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JP2011211533A - Amplifier circuit and radio communication apparatus - Google Patents

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JP2011211533A
JP2011211533A JP2010077921A JP2010077921A JP2011211533A JP 2011211533 A JP2011211533 A JP 2011211533A JP 2010077921 A JP2010077921 A JP 2010077921A JP 2010077921 A JP2010077921 A JP 2010077921A JP 2011211533 A JP2011211533 A JP 2011211533A
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Japan
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amplifier
circuit
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power supply
distortion
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JP2010077921A
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Japanese (ja)
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Kazuyuki Totani
一幸 戸谷
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Sumitomo Electric Industries Ltd
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Sumitomo Electric Industries Ltd
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Abstract

【課題】ET(Envelope Tracking)方式やEER(Envelope Elimination and Restoration)方式等の電源変調方式で使用される増幅器の歪補償処理を行う増幅回路において、増幅器の利得の周波数特性を改善して、歪補償が容易な状態にする。
【解決手段】増幅器10と、入力信号に基づいて変調された電源電圧を増幅器10に付与する電源変調回路17と、増幅器10に対して前置され、増幅器10の歪特性を打ち消す逆歪特性を生成して入力信号に付加する歪補償回路11とを備えた増幅回路1であって、歪補償回路11と増幅器10との間に利得調整回路12を設け、電源電圧に関わらず増幅器10の周波数特性の形を揃える逆特性を利得調整回路12の周波数特性とする。
【選択図】図1
In an amplifier circuit that performs distortion compensation processing of an amplifier used in a power supply modulation method such as an ET (Envelope Tracking) method or an EER (Envelope Elimination and Restoration) method, the frequency characteristic of the gain of the amplifier is improved and distortion is improved. Make compensation easy.
An amplifier, a power supply modulation circuit that applies a power supply voltage modulated based on an input signal to the amplifier, and an inverse distortion characteristic that is placed in front of the amplifier and cancels the distortion characteristic of the amplifier. The amplifier circuit 1 includes a distortion compensation circuit 11 that is generated and added to an input signal. The gain adjustment circuit 12 is provided between the distortion compensation circuit 11 and the amplifier 10, and the frequency of the amplifier 10 is set regardless of the power supply voltage. The inverse characteristic that aligns the shape of the characteristic is the frequency characteristic of the gain adjustment circuit 12.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、主として無線通信装置において、信号電力を増幅するために使用される増幅回路に関する。   The present invention relates to an amplifier circuit used for amplifying signal power mainly in a wireless communication apparatus.

例えば携帯電話の基地局に設置される無線通信装置には、高出力の増幅器(HPA: High Power Amplifier)が使用される。図9は、このような増幅器100を含む増幅回路の一例(但し、簡略化している。)を示すブロック図である。このような増幅器100に関しては、入力信号Pin(RF信号)に基づいて電源変調回路200によりドレイン電圧Vdを変調するET(Envelope Tracking)方式(電源変調方式若しくはバイアス変調方式ともいう。)を採用することにより、その電力効率を高めることができる(例えば、非特許文献1,2参照。)。この場合、増幅器100のドレイン電圧VdはRF信号の包絡線に合わせてダイナミックに変化するので、入力信号Pinの振幅が小さいときでも増幅器100の動作電力が抑制され、その結果、電力効率が向上する。   For example, a high-power amplifier (HPA) is used in a wireless communication apparatus installed in a base station of a mobile phone. FIG. 9 is a block diagram showing an example (however, simplified) of an amplifier circuit including such an amplifier 100. For such an amplifier 100, an ET (Envelope Tracking) method (also referred to as a power supply modulation method or a bias modulation method) that modulates the drain voltage Vd by the power supply modulation circuit 200 based on the input signal Pin (RF signal) is adopted. Therefore, the power efficiency can be improved (for example, refer nonpatent literatures 1 and 2). In this case, since the drain voltage Vd of the amplifier 100 changes dynamically according to the envelope of the RF signal, the operating power of the amplifier 100 is suppressed even when the amplitude of the input signal Pin is small, and as a result, the power efficiency is improved. .

一方、このような増幅器100を用いて電力を増幅するとき、増幅器100自身の入出力特性の歪が規定レベルを満足することができず、所望の出力が得られない場合がある。そこで、このような歪を補償するための歪補償方式として、増幅器100に対して前置された歪補償回路300により増幅器100の歪特性を検出し、この特性とは逆の歪特性(等振幅逆位相の歪特性)をデジタル信号処理により生成して増幅器100の入力に付加するDPD(Digital Pre-Distortion)処理を施す。これにより、増幅器100の歪特性を打ち消すことが可能となる(例えば、非特許文献3,4参照。)。   On the other hand, when power is amplified using such an amplifier 100, the distortion of the input / output characteristics of the amplifier 100 itself cannot satisfy a specified level, and a desired output may not be obtained. Therefore, as a distortion compensation method for compensating for such distortion, a distortion characteristic of the amplifier 100 is detected by a distortion compensation circuit 300 provided in front of the amplifier 100, and a distortion characteristic (equal amplitude) opposite to this characteristic is detected. A DPD (Digital Pre-Distortion) process is performed in which an anti-phase distortion characteristic) is generated by digital signal processing and added to the input of the amplifier 100. As a result, the distortion characteristics of the amplifier 100 can be canceled (see, for example, Non-Patent Documents 3 and 4).

