JP2002232246A - 振幅変調用の電力コントローラ - Google Patents

振幅変調用の電力コントローラ

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JP2002232246A
JP2002232246A JP2001341966A JP2001341966A JP2002232246A JP 2002232246 A JP2002232246 A JP 2002232246A JP 2001341966 A JP2001341966 A JP 2001341966A JP 2001341966 A JP2001341966 A JP 2001341966A JP 2002232246 A JP2002232246 A JP 2002232246A
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signal
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control
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JP2001341966A
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Edward L Henderson
エル． ヘンダーソン エドワード
Samuel H Nork
エイチ． ノーク サミュエル
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    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03G—CONTROL OF AMPLIFICATION
    • H03G3/00—Gain control in amplifiers or frequency changers
    • H03G3/20—Automatic control
    • H03G3/30—Automatic control in amplifiers having semiconductor devices
    • H03G3/3036—Automatic control in amplifiers having semiconductor devices in high-frequency amplifiers or in frequency-changers
    • H03G3/3042—Automatic control in amplifiers having semiconductor devices in high-frequency amplifiers or in frequency-changers in modulators, frequency-changers, transmitters or power amplifiers
    • H03G3/3047—Automatic control in amplifiers having semiconductor devices in high-frequency amplifiers or in frequency-changers in modulators, frequency-changers, transmitters or power amplifiers for intermittent signals, e.g. burst signals

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  • Amplifiers (AREA)
  • Amplitude Modulation (AREA)
  • Control Of Amplification And Gain Control (AREA)
  • Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＥＤＧＥ規格またはＴＤＭＡ規格等の他の規
格を使用して、振幅変調されたＲＦ電力増幅器の出力電
力信号を正確に制御するＲＦ電力コントローラを提供す
ること。 【解決手段】 電力コントローラは、制御信号を用い
て、電力増幅器の電力出力信号を調節する電力コントロ
ーラであって、電力増幅器からフィードバック信号を受
信する、フィードバック回路と、フィードバック回路か
らの信号に応答する制御増幅器と、制御信号を生成する
第２の増幅器であって、第１の期間中、制御増幅器の出
力信号に応答し、電力出力信号の第２の振幅変調期間
中、制御増幅器出力信号に応答しない第２の増幅器とを
含む。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電力コントローラ
に関する。さらに詳細には、本発明は、無線周波数での
振幅変調用の電力コントローラに関する。
【０００２】
【従来の技術】ＲＦ電力増幅器は、ＲＦ入力信号を増幅
し、アンテナ等の負荷を駆動する。ＲＦ電力増幅器は、
負荷に送るＲＦ信号の強度を決定する。アンテナの場
合、ＲＦ電力増幅器はアンテナにより放射されるＲＦ信
号の強度を決定する。携帯電話および無線データモデム
といった多数の用途において、負荷に送られるＲＦエネ
ルギー量は、電力レベルの特定された範囲内で限定的に
制御される。それゆえ、ＲＦ電力コントローラは、ＲＦ
電力増幅器の出力を調整するように使用される場合が多
い。ＲＦ電力コントローラは、ＲＦ信号に適用される増
幅、従って負荷に伝達される信号の電力レベルの度合い
を決定する。
【０００３】ＲＦ電力コントローラは、開ループまたは
閉ループ設計を含み得る。開ループ系では、ＲＦ電力コ
ントローラは、所望の出力電力レベルを示す電力制御入
力信号を固定された基準信号と比較する。信号間の差
は、ＲＦ電力増幅器の増幅要素を制御する。
【０００４】閉ループ系では、ＲＦ電力増幅器の実際の
出力は、出力制御入力信号と比較される。ＲＦ電力コン
トローラは、ＲＦ電力増幅器の増幅要素を調整し、それ
によって測定された電力レベルおよび所望の電力レベル
との間の差を最小にする。閉ループ制御系は、開ループ
システムより出力電力レベルのより正確な調整を提供す
る。
【０００５】モバイル通信に使用されるＲＦ電力増幅器
は、位相変調されたＲＦ入力信号に基づいて、一定の振
幅電力信号を負荷に出力する。ＧＳＭ電話によって使用
される、ＥＤＧＥと呼ばれる新しい規格は、振幅変調お
よび位相変調を使用することによりデータ出力レートを
増加させる。ＲＦ電力コントローラは、振幅変調（Ａ
Ｍ）の最中に、閉電力制御ループを使用し、それによっ
てＲＦ電力増幅器の出力電力をＥＤＧＥ規格で制御する
ことが出来ない。ＥＤＧＥシステムでは、ＲＦ電力増幅
器の出力電力信号は非固定の振幅を有する。閉電力制御
ループは、フィードバック信号の振幅に生じる望ましく
ない変動に応答して、電力出力信号の振幅変調を相殺す
る傾向にある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、ＥＤＧＥ規格
またはＴＤＭＡ規格等の他の規格を使用して、振幅変調
されたＲＦ電力増幅器の出力電力信号を正確に制御する
ＲＦ電力コントローラを提供することが望まれる。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明による電力コント
ローラは、制御信号を用いて、電力増幅器の電力出力信
号を調節する電力コントローラであって、電力増幅器か
らフィードバック信号を受信する、フィードバック回路
と、フィードバック回路からの信号に応答する制御増幅
器と、制御信号を生成する第２の増幅器であって、第１
の期間中、制御増幅器の出力信号に応答し、電力出力信
号の第２の振幅変調期間中、制御増幅器出力信号に応答
しない第２の増幅器とを含み、それにより上記目的が達
成される。
【０００８】フィードバック回路が、電力増幅器から、
電圧フィードバック信号を受信してもよい。
【０００９】フィードバック回路が、電圧フィードバッ
ク信号に応答するピーク検出器回路を含んでもよい。
【００１０】フィードバック回路が、ピーク検出器に接
続された検出器増幅器をさらに含んでもよい。
【００１１】フィードバック回路が、電圧フィードバッ
ク信号に応答する対数検出器を含んでもよい。
【００１２】フィードバック回路が、電力増幅器から電
流フィードバック信号を受信してもよい。
【００１３】フィードバック回路が、入力電圧から、電
力増幅器に流れる電流を感知する増幅器を含んでもよ
い。
【００１４】フィードバック回路が、感知抵抗器をさら
に含み、フィードバック回路内の増幅器が、感知抵抗器
を通じて電流を感知してもよい。
【００１５】制御増幅器が、電力制御入力信号にも応答
してもよい。
【００１６】第１のスイッチが、第１の期間中に、制御
増幅器を第２の増幅器に結合し、第２の振幅変調期間中
に、制御増幅器を第２の増幅器から切り離してもよい。
【００１７】第２の増幅器が、バッファ増幅器であって
もよい。
【００１８】第２の振幅変調期間中、制御増幅器の出力
信号を実質的に一定に維持するバッファ増幅器をさらに
含んでもよい。
【００１９】制御増幅器出力信号が、第２の振幅変調期
間中、第１のコンデンサに格納され、第２の増幅器が、
第１のコンデンサの電圧に応答してもよい。
【００２０】第２の増幅器が、第２のコンデンサの電圧
にも応答してもよい。
【００２１】第２のコンデンサの電圧を監視し、第２の
増幅器に基準電圧を提供する第３の増幅器をさらに含ん
でもよい。
【００２２】第２のコンデンサに接続され、第１の期間
中は閉じられ、第２の振幅変調期間中は開けられてい
る、第２のスイッチをさらに含んでもよい。
【００２３】第２のスイッチに接続された基準電圧源を
さらに含んでもよい。
【００２４】第２の増幅器によって提供される制御信号
が、第２の振幅変調期間中に振幅変調されてもよい。
【００２５】本発明による電力増幅器は、ＲＦ電力増幅
器であり、電力コントローラは、ＲＦ電力コントローラ
であってもよい。
【００２６】本発明による方法は、電力コントローラか
らの制御信号を用いて、電力増幅器の電力出力信号を調
節する方法であって、電力出力信号を示すフィードバッ
ク信号から第１の信号を生成する工程と、電力制御入力
