JP2001177353A - 整合回路及びその調整方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 周辺回路に特性のばらつきがあるときでも、
製品の組み立て段階で、歪み特性及び消費電流が許容範
囲から外れることをほぼ確実に防止する。 【解決手段】 本発明の整合回路１５は、入力端子１６
及び出力端子１７に一端が接続された第１のコンデンサ
２０を備え、この第１のコンデンサ２０の他端及びバイ
アス端子２１に一端が接続されると共に他端がグランド
に接続されバイアス端子２１に印加されるバイアス電圧
に応じて容量が可変する第２のコンデンサ２２を備え、
そして、バイアス端子２１に接続され該バイアス端子２
１に印加するバイアス電圧を調整するバイアス電圧調整
手段２５を備えて構成されている。この構成の場合、製
品を組み立てた段階で、上記バイアス電圧を調整するこ
とにより、歪み特性及び消費電流が許容範囲から外れな
いように整合回路１５の整合条件を調整することが可能
となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば携帯電話等
の移動体通信用の高周波信号を増幅するアンプの整合回
路として好適する整合回路及びその調整方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】高周波信号を増幅するアンプの整合回路
は、従来より、コンデンサ等の素子を用いて構成されて
いる。そして、整合回路の整合条件は、整合回路から出
力される出力信号の歪み特性と、整合回路で消費される
消費電流とが許容される範囲に収まるように設定されて
いる。ここで、上記歪み特性と上記消費電流の関係は、
歪み特性を小さくすると消費電流が大きくなり、歪み特
性を大きくすると消費電流が小さくなるという関係にあ
る。従って、実験を行って、歪み特性と消費電流の両者
が予め決められた許容範囲に収まるように、整合回路の
整合条件、具体的的には、コンデンサの容量の値を決め
ていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、整合回路のコ
ンデンサの容量値を上述したようにして決めたとして
も、整合回路の周辺回路、例えばアンプや負荷等の特性
に製品ばらつきがあるため、全体の回路、即ち、製品を
組み立てた段階で、歪み特性または消費電流の一方が許
容範囲から外れることがあった。そして、このように特
性が許容範囲から外れた製品は、不良品となっていた。

【０００４】一方、整合回路の内部のコンデンサの容量
を可変させるように構成した整合回路が、特開平１０−
３３５９８０号公報に示されている。この公報の構成で
は、印加される電圧に応じて容量値が変化するコンデン
サを整合回路内に組み込み、出力電力が増加したとき
に、整合回路の上記コンデンサに印加される電圧が増加
し、これに伴って、整合条件が自動的に変化するように
構成している。

【０００５】そして、このような構成の整合回路を用い
れば、整合条件が自動的に変化するので、アンプ等（即
ち、整合回路の周辺回路）の特性にばらつきがあったと
しても、製品を組み立てた段階で、歪み特性や消費電流
が許容範囲から外れることは、前記容量値固定の構成に
比べて、少なくなると考えられる。尚、上記公報の構成
の場合、アンプと整合回路が一体になった１つの部品と
して構成されているので、ばらつきが非常に少ないアン
プ部品が構成されることになり、このような特性の良い
アンプ部品を製品に組み込むことになる。

【０００６】しかし、上記公報の整合回路を用いる構成
の場合、整合回路の周辺回路には必ずばらつきがあるの
で、歪み特性や消費電流が許容範囲から外れることが少
なくなるといっても、ある程度残ってしまい、やはり不
良品がある程度発生してしまうという問題点があった。
特に、整合回路の周辺回路（例えば、整合回路の負荷側
の回路や、アンプの前段側の回路）として、特性のばら
つきが大きいものを用いるような構成の場合には、製品
を組み立てた段階で、歪み特性や消費電流が許容範囲か
ら外れることが多くなるという問題点があった。

