FR2826228A1

FR2826228A1 - Power amplifier for mobile phone has variable matching circuit to maintain efficiency

Info

Publication number: FR2826228A1
Application number: FR0107817A
Authority: FR
Inventors: Fernando Romao
Original assignee: Sagem SA
Current assignee: Sagem SA
Priority date: 2001-06-14
Filing date: 2001-06-14
Publication date: 2002-12-20
Anticipated expiration: 2021-06-14
Also published as: FR2826228B1

Abstract

A mobile phone power amplifier (1) is connected to the antenna (2) by a matching unit (3) using two variable components such as diodes, capacitors, transistors or micromotors to produce an impedance value that varies with the required antenna output power to give maximum efficiency.

Description

Dispositif d'amplification de signaux pour téléphone mobile
Domaine de l'invention
L'invention concerne un dispositif d'amplification de signaux pour téléphone mobile, dans lequel le rendement d'amplification est optimisé quel que soit le niveau de puissance requis en sortie du dispositif. Signal amplification device for mobile phone
Field of the invention
The invention relates to a signal amplification device for a mobile phone, in which the amplification efficiency is optimized whatever the power level required at the output of the device.

L'invention trouve des applications dans le domaine de la téléphonie mobile pour gérer au mieux les différents niveaux de puissance auxquels un téléphone mobile peut émettre de façon à obtenir une consommation électrique totale du téléphone la plus stable possible. The invention finds applications in the field of mobile telephony in order to best manage the different power levels to which a mobile telephone can transmit so as to obtain the most stable possible total electrical consumption of the telephone.

Etat de la technique. State of the art.

En téléphonie mobile, chaque téléphone mobile doit gérer son niveau de puissance, c'est-à-dire son niveau d'émission et de réception de signaux sur l'antenne, en fonction de l'environnement dans lequel il se trouve et des perturbations subies par cet environnement. In mobile telephony, each mobile telephone must manage its power level, that is to say its level of transmission and reception of signals on the antenna, depending on the environment in which it is located and the disturbances suffered by this environment.

Or, l'augmentation du niveau de puissance du téléphone entraîne généralement une augmentation de la consommation électrique du téléphone. En effet, chaque téléphone mobile comporte un circuit d'amplification situé en amont de l'antenne'd'émission/réception du téléphone mobile. However, increasing the power level of the phone generally leads to an increase in the power consumption of the phone. Indeed, each mobile phone has an amplification circuit located upstream of the mobile phone transmit / receive antenna.

Un tel circuit d'amplification, appelé aussi dispositif d'amplification, est représenté sur la figure 1. Ce circuit d'amplification, référencé 1, comporte une alimentation Vcc alimentant un transistor T. Ce transistor T peut être un transistor bipolaire ou un transistor à effet de champ, dont l'une des portes de sortie est connectée à la masse et dont l'autre porte est connectée sur l'entrée de l'antenne 2 d'émission/réception du téléphone mobile. Cette antenne présente, classiquement, une impédance de charge RL de 50 0 et reçoit une puissance de sortie Pout. Cette puissance de sortie Pout de l'antenne 2 dépend de la tension d'alimentation Vcc du circuit d'amplification,

de l'impédance de charge RL obtenue en sortie dudit circuit d'amplification et du courant de polarisation 10 circulant dans ce circuit. Autrement dit :
Pout = f (Vcc, RL, 10). Such an amplification circuit, also called an amplification device, is shown in FIG. 1. This amplification circuit, referenced 1, comprises a supply Vcc supplying a transistor T. This transistor T can be a bipolar transistor or a transistor field effect, one of the output doors of which is connected to ground and the other door of which is connected to the input of the antenna 2 for transmitting / receiving the mobile phone. This antenna has, conventionally, a load impedance RL of 50 0 and receives an output power Pout. This output power Pout of the antenna 2 depends on the supply voltage Vcc of the amplification circuit,

the load impedance RL obtained at the output of said amplification circuit and the bias current 10 flowing in this circuit. In other words :
Pout = f (Vcc, RL, 10).