信号を示す第２の信号を生成する工程と、第１の期間中
に第１および第２の信号に応答して制御信号を生成する
工程と、電力出力信号の振幅変調期間中に第１および第
２の信号に応答しない第１のコンデンサの電圧に応答し
て制御信号を生成する工程と、を包含し、それにより上
記目的が達成される。
【００２７】第１の信号を生成する工程が、電力出力信
号を示す電圧フィードバック信号に応答して、第１の信
号を生成する工程をさらに包含してもよい。
【００２８】第１の信号を生成する工程が、電圧フィー
ドバック信号に応答するピーク検出器回路を用いて、第
１の信号を生成する工程をさらに包含してもよい。
【００２９】第１の信号を生成する工程が、電圧フィー
ドバック信号に応答する対数検出器を用いて、第１の信
号を生成する工程をさらに包含してもよい。
【００３０】第１の信号を生成する工程が、電力出力信
号を示す電流フィードバック信号に応答して、第１の信
号を生成する工程をさらに包含してもよい。
【００３１】第１の信号を生成する工程が、入力電圧か
ら電力増幅器への電流フローを感知する増幅器を用い
て、第１の信号を生成する工程をさらに包含してもよ
い。
【００３２】第１の期間中に第１および第２の信号に応
答して制御信号を生成する工程が、第１および第２の信
号に結合されている制御増幅器を用いて、制御信号を生
成する工程をさらに包含してもよい。
【００３３】振幅変調期間中、バッファ増幅器を制御増
幅器に結合することによって、制御増幅器の出力信号を
実質的に一定に維持する工程をさらに包含してもよい。
【００３４】第１の期間および振幅変調期間中に制御信
号を生成する工程が、第２の増幅器の出力信号に応答し
て制御信号を生成する工程をさらに包含してもよい。
【００３５】第１の期間中に制御信号を生成する工程
が、スイッチを用いて制御増幅器を第２の増幅器に結合
する工程をさらに包含し、振幅変調期間中に制御信号を
生成する工程が、スイッチを用いて制御増幅器を第２の
増幅器から切り離す工程をさらに包含してもよい。
【００３６】第２の増幅器が、バッファ増幅器であって
もよい。
【００３７】振幅変調期間中に制御信号を実質的に一定
に維持する第２のコンデンサの電圧を監視して、第３の
増幅器を用いて、基準電圧を第２の増幅器に提供する工
程をさらに包含してもよい。
【００３８】振幅変調期間中に第２のコンデンサに結合
されているスイッチを開く工程をさらに包含してもよ
い。
【００３９】第１の期間中に基準電圧を第２のコンデン
サに提供する工程をさらに包含してもよい。
【００４０】電力増幅器は、ＲＦ電力増幅器であり、電
力コントローラは、ＲＦ電力コントローラであってもよ
い。
【００４１】制御信号が、振幅変調期間中に振幅変調さ
れてもよい。
【００４２】本発明による方法は、電力コントローラか
らの制御信号を用いて、電力増幅器の電力出力信号を調
節する方法であって、電力出力信号を示すフィードバッ
ク信号から第１の信号を生成する工程と、第１の期間中
に第１の信号および電力制御入力信号に応答して制御信
号を生成する工程と、電力出力信号が振幅変調される第
２の期間中に第１の信号に応答しない第１のコンデンサ
の電圧に応答して制御信号を生成する工程と、を包含す
る方法であって、制御信号が、第１の信号に応答しない
第２のコンデンサに格納された基準電圧にも応答する、
電力増幅器の電力出力信号を調節し、それにより上記目
的が達成される。
【００４３】第１の期間中に制御信号を生成する工程
が、第１および第２の信号を受信するように結合されて
いる制御増幅器の出力信号に応答して制御信号を生成す
る工程をさらに包含してもよい。
【００４４】第２の期間中にバッファ増幅器を制御増幅
器に結合して、第２の期間の終わりの制御信号の電圧過
渡現象を減少する工程をさらに包含してもよい。
【００４５】第１および第２の期間中に制御信号を生成
する工程が、第２の増幅器の出力信号に応答して制御信
号を生成する工程をさらに包含してもよい。
【００４６】第３の増幅器が、第２のコンデンサの基準
電圧を監視し、信号を第２の増幅器に提供してもよい。
【００４７】第２の期間中に制御信号を生成する工程
が、第２の期間中に制御増幅器を第２の増幅器から切り
離す工程をさらに包含してもよい。
【００４８】第１の信号を生成する工程が、電力出力信
号を示す電圧フィードバック信号に応答して第１の信号
を生成する工程をさらに包含してもよい。
【００４９】第１の信号を生成する工程が、電力出力信
号を示す電流フィードバック信号に応答して第１の信号
を生成する工程をさらに包含してもよい。
【００５０】電力増幅器が、ＲＦ電力増幅器であり、電
力コントローラが、ＲＦ電力コントローラであってもよ
い。
【００５１】非固定の振幅電力変調を有するＥＤＧＥ規
格またはＴＤＭＡ規格等の他の規格を使用して、振幅変
調されたＲＦ電力増幅器の出力電力信号を正確に制御す
るＲＦコントローラを提供することが本発明の目的であ
る。
【００５２】ＲＦ電力増幅器の電力出力信号が振幅変調
される場合、開ループで調整するＲＦ電力コントローラ
を提供することもまた、本発明の目的である。
【００５３】開ループの間にＲＦ電力コントローラの出
力電圧を一定に維持するシステムを提供することもま
た、本発明の目的である。
【００５４】開ループから閉ループに移行する場合、Ｒ
Ｆ電力コントローラの出力電圧の電圧過渡現象を最小に
することもまた、本発明の目的である。
【００５５】本発明の上記のおよび他の目的に従って、
ＲＦ電力増幅器からの正確な電力出力信号に振幅変調を
提供するＲＦ電力出力コントローラが提供される。本発
明はまた、振幅変調されたＲＦ電力増幅器のＲＦ電力出
力信号を正確に制御する方法を包含する。本発明のＲＦ
電力コントローラは、ＥＤＧＥ規格または非固定の振幅
電力変調を有するＴＤＭＡ規格等の他の規格を使用して
ＲＦ電力増幅器からの振幅変調された電力出力信号を制
御する。本発明のＲＦ電力コントローラは、イネーブル
なサイクルにおいてＲＦ電力出力をランプアップし（ｒ
ａｍｐ ｕｐ）、次にランプダウンする（ｒａｍｐ ｄ
ｏｗｎ）間、電力制御ループを閉じる。
【００５６】ＲＦ電力出力信号は、ＲＦ電力出力をラン
プアップおよびランプダウンする間の一定の期間に振幅
変調される。ＲＦ電力出力信号が振幅変調される期間中
に、電力制御ループが開かれ、電力制御増幅器の出力電
圧が増幅器からの出力後にコンデンサに蓄えられる。増
幅器の出力は、振幅変調期間の間にＲＦ電力コントロー
ラの出力電圧をＲＦ電力増幅器に供給する。ＲＦ出力電
力信号の平均値は、増幅器によって供給される電力制御
出力電圧が一定なので、一定である。
【００５７】本発明はまた、開ループ期間の間にＲＦ電
力コントローラの出力電圧が実質的に一定なままである
ことをさらに確実にするさらなる回路を含んでもよい。
増幅器の各入力の電圧差は、開ループの間の２つのコン
デンサに維持され得る。開ループの間の電力制御増幅器
の出力電圧を制御することによって、開ループから閉ル
ープに遷移する場合に、本発明は、ＲＦ電力コントロー
ラの出力電圧の電圧過渡現象を最小にする。
【００５８】本発明の上記の目的および特徴は、添付さ
れた図面と関連して以下の詳細な説明からさらに明らか
に理解され得る。添付された図面において、同一の参照
番号は、本明細書を通じて構造上の同じ要素を示す。
【００５９】
【発明の実施の形態】図１は、本発明の１実施形態の模
式図である。図１に示されるＲＦ電力コントローラ４０
は、ノード３２で出力電圧ＶOUTを提供し、ノード２８
でＲＦ電力増幅器３０の電力出力信号Ｐoutを調整す
る。コントローラ４０の電力制御増幅器４４に結合され
る電力制御入力信号ＶPCINは、負荷によって必要とされ
る電力レベルを示す。
【００６０】本発明のＲＦ電力コントローラは、出力電
圧信号ＶOUTを使用してＲＦ電力増幅器のＲＦ出力電力
信号ＰOUTを調整する。電力は、「イネーブル」モード
の間に、負荷によってＲＦ電力増幅器から引き出され
る。アナログ電力制御入力信号ＶPCINは、イネーブルモ
ードの間に、ＲＦ電力増幅器がどんな電力レベルを負荷
に送るべきかをＲＦ電力コントローラに示す。ＲＦ電力
コントローラは、ＶPCINに応答して出力電圧信号ＶOUT
をＲＦ電力増幅器に提供する。出力電圧信号ＶOUTは、
ＲＦ電力増幅器が負荷に出力する必要がある電力レベル
ＰOUTを調整する。ＲＦ電力増幅器は、ＲＦ電力コント
ローラの出力電圧ＶOUTとＲＦ電力増幅器の電力出力Ｐ
OUTとの間の関係を決定する伝送曲線を有する。出力電
圧ＶOUTは、各イネーブル期間の間にＲＦ電力増幅器に
よって出力される電力レベルＰOUTを正確に示す。
【００６１】ＲＦ電力増幅器の出力電力要件は、基地局
への距離が変わるにつれて変動し得る。基地局は、アプ
リケーションデバイス（例えば、携帯電話）に信号を送
り返し、それによってアンテナが基地局に所望の信号強
度を供給する次のイネーブルモードで、より大きい、ま
たはより小さい電力がＲＦ電力増幅器に必要とされるこ
とを示す。アプリケーションデバイスは、次のイネーブ
ルモードの電力制御入力信号を増加することまたは減少
することによって基地局からの信号に応答し、その結
果、ＲＦ電力増幅器のＰOUTを適切に増加または減少す
る。
【００６２】電力制御入力信号ＶPCINはまた、ＲＦ電力
増幅器が出力電力をもう必要としない場合を示す。ＲＦ
電力コントローラは、ＲＦ電力増幅器にその電力出力を
中断させるように指示するゼロという値にまで出力電圧
を減少させることで応答する。ＲＦ電力増幅器は、各イ
ネーブルモード後のスタンバイモードの間、本質的に休
止している。ＲＦ電力増幅器のデューティサイクルは、
ＲＦ電力増幅器がＥＮＡＢＬＥモードおよびＳＴＡＮＤ
ＢＹモードである時間を含む。
【００６３】ＲＦ電力コントローラは、イネーブルモー
ドの間に電力コントロールループを閉じる場合、出力電
力信号ＰOUTは、ＲＦ電力増幅器からのフィードバック
信号（例えば、図１のノード２６での信号）を使用して
ＶPCINによって示されるレベルに調整される。フィード
バック信号は、所定の時点でのＰOUTを示す。ＲＦ電力
コントローラは、フィードバック信号を使用して、ＲＦ
電力増幅器がＶPCINによって必要とされる電力レベルを
出力するかどうかを決定する。
【００６４】ＲＦ電力増幅器の電力出力信号ＰOUTの一