【０００７】そこで、本発明の目的は、整合回路の周辺
回路に特性のばらつきがあったとしても、製品を組み立
てた段階で、歪み特性及び消費電流が許容範囲から外れ
ることをほぼ確実に防止できる整合回路及びその調整方
法を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明によれ
ば、整合回路に、バイアス電圧に応じて容量が可変する
第２のコンデンサを設けると共に、上記バイアス電圧を
調整するバイアス電圧調整手段を設けるように構成した
ので、製品を組み立てた段階で、上記バイアス電圧を調
整することにより、歪み特性及び消費電流が許容範囲か
ら外れないように整合条件を調整することが可能とな
る。このため、整合回路の周辺回路に特性のばらつきが
あったとしても、製品を組み立てた段階で、歪み特性及
び消費電流が許容範囲から外れることをほぼ確実に防止
できる。

【０００９】請求項２の発明によれば、バイアス端子
と、第１のコンデンサの他端及び第２のコンデンサの一
端との間に抵抗を接続する構成としたので、バイアス電
流を所定値に固定することができ、回路動作を安定させ
ることができる。

【００１０】請求項３の発明によれば、入力端子及び出
力端子と、第１のコンデンサの一端との間にコイルを接
続する構成としたので、回路動作をより一層安定させる
ことができる。

【００１１】請求項４の発明によれば、出力端子から出
力される出力信号の歪み特性を検出すると共に、整合回
路で消費される消費電流を検出し、そして、これら検出
した歪み特性と消費電流に基づいてバイアス電圧を調整
するようにしたので、歪み特性及び消費電流が許容範囲
から外れないように整合条件をほぼ確実に調整すること
ができ、請求項１の発明と同じ作用効果を得ることがで
きる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明を無線通信装置であ
る例えば携帯電話機に適用した第１の実施例について、
図１ないし図４を参照しながら説明する。まず、図２
は、本実施例の携帯電話機１の電気的構成を示す機能ブ
ロック図である。この図２に示すように、携帯電話機１
は、マイクロコンピュータなどからなる制御回路２を中
心として構成されており、この制御回路２には、複数の
操作キーからなるキー操作部３から操作信号が与えられ
るように構成されている。そして、制御回路２は、ＬＣ
Ｄ等からなるディスプレイ４における表示を制御するよ
うに構成されている。

【００１３】また、音声がマイク５に入力されると、こ
のマイク５から音声信号が出力される。この音声信号
は、音声処理部６に与えられてＡ／Ｄ変換され、更に、
データ変換部７に与えられるように構成されている。こ
のデータ変換部７においては、例えばπ／４シフトＤＱ
ＰＳＫ（Differential Quadrature Phase Shift Keyin
g）信号に変換されるように構成されている。そして、
上記ＤＱＰＳＫ信号に変換（デジタル変調）された送信
データは、送受信部８に与えられ、ここで、例えば８０
０ＭＨｚ帯の搬送波信号によって直交変調され、アンテ
ナ９から電波信号として外部へ送信されるように構成さ
れている。

【００１４】一方、アンテナ９に電波信号を受信する
と、受信信号は、送受信部８及びデータ変換部７におい
て復調されてから、音声処理部６に与えられる。そし
て、音声処理部６においてＤ／Ａ変換されて音声信号と
して出力され、この音声信号がスピーカ１１に与えら
れ、該スピーカ１１から音声として出力されるように構
成されている。

【００１５】そして、制御回路２は、音声処理部６、デ
ータ変換部７及び送受信部８の各制御を実行するように
構成されている。更に、制御回路２は、ＲＡＭやＥＥＰ
ＲＯＭ等から構成された記憶部１２に対して、データの
書き込み及びデータの読み出しを実行するように構成さ
れている。上記記憶部１２には、種々のデータ（例えば
複数の相手先の電話番号及び名前のデータや各種のメッ
セージのデータや各種のメロディのデータなど）、並び
に、後述するバイアス電圧値を記憶させることが可能に
なっている。

