CN1077746C - 输出功率控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明包括：隔离体30，通过连接在功率放大器21输出侧的传输线路22输入由该功率放大器21进行了功率放大的发送信号，仅使其行波成分通过；检波电路33，从该隔离体30的输入点取出输出功率的一部分而形成现在的输出功率的检波信号，同时，构成反馈控制系统的输入段。连接在到上述隔离体的输入点上的电抗匹配器件29，消除在该检波电路23的取出部中的寄生电抗。

Description

输出功率控制装置

本发明涉及一种目标发送输出功率分段或连续地变化的无线装置的输出功率控制装置，例如，适用于装载在汽车电话系统和携带电话系统等的移动终端中的输出功率控制装置。

通常，在汽车电话等移动通信系统中，为了节约耗电和降低对其它移动终端的干扰，进行输出功率控制以根据基地局的指示而分段或连续地切换移动终端的输出功率。例如，北美的模拟蜂窝方式的汽车电话系统的移动终端分6段(PL2～PL7)来控制输出功率，最大输出为+28dBm。

图2是表示进行这种功率控制的现有输出功率控制装置的基本构成的方框图。

在图2中，由振荡器1所生成的载波信号经过驱动放大器2等各种处理电路变换为发送信号并被输入功率放大器3。由该功率放大器3进行了功率放大的发送信号经过耦合传输路(方向性结合器)4等而输入天线谐振器8，在天线谐振器8中除去不需要的波，然后从收发共用天线(以下简称为天线)9发射到空中。

由天线9捕捉电波并变换为电信号的接收信号在天线谐振器8中除去不需要的频带，由前置放大器10进行前置放大并输入接收信号处理系统。在这种来自基地局的接收信号中包括发送输出功率电平的指示信息。

上述的耦合传输路4由主传输线路4a、耦合传输线路4b和终端电阻4c组成，从耦合传输线路4b的一端仅取出来自功率放大器3的发送信号中的行波并输入检波电路5。在检波电路5中，该发送信号通过耦合电容器5b而由偏置电阻5a进行偏置，然后输入检波二极管5c进行整流，之后，由平滑电容器5d和负载电阻5e进行平滑整流，而得到检波功率输出(检波信号)。该检波信号作为对应于实际上从天线9发射的功率电平的TSSI(transmitting signal strength indicatior)信号而输入反馈控制电路6。

控制部7根据未图示的来自基地局的指示而把表示预定的输出功率电平的控制信号提供给反馈控制信号。由此，输入反馈控制电路6形成并输出反馈信号(以下称为FB信号)，该反馈信号的作用是减小从TSSI信号所认识的现实的输出功率电平和应控制的目标功率电平的差异。FB信号输入例如能够在功率放大器3中变化输出功率电平的Vcont输入端。

如上述那样，形成输出功率电平的反馈环，把控制部7应进行控制的功率电平的目标值提供给该反馈环，控制输出功率电平使之成为该目标功率电平。

近年来，如图3所示的那样，使用部分利用数字处理的输出功率控制装置的情况多起来。即，由A/D转换器11把来自检波电路5的TSSI信号转换为数字信号并输入控制部7，承担输入反馈控制电路6的功能的控制部7通过运算处理形成FB信号数据，D/A转换器12把该FB信号数据转换为FB信号并输出。这样，在输入反馈控制电路6中就不使用比较用的运算放大器等模拟电路，一次变换为数字信号，而由控制部7的运算处理实现了等效的作用(输入反馈控制电路6的作用)。其中，控制部7给A/D转换器11和D/A转换器12提供控制信号(时钟信号等)，控制该变换动作。如果A/D转换器11具有8位的分解能力作为例如0～5V的输入范围，就具有约0.019V(＝5V/256)的检出分解能力。输出功率(W)和来自检波电路5的TSSI信号一般成正比例的关系。另一方面，所控制的输出信号一般以等间隔进行对数控制(切换)。即，以dBm为单位以例如4dBm间隔进行控制。这样，对应于各个控制电平的TSSI信号电平也以对数地进行变化。

但是，在现有的输出功率控制装置中存在下列问题。

第一存在温度稳定性低的问题，该问题存在于图2所示的输出功率控制装置和图3所示的输出功率控制装置两者中。例如，在蜂窝汽车电话系统这样的系统中，服务区的范围(即蜂房cell)窄小。随着该微小蜂房化，就要求把移动终端的输出功率控制为小于现有的。例如，在北美的数字蜂窝方式的移动终端(3等级)中，与上述的模拟蜂窝方式(3等级)相比，需要进一步控制到3级即12dB小的功率电平。这样，对应于输出功率的TSSI信号在32dB的范围内就需要线性度和温度稳定度。但是，在由耦合传输路4取出输出功率的方法中，由于难于足够地取得耦合度，就不能得到具有足够温度稳定的检波电压。即使提高耦合传输路4的耦合度，但由于损耗增大，仍不能把检波功率充分增大。例如，在800MHz频带下的耦合度，在-16dB的情况下，在输出功率为1W时，只能得到2V左右的检波电压。如图4所示的那样，在考虑32dB的功率控制时，检波电压从2V至50mV连续变化，就不能避免由于温度引起的检波特性的显著变动。