D'une façon générale, la consommation électrique du circuit d'amplification, qui constitue une partie importante de la consommation électrique totale d'un téléphone mobile, augmente lorsque la puissance de In general, the power consumption of the amplification circuit, which constitutes a significant part of the total power consumption of a mobile phone, increases when the power of

sortie du téléphone augmente. Il est donc important d'obtenir un rendement du circuit d'amplification le plus constant possible afin d'obtenir une consommation de ce circuit la plus stable possible et, par conséquent, une consommation totale du téléphone la plus stable possible. phone output increases. It is therefore important to obtain the most constant possible output from the amplification circuit in order to obtain the most stable consumption of this circuit and, consequently, the most stable total consumption of the telephone.

Le circuit d'amplification 1, représenté sur la figure 1, est un circuit de classe A, ce qui signifie qu'il est linéaire. Ce dispositif d'amplification a donc un rendement maximum de 50%. Amplification circuit 1, shown in Figure 1, is a class A circuit, which means that it is linear. This amplification device therefore has a maximum efficiency of 50%.

Sur la figure 2, on a représenté la courbe du courant de polarisation d'un transistor T parfait, c'est-à-dire d'un dispositif d'amplification 1 parfait. Dans ce cas, on voit que le courant de saturation dynamique Ic du transistor T est égal à : 1 c = 1 Q + V cc/RL et que la tension de blocage dynamique Vce est égale à :
Vce = Vcc + RL IQ
La puissance de sortie du dispositif est donc fonction, d'une part, de la tension d'alimentation Vcc du circuit d'amplification et, d'autre part, du courant de polarisation et de l'impédance de charge RL. Pour un circuit 1

parfait, on obtient donc un rendement maximum

4Vcc2 max=---=0, 5 cc/e VCC IQ
Toutefois, en réalité, la caractéristique du transistor T n'est pas totalement linéaire et, en particulier, elle n'est pas linéaire à ses extrémités. In Figure 2, there is shown the curve of the bias current of a perfect transistor T, that is to say of a perfect amplification device 1. In this case, we see that the dynamic saturation current Ic of the transistor T is equal to: 1 c = 1 Q + V cc / RL and that the dynamic blocking voltage Vce is equal to:
Vce = Vcc + RL IQ
The output power of the device is therefore a function, on the one hand, of the supply voltage Vcc of the amplification circuit and, on the other hand, of the bias current and of the load impedance RL. For a circuit 1

perfect, so we get maximum performance

4Vcc2 max = --- = 0.5 cc / e VCC IQ
However, in reality, the characteristic of transistor T is not completely linear and, in particular, it is not linear at its ends.

Aussi, en réalité, on n'exploite pas la totalité de la caractéristique du transistor T. Pour cela, on introduit un intervalle E qui correspond à la perte de caractéristique vers le bas et à la perte de caractéristique vers le haut. On obtient alors un rendement Il qui est :

soit un rendement maximum nmax :

Par exemple avec un E égal à 0,37 Volts, cela conduit à un rendement Also, in reality, the entire characteristic of transistor T is not used. For this, an interval E is introduced which corresponds to the loss of characteristic downwards and to the loss of characteristic upwards. We then obtain a yield Il which is:

or a maximum nmax yield:

For example with an E equal to 0.37 Volts, this leads to an efficiency

maximum réel du circuit d'amplification de 40%. real maximum of the amplification circuit of 40%.

On comprend donc que pour obtenir une puissance élevée en sortie de l'antenne, il est important d'avoir un rendement du circuit d'amplification le plus élevé possible. It is therefore understood that in order to obtain a high power output from the antenna, it is important to have the highest possible efficiency of the amplification circuit.

