專利名稱：高頻放大器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及放大高頻信號(hào)的高頻放大器。
背景技術(shù)：
圖1是表示文獻(xiàn)Stephen A.Maas，“Nonlinear MicrowaveCircuits非線性微波電路”，Artech House，1988中公開的現(xiàn)有的高頻放大器的結(jié)構(gòu)的框圖，圖中，1是放大高頻輸入信號(hào)的放大器，2是對(duì)放大器1供給柵極電壓Vg、漏極電壓Vd的電源電路，3是輸入端子，4是輸出端子。
以下，說(shuō)明其動(dòng)作。
圖2是表示輸入信號(hào)的輸入功率隨時(shí)間的變化的圖。在輸入端子3上輸入的輸入信號(hào)，如圖2所示，相對(duì)于平均輸入功率Pave，在某個(gè)時(shí)區(qū)T1內(nèi)輸入峰值輸入功率Ppeak1的輸入信號(hào)M，在另一個(gè)時(shí)區(qū)T2內(nèi)輸入峰值輸入功率Ppeak2的輸入信號(hào)N。如設(shè)峰值輸入功率Ppeak與該平均輸入功率Pave之比Ppeak/Pave為峰值平均功率比Pr，則峰值平均功率比Pr，將隨輸入信號(hào)M、N而變化。
圖3是表示現(xiàn)有的高頻放大器的與平均輸入功率對(duì)應(yīng)的平均輸出功率特性和失真功率特性的圖。圖中，101是平均功率特性，201是將輸入信號(hào)M輸入放大器1時(shí)的失真功率特性，202是將輸入信號(hào)N輸入放大器1時(shí)的失真功率特性，從電源電路2對(duì)放大器1分別供給著柵極電壓Vg、漏極電壓Vd。
如圖3所示，從放大器1輸出平均輸出功率P1時(shí)的失真功率，在將輸入信號(hào)M輸入放大器1時(shí)為D1，在將輸入信號(hào)N輸入放大器1時(shí)為D2。即，當(dāng)輸入信號(hào)從輸入信號(hào)M改變?yōu)檩斎胄盘?hào)N時(shí)，峰值平均功率比Pr增大，因而失真功率從D1增加到D2。
由于現(xiàn)有的高頻放大器具有如上所述的結(jié)構(gòu)，當(dāng)放大器1輸出平均輸出功率Pave時(shí)如輸入信號(hào)改變并使峰值平均功率比Pr改變，則失真功率將發(fā)生變化，因而存在著當(dāng)峰值平均功率比Pr大的輸入信號(hào)N輸入放大器1時(shí)失真功率將增加的課題。
本發(fā)明是為解決如上所述的課題而開發(fā)的，其目的是提供一種即使峰值平均功率比Pr改變也能抑制失真功率的變化的高頻放大器。
發(fā)明的公開本發(fā)明的高頻放大器，備有放大器，對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行放大；輸入信號(hào)判別電路，通過檢測(cè)輸入信號(hào)的峰值功率和平均功率而計(jì)算峰值平均功率比，并將計(jì)算出的峰值平均功率比與規(guī)定的基準(zhǔn)值進(jìn)行比較，從而根據(jù)比較結(jié)果指示對(duì)供給上述放大器的柵極電壓或漏極電壓進(jìn)行控制；電壓控制電路，根據(jù)上述輸入信號(hào)判別電路的指示，控制供給上述放大器的柵極電壓或漏極電壓，以便即使輸入信號(hào)的峰值平均功率比改變也能使從上述放大器輸出的失真功率不發(fā)生變化。
按照這種結(jié)構(gòu)，具有即使輸入信號(hào)的峰值平均功率比改變也能抑制從放大器輸出的失真功率的變化的效果。
在本發(fā)明的高頻放大器中，輸入信號(hào)判別電路，備有平均功率檢測(cè)電路，檢測(cè)輸入信號(hào)的平均功率；峰值功率檢測(cè)電路，檢測(cè)輸入信號(hào)的峰值功率；功率比計(jì)算電路，根據(jù)由上述平均功率檢測(cè)電路檢測(cè)出的輸入信號(hào)的平均功率及由上述峰值功率檢測(cè)電路檢測(cè)出的輸入信號(hào)的峰值功率，計(jì)算峰值平均功率比；比較電路，將由上述功率比計(jì)算電路計(jì)算出的峰值平均功率比與規(guī)定的基準(zhǔn)值進(jìn)行比較，并根據(jù)比較結(jié)果指示電壓控制電路對(duì)供給上述放大器的柵極電壓或漏極電壓進(jìn)行控制。
按照這種結(jié)構(gòu)，具有即使輸入信號(hào)的峰值平均功率比改變也能抑制從放大器輸出的失真功率的變化的效果。
在本發(fā)明的高頻放大器中，電壓控制電路，當(dāng)由輸入信號(hào)判別電路計(jì)算出的峰值平均功率比高于規(guī)定的基準(zhǔn)值時(shí)，與峰值平均功率比低于規(guī)定的基準(zhǔn)值時(shí)相比，增大供給上述放大器的柵極電壓。
按照這種方式，具有即使輸入信號(hào)的峰值平均功率比改變也能抑制從放大器輸出的失真功率的變化的效果。
在本發(fā)明的高頻放大器中，電壓控制電路，當(dāng)由輸入信號(hào)判別電路計(jì)算出的峰值平均功率比高于規(guī)定的基準(zhǔn)值時(shí)，與峰值平均功率比低于規(guī)定的基準(zhǔn)值時(shí)相比，增大供給上述放大器的漏極電壓。
按照這種方式，具有即使輸入信號(hào)的峰值平均功率比改變也能抑制從放大器輸出的失真功率的變化的效果。