第二，在使用图3所示的现有装置即A/D转换器11来识别TSSI信号的装置中，存在检出分解能力的问题。例如，在A/D转换对应于最小输出电平的PL10的输出功率电平的50mV的TSSI信号时，若使用具有上述8位、19mV的分解能力(量子化步)的A/D转换器，由于以50mV为中心19mV的范围的值或从50mV至69mV的值被转换为相同的数字数据，只能具有(50＋19)/50＝1.38，即约4dB的检出分解能力。因而，在处理具有这种检出误差(量子化误差)的TSSI数据而形成FB信号时，目标输出功率越小，对A/D转换器的检出分解能力的影响越大，就不能进行良好的控制。

在上述第一和第二问题的双方中，目标输出功率电平较小是显著的，这样，当对宽范围的功率范围进行良好的输出控制时，在目标输出功率电平较小一方所存在的问题较大。

因此，本发明的目的是提供一种输出功率控制装置，其温度补偿范围宽并能进行良好的输出功率控制。

本发明的进一步的目的是提供一种输出功率控制装置，使相同目标输出功率下的检波信号电平大于现有技术的，在目标输出功率较小的情况下把检波信号电平提高到难于受到温度变动影响的电平上。

因此，第一发明是，一种输出功率控制装置，具有分级地或连续地切换发送输出功率的输出功率反馈控制系统，其特征在于，

在连接在功率放大器输出侧的传输线路的后段设置隔离体，检波电路从该隔离体的输入点取出输出功率的一部分，形成现在的输出功率的检波信号，同时，把该检波电路的取出部上的消除寄生电抗的电抗匹配器件连接到隔离体的输入点。

第二发明是，一种输出功率控制装置，具有分级地或连续地切换发送输出功率的输出功率反馈控制系统，英特征在于，包括：

开环控制输出功率的开环控制系统；控制系统切换装置，当目标输出功率电平大于预定的预定值时，使反馈控制系统发挥功能，当目标输出功率电平小于预定的预定值时，使开环控制系统发挥功能；温度补偿装置，至少补偿开环控制时的输出功率的温度变动。

图1是表示第一实施例的构成的方框图；

图2是表示现有装置的方框图；

图3是表示现有装置的方框图；

图4是表示现有的输出功率-检波电压的示意图；

图5是表示第二实施例的构成的方框图；

图6是表示第三实施例的构成的方框图；

图7是表示第四实施例的构成的方框图；

图8是表示第五实施例的构成的方框图；

图9是表示第六实施例的构成的方框图；

图10是表示第七实施例的构成的方框图；

图11是表示第八实施例的构成的方框图；

图12是表示第九实施例的构成的方框图；

图13是表示第十实施例的构成的方框图。

下面参照附图来说明本发明的输出功率控制装置的第一实施例。其中，图1是表示第一实施例的构成的方框图。而且，该第一实施例表示装载在移动终端中的输出功率控制装置。

在图1中，功率放大器21对发送信号进行功率放大，并通过传输线路22输入隔离体30。隔离体30一边防止反射波成分返回到功率放大器侧，一边把功率放大后的发送信号输入天线共用器26。天线共用器26除去天线27捕捉电波并变换为电信号的接收信号的不需要的频带，通过进行前置放大的前置放大器28而把接收信号输入接收信号处理系统。在这种来自基地局的接收信号中包含输出功率电平的指示信息。传输线路22的隔离体30侧的端部连接到由偏置电阻23a、耦合电容器23b、检波二极管23c、平滑电容器23d和负载电阻23e所组成的检波电路23上。在检波电路23中，耦合电容器23b取出传输线路22的隔离体30侧的端部上的发送信号的交流成分。偏置电阻23a是为了把偏置电压Vbias重叠在该交流成分上而设置的，偏置后的交流信号(按原样包含功率放大后的发送信号的振幅信息)被施加在检波二极管23c的正极端上。检波二极管23c是对偏置后的交流信号进行整流的二极管，在平滑电容器23d和负载电阻23e连接在其负极端上。平滑电容器23d和负载电抗23e对整流信号进行平滑、直流电压化，该直流电压信号作为TSSI信号输入反馈控制电路24。控制部25把代表预定的输出功率电平(目标输出功率电平)的控制信号提供给反馈控制电路24。反馈控制电路24形成FB信号，并施加到能够改变功率放大器21的输出功率电平的Vcont输入端，其中FB信号把从TSSI信号所识别的现在的输出功率电平和控制信号指示的目标功率电平的差异进行抵消。而且，从控制部25到反馈控制电路24的控制信号，在反馈控制电路24包括比较TSSI信号电平和基准电压电平的比较器的情况下，可以是输入该比较器的基准电压，而在在比较器的输入端上具有D/A转换器的情况下，可以是从D/A转换器输出该基准电压的数字数据。

