專利名稱：畸變補償輸出控制回路及畸變補償輸出控制方法
技術領域：
本發明涉及進行畸變補償及輸出控制的畸變補償輸出控制回路及畸變補償輸出控制方法。
這樣，畸變補償輸出控制回路包括由可變衰減器2和功率放大器3構成的前向通道、由可變衰減器4和加法器1構成的反饋通道和控制回路5。然后，這個畸變補償輸出控制回路在對輸入功率進行功率放大，輸出預定輸出功率的同時，形成用輸出功率的一部分進行負反饋反饋回路，對功率放大時發生的畸變進行補償。
接著說明其操作。
通常，在畸變補償輸出控制回路中，改變輸出功率時，通過可變衰減器4改變負反饋到加法器1的電平來改變輸出功率。此時，在上述公報中，控制回路5根據可變衰減器4的改變量來控制可變衰減器2，使畸變補償輸出控制回路中的回路增益保持恒定，以此便可能獲得恒定的輸出控制。
圖2表示功率放大器3的畸變量與輸出功率的關系。一般功率放大器3的輸出畸變特性并非恒定不變的，如圖2所示，畸變量會隨著輸出功率而增減。但在先有的畸變補償輸出控制回路中，控制輸出功率時也總是控制得使回路增益保持恒定。因此，即使在畸變量小輸出功率小時回路增益也保持恒定，結果，成了畸變補償輸出控制回路上特有的噪音功率增大和相位振蕩等各種各樣問題的成因。例如，圖2的B點的畸變補償量比A點小也行，而且在C點上根本不必進行畸變補償。
此外，圖3表示具有高次函數特性的功率放大器3隨輸出功率而改變的畸變量。如圖3所示，根據功率放大器3的結構，有時前向通道總的畸變量具有隨輸出功率而改變的高次函數特性。在這種情況下，例如，輸出功率從圖3的A點變為B點時，畸變補償范圍得不到滿足，畸變的絕對量比A點大。這樣，只要畸變量隨著輸出功率而改變，就難以獲得穩定的性能。
由于先有的畸變補償輸出控制回路如上所述的結構，功率放大器3的畸變量對于輸出功率具有高次函數特性，若畸變量隨著輸出功率而改變，則難以獲得穩定的性能，這是一個問題。
另外，控制輸出功率時，總是控制得使回路增益保持不變，故有引起噪音功率增大和相位振蕩等的問題。
本發明旨在解決上述問題，故其目的在于得到一種畸變補償輸出控制回路和畸變補償輸出控制方法，在控制輸出功率的同時，根據輸出功率控制畸變量，以便確保穩定的性能。
另外，本發明的目的在于得到一種畸變補償輸出控制回路和畸變補償輸出控制方法，它進行大幅度的輸出控制，在輸出功率小、畸變量小時，切斷反饋回路，防止引起噪音功率增大和相位振蕩等弊病的可能性。
這樣，即可收到根據輸出功率控制畸變量、確保穩定性能的效果。
本發明的畸變補償輸出控制回路，設有反饋到加法器的回路的通斷開關回路，在預定輸出功率小、輸出功率上的畸變量小的情況下，用所述開關回路切斷所述反饋回路，第一控制回路控制所述第一增益可變裝置，以便獲得預定的輸出功率。
這樣即可收到防止引起噪音功率增大和相位振蕩等弊病的可能性的效果。
本發明的畸變補償輸出控制方法，在對輸入功率進行功率放大、輸出預定輸出功率的同時，形成用上述輸出功率的一部分進行負反饋的反饋回路，用所述反饋回路中的前向通道增益和反饋通道增益對功率放大時發生的畸變進行補償，控制所述反饋通道的增益，以便獲得所述預定的輸出功率，控制前向通道的增益，以便獲得與所述預定輸出功率對應的所述反饋回路的回路增益。
這樣即可收到根據輸出功率控制畸變量、確保穩定性能的效果。
本發明的畸變補償輸出控制方法在預定的輸出功率小、輸出功率上的畸變量小的情況下，切斷反饋回路，控制前向通道的增益，以便獲得所述預定的輸出功率。
這樣即可收到防止引起噪音功率增大和相位振蕩等弊病的可能性的效果。
圖1是表示先有的畸變補償輸出控制回路結構的方框圖；圖2表示畸變量與功率放大器輸出功率的關系；圖3表示畸變量與具有高次函數特性的功率放大器的輸出功率的關系；圖4是表示本發明第一實施例的畸變補償輸出控制回路結構的方框圖；圖5表示本發明第一實施例的畸變補償輸出控制回路的簡易模型；圖6說明本發明第一實施例畸變量與回路增益的關系；圖7是表示圖4所示畸變補償輸出控制回路具體結構的方框圖；圖8是表示本發明第二實施例的畸變補償輸出控制回路結構的方框圖；圖9是表示圖8所示畸變補償輸出控制回路具體結構的方框圖。
