CN101340178A - 发送装置 - Google Patents

Abstract

本发明的目的是提供一种能够根据发送装置的输出来引发发送电路的最大效率，从而对范围较广的输出实现低耗电的发送装置。该发送装置具备：正交调制器，由输入信号生成调制信号；极性调制用发送电路，包括输入端子中被输入正交调制器所生成的调制信号的相位成分、电源供给端子中被输入正交调制器所生成的调制信号的振幅成分的第一功率放大器，并对调制信号进行极性调制；正交调制用发送电路，包括输入端子中被输入正交调制器所生成的调制信号、电源供给端子被供给一定的电压的第二功率放大器，并发送调制信号；以及开关，高输出时将正交调制器的输出与极性调制用发送电路的输入连接、低输出时将正交调制器的输出与正交调制用发送电路的输入连接。

Description

发送装置

技术领域

本发明涉及一种发送和接收高频信号的装置，特别是涉及一种对范围较广的输出功率，实现低耗电动作的发送装置。

背景技术

近几年，对于数字方式(例如，世界通用移动传输标准(UMTS：UniversalMobile Transmission Standard))的手机终端来说，高性能化和小型化成为重要的要因。在该手机终端中，对于进行高输出的功率放大的发送装置，还要求实现小型、低耗电和低歪斜。而在手机终端中，其发送装置所消耗的功率(耗电量)占整体的约二分之一以上。所以，为了增加手机终端的通话时间，实现发送装置的低耗电动作是必不可少的措施。

一般来说，发送装置的输出功率大约在+27dBm至-50dBm这样的较广的范围内，尤其是在输出功率最大的+27dBm附近的耗电量最大，所以有必要抑制该附近的耗电量。另一方面，发送装置的表示输出功率的使用频度的概率密度(PDF：Probability Density Function)，在输出较低的+12dBm附近到达峰值、在+7dBm至+17dBm的范围内最高。虽然与最大输出时的耗电量相比，在+7dBm至+17dBm的范围内的耗电量并不太大，但由于使用频度高，所以降低该范围内的耗电量较为重要。

对此，在日本特开2005-20696号公报及美国专利申请公开公报第2007/0281652号的说明书(特开2007-324846号公报)中，已公开了能够对发送装置的范围较广的输出，将耗电量设定得较低的发送装置。这些现有技术中的发送装置，在高输出时将动作模式作为极性调制(极性模式)，而在低输出时将动作模式切换为正交调制(线性模式)来进行动作。

一般来说，采用极性调制时，由于可在饱和状态下使用发送装置中的功率放大器，所以功率放大器可以高效率地输出所期望的功率，与以正交调制来进行动作相比，可使发送装置的耗电量降低。并且，采用极性调制与采用正交调制相比，可以缩小功率放大器的器件尺寸。因此，通过只在低输出时将动作模式切换为正交调制，可以将功率放大器的效率设定得更高。

图15是表示具有极性调制与正交调制间的动作模式切换功能的现有的发送装置100的电路构成的图。在图15中，现有的发送装置100由数字元件101中的模式选择器102、第一数字模拟变换器(DAC)103、具有输入端子和电源供给端子的功率放大器104、带通滤波器(BPF)105、第二DAC106及调制放大器107构成。

在图15所示的构成下，当现有的发送装置100的输出为高输出时，输入到模式选择器102的信号被分离成相位成分和振幅成分。相位成分在第一DAC103被转换为有大至一定的振幅的相位调制信号；振幅成分在第二DAC106和调制放大器107被转换为振幅调制信号。相位调制信号被供给到功率放大器104的输入端子，振幅调制信号被供给到功率放大器104的电源供给端子，该相位调制信号和振幅调制信号在功率放大器104被合成。这样，高输出时现有的发送装置100以极性调制模式来进行动作。

相反，当现有的发送装置100的输出变为低输出时，输入到模式选择器102的信号在第一DAC103(输入路径侧)被转换为正交调制信号。在第二DAC106和调制放大器107(电源供给路径侧)生成具有大致一定的振幅等级的电压。正交调制信号被供给到功率放大器104的输入端子，具有一定的振幅等级的电压被供给到功率放大器104的电源供给端子，该正交调制信号和有一定的振幅等级的电压在功率放大器104被合成。这样，低输出时现有的发送装置100以正交调制模式来进行动作。

进一步，对现有的发送装置中，具有极性调制与正交调制间的动作模式切换功能的其他发送装置进行说明。图16是表示具有极性调制与正交调制间的动作模式切换功能的现有的发送装置200的电路构成的图。如图16所示，在现有的发送装置200中，输入到调制器201的信号被分离成相位信号和振幅信号。

相位信号被送到相位比较器202，经由环路滤波器203被输入到功率放大器204的输入端子。功率放大器204的输出被耦合器(coupler)检测，相位信息经由混合器209和限幅放大器211被反馈到相位比较器202。反馈回的相位信息与来自调制器201的相位信号被比较，根据该比较结果进行了相位调整的信号被输入到功率放大器204。

切换开关207对功率放大器204的控制输入侧进行切换，切换开关208对调制器201的振幅信号的输出进行切换。控制电路220和切换开关207、208构成对发送装置200的振幅控制环进行切换控制的切换控制单元。