在上述结构上，在第一实施例中，电抗匹配器件29连接在传输线路22的隔离体30侧的端部上。电抗匹配器件29是为了抵消检波电路23的等效电抗成分而设置的。从传输线路22的隔离体30侧的端部点A来看检波电路23侧的电抗成分，为了部件装配块和引出布线而具有例如容性的电抗。来自消除其寄生电抗成分，而作为电抗匹配器件29附加电抗元件以消除寄生电抗成分，使从点A看检波电路23的阻抗比传输线路的阻抗(50Ω)足够大。

该第一实施例的最大的特征是，具有设置该电抗匹配器件29这点，并且为了提供方向性而设置上述的隔离体30。即，第一实施例的特征在于，从由功率放大器21至天线27的发送信号的基本路径而取出输出功率电平的信息的结构与现有技术不同。

下面说明第一实施例的动作，并且同时说明构成该第一实施例的特征结构的电抗匹配器件29和隔离体30等的功能和作用。

在该第一实施例中，控制输出功率的基本动作与现有技术相同。即，在功率放大器21中进行了功率放大的发送信号通过传输线路22、隔离体30、天线共用器26而提供给天线27而发射到空中。该发送信号由检波电路23取出该输出功率电平作为TSSI信号，输入反馈控制电路24。反馈控制电路24根据该TSSI信号的电平和来自控制部25的控制信号而形成FB信号，并施加到功率放大器21的功率控制端Vcont，其中FB信号把现在的输出功率电平和目标功率电平的差异进行抵消。通过这些反馈环，现在的输出功率电平与成为目标的输出功率相符合。

其中，在来自基地局的目标的输出功率电平的变更被指示时，来自控制部25的控制信号的指示内容发生变化，在此情况下，通过由上述反馈环所产生的动作，现在的输出功率电平收敛在新的目标输出功率电平上，在该收敛状态下，通过由上述反馈环所产生的动作，执行输出功率电平的稳定化。

如上述那样，从由功率放大器21至天线27的发送信号的基本路径取出输出功率电平的信息的结构是该第一实施例的特征。即，其特征在于，从电抗匹配器件29所连接的传输线路22的隔离体30侧的端部通过耦合电容23b取出其输出功率信息。在上述的图2和图3所示的现有装置中，由于由耦合传输路(方向性耦合器)4取出该信息，从同行进基本路径的发送信号的损耗的综合出发而减小耦合度，例如，减到-13dB。此时，若使耦合传输路4的耦合传输线路4b的阻抗为50Ω，检波电路5的检波效率即使为100％，1W输出时所得到的最大检波电压Vdet成为2.2V。即，以有效值考虑，由于功率P是电流I和电压V之积，而电流I是电压V除以电阻R的值，则最大检波电压Vdet可以用 $\sqrt{(2\•P\•R)}$ 表示(

是把有效值变换为最大值的峰值因数)，通过把-13dBW＝0.05W代入P，把50Ω代入R，而求出1W输出时所得到的最大检波电压Vdet为2.2V。

另一方面，在第一实施例中，由于不使用耦合传输线路，而从基本路径取出发送信号(RF信号)，因而，按原样施加1W的功率。而且，在该第一实施例中，通过使用电抗匹配器件29，预料检波电路23的电抗成分为0。这样，取出预料检波电路29的阻抗使用锐度Q足够高的电抗匹配器件29，由此就能提高到数kΩ。由此，当传输线路22的阻抗为50Ω，最大检波电压为Vdet时，得到 $V\det \sqrt{(2\×1\×50)}=10V.$ 向检波电路23侧的输入功率，当预料检波电路23的阻抗为3kΩ时，为P＝V2/r＝0.033W，对于1W的输出功率就成为0.14dB的损失。

即，在该第一实施例中，通过从传输线路22的端部直接取出发送信号，尽管取出非常大的检波电压，也只能把检波电路23的输出损耗抑制成较小。在此情况下，例如，当考虑32dB的输出功率范围时，TSSI信号从最大10V到最小250mV变化，取得TSSI信号为250mV的最小功率电平的PL10点的值的输出功率电平，在温度为-30℃～+85℃的范围中，只能变化1dB(参照图4的范围Z)。即，在该第一实施例中，提高了TSSI信号的温度稳定性，能够进行稳定的功率控制。第一实施例的其它特征为使用隔离体30来降低由反射波的存在所产生的驻波的发生，而使检波电压的频率特性稳定化。即，用隔离体30来代替现有技术中使用的耦合传输路(方向性耦合器)4的防反射功能，同时，通过设置该隔离体30而提高了功率放大器21的工作稳定性。为了提高检波电压的频率特性的稳定性，从隔离体30的输入点通过耦合电容器23b取出发送信号(代表输出功率的信号)。

如上述那样，根据第一实施例，通过(1)从连接在功率放大器21上的传输线路22和隔离体30间的连接点取出给检波电路23的信号；(2)由电抗匹配器件29来消除在取出电路中发生的寄生电抗；(3)使用隔离体30来代替方向性耦合器，就能有望得到下列效果：

