FR2768574A1 - Power amplifier circuit for mobile radio communications, which has less energy consumption and is produced by a cost-effective method - Google Patents
Power amplifier circuit for mobile radio communications, which has less energy consumption and is produced by a cost-effective method Download PDFInfo
- Publication number
- FR2768574A1 FR2768574A1 FR9711432A FR9711432A FR2768574A1 FR 2768574 A1 FR2768574 A1 FR 2768574A1 FR 9711432 A FR9711432 A FR 9711432A FR 9711432 A FR9711432 A FR 9711432A FR 2768574 A1 FR2768574 A1 FR 2768574A1
- Authority
- FR
- France
- Prior art keywords
- signal
- power
- power amplifier
- input
- output
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 20
- 238000004891 communication Methods 0.000 title description 4
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 title description 2
- 230000003321 amplification Effects 0.000 claims abstract description 22
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 claims abstract description 22
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 claims abstract description 12
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 2
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 2
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 2
- 230000003044 adaptive effect Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03F—AMPLIFIERS
- H03F1/00—Details of amplifiers with only discharge tubes, only semiconductor devices or only unspecified devices as amplifying elements
- H03F1/02—Modifications of amplifiers to raise the efficiency, e.g. gliding Class A stages, use of an auxiliary oscillation
- H03F1/0205—Modifications of amplifiers to raise the efficiency, e.g. gliding Class A stages, use of an auxiliary oscillation in transistor amplifiers
- H03F1/0211—Modifications of amplifiers to raise the efficiency, e.g. gliding Class A stages, use of an auxiliary oscillation in transistor amplifiers with control of the supply voltage or current
- H03F1/0216—Continuous control
- H03F1/0222—Continuous control by using a signal derived from the input signal
- H03F1/0227—Continuous control by using a signal derived from the input signal using supply converters
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03G—CONTROL OF AMPLIFICATION
- H03G3/00—Gain control in amplifiers or frequency changers
- H03G3/004—Control by varying the supply voltage
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Amplifiers (AREA)
Abstract
Description
Domaine de l'invention
La présente invention concerne des circuits d'amplification de puissance tels que ceux utilisés dans des dispositifs de communication radio portables.Field of the invention
The present invention relates to power amplification circuits such as those used in portable radio communication devices.
Arriere-clan de l'invention
Lors de la conception de nouveaux dispositifs électroniques portables, un but clé consiste à réduire la consommation d'énergie du dispositif. Dans les dispositifs de communication radio portables1 la durée de vie de l'accumulateur du dispositif peut être augmentée et par conséquent le temps de parole ou le temps d'attente peut être augmenté en réduisant la consommation d'énergie. De nombreuses idées orientées vers ce but on été développées.Invention clan
When designing new portable electronic devices, a key goal is to reduce the power consumption of the device. In portable radio communication devices1 the life of the device's battery can be increased and therefore the talk time or standby time can be increased by reducing the power consumption. Many ideas oriented towards this goal have been developed.
Dans les dispositifs de communication radio cellulaires, un amplificateur de puissance est utilisé pour produire de l'énergie radiofréquence (RF) afin d'émettre des signaux. Par le passé, un tel amplificateur de puissance a toujours été optimisé en terme d'efficacité pour une condition de pleine puissance. In cellular radio communication devices, a power amplifier is used to generate radio frequency (RF) energy to transmit signals. In the past, such a power amplifier has always been optimized in terms of efficiency for a full power condition.
Compte tenu de l'augmentation du nombre de stations cellulaires de base et de l'amélioration de la plage d'émission des dispositifs portables, il n'est plus nécessaire de toujours faire fonctionner l'amplificateur de puissance à pleine puissance. Par conséquent, il existe une opportunité de réduire la consommation d'énergie en faisant fonctionner l'amplificateur de puissance à un niveau de puissance réduit lorsque l'on est proche d'une station de base. With the increase in the number of cellular base stations and the improvement in the transmission range of portable devices, it is no longer necessary to always operate the power amplifier at full power. Therefore, there is an opportunity to reduce power consumption by operating the power amplifier at a reduced power level when close to a base station.
Cependant, un probléme avec cet agencement est constitué par le fait qu'il est difficile de proposer un amplificateur de puissance qui soit efficace du point de vue de l'énergie sur toute une plage de niveaux de puissance de sortie, en particulier pour un amplificateur de puissance présentant une puissance de sortie commandée en faisant varier un courant de polarisation, dans lequel un comportement non linéaire et non prédictible du signal de sortie nécessite un agencement de commande en boucle fermée. Dans une boucle fermée, la puissance de sortie est détectée et appliquée en retour afin d'assurer la commande de l'amplificateur. Celui-ci est coûteux, instable et difficile à fabriquer et à mettre en oeuvre. Il est également possible de faire varier le niveau du signal d'entrée afin de faire varier la puissance de sortie mais bien que davantage prédictible, cette technique est très inefficace. However, a problem with this arrangement is that it is difficult to provide a power amplifier which is energy efficient over a range of output power levels, particularly for an amplifier. A power having an output power controlled by varying a bias current, in which nonlinear and unpredictable behavior of the output signal requires a closed loop control arrangement. In a closed loop, the output power is detected and applied back in order to control the amplifier. It is expensive, unstable and difficult to manufacture and implement. It is also possible to vary the level of the input signal in order to vary the output power but although more predictable, this technique is very ineffective.