【００１６】さて、前記送受信部８のうちの送信回路の
一部分（パワーアンプや整合回路などの回路部分）の具
体的構成を、図１に示す。尚、この図１には、制御回路
２と記憶部１２も一緒に示している。

【００１７】上記図１に示すように、送信回路のパワー
アンプ１３は、送信回路の直交変調部（図示しない）に
おいて直交変調された送信信号（即ち、高周波信号）を
増幅する機能を有しており、その出力端子１４は、整合
回路１５の入力端子１６に接続されている。この整合回
路１５の出力端子１７は、アイソレータ１８及び切換ス
イッチ１９を介してアンテナ９に接続されている。この
構成の場合、アイソレータ１８、切換スイッチ１９、ア
ンテナ９等は、整合回路１５の負荷である。

【００１８】尚、アイソレータ１８は、信号が図中右方
へ通過するのを許可し、図中左方へ通過するのを阻止す
る機能を有している。切換スイッチ１９は、アンテナ９
を送信回路（アイソレータ１８）側へ接続するか、アン
テナ９を受信回路（図示しない）側へ接続するかを切り
換えるスイッチである。

【００１９】そして、整合回路１５は、入力端子１６及
び出力端子１７に一端が接続された第１のコンデンサ２
０と、この第１のコンデンサ２０の他端及びバイアス端
子２１に一端が接続されると共に他端がグランドに接続
された第２のコンデンサ２２と、バイアス端子２１と第
１のコンデンサ２０の他端及び第２のコンデンサ２２の
一端との間に接続された抵抗２３とを備えて構成されて
いる。ここで、上記第２のコンデンサ２２は、バイアス
端子２１に印加されるバイアス電圧に応じて容量が可変
するコンデンサであり、例えば市販の可変容量ダイオー
ドにより構成されている。

【００２０】この構成の場合、バイアス端子２１に印加
させるバイアス電圧を変化させると、第２のコンデンサ
２２の容量値が変化し、整合回路１５の整合条件が変化
する。また、上記第１のコンデンサ２０は、ＤＣカット
用のコンデンサである。更に、抵抗２３は、バイアス電
流を所定値に固定するための抵抗である。また、上記バ
イアス端子２１には、このバイアス端子２１に印加する
バイアス電圧を可変調整するバイアス発生回路２４が接
続されている。

【００２１】このバイアス発生回路２４は、前記制御回
路２から与えられた制御信号に応じたレベル（任意のレ
ベル）のバイアス電圧を発生し、上記バイアス端子２１
に印加する機能を備えている。そして、制御回路２は、
バイアス発生回路２４から発生するバイアス電圧のレベ
ルを所望の値に可変させる制御信号を出力するように構
成されている。この場合、バイアス発生回路２４と制御
回路２とにより、バイアス電圧調整手段２５が構成され
ている。

【００２２】次に、整合回路１５の整合条件を調整する
方法について、図３及ぶ図４も参照して説明する。尚、
整合回路１５の整合条件を調整する作業を行う前に、図
１及び図２に示す携帯電話機の電気的構成（電気回路の
セット）の組み立てを完了しておく。

【００２３】そして、例えば携帯電話機の生産ラインに
おいて、上記セットの組み立て完了後に、整合回路１５
の出力端子１７から出力される出力信号（送信信号）の
歪み特性を検出する。この場合、歪み特性検出器（歪み
特性モニタ）によって、切換スイッチ１９とアンテナ９
との間の通電路に流れる信号の歪み特性を検出してい
る。これと共に、回路全体で消費される消費電流を検出
する。この場合、消費電流検出器（消費電流モニタ）に
よって、携帯電話機の消費電流（具体的には、携帯電話
機の各回路に電源を供給する定電圧電源回路から出力さ
れる出力電流の大きさ（））電流値を検出している。

【００２４】そして、上記検出した歪み特性と消費電流
とに基づいて、前記バイアス端子２１に印加するバイア
ス電圧の値を調整する。この場合、例えばバイアス電圧
の値を可変させながら、検出した歪み特性及び消費電流
が許容範囲内に収まるように調整する。