實施例1圖4是表示本發明第一實施例的畸變補償輸出控制回路結構的方框圖。圖中，1是加法器，對輸入功率和負反饋的一部分輸出功率進行加法運算；2是可變衰減器(第一增益可變裝置)，用以衰減加法器1輸出的功率；3是功率放大器，對可變衰減器2輸出的功率進行放大，輸出預定的輸出功率；4是可變衰減器(第二增益可變裝置)，對功率放大器3輸出的功率進行衰減，并負反饋到加法器1。
11是控制回路(第一控制回路)，控制可變衰減器2以便獲得與預定的輸出功率相應的回路增益，12是控制回路(第二控制回路)，控制可變衰減器4，以便獲得預定的輸出功率，控制回路11，12分別配置成能夠進行獨立的表或函數控制。
這樣，在圖4的示例中，畸變補償輸出控制回路由可變衰減器2和功率放大器3組成的前向通道和由可變衰減器4和加法器1組成的反饋通道、控制回路11，12構成。于是，這種畸變補償輸出控制回路在對輸入功率進行功率放大，輸出預定的輸出功率的同時，形成用一部分輸出功率進行負反饋的負反饋回路，對功率放大時發生的畸變進行補償。
下面說明其操作。
圖5表示畸變補償輸出控制回路的簡易模型，若前向通道增益為α，反饋通道增益為β，輸入功率為Pi，則輸出功率為Po用下式表示Po＝α·Pi/(1+αβ)(1)式中αβ是回路增益。于是，若考慮到回路增益與1相比足夠大，則可置換為1+αβ≈αβ，上式(1)可簡化為以下(2)式Po＝Pi/β (2)就是說，畸變補償輸出控制回路輸出功率的控制，受反饋通道增益β支配，幾乎不受前向通道的增益α影響，通過控制前向通道增益α及反饋通道的增益β，即可與輸出功率無關，僅僅改變回路增益αβ。利用這一點，便可能同時控制輸出功率和畸變量兩者。
此外，在上述(1)式中，考慮到回路增益αβ與1相比足夠大，可以簡化公式，但在實際上，通過控制前向通道的增益α，輸出功率會發生僅為1/αβ的變化。在無法忽略這個影響的情況下，通過控制反饋通道的增益β，可以使增益的下降量得到補償。
在這里，可變衰減器2相當于前向通道增益α，可變衰減器4相當于反饋通道的增益β，用各自的表或函數對其進行控制，即可實現上述目的。就是說，通過控制回路12控制可變衰減器4(反饋通道增益β)，以便獲得預定的輸出功率，通過控制回路11控制可變衰減器2，以便獲得與預定的輸出功率相應的回路增益αβ。
圖6說明畸變量與回路增益αβ的關系。圖中，對應于輸出功率A、B、C的畸變量分別為30dB、40dB、25dB，對該畸變補償輸出控制回路要求的畸變量上限若為10dB，則在先有技術上，為了把輸出功率A的畸變量抑制到要求值以下所需的回路增益αβ為20dB時，由于回路增益αβ保持不變，故B點的畸變量便超出要求值。
但在這個實施例中，令輸出功率A處的回路增益αβ為20dB，輸出功率B處的回路增益αβ為30dB，輸出功率C處的回路增益αβ為15dB，在用控制回路12控制反饋回路增益β的同時，用控制回路11控制前向通道增益α，無論輸出功率為何值，都能根據輸出功率把畸變量抑制到要求值以下。
圖7是表示圖4所示畸變補償輸出控制回路具體結構的方框圖。在圖7中，檢波電路14對功率放大器3輸出的輸出功率進行檢波，該檢波的輸出功率用A/D轉換器15轉換成數字信號，輸入控制回路12的比較器123。輸出功率指示部分16把功率放大器3必須輸出的預定輸出功率的指示輸出到控制回路12的輸出功率控制回路122和比較器123。
在控制回路12上，存儲器121以表或函數的形式存儲著用以根據輸出功率控制可變衰減器4的預先設定的基準值。輸出控制回路122接受輸出功率指示部分16輸出的預定的輸出功率指示，從存儲器121讀出與輸出功率對應的用以控制可變衰減器4的基準值，輸出到加法器125。