(1)能够取出足够大的检波电压，连续在宽范围的输出功率电平中得到温度稳定的检波电压，其结果，即使温度变化也能够进行稳定的输出功率控制；

(2)通过隔离体30的使用，就能使检波电压的频率特性稳定化，其结果，就能进行稳定的输出功率控制；

(3)通过隔离体30的使用，就能使功率放大器21的失真特性稳定化，，而有望实现工作稳定化。

下面参照图5来说明本发明的输出功率控制装置的第二实施例。在图5的构成中，对于与图1相同的部分使用相同的标号。

第二实施例的输出功率控制装置，在功率放大器21的前端侧设有可变增益放大器(包含衰减器)31，在该可变增益放大器31的控制输入端上施加反馈控制电路24形成的FB信号。除此之外，与第一实施例相同。通过第二实施例，由于用于检出输出功率的信号的取出方法与第一实施例相同，而得到与第一实施例相同的效果。在此基础上增加了：根据第二实施例，由于FB信号的反馈处是设在功率放大器21的前段侧的可变增益放大器31，因而，与向功率放大器21进行反馈的情况相比较，能够回避以FB信号控制功率放大器21时失真的发生，而有望进行温度稳定性更高的输出功率控制。

下面参照图6来说明本发明的输出功率控制装置的第三实施例。在图6的构成中，对于与图1和图5相同的部分使用相同的标号。

该第三实施例，是把形成FB信号的反馈环控制电路24融合到控制部25中的。来自检波电路23的TSSI信号A/D转换器32转换为数字数据而输入控制部25，根据输入控制部25的TSSI信号数据和进行内部管理的目标输出功率电平数据而形成FB信号，以消除现在的输出功率电平和目标输出功率电平之间的偏差，D/A转换器33把该FB信号数据转换为FB信号(模拟信号)，而输入可变增益放大器31(最好是功率放大器)。在第三实施例中，使用串联连接的两个电阻R1和R2来作为检波电路23的负载电阻23e，这两电阻R1和R2的连接点电压作为TSSI信号。除此之外，与第一和第二实施例相同。

假设，使用把0～5V变换为8位的来作为A/D转换器32。如到此为止所说明的那样，由图3所示的现有技术那样的取出用于检波的信号的方法，而在北美的数字蜂窝方式(等级3)的最大输出功率电平的PL2的点上，得到2.2V；在最小输出功率电平的PL10的点上得到50mV的检波电压，在此情况下，没有充分利用A/D转换器32的转换能力。若要充分利用，就必须使用易受温度变动影响的有源元件(例如运算放大器)进行放大。另一方面，在该第三实施例中，与第一和第二实施例相同，发送信号的基本传输路径取出用于检波的信号，为此，作为检波二极管23c的负极侧(B点)的电压，在北美的数字蜂窝方式(等级3)的最大输出功率电平的PL2的点上，得到10V；在最小输出功率电平的PL10的点上得到250mV的检波电压。其中，当由串联连接的两个电阻R1和R2组成的负载电阻23e的分压比为例如1/2时，不必使用有源元件就能使给A/D转换器32的输入电压范围为125mV～5V，就能有效地利用A/D转换器32的转换能力。如上述那样，在具有A/D转换器的图3所示的现有装置中，输出功率电平越小，A/D转换后的相对的检出分解能力越低，成为相同的数字数据的电压范围为0.019V的范围，因此，在PL10的点上仅具有约4dB的检出分解能力，就不能进行细微的功率控制。对此，在第三实施例中，由于在PL2点附近的TSSI信号电平为250mV，检出分解能力为(250＋19)/250＝1.076，成为0.16dB。即，若同现有装置比较，即使在最小功率控制时，也大幅度地改善了功率检出分解能力。

如上述那样，通过第三实施例，从发送信号的基本路径取出用于检出输出功率的信号的方法与第一实施例相同，因此，就能得到与第一实施例相同的效果。并且，与第二实施例相同，由于FB信号的反馈处是设在功率放大器21的前段侧的可变增益放大器31，因而，同反馈到功率放大器21的情况相比较，能够回避由FB信号控制功率放大器21时的失真，就能有望实现温度稳定更好的输出功率控制。根据第三实施例，在把FB信号的形成构成作为数字构成的情况下，就能有效地利用A/D转换器的动态范围，能得到足够的检出分解能力，同时，输入A/D转换器的电压，不通过使用有源元件的放大，就能以单纯的电阻分压而实现，就能实现温度稳定性高的细微的功率控制。