本發(fā)明的高頻放大器，備有放大器，對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行放大；輸入信號(hào)判別電路，通過檢測(cè)輸入信號(hào)的峰值功率和平均功率而計(jì)算峰值平均功率比，并將計(jì)算出的峰值平均功率比與規(guī)定的基準(zhǔn)值進(jìn)行比較，從而根據(jù)比較結(jié)果指示對(duì)供給上述放大器的柵極電壓或漏極電壓進(jìn)行控制；電壓控制電路，根據(jù)上述輸入信號(hào)判別電路的指示，控制供給上述放大器的柵極電壓及漏極電壓，以便即使輸入信號(hào)的峰值平均功率比改變也能使從上述放大器輸出的失真功率不發(fā)生變化。
按照這種結(jié)構(gòu)，具有即使輸入信號(hào)的峰值平均功率比改變也能抑制從放大器輸出的失真功率的變化的效果。
在本發(fā)明的高頻放大器中，輸入信號(hào)判別電路，備有平均功率檢測(cè)電路，檢測(cè)輸入信號(hào)的平均功率；峰值功率檢測(cè)電路，檢測(cè)輸入信號(hào)的峰值功率；功率比計(jì)算電路，根據(jù)由上述平均功率檢測(cè)電路檢測(cè)出的輸入信號(hào)的平均功率及由上述峰值功率檢測(cè)電路檢測(cè)出的輸入信號(hào)的峰值功率，計(jì)算峰值平均功率比；比較電路，將由上述功率比計(jì)算電路計(jì)算出的峰值平均功率比與規(guī)定的基準(zhǔn)值進(jìn)行比較，并根據(jù)比較結(jié)果指示電壓控制電路對(duì)供給上述放大器的柵極電壓及漏極電壓進(jìn)行控制。
按照這種結(jié)構(gòu)，具有即使輸入信號(hào)的峰值平均功率比改變也能抑制從放大器輸出的失真功率的變化的效果。
在本發(fā)明的高頻放大器中，電壓控制電路，當(dāng)由輸入信號(hào)判別電路計(jì)算出的峰值平均功率比高于規(guī)定的基準(zhǔn)值時(shí)，與峰值平均功率比低于規(guī)定的基準(zhǔn)值時(shí)相比，增大供給上述放大器的柵極電壓，同時(shí)增大供給上述放大器的漏極電壓按照這種方式，具有即使輸入信號(hào)的峰值平均功率比改變也能抑制從放大器輸出的失真功率的變化的效果。
在本發(fā)明的高頻放大器中，電壓控制電路，當(dāng)由輸入信號(hào)判別電路計(jì)算出的峰值平均功率比高于規(guī)定的基準(zhǔn)值時(shí)，與峰值平均功率比低于規(guī)定的基準(zhǔn)值時(shí)相比，增大供給上述放大器的柵極電壓，同時(shí)減小供給上述放大器的漏極電壓。
按照這種方式，具有即使輸入信號(hào)的峰值平均功率比改變也能抑制從放大器輸出的失真功率的變化的效果。
在本發(fā)明的高頻放大器中，電壓控制電路，當(dāng)由輸入信號(hào)判別電路計(jì)算出的峰值平均功率比高于規(guī)定的基準(zhǔn)值時(shí)，與峰值平均功率比低于規(guī)定的基準(zhǔn)值時(shí)相比，減小供給上述放大器的柵極電壓，同時(shí)增大供給上述放大器的漏極電壓。
按照這種方式，具有即使輸入信號(hào)的峰值平均功率比改變也能抑制從放大器輸出的失真功率的變化的效果。
本發(fā)明的高頻放大器，備有放大器，對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行放大；電壓控制電路，輸入對(duì)上述放大器輸入的輸入信號(hào)的種類或從上述放大器輸出的平均輸出功率的大小等外部指示信息，并控制供給上述放大器的柵極電壓或漏極電壓、或者柵極電壓及漏極電壓，以便即使所輸入的外部指示信息的內(nèi)容改變也能使從上述放大器輸出的失真功率不發(fā)生變化。
按照這種結(jié)構(gòu)，具有即使輸入信號(hào)的峰值平均功率比改變也能抑制從放大器輸出的失真功率的變化的效果。
附圖的簡(jiǎn)單說(shuō)明圖1是表示現(xiàn)有的高頻放大器的結(jié)構(gòu)的框圖。
圖2是表示現(xiàn)有的高頻放大器的輸入信號(hào)的輸入功率隨時(shí)間的變化的圖。
圖3是表示現(xiàn)有的高頻放大器的與平均輸入功率對(duì)應(yīng)的平均輸出功率特性和失真功率特性的圖。
圖4是表示本發(fā)明實(shí)施形態(tài)1的高頻放大器的結(jié)構(gòu)的框圖。
圖5是表示本發(fā)明實(shí)施形態(tài)1的高頻放大器的與平均輸入功率對(duì)應(yīng)的平均輸出功率特性和失真功率特性的圖。
圖6是表示本發(fā)明實(shí)施形態(tài)2的高頻放大器的結(jié)構(gòu)的框圖。
圖7是表示本發(fā)明實(shí)施形態(tài)2的高頻放大器的與平均輸入功率對(duì)應(yīng)的平均輸出功率特性和失真功率特性的圖。
圖8是表示本發(fā)明實(shí)施形態(tài)3的高頻放大器的結(jié)構(gòu)的框圖。
圖9是表示本發(fā)明實(shí)施形態(tài)3的高頻放大器的與平均輸入功率對(duì)應(yīng)的平均輸出功率特性和失真功率特性的圖。
圖10是表示本發(fā)明實(shí)施形態(tài)3的高頻放大器的與平均輸入功率對(duì)應(yīng)的另一種平均輸出功率特性的圖。
圖11是表示本發(fā)明實(shí)施形態(tài)4的高頻放大器的結(jié)構(gòu)的框圖。