Donald F. Kimball, et al., "High-Efficiency Envelope-Tracking W-CDMA Base-Station Amplifier Using GaN HFETs", IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, Vol. 54, No. 11, November 2006.Donald F. Kimball, et al., "High-Efficiency Envelope-Tracking W-CDMA Base-Station Amplifier Using GaN HFETs", IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, Vol. 54, No. 11, November 2006. Feipeng Wang, et. al., “Design of Wide-Band Envelope-Tracking Power Amplifiers for OFDM Applications”, IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, Vol.53, No.4, April 2005.Feipeng Wang, et. Al., “Design of Wide-Band Envelope-Tracking Power Amplifiers for OFDM Applications”, IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, Vol. 53, No. 4, April 2005. Lei Ding, "Digital predistortion of power amplifiers for wireless application", Thesis, Georgia institute of Technology, 2004Lei Ding, "Digital predistortion of power amplifiers for wireless application", Thesis, Georgia institute of Technology, 2004 "Open-Loop Digital Predistorter for RF Power Amplifiers Using Dynamic Deviation Reduction-Based Volterra Series", IEEE TRNSACTIONS ON MICROWAVE THEORY AND TECHNIQUES, VOL. 56, No.7, July 2008"Open-Loop Digital Predistorter for RF Power Amplifiers Using Dynamic Deviation Reduction-Based Volterra Series", IEEE TRNSACTIONS ON MICROWAVE THEORY AND TECHNIQUES, VOL. 56, No. 7, July 2008

しかしながら、上記のようなET方式の増幅器100では、ドレイン電圧に応じて出力インピーダンスZoutが変化する。このため、入力信号Pinの振幅レベルに応じて増幅器100の動作条件が変わる、という事態が生じる。そこで、増幅器100の利得が、入力信号Pinによってどのように変化するかを種々の観点から調べたところ、利得の周波数特性がドレイン電圧によって変化する、という知見を得た。   However, in the ET amplifier 100 as described above, the output impedance Zout changes according to the drain voltage. For this reason, a situation occurs in which the operating condition of the amplifier 100 changes according to the amplitude level of the input signal Pin. Thus, when the gain of the amplifier 100 is changed from the various viewpoints by examining how the gain of the amplifier 100 changes depending on the input signal Pin, it has been found that the frequency characteristic of the gain changes depending on the drain voltage.

図10の(a)は、一例としてドレイン電圧Vdと出力信号Poutとを示すグラフである。ドレイン電圧Vdは、最低値Vdminから、最高値Vdmaxの範囲内で変化している。図10の(b)は、一例として、増幅器100の利得の周波数特性が、ドレイン電圧Vdによって変化することを示すグラフである。このように、利得の周波数特性が信号レベルによって変化すると、それによる歪み成分を、歪補償回路300で除去することは困難である。   FIG. 10A is a graph showing the drain voltage Vd and the output signal Pout as an example. The drain voltage Vd changes from the minimum value Vdmin to the maximum value Vdmax. FIG. 10B is a graph showing, as an example, that the frequency characteristic of the gain of the amplifier 100 changes depending on the drain voltage Vd. As described above, when the frequency characteristic of the gain changes depending on the signal level, it is difficult to remove a distortion component caused by the gain characteristic by the distortion compensation circuit 300.

かかる従来の問題点に鑑み、本発明は、ET方式やEER(Envelope Elimination and Restoration)方式等の電源変調方式で使用される増幅器の歪補償処理を行う増幅回路において、増幅器の利得の周波数特性を改善して、歪補償が容易な状態にすることを目的とする。   In view of such a conventional problem, the present invention provides an amplifier circuit that performs distortion compensation processing of an amplifier used in a power supply modulation method such as an ET method or an EER (Envelope Elimination and Restoration) method. The purpose is to improve and make distortion compensation easy.

(1)本発明の増幅回路は、入力信号の電力を増幅する増幅器と、前記入力信号に基づいて変調された電源電圧を前記増幅器に付与する電源変調回路と、前記増幅器に対して前置され、前記増幅器の歪特性を打ち消す逆歪特性を生成して前記入力信号に付加する歪補償回路と、前記歪補償回路と前記増幅器との間に設けられ、前記電源電圧に関わらず前記増幅器の周波数特性の形を揃える逆特性を自己の周波数特性とする利得調整回路とを備えたものである。
上記のように構成された、いわゆる電源変調方式の増幅回路では、利得調整回路が、電源電圧に関わらず増幅器の周波数特性の形を揃える逆特性を有することにより、増幅器の周波数特性を改善する。
(1) An amplifier circuit of the present invention is provided in front of an amplifier that amplifies the power of an input signal, a power supply modulation circuit that applies a power supply voltage modulated based on the input signal to the amplifier, and the amplifier. A distortion compensation circuit that generates an inverse distortion characteristic that cancels the distortion characteristic of the amplifier and adds it to the input signal, and is provided between the distortion compensation circuit and the amplifier, and the frequency of the amplifier regardless of the power supply voltage. And a gain adjustment circuit having a self-frequency characteristic as a reverse characteristic that aligns the shape of the characteristic.
In the so-called power supply modulation type amplifier circuit configured as described above, the gain adjustment circuit improves the frequency characteristic of the amplifier by having an inverse characteristic that aligns the shape of the frequency characteristic of the amplifier regardless of the power supply voltage.

