JP2003229731A - 増幅器 - Google Patents
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- A63B57/20—Holders, e.g. of tees or of balls
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- 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
- H03F1/0261—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 polarisation voltage or current, e.g. gliding Class A
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- Power Engineering (AREA)
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- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Physical Education & Sports Medicine (AREA)
- Amplifiers (AREA)
- Transmitters (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】システムを構成する部品を効率よく使用しなが
ら、２以上の出力電力レベルで高効率に電力を供給する
増幅器の提供。 【解決手段】増幅器１００は、第１段増幅器１０２及び
第２段増幅器１０６を有する。各段増幅器１０２，１０
６は、所望の出力電力に基づいて少なくとも２つの電力
状態の一つの状態に設定される。増幅器１００は、第１
段及び第２段増幅器１０２，１０６が第１状態に設定さ
れると第１出力電力範囲に高効率に増幅し、第１段及び
第２段増幅器１０２，１０６が第２状態に設定されると
第２出力電力範囲に高効率に増幅する。少なくとも２つ
の状態の一つの状態に各段増幅器を設定することによ
り、広い電力レベル範囲で高いレベルの電力効率が達成
できる。
ら、２以上の出力電力レベルで高効率に電力を供給する
増幅器の提供。 【解決手段】増幅器１００は、第１段増幅器１０２及び
第２段増幅器１０６を有する。各段増幅器１０２，１０
６は、所望の出力電力に基づいて少なくとも２つの電力
状態の一つの状態に設定される。増幅器１００は、第１
段及び第２段増幅器１０２，１０６が第１状態に設定さ
れると第１出力電力範囲に高効率に増幅し、第１段及び
第２段増幅器１０２，１０６が第２状態に設定されると
第２出力電力範囲に高効率に増幅する。少なくとも２つ
の状態の一つの状態に各段増幅器を設定することによ
り、広い電力レベル範囲で高いレベルの電力効率が達成
できる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は増幅器に関し、より
詳細には広範囲の出力電力レベルにわたって高レベルの
効率を有する切換え可能な電力増幅器に関する。
詳細には広範囲の出力電力レベルにわたって高レベルの
効率を有する切換え可能な電力増幅器に関する。
【０００２】
【従来の技術】トランジスタ等の増幅器は、電気信号の
強度を増大させるために広く使用されている。電気信号
の強度を増大させるために、電気信号は、電気信号と同
様に変化するがより大きな振幅の出力信号を生成する増
幅器を介して、バッテリ等のエネルギー源からエネルギ
ーの流れを制御するのに使用されるのが代表的である。
一般的には、最小限の電力を使用して電気信号を効率的
に増幅してエネルギーコストを低減し、例えばバッテリ
の寿命を長くすることが望ましい。
強度を増大させるために広く使用されている。電気信号
の強度を増大させるために、電気信号は、電気信号と同
様に変化するがより大きな振幅の出力信号を生成する増
幅器を介して、バッテリ等のエネルギー源からエネルギ
ーの流れを制御するのに使用されるのが代表的である。
一般的には、最小限の電力を使用して電気信号を効率的
に増幅してエネルギーコストを低減し、例えばバッテリ
の寿命を長くすることが望ましい。
【０００３】増幅器の効率は作動条件で変動する。例え
ば、ある出力電力レベルでの電力効率用に設計された増
幅器は、別の出力電力レベルでは低効率であることがあ
る。無線通信デバイス等の多くの装置は、多様な出力電
力レベルにわたり作動する増幅器を必要とする。増幅器
は、例えば最大出力電力レベル等の単一出力電力レベル
でピーク効率を達成するように調整されるのが代表的で
ある。増幅器は、最大出力電力レベルで高効率であるよ
うに設計されている場合、低出力電力レベルでは低効率
で作動する傾向がある。このため、増幅器が低出力電力
レベルで高効率であるように設計されている場合より
も、低出力電力レベルではより多くのエネルギーを消費
する。
ば、ある出力電力レベルでの電力効率用に設計された増
幅器は、別の出力電力レベルでは低効率であることがあ
る。無線通信デバイス等の多くの装置は、多様な出力電
力レベルにわたり作動する増幅器を必要とする。増幅器
は、例えば最大出力電力レベル等の単一出力電力レベル
でピーク効率を達成するように調整されるのが代表的で
ある。増幅器は、最大出力電力レベルで高効率であるよ
うに設計されている場合、低出力電力レベルでは低効率
で作動する傾向がある。このため、増幅器が低出力電力
レベルで高効率であるように設計されている場合より
も、低出力電力レベルではより多くのエネルギーを消費
する。
【０００４】２以上の出力電力レベルでの高効率の電力
増幅を得る問題に取り組んだ技法が、「ショットキーダ
イオードを組み込んだ回路を有する切換え可能なパス電
力増幅器」と題する米国特許第６１８１２０８号明細書
に開示されている。この米国特許には、分離した２個の
電力デバイスが使用されている。一方の電力デバイス
は、第１の出力電力レベルで高効率であるように設計さ
れ、第１の出力電力範囲に電力を独占的に供給するため
に使用される。また、他方の電力デバイスは、第２の出
力電力レベルで高効率であるように設計され、第２の出
力電力範囲に電力を独占的に供給するために使用され
る。相互に排他的な関係で異なる２つの出力電力レベル
で高効率であるように設計された２個の電力デバイスを
使用することにより、広範囲の出力電力レベルにわたっ
て効率を増大させることが可能になる。しかし、相互に
排他的な電力デバイスを使用して異なる２つの出力電力