圖12是表示本發(fā)明實(shí)施形態(tài)4的高頻放大器的結(jié)構(gòu)的框圖。
圖13是表示本發(fā)明實(shí)施形態(tài)4的高頻放大器的結(jié)構(gòu)的框圖。
用于實(shí)施發(fā)明的最佳形態(tài)以下，為了更詳細(xì)地說(shuō)明本發(fā)明，根據(jù)


用于實(shí)施本發(fā)明的最佳形態(tài)。
實(shí)施形態(tài)1圖4是表示本發(fā)明實(shí)施形態(tài)1的高頻放大器的結(jié)構(gòu)的框圖。圖中，5是取出輸入信號(hào)的一部分的定向耦合器，6是通過檢測(cè)從定向耦合器5取出的輸入信號(hào)的峰值功率Ppeak和平均功率Pave而計(jì)算峰值平均功率比Pr并將計(jì)算出的峰值平均功率比Pr與規(guī)定的基準(zhǔn)值Ps進(jìn)行比較從而根據(jù)比較結(jié)果指示對(duì)供給放大器1的柵極電壓Vg或漏極電壓Vd進(jìn)行控制的輸入信號(hào)判別電路，7是根據(jù)輸入信號(hào)判別電路6的指示，控制從電源電路2供給放大器1的柵極電壓Vg的柵極電壓控制電路(電壓控制電路)。
另外，在圖4的輸入信號(hào)判別電路6中，11是檢測(cè)從定向耦合器5取出的輸入信號(hào)的平均功率Pave的平均功率檢測(cè)電路，12是檢測(cè)從定向耦合器5取出的輸入信號(hào)的峰值功率Ppeak的峰值功率檢測(cè)電路，13是根據(jù)由平均功率檢測(cè)電路11檢測(cè)出的輸入信號(hào)的平均功率Pave及由峰值功率檢測(cè)電路12檢測(cè)出的輸入信號(hào)的峰值功率Ppeak計(jì)算峰值平均功率比Pr(＝Ppeak/Pave)的功率比計(jì)算電路，14是將由功率比計(jì)算電路13計(jì)算出的峰值平均功率比Pr與規(guī)定的基準(zhǔn)值Ps進(jìn)行比較并根據(jù)比較結(jié)果指示柵極電壓控制電路7對(duì)供給放大器1的柵極電壓Vg進(jìn)行控制的比較電路。
在圖4中，其他結(jié)構(gòu)，與現(xiàn)有技術(shù)中的圖1的結(jié)構(gòu)相同。
以下，說(shuō)明其動(dòng)作。
從輸入端子3輸入如圖2所示的輸入信號(hào)M、N，并通過定向耦合器5輸入到放大器1，放大后的信號(hào)，從輸出端子4輸出。從電源電路2直接對(duì)放大器1供給漏極電壓Vd(＝Vd1)。此外，還從電源電路2通過柵極電壓控制電路7對(duì)放大器1供給兩種柵極電壓Vg(＝Vg1或Vg2)，放大器1，設(shè)定為當(dāng)供給柵極電壓Vg1時(shí)進(jìn)行用于提高電源效率的B級(jí)動(dòng)作的放大處理、當(dāng)供給柵極電壓Vg2時(shí)進(jìn)行用于改善失真的A級(jí)動(dòng)作的放大處理。
從定向耦合器5取入的輸入信號(hào)，輸入到輸入信號(hào)判別電路6。在輸入信號(hào)判別電路6中，由平均功率檢測(cè)電路11檢測(cè)輸入信號(hào)的平均功率Pave，由峰值功率檢測(cè)電路12檢測(cè)輸入信號(hào)的峰值功率Ppeak。功率比計(jì)算電路13，根據(jù)由平均功率檢測(cè)電路11檢測(cè)出的輸入信號(hào)的平均功率Pave及由峰值功率檢測(cè)電路12檢測(cè)出的輸入信號(hào)的峰值功率Ppeak計(jì)算峰值平均功率比Pr(＝Ppeak/Pave)。
比較電路14，將由功率比計(jì)算電路13計(jì)算出的峰值平均功率比Pr與規(guī)定的基準(zhǔn)值Ps進(jìn)行比較，并當(dāng)例如在輸入端子3上輸入了輸入信號(hào)M、且峰值平均功率比Pr小于規(guī)定的基準(zhǔn)值Ps時(shí)，指示柵極電壓控制電路7向放大器1供給規(guī)定的柵極電壓Vg1。而當(dāng)在輸入端子3輸入了輸入信號(hào)N、且峰值平均功率比Pr大于規(guī)定的基準(zhǔn)值Ps時(shí)，指示柵極電壓控制電路7向放大器1供給另一個(gè)規(guī)定的柵極電壓Vg2。
柵極電壓控制電路7，根據(jù)來(lái)自比較電路14的指示，將柵極電壓Vg1或Vg2供給放大器1。放大器1，當(dāng)供給柵極電壓Vg1時(shí)，進(jìn)行用于提高電源效率的B級(jí)動(dòng)作的放大處理，當(dāng)供給柵極電壓Vg2時(shí)進(jìn)行用于改善失真的A級(jí)動(dòng)作的放大處理。
圖5是表示本發(fā)明實(shí)施形態(tài)1的高頻放大器的與平均輸入功率對(duì)應(yīng)的平均輸出功率特性和失真功率特性的圖。圖中，101是輸入了輸入信號(hào)M并供給柵極電壓Vg1時(shí)的平均功率特性，201是將輸入信號(hào)M輸入放大器1且供給柵極電壓Vg1時(shí)的失真功率特性，202是將輸入信號(hào)N輸入放大器1且供給柵極電壓Vg1時(shí)的失真功率特性，平均功率特性101、失真功率特性201、202，與現(xiàn)有技術(shù)的圖3的特性相同。
另外，在圖5中，102是輸入了輸入信號(hào)N并供給柵極電壓Vg2時(shí)的平均功率特性，203是將輸入信號(hào)N輸入放大器1并供給柵極電壓Vg2時(shí)的失真功率特性，從電源電路2向放大器1供給漏極電壓Vd1。