(2)上記(1)の増幅回路において、利得調整回路は、電源電圧に対応してキャパシタンスを変えるバリキャップによって構成されるイコライザを含むものであってもよい。
この場合、キャパシタンスの連続的な変化が可能である。また、バリキャップのみの構成となるので、回路が簡素で安価である。
(2) In the amplifier circuit of (1), the gain adjustment circuit may include an equalizer configured by a varicap that changes capacitance in accordance with the power supply voltage.
In this case, a continuous change in capacitance is possible. In addition, since only the varicap is configured, the circuit is simple and inexpensive.

(3)上記(1)の増幅回路において、利得調整回路は、利得が低下する周波数域が相互にずれている複数のイコライザ要素から、電源電圧に対応して特定のイコライザ要素を選択する構成であってもよい。
この場合、調整は離散的ではあるが、所望の利得を得ることが容易である。そのため、増幅器の複雑な周波数特性にも容易に対応できる。
(3) In the amplifier circuit of (1) above, the gain adjustment circuit selects a specific equalizer element corresponding to the power supply voltage from a plurality of equalizer elements whose frequency ranges where the gain decreases are mutually shifted. There may be.
In this case, the adjustment is discrete, but it is easy to obtain a desired gain. Therefore, it is possible to easily cope with complicated frequency characteristics of the amplifier.

(4)上記(3)の増幅回路において、イコライザ要素は、通過特性が減衰域で交わるハイパスフィルタ及びローパスフィルタによって構成することもできる。
この場合、特定周波数及びその近傍で利得が低下する特性を容易に作り出すことができる。
(4) In the amplifier circuit of (3), the equalizer element can be configured by a high-pass filter and a low-pass filter whose pass characteristics intersect in the attenuation region.
In this case, it is possible to easily create a characteristic that the gain decreases at a specific frequency and in the vicinity thereof.

(5)上記(3)の増幅回路において、イコライザ要素は、通過帯域が互いにずれた2つのバンドパスフィルタによって構成されるものであってもよい。
この場合も、特定周波数及びその近傍で利得が低下する特性を容易に作り出すことができる。
(5) In the amplifier circuit of (3), the equalizer element may be configured by two bandpass filters whose passbands are shifted from each other.
Also in this case, it is possible to easily create a characteristic in which the gain decreases at a specific frequency and in the vicinity thereof.

(6)一方、本発明の無線通信装置は、増幅回路を搭載したものであって、当該増幅回路が、入力信号の電力を増幅する増幅器と、前記入力信号に基づいて変調された電源電圧を前記増幅器に付与する電源変調回路と、前記増幅器に対して前置され、前記増幅器の歪特性を打ち消す逆歪特性を生成して前記入力信号に付加する歪補償回路と、前記歪補償回路と前記増幅器との間に設けられ、前記電源電圧に関わらず前記増幅器の周波数特性の形を揃える逆特性を自己の周波数特性とする利得調整回路とを備えたものである。
上記のように構成された無線通信装置における、いわゆる電源変調方式の増幅回路では、利得調整回路が、電源電圧に関わらず増幅器の周波数特性の形を揃える逆特性を有することにより、増幅器の周波数特性を改善する。
(6) On the other hand, the wireless communication device of the present invention is equipped with an amplifier circuit, and the amplifier circuit receives an amplifier that amplifies the power of the input signal, and a power supply voltage modulated based on the input signal. A power supply modulation circuit to be applied to the amplifier; a distortion compensation circuit that is placed in front of the amplifier and generates an inverse distortion characteristic that cancels the distortion characteristic of the amplifier; and is added to the input signal; the distortion compensation circuit; And a gain adjustment circuit provided between the amplifier and having a self-frequency characteristic as an inverse characteristic that aligns the shape of the frequency characteristic of the amplifier regardless of the power supply voltage.
In the so-called power modulation type amplifier circuit in the wireless communication apparatus configured as described above, the gain adjustment circuit has an inverse characteristic that aligns the shape of the frequency characteristic of the amplifier regardless of the power supply voltage, so that the frequency characteristic of the amplifier To improve.

本発明の増幅回路又はこれを用いた無線通信装置によれば、増幅器の利得の周波数特性が改善され、歪補償回路による歪補償が容易な状態にすることができる。   According to the amplifier circuit of the present invention or the radio communication apparatus using the same, the frequency characteristics of the gain of the amplifier can be improved, and the distortion compensation by the distortion compensation circuit can be made easy.