Dans les systèmes qui utilisent des schémas de modulation complexes mettant en jeu à la fois une modulation en phase et en amplitude, I'efficacité de l'amplificateur de puissance ne peut pas être complètement optimisée du fait qu'il ne peut pas être saturé (il n'est pas possible de distordre le contenu
MA (modulation d'amplitude).In systems which use complex modulation schemes involving both phase and amplitude modulation, the efficiency of the power amplifier cannot be fully optimized because it cannot be saturated ( it is not possible to distort the content
MA (amplitude modulation).
Un procédé typique utilisé avec une modulation complexe consiste à faire fonctionner l'amplificateur de puissance à un nombre de décibels donné au-dessous de la saturation (ce fonctionnement est appelé sous-utilisation de puissance) et à utiliser des technologies de semiconducteur spécifiques qui permettent une efficacité satisfaisante avec la linéarité requise. A typical method used with complex modulation is to operate the power amplifier at a given number of decibels below saturation (this operation is called power underutilization) and to use specific semiconductor technologies that allow satisfactory efficiency with the required linearity.
Cependant, ces technologies ne peuvent pas être aisément combinées avec d'autres composants du dispositif portable, et sont coûteuses. Certaines techniques ont été développées, telles qu'une élimination et une reconstitution d'enveloppe ou une contre-réaction cartésienne, mais ces techniques ajoutent de la complexité et utilisent des boucles de contreréaction coûteuses qui souffrent des mêmes problèmes que ceux décrits ciavant, c'est-à-dire de leur manque d'efficacité. However, these technologies cannot be easily combined with other components of the portable device, and are expensive. Some techniques have been developed, such as elimination and reconstruction of the envelope or Cartesian feedback, but these techniques add complexity and use costly feedback loops which suffer from the same problems as those described above. that is, their ineffectiveness.
II existe un besoin pour proposer un dispositif électronique amélioré qui présente une consommation d'énergie réduite par comparaison avec les dispositifs connus. La présente invention vise à proposer un circuit et un procédé d'alimentation qui atténuent les inconvénients mentionnés ci-avant. There is a need to propose an improved electronic device which has a reduced energy consumption compared to known devices. The present invention aims to propose a supply circuit and method which alleviates the drawbacks mentioned above.
Résumé de l'invention
Selon un premier aspect de la présente invention, on propose un circuit d'amplification de puissance pour amplifier un signal modulé comprenant: un amplificateur de puissance comportant une entrée de signal, une sortie de signal et une entrée d'alimentation ; et un convertisseur continucontinu comportant une entrée de signal couplée pour recevoir le signal modulé, et couplé pour appliquer une puissance sur l'entrée d'alimentation de l'amplificateur de puissance en fonction du signal sur l'entrée de signal du convertisseur continu-continu, dans lequel l'entrée de signal de l'amplificateur de puissance est agencée pour se voir appliquer un signal de telle sorte que la sortie de l'amplificateur de puissance soit saturée. Summary of the invention
According to a first aspect of the present invention, there is provided a power amplification circuit for amplifying a modulated signal comprising: a power amplifier comprising a signal input, a signal output and a power input; and a continuous converter comprising a signal input coupled to receive the modulated signal, and coupled to apply a power to the power input of the power amplifier according to the signal on the signal input of the DC-DC converter , wherein the signal input of the power amplifier is arranged to receive a signal so that the output of the power amplifier is saturated.
Selon un second aspect de la présente invention, on propose un procédé de fonctionnement d'un amplificateur de puissance comportant une entrée, une sortie et une entrée d'alimentation, le procédé comprenant les étapes de: application d'une puissance sur l'entrée d'alimentation de l'amplificateur de puissance en utilisant un convertisseur continu-continu en fonction d'un signal d'entrée du convertisseur continu-continu, et application d'un signal sur l'entrée de l'amplificateur de puissance de telle sorte que la sortie de l'amplificateur de puissance soit saturée. According to a second aspect of the present invention, there is provided a method of operating a power amplifier comprising an input, an output and a power input, the method comprising the steps of: applying a power to the input supply of the power amplifier using a DC-DC converter as a function of an input signal from the DC-DC converter, and applying a signal to the input of the power amplifier so that the power amplifier output is saturated.
Selon un troisième aspect de la présente invention, on propose un circuit d'amplification de puissance comprenant ' un amplificateur de puissance comportant une entrée de signal, une sortie de signal et une entrée d'alimentation; et un convertisseur continu-continu comportant une entrée de signal, et couplé pour appliquer une puissance sur l'entrée d'alimentation de l'amplificateur de puissance en fonction du signal sur l'entrée de signal du convertisseur continu-continu, dans lequel l'entrée de l'amplificateur de puissance est agencée pour se voir appliquer un signal tel que la sortie de l'amplificateur de puissance présente une relation prédéterminée avec le point de saturation de l'amplificateur de puissance. According to a third aspect of the present invention, a power amplification circuit is provided comprising: a power amplifier comprising a signal input, a signal output and a power input; and a DC-to-DC converter having a signal input, and coupled to apply power to the power input of the power amplifier in accordance with the signal on the signal input of the DC-DC converter, wherein the he input of the power amplifier is arranged to receive a signal such that the output of the power amplifier has a predetermined relationship with the saturation point of the power amplifier.