如圖5所示，當(dāng)輸入了輸入信號(hào)M、峰值平均功率比Pr小于規(guī)定的基準(zhǔn)值Ps、并對(duì)放大器1供給柵極電壓Vg1時(shí)，平均功率特性為101、失真功率特性為201，因而平均輸出功率P1時(shí)的失真功率為D1。
另一方面，當(dāng)輸入了輸入信號(hào)N、峰值平均功率比Pr大于規(guī)定的基準(zhǔn)值Ps、并對(duì)放大器1供給柵極電壓Vg2時(shí)，平均功率特性為102、失真功率特性為203，因而平均輸出功率P1時(shí)的失真功率，與輸入了輸入信號(hào)M時(shí)相同，仍為D1。即，從柵極電壓Vg1時(shí)的失真功率D2改善為失真功率D1。
在柵極電壓控制電路7中，預(yù)先設(shè)定當(dāng)為輸入信號(hào)M時(shí)獲得平均功率特性101和失真功率特性201的柵極電壓Vg1、及當(dāng)為輸入信號(hào)N時(shí)獲得平均功率特性102和失真功率特性203的柵極電壓Vg2，柵極電壓控制電路7，根據(jù)比較電路14的指示，選擇所設(shè)定的柵極電壓Vg1或Vg2并供給放大器1。
為獲得與平均功率特性101不同的平均功率特性102，只需增大獲得平均功率特性101時(shí)的柵極電壓Vg1并設(shè)定為柵極電壓Vg2、即向使放大器1的漏極電流增加因而使放大器1的增益增加的方向變更即可。為獲得與失真功率特性202不同的失真功率特性203，只需增大獲得失真功率特性202時(shí)的柵極電壓Vg1并設(shè)定為柵極電壓Vg2、即向使放大器1從進(jìn)行B級(jí)動(dòng)作的放大處理變?yōu)檫M(jìn)行A級(jí)動(dòng)作的放大處理的方向變更即可，通過使放大器1進(jìn)行A級(jí)動(dòng)作的放大處理，如失真功率特性203所示，將使失真功率得到改善。
如上所述，按照本實(shí)施形態(tài)1，即使輸入信號(hào)的峰值平均功率比Pr改變，也能通過控制供給放大器1的柵極電壓Vg而取得抑制從放大器輸出的失真功率的變化的效果。
實(shí)施形態(tài)2圖6是表示本發(fā)明實(shí)施形態(tài)2的高頻放大器的結(jié)構(gòu)的框圖。圖中，8是根據(jù)輸入信號(hào)判別電路6的指示控制從電源電路2供給放大器1的漏極電壓Vd的漏極電壓控制電路(電壓控制電路)。其他結(jié)構(gòu)與實(shí)施形態(tài)1中的圖4的結(jié)構(gòu)相同。此外，輸入信號(hào)判別電路6的結(jié)構(gòu)，也與實(shí)施形態(tài)1中的圖4的結(jié)構(gòu)相同。輸入信號(hào)判別電路6，將峰值平均功率比Pr與規(guī)定的基準(zhǔn)值Ps進(jìn)行比較，并根據(jù)比較結(jié)果指示漏極電壓控制電路8控制供給放大器1的漏極電壓Vd。
以下，說(shuō)明其動(dòng)作。
從輸入端子3輸入如圖2所示的輸入信號(hào)M、N，并通過定向耦合器5輸入到放大器1，放大后的信號(hào)，從輸出端子4輸出。從電源電路2直接對(duì)放大器1供給柵極電壓Vg(＝Vg1)。此外，還從電源電路2通過漏極電壓控制電路8對(duì)放大器1供給兩種漏極電壓Vd(＝Vd1或Vd2)，放大器1，設(shè)定為當(dāng)供給漏極電壓Vd2時(shí)與漏極電壓Vd1時(shí)相比使飽和功率增加。
從定向耦合器5取出的輸入信號(hào)，輸入到輸入信號(hào)判別電路6，并進(jìn)行與實(shí)施形態(tài)1相同的處理。即，由平均功率檢測(cè)電路11檢測(cè)輸入信號(hào)的平均功率Pave，由峰值功率檢測(cè)電路12檢測(cè)輸入信號(hào)的峰值功率Ppeak，并由功率比計(jì)算電路13計(jì)算峰值平均功率比Pr。
比較電路14，將所計(jì)算出的峰值平均功率比Pr與規(guī)定的基準(zhǔn)值Ps進(jìn)行比較，并當(dāng)例如在入端子3上輸入了輸入信號(hào)M、且峰值平均功率比Pr小于規(guī)定的基準(zhǔn)值Ps時(shí)，指示漏極電壓控制電路8向放大器1供給規(guī)定的漏極電壓Vd1。而當(dāng)在入端子3上輸入了輸入信號(hào)N、且峰值平均功率比Pr大于規(guī)定的基準(zhǔn)值Ps時(shí)，指示漏極電壓控制電路8向放大器1供給另一個(gè)規(guī)定的柵極電壓Vd2。
漏極電壓控制電路8，根據(jù)來(lái)自比較電路14的指示，將漏極電壓Vd1或Vd2供給放大器1。放大器1，當(dāng)供給漏極電壓Vd2時(shí)，與供給漏極電壓Vd1時(shí)相比，使飽和功率增加。
圖7是表示本發(fā)明實(shí)施形態(tài)2的高頻放大器的與平均輸入功率對(duì)應(yīng)的平均輸出功率特性和失真功率特性的圖，圖中，101是輸入了輸入信號(hào)M并供給漏極電壓Vd1時(shí)的平均功率特性，201是將輸入信號(hào)M輸入放大器1且供給漏極電壓Vd1時(shí)的失真功率特性，202是將輸入信號(hào)N輸入放大器1且供給漏極電壓Vd1時(shí)的失真功率特性，平均功率特性101、失真功率特性201、202，與實(shí)施形態(tài)1的圖5的特性相同。
