3の制御電圧生成部44を設計する。
Therefore, in the second
なお、本例の増幅装置においても、故障などの影響でプリディストータ機能が正常に動作しない場合、電力増幅器の歪を十分に抑圧できなくなる可能性がある。このため、出力信号の歪が所定のレベルを超える場合にアラームを出すなどの機能を設けることが望まれる。そこで、第3実施例に係る増幅装置でも、第1実施例と同様にして出力信号の監視を行う。 In addition, even in the amplifier device of this example, if the predistorter function does not operate normally due to the influence of a malfunction or the like, there is a possibility that the distortion of the power amplifier will not be sufficiently suppressed. For this reason, it is desirable to provide a function such as issuing an alarm when the distortion of the output signal exceeds a predetermined level. Therefore, in the amplifier device of the third embodiment, the output signal is monitored in the same manner as in the first embodiment.
以上のように、本例の増幅装置は、電力増幅器15の前段に歪発生回路を配置してあり、この歪発生回路は、電力増幅器15に入力される信号の利得を制御する第2の利得制御部41と、電力増幅器15に入力される信号の位相を制御する位相制御部42と、第1の検波器4で検知された振幅レベルに基づいて、電力増幅器15で発生する振幅歪と逆特性となるように制御信号を生成して第2の利得制御部41に与える第2の制御信号生成部43と、第1の検波器4で検知された振幅レベルに基づいて、電力増幅器15で発生する位相歪と逆特性となるように制御信号を生成して位相制御部42に与える制御信号生成部44とを含む構成となっている。したがって、本例の増幅装置によれば、複雑な信号処理を行わなくても、より効果的な電力増幅器の歪の抑圧が可能となる。これにより、簡易な構成で低コスト化を図る中継送信局やリピータなどの無線装置の送信部においても、低消費電力化を図りながら所望の出力電力を得ることが可能となる。更に、出力信号の歪が許容範囲に収まっているか監視することも可能となる。
As described above, the amplifier of this example has a distortion generating circuit disposed in front of the
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記の実施形態は例示に過ぎず、本発明の技術的範囲を限定するものではない。本発明は、その他の様々な実施形態をとることが可能であると共に、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、省略や置換等の種々の変形を行うことができる。これら実施形態及びその変形は、本明細書等に記載された発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the above embodiments are merely illustrative and do not limit the technical scope of the present invention. The present invention can take various other embodiments, and various modifications such as omissions and substitutions can be made without departing from the gist of the present invention. These embodiments and their modifications are included in the scope and gist of the invention described in this specification, etc., and are included in the scope of the invention described in the claims and their equivalents.
また、本発明は、上記の説明で挙げたような装置や、これら装置で構成されたシステムとして提供することが可能なだけでなく、これら装置により実行される方法、これら装置の機能をプロセッサにより実現させるためのプログラム、そのようなプログラムをコンピュータ読み取り可能に記憶する記憶媒体などとして提供することも可能である。 The present invention can be provided not only as the devices described above or as systems composed of these devices, but also as methods executed by these devices, programs for implementing the functions of these devices using a processor, and storage media for storing such programs in a computer-readable format.
本発明は、入力された信号を所定のレベルに増幅する増幅器及びこれを内蔵した無線装置に利用することが可能である。 The present invention can be used in an amplifier that amplifies an input signal to a specified level and in a wireless device that incorporates the amplifier.
1,2,5,6:方向性結合器、 3,7,19:振幅調整部、 4,8,17:検波器、 9,10,18:アナログ-デジタル変換器、 11,45:遅延回路、 12,41:利得制御部、 13,16:減算器、 14,43,44:制御電圧生成部、 15,88…電力増幅器、 21:プリディストータ、 42:位相制御部、 81:受信アンテナ、 82:帯域通過フィルタ、 83:低雑音増幅器、 84、87:周波数変換器、 89:送信アンテナ
1, 2, 5, 6: directional coupler; 3, 7, 19: amplitude adjustment section; 4, 8, 17: detector; 9, 10, 18: analog-to-digital converter; 11, 45: delay circuit; 12, 41: gain control section; 13, 16: subtractor; 14, 43, 44: control voltage generation section; 15, 88...power amplifier; 21: predistorter; 42: phase control section; 81: receiving antenna; 82: band-pass filter; 83: low-noise amplifier; 84, 87: frequency converter; 89: transmitting antenna
Claims (6)
前記増幅器に入力される信号の一部を分岐した信号に基づいて、前記増幅器の入力側の振幅レベルを検出する第1の検波器と、
前記増幅器から出力される信号の一部を分岐した信号に基づいて、前記増幅器の出力側の振幅レベルを検出する第2の検波器と、
前記第1の検波器で検知された振幅レベルと、前記第2の検波器で検知された振幅レベルとを比較して、前記増幅器の利得を検出する利得検出機構と、
前記増幅器に入力される信号の一部を分岐した信号の利得を、前記第1の検波器で検知された振幅レベルと、前記第2の検波器で検知された振幅レベルとの差分に応じて制御する利得制御部と、
前記増幅器から出力される信号の一部を分岐した信号と、前記利得制御部で利得が制御された信号との差分を算出する減算器と、
前記減算器の出力レベルを検出する第3の検波器と、
前記第3の検波器で検出された出力レベルと、前記利得検出機構で検出された利得とに基づいて、前記増幅器の通過位相を検出する通過位相検出機構とを備えたことを特徴とする増幅装置。 an amplifier that amplifies an input signal to a predetermined level;
a first detector that detects an amplitude level of an input side of the amplifier based on a signal that is a part of a signal that is branched off from the input signal to the amplifier;
a second detector that detects an amplitude level of the output of the amplifier based on a signal that is a part of the signal output from the amplifier;
a gain detection mechanism that detects the gain of the amplifier by comparing an amplitude level detected by the first detector with an amplitude level detected by the second detector;
a gain control unit that controls a gain of a signal obtained by branching off a part of a signal input to the amplifier in accordance with a difference between an amplitude level detected by the first detector and an amplitude level detected by the second detector;
a subtractor that calculates a difference between a signal obtained by branching off a portion of the signal output from the amplifier and a signal whose gain is controlled by the gain control unit;
a third detector for detecting an output level of the subtractor;
and a passing phase detection mechanism that detects a passing phase of the amplifier based on an output level detected by the third detector and a gain detected by the gain detection mechanism.