本発明の各実施形態に係るET方式の増幅回路を示すブロック回路図である。1 is a block circuit diagram showing an ET system amplifier circuit according to each embodiment of the present invention. FIG. 図1における利得調整回路の内部回路を示す図である。It is a figure which shows the internal circuit of the gain adjustment circuit in FIG. バリキャップによって構成されるイコライザの利得と周波数との関係を、ドレイン電圧Vdをパラメータとして示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the gain of an equalizer comprised by a varicap, and a frequency using the drain voltage Vd as a parameter. イコライザにより増幅器の利得の周波数特性を改善する様子を示すグラフである。It is a graph which shows a mode that the frequency characteristic of the gain of an amplifier is improved by an equalizer. 本発明の第2実施形態に係るET方式の増幅回路を示すブロック回路図である。It is a block circuit diagram showing an ET system amplifier circuit according to a second embodiment of the present invention. イコライザ要素の構成例を示すブロック回路図及び通過特性である。It is the block circuit diagram which shows the structural example of an equalizer element, and a passage characteristic. 第2実施形態に係る増幅回路において、イコライザにより増幅器の利得の周波数特性を改善する様子を示すグラフである。6 is a graph showing how the gain frequency characteristics of an amplifier are improved by an equalizer in an amplifier circuit according to a second embodiment. 無線基地局の無線通信装置と、端末装置としての無線通信装置とを有する無線通信システムの構成図の一例である。It is an example of the block diagram of the radio | wireless communications system which has the radio | wireless communication apparatus of a radio base station, and the radio | wireless communication apparatus as a terminal device. 増幅器を含む増幅回路の一例(但し、簡略化している。)を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example (however, it is simplifying) of the amplifier circuit containing an amplifier. (a)は、一例としてドレイン電圧Vdと出力信号Poutとを示すグラフである。(b)は、一例として、増幅器の利得の周波数特性が、ドレイン電圧Vdによって変化することを示すグラフである。(A) is a graph which shows the drain voltage Vd and the output signal Pout as an example. (B) is a graph which shows that the frequency characteristic of the gain of an amplifier changes with drain voltage Vd as an example.

《無線通信装置》
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照して説明する。
図8は、無線基地局の無線通信装置STと、端末装置としての無線通信装置T1,T2,T3とを有する無線通信システムの構成図の一例である。無線通信装置STは、無線信号を送信するための送信機S、無線信号を受信するための受信機R、及び、送受信信号の処理を行う処理部Pを備えている。無線通信装置T1〜T3も基本的に同様の内部構成を備えている。
《Wireless communication device》
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 8 is an example of a configuration diagram of a wireless communication system having a wireless communication device ST of a wireless base station and wireless communication devices T1, T2, and T3 as terminal devices. The wireless communication device ST includes a transmitter S for transmitting a wireless signal, a receiver R for receiving a wireless signal, and a processing unit P for processing a transmission / reception signal. The wireless communication devices T1 to T3 basically have the same internal configuration.

上記送信機Sは、線形変調信号を送信するものであり、線形変調信号を増幅する増幅回路1を有している。また、上記受信機Rは、線形変調信号を受信するものであり、線形変調信号を受信して増幅するための増幅回路1を有している。増幅回路1の基本的構成は、送信機S及び受信機R共に同様であるので、以下、送信機Sの増幅回路1を代表例として説明する。   The transmitter S transmits a linear modulation signal and includes an amplifier circuit 1 that amplifies the linear modulation signal. The receiver R receives a linear modulation signal and has an amplifier circuit 1 for receiving and amplifying the linear modulation signal. Since the basic configuration of the amplifier circuit 1 is the same for both the transmitter S and the receiver R, the amplifier circuit 1 of the transmitter S will be described below as a representative example.

《増幅回路:第1実施形態》
図1は、本発明の第1実施形態(後述の第2実施形態も同様。)に係るET方式の増幅回路1を示すブロック回路図である。図において、増幅回路1の中核的存在である増幅器(HPA)10は、入力信号Pinの電力を増幅して出力信号Poutとするものである。
<< Amplifier Circuit: First Embodiment >>
FIG. 1 is a block circuit diagram showing an ET-type amplifier circuit 1 according to a first embodiment (the same applies to a second embodiment described later) of the present invention. In the figure, an amplifier (HPA) 10 which is the core of the amplifier circuit 1 amplifies the power of an input signal Pin to produce an output signal Pout.

増幅器10の入力側には、前段側から順に、増幅器10に対して前置された歪補償回路(DPD:Digital Pre-Distorter)11、利得調整回路12、及び、入力整合回路13が設けられている。また、増幅器10の出力側には、出力整合回路14が設けられている。さらに、入力信号Pin及び出力信号Poutをそれぞれ検出する方向性結合器15及び16、並びに、増幅器10及び利得調整回路12に電源電圧(以下、ドレイン電圧という。)Vdを付与する電源変調回路17が設けられている。   On the input side of the amplifier 10, a distortion compensation circuit (DPD: Digital Pre-Distorter) 11, a gain adjustment circuit 12, and an input matching circuit 13 are provided in order from the previous stage side. Yes. An output matching circuit 14 is provided on the output side of the amplifier 10. Further, there are directional couplers 15 and 16 that detect the input signal Pin and the output signal Pout, respectively, and a power supply modulation circuit 17 that applies a power supply voltage (hereinafter referred to as a drain voltage) Vd to the amplifier 10 and the gain adjustment circuit 12. Is provided.