レベルで高効率を達成することは、システムを構成する
部品の観点からは非効率である。というのは、所定の時
点では一方の電力デバイスのみが使用されているからで
ある。
増幅を得る問題に取り組んだ技法が、「ショットキーダ
イオードを組み込んだ回路を有する切換え可能なパス電
力増幅器」と題する米国特許第６１８１２０８号明細書
に開示されている。この米国特許には、分離した２個の
電力デバイスが使用されている。一方の電力デバイス
は、第１の出力電力レベルで高効率であるように設計さ
れ、第１の出力電力範囲に電力を独占的に供給するため
に使用される。また、他方の電力デバイスは、第２の出
力電力レベルで高効率であるように設計され、第２の出
力電力範囲に電力を独占的に供給するために使用され
る。相互に排他的な関係で異なる２つの出力電力レベル
で高効率であるように設計された２個の電力デバイスを
使用することにより、広範囲の出力電力レベルにわたっ
て効率を増大させることが可能になる。しかし、相互に
排他的な電力デバイスを使用して異なる２つの出力電力
レベルで高効率を達成することは、システムを構成する
部品の観点からは非効率である。というのは、所定の時
点では一方の電力デバイスのみが使用されているからで
ある。
【０００５】
【特許文献１】 米国特許第６１８１２０８号明細書
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従って、システムを構
成する部品を効率よく使用しながら、２以上の出力電力
レベルで高効率に電力を供給する増幅器に対するニーズ
がある。本発明はこのニーズを満たすことを目的とす
る。
成する部品を効率よく使用しながら、２以上の出力電力
レベルで高効率に電力を供給する増幅器に対するニーズ
がある。本発明はこのニーズを満たすことを目的とす
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、２以上の出力
電力レベルで電気信号を高効率で増幅する増幅器及び増
幅方法を提供する。この増幅器及び増幅方法は、少なく
とも２つの電力状態で設定(configure)され得る第１段
(first stage)増幅器と、少なくとも２つの電力状態で
設定され得る第２段(second stage)増幅器と、出力電力
に基づいて第１段及び第２段増幅器を設定するための状
態決定回路(state determination circuit)とを使用す
ることにより、前述の問題を解決する。ある出力電力レ
ベルで電力を高効率で供給するために、回路は、一方の
出力電力状態で各々作動するように第１段及び第２段増
幅器を選択的に設定する。別の出力電力レベルで電力を
高効率で供給するために、回路は、他方の出力電力状態
で各々作動するように第１段及び第２段増幅器を選択的
に設定する。
電力レベルで電気信号を高効率で増幅する増幅器及び増
幅方法を提供する。この増幅器及び増幅方法は、少なく
とも２つの電力状態で設定(configure)され得る第１段
(first stage)増幅器と、少なくとも２つの電力状態で
設定され得る第２段(second stage)増幅器と、出力電力
に基づいて第１段及び第２段増幅器を設定するための状
態決定回路(state determination circuit)とを使用す
ることにより、前述の問題を解決する。ある出力電力レ
ベルで電力を高効率で供給するために、回路は、一方の
出力電力状態で各々作動するように第１段及び第２段増
幅器を選択的に設定する。別の出力電力レベルで電力を
高効率で供給するために、回路は、他方の出力電力状態
で各々作動するように第１段及び第２段増幅器を選択的
に設定する。
【０００８】本発明の一側面は、少なくとも２つの電力
状態を有する第１段増幅器と、少なくとも２つの電力状
態を有する第２段増幅器と、状態決定回路とを有する増
幅器である。第１段増幅器は、信号を受信する入力部、
制御ポート及び出力部を有し、第２段増幅器は、第１段
増幅器の出力部に接続された入力部、制御ポート及び出
力部を有し、状態決定回路は、少なくとも２つの電力状
態の一つの状態で第１段増幅器を選択的に設定するため
に第１段増幅器の制御ポートに接続されると共に、少な
くとも２つの電力状態の一つの状態で第２段増幅器を選
択的に設定するために第２段増幅器の制御ポートにさら
に接続される。
状態を有する第１段増幅器と、少なくとも２つの電力状
態を有する第２段増幅器と、状態決定回路とを有する増
幅器である。第１段増幅器は、信号を受信する入力部、
制御ポート及び出力部を有し、第２段増幅器は、第１段
増幅器の出力部に接続された入力部、制御ポート及び出
力部を有し、状態決定回路は、少なくとも２つの電力状
態の一つの状態で第１段増幅器を選択的に設定するため
に第１段増幅器の制御ポートに接続されると共に、少な
くとも２つの電力状態の一つの状態で第２段増幅器を選
択的に設定するために第２段増幅器の制御ポートにさら
に接続される。
【０００９】本発明の別の側面は、信号源から負荷に通
過する信号を増幅する方法である。この方法は、増幅器
の出力電力レベルを決定すること、決定された電力レベ
ルに基づいて少なくとも２つの状態の一つの状態で増幅
器の第１段増幅器を設定して信号を増幅すること、及び
決定された電力レベルに基づいて少なくとも２つの状態
の一つの状態で増幅器の第１段増幅器を設定して第１段
増幅器により増幅された信号を増幅することからなる。
過する信号を増幅する方法である。この方法は、増幅器
の出力電力レベルを決定すること、決定された電力レベ
ルに基づいて少なくとも２つの状態の一つの状態で増幅
器の第１段増幅器を設定して信号を増幅すること、及び
決定された電力レベルに基づいて少なくとも２つの状態
の一つの状態で増幅器の第１段増幅器を設定して第１段
増幅器により増幅された信号を増幅することからなる。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
を説明する。図１は、本発明の増幅器の概略図である。
図２ないし図９は、図１の増幅器で使用する適当な静的
インピーダンス整合回路の回路図である。図１０及び図
１１は、図１の増幅器で使用する適当な能動出力インピ
ーダンス整合回路の回路図である。
を説明する。図１は、本発明の増幅器の概略図である。
図２ないし図９は、図１の増幅器で使用する適当な静的
インピーダンス整合回路の回路図である。図１０及び図
１１は、図１の増幅器で使用する適当な能動出力インピ
ーダンス整合回路の回路図である。
【００１１】図１は、本発明の一実施形態の増幅器１０
０を示す。増幅器１００は、携帯電話、コードレス電