Actuellement, pour améliorer le rendement des amplificateurs de puissance de classe A, il est classique de faire varier soit la tension d'alimentation Vcc soit le courant de polarisation IQ, soit Vcc et 10 simultanément. Currently, to improve the efficiency of class A power amplifiers, it is conventional to vary either the supply voltage Vcc or the bias current IQ, or Vcc and 10 simultaneously.

Si l'on choisit de conserver le courant de polarisation 10 constant et dans le cas où la puissance de sortie Pout n'est pas maximale, alors on obtient le rendement suivant :

Pout Pmax Pout 77 =-=-Fcc'/g Fcc-7o Pmax D'où : Pout 77 = ? ymax--Pmax
Autrement dit, si on a, par exemple, un rendement maximum de 50%, pour un signal de 27 dBm, on obtient un rendement final de 25% pour un signal de 24 dBm, ce qui signifie que pour une diminution de 3 dB sur la puissance de sortie, le rendement de l'amplificateur de puissance diminue de moitié. If one chooses to keep the bias current 10 constant and in the case where the output power Pout is not maximum, then one obtains the following efficiency:

Pout Pmax Pout 77 = - = - Fcc '/ g Fcc-7o Pmax From where: Pout 77 =? ymax - Pmax
In other words, if we have, for example, a maximum efficiency of 50%, for a signal of 27 dBm, we obtain a final efficiency of 25% for a signal of 24 dBm, which means that for a decrease of 3 dB on output power, the efficiency of the power amplifier is halved.

Si l'on choisit d'améliorer le rendement des amplificateurs de puissance en faisant varier le courant de polarisation 10 et en gardant la tension d'alimentation Vcc constante, alors on obtient comme rendement :

Pout Pmax Pout IQ 77 Fcclo* VccIo Pmax IQ * Avec : max-L. Pout. IQ Pmax IQ* d'où : fuI 2 et Pout RdQ. 2 Pmax= etP = If one chooses to improve the efficiency of the power amplifiers by varying the bias current 10 and keeping the supply voltage Vcc constant, then one obtains as efficiency:

Pout Pmax Pout IQ 77 Fcclo * VccIo Pmax IQ * With: max-L. Pout. IQ Pmax IQ * hence: fuI 2 and Pout RdQ. 2 Pmax = and P =

Autrement dit, si l'on baisse la puissance de sortie de 3 dB, alors le rendement qui est de 50% pour une puissance de 27 dBm passe à 35% pour une puissance de 24 dBm. In other words, if the output power is lowered by 3 dB, then the efficiency which is 50% for a power of 27 dBm increases to 35% for a power of 24 dBm.

Dans les deux cas qui viennent d'être présentés, la consommation du circuit d'amplification reste élevée en regard de la puissance de sortie. Ces circuits sont donc perfectibles du point de vue de la consommation du téléphone mobile. In the two cases which have just been presented, the consumption of the amplification circuit remains high compared to the output power. These circuits can therefore be improved from the point of view of the consumption of the mobile telephone.

Une autre solution consiste à faire varier la tension d'alimentation Vcc. Another solution consists in varying the supply voltage Vcc.

Pour cela, on utilise une alimentation à découpage qui permet d'augmenter ou de diminuer la tension Vcc. For this, a switching power supply is used which makes it possible to increase or decrease the voltage Vcc.

Dans ce cas, pour :

Vcc * 2 Pout = 0, 5 - = CC* = 2. Pout!RL RL et comme : RL P max 'VPmax RL alors : Pout 17 = = 17 max Vcc * IQ *

On obtient alors un rendement qui, en théorie, est égal au rendement maximum. Toutefois, il faut noter que, dans l'alimentation à découpage, le rendement perd 10 à 15%. En conséquence, le rendement réel obtenu pour le circuit d'amplification est de 85 à 90% du rendement maximum. Le rendement obtenu en sortie fait donc perdre 10 à 15% de la puissance, systématiquement, quel que soit le niveau de puissance. En outre, l'utilisation d'une alimentation à découpage entraîne un coût élevé pour un téléphone mobile. In this case, for:

Vcc * 2 Pout = 0, 5 - = CC * = 2. Pout! RL RL and as: RL P max 'VPmax RL then: Pout 17 = = 17 max Vcc * IQ *

A yield is then obtained which, in theory, is equal to the maximum yield. However, it should be noted that, in the switching power supply, the yield loses 10 to 15%. Consequently, the actual efficiency obtained for the amplification circuit is 85 to 90% of the maximum efficiency. The output obtained therefore causes a loss of 10 to 15% of the power, systematically, whatever the power level. In addition, the use of a switching power supply involves a high cost for a mobile telephone.