其中，当功率放大器204的输出为高输出时，切换开关207和208的两方都被切换为与端子b连接。振幅信号被送到振幅比较器205，经由环路滤波器206被输入到功率放大器204的控制输入端子。功率放大器204的输出被耦合器(coupler)检测，振幅信息经由混合器209和振幅检波电路210被反馈到振幅比较器205。反馈回的振幅信息与来自调制器201的振幅信号被比较，根据该比较结果进行了振幅修正的信号被输入到功率放大器204的控制输入侧。这样，高输出时现有的发送装置200以极性调制模式来进行动作。

相反，当功率放大器204的输出为低输出时，切换开关207和208的两方都被切换为与端子a连接。包括上述振幅比较器205和环路滤波器206的反馈回路开放，来自调制器201的振幅信号被直接输入到功率放大器204。这样，低输出时现有的发送装置200以正交调制模式来进行动作。

如上所述，现有的发送装置100及200，通过在高输出时以极性调制模式来进行动作，而在低输出时切换为正交调制模式来进行动作，可以将功率放大器的效率设定得较高，从而可以降低发送装置的耗电量。

下面，以上述现有的发送装置100为例，来说明现有技术中的发送装置的技术问题。上述现有的发送装置100，由于在高输出时是以极性调制模式来进行动作，所以与以正交调制模式来进行动作相比，功率放大器104的饱和输出大约可以降低+3dB左右。这意味着，与正交调制模式下的器件尺寸相比，极性调制模式下的器件尺寸可被减小到二分之一左右。

一般来说，由于功率放大器在饱和输出附近效率最高，所以通过选择该器件尺寸，可实现高输出时的低耗电动作。然而，上述现有的发送装置100的功率放大器104的器件尺寸是针对高输出状态而设定的，所以并不是在低输出时引发出最高效率的器件尺寸。

例如，在UMTS方式的手机系统中，发送装置的最大输出为+27dBm，而使用频度的概率较高的低输出则为+7～+17dBm，两者的输出功率之比约为1∶100～1∶10左右。最大输出与低输出之间的功率差非常大。因而，为了根据输出来引发出发送装置的功率放大器的最大效率，有必要选择与发送装置的输出相对应的器件尺寸。也就是说，由于低输出时的输出功；率至少为高输出时的输出功率的十分之一，所以为了引发出最大效率，有必要将低输出时的器件尺寸设定为高输出时的器件尺寸的十分之一。而现有的发送装置100通过以极性调制模式来进行动作，使器件尺寸成为只以正交调制来进行动作时的器件尺寸的二分之一左右，但仍然没能引发与输出功率之比相对应的最大效率。因此，不能说现有的发送装置100实现了充分的低耗电动作。

并且，高输出时，由于在现有的发送装置100的耗电量中，功率放大器104的耗电量所占的比例高到70％左右，所以功率放大器104的高效率动作极为重要。

相反，低输出时，在现有的发送装置100的耗电量中，功率放大器104的耗电量所占的比例与高输出时相比显著减少、约为30％以下。因此，不只是功率放大器104，第一DAC103、第二DAC106及调制放大器107也对现有的发送装置100的耗电量产生较大影响。即，对于第一DAC103、第二DAC106及调制放大器107，引发与输出相对应的最大效率的设定也极为重要。

然而，由于第一DAC103、第二DAC106及调制放大器107被构成为可以对应极性调制模式下的高输出那样的大功率用器件尺寸和电路结构，所以在低输出时即便是切换成正交调制模式，也不能充分降低耗电量。

图17是表示发送装置的输出功率与耗电量之间的关系的图。在最大输出(+27dBm)附近，以极性调制与正交调制间的模式切换来进行动作的现有的发送装置100的特性A2(粗虚线)，由于是在饱和状态下使用功率放大器，可以高效率地输出所期望的功率，所以与只以正交调制来进行动作的发送装置的特性Al(细虚线)相比，显示出耗电量低的特性。

但是，在输出功率为大约+17dBm以下的低输出时，在5耗电量上并无太大差异。例如，在距基站较近，且电波状态良好的场所频繁使用手机的情况下，手机的发送装置以+17dBm以下的低输出来动作。这种情况下出现的问题是，即便是用现有的发送装置100，与现有的只用正交调制的发送装置来进行动作时相比，在耗电量上也没有太大差异，因而，手机的通话时间没有得到大幅度改善。

根据上述说明，由于上述现有的发送装置100被构成为第一DAC103、功率放大器104、第二DAC106及调制放大器107的动作与发送装置的输出无关联，所以以低输出时和高输出时共用的功率放大器104为首，各个器件的能力都被15进行了对应于最大输出状态的能力的优化。因此，引发各个器件的与发送装置的输出相对应的最大效率较为困难，由于在低输出时不能使各个器件高效率地动作，所以存在不能充分降低发送装置的总耗电量这样的问题。另外，上述现有的发送装置200由于也是低输出时与高输出时共用功率放大器204，所以可以说也存在同样的问题。