下面参照图7来说明本发明的输出功率控制装置的第四实施例。在图7的构成中，对于与图6相同的部分使用相同的标号。

在该第四实施例中，与检波电路23内的一方的分压电阻R1并联地设置通断切换开关34。从控制部25给该通断切换开关34提供通断控制信号。当通断切换开关34闭合时，使电阻R1短路而使负载电阻只为电阻R2，检波电压不是由电阻R1和R2进行分压，作为TSSI信号输出。另一方面，当通断切换开关34打开时，检波电压由电阻R1和R2进行分压，作为TSSI信号输出。其中，控制部25，在目标输出功率电平大时，输出使通断切换开关34打开的通断控制信号，当目标输出功率电平小时，输出使通断切换开关34闭合的通断控制信号。控制部25根据通断控制信号的指示内容而变更来自A/D转换器32的TSSI信号数据的处理。例如，在电阻R1和R2为同一电阻值的情况下，开关34闭合时的TSSI信号数据和开关34打开时的TSSI信号数据即使具有相同值，也有2倍的关系，控制部25考虑到这点而进行FB信号数据的形成。例如，作为检波二极管23c的负极侧的电压，在北美的数字蜂窝方式(等级3)的最大输出功率电平的PL2的点上，得到10V；在最小输出功率电平的PL10的点上得到250mV的检波电压。使由串联连接的两个电阻R1和R2组成的负载电阻23e的分压比为1/2。当最大输出功率电平的PL2的点，在目标输出功率电平时，打开开关34而把分压电压5V的TSSI信号输入A/D转换器32。由此，即使在检波电压大于A/D转换器32可处理的最大电压(例如5V)的情况下，也能使A/D转换器32有效地发挥作用。另一方面，当最小输出功率电平的PL10的点，在目标输出功率电平时，闭合开关34而把检波电压250mV的TSSI信号输入A/D转换器32。由此，就能把来自A/D转换器32的TSSI信号数据的分解能力提高到第三实施例以上。这样，根据该第四实施例，在上述的实施例的效果的基础上还具有下列效果：能够在超出了A/D转换器32的可转换范围的功率控制范围中进行功率控制，同时，能够在输出功率电平较小的范围内进行为一段的细微功率控制。

下面参照图8来说明本发明的输出功率控制装置的第五实施例。在图8的构成中，对于与图7相同的部分使用相同的标号。

该第五实施例是按照与上述第四实施例相同的技术思想的方案。在第五实施例中，把在检波二极管23c的负极侧所得到的检波电压切换为按原样输出或分压输出的开关35与第四实施例的开关34不同。即，在第五实施例中，使用两输入端一输出端结构的所谓c接点构造的开关35，把该开关35一方的输入端35a连接到检波二极管23c的负极和电阻R1的连接点上，把开关35的另一方输入端35b连接到两电阻R1和R2的连接点上。控制部25输出进行下列控制的开关控制信号：在目标输出功率电平大时，把开关35连接到其输入端35b上，当目标输出功率电平小时，把开关35连接到另一方输入端35a上。除此之外，与第四实施例相同，通过该第五实施例就能得到与第四实施例相同的效果。在第四实施例和第五实施例中，虽然表示出的是以两段切换分压比，但是，不言而喻，可以以三段以上进行切换。

下面参照图9来说明本发明的输出功率控制装置的第六实施例。在图9的构成中，对于与图6相同的部分使用相同的标号。

在该第六实施例以后所述的第十实施例中，虽然作为从发送信号的基本路径取出用于输出功率控制的信号的方法与现有技术相同而进行说明，但不言而喻，由于特征不是该取出方法，就可以使用采用上述第一实施例至第五实施例的取出方法。而且，在该第六实施例以后的说明中，把目标输出功率电平分成大小两个范围，在各个情况下进行不同的输出功率控制。此时，所谓目标输出功率电平大，是指对应于该目标输出功率电平的检波信号电平大而即使受到温度变动的影响也不会对反馈控制产生影响的范围。反之，所谓目标输出功率电平小，是指对应于该目标输出功率电平的检波信号电平小而在受到温度变动的影响会对反馈控制产生较大影响的范围。即，是指即使检出了检波信号也不能进行正确的反馈控制的情况。

该第六实施例中的特征在于，在放大驱动来自振荡器40的载波信号的驱动放大器41上连接热敏电阻等感温元件42，以及，作为控制部25，当目标输出功率电平大时形成取得来自A/D转换器32的TSSI信号数据的FB信号数据(控制数据)，同时，当目标输出功率电平小时，形成不取得来自A/D转换器32的TSSI信号数据的控制数据。控制部25把目标输出功率电平小时用的固定控制数据存储到内置的存储部25a中。在图9中，虽然表示为把驱动放大器41的电源端连接到感温元件42上，但是，如果连接感温元件以能够驱动放大器41的增益即可，不一定把该连接端子限定于电源端上。其中，感温元件42是为了对驱动放大器41的增益进行温度补偿而设置的。感温元件42的温度特性不是仅考虑驱动放大器41的增益而确定的。要选定能对驱动放大器41的增益进行温度补偿的特性，以便于，能够抵消从驱动放大器41至天线共用器26的路径上的全部电路(例如，无线频带的滤波器、放大器、频率转换器)所产生的综合的线性增益的温度变动。

这样，通过对无线频带的线性增益进行温度补偿，在功率放大器21的功率控制端Vcont的控制电压而恒定时的天线27的端部上出现的输出功率即使在温度发生变化时也是稳定的。例如，虽然依赖于构成发送系统的方框(电路)数，但通过上述这样的简单温度补偿，就能在温度在-30℃～+85℃的范围的变动时抑制在±2dB以内。