Exposé de l'invention
L'invention a justement pour but de remédier aux inconvénients des techniques exposées précédemment. Pour cela, l'invention propose un dispositif d'amplification pour téléphone mobile dans lequel l'impédance de Statement of the invention
The object of the invention is precisely to remedy the drawbacks of the techniques described above. For this, the invention provides an amplification device for a mobile phone in which the impedance of

charge vue par l'amplificateur varie en fonction du niveau de puissance requis en sortie du dispositif. A cette fin, l'invention propose un dispositif d'amplification comportant un dispositif d'adaptation d'impédance situé en amont de l'antenne du téléphone mobile. Ce dispositif d'adaptation d'impédance peut être un filtre, par exemple passe-bas, ou tout autre dispositif permettant de faire varier la valeur de ses éléments électroniques afin de faire varier l'impédance de charge vue par l'amplificateur. load seen by the amplifier varies depending on the power level required at the device output. To this end, the invention provides an amplification device comprising an impedance matching device located upstream of the antenna of the mobile phone. This impedance matching device can be a filter, for example a low pass filter, or any other device making it possible to vary the value of its electronic elements in order to vary the charge impedance seen by the amplifier.

De façon plus précise, l'invention concerne un dispositif d'amplification de signaux dans un téléphone mobile muni d'une antenne d'émission et de réception, ledit dispositif étant situé en amont de l'antenne et comportant une source d'alimentation en tension et un amplificateur de puissance, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif d'adaptation d'impédance connecté entre l'amplificateur de puissance et l'antenne et produisant une valeur d'impédance variable en fonction d'un niveau requis de puissance de l'antenne. More specifically, the invention relates to a device for amplifying signals in a mobile telephone provided with a transmitting and receiving antenna, said device being located upstream of the antenna and comprising a power supply voltage and a power amplifier, characterized in that it comprises an impedance matching device connected between the power amplifier and the antenna and producing a variable impedance value as a function of a required level of power of the antenna.

Ce dispositif d'amplification est destiné, en particulier, aux téléphones mobiles fonctionnant en mode GSM ou en mode UMTS, ou aux téléphones mobiles fonctionnant dans ces deux modes. En effet, il est connu qu'un téléphone mobile en mode GSM a une consommation électrique importante. This amplification device is intended, in particular, for mobile telephones operating in GSM mode or in UMTS mode, or for mobile telephones operating in these two modes. Indeed, it is known that a mobile phone in GSM mode has a significant electrical consumption.

Cette consommation électrique est encore supérieure en mode UMTS puisque dans ce mode, l'émission de signaux se fait en permanence (et non sur un huitième du temps comme en GSM). This power consumption is even higher in UMTS mode since in this mode, the transmission of signals is done continuously (and not on an eighth of the time as in GSM).

Brève description des figures
La figure 1, déjà décrite, représente un dispositif d'amplification pour téléphone mobile de l'art intérieur ;
La figure 2, déjà décrite, représente la caractéristique de l'amplificateur de puissance du circuit électrique de la figure 1 ;
La figure 3 représente le dispositif d'amplification de l'invention ; et
Les figures 4A à 4G représentent différents modes de réalisation du dispositif d'adaptation d'impédance du circuit de la figure 3. Brief description of the figures
FIG. 1, already described, represents an amplification device for a mobile phone in the interior art;
Figure 2, already described, shows the characteristic of the power amplifier of the electric circuit of Figure 1;
FIG. 3 represents the amplification device of the invention; and
FIGS. 4A to 4G represent different embodiments of the device for adapting the impedance of the circuit of FIG. 3.