Selon un quatrième aspect de la présente invention, on propose un procédé de fonctionnement d'un amplificateur de puissance comportant une entrée, une sortie et une entrée d'alimentation, le procédé comprenant les étapes de: application d'une puissance sur l'entrée d'alimentation de l'amplificateur de puissance en utilisant un convertisseur continu-continu en fonction d'un signal d'entrée du convertisseur continu-continu ; et application d'un signal sur l'entrée de l'amplificateur de puissance, de telle sorte que le signal de sortie de l'amplificateur de puissance présente une relation prédéterminée avec le point de saturation de l'amplificateur de puissance. According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a method of operating a power amplifier comprising an input, an output and a power input, the method comprising the steps of: applying a power to the input supplying the power amplifier using a DC-DC converter as a function of an input signal from the DC-DC converter; and applying a signal to the input of the power amplifier such that the output signal of the power amplifier has a predetermined relationship with the saturation point of the power amplifier.
Le signal modulé est de préférence modulé en phase et en amplitude, une information de phase étant utilisée pour dériver le signal sur l'entrée de l'amplificateur de puissance, et une information d'amplitude provenant du signal modulé est utilisée pour dériver le signal sur l'entrée de signal du convertisseur continu-continu. De préférence, la relation prédéterminée est sensiblement un niveau de décibels constant au-dessous de la saturation. The modulated signal is preferably phase and amplitude modulated, phase information being used to derive the signal on the input of the power amplifier, and amplitude information from the modulated signal is used to derive the signal on the signal input of the DC-DC converter. Preferably, the predetermined relationship is substantially a constant level of decibels below saturation.
L'amplificateur de puissance est de préférence incorporé dans un dispositif de télécommunication portable et le signal de sortie de
I'amplificateur de puissance est de préférence déterminé en fonction de la puissance requise pour émettre un signal depuis le dispositif de télécommunication portable vers une station de base.The power amplifier is preferably incorporated in a portable telecommunication device and the output signal from
The power amplifier is preferably determined as a function of the power required to transmit a signal from the portable telecommunication device to a base station.
De préférence, la puissance requise pour émettre le signal est déterminée à partir d'un signal envoyé depuis la station de base vers le dispositif électronique portable. De préférence, la puissance requise pour émettre le signal est déterminée à partir d'une mesure des erreurs de transmission associées à des signaux envoyés entre la station de base et le dispositif électronique portable. Preferably, the power required to transmit the signal is determined from a signal sent from the base station to the portable electronic device. Preferably, the power required to transmit the signal is determined from a measurement of the transmission errors associated with signals sent between the base station and the portable electronic device.
De cette façon, un circuit et un procédé d'amplification de puissance sont proposés, lesquels fonctionnent avec une efficacité élevée sur une plage de niveaux de puissance etlou de schémas de modulation, de telle sorte que l'énergie dans un dispositif de télécommunication portable puisse être économisée. In this way, a power amplification circuit and method are provided, which operate with high efficiency over a range of power levels and / or modulation schemes, so that the energy in a portable telecommunication device can be saved.
Brève description des dessins
Un mode de réalisation typique de l'invention est maintenant décrit par report aux dessins parmi lesquels:
la figure 1 représente un mode de réalisation préféré d'un circuit d'alimentation selon l'invention;
les figures 2 et 3 représentent des diagrammes de cadencement de signaux d'entrée et de sortie associés à un premier mode de fonctionnement du circuit de la figure 1; et
les figures 4 et 5 représentent des schémas de cadencement de signaux d'entrée et de sortie associés à un second mode de fonctionnement du circuit de la figure 1.Brief description of the drawings
A typical embodiment of the invention is now described with reference to the drawings, among which:
FIG. 1 represents a preferred embodiment of a supply circuit according to the invention;
Figures 2 and 3 show timing diagrams of input and output signals associated with a first mode of operation of the circuit of Figure 1; and
FIGS. 4 and 5 represent timing diagrams of input and output signals associated with a second mode of operation of the circuit of FIG. 1.
Description détaillée d'un mode de réalisation préféré
Sur la figure i est représenté un circuit d'amplification de puissance 10 qui convient pour une utilisation dans un dispositif de télécommunication portable tel qu'un téléphone mobile. Le circuit d'amplification de puissance comprend un convertisseur continu-continu 20 et un amplificateur de puissance 30. Le convertisseur continu-continu 20 comprend un modulateur de largeur d'impulsion 22, un commutateur/redresseur 24 et un filtre 26. Detailed description of a preferred embodiment
In Figure i is shown a power amplification circuit 10 which is suitable for use in a portable telecommunication device such as a mobile phone. The power amplification circuit comprises a DC-DC converter 20 and a power amplifier 30. The DC-DC converter 20 comprises a pulse width modulator 22, a switch / rectifier 24 and a filter 26.