話、双方向ポケットベル（登録商標）、無線ＬＡＮデバ
イス及びＡＭ／ＦＭアナログ送信機で電子信号を増幅す
るために特に好適であるが、これらの装置に限定されな
い。当業者であれば理解するように、装置の複雑さ、コ
ストに依存して、増幅器１００は、単にドライバ増幅器
として機能してもよいし、装置用の複雑な増幅器であっ
てもよい。
０を示す。増幅器１００は、携帯電話、コードレス電
話、双方向ポケットベル（登録商標）、無線ＬＡＮデバ
イス及びＡＭ／ＦＭアナログ送信機で電子信号を増幅す
るために特に好適であるが、これらの装置に限定されな
い。当業者であれば理解するように、装置の複雑さ、コ
ストに依存して、増幅器１００は、単にドライバ増幅器
として機能してもよいし、装置用の複雑な増幅器であっ
てもよい。
【００１２】図示された実施形態を総括すると、増幅器
１００は、増幅器入力ポート１０４で受信された信号を
増幅するための少なくとも２つの電力状態を有する第１
段増幅器１０２と、第１段増幅器１０２により増幅され
た信号を増幅するための少なくとも２つの電力状態を有
し、増幅器出力ポート１０８で増幅された信号を生成す
る第２段増幅器１０６と、第１段及び第２段増幅器１０
２，１０６の状態を設定する状態決定回路１１０とを有
する。第１段及び第２段増幅器１０２，１０６は、その
各段増幅器１０２，１０６が一状態に設定されると増幅
器１００の一出力電力レベルで電力を高効率で供給する
ように、且つ各段増幅器１０２，１０６が別の状態に設
定されると別の出力電力レベルで電力を高効率で供給す
るように設計される。
１００は、増幅器入力ポート１０４で受信された信号を
増幅するための少なくとも２つの電力状態を有する第１
段増幅器１０２と、第１段増幅器１０２により増幅され
た信号を増幅するための少なくとも２つの電力状態を有
し、増幅器出力ポート１０８で増幅された信号を生成す
る第２段増幅器１０６と、第１段及び第２段増幅器１０
２，１０６の状態を設定する状態決定回路１１０とを有
する。第１段及び第２段増幅器１０２，１０６は、その
各段増幅器１０２，１０６が一状態に設定されると増幅
器１００の一出力電力レベルで電力を高効率で供給する
ように、且つ各段増幅器１０２，１０６が別の状態に設
定されると別の出力電力レベルで電力を高効率で供給す
るように設計される。
【００１３】図１の状態決定回路１１０は、増幅器出力
部１０８における増幅器１００の出力電力レベル等の判
定基準に基づいて２つの段増幅器１０２，１０６を選択
的に設定する。増幅器の出力電力レベルに従って２つの
段増幅器１０２，１０６を選択的に設定することによ
り、広範囲の出力電力レベルにわたり高いレベルの効率
を達成することができる。一実施形態において、第１段
及び第２段増幅器１０２，１０６は、２つの異なる出力
電力レベルにおいて高効率で出力電力を供給するように
協働するよう設計される。例えば、第１段及び第２段増
幅器１０２，１０６は、各々が２つの状態の一方に設定
されると増幅器の最大出力電力レベルにおいて出力電圧
を高効率で供給し、各々が２つの状態の他方に設定され
ると増幅器１００が作動する可能性が最も高い電力レベ
ルにおいて出力電圧を高効率で供給するように設計する
ことができる。別の実施形態において、第１段及び第２
段増幅器１０２，１０６は、各々が多数の状態の一つに
別々に設定されて３以上の出力電力レベルにおいて出力
電力を高効率で供給するように設計することができる。
図１の増幅器１００を詳細に説明する。
部１０８における増幅器１００の出力電力レベル等の判
定基準に基づいて２つの段増幅器１０２，１０６を選択
的に設定する。増幅器の出力電力レベルに従って２つの
段増幅器１０２，１０６を選択的に設定することによ
り、広範囲の出力電力レベルにわたり高いレベルの効率
を達成することができる。一実施形態において、第１段
及び第２段増幅器１０２，１０６は、２つの異なる出力
電力レベルにおいて高効率で出力電力を供給するように
協働するよう設計される。例えば、第１段及び第２段増
幅器１０２，１０６は、各々が２つの状態の一方に設定
されると増幅器の最大出力電力レベルにおいて出力電圧
を高効率で供給し、各々が２つの状態の他方に設定され
ると増幅器１００が作動する可能性が最も高い電力レベ
ルにおいて出力電圧を高効率で供給するように設計する
ことができる。別の実施形態において、第１段及び第２
段増幅器１０２，１０６は、各々が多数の状態の一つに
別々に設定されて３以上の出力電力レベルにおいて出力
電力を高効率で供給するように設計することができる。
図１の増幅器１００を詳細に説明する。
【００１４】図１を参照すると、第１段増幅器１０２
は、増幅器１００の入力ポート１０４において受信され
た信号を増幅する。信号は入力整合回路１１２を介して
受信される。入力整合回路１０２は、第１段増幅器１０
２の入力部１１４におけるインピーダンスを信号源のイ
ンピーダンスに整合させるものであり、図２ないし図１
１を参照して後述する。第１段増幅器１０２は少なくと
も２つの状態で設定可能であり、増幅量は第１段増幅器
１０２が設定される状態に依存する。第１段増幅器１０
２の状態は、その制御ポート１１６で受信された設定信
号により設定できる。図示の実施形態において、第１段
増幅器１０２は第１電力デバイス１１８及び第２電力デ
バイス１２０を有し、第１段増幅器１０２の状態は電力
デバイス１１８，１２０を選択的に有効(enable)又は無
効(disable)にすることにより決定される。
は、増幅器１００の入力ポート１０４において受信され
た信号を増幅する。信号は入力整合回路１１２を介して
受信される。入力整合回路１０２は、第１段増幅器１０
２の入力部１１４におけるインピーダンスを信号源のイ
ンピーダンスに整合させるものであり、図２ないし図１
１を参照して後述する。第１段増幅器１０２は少なくと
も２つの状態で設定可能であり、増幅量は第１段増幅器
１０２が設定される状態に依存する。第１段増幅器１０
２の状態は、その制御ポート１１６で受信された設定信
号により設定できる。図示の実施形態において、第１段
増幅器１０２は第１電力デバイス１１８及び第２電力デ
バイス１２０を有し、第１段増幅器１０２の状態は電力
デバイス１１８，１２０を選択的に有効(enable)又は無
効(disable)にすることにより決定される。
【００１５】一実施形態において、設定信号は、電力デ
バイス１１８，１２０の一方を有効又は無効にして第１
段増幅器１０２を設定する。例えば、第１電力デバイス
１１８が有効にされ、制御ポート１２２を介して第２電
力デバイス１２０を有効又は無効にできる場合、両電力