比較器123對A/D轉換器15輸出的檢波輸出功率與輸出功率指示部分16指示的預定輸出功率進行比較，輸出其差值功率，運算電路124根據比較器123輸出的差值功率，計算用以控制可變衰減器4的修正值。加法器125，把輸出控制回路122輸出的用以控制可變衰減器4的基準值，與運算電路124輸出的用以控制可變衰減器4的修正值進行加法運算，輸出用以控制可變衰減器4的設定值，D/A轉換器126將其轉換成模擬信號，將該設定值輸入可變衰減器4。
可變衰減器4用所輸入的設定值進行控制，使功率放大器3輸出預定的輸出功率。
在控制回路11中，存儲器111以表或函數的形式存儲著與用以控制可變衰減器4的設定值對應的用以控制可變衰減器2的設定值。回路增益控制回路112從存儲器111讀出與控制回路12的加法器125輸出的用以控制可變衰減器4的設定值對應的用以控制可變衰減器2的設定值，D/A轉換器113將其轉換成模擬信號，將該設定值輸入可變衰減器2。
可變衰減器2根據所輸入的設定值進行控制，獲得預定的回路增益。
如上所述，該實施例1的畸變補償輸出控制回路，包括加法器1、可變衰減器2、功率放大器3、可變衰減器4和控制回路11，12，但是，也可以應用采用笛卡兒反饋方式和預畸變方式等把輸出的一部分負反饋到輸入端的結構的畸變補償輸出控制回路。
另外，在本實施例1中，作為改變增益的裝置，采用可變衰減器2，可變衰減器4，但是，只要能夠改變增益，采用哪一種改變增益的裝置都沒有關系。尤其是，改變前向通道增益的裝置，不限于衰減增益的裝置，采用可變放大器也行。
如上所述，按照實施例1，用控制回路12控制反饋通道的增益可變裝置(反饋通道的增益β)，以便獲得預定的輸出功率，用控制回路11控制前向通道的增益可變裝置，以便獲得與預定的輸出功率相應的回路增益αβ，以此根據輸出功率控制畸變量，獲得確保穩定性能的效果。
另外，按照該實施例1，可以獲得恒定的輸出功率和畸變特性，獲得加大功率放大器3元件選擇自由度的效果。
實施例2圖8是表示本發明實施例2的畸變補償輸出控制回路結構的方框圖。圖中，13-1是可以使畸變補償輸出控制回路中反饋回路通斷的開關電路。開關電路13-1在輸出功率小，畸變量少時，例如，用軟件控制切換到觸點a側的切斷。此外，與實施例1的圖4相同的結構元素加上同一符號，故其說明從略。
下面說明其操作。
開關電路13-1投向觸點b側時，進行與實施例1相同的操作。在實施例1中，根據輸出功率控制回路增益αβ，但是，在實施例2中，輸出功率小、畸變量足夠小時，用開關電路13-1切斷畸變補償輸出控制回路上的反饋回路，用可變衰減器2控制輸出功率。
由上述(1)式可知，反饋回路接通時與反饋回路切斷時畸變補償輸出控制回路中的輸出功率之比約為1/(1+αβ)，但是，切斷反饋回路時，由于可變衰減器2的前向通道增益α原封不動地接在輸出上，所以與開關電路13-1聯動，用控制回路11控制可變衰減器2，若使前向通道增益α同樣為1/(1+αβ)倍，則反饋回路通/斷切換時輸出功率的差異消失，即使在切斷反饋回路時也能控制輸出功率。
圖9是圖8所示畸變補償輸出控制回路的具體結構的方框圖。在圖9中，開關電路13-1～13-4在輸出功率小，畸變量少時，切換到觸點的a側，輸出功率大時，切換到觸點的b側。切換到觸點b側時，其操作與實施例1的圖7相同，故其說明從略。
現對開關電路13-1～13-4切換到觸點a側的情況加以說明。
檢波電路14對功率放大器3輸出的輸出功率進行檢波，檢波的輸出功率用A/D轉換器轉換成數字信號，通過開關電路13-2輸入控制回路11的比較器116。輸出功率指示部分16通過開關電路13-3把功率放大器3必須輸出的預定輸出功率的指示輸出到控制回路11的輸出控制回路115和比較器16。
在控制回路11的存儲器114中，以函數或表的形式存儲著用以根據輸出功率控制可變衰減器2的預先設定的基準值。輸出控制回路115接受輸出功率指示部分16輸出的預定輸出功率指示，從存儲器114讀出與預定的輸出功率對應的用以控制可變衰減器2的基準值，輸出給加法器118。