部は、ＲＦ電力コントローラへのフィードバック信号と
して提供される。ＲＦ電力コントローラは、フィードバ
ック信号を使用し、電力制御ループが閉じる場合には、
それによってＲＦ電力増幅器の電力出力信号ＰOUTを調
整する。ＲＦ電力増幅器からのフィードバック信号は、
電力制御増幅器によって電力制御入力信号ＶPCINと比較
される。電力制御増幅器は、ＲＦ電力コントローラの出
力電力制御信号ＶOUTを変動させ、従ってＰOUTを調整す
る。
【００６５】フィードバック信号は、電圧フィードバッ
ク信号または電流フィードバック信号であり得る。電力
制御入力信号ＶPCINは、ＲＦ電力増幅器が負荷に提供す
る電力の量を示す。ＰOUTが電力制御入力信号ＶPCINに
よって示されるより小さい場合、フィードバック信号に
よりＲＦ電力コントローラはＶOUTを増加させ、それに
よってＰOUTが増加する。逆に、ＰOUTが電力制御入力信
号ＶPCINによって示されるより大きい場合、フィードバ
ック信号によりＲＦ電力コントローラはＶOUTを減少さ
せ、それによってＰOUTが減少する。従って、ＲＦ電力
コントローラは、ＶPCINによって示されるレベルにＲＦ
電力増幅器の出力電力信号ＰOUTを調整するためにフィ
ードバック信号に基づいてＶOUTを調整する。
【００６６】電力制御ループが閉じる場合、ＲＦ電力コ
ントローラは、フィードバック信号を使用して、ＲＦ電
力増幅器のＰOUTとＲＦ電力コントローラのＶOUTとの間
の関係に望まれない変化を生じさせる影響を相殺し得
る。例えば、ＲＦ電力増幅器へのＲＦ入力信号の搬送波
信号の電圧の変化、ＲＦ電力増幅器それ自体の熱の変
化、負荷のインピーダンスの変化全てにより、電力制御
ループが開く場合、ＲＦ電力増幅器はあまりにも大きい
電力、または小さい電力を出力し得る。さらに、特定の
ＲＦ電力増幅器の許容差（ｔｏｌｅｒａｎｃｅ）の変動
はまた、ループが開く場合、その出力電力信号に悪影響
を及ぼし得る。ＲＦ電力増幅器の許容差の変動は、ＲＦ
電力増幅器内のトランジスタの閾電圧の変動によって引
き起こされ得る。ＲＦ電力コントローラの出力電圧Ｖ
OUTは、これらオフセットの影響を相殺するようには開
ループの間は変わることはない。電力制御ループが閉鎖
される場合、ＲＦ電力コントローラは、ＲＦ電力増幅器
が正確な量の電力を出力するまで、フィードバック信号
を使用し、ＶOUTを変動させることによってこれらオフ
セットの影響を相殺する。
【００６７】本発明のＲＦ電力コントローラは、各イネ
ーブルモードの期間、ＲＦ電力増幅器の電力出力信号Ｐ
OUTを歪ませる上記の悪影響を取り除く閉電力制御ルー
プを提供する。本発明のＲＦ電力コントローラはまた、
ＰOUTを振幅変調および位相変調する各イネーブルモー
ドの期間、開電力制御ループを提供する。振幅変調（つ
まり、ＡＭモード）期間の間、電力制御ループは開くの
で、フィードバック信号は、ＰOUTの振幅変調を相殺し
ない。
【００６８】図１を参照すると、ＲＦ電力コントローラ
４０は、ＲＦ検出器４２、電力制御増幅器４４、コンデ
ンサ４６、スイッチ４５、およびバッファ増幅器４８を
含む。ＲＦ電力増幅器３０は、出力電力ＰOUTを（アン
テナ２０として示される）負荷に提供する。ノード２８
でのＲＦ電力増幅器３０の出力電力信号ＰOUTは、方向
性カプラ２２を介してアンテナ２０に提供される。方向
性カプラ２２は、例えば、変圧器回路であり得る。
【００６９】バッファ増幅器およびコンデンサは、ＲＦ
電力コントローラの出力に対して使用され、開ループ期
間の間、一定のＶOUTを維持する。開ループの間、電力
制御増幅器の出力は、コンデンサから切り離され、コン
デンサの電圧は実質的に一定のままである。バッファ増
幅器は、コンデンサに結合された入力およびＲＦ電力コ
ントローラの出力に結合された出力を有している。本発
明のＲＦ電力コントローラは、ＥＤＧＥ規格系または非
固定の振幅電力変調を有するＴＤＭＡ規格等の他の規格
で使用され得る。
【００７０】バッファ増幅器４８は、イネーブル入力を
有し、図１に示されるようにイネーブル信号ＶTXENに結
合される。ＶTXENは、スタンバイモードの間、ＬＯＷで
あり、イネーブルモードの間、ＨＩＧＨである。ＶTXEN
がＬＯＷである場合、バッファ増幅器４８はＯＦＦであ
る。ＶTXENがイネーブルモードの間、ＨＩＧＨである場
合、バッファ増幅器４８はＯＮおよびイネーブルにな
る。スイッチ４５の開閉は、ＨＯＬＤ信号ＶHOLDによっ
て制御される。ＶHOLDがＨＩＧＨである場合、スイッチ
４５が開いており、電流を伝導させない。ＶHOLDがＬＯ
Ｗである場合、スイッチ４５が閉じており、電流を伝導
させる。ＶHOLDは、ＲＦ電力コントローラの外部にある
電源から生じ得る信号である。例えば、ＶHOLDは、外部
信号としてユーザによって供給されてもよいし、または
ＲＦ電力コントローラの外部にある他の回路によって供
給されてもよい。
【００７１】図２は、図１の回路の信号を示すグラフで
ある。図２は、例として、電力出力信号ＰOUTを曲線５
０として示し、電力制御入力信号ＶPCINを曲線５２とし
て、イネーブル信号ＶTXENを曲線５４として、およびＨ
ＯＬＤ信号ＶHOLDを曲線５６として示す。電力制御入力
信号ＶPCINは、ＲＦ電力コントローラ４０に入力として
提供される。ＶPCINは、通常、ＲＦ電力コントローラ４
０に外部電源（図示せず）から提供される。ＲＦ電力増
幅器３０の典型的な用途は、しばしば電力要件をデジタ
ル信号として提供することである。デジタル信号は、Ｒ
Ｆ電力コントローラ４０に入力される前にアナログ信号
に変換されなければならない。この変換は、通常、ＤＡ
Ｃ（デジタル／アナログ変換器）によって実行される。
アナログ信号は、ＶPCINとしてＲＦ電力コントローラ４
０の入力に適用される。
【００７２】ＶPCINがゼロである場合、ＶOUTがゼロで
あり、ＲＦ電力増幅器３０は、図２に示されるように電
力を出力しない（ＰOUT＝０）。ＶTXENは、論理ＬＯＷ
（ロー）（例えば、０ボルト）から始まり、ＲＦ電力増
幅器３０が負荷に出力電力を提供するイネーブルモード
の開始を示す論理ＨＩＧＨ（ハイ）（例えば、５ボル
ト）になる。イネーブルモードは、ＶTXENがＨＩＧＨで
ある期間であり、例えば、図２に示されるようにｔ１か
らｔ４までの期間である。時間ｔ１で、ＶPCINは上が
り、ＲＦ電力コントローラ４０が出力信号ＶOUTを増加
させる。ＲＦ電力コントローラ４０からの出力信号Ｖ
OUTの増加に応答して、ＲＦ電力増幅器３０は、信号Ｐ
OUTを増加させ、アンテナ２０に電力を提供する。ＲＦ
電力増幅器３０は、ＶOUTとＰOUTとの間の関係を決定す
る伝達曲線を有する。時間ｔ１後、ＶPC INは、上昇を止
め、固定値でレベルオフする。この値は、電流イネーブ
ルモードの間に必要とされる出力電力を示す。時間ｔ１
とｔ２との間、ＶHOLDがＬＯＷであり、スイッチ４５は
閉鎖し、それによって電力制御ループが閉鎖し、ＲＦ電
力コントローラ４０は、フィードバック信号を使用して
ＰOUTを調整する。
【００７３】ノード２８でのＲＦ電力増幅器３０の出力
信号ＰOUTは、入力ＶRFIN（例えば、１．８ＧＨｚ）で
のＲＦ信号と同じ無線周波数で振動する。方向性カプラ
２２は、ノード２８の信号の一部をノード２６にフィー
ドバックする。ノード２６の信号は、ノード２８の信号
に比例し、ノード２８の信号と同じ周波数で振動する。
終端抵抗器２１は、ノード２６と接地との間に結合され
る。
【００７４】ノード２６のフィードバック信号は、電圧
フィードバック信号である。電圧フィードバック信号
は、コンデンサ２３に結合されるＲＦ検出器４２の入力
で受信される。ＲＦ検出器４２は、その入力での電圧フ
ィードバック信号に比例する低周波信号を電力制御増幅
器４４の反転入力に出力する。電力制御増幅器４４は、
その非反転入力でＶPCINを受信するように結合される。
電力制御増幅器４４は、ＲＦ検出器４２の出力と電力制
御入力信号ＶPCINとの間の差を示す出力信号を提供す
る。
【００７５】電力制御増幅器４４の出力信号は、スイッ
チ４５を介してコンデンサ４６およびバッファ増幅器４
８の非反転入力に提供される。バッファ増幅器４８の出
力は、ＲＦ電力コントローラ４０の出力ノード３２およ
びバッファ増幅器４８の反転入力に結合される。バッフ
ァ増幅器４８は、コンデンサ４６の電圧を緩衝し、出力
信号ＶOUTを提供する。
【００７６】時間ｔ１とｔ２との間、スイッチ４５は、
ＶHOLDがＬＯＷであるので閉鎖され、電力制御増幅器４
４は、コンデンサ４６を充電し、バッファ増幅器４８を
駆動させる。この時間間隔の間、ＶOUTは、ＶPCINおよ
びノード２６のフィードバック信号の値によって決定さ
れる。従って、時間ｔ１とｔ２との間、ＲＦ電力増幅器
３０は、アンテナ２０に電力を提供し、ＲＦ電力コント
ローラ４０は、信号Ｖ OUTの電圧を設定して、それによ
って電力増幅器３０の出力信号ＰOUTを調整する。
【００７７】ＶPCINが、図２に示されるように一定の値
に達した後、ＨＯＬＤ信号ＶHOLDは、時間ｔ２でＨＩＧ
Ｈとなる。ＶHOLDがＨＩＧＨになる場合、スイッチ４５
は開き、バッファ増幅器４８の非反転入力は、電力制御
増幅器４４の出力から切り離されるとなる。少なくとも
ＰOUTの振幅変調期間が続行してる間、ＶHOLDはＨＩＧ
Ｈのままであり、スイッチ４５は開いたままである。信
号ＶHOLDをＡＭモードの間はＨＩＧＨにし、他の場合は
ＬＯＷにする外部回路によって、信号ＶHOLDが発生され
る。
【００７８】スイッチ４５が開いてる期間の間、コンデ
ンサ４６からの漏れ電荷がいくらか生じる。しかし、コ
ンデンサ４６の電圧は、実質的に一定のままであり、従
って、ＶOUTは、スイッチ４５が開いてる時間ｔ２とｔ
３との間、およそ一定のままである。バッファ増幅器４
８は、コンデンサ４６の電圧を緩衝する。バッファ増幅
器４８は、任意の適切な利得値を有し得る。例えば、バ
ッファ増幅器４８は、単一利得増幅器または２つの利得
増幅器（ｇａｉｎ ｏｆ ２）を有し得る。
【００７９】時間ｔ２とｔ３との間にスイッチ４５が開
いてる場合、ＶOUTは、ノード２６のフィードバック信
号に依存しない。それゆえ、時間ｔ２とｔ３の間のＰ
OUTでの振幅変調された信号は、振幅変調期間の間、電
圧フィードバック信号により引き起こされるＶOUTの変