发明内容

鉴于此，本发明的目的是提供一种能够通过根据发送装置的输出来引发发送电路的最大效率，使对范围较广的输出实现低耗电的发送装置。

本发明适合于，在发送装置中根据发送装置的输出功率的大小来切换发送电路。本发明的发送装置是生成调制信号，并进行功率放大的发送装置，为了达到上述目的，该发送装置具备：正交调制器，由输入信号生成调制信号；极性调制用发送电路，包括输入端子中被输入正交调制器所生成的调制信号的相位成分、电源供给端子中被输入正交调制器所生成的调制信号的振幅成分的第一功率放大器，并对调制信号进行极性调制；正交调制用发送电路，包括输入端子中被输入正交调制器所生成的调制信号、电源供给端子被供给一定的电压的第二功率放大器，并发送调制信号；以及开关，发送装置的输出功率为高电平的高输出时，将正交调制器与极性调制用发送电路连接，发送装置的输出功率为低电平的低输出时，将正交调制器与正交调制用发送电路连接。

较为理想的是，本发明的发送装置中的极性调制用发送电路还具备：振幅/相位变换器，将在正交调制器生成的调制信号分离成振幅成分和相位成分；电压控制振荡器，将在振幅/相位变换器分离出的相位成分生成为有一定的振幅的相位调制信号；以及第一电源IC，将在振幅/相位变换器分离出的振幅成分生成为振幅调制信号，电压控制振荡器的输出被输入到第一功率放大器的输入端子，第一电源IC的输出被输入到第一功率放大器的电源供给端子。

较为理想的是，本发明的发送装置中的正交调制用发送电路还具备第二电源IC，向第二功率放大器的电源供给端子提供一定的电压。另外，较为理想的是，本发明的发送装置中的正交调制用发送电路还具备带通滤波器，对正交调制器所生成的调制信号进行带域限制；带通滤波器的输出被输入到第二功率放大器的输入端子。

根据上述构成，当发送装置的输出功率为高电平的高输出时，正交调制器所生成的信号经由开关被输入到极性调制用发送电路的振幅/相位变换器，被分离成振幅成分和相位成分。相位成分在电压控制振荡器被变换成有大致一定的振幅的相位调制信号，振幅成分在第一电源IC被变换成振幅调制信号。相位调制信号被输入到第一功率放大器的输入端子，振幅调制信号被供给到第一功率放大器的电源供给端子，该相位调制信号和振幅调制信号在第一功率放大器被合成。其后，在第一功率放大器被合成后的信号被输出。这样，高输出时，本发明所涉及的发送装置以极性调制模式来进行动作。

在发送装置的输出功率变为低电平的低输出时，正交调制器所生成的信号经由开关被输入到正交调制用发送电路的BPF。由BPF进行了带域限制的信号被输入到第二功率放大器的输入端子，第二电源IC所生成的一定的电压被供给到第二功率放大器的电源供给端子，该进行了带域限制的信号和第二电源IC所生成的一定的电压在第二功率放大器被合成。其后，在第二功率放大器被合成后的信号被输出。如此，低输出时，本发明所涉及的发送装置以正交调制模式来进行动作。

根据上述说明，高输出时，由于极性调制用发送电路是进行极性调制动作，所以可将第一功率放大器的器件尺寸设定为正交调制时的约二分之一左右。这样，由于第一功率放大器可以在饱和输出附近动作，所以可以引发第一功率放大器的最大效率，从而实现低耗电动作。

相反，低输出时，由于只对应于低输出的正交调制用发送电路进行正交调制动作，所以可以将第二功率放大器的器件尺寸设定得小于现有的连高输出都必须对应的发送电路的功率放大器的器件尺寸。因而，可以引发出第二功率放大器的最大效率，从而实现低耗电动作。另外，可将第二功率放大器的器件尺寸设定得小到N(N＝低输出功率：高输出功率)倍。

另外，通过缩小第二功率放大器的器件尺寸，第二电源IC的驱动能力可被设定得较小。这样，可以缩小第二电源IC的器件尺寸、减小电路规模，从而将耗电量抑制到所需的最小限度。

另外，在极性调制用发送电路和正交调制用发送电路未与正交调制器连接的情况下，通过开关切换，可以设定为不消耗无用的功率。

如上所述，根据本发明，通过根据发送装置的输出功率的大小来切换发送电路，可以引发出发送电路的与输出相对应的最大效率。尤其是本发明中的发送装置在高输出时及低输出时，分别备有专用的器件，所以可以使各个器件对应于高输出状态和低输出状态而高效率地动作。因而，根据本发明，由于可以对范围较广的输出功率将发送装置的耗电量抑制到最小限度，所以可以实现低耗电动作。