比較器116輸出由A/D轉換器15輸出的檢波輸出功率和由輸出功率指示部分16提示的預定輸出功率比較所得的差值功率，運算電路117根據比較器116輸出的差值功率計算用以控制可變衰減器2的修正值。加法器118對輸出控制回路115輸出的用以控制可變衰減器2的基準值和運算電路117輸出的用以控制可變衰減器2的修正值進行加法運算，通過開關電路13-4輸出用以控制可變衰減器2的設定值，D/A轉換器113將其轉換成模擬信號，將其設定值輸入可變衰減器2。
可變衰減器2根據所輸入的設定值進行控制，使功率放大器3輸出預定的輸出功率。
這里，開關電路13-1～13-4只是用來表示控制的形態，只要能夠實現反饋回路的通斷控制，用哪一種裝置都行。
在這個實施例2中，輸出功率小、畸變量足夠小時，畸變補償輸出控制回路斷開反饋回路，用連接在加法器1和功率放大器3之間的可變衰減器2控制輸出功率，但是，不用可變衰減器2，而用可變放大器等改變增益的裝置也行，另外，在加法器1之前連接有控制輸入功率的輸入側增益可變裝置，代替可變衰減器2，用該輸入側增益可變裝置控制輸出功率也行。
如上所述，按照該實施例2，進行大幅度的輸出控制，在輸出功率小，畸變量少時，用開關電路13-1～13-4切斷反饋回路，用控制回路11控制可變衰減器2來控制輸出功率，這樣便可收到防止引起噪音功率增大和相位振蕩等弊病的可能性的效果。
此外，按照該實施例2，通過切斷反饋回路，使反饋通道與前向通道完全分開，可以切斷電源，還可以收到抑制反饋回路功率消耗的效果。
在產業上利用的可能性如上所述，本發明的畸變補償輸出控制回路，在控制輸出功率的同時，控制畸變量，在畸變量小、輸出功率小時切斷反饋回路，可防止噪音功率增大和相位振蕩等。
權利要求
1.一種畸變補償輸出控制回路，在對輸入功率進行功率放大，輸出預定的輸出功率的同時，形成用所述輸出功率的一部分進行負反饋的反饋回路，對功率放大時發生的畸變進行補償，其特征在于它包括加法器，對所述輸入功率和所述負反饋的一部分輸出功率進行加法運算；第一增益可變裝置，用以增減所述加法器輸出的功率；功率放大器，對所述第一增益可變裝置輸出的功率進行功率放大，輸出預定的輸出功率；第二增益可變裝置，對所述功率放大器輸出的功率進行衰減，并負反饋到所述加法器；第二控制回路，控制所述第二增益可變裝置，以便獲得所述預定的輸出功率；和第一控制回路，控制所述第一增益可變裝置，以便獲得與所述預定的輸出功率對應的所述反饋回路的回路增益。
2.如權利要求1所述的畸變補償輸出控制回路，其特征在于，設有反饋到加法器的反饋回路的通斷開關回路，在預定輸出功率小、輸出功率上的畸變量少的情況下，用所述開關回路切斷所述反饋回路，第一控制回路控制所述第一增益可變裝置，以便獲得預定的輸出功率。
3.一種畸變補償輸出控制方法，在對輸入功率進行功率放大、輸出預定輸出功率的同時，形成用上述輸出功率的一部分進行負反饋的反饋回路，用所述反饋回路中的前向通道增益和反饋通道增益對功率放大時發生的畸變進行補償，其特征在于，控制所述反饋通道的增益，以便獲得所述預定的輸出功率，控制所述前向通道的增益，以便獲得與所述預定輸出功率相應的所述反饋回路的回路增益。
4.如權利要求3所述的畸變補償輸出控制方法，其特征在于，在預定的輸出功率小、輸出功率上的畸變量少的情況下，切斷反饋回路，控制前向通道的增益，以便獲得所述預定的輸出功率。
全文摘要
一種畸變補償輸出控制回路，它包括加法器1，對輸入功率和負反饋的一部分輸出功率進行加法運算；可變衰減器2，用以衰減加法器1輸出的功率；功率放大器3，對可變衰減器2輸出的功率進行功率放大，輸出預定的輸出功率；可變衰減器4，對功率放大器3輸出的功率進行衰減，并負反饋到加法器1；控制回路12，控制可變衰減器4，以便獲得預定的輸出功率；控制回路11，控制可變衰減器2，以便獲得與預定的輸出功率對應的回路增益。
文檔編號H03F1/32GK1399813SQ00816273
公開日2003年2月26日 申請日期2000年9月27日 優先權日2000年9月27日
發明者三瀨敏生, 田邊智弘 申請人:三菱電機株式會社