化によっては悪影響を受けない。開ループ期間の間に上
記のＶOUTとＰOUTとの間の関係を変え得る影響は、通常
のイネーブルモードの時間間隔内では重要ではない。例
えば、イネーブルモードの通常の持続時間（ｔ１〜ｔ
４）は、およそ０．６ｍｓである。ＰOUTは、通常、
０．６ｍｓという期間の間に数十分の一（ｆｅｗ ｔｅ
ｎｔｈｓ）デシベルぐらい変化するのみである。負荷の
インピーダンスの変化は、０．６ｍｓよりずっと長い時
間にわたって生じる。また、ＶRFINは、バッテリがゆっ
くりと放電するので０．６ｍｓ以内に大きく変化するこ
とは少ない。
【００８０】従って、各イネーブルサイクルが始まる閉
ループ期間では、ＲＦ電力増幅器３０の熱変化、信号Ｖ
RFINの電圧の変化、アンテナ２０のインピーダンスの変
化、および増幅器３０内のトランジスタの閾値の変動に
よるオフセットが相殺される。これらの影響のいずれ
も、イネーブルモードの開ループ期間の間に、ＶOUTと
ＰOUTとの関係に重要な変化を起こすことは少ない。と
いうのも、通常、これらの変化は、イネーブルモードの
持続時間と比較してずっと長い時間にわたって生じるか
らである。
【００８１】ｔ２とｔ３との間、例えば、図２に示すよ
うにＰOUTが変調されない期間（例えば、４μｓ）があ
る。この期間の間、ＶHOLDがＬＯＷであり、スイッチ４
５を閉じるので、ＲＦ電力コントローラ４０は、上述し
たように閉ループで再度、動作している。この時間の
間、電力制御ループを閉じ、それによって常に存在する
ＰOUTの任意の悪影響を相殺することをさらに確実にす
ることは利点である。
【００８２】時間ｔ３では、信号ＰOUTは最早、振幅変
調されないので、ＲＦ電力コントローラ４０は、ＰOUT
の振幅変調を相殺せずに閉ループで動作し得る。時間ｔ
３で、ＶHOLDは、図２に示すように再度ＬＯＷとなり、
スイッチ４５は閉じる。電力制御ループがこの時点で閉
じるので、ＶPCINの変動により再度、ＶOUTの変動が生
じる。増幅器４４の出力電圧は、電圧フィードバック信
号の変化により、振幅変調期間の間、変化し得る。それ
ゆえ、ＶOUTの電圧過渡現象は、スイッチ４５が再度閉
じる時間ｔ３で生じ得る。この電圧過渡現象は望ましい
ものではないので、さらなる回路が、図３に関する以下
の説明で述べられるように、この電圧過渡現象を取り除
くために加えられる。
【００８３】時間ｔ３の後、電力制御入力信号ＶPCINが
ゼロに下がる。ＲＦ電力コントローラ４０がＶOUTを変
動させ、それによってＰOUTもまた、図２に示すように
ゼロに下げる。電力制御増幅器４４により、上記で説明
された閉ループ配置を使用して、ＶPCINとＲＦ検出器４
２の出力との間の差を増幅し、ＰOUTがゼロに至ること
を確実にする。ＶPCINがゼロに達した後の短い時間に、
ＶTXENが再度ＬＯＷとなり、これまでのイネーブルモー
ドを終了し、次のスタンバイモードを始める。
【００８４】本発明のＲＦ電力コントローラのさらなる
実施形態は、図３に示される。ＲＦ電力コントローラ１
００は、アンテナ２０へのＲＦ電力増幅器３０の電力出
力Ｐ OUTを制御する。電圧は、コンデンサ２３および抵
抗器２１ならびに２４を使用して、方向性カプラ２２か
らノード６１に、電圧フィードバック信号としてフィー
ドバックされる。ＲＦ電力コントローラ１００は、ＲＦ
ピーク検出器７０、自動ゼロループ回路１０３、ＦＥＴ
（電界効果トランジスタ）８０、電力制御（相互コンダ
クタンス）増幅器８４、バッファ増幅器１０６、増幅器
７８、増幅器１１２、増幅器９０、コンデンサ８８およ
び１１６、スイッチ８６および１２０、基準電圧電源１
２４および１２６、抵抗器８２、１０８、１０９、１１
０、１１４、１１８、１２２、１２８および１３２を含
む。ＲＦピーク検出器７０は、ショットキーダイオード
６２および７２、コンデンサ６６、電流電源６４および
７６、および抵抗器６０、７３、および７４を含む。自
動ゼロループ回路１０３は、自動ゼロ増幅器１０４、ス
イッチ９４および９６、基準電圧電源９２、抵抗器１０
１および１０２、コンデンサ９８および９９、およびＦ
ＥＴ１０５を含む。
【００８５】各スタンバイモードの間、自動ゼロループ
回路１０３は、ＶPCIN、電力制御増幅器８４に関連する
オフセット電圧およびダイオード６２および７２の電圧
降下の変動を相殺する。ＶTXENは、スタンバイモードの
間、ＬＯＷであり、イネーブルモードの間、ＨＩＧＨで
ある。ＶTXENがＬＯＷである場合、スイッチ９４および
９６は閉じられ、ＶTXENはまた、ＶTXENがＬＯＷである
場合、増幅器９０の出力ＶOUTを制御し、それによって
ＲＦ電力増幅器３０がＯＮになるのを防ぐ。自動ゼロル
ープは、増幅器８４の出力がスイッチ９６を介して自動
ゼロ増幅器１０４の反転入力に結合されるので、閉じら
れる。
【００８６】スタンバイモードの間、自動ゼロ増幅器１
０４は、増幅器８４に関連するオフセット電圧を測定
し、それらのオフセット電圧を、ＦＥＴ１０５および８
０を通じる電流を増幅器８４の反転入力での電圧を変更
するように設定することによって、効果的に相殺する。
自動ゼロ増幅器１０４は、自動ゼロ増幅器１０４の入力
での電圧差を測定し、増幅器８４の出力電圧をＶREF1に
等しくする。（増幅器９０の利得によって増幅される）
電圧ＶＲEF1が、各イネーブルモード開始時点でのＶOUT
のステップとして現れる。このステップ電圧は、ＲＦ電
力増幅器３０をＯＮにするように要求する時間量を減ら
す開始電圧として振舞うが、ＲＦ電力増幅器３０をＯＮ
にする閾値より十分小さい。それゆえ、自動ゼロ増幅器
１０４は、ＶPCINと比較して、あまりにも早くまたはあ
まりにも遅くにＲＦ電力増幅器３０をＯＮにする可能性
のある増幅器８４の出力電圧のオフセットを相殺する。
【００８７】スイッチ９４および９６は、ＶTXENがＨＩ
ＧＨである各イネーブルモードの間、開いており、増幅
器１０４の入力のコモンモード電圧がコンデンサ９８お
よび９９に蓄えられ、その結果、オフセット電圧は相殺
され続ける。オフセット電圧消去に関するＲＦ電力コン
トローラのさらなる特性は、本明細書中で参考として援
用される、１９９９年４月２３日に出願された、Ｈｅｎ
ｄｅｒｓｏｎらの米国特許出願番号第０９／２９８，３
４５号に説明される。
【００８８】増幅器９０は、図３に示されるように信号
ＶTXENをイネーブルにするように結合されるイネーブル
入力を有する。スタンバイモードでＶTXENがＬＯＷであ
る場合、増幅器９０はＯＦＦであり、スイッチ９４およ
び９６は閉じられる。イネーブルモードの間にＶTXENが
ＨＩＧＨである場合、増幅器９０がＯＮで、イネーブル
され、スイッチ９４および９６は開かれる。スイッチ８
６および１２０の開閉は、ＨＯＬＤ信号ＶHOLDによって
制御される。ＶHOLDがＬＯＷである場合、スイッチ１２
０が閉じられ、電流は伝導し、スイッチ８６は、そのＡ
端末とＢ端末を一緒に結合する。ＶHOLDがＨＩＧＨであ
る場合、スイッチ１２０が開かれ、電流は伝導せず、ス
イッチ８６はそのＡ端末とＣ端末を一緒に結合する。
【００８９】図２に示される例示となる波形はまた、図
３の実施形態に適用される。ＶTXENがＬＯＷである場
合、増幅器９０はディセーブルであり、それゆえ、Ｖ
OUTおよびＰOUTはゼロである。ＶTXENは、ＲＦ電力増幅
器３０が負荷に出力電力を提供するイネーブルモードの
開始を示す時間ｔ１で、論理ＬＯＷ（例えば、０ボル
ト）から論理ＨＩＧＨ（例えば、５ボルト）となる。増
幅器９０は、ここでイネーブルとなる。スイッチ１２０
が閉じられ、スイッチ８６は、ＶHOLDがＬＯＷであるの
で、そのＡ端末とＢ端末を一緒に結合する。電力制御ル
ープは閉じられ、電力コントローラは、ＰOUTを調整し
始める。
【００９０】イネーブルモードは、ＶTXENがＨＩＧＨで
ある期間、例えば、図２に示されるようにｔ１〜ｔ４で
ある。ＶPCINがゼロである場合、ＲＦ電力増幅器３０が
電力を出力せず、ＰOUTは、図２に示されるようにゼロ
である。時間ｔ１で、ＶPCINが上がり始め、それによっ
てＲＦ電力コントローラ１００が出力信号ＶOUTを増加
させる。ＲＦ電力コントローラ１００からのＶOUTがＲ
Ｆ電力コントローラ３０の閾値に達する場合、ＲＦ電力
増幅器３０は、アンテナ２０への出力電力ＰOU Tを生成
し始める。ＲＦ電力増幅器３０は、ＶOUTとＰOUTとの間
の関係を決定する伝達曲線を有する。出力電力信号Ｐ
OUTが上がると、ＶPCINは、曲線５０に示されるように
上がる。
【００９１】ＶPCINが上がる場合、電流は、ＶPCINか
ら、抵抗器１２８および１３２により形成された抵抗分
圧器（ｒｅｓｉｓｔｏｒ ｄｉｖｉｄｅｒ）を通って、
接地へ流れる。ノード１３０の電圧が抵抗分圧器のレー
トによって設定される。電力制御増幅器８４の非反転入
力で生じる電圧は、基準電圧電源１２６の電圧を加えた
ノード１３０での電圧である。増幅器８４により、その
出力の電圧は、ＶPCINの増加に応答して上がる。増幅器
９０は、増幅器８４の出力電圧に応答してその出力電圧
ＶOUTを上げる。ＲＦ電力増幅器３０は、次いで、ＶOUT
に応答してＰOUTを増加させる。ＶPCINが上がる際のＶ
PCINの有限の勾配により、ＲＦ電力増幅器３０をゆっく
りと起動させ、それによってＲＦ電力増幅器３０によっ
て生成される過渡応答を減らす。
【００９２】ＲＦ電力増幅器３０の出力電力信号ＰOUT
は、方向性カプラ２０を介してアンテナ２０に送信され
る。方向性カプラ２２は、例えば、変圧器回路であり得
る。ＰOUTは、その入力ＶRFIN（例えば、１．８ＧＨ
ｚ）のＲＦ信号と同じ無線周波数で振動する。ノード６
１の電圧は、ＰOUTに比例して変動し、ＰOUTと同じ周波
数で振動する電圧フィードバック信号である。コンデン
サ２３レベルは、接地を基準とするノード２６の信号を
ＶINを基準とするノード６１の信号にシフトする。ノー
ド６１は、ＲＦ電力コントローラ１００のＲＦピーク検
出器７０の入力に配置される。
【００９３】ＲＦピーク検出器７０は、入力電圧電源Ｖ
IN、抵抗器７３、抵抗器７４、抵抗器６０、ショットキ
ーダイオード６２および７２、コンデンサ６６、および
電流電源６４および７６を含む。ＶINは、供給電圧であ
る。電流は、ＶINからショットキーダイオード６２なら
びに７２および電流電源６４ならびに７６を通じて、個