下面对该第六实施例的输出功率控制装置中的输出功率的控制动作进行说明。在目标输出功率大时，由于A/D转换器32的电压检出分解能力足够的好，控制部25取得来自A/D转换器32的TSSI信号数据并进行反馈运算，形成FB信号数据，输出给D/A转换器31。当目标输出功率小时，A/D转换器32的电压检出分解能力变大，而产生背景技术中所述的问题。因此，在该第六实施例中，控制部25，在目标输出功率电平小的情况下，不取得来自A/D转换器32的TSSI信号数据，而是取出来自存储部25a的此时的目标输出功率所对应的控制数据并输出给D/A转换器33，把固定的控制信号加到功率放大器21的功率控制端Vcont上。固定的控制数据，可以检出例如在装置的制造初期达到所需的输出功率的数据值并进行存储。这样，当目标输出功率电平小时，没有反馈环控制，虽然成为上述的开环控制，但由于如上述那样，发送系统整体的线性增益由感温元件42进行温度补偿，即使对温度变动也是稳定的。由于成为了开环控制，则A/D转换器32的检出分解能力和检波电压的温度变动的问题不会产生。如上述那样，根据第六实施例，在宽的输出功率范围内不但温度补偿良好而且还能进行细微的输出功率控制。

下面参照图10来说明本发明的输出功率控制装置的第七实施例。在图10的构成中，对于与图9相同的部分使用相同的标号。

该第七实施例是按照与第六实施例相同的技术思想而构成的。即，在根据目标输出功率电平而切换反馈控制和开环控制的同时，利用感温元件42来进行发送系统的温度补偿。与第六实施例不同的是：感温元件42连接在功率放大器21上，以及使控制信号的反馈处(施加处)为从功率放大器21到前段的可变增益放大器(例如驱动放大器)41a。虽然存在这些不同点，但通过该第七实施例却可达到与第六实施例相同的作用效果。

下面参照图11来说明本发明的输出功率控制装置的第八实施例。在图11的构成中，对于与图9相同的部分使用相同的标号。

该第八实施例是按照与第六实施例相同的技术思想而构成的。与第六实施例不同的是：通过合成部44把来自感温元件42的控制电压信号和来自D/A转换器33的FB信号进行叠加而施加到功率放大器21的功率控制端Vcont上。虽然存在这些不同点，但通过该第八实施例却可达到与第六实施例相同的作用、效果。虽然是使用了第六～第八实施例来说明温度补偿用的感温元件42的连接处是任意的，但是，作为温度补偿用的感温元件42的连接处，可以是省略了图示的滤波器和混频器。

下面参照图12来说明本发明的输出功率控制装置的第九实施例。在图12的构成中，对于与图11相同的部分使用相同的标号。

在该第九实施例中，控制输出功率的控制电压信号所施加的放大器为两个。即，把控制电压信号施加到驱动放大器41和功率放大器21上。给功率放大器21的第一控制电压信号的构成，与上述实施例相同，对应于控制部25和D/A转换器33。在此，来自D/A转换器45的第二控制电压信号在合成部44中同来自感温元件42的控制电压信号相叠加而施加到驱动放大器41的控制端上。该第九实施例的控制部25，当目标输出功率电平大时，取得来自A/D转换器32的TSSI信号数据而形成FB信号数据，提供给D/A转换器33并把第一控制电压信号施加到功率放大器21上。控制部25，当目标输出功率电平小时，不取得来自A/D转换器32的TSSI信号数据，而是从内置的存储部25b取出对应于此时的目标输出功率电平的固定的第一和第二控制电压信号数据，把该第一控制电压信号数据提供给D/A转换器33，把第二控制电压数据提供给D/A转换器45。第一控制电压信号数据是对应于目标输出功率电平而绝对恒定的固定值，第二控制电压信号数据是例如在装置的制造初期时应达到所需的输出功率的检测出的数据值，这些都存储在存储部25b中。

下面对该第九实施例的输出功率控制装置的控制动作进行说明。在目标输出功率大时，由于A/D转换器32的电压检出分解能力足够小，控制部25取得来自A/D转换器32的TSSI信号数据并进行反馈运算，而形成FB信号数据，输出给D/A转换器33，把第一控制电压信号施加到功率放大器21上。即，在此情况下，进行通常的反馈控制。而且，在此情况下，虽然不执行从控制部25到D/A转换器45的数据输出，但来自感温元件42的控制电压信号通过合成部44施加到驱动放大器41的控制端，进行由反馈环产生的温度补偿和利用感温元件42的温度补偿。在目标输出功率小时，控制部25不取得来自A/D转换器32的TSSI信号数据，从存储部25b取出对应于此时的目标输出功率电平的固定的第一和第二控制电压信号数据，把第一控制电压信号数据提供给D/A转换器33，把第二控制电压数据提供给D/A转换器45。由此，把第一电压信号和来自感温元件42的控制电压信号相叠加的控制电压信号施加到功率放大器21的功率控制端Vcont上。即，在该第九实施例中，与第六～第八实施例相同，在目标输出功率小时，采用开环控制。这样，通过该第九实施例，由于在对应于目标输出功率电平而切换反馈控制和开环控制的同时，进行利用感温元件42的温度补偿，因而，就能避免A/D转换器的检出分解能力和温度变动的问题，而能在宽的输出功率控制范围内进行良好的温度补偿以及执行细微的稳定的输出功率控制。根