Description détaillée de modes de réalisation de l'invention
La figure 3 représente le dispositif d'amplification de signaux dans un téléphone mobile, conforme à l'invention. Comme dans l'art antérieur de la figure 1, le dispositif d'amplification de l'invention comporte une source d'alimentation en tension Vcc et un amplificateur de puissance 1. Cet Detailed description of embodiments of the invention
FIG. 3 represents the device for amplifying signals in a mobile telephone, according to the invention. As in the prior art of FIG. 1, the amplification device of the invention comprises a voltage supply source Vcc and a power amplifier 1. This

amplificateur 1 est réalisé au moyen d'un transistor T associé à une bobine L (ou self) et à un condensateur C. La bobine L est ici un élément inductif et elle peut donc être remplacée par un élément équivalent, comme une ligne microruban par exemple. Comme on l'a expliqué pour la figure 1, l'amplificateur 1 présente à sa sortie une impédance RL. amplifier 1 is produced by means of a transistor T associated with a coil L (or self) and a capacitor C. The coil L is here an inductive element and it can therefore be replaced by an equivalent element, such as a microstrip line by example. As explained for FIG. 1, the amplifier 1 has at its output an impedance RL.

Dans l'invention, le dispositif d'amplification comporte, en outre, un dispositif d'adaptation d'impédance 3. Ce dispositif d'adaptation d'impédance est connecté entre la sortie de l'amplificateur 1 et l'entrée de l'antenne 2. Il a pour rôle d'adapter l'impédance vue de l'amplificateur 1, c'est-à-dire l'impédance RL, à l'impédance de l'antenne 2. In the invention, the amplification device further comprises an impedance matching device 3. This impedance matching device is connected between the output of the amplifier 1 and the input of the antenna 2. Its role is to adapt the impedance seen from amplifier 1, that is to say the impedance RL, to the impedance of antenna 2.

Ce dispositif d'adaptation d'impédance 3 permet donc d'adapter l'impédance de charge RL, c'est-à-dire l'impédance vue par le transistor T de l'amplificateur de puissance 1 à l'impédance de l'antenne 2, quel que soit le niveau de la puissance requis en sortie du téléphone mobile, c'est-à-dire au niveau de l'antenne 2. Autrement dit, ce dispositif 3 permet de réaliser une variation d'impédance de façon à obtenir, dans le circuit d'amplification, une impédance variable contrôlée. This impedance matching device 3 therefore makes it possible to adapt the load impedance RL, that is to say the impedance seen by the transistor T of the power amplifier 1 to the impedance of the antenna 2, whatever the level of power required at the output of the mobile telephone, that is to say at the level of antenna 2. In other words, this device 3 makes it possible to produce a variation in impedance so as to obtain, in the amplification circuit, a controlled variable impedance.

Dans l'invention, on choisit une tension d'alimentation Vcc constante. In the invention, a constant supply voltage Vcc is chosen.

On choisit aussi un courant de charge la ainsi qu'une impédance de charge RL variables. We also choose a load current la as well as a variable load impedance RL.

Puisque Vcc est constante on obtient :

Since Vcc is constant we get:

Pour obtenir un rendement Il égal au rendement maximal, soit :

Pout pour 71 = = 71 maX, Vcc IQ on réduit IQ. On a alors :

Le rendement obtenu est alors :

To obtain a yield Il equal to the maximum yield, that is:

Pout for 71 = = 71 maX, Vcc IQ we reduce IQ. We then have:

The yield obtained is then:

Ce résultat est le résultat théorique obtenu pour IQ variable et RL variable. En pratique, avec un transistor réel dont on n'utilise pas toute la

caractéristique, on a, comme expliqué précédemment :