【００２５】ここで、歪み特性及び消費電流について、
図３に従って説明する。図３に示すように、歪み特性と
消費電流の関係は、歪み特性を小さくすると消費電流が
大きくなり、歪み特性を大きくすると消費電流が小さく
なるという関係にある。従って、歪み特性と消費電流の
最適点（即ち、歪み特性ができるだけ小さく、且つ、消
費電流ができるだけ小さい点）は、図３中のＰ点とな
り、このＰ点で携帯電話機１が動作するように、整合回
路１５のバイアス端子２１に印加するバイアス電圧の値
を決めれば良い。

【００２６】しかし、携帯電話機１は製品毎に特性のば
らつきがあるので、図４に示すように、歪み特性と消費
電流との関係を示す特性曲線（グラフ）が、特性曲線
Ａ、Ｂ、Ｃ、………とばらつく（尚、図４には、３つの
特性曲線を示す）。このため、歪み特性と消費電流の最
適点を１つに決めることは困難であり、図４にて斜線領
域で示すような、歪み特性と消費電流の許容範囲を設定
するように構成されている。そして、本実施例において
は、上記した歪み特性と消費電流の許容範囲内で携帯電
話機１が動作するように、バイアス電圧の値を決め、こ
の決めたバイアス電圧値を記憶部１２に記憶させるよう
に構成している。

【００２７】このようにして、バイアス電圧値を決めた
後、即ち、携帯電話機１の通常の使用時においては、制
御回路２は、記憶部１２に記憶されているバイアス電圧
値を読み出すと共に、バイアス発生回路２４を制御して
該バイアス発生回路２４から上記読み出したバイアス電
圧値のバイアス電圧を発生させる。これにより、上記バ
イアス電圧が、整合回路１５のバイアス端子２１に印加
されるようになる。この結果、歪み特性及び消費電流が
許容範囲から外れないように整合回路１５の整合条件が
調整される。

【００２８】従って、整合回路１５の周辺回路（アンプ
や、負荷の回路など）に特性のばらつきがあったとして
も、製品を組み立てた段階で、歪み特性及び消費電流が
許容範囲から外れることをほぼ確実に防止できる。従っ
て、不良品の発生を極めて少なくすることができる。そ
して、上述したバイアス電圧値を決める調整作業は、携
帯電話機１を組み立てた後、１回実行するだけで良い。
尚、上記調整作業は、生産ラインで実行することが好ま
しい。

【００２９】また、上記実施例では、整合回路１５内
に、バイアス電流を所定値に固定するための抵抗２３を
設けたが、この抵抗２３を省略するように構成しても良
い。そして、この構成においても、上記実施例とほぼ同
様な作用効果を得ることができる。

【００３０】図５は、本発明の第２の実施例を示すもの
であり、第１の実施例と異なるところを説明する。尚、
第１の実施例と同一部分には、同一符号を付している。
この第２の実施例では、整合回路１５において、入力端
子１６及び出力端子１７と、第１のコンデンサ２０の一
端との間に、コイル２６を接続するように構成した。こ
れ以外の第２の実施例の構成は、第１の実施例と同じ構
成となっている。

【００３１】従って、第２の実施例においても、第１の
実施例とほぼ同じ作用効果を得ることができる。特に、
第２の実施例では、入力端子１６及び出力端子１７と、
第１のコンデンサ２０の一端との間に、コイル２６を接
続するように構成したので、整合条件の調整が容易にな
り、回路動作をより一層安定させることができる。

【００３２】図６は、本発明の第３の実施例を示すもの
であり、第２の実施例と異なるところを説明する。尚、
第２の実施例と同一部分には、同一符号を付している。
この第３の実施例では、入力端子１６及び出力端子１７
と、第１のコンデンサ２０の一端との間に、コイル２６
を接続することを止めて、コイル２７を、第１のコンデ
ンサ２０の他端及び第２のコンデンサ２２の一端と、抵
抗２３との間に接続するように構成した。これ以外の第
３の実施例の構成は、第２の実施例と同じ構成となって
いる。従って、第３の実施例においても、第２の実施例
とほぼ同じ作用効果を得ることができる。