据该第九实施例，由于把开环控制时的增益控制部分散在两个系统中，就起到了在开环控制时谋求作为整体的增益控制特性的稳定化的效果。

例如，当在一个系统的增益控制部中进行超过40dB的增益控制时，在该增益控制部中就必须得到足够的增益，并且，必须实现足够的隔离。但是，当在例如超过100MHz的频带中实现足够的增益和隔离时，就存在引起振荡以及在稳定方面存在问题。由于对应于控制电压的增益变化的灵敏度变高，增益控制部本身的温度特性和变化量和其偏差变大。为此，即使进行利用感温元件42的温度补偿，由于温度变化量的偏差，而阻碍了温度补偿的效果。在线性化的情况下，在一个系统的增益控制部中，存在下列问题：会产生不能把畸变的电平维持在所需值上的增益范围。通过把增益控制分担到两个系统的增益控制部中，就能减轻这些问题，而谋求作为整体的增益控制特性的稳定化。

下面参照图13来说明本发明的输出功率控制装置的第十实施例。在第十实施例的构成中，对于与图12相同的部分使用相同的标号。

该第十实施例在技术思想上与第九实施例大致相同。即采用下述方案：根据目标输出功率电平切换反馈控制和开环控制，进行利用感温元件42的温度补偿，以及把开环控制时的增益控制部分散到两个系统中。该第十实施例，在开环控制时起作用的两个系统的增益控制部中，构成一方的增益控制部的电路部分与第九实施例不同。在图13中，正交数据形成部(DSP)46为例如DSP(数字信号处理器)，在控制部25的控制下，从发送的原数据形成I数据和Q数据。D/A转换器47，在控制部25的控制下，把来自正交数据形成部46的I数据和Q数据分别进行数/模转换，而形成I基带信号和Q基带信号，输入正交调制器48。正交调制器48根据I基带信号和Q基带信号对来自发射机40的载波信号进行正交调制，并输出给驱动放大器41。在数字方式的无线机中，大多采用这种正交调制结构。该第十实施例的控制部25，在开环控制时，把存储在内置的存储部25b中的第二控制电压信号数据提供给正交数据形成部46和D/A转换器47，根据目标输出功率电平来改变来自D/A转换器47的I基带信号和Q基带信号的振幅。其中，正交调制器48是AM线性调制器的一种，因而，来自正交调制器48的输出功率与I基带信号和Q基带信号的振幅成比例。因此，上述的正交调制结构为一方的增益控制部。

下面对该第十实施例的输出功率控制装置的控制动作进行说明。在目标输出功率大时，控制部25取得来自A/D转换器32的TSSI信号数据并进行反馈运算，而形成FB信号数据，输出给D/A转换器33，把第一控制电压信号施加到功率放大器21上。即，在此情况下，进行通常的反馈控制。而且，在此情况下，控制部25，使来自D/A转换器47的I基带信号和Q基带信号的振幅，取得来自正交调制器48的调制信号为线形的最大振幅。另一方面，在目标输出功率小时，控制部25不取得来自A/D转换器32的TSSI信号数据，从存储部25b取出对应于此时的目标输出功率电平的固定的第一和第二控制电压信号数据，把第一控制电压信号数据提供给D/A转换器33，把第二控制电压数据提供给正交数据形成部46。由此，把第一控制电压信号施加到功率放大器21的功率控制端Vcont上，并改变来自D/A转换器47的I基带信号和Q基带信号的振幅。即，在该第十实施例中，与第六～第九实施例相同，在目标输出功率小时，采用开环控制。

通过该第十实施例，能够起到与第九实施例相同的效果。能够在此基础上增加以下效果。由于通过DSP结构的正交数据形成部46的运算处理可以改变来自D/A转换器47的I基带信号和Q基带信号的振幅，因而就能进行非常正确的振幅设定，能够把振幅控制在波形失真成为问题的电平以下。通常，在把输出功率控制在较小的情况，是移动终端与基地局之间的距离较小的情况，在基地局接收侧，能够确保足够的C/N比。因此，即使考虑了基带信号的品质(波形畸变率等)，8～12dB左右的振幅控制是可以实用的。由于能够良好地进行振幅控制，就能良好地进行增益控制。作为第二增益控制部起作用的正交数据形成部46、D/A转换器47和正交调制器48与增益控制没有关系，而构成无线机。换句话说，利用现有的结构作为增益控制部。因此，与第九实施例不同，可以不要新的结构。

在上述第六～第十实施例中，表示出使用数字处理构成作为控制构成的例子，但是，也可以在采用模拟构成中的控制的输出功率控制装置中使用：切换反馈控制和开环控制的方案；进行利用感温元件42的温度补偿的方案等。在上述各个实施例中，本发明的输出功率控制装置是以按照数字蜂窝方式或模拟蜂窝方式而装载在移动终端中的方案为前提进行的说明，但是，装载本发明的输出功率控制装置的无线机的种类并不仅限于这些。例如，可以设在基地局侧。也能适用于汽车电话系统和携带电话系统之外的通信系统用的无线机。