上記歪補償回路11は、出力信号Poutから増幅器10の歪特性を検出し、この歪特性を打ち消す逆歪特性(逆モデル)を推定して生成する機能と、生成した逆歪特性を入力信号Pinに付加する機能とを有している。
また、上記入力整合回路13及び出力整合回路14はそれぞれ、増幅器10の入力端子及び出力端子に対するインピーダンス整合を図るために設けられている。
また、上記電源変調回路17は、方向性結合器15と接続されており、入力信号Pinに基づいて変調されたドレイン電圧Vdを増幅器10及び利得調整回路12に付与する。
The distortion compensation circuit 11 detects a distortion characteristic of the amplifier 10 from the output signal Pout, estimates and generates a reverse distortion characteristic (inverse model) that cancels the distortion characteristic, and generates the generated reverse distortion characteristic as an input signal Pin. And a function to be added.
The input matching circuit 13 and the output matching circuit 14 are provided for impedance matching with respect to the input terminal and the output terminal of the amplifier 10, respectively.
The power supply modulation circuit 17 is connected to the directional coupler 15 and applies the drain voltage Vd modulated based on the input signal Pin to the amplifier 10 and the gain adjustment circuit 12.

図2は、図1における利得調整回路12の内部回路を示す図である。図2において、利得調整回路12は、3つの抵抗121〜123を図示のように接続して成る変換器12T、並びに、2つの直流成分通過阻止用のキャパシタ124,125及び、バリキャップ126を図示のように接続して成るイコライザ12Eによって構成されている。変換器12Tには電源変調回路17からドレイン電圧Vdが付与され、これを、抵抗121,122によって分圧した電圧が、抵抗123を介してバリキャップ126に付与される。なお、変換器12Tの回路は一例に過ぎず、バリキャップ126に対してドレイン電圧Vdに対応した所望の電圧を供給できればよい。   FIG. 2 is a diagram showing an internal circuit of the gain adjustment circuit 12 in FIG. In FIG. 2, the gain adjustment circuit 12 shows a converter 12T formed by connecting three resistors 121 to 123 as shown in the figure, two capacitors 124 and 125 for blocking DC component passage, and a varicap 126. It is comprised by the equalizer 12E formed by connecting like this. A drain voltage Vd is applied from the power supply modulation circuit 17 to the converter 12T, and a voltage obtained by dividing the drain voltage Vd by the resistors 121 and 122 is applied to the varicap 126 through the resistor 123. Note that the circuit of the converter 12T is merely an example, and it is sufficient that a desired voltage corresponding to the drain voltage Vd can be supplied to the varicap 126.

バリキャップ126は、印加電圧によってキャパシタンスが変化する可変容量ダイオードであり、印加電圧が高い(低い)ほどキャパシタンスは小さく(大きく)なる。また、一般に、キャパシタンス素子であっても、キャパシタンスC以外に抵抗成分やインダクタンスLの成分を持っているため、自己共振を起こす。自己共振周波数をfsとすると、この周波数fsで、インピーダンス特性が谷底(最低値)となる。また、自己共振周波数fsは、fs=1/{2π(LC)1/2}で表される。 The varicap 126 is a variable capacitance diode whose capacitance changes according to the applied voltage, and the capacitance becomes smaller (larger) as the applied voltage is higher (lower). In general, even a capacitance element has a resistance component and an inductance L component in addition to the capacitance C, and thus causes self-resonance. Assuming that the self-resonant frequency is fs, the impedance characteristic becomes a valley bottom (minimum value) at this frequency fs. The self-resonant frequency fs is expressed by fs = 1 / {2π (LC) 1/2 }.

すなわち、バリキャップ126への印加電圧が高くなると、キャパシタンスCが小さくなり、自己共振周波数fsが高くなる。逆に、バリキャップ126への印加電圧が低くなると、キャパシタンスCが大きくなり、自己共振周波数fsが低くなる。自己共振周波数fs及びその近傍の周波数ではインピーダンスが低いので、通過特性としては、利得が下がることになる。   That is, as the voltage applied to the varicap 126 increases, the capacitance C decreases and the self-resonance frequency fs increases. Conversely, when the voltage applied to the varicap 126 is lowered, the capacitance C is increased and the self-resonant frequency fs is decreased. Since the impedance is low at the self-resonant frequency fs and frequencies in the vicinity thereof, the gain is lowered as the pass characteristic.

上記のようなバリキャップ126の特性により、ドレイン電圧Vdに対応して自己共振周波数fsが変化する任意の周波数特性を作り出すことが可能である。
図3は、このバリキャップ126によって構成されるイコライザ12Eの利得と周波数との関係を、ドレイン電圧Vd(実際にはそれに対応した電圧)をパラメータとして示すグラフである。
Due to the characteristics of the varicap 126 as described above, it is possible to create an arbitrary frequency characteristic in which the self-resonant frequency fs changes corresponding to the drain voltage Vd.
FIG. 3 is a graph showing the relationship between the gain and the frequency of the equalizer 12E constituted by the varicap 126, using the drain voltage Vd (actually a voltage corresponding thereto) as a parameter.