デバイス１１８，１２０が有効になるように第２電力デ
バイス１２０を有効にすることにより第１段増幅器１０
２を一状態に設定できる。同様に、第１段増幅器１０２
は、第１電力デバイス１１８のみを有効するように第２
電力デバイス１２０を無効にすることにより、別の状態
に設定できる。第１及び第２電力デバイス１１８，１２
０は、相対的に高い正電圧、すなわち2.7Ｖを各電力デ
バイス１１８，１２０に印加することによりそれぞれ有
効にでき、相対的に低い電圧、すなわち0.1Ｖを印加す
ることにより無効にできる。電圧は、電力デバイス１１
８，１２０に直接印加でき、あるいは例えば公知のバイ
アス回路を介して間接的に印加できる。電力デバイス１
１８，１２０を有効又は無効にするための種々の代替手
段が当業者には明らかであり、本発明の真髄及び範囲内
と考えられる。
バイス１１８，１２０の一方を有効又は無効にして第１
段増幅器１０２を設定する。例えば、第１電力デバイス
１１８が有効にされ、制御ポート１２２を介して第２電
力デバイス１２０を有効又は無効にできる場合、両電力
デバイス１１８，１２０が有効になるように第２電力デ
バイス１２０を有効にすることにより第１段増幅器１０
２を一状態に設定できる。同様に、第１段増幅器１０２
は、第１電力デバイス１１８のみを有効するように第２
電力デバイス１２０を無効にすることにより、別の状態
に設定できる。第１及び第２電力デバイス１１８，１２
０は、相対的に高い正電圧、すなわち2.7Ｖを各電力デ
バイス１１８，１２０に印加することによりそれぞれ有
効にでき、相対的に低い電圧、すなわち0.1Ｖを印加す
ることにより無効にできる。電圧は、電力デバイス１１
８，１２０に直接印加でき、あるいは例えば公知のバイ
アス回路を介して間接的に印加できる。電力デバイス１
１８，１２０を有効又は無効にするための種々の代替手
段が当業者には明らかであり、本発明の真髄及び範囲内
と考えられる。
【００１６】電力デバイス１１８，１２０の実施は、用
途、部品コスト、速度の要求等によって変化する。一実
施形態において、各電力デバイス１１８，１２０はＮＰ
Ｎトランジスタ等のトランジスタを有する。各電力デバ
イスは、初期状態でトランジスタ１２４，１２６を保持
するＤＣバイアス回路をさらに有する結果、「通常」の
作動状態下で入力信号がトランジスタ１２４，１２６の
出力を制御する、すなわちトランジスタ１２４，１２６
が「活性」(active)領域にあるのが代表的である。電力
デバイス１１８，１２０の他の種々の設計及び構成は電
子分野の当業者には周知であろう。
途、部品コスト、速度の要求等によって変化する。一実
施形態において、各電力デバイス１１８，１２０はＮＰ
Ｎトランジスタ等のトランジスタを有する。各電力デバ
イスは、初期状態でトランジスタ１２４，１２６を保持
するＤＣバイアス回路をさらに有する結果、「通常」の
作動状態下で入力信号がトランジスタ１２４，１２６の
出力を制御する、すなわちトランジスタ１２４，１２６
が「活性」(active)領域にあるのが代表的である。電力
デバイス１１８，１２０の他の種々の設計及び構成は電
子分野の当業者には周知であろう。
【００１７】第２段増幅器１０６は、第１段増幅器１０
２により増幅された信号を増幅する。第１段増幅器１０
２により増幅された信号は、中間段(interstage)整合回
路１２８を介して受信される。中間段整合回路１２８
は、第１段増幅器１０２の出力部１３０におけるインピ
ーダンスを第２段増幅器１０６の入力１３２に整合させ
るものであり、図２ないし図１１を参照して後述する。
第２段増幅器１０６は少なくとも２つの状態で設定可能
であり、増幅量は第２段増幅器１０６が設定される状態
に依存する。第２段増幅器１０６の状態は、その制御ポ
ート１３４で受信された設定信号により設定される。図
示の実施形態において、第２段増幅器１０６は第３電力
デバイス１３６及び第４電力デバイス１３８を有し、第
２段増幅器１０６の状態は電力デバイス１３６，１３８
を選択的に有効又は無効にすることにより決定される。
２により増幅された信号を増幅する。第１段増幅器１０
２により増幅された信号は、中間段(interstage)整合回
路１２８を介して受信される。中間段整合回路１２８
は、第１段増幅器１０２の出力部１３０におけるインピ
ーダンスを第２段増幅器１０６の入力１３２に整合させ
るものであり、図２ないし図１１を参照して後述する。
第２段増幅器１０６は少なくとも２つの状態で設定可能
であり、増幅量は第２段増幅器１０６が設定される状態
に依存する。第２段増幅器１０６の状態は、その制御ポ
ート１３４で受信された設定信号により設定される。図
示の実施形態において、第２段増幅器１０６は第３電力
デバイス１３６及び第４電力デバイス１３８を有し、第
２段増幅器１０６の状態は電力デバイス１３６，１３８
を選択的に有効又は無効にすることにより決定される。
【００１８】第１段増幅器１０２に関して上述したよう
に、設定信号は、電力デバイス１３６，１３８の一方を
有効又は無効にして第２段増幅器１０６を設定する。例
えば、第３電力デバイス１３６が有効にされ、制御ポー
ト１４０を介して第４電力デバイス１３８を有効又は無
効にできる場合、両電力デバイス１３６，１３８が有効
になるように第４電力デバイス１３８を有効にすること
により第２段増幅器１０６を一状態に設定でき、第３電
力デバイス１３６のみを有効するように第４電力デバイ
ス１３８を無効にすることにより、別の状態に設定でき
る。電力デバイス１３６，１３８の実施は、電力デバイ
ス１１８，１２０に関して上述したように可能である。
に、設定信号は、電力デバイス１３６，１３８の一方を
有効又は無効にして第２段増幅器１０６を設定する。例
えば、第３電力デバイス１３６が有効にされ、制御ポー
ト１４０を介して第４電力デバイス１３８を有効又は無
効にできる場合、両電力デバイス１３６，１３８が有効
になるように第４電力デバイス１３８を有効にすること
により第２段増幅器１０６を一状態に設定でき、第３電
力デバイス１３６のみを有効するように第４電力デバイ
ス１３８を無効にすることにより、別の状態に設定でき
る。電力デバイス１３６，１３８の実施は、電力デバイ
ス１１８，１２０に関して上述したように可能である。
【００１９】一実施形態において、第１段増幅器１０２
及びその状態並びに第２段増幅器１０６及びその状態
は、第１段増幅器１０２及び第２段増１０６が、各々第
１状態に設定されると増幅器１００の第１出力電力レベ
ルで効率的に協働し、各々第２状態に設定されると増幅
器１００の第２出力電力レベルで効率的に協働するよう