前記増幅器の前段に配置された歪発生回路を更に備え、
前記歪発生回路は、前記増幅器で発生する歪とは逆特性の歪特性を持つ素子を含むことを特徴とする増幅装置。 2. The amplifier according to claim 1,
Further comprising a distortion generating circuit arranged in front of the amplifier,
An amplifying device, wherein the distortion generating circuit includes an element having a distortion characteristic opposite to that generated by the amplifier.
前記歪発生回路は、
前記増幅器に入力される信号の利得を制御する事前利得制御部と、
前記増幅器に入力される信号の位相を制御する事前位相制御部と、
前記第1の検波器で検知された振幅レベルに基づいて、前記増幅器で発生する振幅歪と逆特性となるように制御信号を生成して前記事前利得制御部に与える利得制御信号生成部と、
前記第1の検波器で検知された振幅レベルに基づいて、前記増幅器で発生する位相歪と逆特性となるように制御信号を生成して前記事前位相制御部に与える位相制御信号生成部とを含むことを特徴とする増幅装置。 3. The amplifier according to claim 2,
The distortion generating circuit includes:
a pre-gain control unit for controlling a gain of a signal input to the amplifier;
a pre-phase control section for controlling a phase of a signal input to the amplifier;
a gain control signal generating unit that generates a control signal to have an inverse characteristic to the amplitude distortion generated in the amplifier based on the amplitude level detected by the first detector, and provides the control signal to the pre-gain control unit;
and a phase control signal generating unit that generates a control signal to the pre-phase control unit so as to have an inverse characteristic to the phase distortion generated in the amplifier based on the amplitude level detected by the first detector.
前記増幅器により増幅された信号を送信するアンテナと、
前記増幅器に入力される信号の一部を分岐した信号に基づいて、前記増幅器の入力側の振幅レベルを検出する第1の検波器と、
前記増幅器から出力される信号の一部を分岐した信号に基づいて、前記増幅器の出力側の振幅レベルを検出する第2の検波器と、
前記第1の検波器で検知された振幅レベルと、前記第2の検波器で検知された振幅レベルとを比較して、前記増幅器の利得を検出する利得検出機構と、
前記増幅器に入力される信号の一部を分岐した信号の利得を、前記第1の検波器で検知された振幅レベルと、前記第2の検波器で検知された振幅レベルとの差分に応じて制御する利得制御部と、
前記増幅器から出力される信号の一部を分岐した信号と、前記利得制御部で利得が制御された信号との差分を算出する減算器と、
前記減算器の出力レベルを検出する第3の検波器と、
前記第3の検波器で検出された出力レベルと、前記利得検出機構で検出された利得とに基づいて、前記増幅器の通過位相を検出する通過位相検出機構とを備えたことを特徴とする無線装置。 an amplifier that receives a signal to be wirelessly transmitted and amplifies the input signal to a predetermined level;
an antenna for transmitting the signal amplified by the amplifier;
a first detector that detects an amplitude level of an input side of the amplifier based on a signal that is a part of a signal that is branched off from the input signal to the amplifier;
a second detector that detects an amplitude level of the output of the amplifier based on a signal that is a part of the signal output from the amplifier;
a gain detection mechanism that detects the gain of the amplifier by comparing an amplitude level detected by the first detector with an amplitude level detected by the second detector;
a gain control unit that controls a gain of a signal obtained by branching off a part of a signal input to the amplifier in accordance with a difference between an amplitude level detected by the first detector and an amplitude level detected by the second detector;
a subtractor that calculates a difference between a signal obtained by branching off a portion of the signal output from the amplifier and a signal whose gain is controlled by the gain control unit;
a third detector for detecting an output level of the subtractor;
a passing phase detection mechanism that detects a passing phase of the amplifier based on an output level detected by the third detector and a gain detected by the gain detection mechanism.