ドレイン電圧がVdmaxのときは、自己共振周波数fsが比較的高く、その位置で利得が底になる図示のような周波数特性となる。また、ドレイン電圧がVdminのときは、自己共振周波数fsが比較的低く、その位置で利得が底になる図示のような周波数特性となる。また、これらの間では、ドレイン電圧Vdに対応して、利得が底になる位置が連続的に変化する周波数特性(二点鎖線)が得られる。このような周波数特性は、増幅器10における利得の周波数特性(図9の(b)参照。)に対して相補的な逆特性となるように、バリキャップ126の選定等が行われる。なお、バリキャップ126は必要により複数個並列で使うことも可能である。また、自己共振周波数fs付近の位相の周波数特性が大きく、問題となる場合は、バリキャップ126と直列に抵抗を挿入して、Q値(共振の鋭さ)を低下させて使うことも可能である。   When the drain voltage is Vdmax, the self-resonant frequency fs is relatively high, and the frequency characteristic as shown in FIG. Further, when the drain voltage is Vdmin, the self-resonant frequency fs is relatively low, and the frequency characteristic as shown in FIG. In addition, a frequency characteristic (a two-dot chain line) in which the position at which the gain reaches the bottom continuously changes corresponding to the drain voltage Vd is obtained. Selection of the varicap 126 or the like is performed so that such frequency characteristics are inverse characteristics complementary to the frequency characteristics of the gain in the amplifier 10 (see FIG. 9B). Note that a plurality of varicaps 126 may be used in parallel if necessary. In addition, when the frequency characteristic of the phase near the self-resonant frequency fs is large and causes a problem, it is possible to insert a resistor in series with the varicap 126 to reduce the Q value (resonance sharpness). .

図4は、上記イコライザ12Eにより増幅器10の利得の周波数特性を改善する様子を示すグラフである。(a)は図3に示したイコライザ12Eの利得の周波数特性、(b)は増幅器10の利得の周波数特性を、それぞれ示している。増幅器10にイコライザ12Eを前置することにより、増幅器10の利得はイコライザ12Eの利得で相補的な影響を受け、全体としての利得の周波数特性は(c)に示すように、ドレイン電圧Vdに関わらず形が揃えられる。   FIG. 4 is a graph showing how the frequency characteristics of the gain of the amplifier 10 are improved by the equalizer 12E. (A) shows the frequency characteristic of the gain of the equalizer 12E shown in FIG. 3, and (b) shows the frequency characteristic of the gain of the amplifier 10, respectively. By placing the equalizer 12E in front of the amplifier 10, the gain of the amplifier 10 is complementarily influenced by the gain of the equalizer 12E, and the overall frequency characteristic of the gain is related to the drain voltage Vd as shown in FIG. The shape is aligned.

このように、利得調整回路12を構成するイコライザ12Eが、増幅器10の利得の周波数特性を改善することにより、歪補償回路11による歪補償が容易な状態にすることができる。
また、イコライザ12Eとしてのバリキャップ126によって、キャパシタンスの連続的な変化が可能である。しかも、バリキャップ126によるイコライザ12Eは、回路が簡素で安価である。
As described above, the equalizer 12E constituting the gain adjusting circuit 12 improves the frequency characteristic of the gain of the amplifier 10, so that the distortion compensation by the distortion compensating circuit 11 can be easily performed.
Further, the capacitance can be continuously changed by the varicap 126 as the equalizer 12E. Moreover, the equalizer 12E using the varicap 126 has a simple circuit and is inexpensive.

《増幅回路:第2実施形態》
図5は、本発明の第2実施形態に係るET方式の増幅回路1を示すブロック回路図である。図2との違いは、利得調整回路12の内部構成であり、その他の構成は同じである。図において、利得調整回路12は、変換器12Tと、イコライザ12Eとによって構成されている。変換器12Tは、ドレイン電圧Vdに基づいて適切な電圧をスイッチ127,128に供給する。
<< Amplifier Circuit: Second Embodiment >>
FIG. 5 is a block circuit diagram showing an ET amplifier circuit 1 according to the second embodiment of the present invention. The difference from FIG. 2 is the internal configuration of the gain adjustment circuit 12, and the other configurations are the same. In the figure, the gain adjustment circuit 12 includes a converter 12T and an equalizer 12E. The converter 12T supplies an appropriate voltage to the switches 127 and 128 based on the drain voltage Vd.

イコライザ12Eは、上記2つのスイッチ127,128の他、2つのスイッチ127,128間に介挿されたn個のイコライザ要素EQZ_1〜EQZ_nを備えている。スイッチ127は、入力される電圧範囲Vdmin〜Vdmax(実際にはそれに対応した電圧であるが、簡略化のため、この範囲で説明する。)に応じて、例えば電圧がVdmin以上で、(Vdmin+ΔV)未満であれば、歪補償回路11とイコライザ要素EQZ_1とを繋ぎ、その他のイコライザ要素は歪補償回路11と繋がない。また、このとき同様に、スイッチ128はイコライザ要素EQZ_1と入力整合回路13とを繋ぎ、その他のイコライザ要素は入力整合回路13に繋がない。   The equalizer 12E includes n equalizer elements EQZ_1 to EQZ_n inserted between the two switches 127 and 128 in addition to the two switches 127 and 128. The switch 127 corresponds to an input voltage range Vdmin to Vdmax (which is actually a voltage corresponding thereto, but will be described in this range for simplification). For example, the voltage is Vdmin or more and (Vdmin + ΔV) If less, the distortion compensation circuit 11 and the equalizer element EQZ_1 are connected, and the other equalizer elements are not connected to the distortion compensation circuit 11. Similarly, at this time, the switch 128 connects the equalizer element EQZ_1 and the input matching circuit 13, and the other equalizer elements are not connected to the input matching circuit 13.