別に接地に流れる。電流電源６４および７６を通る電流
は、互いに大体等しい。電流電源７６は、増幅器７８の
非反転入力での基準電圧を提供する。増幅器７８は、ダ
イオード７２の電圧降下によって設定される。ノード６
１のフィードバック電圧は、ＲＦピーク検出器７０によ
って低周波信号に変換される。ノード６１の信号は、シ
ョットキーダイオード６２によって整流され、コンデン
サ６６によって平滑にされ、増幅器７８の反転入力で低
周波信号を形成する。所望ならば、ダイオード６２およ
び７２は、ＲＦ信号を整流するソースフォロワとして使
用され得るＦＥＴ等のトランジスタに取り替えられ得
る。
【００９４】ノード６１の電圧が増加するにつれて、増
幅器７８（ノード７９）の反転入力での電圧が増加す
る。結果として、増幅器７８の出力電圧が降下し、ｐチ
ャネルＭＯＳＦＥＴ８０は抵抗器８２を通じてさらなる
電流を流す。このさらなる電流は、抵抗器７４を介して
提供され、ノード７９の電圧を調整し、仮想接地を作り
上げる。従って、ノード６１の電圧フィードバック信号
が上昇すると、ダイオード６２、抵抗器７４、ＭＯＳＦ
ＥＴ８０、および抵抗器８２を通る電流は増加する。逆
に、ノード６１の電圧フィードバック信号が下降する
と、ダイオード６２、抵抗器７４、ＭＯＳＦＥＴ８０、
および抵抗器８２を通る電流は減少する。
【００９５】増幅器７８およびトランジスタ８０レベル
は、電圧フィードバック信号をＶINから接地までシフト
し、その結果、それは電力制御増幅器８４の反転入力に
提供され得る。抵抗器８２を通って降下する電圧は増加
するにつれて、電力制御増幅器８４の反転入力での電圧
が増加する。増幅器８４の反転入力での電圧の増加によ
り、ＶPCINが上昇するにつれて、その出力電圧はさらに
ゆっくりと増加する。増幅器８４の出力は、ＶHOLDがＬ
ＯＷである場合、増幅器９０を通じてＶOUTの電圧を決
定する。増幅器９０は、固定された閉ループ利得（例え
ば、２）を有する。増幅器９０は、増幅器８４の出力を
増幅し、その出力での信号ＶOUTを提供する。
【００９６】増幅器８４の出力は、ＶHOLDがＬＯＷであ
り、スイッチ８６がそのＡ端末とＢ端末を共につなげる
場合、増幅器９０の非反転入力に結合される。増幅器９
０の反転入力は、抵抗器１０８を通じてその出力に結合
され、抵抗器１１０を通じて増幅器１１２の出力に結合
される。本発明において、電流経路が２つの回路要素の
間に存在すると、２つの回路要素が、増幅器９０および
１１２のように、直接、共に接続されていない場合でさ
え、２つの回路要素が「結合」される。増幅器１１２の
反転出力は、抵抗器１１４を通じてその出力に結合さ
れ、抵抗器１１８を通じて接地に結合される。増幅器１
１２の非反転入力は、コンデンサ１１６に結合され、ス
イッチ１２０および抵抗器１２２を通じてバンドギャッ
プ電圧電源１２４に結合される。電圧電源１２４は、大
きな電圧値であり得るＶBGの電圧を有する。
【００９７】増幅器１１２は、以下の式（１）に従っ
て、ＶBG、抵抗器１１４の抵抗Ｒ114、抵抗器１１８の
抵抗Ｒ118に基づいた増幅器１１２の出力での基準電圧
ＶZを提供する一方で、ＶHOLDはＬＯＷであり、スイッ
チ１２０が閉じられる。
【００９８】 ＶZ＝ＶBG（１＋Ｒ114／Ｒ118） （１） 増幅器１１２は、例えば、１．１８の閉ループ利得を有
する。増幅器９０は、Ｖ ZとＶYとの間の差を増幅し、Ｖ
OUTを提供する。増幅器９０の出力電圧ＶOUTは、増幅器
１１２の出力電圧、抵抗器１０８および１１０の抵抗
率、および増幅器９０の非反転入力に結合するコンデン
サ８８での電圧によって決定される。増幅器１０６およ
び９０の入力は無限のインピーダンスがあると仮定する
と、抵抗器１１０通じる電流が抵抗器１０８を通じるＤ
Ｃ電流に等しい。抵抗器１０９の両方の端末でのＤＣ電
圧が同じなので、増幅器９０のＤＣ利得は、ＤＣ電流が
抵抗器１０９を通じて流れないと仮定することによって
計算され得る。ＶOUTは、互いに等しい抵抗器１１０お
よび１０８を通る電流に対して式を用いることによって
導かれる。増幅器９０の出力電圧ＶOUTは、次の式によ
って示される。 ＶOUT＝Ｖγ＋（Ｖγ−ＶZ）Ｒ108／Ｒ110 （２） 但し、Ｖγは、増幅器９０の非反転入力に結合するコン
デンサ８８の電圧に等しく、ＶZは、増幅器１１２の出
力での電圧であり、Ｒ108は、抵抗器１０８の抵抗であ
り、Ｒ110は、抵抗器１１０の抵抗である。式（２）
は、増幅器９０の反転入力でのＤＣ電圧がその非反転入
力のＤＣ電圧に実質的に等しいと仮定することによっ
て、導かれる。従って、増幅器１１２の出力電圧Ｖ
Zは、時間ｔ１とｔ２との間（および時間ｔ３とｔ４と
の間）に、増幅器８４の出力電圧に基づいてＶ OUTを設
定するように増幅器９０に使用される基準電圧を提供す
る。増幅器９０は、増幅器８４の出力に対するバッファ
として機能する。Ｖγでの高いインピーダンス出力を確
実にし、ＶOUTが、ＲＦ電力増幅器３０によって必要と
される制御電圧範囲全体にわたってスイングする（ｓｗ
ｉｎｇ）電圧範囲で、増幅器８４が動作するように、利
得ならびに式（１）および（２）に示される基準電圧の
組み合せが設定される。
【００９９】ノード６１の電圧フィードバック信号は、
ＲＦ電力コントローラ１００により、イネーブルノード
の間にＲＦ電力増幅器３０の出力電力信号ＰOUTを調整
し得ることを可能にする。ＰOUTがあまりにも高い場
合、ノード６１のフィードバック信号が増加し、そのた
めに電力制御増幅器８４がＶOUTを減少させる。ＶOUTの
減少により、ＲＦ電力増幅器３０がより少ない電力を出
力し、ＰOUTが減少する。ＰOUTがあまりにもローである
場合、ノード６１のフィードバック信号が減少し、それ
によって電力制御増幅器８４がＶOUTを増加させる。Ｖ
OUTの増加により、ＲＦ電力増幅器３０がより多い電力
を出力し、ＰOUTが増加する。時間ｔ１の後、Ｖ
PCINは、上がらず、固定値にレベルオフする。この値
は、電流イネーブルモードの間の必要とされる出力電力
を示す。電力制御増幅器８４により、その非反転入力の
電圧が増加するのを止める場合、ＶOUTは増加するのを
止める。コントローラ１００の閉ループ帯域幅は、増幅
器８４の相互コンダクタンス（ｇm）、コンデンサ８８
の静電容量、増幅器９０の利得、ＲＦ検出器７０の利
得、およびＲＦ電力増幅器３０および方向性カプラ２２
に関連する外部ループ利得によって決定される。
【０１００】ＶPCINおよびＰOUTがレベルオフされた場
合、ＡＭモードが始まる。ＡＭモードは、図２の時間ｔ
２とｔ３との間に生じる。ＡＭモードの間、ＰOUTは、
振幅変調された情報および位相変調された情報を含む。
ＰOUTは、ＶRFIN、ＲＦ電力増幅器３０の電力供給の振
幅変調された情報を提供することによって、または制御
信号ＶOUTの振幅変調された情報を提供することによっ
て振幅変調され得る。振幅変調された情報ＶAMは、図３
に示されるように抵抗器１０９に結合され、ＡＭモード
の間、ＶOUTの振幅変調された情報を提供し得る。ＶAM
は、増幅器９０のＤＣ利得に影響を与えないＡＣ信号で
ある。
【０１０１】ＡＭモードの間、この電力制御ループを閉
じることはできない。なぜならば、この電力制御ループ
には、ＰOUTの振幅変調部分を相殺（ｃａｎｃｅｌ）す
る傾向が有るからである。そのため、この電力制御ルー
プは、本発明のコントローラ内部がＡＭモードである間
は開いており、時間ｔ２における増幅器９０の出力電圧
は、ＰOUTの増幅成分を一定に保持するように維持され
る。時間ｔ２においてＶHOLDがＨＩＧＨになる（図２）
と、スイッチ１２０が開き、スイッチ８６は、自身のＡ
端末およびＣ端末を互いに結合させる。ＶHOLDがＨＩＧ
Ｈである間、増幅器８４の出力は、増幅器９０から切り
離され、これにより、ＡＭモードの間にフィードバック
回路および増幅器８４がＰOUTにおける振幅変調を相殺
する事態を回避する。
【０１０２】ＶHOLDがＨＩＧＨになったときの増幅器８
４の出力電圧は、コンデンサ８８に格納される。ＶHOLD
がＨＩＧＨになったときにスイッチ１２０が開くと、Ｖ
BGがコンデンサ１１６に格納される。ＡＭモードの間、
コンデンサ８８および１１６にかかる電圧はそれぞれ、
スイッチ８６および１２０に関連する漏れ電流のため、
減衰（ｄｅｃａｙ）する。コンデンサ８８および１１６
の漏れ電流により、増幅器９０の入力における電圧が増
減する。増幅器９０の反転入力および非反転入力におけ
る電圧は、ＡＭモードの間増幅器９０の出力電圧ＶOUT
が実質的に一定となることを確実にする速度で変化する
こととなる。
【０１０３】増幅器１１２と、スイッチ１２０と、基準
電圧１２４と、コンデンサ１１６と、抵抗器１２２、１
１４および１１８とがコントローラ１１０に追加され、
これにより、増幅器９０の入力間の電圧差が、時間ｔ２
とｔ３との間の開ループＡＭモードの間にＶOUTが実質
的に一定に保たれるように減衰するようにする。従っ
て、このように回路を追加すると、ＡＭモードの間のＶ
OUTの変動が減少する。コンデンサ１１６および増幅器
１１２は、増幅器９０の反転入力における電圧変化が、
増幅器９０の非反転入力におけるコンデンサ８８にかか
る電圧の変化を相殺することを確実にする。コンデンサ
１１６および８８の静電容量は、増幅器９０の出力にお
ける電圧ＶOUTが実質的に一定に保たれるように選択さ
れるべきである。これを式で表すと、以下のようにな
る。
【０１０４】
【数１】 式（３）は、スイッチ８６および１２０と関連する漏れ
電流が等しいと仮定している。このような漏れ電流の整
合は、双方のスイッチを同じサイズのデバイスとつなぐ
ことにより、得ることが可能である。
【０１０５】ＡＭモードの間、電力信号ＰOUTは、例え
ば、時間ｔ２とｔ３との間にある図２の曲線５０に示す
ように変化する。その結果、ＡＭモードの間、ノード６
１における電圧フィードバック信号も変化し、これによ
り、増幅器８４の出力が上述したように変化する。ＡＭ
モードの間、増幅器８４の出力電圧は、コントローラ１
００のＶOUTに影響を与えない。なぜならば、この期間
の間、スイッチ８６が、増幅器８４を増幅器９０から切
り離されるからである。しかし、図２中の時間ｔ３にお
いて、ＡＭモードは終了し、ＶHOLDはやはりＬＯＷとな
り、これにより、スイッチ１２０は閉じられ、スイッチ