另外，在圖7中，103是輸入了輸入信號(hào)N并供給柵極電壓Vd2時(shí)的平均功率特性，204是將輸入信號(hào)N輸入放大器1并供給柵極電壓為Vd2時(shí)的失真功率特性，從電源電路2向放大器1供給漏極電壓Vg1。
如圖7所示，當(dāng)輸入了輸入信號(hào)M、峰值平均功率比Pr小于規(guī)定的基準(zhǔn)值Ps、并對(duì)放大器1供給柵極電壓Vd1時(shí)，平均功率特性為101、失真功率特性為201，因而平均輸出功率P1時(shí)的失真功率為D1。
另一方面，當(dāng)輸入了輸入信號(hào)N、峰值平均功率比Pr大于規(guī)定的基準(zhǔn)值Ps、并對(duì)放大器1供給柵極電壓Vd2時(shí)，平均功率特性為103、失真功率特性為204，因而平均輸出功率P1時(shí)的失真功率，與輸入了輸入信號(hào)M時(shí)相同，仍為D1。即，從漏極電壓Vd1時(shí)的失真功率D2改善為失真功率D1。
在漏極電壓控制電路8中，預(yù)先設(shè)定當(dāng)為輸入信號(hào)M時(shí)獲得平均功率特性101和失真功率特性201的漏極電壓Vd1、及當(dāng)為輸入信號(hào)N時(shí)獲得平均功率特性103和失真功率特性204的漏極電壓Vd2，漏極電壓控制電路8，根據(jù)比較電路14的指示，選擇所設(shè)定漏極電壓Vd1或Vd2并供給放大器1。
為獲得與平均功率特性101不同的平均功率特性103，只需增大獲得平均功率特性101時(shí)的漏極電壓Vd1并設(shè)定為漏極電壓Vd2、即向使放大器1的飽和功率增加的方向變更即可。為獲得與失真功率特性202不同的失真功率特性204，只需增大獲得失真功率特性202時(shí)的漏極電壓Vd1并設(shè)定為漏極電壓Vd2、即向使放大器1的飽和功率增加的方向變更即可，當(dāng)放大器1的飽和功率增加時(shí)，放大器1的輸出補(bǔ)償(飽和功率與輸出功率之比)增大，從而如失真功率特性204所示使失真功率得到改善。
如上所述，按照本實(shí)施形態(tài)2，即使輸入信號(hào)的峰值平均功率比Pr改變，也能通過控制供給放大器1的漏極電壓Vd而取得抑制從放大器輸出的失真功率的變化的效果。
實(shí)施形態(tài)3圖8是表示本發(fā)明實(shí)施形態(tài)3的高頻放大器的結(jié)構(gòu)的框圖，本實(shí)施形態(tài)3，是實(shí)施形態(tài)1與實(shí)施形態(tài)2的組合，所以備有柵極電壓控制電路7(電壓控制電路)和漏極電壓控制電路8(電壓控制電路)。即，輸入信號(hào)判別電路6，將峰值平均功率比Pr與規(guī)定的基準(zhǔn)值Ps進(jìn)行比較，并根據(jù)比較結(jié)果指示柵極電壓控制電路7和漏極電壓控制電路8控制供給放大器1的柵極電壓Vg和漏極電壓Vd。
以下，說(shuō)明其動(dòng)作。
從輸入端子3輸入如圖2所示的輸入信號(hào)M、N，并通過定向耦合器5輸入到放大器1，放大后的信號(hào)，從輸出端子4輸出。從電源電路2通過柵極電壓控制電路7對(duì)放大器1供給兩種柵極電壓Vg(Vg1或Vg2)，同時(shí)通過漏極電壓控制電路8對(duì)放大器1供給兩種漏極電壓Vd(＝Vd1或Vd2)。
放大器1，設(shè)定為當(dāng)供給柵極電壓Vg1時(shí)進(jìn)行用于提高電源效率的B級(jí)動(dòng)作的放大處理、當(dāng)供給柵極電壓Vg2時(shí)進(jìn)行用于改善失真的A級(jí)動(dòng)作的放大處理，并當(dāng)供給漏極電壓Vd2時(shí)，與漏極電壓Vd1時(shí)相比使飽和功率增加。
從定向耦合器5取出的輸入信號(hào)，輸入到輸入信號(hào)判別電路6，并進(jìn)行與實(shí)施形態(tài)1相同的處理。即，由平均功率檢測(cè)電路11檢測(cè)輸入信號(hào)的平均功率Pave，由峰值功率檢測(cè)電路12檢測(cè)輸入信號(hào)的峰值功率Ppeak，并由功率比計(jì)算電路13計(jì)算峰值平均功率比Pr。
比較電路14，將所計(jì)算出的峰值平均功率比Pr與規(guī)定的基準(zhǔn)值Ps進(jìn)行比較，并當(dāng)例如在入端子3上輸入了輸入信號(hào)M、且峰值平均功率比Pr小于規(guī)定的基準(zhǔn)值Ps時(shí)，指示柵極電壓控制電路7向放大器1供給規(guī)定的柵極電壓Vg1，并指示漏極電壓控制電路8向放大器1供給規(guī)定的漏極電壓Vd1。而當(dāng)在入端子3上輸入了輸入信號(hào)N、且峰值平均功率比Pr大于規(guī)定的基準(zhǔn)值Ps時(shí)，指示柵極電壓控制電路7向放大器1供給另一個(gè)規(guī)定的柵極電壓Vg2，并指示漏極電壓控制電路8向放大器1供給另一個(gè)規(guī)定的柵極電壓Vd2。
柵極電壓控制電路7，根據(jù)來(lái)自比較電路14的指示，將柵極電壓Vg1或Vg2供給放大器1。放大器1，當(dāng)供給柵極電壓Vg1時(shí)，進(jìn)行用于提高電源效率的B級(jí)動(dòng)作的放大處理，當(dāng)供給柵極電壓Vg2時(shí)進(jìn)行用于改善失真的A級(jí)動(dòng)作的放大處理。此外，漏極電壓控制電路8，根據(jù)來(lái)自比較電路14的指示，將漏極電壓Vd1或Vd2供給放大器1。放大器1，當(dāng)供給漏極電壓Vd2時(shí)，與供給漏極電壓Vd1時(shí)相比，使飽和功率增加。