通过上述说明，根据本发明，能够提供一种可以进行温度补偿范围的输出功率控制的输出功率控制装置。

该输出功率控制装置适用于数字蜂窝方式或模拟蜂窝方式中的移动无线机和基地局并且是有效的，不言而喻，也适用于需要进行输出功率控制的通信系统的移动无线机和基地局并且也是有效的。

Claims (8)

1.一种输出功率控制装置，分级地或连续地切换发送输出功率，同时具有输出功率反馈控制系统，其特征在于，包括：

功率放大器，对发送信号进行功率放大；

隔离体，通过连接在功率放大器输出侧的传输线路输入由该功率放大器进行了功率放大的发送信号，同时，仅使其行波成分通过；

检波电路，从该隔离体的输入点取出输出功率的一部分而形成现在的输出功率的检波信号，同时，构成反馈控制系统的输入段；

电抗匹配器件，消除在该检波电路的取出部中的寄生电抗，同时，连接在到上述隔离体的输入点上。

2.根据权利要求1所述的输出功率控制装置，其特征在于，把用于消除实际的输出功率与目标输出功率的差分的反馈信号反馈到上述功率放大器的输出功率控制端上。

3.根据权利要求1所述的输出功率控制装置，其特征在于，把用于消除实际的输出功率与目标输出功率的差分的反馈信号反馈到设在上述功率放大器前段的可变增益放大器或可变增益衰减器的控制端上。

4.根据权利要求1至3中所述的任一个输出功率控制装置，其特征在于，上述反馈控制系统包括：上述检波电路；把来自上述检波电路的检波信号进行模拟/数字转换的模拟/数字转换器；根据来自上述模拟/数字转换器的检波数据形成反馈数据的控制部；把来自上述控制部的反馈数据进行数字/模拟转换并提供到反馈方的控制端的数字/模拟转换器，

上述检波电路具有检波二极管和连接在上述检波二极管的负极侧的负载电阻，上述负载电阻把上述检波二极管的负极侧的电压进行分压并作为检波信号提供给上述模拟/数字转换器。

5.一种输出功率控制装置，分级地或连续地切换发送输出功率，同时具有输出功率反馈控制系统，其特征在于，包括：

反馈控制系统，包括：控制部，用于当目标输出功率电平大于预定的预定值时，将来自模拟/数字转换器的TSSI信号数据进行反馈运算，将所得出的FB信号数据输出给数字/模拟转变器，把第一控制电压信号加到功率放大器上，以进行反馈控制；

开环控制系统，包括，控制部，用于当目标输出功率小于预定输出功率小于预定的预定值时，从存储部取出对应于此时的目标输出功率电平的固定的第一和第二控制电压信号数据，把第一控制电压信号数据提供给数字/模拟转换器，而将第二控制电压信号数据提供给模拟/数字转换器，以进行开环控制；

温度补偿装置，由一感温元件构成，与驱动放大器连接，用于至少补偿开环控制时的输出功率的温度变动。

6.根据权利要求5所述的输出功率控制装置，其特征在于，

上述反馈控制系统包括：对输出功率进行检波的检波电路；把来自上述检波电路的检波信号进行模拟/数字转换的模拟/数字转换器；根据来自上述模拟/数字转换器的检波数据形成控制数据的控制部；把来自上述控制部的控制数据进行数字/模拟转换的数字/模拟转换器；根据来自上述数字/模拟转换的控制信号而改变输出功率电平的可变增益装置，

上述开环控制系统由构成上述反馈控制系统的上述控制部、上述数字/模拟转换器和上述可变增益装置构成，

上述控制部作为上述控制系统的切换装置而动作。

7.根据权利要求6所述的输出功率控制装置，其特征在于，还包括：

另一个数字/模拟转换器，对来自上述控制部的第二控制电压信号数据进行数字/模拟转换；

一个驱动放大器，根据来自上述另一个数字/模拟转换器的第二控制电压信号数据而改变输出功率电平，

上述控制部，在反馈控制时，把对应于检波数据的控制数据提供给上述数字/模拟转换器；在开环控制时，根据目标输出功率电平把固定的控制数据提供给上述数字/模拟转换器，同时根据目标输出功率电平把固定的第二控制电压信号数据提供给上述另一个数字/模拟转换器。

8.根据权利要求6所述的输出功率控制装置，其特征在于，包括：

正交信号形成装置，根据发送信息形成I基带信号和Q基带信号；

正交调制器，根据上述I基带信号和Q基带信号对载波信号进行正交调制，

上述控制部，在反馈控制时，把对应于检波数据的控制数据提供给上述数字/模拟转换器；在开环控制时，根据目标输出功率电平把固定的控制数据提供给上述数字/模拟转换器，同时根据目标输出功率电平把来自上述正交信号形成装置的I基带信号和Q基带信号的振幅控制为固定的振幅。

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