８６は、自身の端末ＡおよびＢを互いに結合させる。従
って、時間ｔ３において、やはり増幅器８４の出力がＶ
OUTの値を決定する。
【０１０６】ＶPCINが一定である限り、ＶOUTも同様に
一定のままであるはずである。時間ｔ３における増幅器
８４の出力電圧は、時間ｔ２における増幅器８４の出力
電圧と同じである必要があり、これにより、ＶOUTを実
質的に一定に維持する。ＰOUTにおける振幅変調によっ
て生じた電圧フィードバック信号が変化したために、時
間ｔ３における増幅器８４の出力電圧が時間ｔ２におけ
る自身の出力電圧に対して変化した場合、増幅器８４お
よび９０が再度互いに結合すると、時間ｔ３においてＶ
OUTに電圧過渡現象が現れる。電圧過渡現象は、ＶOUTの
望ましくない電圧変化であり、電力制御ループと関連す
る寄生効果によって発生する。このＶOUTの電圧過渡現
象は、電力出力信号ＰOUTを短期間の間不正確にする。
その後まもなく、電力制御ループがＶOUTをその適切な
値に調節（ｒｅｇｕｌａｔｅ）すると、電圧過渡現象は
消滅する。
【０１０７】単位利得バッファ増幅器１０６が追加さ
れ、これにより、ＡＭモードの間、増幅器８４の出力電
圧を一定に維持し、時間ｔ３の後のＶOUTの電圧過渡現
象を最小限にとどめる。単位利得バッファ増幅器１０６
は、増幅器８４の出力電圧を、コンデンサ８８上に保持
された電圧ＶYにクランプする。これにより、時間ｔ３
においてＡＭモードが終了した際、増幅器８４の出力が
正しい電圧となり、その結果、例えば図２に示すｔ３の
後すぐにＰOUTが一定に維持される。増幅器８４の反転
入力におけるＲＦ検出器７０からの入力信号の変動は、
ＰOUTにおける振幅変調によって発生する。これらの変
動は、バッファ増幅器１０６によって吸収される。
【０１０８】ＡＭモードの間にスイッチ８６が自身の端
末ＡおよびＣを互いに結合させる（ＶHOLDＨＩＧＨ）
と、バッファ増幅器１０６と増幅器８４との出力端末
が、互いに結合する。図３に示すように、増幅器１０６
の反転入力が、増幅器９０の反転入力と、抵抗器１０８
および１１０とに結合される。増幅器１０６の反転入力
は自身の出力に直接結合され、これにより、１の閉ルー
プ利得が得られる。上述したように、増幅器９０の非反
転入力と反転入力との間の電圧差は、これらの２つの入
力のＤＣ電圧と比較して、（ミリボルトオーダーと）微
弱である。従って、増幅器１０６の非反転入力における
電圧は、実質的にＶYと等しい。バッファ増幅器１０６
は、ＡＭモードの間増幅器８４の出力電圧をＶYに維持
することにより、増幅器８４の出力電圧を一定に維持す
る。
【０１０９】また、ＡＭモードの間に増幅器８４の出力
電圧が変化すると、スイッチ８６と関連する寄生静電容
量のため、ＶYおよびＶOUTの電圧も変化する。この電圧
変化は、たとえこの期間の間増幅器８４がコンデンサ８
８から切り離されていても発生する。増幅器１０６は、
増幅器８４の出力電圧を一定に維持し、これにより、増
幅器８４の出力電圧変化によって生じるＶYの望ましく
ない変動を無くす。従って、増幅器１０６は、ＡＭモー
ドの間ＶOUTを一定に維持することを支援する。
【０１１０】時間ｔ３においてＡＭモードが終了する
と、ＶHOLDはやはりＬＯＷとなり、これにより、スイッ
チ１２０は閉じられ、スイッチ８６は、上述したように
自身の端末ＡおよびＢを互いに結合させる。時間ｔ３に
おいてスイッチ１２０が閉じると、コンデンサ１１６
も、抵抗器１２２を通じて電圧基準ソース１２４に結合
される。これにより、コンデンサ１１６にかかる電圧
は、抵抗器１２２およびコンデンサ１１６の時定数に依
存する速度で、ＶBGまで増加する。時間ｔ３においてス
イッチ８６が自身の端末ＡおよびＢを互いに結合させる
と、コンデンサ８８にかかる電圧も、増幅器８４の出力
に結合され、これにより、電力制御ループが閉じられ
る。ここで、電力制御ループは、増幅器８４の出力電圧
（ＶY）をコンデンサ８８の時定数に依存する速度で増
加させ、増幅器８４の出力電圧（ＶY）の値を、時間ｔ
２における値にまで回復させる。その結果、コンデンサ
８８にかかる電圧は、ＡＭモードの間スイッチ８６と関
連付けられた漏れ電流によって自身が失った電荷分を取
り戻す。
【０１１１】理想的には、コンデンサ８８および１１６
の時定数は、コンデンサ８８および１２０にかかる電圧
が同じ速度でランプアップするような様式で整合され
る。しかし、コンデンサ８８の時定数は、相互コンダク
タンス増幅器８４の帯域と、外部ループ利得とに依存す
るため、抵抗器１２２およびコンデンサ１１６に関連す
る時定数は好適には、ループ帯域の変動を考慮して、コ
ンデンサ８８の時定数よりも長い方が良い。これによ
り、時間ｔ３の後にコンデンサ１１６の電圧がコンデン
サ８８の電圧を越える可能性を最小限にとどめる。コン
デンサ１１６および抵抗器１２２の時定数を選択する
際、コンデンサ１１６にかかる電圧が一定の値に落ち着
くのにかかる時間も考慮するべきである。抵抗器１２２
およびコンデンサ１１６の時定数は、ＶPCINがランプア
ップし始める前にコンデンサ１１６にかかる電圧を一定
の値に落ち着かせるよう、十分に短くするべきである。
【０１１２】時間ｔ３の後、コンデンサ８８および１２
０にかかる電圧は、（漏れ電流の支配の程度に応じて）
ランプアップまたはランプダウンし、ｔ２の直前の時点
での自身の電圧レベルにまで変化し、これにより、増幅
器９０の入力間の電圧差は一定のまま保たれる。このよ
うなコモンモードにおける入力電圧の変化は、増幅器９
０によって拒否され、これにより、ＶOUTは円滑に回復
する。時定数が整合しない場合、時間ｔ３の後増幅器９
０の入力間の電圧差が変化し、その結果、ＶOU Tが変化
する。時間ｔ３においてＶOUTが変化すると、ＰOUTに望
ましくないひずみが発生する。従って、コンデンサ１１
６および抵抗器１２２は、時間ｔ３の後コンデンサ８８
にかかる電圧の変化を追跡するローパスフィルタを形成
する。
【０１１３】図２に示すように、ＶPCINは、時間ｔ３と
ｔ４との間でゼロにまで低下する。その結果、ＶPCINが
減少するつれ、ＶOUTおよびＰOUTもゼロにまで低下す
る。ノード６１における電圧フィードバック信号によ
り、ＰOUTが低下するにつれ、増幅器８４の反転入力に
おける電圧が低下し、これにより、ＶPCINがゼロにまで
ランプダウンするにつれ、ＰOUTが逓減する。時間ｔ４
の前、図２に示すようにＶP CINがゼロに到達し、増幅器
７８は、増幅器８４の反転入力における電圧をＶREF 2に
まで低下させる。その後まもなく、ＶOUTおよびＰOUTも
ゼロになり、方向性カプラ２２は、これ以上フィードバ
ック信号をＲＦピーク検出器７０に提供しなくなる。
【０１１４】理想的な回路において、時間ｔ４の後、電
力制御増幅器８４の双方の入力における電圧はどちらと
もＶREF2と等しく、ＶOUTはほぼゼロボルト（例えば、
２００μＶ）である。しかし、実際のＲＦ電力コントロ
ーラにおいては、電力制御増幅器８４のオフセット電圧
（例えば、１０ｍＶ）のため、電力制御増幅器８４の双
方の入力間の電圧差は、ゼロから有意な量だけ変化し得
る。加えて、ＶPCINにおけるオフセット電圧およびＲＦ
ピーク検出器７０のオフセットのため、増幅器８４の反
転入力における電圧も、ＶREF2よりも高くなるかまたは
低くなり得る。上述した自動ゼロループ回路によるスタ
ンバイモードの間、これらのオフセット電圧は相殺され
る。
【０１１５】本発明のさらなる実施形態を図４に示す。
図４中のＲＦ電力コントローラ１４０は、電流感知抵抗
器１４６からの電流フィードバック信号を用いて、ＲＦ
電力増幅器１６０の電力出力信号を調節する。ＲＦ電力
コントローラ１４０は、感知抵抗器１４６と、電流感知
増幅器１５２と、ＰチャンネルＦＥＴ１５４と、抵抗器
１４８と、抵抗器１５５と、抵抗器１５６とを含む。Ｒ
Ｆ電力コントローラ１４０はまた、抵抗器１２８および
１３２と、電圧基準１２６と、電力制御増幅器８４と、
スイッチ８６と、バッファ増幅器１０６と、コンデンサ
８８と、増幅器９０と、抵抗器１０８、１０９および１
１０と、増幅器１１２と、抵抗器１１４および１１８
と、コンデンサ１１６と、スイッチ１２０と、抵抗器１
２２と、電圧基準１２４と、自動ゼロループ回路１０３
とを含む。これらは全て、図３を参照して上述したよう
に機能する。図２中の波形は、図４の実施形態にも当て
はまる。
【０１１６】図２中の時間ｔ１とｔ２との間において、
ＶPCINはゼロからランプアップし、ＶHOLDはＬＯＷとな
り、これにより、スイッチ８６は、増幅器８４の出力を
増幅器９０の非反転入力に結合させる。時間ｔ１の後、
ＶOUTがゼロからランプアップすると、ＲＦ電力増幅器
１６０はオンとなり、出力電力をアンテナ１６２に供給
する。ＲＦ電力増幅器１６０は、オンとなったとき、ノ
ード１４４における入力電圧源ＶINから供給電流を引き
出す。ＶINは供給電流である。電流がＶINから感知抵抗
器１４６を通じてＲＦ電力増幅器１６０に流れ始め、こ
れにより、抵抗器１４６にわたって電圧降下が発生す
る。抵抗器１４６にわたる電圧降下は、ノード１４４と
１４２との間に現れる。ＲＦ電力増幅器１６０によって
ＶINから引き出される供給電流は、ＲＦ電力増幅器１６
０の電力出力信号ＰOUTに比例する。そのため、ＲＦ電
力増幅器１６０の電力出力信号が低下すると、ＲＦ電力
増幅器１６０がＶINから引き出す電流も減少する。Ｐ
OUTが増加すると、ＲＦ電力増幅器１６０がＶINから引
き出す電流も増加する。ＲＦ電力コントローラ１４０
は、ＲＦ電力増幅器１６０がＶINから引き出す電流を測
定し、ＰOUTを間接的に測定する。
【０１１７】電流感知増幅器１５２は、感知抵抗器１４
６を通じて電流を測定し、これにより、抵抗器１４６を
通過する電流を示す電圧信号を生成する。この電圧信号
は、電力制御増幅器８４の反転入力に印加される。電流
感知増幅器１５２は、抵抗器１４６を通過する電流を以
下のようにして感知する。
【０１１８】電流感知増幅器１５２は、ノード１４２に
おける電圧と、ノード１４４における電圧との差を増幅
する。ノード１５０における電圧は、ノード１４２にお
ける電圧に比例する。ノード１４４におけるＶINから引
き出される電流の大部分が抵抗器１４６を通ってＲＦ電
力増幅器１６０へと流れるよう、抵抗器１４８の抵抗値
