E_M 級電力増幅回路によるEPWM送信機のドレーン効率に関する基礎検討

摘要

Drain efficiency of EPWM (envelope pulse width modulation) transmitter composed of a class-EM amplifier is evaluated by circuit simulation, and the pulse modulation method to the constant envelope RF signal by PWM pulses is studied. The Em amplifier, which is composed of a class-E amplifier and a auxiliary circuit reducing its switching loss during turn-off, is designed normally for continuous wave. Each transistor is modeled with an ideal switch and an on-resistor, where the drain-source capacitance is modeled as a linear one together with the shunt capacitor. Simulation results show that the conventional PWM switching method gating the input RF signal produces unnecessary transient responses making the drain voltage rise and the output signal distorted; the efficiency is degraded. Another method that gates the DC supply voltage by the PWM pulses works as expected and intended, and the result shows the drain efficiency as high as that of an Em amplifier in case of CW signal.%E_M級増幅器を用いたEPWM送信機のドレーン効率について，回路シミュレーションにより評価するとrnともに，包絡線変調を行うPWMパルスによる定包絡線RF信号の断続方法について検討した．EM級増幅器はE級rn増幅回路にスイッチング損失を低減するための補助回路を付加したもので，回路定数は連続のCW信号に対する設計rnにより決定した．トランジスタは理想スイッチとオン抵抗でモデル化し，ドレーン・ソース間容量は並列キャパシタrnに含めて線形近似した．その結果，従来用いられている入力RF信号を断続する方式では，PWMパルスのターンオrnフ時に生じる過渡応答によりドレーン電圧の上昇と出力波形の歪が生じ効率が低下することがわかった．これに代えrnて，直流電源の電圧を断続する方法では上記問題は生じず，CW信号時と同等の効率が得られることを明らかにした．