圖9是表示本發(fā)明實(shí)施形態(tài)3的高頻放大器的與平均輸入功率對(duì)應(yīng)的平均輸出功率特性和失真功率特性的圖。圖中，101是輸入了輸入信號(hào)M并供給柵極電壓Vg1、漏極電壓Vd1時(shí)的平均功率特性，201是將輸入信號(hào)M輸入放大器1且供給柵極電壓Vg1、漏極電壓Vd1時(shí)的失真功率特性，202是將輸入信號(hào)N輸入放大器1且供給柵極電壓Vg1、漏極電壓Vd1時(shí)的失真功率特性，平均功率特性101、失真功率特性201、202，與實(shí)施形態(tài)1的圖5的特性相同。
另外，在圖9中，104是輸入了輸入信號(hào)N并供給柵極電壓Vg2、漏極電壓Vd2時(shí)的平均功率特性，205是將輸入信號(hào)N輸入放大器1并供給柵極電壓Vg2、漏極電壓Vd2時(shí)的失真功率特性。
如圖9所示，當(dāng)輸入了輸入信號(hào)M、峰值平均功率比Pr小于規(guī)定的基準(zhǔn)值Ps、并對(duì)放大器1供給柵極電壓Vg1、漏極電壓Vd1時(shí)，平均功率特性為101、失真功率特性為201，因而平均輸出功率P1時(shí)的失真功率為D1。
另一方面，當(dāng)輸入了輸入信號(hào)N、峰值平均功率比Pr大于規(guī)定的基準(zhǔn)值Ps、并對(duì)放大器1供給柵極電壓Vg2、漏極電壓Vd2時(shí)，平均功率特性為104、失真功率特性為205，因而平均輸出功率P1時(shí)的失真功率，與輸入了輸入信號(hào)M時(shí)相同，仍為D1。即，從柵極電壓Vg1、漏極電壓Vd1時(shí)的失真功率D2改善為失真功率D1。
在柵極電壓控制電路7、漏極電壓控制電路8中，預(yù)先設(shè)定當(dāng)為輸入信號(hào)M時(shí)獲得平均功率特性101和失真功率特性201的柵極電壓Vg1、漏極電壓Vd1、同時(shí)預(yù)先設(shè)定當(dāng)為輸入信號(hào)N時(shí)獲得平均功率特性104和失真功率特性205的柵極電壓Vg2，漏極電壓Vd2。柵極電壓控制電路7、漏極電壓控制電路8，根據(jù)比較電路14的指示，選擇所設(shè)定柵極電壓Vg1或Vg2、漏極電壓Vd1或Vd2并供給放大器1。
為獲得與平均功率特性101不同的平均功率特性104，只需增大獲得平均功率特性101時(shí)的柵極電壓Vg1并設(shè)定為柵極電壓Vg2、即向使放大器1的漏極電流增加因而使放大器1的增益增加的方向變更、同時(shí)增大獲得平均功率特性101時(shí)的漏極電壓Vd1并設(shè)定為漏極電壓Vd2、即向使放大器1的飽和功率增加的方向變更即可。
另外，為獲得與失真功率特性202不同的失真功率特性205，只需增大獲得失真功率特性202時(shí)的柵極電壓Vg1并設(shè)定為柵極電壓Vg2、即向使放大器1從進(jìn)行B級(jí)動(dòng)作的放大處理變?yōu)檫M(jìn)行A級(jí)動(dòng)作的放大處理的方向變更、同時(shí)增大獲得失真功率特性202時(shí)的漏極電壓Vd1并設(shè)定為漏極電壓Vd2、即向使放大器1的飽和功率增加的方向變更即可。
如上所述，通過使柵極電壓Vg1增大到柵極電壓Vg2、并使漏極電壓Vd1增大到漏極電壓Vd2，可以使放大器1進(jìn)行A級(jí)動(dòng)作的放大處理，同時(shí)使放大器1的輸出補(bǔ)償增大，因而如失真功率特性205所示使失真功率得到改善。
圖10是表示本發(fā)明實(shí)施形態(tài)3的高頻放大器的與平均輸入功率對(duì)應(yīng)的另一種平均輸出功率特性的圖，圖中，平均功率特性101、104，與圖9相同。105是輸入了輸入信號(hào)N、且增大獲得平均功率特性101時(shí)的柵極電壓Vg1并設(shè)定為柵極電壓Vg2、即向使放大器1的漏極電流增加因而使放大器1的增益增加的方向變更、同時(shí)減小獲得平均功率特性101時(shí)的漏極電壓Vd1并設(shè)定為漏極電壓Vd2、即向使放大器1的飽和功率減少的方向變更的平均輸出功率特性。這里，當(dāng)輸入了輸入信號(hào)N時(shí)，也只需將柵極電壓Vg2、漏極電壓Vd2設(shè)定為可以得到與輸入了輸入信號(hào)M時(shí)的失真功率D1大小相等的失真功率即可。
另外，在圖10中，106是輸入了輸入信號(hào)N、且減小獲得平均功率特性101時(shí)的柵極電壓Vg1并設(shè)定為柵極電壓Vg2、即向使放大器1的漏極電流減小因而使放大器1的增益減小的方向變更、同時(shí)增大獲得平均功率特性101時(shí)的漏極電壓Vd1并設(shè)定為漏極電壓Vd2、即向使放大器1的飽和功率增加的方向變更的平均輸出功率特性。這里，當(dāng)輸入了輸入信號(hào)N時(shí)，也只需將柵極電壓Vg2、漏極電壓Vd2設(shè)定為可以得到與輸入了輸入信號(hào)M時(shí)的失真功率D1大小相等的失真功率即可。
當(dāng)設(shè)定柵極電壓Vg2、漏極電壓Vd2時(shí)，如圖10的平均功率特性104、105、106所示，可以設(shè)定3種值，在這3種值中，也可以選擇使放大器1的電源效率為最佳的值。