本发明的发送装置，可被应用于采用了进行高频信号的发送接收的双极型晶体管的装置(例如，手机终端)等，尤其是适合于希望对范围较广的输出功率实现低耗电动作的场合。

通过结合附图进行以下详细说明之后，本发明的上述目的、特征、概念、效果将会更加清楚明了。

附图说明

图1是表示本发明的第一实施方式所涉及的发送装置10的电路构成例的图；

图2是表示本发明的第一实施方式所涉及的发送装置10的电路构成例的图(极性调制用发送电路及正交调制用发送电路的详细构成)。

图3是表示在本发明的第一实施方式所涉及的发送装置10的耗电量中，极性调制用发送电路30内的第一功率放大器31的耗电量所占的比例的图。

图4是表示在本发明的第一实施方式所涉及的发送装置10中设置了电源控制端子的电路构成例的图。

图5是表示本发明的第一实施方式所涉及的发送装置10中的调制模式的切换时机的图。

图6是表示本发明的第一实施方式所涉及的发送装置10中的第一开关50及第二开关60的一个例的图。

图7是表示本发明的第一实施方式所涉及的发送装置10中的第一开关50和第二开关60的切换时机的图。

图8是表示本发明的第一实施方式所涉及的发送装置10的输出功率与耗电量的关系的图。

图9是表示本发明的第二实施方式所涉及的发送装置11的电路构成的图。

图10是表示本发明的第二实施方式所涉及的发送装置11中的调制模式的切换时机的图。

图11是表示本发明的第三实施方式所涉及的发送装置12的电路构成的图。

图12是表示本发明的第三实施方式所涉及的发送装置12中的调制模式的切换时机的图。

图13是表示本发明的第四实施方式所涉及的发送装置13的电路构成的图。

图14是表示第二开关的一个例子的图。

图15是表示现有的发送装置100的电路构成的图。

图16是表示现有的发送装置200的电路构成的图。

图17是表示现有的发送装置的输出功率与耗电量的关系的图。

具体实施方式

以下，结合附图对本发明的各个具体实施方式进行详细说明。

(第一实施方式)

图1是表示本发明的第一实施方式所涉及的发送装置10的电路构成的图。在图1中，发送装置10由正交调制器20、极性调制用发送电路30、正交调制用发送电路40、第一开关50和第二开关60构成。发送装置10的输入端子IN与正交调制器20相连接。在第一开关50中，输入端子a与正交调制器20的输出相连接，输出端子b与极性调制用发送电路30的输入相连接，输出端子c与正交调制用发送电路40的输入相连接。在第二开关60中，输入端子d与极性调制用发送电路30的输出相连接，输入端子e与正交调制用发送电路40的输出相连接，输出端子f与发送装置10的输出端子OUT相连接。

图2是详细表示图1所示的发送装置10的极性调制用发送电路30和正交调制用发送电路40的图。极性调制用发送电路30具备：与第一开关50的输出端子b相连接的振幅/相位变换器34，输入端子与振幅/相位变换器34的相位成分的输出端子相连接的电压控制振荡器33，输入端子与振幅/相位变换器34的振幅成分的输出端子相连接的第一电源IC32，以及输入端子与电压控制振荡器33的输出相连接、电源供给端子与第一电源IC32的输出相连接的第一功率放大器31。第一功率放大器31的输出与第二开关60的输入端子d相连接。

正交调制用发送电路40具备：与第一开关50的输出端子c相连接的BPF43，第二电源IC42，以及输入端子与BPF43的输出相连接、电源供给端子与第二电源IC42的输出相连接的第二功率放大器41。第二功率放大器41的输出与第二开关60的输入端子e相连接。

在此，发送装置10的特征在于，在极性调制用发送电路30和正交调制用发送电路40中，具备作为各自专用的功率放大器的第一功率放大器31和第二功率放大器41，并且还具备作为各自专用的电源IC的第一电源IC32和第二电源IC42。

正交调制器20由发送装置10的输入信号来生成调制信号。第一开关50和第二开关60，由根据发送装置10的输入信号来判断发送装置10的输出功率的高输出或低输出的控制部(无图示)来控制。因而，正交调制器20所生成的调制信号，在发送装置10的输出功率为高电平的高输出时，在极性调制用发送电路30被调制；在发送装置10的输出功率为低电平的低输出时，在正交调制用发送电路40被放大，而后被输出到输出端子OUT。下面，说明第一开关50和第二开关60进行极性调制用发送电路30与正交调制用发送电路40的切换的时机。

图3是表示发送装置10对所有输出功率都以极性调制来进行动作时，在发送装置10的耗电量中极性调制用发送电路30内的第一功率放大器31。的耗电量所占的比例的图。输出功率为+F27dBm时，所占比例高到70％。输出功率降低到+F17dBm，则所占比例降低到30％，输出功率进一步下降，则所占比例也进一步下降。这意味着，低输出时发送装置10以极性调制来进行动作的情况下，第一功率放大器31对发送装置10的低耗电化产生的作用不大。由此，不可忽视低输出时极性调制用发送电路30内的第一电源IC32、电压控制振荡器33及振幅/相位变换器34的耗电量。这样，由于低输出时极性调制用发送电路30总的耗电量变大，所以有必要将极性调制用发送电路30切换成正交调制用发送电路40。

也就是说，极性调制用发送电路30与正交调制用发送电路40的切换点是，发送装置10的耗电量中极性调制用发送电路30内的第一功率放大器31.的耗电量所占的比例达到30％左右之时。另外，最好是将切换点避开使用频度为高峰的输出功率(即，+F12dBm附近)，设定在使用频度稍微下降之处(例如，输出功率为+F17dBm时)。