に設計される。ある電力レベルで最適化された電力効率
を有する多段電力増幅器の設計及び構造は、電子分野の
当業者には周知である。
及びその状態並びに第２段増幅器１０６及びその状態
は、第１段増幅器１０２及び第２段増１０６が、各々第
１状態に設定されると増幅器１００の第１出力電力レベ
ルで効率的に協働し、各々第２状態に設定されると増幅
器１００の第２出力電力レベルで効率的に協働するよう
に設計される。ある電力レベルで最適化された電力効率
を有する多段電力増幅器の設計及び構造は、電子分野の
当業者には周知である。
【００２０】入力整合回路１１２、中間段整合回路１２
８及び出力整合回路１４２は、増幅器入力部１０４の信
号源及び第１段増幅器１０２の入力部１１４の間、第１
段増幅器１０２の出力部１３０及び第２段増幅器１０６
の入力部１１４の間、及び第１段増幅器１０２の出力部
１４４及び負荷に接続された増幅器出力部１０８の間の
インピーダンスレベルをそれぞれ整合させる。各インピ
ーダンスレベル間の比が低い場合、図２及び図３に図示
されたようなキャパシタＣ及びインダクタＬを有する従
来からのローパス及びハイパスＬタイプの静的(static)
整合回路が、入力整合回路１１２、中間段整合回路１２
８、出力整合回路１４２に使用できる。整合回路の一側
に接続されたインピーダンスはR1で表わされ、整合回路
の他側に接続されたインピーダンスはR2で表わされる。
このため、インピーダンス比はR1/R2で表される。
８及び出力整合回路１４２は、増幅器入力部１０４の信
号源及び第１段増幅器１０２の入力部１１４の間、第１
段増幅器１０２の出力部１３０及び第２段増幅器１０６
の入力部１１４の間、及び第１段増幅器１０２の出力部
１４４及び負荷に接続された増幅器出力部１０８の間の
インピーダンスレベルをそれぞれ整合させる。各インピ
ーダンスレベル間の比が低い場合、図２及び図３に図示
されたようなキャパシタＣ及びインダクタＬを有する従
来からのローパス及びハイパスＬタイプの静的(static)
整合回路が、入力整合回路１１２、中間段整合回路１２
８、出力整合回路１４２に使用できる。整合回路の一側
に接続されたインピーダンスはR1で表わされ、整合回路
の他側に接続されたインピーダンスはR2で表わされる。
このため、インピーダンス比はR1/R2で表される。
【００２１】インピーダンス比が大きい場合、図４ない
し図６に図示されたＢタイプ変成器及び図７ないし図９
に図示されたＴタイプ変成器に代表される静的整合回路
をインピーダンス整合用に使用することができる。マイ
クロ波又は同様の高周波信号の場合、伝送線を図２ない
し図９に図示された回路のインダクタに公知の方法で置
換してもよい。インピーダンスレベルを整合する種々の
代替回路が当業者には明らかであり、本発明の真髄及び
範囲内であると考えられる。
し図６に図示されたＢタイプ変成器及び図７ないし図９
に図示されたＴタイプ変成器に代表される静的整合回路
をインピーダンス整合用に使用することができる。マイ
クロ波又は同様の高周波信号の場合、伝送線を図２ない
し図９に図示された回路のインダクタに公知の方法で置
換してもよい。インピーダンスレベルを整合する種々の
代替回路が当業者には明らかであり、本発明の真髄及び
範囲内であると考えられる。
【００２２】別の実施形態において、図示された出力整
合回路１４２等の１以上の整合回路１１２，１２８，１
４２は、図１０及び図１１に図示された整合回路等の、
少なくとも２つのインピーダンスレベル状態で設定でき
る動的(dynamic)整合回路である。出力整合回路１４２
のインピーダンスレベル状態は、状態決定回路１１０に
より生成され出力整合回路１４２の制御ポート１４３に
おいて受信されるインピーダンス制御信号１４５により
制御できる。
合回路１４２等の１以上の整合回路１１２，１２８，１
４２は、図１０及び図１１に図示された整合回路等の、
少なくとも２つのインピーダンスレベル状態で設定でき
る動的(dynamic)整合回路である。出力整合回路１４２
のインピーダンスレベル状態は、状態決定回路１１０に
より生成され出力整合回路１４２の制御ポート１４３に
おいて受信されるインピーダンス制御信号１４５により
制御できる。
【００２３】図１０は、２つの異なる状態において設定
でき２つの異なるインピーダンス比のためにインピーダ
ンスを整合させる、本発明で使用されるための能動整合
回路１４６を示す。整合回路１４６は、第１伝送線１４
８及び第２伝送線１５０を有する。各伝送線は、第２段
増幅器１０６（図１参照）の出力部１４４に接続可能で
ある。一方の伝送線１４８は第２段増幅器の出力部１４
４及びダイオード１５４のアノード１５２の間に接続さ
れ、他方の伝送線１５０は第２段増幅器の出力部１４４
及びダイオード１５４のカソード１５６の間に接続され
る。ダイオードのアノード１５２は、第１キャパシタ１
５８を介して接地接続され、第２キャパシタ１６０を介
して増幅器１００（図１参照）の出力部１０８に接続さ
れている。ダイオード１５４は、ｐタイプ及びｎタイプ
半導体層間に真性層を有する従来のＰＩＮダイオードで
あってもよい。
でき２つの異なるインピーダンス比のためにインピーダ
ンスを整合させる、本発明で使用されるための能動整合
回路１４６を示す。整合回路１４６は、第１伝送線１４
８及び第２伝送線１５０を有する。各伝送線は、第２段
増幅器１０６（図１参照）の出力部１４４に接続可能で
ある。一方の伝送線１４８は第２段増幅器の出力部１４
４及びダイオード１５４のアノード１５２の間に接続さ
れ、他方の伝送線１５０は第２段増幅器の出力部１４４
及びダイオード１５４のカソード１５６の間に接続され
る。ダイオードのアノード１５２は、第１キャパシタ１
５８を介して接地接続され、第２キャパシタ１６０を介
して増幅器１００（図１参照）の出力部１０８に接続さ
れている。ダイオード１５４は、ｐタイプ及びｎタイプ
半導体層間に真性層を有する従来のＰＩＮダイオードで
あってもよい。
【００２４】第２段増幅器（図１参照）の出力部１４４
での高いインピーダンスレベルを負荷に接続された出力
部１０８に整合させるために、ダイオード１５４がオフ
になることにより、第２伝送線１５０を通る電流を阻止
し、整合回路１４６のインピーダンスを増大させる。第
２段増幅器１０６（図１参照）における低いインピーダ
ンスレベルを負荷に接続された出力部１０８に整合させ
るために、ダイオード１５４がオンになることにより、
第２伝送線１５０に電流が流れるのを可能にし、整合回
路１４６のインピーダンスを減少させる。
での高いインピーダンスレベルを負荷に接続された出力
部１０８に整合させるために、ダイオード１５４がオフ