を抵抗器１４６よりも有意に大きくするべきである（例
えば、抵抗器１４８の１４６に対する比は２０００：１
であってもよい）。ＲＦ電力増幅器１６０が電流をほと
んど引き出さない場合、ノード１４２における電圧は、
ＶINに近くなる。感知抵抗器１４６を通過する電流が増
加すると、ノード１４２における電圧が低下する。この
ノード１４２における電圧降下は、電流感知増幅器１５
２によって増幅され、ＰチャンネルＦＥＴ１５４のゲー
トへと印加される。これにより、抵抗器１４６にわたる
電流低下が増加するにつれ、ＰチャンネルＦＥＴ１５４
は、抵抗器１４８および１５６を通じてより多くの電流
をＶINから引き出す。抵抗器１５６を通る電流が増加す
ると、電力制御増幅器８４の反転入力における電圧が上
昇し、その結果、増幅器８４の出力電圧は、ＶPCINの増
加と共により逓増する。増幅器８４の出力が逓増する
と、（増幅器８４の出力を増幅させる）増幅器９０は、
ＶOUTおよびＰOUTを逓増させる。ＶPCINが増加を止め、
増幅器８４の入力間の電圧差が安定した後、ＶOUTおよ
びＰOUTは増加を止める。
【０１１９】ＶPCINが増加を止めた後、電流フィードバ
ック信号は、ＰOUTが低くなり過ぎる時期をＲＦ電力コ
ントローラ１４０に示す。電流感知増幅器１５２は、抵
抗器１４６を通る電流の低下を感知する。それに応答し
て、電流感知増幅供給１５２は、ＦＥＴ１５４を通過す
る電流を低下させ、これにより、抵抗器１５６にわたる
電流が低下する。電力制御増幅器８４は、自身の反転入
力における電圧低下を感知し、自身の出力電圧を増加さ
せ、これにより、増幅器９０はＶOUTを増加させる。Ｖ
OUTの増加は、ＲＦ電力増幅器１６０にＰOUTを増加させ
るようにとの旨を示す。
【０１２０】電流フィードバック信号はまた、ＰOUTが
高くなり過ぎる時期もＲＦ電力コントローラ１４０に示
す。電流感知増幅器１５２は、抵抗器１４６を通る電流
の増加を感知する。それに応答して、電流感知増幅器１
５２は、ＰチャンネルＦＥＴ１５４を通る電流を増加さ
せ、その結果、抵抗器１５６にわたる電圧が増加する。
電力制御増幅器８４は、自身の反転入力における電圧増
加を感知し、自身の出力電圧を低下させ、これにより、
増幅器９０はＶOUTまで減少する。ＶOUTの減少は、ＲＦ
電力増幅器１６０にＰOUTを減少させるようにとの旨を
示す。抵抗器１４６からの電流フィードバック信号は、
ＲＦ電力コントローラ１４０に対し、イネーブルモード
の間ＲＦ電力増幅器１６０がＰOUTを増加または減少さ
せる必要が出てくる時期を示す。そのため、抵抗器１４
６にわたる電流フィードバック信号は、ＲＦ電力コント
ローラ１４０がＲＦ電力増幅器１６０の出力電力信号を
調節することを可能にする。
【０１２１】上記の実施形態の場合と同様に、時間ｔ２
とｔ３との間において、ＰOUTは振幅変調される。時間
ｔ２においてＶHOLDがＨＩＧＨになると、スイッチ１２
０が開き、スイッチ８６は、自身の端末ＡおよびＣを互
いに結合させ、その結果、増幅器８４の出力は、バッフ
ァ増幅器１０６の出力に結合される。ｔ２とｔ３との
間、増幅器８４の出力は、ＶOUTの値に影響を与えな
い。増幅器９０、１０６および１１２と、静電容量８８
および１１６とは、図３を参照して上述したように動作
する。時間ｔ３において、ＶHOLDはやはりＬＯＷとな
り、スイッチ１２０は閉じ、増幅器８４は再び増幅器９
０の反転入力に結合される。ここで、増幅器８４は、上
述したような電流フィードバック信号を用いて、ＶTXEN
がＬＯＷとなり、増幅器９０をディセーブルするまで、
コントローラ１４０のＶOUTを制御する。ＶTXENがＬＯ
Ｗとなると、スタンバイモードが開始し、スイッチ９６
および９４が閉じる。自動ゼロ増幅器１０４は、上述し
たように、スタンバイモードの間、電力制御ループにお
けるオフセット電圧を相殺するように動作する。
【０１２２】本発明のさらなる実施形態において、電圧
フィードバック回路は、対数検出器を含み得る。この対
数検出器は、例えば、図５に示すＰOUTから引き出され
た電圧フィードバック信号に応答する。図５のＲＦ電力
コントローラ２００は、対数検出器２１０を含む。この
対数検出器２１０は、電圧フィードバック信号に応答し
て、信号を電力制御増幅器８４の入力に提供する。図５
に示すように抵抗器２１１および２１２が追加されてお
り、これにより、電圧フィードバック信号を、対数検出
器２１０が処理可能なレベルにまで低下させる。
【０１２３】対数検出器２１０は、増幅段２０１〜２０
３と、電流加算段２０４とを含む。増幅段２０１〜２０
３はそれぞれ、互いに結合される。増幅段２０１はノー
ド６１において電圧フィードバック信号を増幅させ、増
幅段２０２は、増幅段２０１の出力信号を増幅させ、増
幅段２０３は、増幅段２０２の出力信号を増幅させる。
従って、増幅段２０１〜２０３はそれぞれ、自身のそれ
ぞれの利得ファクタを用いて、ノード６１において電圧
フィードバック信号を増幅させる。電圧フィードバック
信号は、増幅段２０３が限界まで駆動されるまで、各増
幅段によって増幅される。増幅段２０１〜２０３の１つ
が限界まで駆動されると、当該増幅段は、自身の出力信
号をそれ以上増加させることができなくなる。電圧フィ
ードバック信号が増加し続けると、増幅段２０２は限界
となり、最終的には、増幅段２０１は限界になる。増幅
段２０１〜２０３のそれぞれの利得は、例えば、約１０
デシベル（ｄＢ）に設定され得る。この場合、３つの増
幅段を備える対数検出器２１０は、３０ｄＢまでの利得
を、電圧フィードバック信号に供給する。対数検出器２
１０に増幅段をさらに追加して、その利得範囲を増加さ
せてもよい。
【０１２４】対数検出器２１０における増幅段２０１〜
２０３はそれぞれ検出器を含み、これらはそれぞれ、電
流信号を電流加算段２０４に出力する。この電流加算段
２０４は、当該増幅段の電圧出力信号に比例する。各検
出器は、自身に対応する増幅段の利得範囲にわたって動
作するように設定される。各検出器の電流出力信号は、
電流加算段２０４において加算される。電流加算段２０
４の出力は、抵抗器８２を通る電流である。対数検出器
２１０は、抵抗器８２を通る電流を電圧フィードバック
信号に比例するように変化させる。電圧フィードバック
信号が増加すると、抵抗器８２にわたる電圧降下も増加
し、その結果、ＶOUTは減少する。電圧フィードバック
信号が減少すると、抵抗器８２にわたる電圧降下も減少
し、その結果、ＶOUTは増加する。コントローラ２００
は、ＡＭモードの間ＶOUTを維持するように動作する図
３および４に示す回路と、さらなる自動ゼロ回路とを含
む。
【０１２５】当業者であれば、本発明の回路は、上記に
て図示および説明した回路以外の回路構成を用いても実
施可能であることをさらに認識する。このような改変例
は全て、本発明の範囲内である。本発明の範囲は、本明
細書中の特許請求の範囲のみによって限定される。例え
ば、本発明の電力コントローラは、無線周波数電力コン
トローラに限定されず、他の低周波数範囲（例えば、可
聴周波数）において動作するコントローラも含み得る。
【０１２６】本発明は、制御信号を用いてＲＦ電力増幅
器の電力出力信号を調節する無線周波数（ＲＦ）電力コ
ントローラを提供する。ＲＦ電力コントローラは、フィ
ードバック信号と電力制御入力信号との間を測定して、
制御信号をＲＦ電力増幅器に供給する電力制御増幅器を
含む。出力電力信号は、イネーブルモード中のある期間
にわたって振幅変調される。振幅変調期間中、ＲＦ電力
増幅器は、電力制限ループを開き、電力制限増幅器に結
合されている、第２の増幅器およびコンデンサを用い
て、ＲＦ電力増幅器への出力電圧を実質的に一定に維持
する。コンデンサは、振幅変調期間中に電力制限増幅器
から切り離され、第２の増幅器は、コンデンサに格納さ
れた電圧に基づいて、ＲＦ電力コントローラの出力電圧
を供給する。
【０１２７】
【発明の効果】非固定の振幅電力変調を有するＥＤＧＥ
規格またはＴＤＭＡ規格等の他の規格を使用して、振幅
変調されたＲＦ電力増幅器の出力電力信号を正確に制御
するＲＦコントローラを提供することが本発明の目的で
ある。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の本質に従う、ＲＦ電力増幅器
のＲＦ出力電力信号を制御するＲＦ電力コントローラの
模式図である。
【図２】図２は、図１、３、４、および５の回路波形の
図解による説明である。
【図３】図３は、本発明の本質に従う、電圧フィードバ
ック信号を受信するＲＦ検出器を備えたＲＦ電力コント
ローラの模式図である。
【図４】図４は、本発明の本質に従う、電流フィードバ
ック信号によるＲＦ電力コントローラの模式図である。
【図５】図５は、本発明の本質に従う、対数検出器を備
えたＲＦ電力コントローラの模式図である。
【符号の説明】
２２ 方向性カプラ ３０ ＲＦ電力増幅器 ４０ ＲＦ電力コントローラ ４２ ＲＦ検出器 ４４ 電力制御増幅器 ４５ スイッチ ４６ コンデンサ ４８ バッファ増幅器
フロントページの続き (72)発明者 エドワード エル． ヘンダーソン アメリカ合衆国 ニュー ハンプシャー 03811， アトキンソン， エドマンド サークル ４ (72)発明者 サミュエル エイチ． ノーク アメリカ合衆国 マサチューセッツ 01810， アンドバー， キャメロン ロ ード 12 Ｆターム(参考） 5J002 BB13 BB22 CC01 DD01 FF06 5J100 JA01 LA00 LA09 LA10 QA01 SA01 5K004 AA01 BA02 BC00

Claims (44)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 制御信号を用いて、電力増幅器の電力出
    力信号を調節する電力コントローラであって、 該電力増幅器からフィードバック信号を受信する、フィ
    ードバック回路と、 該フィードバック回路からの信号に応答する制御増幅器
    と、 該制御信号を生成する第２の増幅器であって、 第１の期間中、該制御増幅器の出力信号に応答し、該電
    力出力信号の第２の振幅変調期間中、該制御増幅器出力
    信号に応答しない、第２の増幅器と、を含む、電力コン
    トローラ。
  2. 【請求項２】 前記フィードバック回路が、前記電力増