/e \ max=0, 5 1---F Vcc Aussi, on obtient Pout (vcc + e RL* (vcc-E POM =------"-== z. * =------D'où : D'où : Pout (C-ë) 2 ri Vcc. 1 Q Q L Q Et comme RL IQ* = Vcc, alors 7=0, 5 1---r max Vcc

Le rendement alors obtenu est égal au rendement maximum, quelle que soit la puissance de sortie, c'est-à-dire quel que soit Pout
Le dispositif d'adaptation d'impédance de l'invention peut être réalisé de différentes manières. La manière la plus simple est représentée sur la figure 4A. Dans ce cas, le dispositif d'adaptation d'impédance comporte un filtre passe-bas comprenant une bobine L'connectée en série entre la sortie de l'amplificateur de puissance 1 et l'antenne 2. Il comporte aussi une capacité variable C'connectée en parallèle sur l'antenne 2. Cette capacité C' peut-être choisie, par exemple, entre 0 et 4 pF. Si l'on considère que l'impédance vue de l'amplificateur 1 s'appelle R1+) X1, alors dans ce cas on obtient :

This result is the theoretical result obtained for variable IQ and variable RL. In practice, with a real transistor which we do not use all the

characteristic, we have, as explained above:

/ e \ max = 0, 5 1 --- F Vcc Also, we get Pout (vcc + e RL * (vcc-E POM = ------ "- == z. * = ----- -From where: From where: Pout (C-ë) 2 ri Vcc. 1 QQLQ And as RL IQ * = Vcc, then 7 = 0, 5 1 --- r max Vcc

The efficiency then obtained is equal to the maximum efficiency, whatever the output power, i.e. whatever Pout
The impedance matching device of the invention can be produced in different ways. The simplest way is shown in Figure 4A. In this case, the impedance matching device comprises a low-pass filter comprising a coil L'connected in series between the output of the power amplifier 1 and the antenna 2. It also comprises a variable capacitance C ' connected in parallel on the antenna 2. This capacitance C ′ can be chosen, for example, between 0 and 4 pF. If we consider that the impedance seen from amplifier 1 is called R1 +) X1, then in this case we obtain:

Où Q est la charge du circuit, la est imposé par la résistance Ri et Ro est l'impédance de l'antenne, soit 50 n. Si l'on choisit, par exemple, Ri égal à 10 n, alors on peut pendre une self de 1.6 nH et une capacité de 3.2 pF. Where Q is the load of the circuit, la is imposed by the resistance Ri and Ro is the impedance of the antenna, that is 50 n. If we choose, for example, Ri equal to 10 n, then we can hang a self of 1.6 nH and a capacity of 3.2 pF.

Un autre mode de réalisation du dispositif d'adaptation d'impédance consisterait à utiliser deux diodes polarisées en sens inverses. Ce mode de réalisation est représenté sur la figure 4B. On obtient alors, en sortie de ce dispositif, un niveau de puissance de 24 ou 27 dBm avec un rendement maximum. Another embodiment of the impedance matching device would consist in using two diodes polarized in opposite directions. This embodiment is shown in Figure 4B. We then obtain, at the output of this device, a power level of 24 or 27 dBm with maximum efficiency.

Un autre mode de réalisation est représenté sur la figure 4C. Dans ce mode de réalisation, le dispositif d'adaptation d'impédance comporte trois composants dont deux au moins sont variables. On peut utiliser, comme montré sur la figure 4C, une bobine L 1 et deux capacités variables C1 et C2 connectées en parallèle. Another embodiment is shown in Figure 4C. In this embodiment, the impedance matching device comprises three components, at least two of which are variable. It is possible to use, as shown in FIG. 4C, a coil L 1 and two variable capacitors C1 and C2 connected in parallel.