Le modulateur de largeur d'impulsion 22 est couplé pour recevoir un signal d'entrée de commande continu-continu provenant d'une borne d'entrée de signal 21 et est agencé pour appliquer un signal modulé en largeur d'impulsion sur le commutateur/redresseur 24. Le commutateur/redresseur 24 est également couplé pour recevoir un signal d'entrée d'alimentation continu-continu depuis une borne d'entrée d'alimentation 25, et est en outre couplé pour appliquer un signal commuté sur le filtre 26, lequel à son tour applique un signal commuté filtré 28 sur l'amplificateur de puissance 30. The pulse width modulator 22 is coupled to receive a continuous-continuous control input signal from a signal input terminal 21 and is arranged to apply a pulse width modulated signal to the switch / rectifier 24. The switch / rectifier 24 is also coupled to receive a DC-DC power input signal from a power input terminal 25, and is further coupled to apply a switched signal to the filter 26, which in turn applies a filtered switched signal 28 to the power amplifier 30.
L'amplificateur de puissance 30 comporte une entrée de signal 32 qui sera décrite davantage ci-après, une entrée d'alimentation 28 couplée pour recevoir le signal commuté filtré provenant du filtre 26 du convertisseur continu-continu 20 et une sortie de signal 35. The power amplifier 30 has a signal input 32 which will be described further below, a power input 28 coupled to receive the filtered switched signal coming from the filter 26 of the DC-DC converter 20 and a signal output 35.
Dans l'art antérieur, L'entrée de signal et/ou un courant de polarisation de l'amplificateur de puissance 30 est modifié afin de produire une variation au niveau de la sortie 35 de l'amplificateur de puissance 30. L'entrée d'alimentation de l'amplificateur de puissance 30 produit un courant sensiblement constant sur toute la plage de fonctionnement. Cependant, dans le circuit d'alimentation 10, L'entrée d'alimentation de l'amplificateur de puissance 30 se voit appliquer le signal commuté filtré 28, lequel signal varie en fonction du signal d'entrée de commande continu-continu du convertisseur continu-continu 20. In the prior art, the signal input and / or a bias current of the power amplifier 30 is modified in order to produce a variation at the output 35 of the power amplifier 30. The input d power supply to the power amplifier 30 produces a substantially constant current over the entire operating range. However, in the supply circuit 10, the supply input of the power amplifier 30 is applied the filtered switched signal 28, which signal varies as a function of the DC-DC control input signal of the DC converter. -continuous 20.
La saturation de puissance de sortie de l'amplificateur de puissance 30 est déterminée seulement par sa tension d'alimentation. La fonction de transfert de l'amplificateur de puissance 30 (amplitude de sortie saturée
VRF Sat en fonction de la tension d'alimentation d'entrée VDC) est linéaire et est prédictible conformément à l'équation qui suit:
VRF Sat = k*VDC Equation 1
Par conséquent, lorsque la ligne de charge de sortie RL est constante, ce qui est le cas usuel pour les amplificateurs de puissance RF, la saturation de puissance de sortie est donnée par:
PRF Sat = k'*(VDC2/(2*RL)) Equation 2
Le signal de sortie filtré 28 du convertisseur continu-continu 20 est déterminé seulement par le signal modulé en largeur d'impulsion reçu au niveau de l'entrée de signal 21. Lorsque ce convertisseur est connecté à une charge résistive constante (et qu'un amplificateur de puissance en saturation représente une telle charge), la fonction de transfert du convertisseur continucontinu 20 (sortie continue VDCt en fonction de la tension d'entrée de commande VCTL) est également linéaire et prédictible, et est donnée par:
VDCt = k"*VCTL Equation 3
A partir des équations 2 et 3, il peut être démontré que la fonction de transfert du circuit d'amplification de puissance 10 (amplitude de sortie saturée en fonction de la tension de commande) est linéaire et prédictible:
VRFSat=k*VCTL Equation 4
Par conséquent, la saturation de puissance de sortie est donnée par:
PRF Sat = k'*VDC2 Equation 5
De cette façon, la capacité de puissance ou de tension saturée du circuit d'amplification de puissance 10 peut être obtenue dans un mode "boucle ouverte" sans la nécessité d'un agencement de contre-réaction qui inclurait la détection et la mesure du signal de sortie de l'amplificateur de puissance 30.The output power saturation of the power amplifier 30 is determined only by its supply voltage. The transfer function of the power amplifier 30 (saturated output amplitude
VRF Sat as a function of the input supply voltage VDC) is linear and is predictable according to the following equation:
VRF Sat = k * VDC Equation 1
Therefore, when the output load line RL is constant, which is the usual case for RF power amplifiers, the output power saturation is given by:
PRF Sat = k '* (VDC2 / (2 * RL)) Equation 2
The filtered output signal 28 of the DC-DC converter 20 is determined only by the pulse width modulated signal received at the signal input 21. When this converter is connected to a constant resistive load (and a power amplifier in saturation represents such a load), the transfer function of the DC converter 20 (DC output VDCt as a function of the control input voltage VCTL) is also linear and predictable, and is given by:
VDCt = k "* VCTL Equation 3
From equations 2 and 3, it can be demonstrated that the transfer function of the power amplification circuit 10 (saturated output amplitude as a function of the control voltage) is linear and predictable:
VRFSat = k * VCTL Equation 4
Therefore, the output power saturation is given by:
PRF Sat = k '* VDC2 Equation 5
In this way, the power or saturated voltage capacity of the power amplification circuit 10 can be obtained in an "open loop" mode without the need for a feedback arrangement which would include signal detection and measurement. output of the power amplifier 30.