根据以上说明，在输出功率为+17dBm.以上的高输出的情况下，进行控制以使第一开关50将输入端子a与极性调制用发送电路30侧的输出端子b连接；第二开关60将极性调制用发送电路30侧的输入端子d与输出端子f连接。在输出功率未满+F17dBm.的低输出的情况下，进行控制使第一开关50将输入端子a与正交调制用发送电路40侧的输出端子c连接，第二开关60将正交调制用发送电路40侧的输入端子e与输出端子f连接。

在图2所示的构成之下，高输出时正交调制器20所生成的，信号经由第一开关50被输入到极性调制用发送电路30的振幅/相位变换器34，而被分离成振幅成分和相位成分。相位成分在电压控制振荡器33被变换成有大致一定的振幅的相位调制信号，振幅成分在第一电源IC32被变换成振幅调制信号。相位调制信号被输入到第一功率放大器31的输入端子，振幅调制信号被供给到第一功率放大器31的电源供给端子，该相位调制信号和该振幅调制信号在第一功率放大器31被合成。在第一功率放大器31被合成后的信号经由第二开关60被输出。这样，高输出时本实施方式所涉及的发送装置10以极性调制模式来进行动作。

低输出时，正交调制器20所生成的信号经由第一开关50被输入到正交调制用发送电路40的BPF43，并被进行带域限制。在BPF43进行了带域限制的信号被输入到第二功率放大器41的输入端子，第二电源IC42所生成的一定的电压被供给到第二功率放大器41的电源供给端子，该进行了带域限制的信号和第二电源IC42所生成的一定的电压在第二功率放大器41被合成。在第二功率放大器41被合成后的信号经由第二开关60被输出。这样，在低输出时本实施方式所涉及的发送装置10以正交调制模式来进行动作。

其中，第一功率放大器31与第二功率放大器41有同样的电路构成，但是根据功率放大器的饱和输出的大小，对器件尺寸的设定进行了变更。在本实施方式中，第一功率放大器31的器件尺寸被设定为可以对应高到+27dBm(50.1mW)为止的高输出。第二功率放大器41的器件尺寸被设定为第一功率放大器31的器件尺寸的五分之一左右。其理由是，由于要使第二功率放大器41以要求功率放大器的线性特性的正交调制来进行动作，所以为了对应+17TdBm(50.1mW)为止的输出，有必要对应高于所希望的输出约+3dBm左右的+20dBm(100mW)来设定饱和输出。

在第一电源IC32和第二电源IC42中，设定与上述第一功率放大器31和第二功率放大器41的器件尺寸相对应的驱动能力。为了使第一功率放大器31对应于高输出，第一电源IC32需要有输出电压为3.5V、鼋流为250mA左右的驱动能力。相对而言，为了使第二功率放大器41对应于低输出，第二电源IC42只要有输出电压为1.8V、鼋流为100mA左右的驱动能力即可。根据以上说明，可以将第二电源IC42的器件尺寸设定为第一电源IC32的器件尺寸的大约五分之一左右。另外，第一电源IC32为了将被振幅/相位变换器34分离了的输入信号的振幅成分变换为振幅调制信号，还另需运算放大器等专用电路，但第二电源IC42由于只进行一定电压的信号的生成，所以不需要运算放大器等专用电路。

如上所述，正交调制用发送电路40作为低输出的发送电路，可以设定有最佳的器件尺寸的第二功率放大器41和第二电源IC42。而现有的发送装置，由于各器件尺寸被设定得可以对应高输出，所以低输出时不能使各个器件高效率地动作，然而，本实施方式的发送装置10则在低输出时也可以引发出各个器件的最大效率，并将电路规模抑制在最小限度，因而可以将耗电量压低到最小限度。

并且，由于极性调制用发送电路30只在高输出时动作即可，而正交调制用发送电路40只在低输出时动作即可，所以在此之外的场合，最好是设定为不消耗无用的功率。

下面，说明控制各个构成之下的动作的方法例。图4是表示在发送装置10的第一功率放大器31中设置了电源控制端子Vc1、第一电源IC32中设置了电源控制端子Vc2、电压控制振荡器33中设置了电源控制端子Vc3、振幅/相位变换器34中设置了电源控制端子Vc4、第二功率放大器41中设置了电源控制端子Vc5及第二电源IC42中设置了电源控制端子Vc6的图。图5是表示电源控制端子Vc1～Vc6的控制时机的图。其中，高电平(Highlevel)为2.8～3.0V，低电平(Low level)为0～0.5V。

在极性调制模式的情况下，使电源控制端子Vc1～Vc4成为高电平，使极性调制用发送电路30的第一功率放大器31、第一电源IC32、电压控制振荡器33及振幅/相位变换器34动作，使电源控制端子Vc5和Vc6成为低电平，使正交调制用发送电路40的第二功率放大器41和第二电源IC42不动作。

正交调制模式的情况下，使电源控制端子Vc5和Vc6成为高电平，使正交调制用发送电路40的第二功率放大器41和第二电源IC42动作，使电源控制端子Vc1～Vc4成为低电平，使极性调制用发送电路30的第一功率放大器31、第一电源IC32、电压控制振荡器33及振幅/相位变换器34不动作。