になることにより、第２伝送線１５０を通る電流を阻止
し、整合回路１４６のインピーダンスを増大させる。第
２段増幅器１０６（図１参照）における低いインピーダ
ンスレベルを負荷に接続された出力部１０８に整合させ
るために、ダイオード１５４がオンになることにより、
第２伝送線１５０に電流が流れるのを可能にし、整合回
路１４６のインピーダンスを減少させる。
【００２５】出力整合回路１４２の制御ポート１４３
（図１参照）は、ダイオード１５４（図１０参照）に選
択的に電圧を印加し、状態決定回路１１０から受信され
た例えばインピーダンス制御信号１４５（図１参照）に
基づいてダイオードをオンオフすることに使用できる。
ダイオード１５４をオフにするために、例えば2.7Ｖの
比較的高い電圧がダイオード１５４のカソード１５６に
印加され、例えば0.1Ｖの比較的低い電圧が公知の方法
でダイオード１５４のアノード１５２に印加される。同
様に、ダイオード１５４をオンにするために、比較的低
い電圧がカソード１５６に印加され、比較的高い電圧が
ダイオード１５４のアノード１５２に印加される。
（図１参照）は、ダイオード１５４（図１０参照）に選
択的に電圧を印加し、状態決定回路１１０から受信され
た例えばインピーダンス制御信号１４５（図１参照）に
基づいてダイオードをオンオフすることに使用できる。
ダイオード１５４をオフにするために、例えば2.7Ｖの
比較的高い電圧がダイオード１５４のカソード１５６に
印加され、例えば0.1Ｖの比較的低い電圧が公知の方法
でダイオード１５４のアノード１５２に印加される。同
様に、ダイオード１５４をオンにするために、比較的低
い電圧がカソード１５６に印加され、比較的高い電圧が
ダイオード１５４のアノード１５２に印加される。
【００２６】図１１は、別の動的整合回路１６２を示
す。整合回路１６２は、第２段増幅器１０６（図１参
照）の出力部１４４に接続された単一の伝送線１６４を
有する。伝送線１６４は、第２段増幅器１０６の出力部
１４４及びダイオード１６８のアノード１６６の間に接
続される。ダイオード１６８のアノード１６６は、第１
キャパシタ１７０を介して接地接続され、第２キャパシ
タ１７２を介して増幅器１００（図１参照）の出力部１
０８に接続される。ダイオード１６８のカソード１７４
は第３キャパシタ１７６を介して接地接続される。
す。整合回路１６２は、第２段増幅器１０６（図１参
照）の出力部１４４に接続された単一の伝送線１６４を
有する。伝送線１６４は、第２段増幅器１０６の出力部
１４４及びダイオード１６８のアノード１６６の間に接
続される。ダイオード１６８のアノード１６６は、第１
キャパシタ１７０を介して接地接続され、第２キャパシ
タ１７２を介して増幅器１００（図１参照）の出力部１
０８に接続される。ダイオード１６８のカソード１７４
は第３キャパシタ１７６を介して接地接続される。
【００２７】整合回路１６２のインピーダンスを増大さ
せるために、ダイオード１６８は、図１０のダイオード
１５４に関連して上述したようにオフになるので、第３
キャパシタ１７６を通る電流を阻止する。整合回路１６
２のインピーダンスを減少させるために、ダイオード１
６８は、図１０のダイオード１５４に関連して上述した
ようにオンになるので、第３キャパシタ１７６に電流が
流れるのを可能にする。
せるために、ダイオード１６８は、図１０のダイオード
１５４に関連して上述したようにオフになるので、第３
キャパシタ１７６を通る電流を阻止する。整合回路１６
２のインピーダンスを減少させるために、ダイオード１
６８は、図１０のダイオード１５４に関連して上述した
ようにオンになるので、第３キャパシタ１７６に電流が
流れるのを可能にする。
【００２８】本用途に鑑みて明白である、図１０及び図
１１に示された動的整合回路１４６，１６２の変形は、
本発明の真髄及び範囲内であると考えられる。図１を再
度参照すると、状態決定回路１１０は、第１段及び第２
段増幅器１０２，１０６を選択的に設定することにより
増幅器１００の電力レベルを設定するように作動可能で
ある。加えて、状態決定回路１１０もまた、図１０及び
図１１に示されるような能動出力整合回路が使用される
場合、出力整合回路１４２を選択的に設定することがで
きる。状態決定回路１１０は、それにより使用され得る
命令ポート１８０において情報信号１４７を受信して第
１段増幅器１０２、第２段増幅器１０６及び任意である
が出力整合回路１４２を選択的に設定して増幅器１００
の電力レベルを設定できる。情報信号１４７は、例えば
図１に図示された増幅器１１０の出力部１０８から出力
電力レベルを表わすことができる。
１１に示された動的整合回路１４６，１６２の変形は、
本発明の真髄及び範囲内であると考えられる。図１を再
度参照すると、状態決定回路１１０は、第１段及び第２
段増幅器１０２，１０６を選択的に設定することにより
増幅器１００の電力レベルを設定するように作動可能で
ある。加えて、状態決定回路１１０もまた、図１０及び
図１１に示されるような能動出力整合回路が使用される
場合、出力整合回路１４２を選択的に設定することがで
きる。状態決定回路１１０は、それにより使用され得る
命令ポート１８０において情報信号１４７を受信して第
１段増幅器１０２、第２段増幅器１０６及び任意である
が出力整合回路１４２を選択的に設定して増幅器１００
の電力レベルを設定できる。情報信号１４７は、例えば
図１に図示された増幅器１１０の出力部１０８から出力
電力レベルを表わすことができる。
【００２９】図示された実施形態において、状態決定回
路１１０は、第１段増幅器１０２の制御ポート１１６、
第２段増幅器１０６の制御ポート１３４、及び出力整合
回路１４２の制御ポート１４３に接続されている。特
に、状態決定回路１１０は、第２電力デバイス１２０の
制御ポート１２２及び第２電力デバイス１３８の制御ポ
ート１４０に接続され、デバイス１２０，１３８をそれ
ぞれ選択的に有効又は無効にし、出力整合回路１４２の
制御ポート１４３に接続されてそのインピーダンスレベ
ル状態を選択的に設定する。加えて、状態決定回路１１
０は、増幅器１００の出力部１０８に接続され、第１段
増幅器１０２、第２段増１０６及び出力整合回路１４２
を選択的に設定するのに使用する情報信号１４７を受信
する。
路１１０は、第１段増幅器１０２の制御ポート１１６、
第２段増幅器１０６の制御ポート１３４、及び出力整合
回路１４２の制御ポート１４３に接続されている。特
に、状態決定回路１１０は、第２電力デバイス１２０の
制御ポート１２２及び第２電力デバイス１３８の制御ポ
ート１４０に接続され、デバイス１２０，１３８をそれ