同様にして、イコライザ12Eは、電圧Vdmin〜Vdmaxの範囲を微小電圧ΔVごとに区画し、対応する電圧範囲のイコライザ要素(EQZ_1〜EQZ_n)を選択する。各イコライザ要素(EQZ_1〜EQZ_n)は周波数特性がそれぞれ異なり、従って、ドレイン電圧Vdによって、有限個数のイコライザ要素の中から、対応する周波数特性を選ぶことができる。   Similarly, the equalizer 12E divides the range of the voltages Vdmin to Vdmax for each minute voltage ΔV, and selects the equalizer elements (EQZ_1 to EQZ_n) in the corresponding voltage range. Each equalizer element (EQZ_1 to EQZ_n) has a different frequency characteristic. Therefore, a corresponding frequency characteristic can be selected from a finite number of equalizer elements by the drain voltage Vd.

図6は、イコライザ要素の構成例を示すブロック回路図及び通過特性である。
例えば(a)に示すようにローパスフィルタ(LPF)とハイパスフィルタ(HPF)とを並列接続し、それぞれの通過特性が減衰域の例えばカットオフ周波数fcで交わるようにすれば、(b)に示すようにカットオフ周波数fc及びその近傍で利得が底を打つ通過特性が得られる。従って、この底の位置すなわちカットオフ周波数を順番に互いにずらしたn個のイコライザ要素(EQZ_1〜EQZ_n)を簡単に用意することができる。
FIG. 6 is a block circuit diagram and a pass characteristic showing a configuration example of the equalizer element.
For example, if a low-pass filter (LPF) and a high-pass filter (HPF) are connected in parallel as shown in (a) and their pass characteristics intersect at, for example, the cut-off frequency fc in the attenuation region, then shown in (b). Thus, a pass characteristic in which the gain reaches the bottom near the cutoff frequency fc is obtained. Therefore, it is possible to easily prepare n equalizer elements (EQZ_1 to EQZ_n) in which the bottom position, that is, the cutoff frequency is sequentially shifted from each other.

また、例えば(c)に示すように通過帯域が互いにずれた2つのバンドパスフィルタ(BPF)を並列接続し、それぞれの通過特性が減衰域の例えばカットオフ周波数fcで交わるようにすれば、(d)に示すようにカットオフ周波数fc及びその近傍で利得が底を打つ通過特性が得られる。従って、この底の位置すなわちカットオフ周波数を順番に互いにずらしたn個のイコライザ要素(EQZ_1〜EQZ_n)を簡単に用意することができる。また、カットオフ周波数fc付近の位相の周波数特性が大きく、問題となる場合は、LPF、HPF、またはBPFのQ値を低下させて使うことも可能である。   Further, for example, as shown in (c), if two band pass filters (BPF) whose pass bands are shifted from each other are connected in parallel, and their pass characteristics intersect at, for example, the cut-off frequency fc in the attenuation region, ( As shown in d), a pass characteristic in which the gain reaches the bottom near the cutoff frequency fc is obtained. Therefore, it is possible to easily prepare n equalizer elements (EQZ_1 to EQZ_n) in which the bottom position, that is, the cutoff frequency is sequentially shifted from each other. If the frequency characteristic of the phase near the cutoff frequency fc is large and causes a problem, the Q value of LPF, HPF, or BPF can be lowered and used.

図7は、第2実施形態に係る増幅回路1において、イコライザ12Eにより増幅器10の利得の周波数特性を改善する様子を示すグラフである。(a)は図6の(b)に示したイコライザ12Eの利得の周波数特性、(b)は増幅器10の利得の周波数特性を、それぞれ示している。増幅器10にイコライザ12Eを前置することにより、増幅器10の利得はイコライザ12Eの利得で相補的な影響を受け、全体としての利得の周波数特性は(c)に示すように、ドレイン電圧Vdに関わらず形が揃えられる。   FIG. 7 is a graph showing how the gain frequency characteristic of the amplifier 10 is improved by the equalizer 12E in the amplifier circuit 1 according to the second embodiment. (A) shows the frequency characteristics of the gain of the equalizer 12E shown in (b) of FIG. 6, and (b) shows the frequency characteristics of the gain of the amplifier 10, respectively. By placing the equalizer 12E in front of the amplifier 10, the gain of the amplifier 10 is complementarily influenced by the gain of the equalizer 12E, and the overall frequency characteristic of the gain is related to the drain voltage Vd as shown in FIG. The shape is aligned.

このように、利得調整回路12を構成するイコライザ12Eが、増幅器10の利得の周波数特性を改善することによって、歪補償回路11による歪補償が容易な状態にすることができる。
なお、上記のイコライザ要素は有限個であるため、調整は離散的ではあるが、必要な周波数特性のイコライザ要素を用意さえすれば、所望の利得を得ることが容易である。そのため、増幅器10の複雑な周波数特性にも容易に対応できるという利点がある。
また、イコライザ要素を、ローパスフィルタとハイパスフィルタとの組み合わせや、2つのバンドパスフィルタの組み合わせによって構成できるので、特定周波数及びその近傍で利得が低下する特性を容易に作り出すことができる。
As described above, the equalizer 12E constituting the gain adjustment circuit 12 can improve the frequency characteristic of the gain of the amplifier 10 so that the distortion compensation by the distortion compensation circuit 11 can be easily performed.
Since the above equalizer elements are finite, the adjustment is discrete, but it is easy to obtain a desired gain as long as an equalizer element having a necessary frequency characteristic is prepared. Therefore, there is an advantage that the complicated frequency characteristics of the amplifier 10 can be easily handled.
Further, since the equalizer element can be configured by a combination of a low-pass filter and a high-pass filter or a combination of two band-pass filters, it is possible to easily create a characteristic in which gain decreases at a specific frequency and in the vicinity thereof.