前記増幅器に入力される信号の一部を分岐した信号に基づいて、前記増幅器の入力側の振幅レベルを検出する第1の検波工程と、
前記増幅器から出力される信号の一部を分岐した信号に基づいて、前記増幅器の出力側の振幅レベルを検出する第2の検波工程と、
前記第1の検波工程で検知された振幅レベルと、前記第2の検波工程で検知された振幅レベルとを比較して、前記増幅器の利得を検出する利得検出工程と、
前記増幅器に入力される信号の一部を分岐した信号の利得を、前記第1の検波工程で検知された振幅レベルと、前記第2の検波工程で検知された振幅レベルとの差分に応じて制御する利得制御工程と、
前記増幅器から出力される信号の一部を分岐した信号と、前記利得制御工程で利得が制御された信号との差分を算出する減算工程と、
前記減算工程の出力レベルを検出する第3の検波工程と、
前記第3の検波工程で検出された出力レベルと、前記利得検出工程で検出された利得とに基づいて、前記増幅器の通過位相を検出する通過位相検出工程とを含むことを特徴とする監視方法。 A monitoring method for monitoring an amplifier that amplifies an input signal to a predetermined level, comprising:
a first detection step of detecting an amplitude level of an input side of the amplifier based on a signal obtained by splitting a part of a signal input to the amplifier;
a second detection step of detecting an amplitude level of the output side of the amplifier based on a signal obtained by branching off a part of the signal output from the amplifier;
a gain detection step of detecting a gain of the amplifier by comparing an amplitude level detected in the first detection step with an amplitude level detected in the second detection step;
a gain control step of controlling a gain of a signal obtained by branching off a part of the signal input to the amplifier in accordance with a difference between an amplitude level detected in the first detection step and an amplitude level detected in the second detection step;
a subtraction step of calculating a difference between a signal obtained by branching off a part of the signal output from the amplifier and a signal whose gain has been controlled in the gain control step;
a third detection step of detecting an output level of the subtraction step;
a passing phase detection step of detecting a passing phase of the amplifier based on the output level detected in the third detection step and the gain detected in the gain detection step.
前記増幅器に入力される信号の一部を分岐した信号に基づいて、前記増幅器の入力側の振幅レベルを検出する第1の検波工程と、
前記増幅器から出力される信号の一部を分岐した信号に基づいて、前記増幅器の出力側の振幅レベルを検出する第2の検波工程と、
前記第1の検波工程で検知された振幅レベルと、前記第2の検波工程で検知された振幅レベルとを比較して、前記増幅器の利得を検出する利得検出工程と、
前記増幅器に入力される信号の一部を分岐した信号の利得を、前記第1の検波工程で検知された振幅レベルと、前記第2の検波工程で検知された振幅レベルとの差分に応じて制御する利得制御工程と、
前記増幅器から出力される信号の一部を分岐した信号と、前記利得制御工程で利得が制御された信号との差分を算出する減算工程と、
前記減算工程の出力レベルを検出する第3の検波工程と、
前記第3の検波工程で検出された出力レベルと、前記利得検出工程で検出された利得とに基づいて、前記増幅器の通過位相を検出する通過位相検出工程とを含むことを特徴とする監視方法。 A monitoring method for monitoring a wireless device including an amplifier that receives a signal to be wirelessly transmitted and amplifies the input signal to a predetermined level, and an antenna that transmits the signal amplified by the amplifier, comprising:
a first detection step of detecting an amplitude level of an input side of the amplifier based on a signal obtained by splitting a part of a signal input to the amplifier;
a second detection step of detecting an amplitude level of the output side of the amplifier based on a signal obtained by branching off a part of the signal output from the amplifier;
a gain detection step of detecting a gain of the amplifier by comparing an amplitude level detected in the first detection step with an amplitude level detected in the second detection step;
a gain control step of controlling a gain of a signal obtained by branching off a part of the signal input to the amplifier in accordance with a difference between an amplitude level detected in the first detection step and an amplitude level detected in the second detection step;
a subtraction step of calculating a difference between a signal obtained by branching off a part of the signal output from the amplifier and a signal whose gain has been controlled in the gain control step;
a third detection step of detecting an output level of the subtraction step;
a passing phase detection step of detecting a passing phase of the amplifier based on the output level detected in the third detection step and the gain detected in the gain detection step.
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| JP2002111397A (en) | 2000-09-29 | 2002-04-12 | Sony Corp | Distortion compensation device and distortion compensation method |
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|---|---|---|---|---|
| JP2000216640A (en) | 1998-12-10 | 2000-08-04 | Nortel Networks Ltd | Linear amplifier |
| JP2002009556A (en) | 2000-06-16 | 2002-01-11 | Sony Corp | Distortion compensation device and distortion compensation method |
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