根据以上说明，高输出时，用极性调制用发送电路30进行极性调制动作期间，由于正交调制用发送电路40内的第二功率放大器41和第二电源IC42在各个电源控制端子进行着电源控制，所以不消耗无用的功率。相反，低输出时，用正交调制用发送电路40进行正交调制动作期间，由于极性调制用发送电路30内的第一功率放大器31、第一电源IC32、电压控制振荡器33及振幅/相位变换器34在各个电源控制端子进行着电源控制，所以不消耗无用的功率。

下面，说明进行极性调制用发送电路30与正交调制用发送电路40的切换的第一开关50和第二开关60的具体构成例。图6是表示第一开关50和第二开关60的一个例子的图。在第一开关50中，输入端子a与正交调制器20的输出相连接，输出端子b与极性调制用发送电路30的输入相连接，输出端子c与正交调制用发送电路40的输入相连接。在第二开关60中，输入端子d与极性调制用发送电路30的输出相连接，输入端子e与正交调制用发送电路40的输出相连接，输出端子f与发送装置10的输出端子OUT相连接。第一开关50和第二开关60可用场效应晶体管(FET)来构成，在图7所示的时机进行控制。另外，FET可以是双极型晶体管。其中，高电平为2.4～3.0V，低电平为0～0.5V。

高输出时，在第一开关50中，使标准电压VREF1为高电平、VSW1为高电平、VSW2为低电平。这样，由于FET1截止而FET2导通，所以输入到输入端子a的信号被输出到输出端子b。并且，在第二开关60中，使标准电压VREF2为高电平、VSW3为高电平、VSW4为低电平。这样，由于FET3截止而FET4导通，所以输入到输入端子d的信号被输出到输出端子f。

[58]低输出时，在第一开关50中，使标准电压VREF1为高电平、VSW1为低电平、VSW2为高电平。这样，由于FET1导通而FET2截止，所以输入到输入端子a的信号被输出到输出端子c。并且，在第二开关60中，使标准电压VREF2为高电平、VSW3为低电平、VSW4为高电平。这样，由于FET3导通而FET4截止，所以输入到输入端子e的信号被输出到输出端子f。

根据以上说明，通过分别设置用于高输出的极性调制用发送电路30和用于低输出的正交调制用发送电路40，并根据输出功率来切换发送电路，可以将发送装置10的耗电量抑制到最小限度。

另外，在本发明的实施方式中，发送装置10使用的切换开关是由输入端子d、e和输出端子f组成的第二开关60，然而，也可以采用例如去掉第二开关60，将极性调制用发送电路30和正交调制用发送电路40的输出直接与输出端子OUT相连接的结构。另外，发送装置10的构成中使用了进行带域限制的B25PF43，但例如也可以去掉BPF43，将第一开关50的输出端子c连接到第二功率放大器41的输入端子。

图8是表示在发送装置的输出功率与耗电量的关系中，只用现有的正交调制来进行动作的发送装置的特性A1(细虚线)、现有的发送装置100的特性A2(粗虚线)及本发明的发送装置10的特性B(实线)的图。本发明的发送装置10对范围较广的输出功率，实现了低耗电动作。

在现有的发送装置100中，由于第一DAC103、第二DAC106和调制放大器107被构成为可以对应极性调制模式下的高输出的大功率用器件尺寸和电路结构，所以在低输出时即便是切换成正交调制模式，也不能充分降低耗电量。然而，本实施方式通过分别设置用于高输出的极性调制用发送电路30和用于低输出的正交调制用发送电路40，根据输出功率，用第一开关50和第二开关60来切换发送电路，从而将发送装置10的耗电量抑制到最小限度。

如上所述，根据本发明的第一实施方式所涉及的发送装置10，通过根据输出的大小来切换发送电路，可以引发出与输出相对应的发送电路的最大效率。这是因为极性调制用发送电路30和正交调制用发送电路40各自具备专用的器件，可以对应于高输出状态和低输出状态，使各个器件高效率地动作。因而，根据本发明的第一实施方式所涉及的发送装置10，由于可以对范围较广的输出功率，将发送装置的耗电量抑制到最小限度，所以可以实现低耗电动作、并有助于扩大手机通话时间。

(第二实施方式)

本发明的第二实施方式是对第一实施方式所涉及的发送装置10的一部分进行了变更之后的实施方式。图9是表示本发明的第二实施方式所涉及的发送装置11的电路构成的图。正交调制用发送电路80是将第一实施方式的正交调制用发送电路40中的第二功率放大器41和第二电源IC42去掉之后，只由BPF43构成的电路。

第二实施方式所涉及的发送装置11由正交调制器20、极性调制用发送电路30、第二功率放大器41、第二电源IC42、第一开关50、第二开关60和正交调制用发送电路80构成。发送装置11的输入端子IN与正交调制器20相连接。正交调制器20的输出与第二功率放大器41的输入端子相连接，第二电源IC42的输出与第二功率放大器41的电源供给端子相连接。在第一开关50中，输入端子a与第二功率放大器41的输出相连接，输出端子b与极性调制用发送电路30的输入相连接，输出端子c与正交调制用发送电路80的输入相连接。在第二开关60中，输入端子d与极性调制用发送电路30的输出相连接，输入端子e与正交调制用发送电路80的输出相连接，输出端子f与发送装置11的输出端子OUT相连接。其中，本实施方式所涉及的极性调制用发送电路30、第一开关50及第二开关60与第一实施方式中的构成相同。