    幅器から、電圧フィードバック信号を受信する、請求項
    １に記載のコントローラ。
  3. 【請求項３】 前記フィードバック回路が、前記電圧フ
    ィードバック信号に応答するピーク検出器回路を含む、
    請求項２に記載のコントローラ。
  4. 【請求項４】 前記フィードバック回路が、前記ピーク
    検出器に接続された検出器増幅器をさらに含む、請求項
    ３に記載のコントローラ。
  5. 【請求項５】 前記フィードバック回路が、前記電圧フ
    ィードバック信号に応答する対数検出器を含む、請求項
    ２に記載のコントローラ。
  6. 【請求項６】 前記フィードバック回路が、前記電力増
    幅器から電流フィードバック信号を受信する、請求項１
    に記載のコントローラ。
  7. 【請求項７】 前記フィードバック回路が、入力電圧か
    ら、前記電力増幅器に流れる電流を感知する増幅器を含
    む、請求項６に記載のコントローラ。
  8. 【請求項８】 前記フィードバック回路が、感知抵抗器
    をさらに含み、前記フィードバック回路内の前記増幅器
    が、該感知抵抗器を通じて電流を感知する、請求項７に
    記載のコントローラ。
  9. 【請求項９】 前記制御増幅器が、電力制御入力信号に
    も応答する、請求項１に記載のコントローラ。
  10. 【請求項１０】 第１のスイッチが、前記第１の期間中
    に、前記制御増幅器を前記第２の増幅器に結合し、前記
    第２の振幅変調期間中に、該制御増幅器を該第２の増幅
    器から切り離す、請求項１に記載のコントローラ。
  11. 【請求項１１】 前記第２の増幅器が、バッファ増幅器
    である、請求項１に記載のコントローラ。
  12. 【請求項１２】 前記第２の振幅変調期間中、前記制御
    増幅器の前記出力信号を実質的に一定に維持するバッフ
    ァ増幅器をさらに含む、請求項１に記載のコントロー
    ラ。
  13. 【請求項１３】 前記制御増幅器出力信号が、前記第２
    の振幅変調期間中、第１のコンデンサに格納され、前記
    第２の増幅器が、該第１のコンデンサの電圧に応答す
    る、請求項１に記載のコントローラ。
  14. 【請求項１４】 前記第２の増幅器が、第２のコンデン
    サの電圧にも応答する、請求項１３に記載のコントロー
    ラ。
  15. 【請求項１５】 前記第２のコンデンサの電圧を監視
    し、前記第２の増幅器に基準電圧を提供する第３の増幅
    器をさらに含む、請求項１４に記載のコントローラ。
  16. 【請求項１６】 前記第２のコンデンサに接続され、前
    記第１の期間中は閉じられ、前記第２の振幅変調期間中
    は開けられている、第２のスイッチをさらに含む、請求
    項１５に記載のコントローラ。
  17. 【請求項１７】 前記第２のスイッチに接続された基準
    電圧源をさらに含む、請求項１６に記載のコントロー
    ラ。
  18. 【請求項１８】 前記第２の増幅器によって提供される
    前記制御信号が、前記第２の振幅変調期間中に振幅変調
    される、請求項１に記載のコントローラ。
  19. 【請求項１９】 前記電力増幅器は、ＲＦ電力増幅器で
    あり、前記電力コントローラは、ＲＦ電力コントローラ
    である、請求項１に記載のコントローラ。
  20. 【請求項２０】 電力コントローラからの制御信号を用
    いて、電力増幅器の電力出力信号を調節する方法であっ
    て、 該電力出力信号を示すフィードバック信号から第１の信
    号を生成する工程と、 電力制御入力信号を示す第２の信号を生成する工程と、 第１の期間中に該第１および第２の信号に応答して制御
    信号を生成する工程と、 該電力出力信号の該振幅変調期間中に該第１および第２
    の信号に応答しない第１のコンデンサの電圧に応答して
    該制御信号を生成する工程と、を包含する、方法。
  21. 【請求項２１】 前記第１の信号を生成する工程が、前
    記電力出力信号を示す電圧フィードバック信号に応答し
    て、該第１の信号を生成する工程をさらに包含する、請
    求項２０に記載の方法。
  22. 【請求項２２】 前記第１の信号を生成する工程が、前
    記電圧フィードバック信号に応答するピーク検出器回路
    を用いて、該第１の信号を生成する工程をさらに包含す
    る、請求項２１に記載の方法。
  23. 【請求項２３】 前記第１の信号を生成する工程が、前
    記電圧フィードバック信号に応答する対数検出器を用い
    て、該第１の信号を生成する工程をさらに包含する、請
    求項２１に記載の方法。
  24. 【請求項２４】 前記第１の信号を生成する工程が、前
    記電力出力信号を示す電流フィードバック信号に応答し
    て、該第１の信号を生成する工程をさらに包含する、請
    求項２０に記載の方法。
  25. 【請求項２５】 前記第１の信号を生成する工程が、入
    力電圧から前記電力増幅器への電流フローを感知する増
    幅器を用いて、該第１の信号を生成する工程をさらに包
    含する、請求項２４に記載の方法。
  26. 【請求項２６】 前記第１の期間中に第１および第２の
    信号に応答して制御信号を生成する工程が、該第１およ
    び第２の信号に結合されている制御増幅器を用いて、該
    制御信号を生成する工程をさらに包含する、請求項２０
    に記載の方法。
  27. 【請求項２７】 前記振幅変調期間中、バッファ増幅器
    を前記制御増幅器に結合することによって、該制御増幅
    器の出力信号を実質的に一定に維持する工程をさらに包
    含する、請求項２６に記載の方法。
  28. 【請求項２８】 前記第１の期間および振幅変調期間中
    に制御信号を生成する工程が、第２の増幅器の出力信号
    に応答して該制御信号を生成する工程をさらに包含す
    る、請求項２６に記載の方法。
  29. 【請求項２９】 前記第１の期間中に制御信号を生成す
    る工程が、スイッチを用いて前記制御増幅器を前記第２
    の増幅器に結合する工程をさらに包含し、 前記振幅変調期間中に制御信号を生成する工程が、該ス
    イッチを用いて制御増幅器を該第２の増幅器から切り離
    す工程をさらに包含する、請求項２８に記載の方法。
  30. 【請求項３０】 前記第２の増幅器が、バッファ増幅器
    である、請求項２８に記載の方法。
  31. 【請求項３１】 前記振幅変調期間中に前記制御信号を
    実質的に一定に維持する第２のコンデンサの電圧を監視
    して、第３の増幅器を用いて、基準電圧を前記第２の増
    幅器に提供する工程をさらに包含する、請求項２８に記
    載の方法。
  32. 【請求項３２】 前記振幅変調期間中に第２のコンデン
    サに結合されているスイッチを開く工程をさらに包含す
    る、請求項３１に記載の方法。
  33. 【請求項３３】 前記第１の期間中に基準電圧を前記第
    ２のコンデンサに提供する工程をさらに包含する、請求
    項３１に記載の方法。
  34. 【請求項３４】 前記電力増幅器は、ＲＦ電力増幅器で
    あり、前記電力コントローラは、ＲＦ電力コントローラ
    である、請求項２０に記載の方法。
  35. 【請求項３５】 前記制御信号が、前記振幅変調期間中
    に振幅変調される、請求項２０に記載の方法。
  36. 【請求項３６】 電力コントローラからの制御信号を用
    いて、電力増幅器の電力出力信号を調節する方法であっ
    て、 該電力出力信号を示すフィードバック信号から第１の信
    号を生成する工程と、第１の期間中に該第１の信号およ
    び電力制御入力信号に応答して制御信号を生成する工程
    と、 該電力出力信号が振幅変調される第２の期間中に該第１
    の信号に応答しない第１のコンデンサの電圧に応答して
    該制御信号を生成する工程と、を包含する方法であっ
    て、 該制御信号が、該第１の信号に応答しない第２のコンデ
    ンサに格納された基準電圧にも応答する、電力増幅器の
    電力出力信号を調節する方法。
  37. 【請求項３７】 前記第１の期間中に制御信号を生成す
    る工程が、前記第１および第２の信号を受信するように
    結合されている制御増幅器の出力信号に応答して前記制
    御信号を生成する工程をさらに包含する、請求項３６に
    記載の方法。
  38. 【請求項３８】 前記第２の期間中にバッファ増幅器を
    前記制御増幅器に結合して、該第２の期間の終わりの前
    記制御信号の電圧過渡現象を減少する工程をさらに包含
    する、請求項３７に記載の方法。
  39. 【請求項３９】 前記第１および第２の期間中に制御信
    号を生成する工程が、第２の増幅器の出力信号に応答し
    て該制御信号を生成する工程をさらに包含する、請求項
    ３７に記載の方法。
  40. 【請求項４０】 第３の増幅器が、前記第２のコンデン
    サの前記基準電圧を監視し、信号を前記第２の増幅器に
    提供する、請求項３９に記載の方法。
  41. 【請求項４１】 前記第２の期間中に制御信号を生成す
    る工程が、該第２の期間中に前記制御増幅器を前記第２
    の増幅器から切り離す工程をさらに包含する、請求項３
    ９に記載の方法。
  42. 【請求項４２】 前記第１の信号を生成する工程が、前
    記電力出力信号を示す電圧フィードバック信号に応答し
    て該第１の信号を生成する工程をさらに包含する、請求
    項３６に記載の方法。
  43. 【請求項４３】 前記第１の信号を生成する工程が、前
    記電力出力信号を示す電流フィードバック信号に応答し
    て該第１の信号を生成する工程をさらに包含する、請求
    項３６に記載の方法。
  44. 【請求項４４】 前記電力増幅器が、ＲＦ電力増幅器で
    あり、前記電力コントローラが、ＲＦ電力コントローラ
    である、請求項３６に記載の方法。
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