En outre, lorsque la condition de saturation est satisfaite, I'efficacité de l'amplificateur de puissance saturé 30, soit nPA, est le maximum possible, et est maintenue pratiquement constante sur toute une plage importante du signal d'entrée d'alimentation (par exemple 50 à 60% pour plus d'une décade). Par conséquent, l'efficacité totale est donnée par:
nT = npA*nDC Equation 6 où nDC est l'efficacité du convertisseur continu-continu 20. Furthermore, when the saturation condition is satisfied, the efficiency of the saturated power amplifier 30, ie nPA, is the maximum possible, and is kept practically constant over a large range of the power input signal ( for example 50 to 60% for more than a decade). Therefore, the total efficiency is given by:
nT = npA * nDC Equation 6 where nDC is the efficiency of the DC-DC converter 20.
A condition que nDC soit maintenu optimum sur la même plage que l'amplificateur de puissance 30 (par exemple 80 à 90 %), I'efficacité du système nT est maintenue à un niveau très élevé sur une large plage dynamique. Provided that nDC is kept optimum over the same range as the power amplifier 30 (for example 80 to 90%), the efficiency of the nT system is maintained at a very high level over a wide dynamic range.
Ceci constitue également une façon très efficace et prédictible de commander l'amplitude du signal de sortie lorsque la modulation d'amplitude est souhaitée dans le signal de sortie (le signal d'entrée de l'amplificateur de puissance peut être modulé en phase ou en fréquence). Ceci simplifie les exigences de contre-réaction requises dans des techniques d'élimination et de reconstitution d'enveloppe et dans le même temps, assure une efficacité supérieure. This is also a very efficient and predictable way to control the amplitude of the output signal when amplitude modulation is desired in the output signal (the input signal of the power amplifier can be modulated in phase or in frequency). This simplifies the feedback requirements required in envelope removal and reconstitution techniques and at the same time ensures superior efficiency.
Le circuit d'amplification de puissance 10 peut fonctionner selon l'une de deux façons, en fonction du signal appliqué sur l'entrée de signal de l'amplificateur de puissance 30. Selon un premier agencement, un signal présentant une amplitude sensiblement constante est appliqué sur l'entrée de signal de l'amplificateur de puissance 30 de telle sorte que la sortie de l'amplificateur de puissance 30 soit toujours saturée. Ceci peut être obtenu de façon simple en choisissant un niveau d'entrée de signal élevé de manière appropriée. Le signal appliqué sur l'entrée de signal de l'amplificateur de puissance 30 peut être modulé en phase ou en fréquence. The power amplification circuit 10 can operate in one of two ways, depending on the signal applied to the signal input of the power amplifier 30. According to a first arrangement, a signal having a substantially constant amplitude is applied to the signal input of the power amplifier 30 so that the output of the power amplifier 30 is always saturated. This can be achieved simply by choosing an appropriately high signal input level. The signal applied to the signal input of the power amplifier 30 can be modulated in phase or in frequency.
Sur la figure 2 est représenté un diagramme temporel du premier agencement mentionné ci-avant, lorsqu'un signal en rafales 50 est présent au niveau de l'entrée de commande du convertisseur continu-continu 20. Un signal en rafales est typique pour les systèmes de télécommunication à accès multiple à répartition dans le temps (AMRT) avec modulation d'amplitude constante (modulation en phase ou en fréquence seulement) tels que les systèmes GSM900, DCS1800, DCS1900 et le système européen de télécommunications cellulaires numériques DECT (Digital European Cellular
Telecommunication). Le signal en rafales 50 dicte l'enveloppe 75 du signal de sortie 70 en vertu de l'équation 5 présentée ci-avant. Le signal d'entrée 60 de l'amplificateur de puissance est constant en amplitude, et maintient le signal de sortie en saturation et peut être modulé en phase ou en fréquence.FIG. 2 shows a time diagram of the first arrangement mentioned above, when a burst signal 50 is present at the control input of the DC-DC converter 20. A burst signal is typical for systems time division multiple access (TDMA) telecommunications systems with constant amplitude modulation (phase or frequency modulation only) such as GSM900, DCS1800, DCS1900 and the European Digital Cellular Telecommunications System DECT (Digital European Cellular
Telecommunication). The burst signal 50 dictates the envelope 75 of the output signal 70 by virtue of equation 5 presented above. The input signal 60 of the power amplifier is constant in amplitude, and maintains the output signal in saturation and can be modulated in phase or in frequency.