在第二实施方式所涉及的发送装置11中，正交调制器20由发送装置11的输入信号来生成调制信号。正交调制器20所生成的信号，通过第二电源IC42所生成的电压信号，在第二功率放大器41被放大。第一开关50和第二开关60，由根据发送装置11的输入信号来判断发送装置11的输出功率的高输20出或低输出的控制部(无图示)来控制。因此，由第二功率放大器41放大了的信号，在高输出时由极性调制用发送电路30调制，在低输出时由正交调制用发送电路80的BPF43进行带域限制，然后被输出到输出端子OUT。有关第一开关50与第二开关60的切换，与第一实施方式相同。

如图9所示那样，在发送装置11的第一功率放大器31中设置了电源控制端子Vc1、第一电源IC32中设置了电源控制端子Vc2、电压控制振荡器33中设置了电源控制端子Vc3、振幅/相位变换器34中设置了电源控制端子Vc4。图10是表示电源控制端子Vc1～Vc4的控制时机的图。其中，高电平为2.8～3.0V、低电平为0～0.5V。

在极性调制模式之下，使电源控制端子Vc1～Vc4成为高电平，使极性调制用发送电路30的第一功率放大器31、第一电源IC32、电压控制振荡器33和振幅/相位变换器34动作。

在正交调制模式的情况下，使电源控制端子Vc1～Vc4成为低电平，使极性调制用发送电路30的第一功率放大器31、第一电源IC32、电压控制振荡器33和振幅/相位变换器34不动作。另外，发送装置11并不限定于图9所示的构成，例如，也可以去掉进行带域限制的BPF43，将第一开关50的输出端子c连接到第二开关60的输入端子e。

如上所述，根据本发明的第二实施方式所涉及的发送装置11，通过根据输出的大小来切换发送电路，可以引发出与输出相对应的发送电路的最大效率。这是因为极性调制用发送电路30通过配备专用的器件，可以在高输出时使各个器件高效率地动作。并且，根据本发明的第二实施方式所涉及的发送装置11，在正交调制器20的输出之后使第二功率放大器41发生作用，由此与第一实施方式所涉及的发送装置10相比，可以削减需要控制的电源控制端子。因此，可以使从极性调制模式到正交调制模式的切换(相反也同样)中，电源控制端子的控制得到简化，并可以克服切换时的时机延迟所引起的通信质量的恶化。另外，还可以削减控制所需的表(table)的存储容量。

(第三实施方式)

本发明的第三实施方式是对第二实施方式所涉及的发送装置11的一部分进行了变更之后的实施方式。图11是表示本发明的第三实施方式所涉及的发送装置12的电路构成的图。发送装置12是将第二实施方式的发送装置11中的第二功率放大器41和第二电源IC42去掉之后的发送装置，正交调制器20的输出与第一开关50的输入端子a相连接。另外，本实施方式所涉及的极性调制用发送电路30、第一开关50、第二开关60及正交调制用发送电路80与第二实施方式中的构成相同。

在第三实施方式所涉及的发送装置12中，正交调制器20用发送装置12的输入信号生成调制信号。第一开关50和第二开关60，由根据发送装置11的输入信号来判断发送装置12的输出功率的高输出或低输出的控制部(无图示)来控制。因此，正交调制器20所生成的信号，在高输出时被极性调制用发送电路30调制，在低输出时由正交调制用发送电路80的BPF43进行带域限制，然后被输出到输出端子OUT。有关第一开关50与第二开关60的切换，与第一实施方式同样。

如图11所示，发送装置12的第一功率放大器31中设置有电源控制端子Vc1、第一电源IC32中设置有电源控制端子Vc2、电压控制振荡器33中设置有电源控制端子Vc3、振幅/相位变换器34中设置有电源控制端子Vc4。图12是表示电源控制端子Vc1～Vc4的控制时机的图。其中，高电平为2.8～3.0V、低电平为0～0.5V。

在极性调制模式之下，使电源控制端子Vc1～Vc4成为高电平，使极性调制用发送电路30的第一功率放大器31、第一电源IC32、电压控制振荡器33及振幅/相位变换器34动作。

在正交调制模式之下，使电源控制端子Vc1～Vc4成为低电平，使极性调制用发送电路30的第一功率放大器31、第一电源IC32、电压控制振荡器33及振幅/相位变换器34不动作。另外，发送装置12并不限定于图11所示的构成，例如，也可以去掉进行带域限制的BPF43，将第一开关50的输出端子c连接到第二开关60的输入端子e。

如上所述，根据本发明的第三实施方式所涉及的发送装置12，通过根据输出的大小来切换发送电路，可以引发出与输出相对应的发送电路的最大效率。这是因为极性调制用发送电路30具备专用的器件，所以可以在高输出时使各器件高效率地动作。并且，根据本发明的第三实施方式所涉及发送装置12，低输出时第一和第二实施方式中的第二功率放大器41和第二电源IC42的耗电量可被削减，所以可以进一步降低发送装置12的耗电量。另外，可以与第二实施方式同样，使从极性调制模式到正交调制模式的切换(相反也同样)中，电源控制端子的控制得到简化。其结果，不仅可以实现发送装置的低耗电化，还可以削减控制所需的表的存储容量。