ぞれ選択的に有効又は無効にし、出力整合回路１４２の
制御ポート１４３に接続されてそのインピーダンスレベ
ル状態を選択的に設定する。加えて、状態決定回路１１
０は、増幅器１００の出力部１０８に接続され、第１段
増幅器１０２、第２段増１０６及び出力整合回路１４２
を選択的に設定するのに使用する情報信号１４７を受信
する。
【００３０】一実施形態において、第２電力デバイス１
２０及び第４電力デバイス１３８は、状態決定回路１１
０によって選択的に有効又は無効にすることができる。
この特定実施形態において、第１電力デバイス１１８及
び第３電力デバイス１３６は、増幅器１００が「通常」
作動する間、いつも有効になっている。増幅器１００を
第１電力レベルに設定するために、状態決定回路１１０
は第２電力デバイス１２０及び第４電力デバイス１３８
を有効にする結果、第１、第２、第３及び第４電力デバ
イス１１８，１２０，１３６，１３８は全て有効にな
る。これにより、増幅器１００に最大の電力増幅を与え
る。増幅器１００を第２電力レベルに設定するために、
状態決定回路１１０は第２電力デバイス１２０及び第４
電力デバイス１３８を無効にする結果、第１及び第３電
力デバイス１１８，１３６のみが有効になる。これによ
り、増幅器１００に最大電力増幅以下の電力増幅を与え
る。状態決定回路１１０は、例えば2.7Ｖの相対的に高
い電圧を印加することにより上述したように第２及び第
４電力デバイス１２０，１３８を有効にすることがで
き、例えば0.1Ｖの相対的に低い電圧を印加することに
より電力デバイス１２０，１３８を無効にすることがで
きる。
２０及び第４電力デバイス１３８は、状態決定回路１１
０によって選択的に有効又は無効にすることができる。
この特定実施形態において、第１電力デバイス１１８及
び第３電力デバイス１３６は、増幅器１００が「通常」
作動する間、いつも有効になっている。増幅器１００を
第１電力レベルに設定するために、状態決定回路１１０
は第２電力デバイス１２０及び第４電力デバイス１３８
を有効にする結果、第１、第２、第３及び第４電力デバ
イス１１８，１２０，１３６，１３８は全て有効にな
る。これにより、増幅器１００に最大の電力増幅を与え
る。増幅器１００を第２電力レベルに設定するために、
状態決定回路１１０は第２電力デバイス１２０及び第４
電力デバイス１３８を無効にする結果、第１及び第３電
力デバイス１１８，１３６のみが有効になる。これによ
り、増幅器１００に最大電力増幅以下の電力増幅を与え
る。状態決定回路１１０は、例えば2.7Ｖの相対的に高
い電圧を印加することにより上述したように第２及び第
４電力デバイス１２０，１３８を有効にすることがで
き、例えば0.1Ｖの相対的に低い電圧を印加することに
より電力デバイス１２０，１３８を無効にすることがで
きる。
【００３１】別の実施形態において、状態決定回路１１
０は、全ての電力デバイス１１８，１２０，１３６，１
３８に接続されて付加的で可能な設定を提供することが
できる。このため、増幅器１００の電力レベルは、種々
の組合せで電力デバイス１１８，１２０，１３６，１３
８を選択的に有効又は無効にすることができる。例え
ば、増幅器１００の一電力レベルは、第１、第３及び第
４電力デバイス１１８，１３６、１３８を有効にするこ
とにより得ることができるので、第２電力デバイスのみ
が無効にされる。同様に、電力デバイス１１８，１２
０，１３６，１３８は、増幅器１００がアクティブでな
い場合、状態決定回路１１０により無効にできる。種々
の同様な実施形態が当業者には明らかであり、本発明の
真髄及び範囲内と考えられる。
０は、全ての電力デバイス１１８，１２０，１３６，１
３８に接続されて付加的で可能な設定を提供することが
できる。このため、増幅器１００の電力レベルは、種々
の組合せで電力デバイス１１８，１２０，１３６，１３
８を選択的に有効又は無効にすることができる。例え
ば、増幅器１００の一電力レベルは、第１、第３及び第
４電力デバイス１１８，１３６、１３８を有効にするこ
とにより得ることができるので、第２電力デバイスのみ
が無効にされる。同様に、電力デバイス１１８，１２
０，１３６，１３８は、増幅器１００がアクティブでな
い場合、状態決定回路１１０により無効にできる。種々
の同様な実施形態が当業者には明らかであり、本発明の
真髄及び範囲内と考えられる。
【００３２】状態決定回路１１０は、出力整合回路１４
２に電圧を選択的に印加することにより、出力整合回路
１４２を設定することができる。例えば、図１０に示さ
れた出力整合回路１４６を相対的に高いインピーダンス
状態に設定するために、状態決定回路１１０は、ダイオ
ード１５４のカソード１５６に例えば2.7Ｖの相対的に
高い電圧を印加し、ダイオード１５４のアノード１５２
に例えば0.1Ｖの相対的に低い電圧を印加する。同様
に、出力整合回路１４６を相対的に低いインピーダンス
状態に設定するために、状態決定回路１１０は、ダイオ
ード１５４のカソード１５６に相対的に低い電圧を印加
し、ダイオード１５４のアノード１５２に相対的に低い
電圧を印加する。当業者には明らかであるように、図１
１に示された出力整合回路１６２も同様の方法で制御す
ることができる。
２に電圧を選択的に印加することにより、出力整合回路
１４２を設定することができる。例えば、図１０に示さ
れた出力整合回路１４６を相対的に高いインピーダンス
状態に設定するために、状態決定回路１１０は、ダイオ
ード１５４のカソード１５６に例えば2.7Ｖの相対的に
高い電圧を印加し、ダイオード１５４のアノード１５２
に例えば0.1Ｖの相対的に低い電圧を印加する。同様
に、出力整合回路１４６を相対的に低いインピーダンス
状態に設定するために、状態決定回路１１０は、ダイオ
ード１５４のカソード１５６に相対的に低い電圧を印加
し、ダイオード１５４のアノード１５２に相対的に低い
電圧を印加する。当業者には明らかであるように、図１
１に示された出力整合回路１６２も同様の方法で制御す
ることができる。
【００３３】状態決定回路１１０（図１参照）は、通常
作動の間、増幅器１００の出力等の予め定義された判定
基準に基づいて、第１段増幅器１０２、第２段増幅器１
０６及び任意であるが出力整合回路１４２を選択的に設
定する。例えば、状態決定回路１１０は、増幅器１００
の出力電力が例えば増幅器１００の最大出力電力付近の
ある範囲内にある場合、一つの電力レベルに増幅器１０
０を選択的に設定し、増幅器１００の出力電力が例えば
増幅器１００の最大出力電力以下の別の範囲内にある場
合、別の電力レベルに増幅器１００を設定するように設
計できる。
作動の間、増幅器１００の出力等の予め定義された判定