如上所述，按照本實(shí)施形態(tài)3，即使輸入信號(hào)的峰值平均功率比Pr改變，也能通過控制供給放大器1的柵極電壓Vg和漏極電壓Vd而取得抑制從放大器輸出的失真功率的變化的效果。
實(shí)施形態(tài)4圖11、圖12、圖13是表示本發(fā)明實(shí)施形態(tài)4的高頻放大器的結(jié)構(gòu)的框圖，圖中，9是控制端子，用于輸入在輸入端子3上輸入的輸入信號(hào)的種類或從輸出端子4輸出的放大器1的平均輸出功率的大小等外部指示信息，柵極電壓控制電路7(電壓控制電路)、漏極電壓控制電路8(電壓控制電路)，控制柵極電壓Vg和漏極電壓Vd，以便即使在控制端子9上輸入的外部指示信息的內(nèi)容改變也能使從放大器1輸出的失真功率不發(fā)生變化。其他結(jié)構(gòu)，與上述實(shí)施形態(tài)的圖4、圖6、圖8中的同一符號(hào)的結(jié)構(gòu)相同。
以下，說(shuō)明其動(dòng)作。
在11、圖12、圖13中，在控制端子9上從外部輸入在輸入端子3上輸入的輸入信號(hào)的種類及從輸出端子4輸出的放大器1的平均輸出功率的大小等外部指示信息。作為輸入信號(hào)的種類，是指示上述各實(shí)施形態(tài)中的輸入信號(hào)是輸入信號(hào)M或是輸入信號(hào)N的信息，作為平均輸出功率的大小，是指示平均輸出功率是正常平均輸出功率或是高于正常輸出的平均輸出功率。
當(dāng)在控制端子9上輸入了輸入信號(hào)的種類時(shí)，柵極電壓控制電路7、漏極電壓控制電路8，根據(jù)在控制端子9上輸入的指示從輸入端子3輸入的輸入信號(hào)是輸入信號(hào)M或是輸入信號(hào)N的外部指示信息，以與上述各實(shí)施形態(tài)同樣的方式控制柵極電壓Vg和漏極電壓Vd，以使輸入了輸入信號(hào)N時(shí)的失真功率等于輸入了輸入信號(hào)M時(shí)的失真功率D1。
當(dāng)在控制端子9上輸入了平均輸出功率的大小時(shí)，柵極電壓控制電路7、漏極電壓控制電路8，根據(jù)在控制端子9上輸入的指示平均輸出功率是正常平均輸出功率或是高于正常輸出的平均輸出功率的外部指示信息，控制柵極電壓Vg和漏極電壓Vd，以使高于正常輸出的平均輸出功率時(shí)的失真功率等于正常平均輸出功率時(shí)的失真功率D1。
如上所述，按照本實(shí)施形態(tài)4，即使在控制端子9上輸入的外部指示信息的內(nèi)容改變，也能通過控制柵極電壓Vg或漏極電壓Vd、或者柵極電壓Vg及漏極電壓Vd而抑制從放大器1輸出的失真功率的變化。
在上述各實(shí)施形態(tài)中，根據(jù)2種輸入信號(hào)或2種平均輸出功率，按2級(jí)控制柵極電壓Vg或漏極電壓Vd，但輸入信號(hào)或平均輸出功率也可以為3種以上，并按3級(jí)以上控制柵極電壓Vg或漏極電壓Vd。
另外，在上述各實(shí)施形態(tài)中，將放大器1作為源極接地的放大器進(jìn)行了說(shuō)明，但也可以是柵極接地或漏極接地的放大器。進(jìn)一步，在上述各實(shí)施形態(tài)中，將放大器1作為場(chǎng)效應(yīng)晶體管進(jìn)行了說(shuō)明，但也可以是一般的晶體管。
產(chǎn)業(yè)上的可應(yīng)用性如上所述，本發(fā)明的高頻放大器，適用于即使峰值平均功率比改變也能抑制所輸出的失真功率的變化的高頻放大器。
權(quán)利要求
1.一種高頻放大器，備有放大器，對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行放大；輸入信號(hào)判別電路，通過檢測(cè)輸入信號(hào)的峰值功率和平均功率而計(jì)算峰值平均功率比，并將計(jì)算出的峰值平均功率比與規(guī)定的基準(zhǔn)值進(jìn)行比較，從而根據(jù)比較結(jié)果指示對(duì)供給上述放大器的柵極電壓或漏極電壓進(jìn)行控制；電壓控制電路，根據(jù)上述輸入信號(hào)判別電路的指示，控制供給上述放大器的柵極電壓或漏極電壓，以便即使輸入信號(hào)的峰值平均功率比改變也能使從上述放大器輸出的失真功率不發(fā)生變化。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高頻放大器，其特征在于輸入信號(hào)判別電路，備有平均功率檢測(cè)電路，檢測(cè)輸入信號(hào)的平均功率；峰值功率檢測(cè)電路，檢測(cè)輸入信號(hào)的峰值功率；功率比計(jì)算電路，根據(jù)由上述平均功率檢測(cè)電路檢測(cè)出的輸入信號(hào)的平均功率及由上述峰值功率檢測(cè)電路檢測(cè)出的輸入信號(hào)的峰值功率，計(jì)算峰值平均功率比；比較電路，將由上述功率比計(jì)算電路計(jì)算出的峰值平均功率比與規(guī)定的基準(zhǔn)值進(jìn)行比較，并根據(jù)比較結(jié)果指示電壓控制電路對(duì)供給上述放大器的柵極電壓或漏極電壓進(jìn)行控制。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高頻放大器，其特征在于電壓控制電路，當(dāng)由輸入信號(hào)判別電路計(jì)算出的峰值平均功率比高于規(guī)定的基準(zhǔn)值時(shí)，與峰值平均功率比低于規(guī)定的基準(zhǔn)值時(shí)相比，增大供給上述放大器的柵極電壓。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高頻放大器，其特征在于電壓控制電路，當(dāng)由輸入信號(hào)判別電路計(jì)算出的峰值平均功率比高于規(guī)定的基準(zhǔn)值時(shí)，與峰值平均功率比低于規(guī)定的基準(zhǔn)值時(shí)相比，增大供給上述放大器的漏極電壓。