Comme représenté, le circuit d'amplification de puissance 10 réalise à la fois une mise en forme de rafale et un réglage de puissance de sortie nominale tout en maintenant son efficacité, indépendamment de la puissance de sortie. As shown, the power amplification circuit 10 performs both a burst shaping and a nominal output power adjustment while maintaining its efficiency, independently of the output power.
La mise en forme de rafale consiste à contrôler le front montant et le front descendant d'une rafale de signal afin de garantir simultanément une vitesse donnée ou une puissance donnée en fonction d'un masque temporel et d'un masque spectral donné qui assure des interférences spectrales dues à un canal voisin faibles. Burst shaping consists in controlling the rising edge and the falling edge of a signal burst in order to simultaneously guarantee a given speed or a given power according to a time mask and a given spectral mask which provides spectral interference due to a weak neighboring channel.
La puissance de sortie nominale est fixée en fonction de la distance entre le dispositif portable dans lequel le circuit d'amplification de puissance 10 est utilisé, et une station de base avec laquelle il est en train de communiquer, de manière à empêcher l'émission d'une puissance excessive lorsque le dispositif est proche de la station de base. Le bénéfice de cette commande de puissance adaptative consiste à réduire le niveau d'interférence et à abaisser la consommation d'énergie globale du dispositif portable. The nominal output power is fixed according to the distance between the portable device in which the power amplification circuit 10 is used, and a base station with which it is communicating, so as to prevent transmission excessive power when the device is close to the base station. The benefit of this adaptive power control is to reduce the level of interference and lower the overall power consumption of the portable device.
Sur la figure 3 est représenté un diagramme temporel du même agencement, avec un signal modulé en amplitude 150. Dans ce cas, le signal d'entrée de commande continu-continu modulé en amplitude définit l'enveloppe 175 du signal de tension de sortie 170 de l'amplificateur de puissance 30. Le signal d'entrée 160 de l'amplificateur de puissance est sensiblement d'une amplitude constante, et maintient le signal de sortie en saturation, et peut être modulé en phase ou en fréquence. Un signal modulé en amplitude est typique pour des systèmes de télécommunication à accès multiple à répartition dans le temps (AMRT) ou à accès multiple par différence de code (AMDC) avec une modulation par déplacement de phase en quadrature (MDPQ) tels que le système de télécommunication cellulaire numérique du Pacifique PDC (Pacific Digital Cellular) et le système de télécommunication cellulaire numérique d'Amérique du Nord NADC (North
American Digital Cellular). L'efficacité totale reste à un très bon niveau indépendamment de la modulation d'amplitude.In FIG. 3 is represented a time diagram of the same arrangement, with an amplitude modulated signal 150. In this case, the amplitude modulated continuous-continuous control input signal defines the envelope 175 of the output voltage signal 170 of the power amplifier 30. The input signal 160 of the power amplifier is substantially of constant amplitude, and maintains the output signal in saturation, and can be modulated in phase or in frequency. An amplitude modulated signal is typical for time division multiple access (TDMA) or code difference multiple access (CDMA) telecommunications systems with quadrature phase shift modulation (MDPQ) such as the system Pacific Digital Cellular Cellular Telecommunication System and the North American Digital Cellular Telecommunication System NADC (North
American Digital Cellular). The total efficiency remains at a very good level regardless of the amplitude modulation.
Selon un second agencement du circuit d'amplification de puissance 10, la sortie de l'amplificateur de puissance 30 est en sous-utilisation de puissance par rapport à (est à un niveau de décibels prédéterminé inférieur à) la saturation de la sortie, tel que 3 dB au-dessous du point de saturation. Ceci est réalisé du fait que dans certains cas, le fait de disposer d'une sortie d'amplificateur de puissance saturée peut engendrer une interférence et une distorsion de canal. Par conséquent, afin de maintenir une efficacité tout en obtenant une linéarité donnée (ctest-à-dire tout en limitant les interférences de canaux adjacents et/ou la distorsion de canal engendrées par les non linéarités de l'amplificateur de puissance 10), une sous-utilisation de puissance est employée au lieu d'une saturation. According to a second arrangement of the power amplification circuit 10, the output of the power amplifier 30 is underpowered with respect to (is at a predetermined decibel level lower than) the saturation of the output, such only 3 dB below the saturation point. This is achieved because in some cases having a saturated power amplifier output can cause interference and channel distortion. Therefore, in order to maintain efficiency while obtaining a given linearity (i.e. while limiting the interference of adjacent channels and / or channel distortion caused by the non-linearities of the power amplifier 10), a Underutilization of power is used instead of saturation.