On peut également utiliser une bobine L2 et deux capacités variables C3 et C4 connectées en T comme montré sur la figure 4D ou une bobine L3 et deux capacités variables C5 et C6 connectées en'ru comme montré sur la figure 4E
Ces trois figures 4C, 4D et 4E sont équivalentes, en fonctionnement. It is also possible to use a coil L2 and two variable capacities C3 and C4 connected at T as shown in FIG. 4D or a coil L3 and two variable capacities C5 and C6 connected en'ru as shown in FIG. 4E
These three figures 4C, 4D and 4E are equivalent, in operation.

Un autre mode de réalisation consiste à utiliser une bobine variable L4 et deux capacités C7 et C8 dont l'une C8 en parallèle est variable, et l'autre C7 en série est fixe. Ce mode de réalisation est représenté sur le figure 4F. Il est possible aussi d'utiliser, comme montré sur la figure 4G deux bobines L5 et L6 en série, dont l'une L6 proche de l'antenne est variable, et une capacité variable C9 en parallèle et raccordée au point milieu des deux bobines. Another embodiment consists in using a variable coil L4 and two capacitors C7 and C8, one of which C8 in parallel is variable, and the other C7 in series is fixed. This embodiment is shown in Figure 4F. It is also possible to use, as shown in FIG. 4G, two coils L5 and L6 in series, one of which L6 close to the antenna is variable, and a variable capacity C9 in parallel and connected to the midpoint of the two coils .

Pour toutes ces figures, les bobines peuvent être remplacées par des équivalents (microruban ou autre)
Toutefois, ces modes de réalisations dans lesquelles une bobine est variable sont moins faciles à mettre en oeuvre, car il est moins facile de faire varier une bobine qu'une capacité. For all these figures, the coils can be replaced by equivalents (microstrip or other)
However, these embodiments in which a coil is variable are less easy to implement, because it is less easy to vary a coil than a capacity.

Dans les modes de réalisations qui viennent d'être décrits et qui comportent au moins une capacité variable, on peut réaliser cette capacité variable de plusieurs façons. Par exemple, la capacité variable peut être In the embodiments which have just been described and which comprise at least one variable capacity, this variable capacity can be produced in several ways. For example, variable capacity can be

réalisée à partir de diodes varicap polarisées. Cependant, dans ce cas, les diodes varicap doivent d'être polarisées avec des tensions très élevées, c'est-à-dire de l'ordre de 50 V, ce qui n'est pas aisé à mettre en oeuvre dans un téléphone mobile. made from polarized varicap diodes. However, in this case, the varicap diodes must be polarized with very high voltages, that is to say of the order of 50 V, which is not easy to implement in a mobile telephone. .

Les capacités variables peuvent également être réalisées au moyen d'une batterie de diodes pin avec une capacité en série, ou bien au moyen d'une batterie de transistors MOS, ou encore au moyen d'un micro-moteur c'est-à-dire d'un moteur et d'engrenages microscopiques réalisés dans le silicium. The variable capacities can also be achieved by means of a battery of pin diodes with a capacity in series, or by means of a battery of MOS transistors, or even by means of a micro-motor that is to say say of a microscopic motor and gears made in silicon.

Tous les modes de réalisation des figures 4C à 4G décrits ci-dessus ont l'avantage de comporter trois composants ce qui permet d'obtenir un nombre plus important de dégrés de liberté, afin de pouvoir modifier l'impédance variable plus facilement et surtout de façon plus précise. Cela permet également de modifier le facteur de qualité Q qui est l'image de la bande passante obtenue. Ainsi, par exemple, plus on veut une large bande passante et plus l'on peut choisir une capacité faible. All the embodiments of FIGS. 4C to 4G described above have the advantage of comprising three components which makes it possible to obtain a greater number of degrees of freedom, in order to be able to modify the variable impedance more easily and above all to more precisely. This also makes it possible to modify the quality factor Q which is the image of the bandwidth obtained. So, for example, the more broadband you want, the lower the capacity you can choose.