(第四实施方式)

本发明的第四实施方式是对第一实施方式所涉及的发送装置10的一部分进行了变更之后的实施方式。图13是表示有关图2所示的发送装置10中的功率放大器的另一个具体例子的图。第一功率放大器31由于与高输出相对应，所以有需要高增益的情况。本实施方式所涉及的发送装置13的功率放大器，通过将放大器31i、31d、31f分别与级联相连接，并将放大级数设为多级结构，来达到高增益化。

另外，在本实施方式所涉及的发送装置13中，说明了对图2所示的发送装置10中的第一功率放大器31采用级联型3级功率放大器，对第二功率放大器41一采用1级功率放大器的情况。然而，功率放大器并不限于此，在哪一种情况下都可以采用级联型n级功率放大器(n为整数)。

另外，上述第一～第四实施方式所涉及的第二开关60，除图6所示的以外，例如，还可以是图14所示的开关。在图14所示的开关61中，输入端子d与极性调制用发送电路的输出相连接，输入端子e与正交调制用发送电路的输出相连接，输出端子f与发送装置的输出端子OUT相连接。第二开关61如第一实施方式所示的那样，与第一开关一起被控制。高输出时，使标准电压VREF3为高电平、VSW5为高电平、FET5截止、将来自输入端子d的输入信号输出到输出端子f。低输出时，使标准电压VREF3为高电平、VSW5为低电平，FET5导通，将来自输入端子e的输入信号输出到输出端子f。

并且，上述第一～第四实施方式所涉及的发送装置不仅可以被应用于。UMTS方式，还可以被应用于各种各样的移动体通信方式(CDMA(IS-95)、GSM、EDGE、WCDMA、PCS、DCS、PDC、CDMA2000、PHS、W-LAN等)。

以上，对本发明进行了详细说明，然而，上述说明的各个方面只不过是对本发明的例示，而不是对本发明的范围的限定。不言而喻，可以进行不超越本发明范围的种种改良、变形。

Claims (10)

1.一种发送装置，生成调制信号，并进行功率放大，其特征在于，所述发送装置具备：

正交调制器，由输入信号生成调制信号；

极性调制用发送电路，包括输入端子中被输入所述正交调制器所生成的所述调制信号的相位成分、电源供给端子中被输入所述正交调制器所生成的所述调制信号的振幅成分的第一功率放大器，并对所述调制信号进行极性调制；

正交调制用发送电路，包括输入端子中被输入所述正交调制器所生成的所述调制信号、电源供给端子被供给一定的电压的第二功率放大器，并发送所述调制信号；以及

开关，所述发送装置的输出功率为高电平的高输出时，将所述正交调制器与所述极性调制用发送电路连接，所述发送装置的输出功率为低电平的低输出时，将所述正交调制器与所述正交调制用发送电路连接。

2.根据权利要求1所述的发送装置，其特征在于，

所述极性调制用发送电路还具备：

振幅/相位变换器，将在所述正交调制器生成的所述调制信号分离成振幅成分和相位成分；

电压控制振荡器，将在所述振幅/相位变换器分离出的相位成分生成为有一定的振幅的相位调制信号；以及

第一电源IC，将在所述振幅/相位变换器分离出的振幅成分生成为振幅调制信号，

所述电压控制振荡器的输出被输入到所述第一功率放大器的输入端子，所述第一电源IC的输出被输入到所述第一功率放大器的电源供给端子。

3.根据权利要求2所述的发送装置，其特征在于，

所述正交调制用发送电路还具备第二电源IC，向所述第二功率放大器的电源供给端子提供一定的电压。

4.根据权利要求3所述的发送装置，其特征在于，

所述正交调制用发送电路还具备带通滤波器，对所述正交调制器所生成的所述调制信号进行带域限制；

所述带通滤波器的输出被输入到所述第二功率放大器的输入端子。

5.根据权利要求1所述的发送装置，其特征在于，与构成所述极性调制用发送电路的所述第一功率放大器的器件尺寸相比，构成所述正交调制用发送电路的所述第二功率放大器的器件尺寸更小。

6.根据权利要求1所述的发送装置，其特征在于，构成所述极性调制用发送电路的所述第一功率放大器的器件尺寸、和构成所述正交调制用发送电路的所述第二功率放大器的器件尺寸，与所述发送装置的输出功率成比例关系。

7.根据权利要求3或4所述的发送装置，其特征在于，与构成所述极性调制用发送电路的所述第一电源IC的驱动能力相比，构成所述正交调制用发送电路的所述第二电源IC的驱动能力更低。

8.根据权利要求3或4所述的发送装置，其特征在于，与构成所述极性调制用发送电路的所述第一电源IC的电路规模相比，构成所述正交调制用发送电路的所述第二电源IC的电路规模更小。

9.根据权利要求3或4所述的发送装置，其特征在于，与构成所述极性调制用发送电路的所述第一电源IC的器件尺寸相比，构成所述正交调制用发送电路的所述第二电源IC的器件尺寸更小。

10.根据权利要求1所述的发送装置，其特征在于，所述极性调制用发送电路和所述正交调制用发送电路，在未与所述正交调制器连接时，不消耗无用的功率。

Images