Sur la figure 4 est représenté un exemple de sous-utilisation de puissance. L'enveloppe du signal de sortie 270 est agencée de manière à être à un certain niveau de décibels au-dessous du point de saturation 275 (sous-utilisation de puissance de 3 dB). Le point de saturation 275 est déterminé par le signal d'entrée de commande continu-continu 250 et la valeur de sous-utilisation de puissance est déterminée par l'intermédiaire d'une variation prédéterminée de l'enveloppe de l'entrée d'amplificateur de puissance 260. De cette façon, une bonne efficacité peut être obtenue avec une bonne linéarité. Le signal d'entrée d'amplificateur de puissance 260 peut être modulé en phase ou en fréquence. In Figure 4 is shown an example of power underutilization. The envelope of the output signal 270 is arranged so as to be at a certain level of decibels below the saturation point 275 (power underutilization of 3 dB). The saturation point 275 is determined by the continuous-continuous control input signal 250 and the power underuse value is determined via a predetermined variation of the amplifier input envelope power 260. In this way, good efficiency can be obtained with good linearity. The power amplifier input signal 260 can be phase or frequency modulated.
La sous-utilisation de puissance du circuit d'amplification de puissance 10 peut être modifiée dynamiquement à l'aide d'un signal prédéterminé (ou d'un signal calculé basé sur des propriétés d'amplitude et/ou de phase du signal modulé) de telle sorte que l'enveloppe du signal RF puisse être suivie par la saturation de l'amplificateur de puissance. The power underutilization of the power amplification circuit 10 can be dynamically changed using a predetermined signal (or a calculated signal based on amplitude and / or phase properties of the modulated signal) so that the envelope of the RF signal can be followed by the saturation of the power amplifier.
Sur la figure 5 est représenté encore un autre exemple de sousutilisation de puissance, avec un signal d'entrée RF présentant une enveloppe non constante (par exemple à modulation par déplacement de phase en quadrature (MDPQ)). Dans cet exemple, le signal en rafales 350 définit l'enveloppe 375 de la saturation de l'amplificateur de puissance 30. Le signal d'entrée sur l'amplificateur de puissance 30 est modulé en phase et en amplitude, d'où la production d'un signal complexe 360. De cette façon, la sortie de l'amplificateur de puissance 30 est en sous-utilisation de puissance d'une valeur non constante, tandis que l'on obtient encore la puissance de sortie moyenne requise. Cet agencement réalise un réglage de niveau de puissance avec une capacité de saturation adaptée en association avec une sous-utilisation de puissance minimum garantie. Dans ce cas, l'enveloppe de signal n'est pas suivie mais la capacité de saturation suit le réglage de puissance moyenne, ce qui maintient l'efficacité. In FIG. 5, another example of power underuse is shown, with an RF input signal having a non-constant envelope (for example with quadrature phase shift modulation (MDPQ)). In this example, the burst signal 350 defines the envelope 375 of the saturation of the power amplifier 30. The input signal on the power amplifier 30 is modulated in phase and in amplitude, hence the production of a complex signal 360. In this way, the output of the power amplifier 30 is in underuse of power of a non-constant value, while the required average output power is still obtained. This arrangement achieves a power level adjustment with a suitable saturation capacity in association with an underuse of guaranteed minimum power. In this case, the signal envelope is not followed but the saturation capacity follows the medium power setting, which maintains the efficiency.
II est à apprécier que d'autres modes de réalisation que celui décrit ciavant sont possibles. It should be appreciated that other embodiments than that described above are possible.
Claims (10)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9711432A FR2768574A1 (en) | 1997-09-15 | 1997-09-15 | Power amplifier circuit for mobile radio communications, which has less energy consumption and is produced by a cost-effective method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9711432A FR2768574A1 (en) | 1997-09-15 | 1997-09-15 | Power amplifier circuit for mobile radio communications, which has less energy consumption and is produced by a cost-effective method |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2768574A1 true FR2768574A1 (en) | 1999-03-19 |
Family
ID=9511071
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR9711432A Pending FR2768574A1 (en) | 1997-09-15 | 1997-09-15 | Power amplifier circuit for mobile radio communications, which has less energy consumption and is produced by a cost-effective method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR2768574A1 (en) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000048306A1 (en) * | 1999-02-09 | 2000-08-17 | Tropian, Inc. | High-efficiency amplifier output level and burst control |
| WO2001010013A1 (en) * | 1999-07-29 | 2001-02-08 | Tropian, Inc. | High-efficiency modulating rf amplifier |
| US6636112B1 (en) | 1999-07-29 | 2003-10-21 | Tropian, Inc. | High-efficiency modulating RF amplifier |
| US6734724B1 (en) | 2000-10-06 | 2004-05-11 | Tropian, Inc. | Power control and modulation of switched-mode power amplifiers with one or more stages |
| US6816016B2 (en) | 2000-08-10 | 2004-11-09 | Tropian, Inc. | High-efficiency modulating RF amplifier |