En pratique, la mise en oeuvre du dispositif de l'invention nécéssite une phase d'apprentissage et de calibrage, effectuées sur le site de production. Cette phase d'apprentissage et de calibrage permet d'obtenir une table de correspondance entre les niveaux de puissance requis en sortie du téléphone et le ou les signaux de contrôle à appliquer au dispositif d'amplification et, en particulier, au dispositif d'adaptation d'impédance qui assure la variation de la charge vue depuis l'amplificateur. In practice, the implementation of the device of the invention requires a learning and calibration phase, carried out on the production site. This learning and calibration phase makes it possible to obtain a table of correspondence between the power levels required at the output of the telephone and the control signal or signals to be applied to the amplification device and, in particular, to the adaptation device. impedance which ensures the variation of the load seen from the amplifier.

Quel que soit le mode de réalisation choisi pour le dispositif d'adaptation d'impédance, l'invention permet de diminuer la puissance dynamique du circuit tout en diminuant la consommation électrique dans le dispositif d'amplification. Whatever the embodiment chosen for the impedance matching device, the invention makes it possible to reduce the dynamic power of the circuit while reducing the electrical consumption in the amplification device.

Par exemple, dans le cas d'un téléphone fonctionnant en mode UMTS, pour une puissance de sortie Pout de 24 dBm, on aurait, classiquement, un courant dans l'amplificateur de 300 mA et un courant dans le reste du téléphone de 200 mA, soit un courant total de 500 mA. Le dispositif de l'invention permet d'obtenir pour une puissance de sortie de 18 dBm (soit une puissance de 6 dBm inférieure à la puissance maximum), un courant dans l'amplificateur de 75 mA, d'où un courant total dans le téléphone de 275 mA. Cette diminution de la consommation électrique For example, in the case of a telephone operating in UMTS mode, for a Pout output power of 24 dBm, there would, conventionally, be a current in the amplifier of 300 mA and a current in the rest of the telephone of 200 mA , i.e. a total current of 500 mA. The device of the invention makes it possible to obtain, for an output power of 18 dBm (ie a power of 6 dBm less than the maximum power), a current in the amplifier of 75 mA, hence a total current in the 275 mA phone. This reduction in electricity consumption

permet d'augmenter le temps de communication du téléphone d'une demiheure (sur une base, pour les meilleures solutions actuelles, de deux heures). Et cela pour un coût peu élevé puisque le dispositif de variation d'impédance proposé dans l'invention ne comporte que des éléments électroniques classiques, de faibles coûts. increases the telephone's communication time by half an hour (on a basis, for the best current solutions, of two hours). And this for a low cost since the impedance variation device proposed in the invention comprises only conventional electronic elements, low costs.

Claims

1-Device for amplifying signals in a mobile telephone provided with an antenna (2) for transmission and reception, said device being located upstream of the antenna and comprising a voltage supply source (Vcc) and a power amplifier (1), characterized in that it further comprises an impedance matching device (3) connected between the power amplifier and the antenna and producing a variable impedance value as a function of '' a required level of antenna power.

2 - Device according to claim 1, characterized in that the impedance matching device comprises an inductive element, of the coil type, (L) connected in series between the power amplifier and the antenna and a variable capacity ( C) connected in parallel on the antenna.

3 - Device according to claim 1, characterized in that the impedance matching device comprises two diodes in series, polarized in opposite directions.

4-Device according to claim 1, characterized in that the impedance matching device comprises three components, at least two of which are variable.

5-Device according to claim 4, characterized in that the impedance matching device comprises a coil (L 1) and two variable capacities (C1, C2).

6 - Device according to claim 4, characterized in that the impedance matching device comprises a variable coil (L4) and two capacitors (C7, C8) one of which is variable.

7 - Device according to one of claims 4 to 6, characterized in that the variable capacity comprises at least two high voltage varicap diodes.

8 - Device according to one of claims 4 to 6, characterized in that the variable capacity comprises a micromotor.

9 - Device according to one of claims 4 to 6, characterized in that the variable capacity comprises a battery of MOS transistors or pin diodes.

10 - Device according to any one of claims 1 to 9, characterized in that it has a maximum efficiency whatever the level of power required.