《その他》
なお、上記各実施形態において、変換器12Tの機能(Vdに対応した所望の電圧を作る。)は、イコライザ12Eに組み込んでもよいし、また、電源変調回路17に組み込んでもよい。
また、上記実施形態はET方式で説明したが、EER方式その他の電源変調方式についても同様である。
<Others>
In each of the above embodiments, the function of the converter 12T (creating a desired voltage corresponding to Vd) may be incorporated in the equalizer 12E or in the power supply modulation circuit 17.
Moreover, although the said embodiment demonstrated by ET system, it is the same also about EER system and other power supply modulation systems.

なお、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。   The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

1 増幅回路
10 増幅器
11 歪補償回路
12 利得調整回路
12E イコライザ
17 電源変調回路
126 バリキャップ
EQZ_1〜n イコライザ要素
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Amplifier circuit 10 Amplifier 11 Distortion compensation circuit 12 Gain adjustment circuit 12E Equalizer 17 Power supply modulation circuit 126 Varicap EQZ_1-n Equalizer element

Claims (6)

入力信号の電力を増幅する増幅器と、
前記入力信号に基づいて変調された電源電圧を前記増幅器に付与する電源変調回路と、
前記増幅器に対して前置され、前記増幅器の歪特性を打ち消す逆歪特性を生成して前記入力信号に付加する歪補償回路と、
前記歪補償回路と前記増幅器との間に設けられ、前記電源電圧に関わらず前記増幅器の周波数特性の形を揃える逆特性を自己の周波数特性とする利得調整回路と
を備えたことを特徴とする増幅回路。
An amplifier that amplifies the power of the input signal;
A power supply modulation circuit for applying a power supply voltage modulated based on the input signal to the amplifier;
A distortion compensation circuit that is pre-positioned with respect to the amplifier and generates a reverse distortion characteristic that cancels the distortion characteristic of the amplifier to add to the input signal;
A gain adjustment circuit provided between the distortion compensation circuit and the amplifier and having a self-frequency characteristic of an inverse characteristic that aligns the frequency characteristic of the amplifier regardless of the power supply voltage. Amplification circuit.
前記利得調整回路は、前記電源電圧に対応してキャパシタンスを変えるバリキャップによって構成されるイコライザを含む請求項1記載の増幅回路。   The amplifier circuit according to claim 1, wherein the gain adjustment circuit includes an equalizer configured by a varicap that changes a capacitance corresponding to the power supply voltage. 前記利得調整回路は、利得が低下する周波数域が相互にずれている複数のイコライザ要素から、前記電源電圧に対応して特定のイコライザ要素を選択する構成である請求項1記載の増幅回路。   2. The amplifier circuit according to claim 1, wherein the gain adjustment circuit is configured to select a specific equalizer element corresponding to the power supply voltage from a plurality of equalizer elements whose frequency ranges in which the gain decreases are shifted from each other. 前記イコライザ要素は、通過特性が減衰域で交わるハイパスフィルタ及びローパスフィルタによって構成される請求項3記載の増幅回路。   4. The amplifier circuit according to claim 3, wherein the equalizer element includes a high-pass filter and a low-pass filter whose pass characteristics intersect in an attenuation region. 前記イコライザ要素は、通過帯域が互いにずれた2つのバンドパスフィルタによって構成される請求項3記載の増幅回路。   The amplifier circuit according to claim 3, wherein the equalizer element includes two bandpass filters whose passbands are shifted from each other. 増幅回路を搭載した無線通信装置であって、当該増幅回路は、
入力信号の電力を増幅する増幅器と、
前記入力信号に基づいて変調された電源電圧を前記増幅器に付与する電源変調回路と、
前記増幅器に対して前置され、前記増幅器の歪特性を打ち消す逆歪特性を生成して前記入力信号に付加する歪補償回路と、
前記歪補償回路と前記増幅器との間に設けられ、前記電源電圧に関わらず前記増幅器の周波数特性の形を揃える逆特性を自己の周波数特性とする利得調整回路と
を備えたことを特徴とする無線通信装置。
A wireless communication device equipped with an amplifier circuit, the amplifier circuit is
An amplifier that amplifies the power of the input signal;
A power supply modulation circuit for applying a power supply voltage modulated based on the input signal to the amplifier;
A distortion compensation circuit that is pre-positioned with respect to the amplifier and generates a reverse distortion characteristic that cancels the distortion characteristic of the amplifier to add to the input signal;
A gain adjustment circuit provided between the distortion compensation circuit and the amplifier and having a self-frequency characteristic of an inverse characteristic that aligns the frequency characteristic of the amplifier regardless of the power supply voltage. Wireless communication device.
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