【００３３】図７は、本発明の第４の実施例を示すもの
であり、第２の実施例と異なるところを説明する。尚、
第２の実施例と同一部分には、同一符号を付している。
この第４の実施例では、入力端子１６及び出力端子１７
と、第１のコンデンサ２０の一端との間に、コイル２６
を接続することを止めて、コイル２８を、第２のコンデ
ンサ２２の他端と、グランドとの間に接続するように構
成した。これ以外の第４の実施例の構成は、第２の実施
例と同じ構成となっている。従って、第４の実施例にお
いても、第２の実施例とほぼ同じ作用効果を得ることが
できる。

【００３４】尚、上記各実施例においては、本発明を携
帯電話機１に適用したが、これに限られるものではな
く、ＰＨＳの端末機に適用するように構成しても良い
し、また、他の電気機器の高周波回路に組み込まれた整
合回路に適用するように構成しても良い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示す整合回路及びその
周辺回路の電気的構成図

【図２】携帯電話機のブロック図

【図３】歪み特性と消費電流との関係を示す特性図

【図４】歪み特性と消費電流との関係の製品ばらつきを
示す特性図

【図５】本発明の第２の実施例を示す整合回路の電気回
路図

【図６】本発明の第３の実施例を示す整合回路の電気回
路図

【図７】本発明の第４の実施例を示す整合回路の電気回
路図

【符号の説明】

１は携帯電話機、２は制御回路、７はデータ変換部、８
は送受信部、９はアンテナ、１２は記憶部、１３はパワ
ーアンプ、１４は出力端子、１５は整合回路、１６は入
力端子、１７は出力端子、１８はアイソレータ、１９は
切換スイッチ、２０は第１のコンデンサ、２１はバイア
ス端子、２２は第２のコンデンサ、２３は抵抗、２４は
バイアス発生回路、２５はバイアス電圧調整手段、２
６、２７、２８はコイルを示す。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 アンプに接続される入力端子と、 負荷に接続される出力端子と、 前記入力端子及び前記出力端子に一端が接続された第１
   のコンデンサと、 この第１のコンデンサの他端及びバイアス端子に一端が
   接続されると共に他端がグランドに接続され、前記バイ
   アス端子に印加されるバイアス電圧に応じて容量が可変
   する第２のコンデンサと、 前記バイアス端子に接続され、前記バイアス端子に印加
   するバイアス電圧を調整するバイアス電圧調整手段とを
   備えて成る整合回路。
2. 【請求項２】 前記バイアス端子と、第１のコンデンサ
   の他端及び前記第２のコンデンサの一端との間に、抵抗
   を接続したことを特徴とする請求項１記載の整合回路。
3. 【請求項３】 前記入力端子及び前記出力端子と、第１
   のコンデンサの一端との間に、コイルを接続したことを
   特徴とする請求項２記載の整合回路。
4. 【請求項４】 アンプに接続される入力端子と、負荷に
   接続される出力端子と、前記入力端子及び前記出力端子
   に一端が接続された第１のコンデンサと、この第１のコ
   ンデンサの他端及びバイアス端子に一端が接続されると
   共に他端がグランドに接続され、前記バイアス端子に印
   加されるバイアス電圧に応じて容量が可変する第２のコ
   ンデンサと、前記バイアス端子に接続され、前記バイア
   ス端子に印加するバイアス電圧を調整するバイアス電圧
   調整手段とを備えて成る整合回路の調整方法において、 前記出力端子から出力される出力信号の歪み特性を検出
   すると共に、 回路全体で消費される消費電流を検出し、 前記歪み特性と前記消費電流に基づいて前記バイアス電
   圧を調整することを特徴とする整合回路の調整方法。