5.一種高頻放大器，備有放大器，對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行放大；輸入信號(hào)判別電路，通過檢測(cè)輸入信號(hào)的峰值功率和平均功率而計(jì)算峰值平均功率比，并將計(jì)算出的峰值平均功率比與規(guī)定的基準(zhǔn)值進(jìn)行比較，從而根據(jù)比較結(jié)果指示對(duì)供給上述放大器的柵極電壓或漏極電壓進(jìn)行控制；電壓控制電路，根據(jù)上述輸入信號(hào)判別電路的指示，控制供給上述放大器的柵極電壓及漏極電壓，以便即使輸入信號(hào)的峰值平均功率比改變也能使從上述放大器輸出的失真功率不發(fā)生變化。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的高頻放大器，其特征在于輸入信號(hào)判別電路，備有平均功率檢測(cè)電路，檢測(cè)輸入信號(hào)的平均功率；峰值功率檢測(cè)電路，檢測(cè)輸入信號(hào)的峰值功率；功率比計(jì)算電路，根據(jù)由上述平均功率檢測(cè)電路檢測(cè)出的輸入信號(hào)的平均功率及由上述峰值功率檢測(cè)電路檢測(cè)出的輸入信號(hào)的峰值功率，計(jì)算峰值平均功率比；比較電路，將由上述功率比計(jì)算電路計(jì)算出的峰值平均功率比與規(guī)定的基準(zhǔn)值進(jìn)行比較，并根據(jù)比較結(jié)果指示電壓控制電路對(duì)供給上述放大器的柵極電壓及漏極電壓進(jìn)行控制。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的高頻放大器，其特征在于電壓控制電路，當(dāng)由輸入信號(hào)判別電路計(jì)算出的峰值平均功率比高于規(guī)定的基準(zhǔn)值時(shí)，與峰值平均功率比低于規(guī)定的基準(zhǔn)值時(shí)相比，增大供給上述放大器的柵極電壓，同時(shí)增大供給上述放大器的漏極電壓
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的高頻放大器，其特征在于電壓控制電路，當(dāng)由輸入信號(hào)判別電路計(jì)算出的峰值平均功率比高于規(guī)定的基準(zhǔn)值時(shí)，與峰值平均功率比低于規(guī)定的基準(zhǔn)值時(shí)相比，增大供給上述放大器的柵極電壓，同時(shí)減小供給上述放大器的漏極電壓。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的高頻放大器，其特征在于電壓控制電路，當(dāng)由輸入信號(hào)判別電路計(jì)算出的峰值平均功率比高于規(guī)定的基準(zhǔn)值時(shí)，與峰值平均功率比低于規(guī)定的基準(zhǔn)值時(shí)相比，減小供給上述放大器的柵極電壓，同時(shí)增大供給上述放大器的漏極電壓。
10.一種高頻放大器，備有放大器，對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行放大；電壓控制電路，輸入對(duì)上述放大器輸入的輸入信號(hào)的種類或從上述放大器輸出的平均輸出功率的大小等外部指示信息，并控制供給上述放大器的柵極電壓或漏極電壓、或者柵極電壓及漏極電壓，以便即使所輸入的外部指示信息的內(nèi)容改變也能使從上述放大器輸出的失真功率不發(fā)生變化。
全文摘要
一種高頻放大器，備有放大器1，對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行放大；輸入信號(hào)判別電路6，通過檢測(cè)輸入信號(hào)的峰值功率和平均功率而計(jì)算峰值平均功率比，并將計(jì)算出的峰值平均功率比與規(guī)定的基準(zhǔn)值進(jìn)行比較，從而根據(jù)比較結(jié)果指示對(duì)供給上述放大器的柵極電壓進(jìn)行控制；柵極電壓控制電路7，根據(jù)輸入信號(hào)判別電路6的指示，控制供給上述放大器的柵極電壓或漏極電壓，以便即使輸入信號(hào)的峰值平均功率比改變也能使從放大器1輸出的失真功率不發(fā)生變化。
文檔編號(hào)H03G3/30GK1430809SQ01810094
公開日2003年7月16日 申請(qǐng)日期2001年5月22日 優(yōu)先權(quán)日2001年3月23日
發(fā)明者堀口健一, 中山正敏, 池田幸夫, 石田修己, 酒井雄二, 戶谷一幸 申請(qǐng)人:三菱電機(jī)株式會(huì)社