| EP1768266A3 (en) * | 2005-09-26 | 2011-04-13 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Radio frequency signal receiver for controlling bias current and method for controlling bias current |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1184968A (en) * | 1968-06-28 | 1970-03-18 | Collins Radio Co | High Efficiency RF Power Amplification |
-
1997
- 1997-09-15 FR FR9711432A patent/FR2768574A1/en active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1184968A (en) * | 1968-06-28 | 1970-03-18 | Collins Radio Co | High Efficiency RF Power Amplification |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| KOHJI CHIBA ET AL: "LINEARIZED SATURATION AMPLIFIER", COMMUNICATIONS: CONNECTING THE FUTURE, SAN DIEGO, DEC. 2 - 5, 1990, vol. VOL. 3, no. -, 2 December 1990 (1990-12-02), INSTITUTE OF ELECTRICAL AND ELECTRONICS ENGINEERS, pages 1958 - 1962, XP000218908 * |
| NOJIMA T ET AL: "CIRCUIT TECHNOLOGY FOR MOBILE/PERSONAL COMMUNICATIONS", 24TH. EUROPEAN MICROWAVE CONFERENCE PROCEEDINGS, CANNES, SEPT. 5 - 8, 1994, vol. VOL. 1, no. CONF. 24, 5 September 1994 (1994-09-05), EUROPEAN MICROWAVE MANAGEMENT COMMITTEE, pages 220 - 229, XP000643169 * |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000048306A1 (en) * | 1999-02-09 | 2000-08-17 | Tropian, Inc. | High-efficiency amplifier output level and burst control |
| US6864668B1 (en) | 1999-02-09 | 2005-03-08 | Tropian, Inc. | High-efficiency amplifier output level and burst control |
| WO2001010013A1 (en) * | 1999-07-29 | 2001-02-08 | Tropian, Inc. | High-efficiency modulating rf amplifier |
| US6636112B1 (en) | 1999-07-29 | 2003-10-21 | Tropian, Inc. | High-efficiency modulating RF amplifier |
| US6816016B2 (en) | 2000-08-10 | 2004-11-09 | Tropian, Inc. | High-efficiency modulating RF amplifier |
| US6734724B1 (en) | 2000-10-06 | 2004-05-11 | Tropian, Inc. | Power control and modulation of switched-mode power amplifiers with one or more stages |
| US6844776B2 (en) | 2000-10-06 | 2005-01-18 | Tropian, Inc. | Power control and modulation of switched-mode power amplifiers with one or more stages |
| US7042282B2 (en) | 2000-10-06 | 2006-05-09 | Tropian, Inc. | Power control and modulation of switched-mode power amplifiers with one or more stages |
| US7212069B2 (en) | 2000-10-06 | 2007-05-01 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Power control and modulation of switched-mode power amplifiers with one or more stages |
| US7292105B2 (en) | 2000-10-06 | 2007-11-06 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Power control and modulation of switched-mode power amplifiers with one or more stages |
| US7755422B2 (en) | 2000-10-06 | 2010-07-13 | Panasonic Corporation | Power control and modulation of switched-mode power amplifiers with one or more stages |
| EP1768266A3 (en) * | 2005-09-26 | 2011-04-13 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Radio frequency signal receiver for controlling bias current and method for controlling bias current |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5251331A (en) | High efficiency dual mode power amplifier apparatus | |
| RU2175809C2 (en) | High-efficiency power amplifier with parallel stages | |
| US6438360B1 (en) | Amplifier system with load control to produce an amplitude envelope | |
| US6349216B1 (en) | Load envelope following amplifier system | |
| US6265935B1 (en) | Amplifier for radio transmission | |
| RU2241304C2 (en) | Method and device for automatic gain control and dc component bias elimination in quadrature-demodulation receiver | |
| JP4024867B2 (en) | Efficient parallel stage power amplifier | |
| JP4199181B2 (en) | Transmitting apparatus and wireless communication apparatus | |
| US7212791B2 (en) | Transmission device and delay time adjustment method thereof | |
| CA2327137C (en) | Efficient multimode power amplifier | |
| KR100342485B1 (en) | Digital feedforward amplifier for use in an rf transmitter and method of operation | |
| FR2716589A1 (en) | Power amplifier with nested amplitude modulation control and phase modulation control. | |
| FR2797360A1 (en) | POWER AMPLIFIER CIRCUIT WITH POWER ADJUSTMENT FOR ADJACENT AND ADJACENT TRACK POWER CONTROL | |
| EP1446928B1 (en) | Adaptive pre-distortion of an amplitude- and frequency- or phase-modulated radio frequency signal generator | |
| EP1269707B1 (en) | Device for producing a phase and amplitude modulated radio frequency signal | |
| EP0016705B1 (en) | R.f. stage with automatic gain control and receiver comprising such a circuit | |
| JP2000004267A (en) | Non-linear constant envelope modulator and transmission architecture | |
| KR20020081069A (en) | High-frequency amplifier circuit and radio communication apparatus using same | |
| JPH08102767A (en) | Transmitter | |
| JP4817890B2 (en) | Amplifying device, polar modulation transmitting device, and wireless communication device | |
| FR2826205A1 (en) | Amplitude modulation system for e.g. a transmitter of a mobile station includes power amplifier with automatic gain control system | |
| FR2768574A1 (en) | Power amplifier circuit for mobile radio communications, which has less energy consumption and is produced by a cost-effective method | |
| US20040036530A1 (en) | Amplifier circuit, transmission device, amplification method, and transmission method | |
| JPH06252797A (en) | Transmitter-receiver | |
| WO1992008297A1 (en) | An apparatus and method for varying a signal in a transmitter of a transceiver |