基準に基づいて、第１段増幅器１０２、第２段増幅器１
０６及び任意であるが出力整合回路１４２を選択的に設
定する。例えば、状態決定回路１１０は、増幅器１００
の出力電力が例えば増幅器１００の最大出力電力付近の
ある範囲内にある場合、一つの電力レベルに増幅器１０
０を選択的に設定し、増幅器１００の出力電力が例えば
増幅器１００の最大出力電力以下の別の範囲内にある場
合、別の電力レベルに増幅器１００を設定するように設
計できる。
【００３４】また、出力整合回路１４２は、増幅器１０
０の出力電力に基づいて状態決定回路１１０により設定
され得る。例えば、相対的に低い出力電力条件におい
て、第２段増幅器１０６の出力部１４４のインピーダン
スは相対的に高い。従って、整合回路１４２は相対的に
高いインピーダンスで設定される。他方、相対的に高い
出力電力条件において、第２段増幅器１０６の出力部１
４４のインピーダンスは相対的に低い。従って、整合回
路１４２は相対的に低いインピーダンスで設定される。
０の出力電力に基づいて状態決定回路１１０により設定
され得る。例えば、相対的に低い出力電力条件におい
て、第２段増幅器１０６の出力部１４４のインピーダン
スは相対的に高い。従って、整合回路１４２は相対的に
高いインピーダンスで設定される。他方、相対的に高い
出力電力条件において、第２段増幅器１０６の出力部１
４４のインピーダンスは相対的に低い。従って、整合回
路１４２は相対的に低いインピーダンスで設定される。
【００３５】一実施形態において、増幅器１００は基地
局と通信する無線装置に使用される場合、無線装置と通
信中の基地局は、基地局により無線装置から受信される
信号の強度を示す信号を無線装置に送ることができる。
信号強度インディケータは、無線装置により使用されて
無線装置の出力電力をセットすることができ、次に増幅
器１００を設定するのに使用することができる。無線装
置の出力電力は、高い出力電力が不要な場合、セットさ
れて低い出力電力で作動することができるので、エネル
ギーを節約する。例えば、無線装置が基地局付近に位置
し基地局が無線装置から強い信号を受信している場合、
基地局は、低い出力電力で作動するように無線装置が無
線装置をセットして使用でき次に低い出力電力レベルで
状態決定回路１１０を介して増幅器１００を設定する信
号を無線装置に送ることができるので、エネルギーを節
約する。同様に、無線装置が基地局から離れて位置し基
地局が無線装置から弱い信号を受信している場合、基地
局は、高い出力電力で作動するように無線装置が無線装
置をセットして使用でき次に高い出力電力レベルで増幅
器１００を設定する信号を無線装置に送ることができる
ので、より強い信号を送る。
局と通信する無線装置に使用される場合、無線装置と通
信中の基地局は、基地局により無線装置から受信される
信号の強度を示す信号を無線装置に送ることができる。
信号強度インディケータは、無線装置により使用されて
無線装置の出力電力をセットすることができ、次に増幅
器１００を設定するのに使用することができる。無線装
置の出力電力は、高い出力電力が不要な場合、セットさ
れて低い出力電力で作動することができるので、エネル
ギーを節約する。例えば、無線装置が基地局付近に位置
し基地局が無線装置から強い信号を受信している場合、
基地局は、低い出力電力で作動するように無線装置が無
線装置をセットして使用でき次に低い出力電力レベルで
状態決定回路１１０を介して増幅器１００を設定する信
号を無線装置に送ることができるので、エネルギーを節
約する。同様に、無線装置が基地局から離れて位置し基
地局が無線装置から弱い信号を受信している場合、基地
局は、高い出力電力で作動するように無線装置が無線装
置をセットして使用でき次に高い出力電力レベルで増幅
器１００を設定する信号を無線装置に送ることができる
ので、より強い信号を送る。
【００３６】状態決定回路１１０は、デジタル信号プロ
セッサ、マイクロコントローラ、電力レベルセンサ、Ｐ
ＬＤ又はＰＡＬ等のプログラム可能なロジック回路、そ
の他の適当な回路を有してもよい。例えば、増幅器１０
０がＣＤＭＡ携帯電話システムの一部である場合、マイ
クロコントローラは、システム、制御、出力電力レベル
を作動するのが代表的である。或いは、状態決定回路１
１０が、出力電力レベルを直接的に測定するために電力
増幅器出力部１０８に接続される電力レベルセンサであ
ってもよい。ある実施形態において、状態決定回路１１
０はデジタルプロセッサ及び電力レベルセンサ回路を有
し、状態決定は、出力電力レベルの直接測定及びデジタ
ルプロセッサに利用できる他の情報に基づく。
セッサ、マイクロコントローラ、電力レベルセンサ、Ｐ
ＬＤ又はＰＡＬ等のプログラム可能なロジック回路、そ
の他の適当な回路を有してもよい。例えば、増幅器１０
０がＣＤＭＡ携帯電話システムの一部である場合、マイ
クロコントローラは、システム、制御、出力電力レベル
を作動するのが代表的である。或いは、状態決定回路１
１０が、出力電力レベルを直接的に測定するために電力
増幅器出力部１０８に接続される電力レベルセンサであ
ってもよい。ある実施形態において、状態決定回路１１
０はデジタルプロセッサ及び電力レベルセンサ回路を有
し、状態決定は、出力電力レベルの直接測定及びデジタ
ルプロセッサに利用できる他の情報に基づく。
【００３７】増幅器１００の実施形態によれば、第１段
増幅器１０２、第２段増幅器１０６及びインピーダンス
整合回路１１２，１２８，１４２は単一デバイス上に形
成される。この単一デバイスは単一集積回路パッケージ
内に形成される。或いは、これらの部品は別にパッケー
ジされ、次に印刷回路基板等の適当な機構上で共に電電
接続されてもよい。
増幅器１０２、第２段増幅器１０６及びインピーダンス
整合回路１１２，１２８，１４２は単一デバイス上に形
成される。この単一デバイスは単一集積回路パッケージ
内に形成される。或いは、これらの部品は別にパッケー
ジされ、次に印刷回路基板等の適当な機構上で共に電電
接続されてもよい。
【００３８】異なる出力電力レベルで電力効率よく作動
するよう設計された複数状態を有する段増幅器の使用は
上述した。しかし、段増幅器は、（例えばデジタル対ア
ナログ）信号波形、周囲温度、電源波形等の別の作動条
件に対応する電力効率のよい作動用に設計されてもよ
い。これらの実施形態において、状態決定回路１１０
は、これら作動条件の選択された条件用の電力効率に基
づき増幅器の状態を設定する。同様に、段増幅器は、或
る作動範囲における直線性等の別の目的のために最適化
され、次に状態決定回路１１０は、例えば直線性等の電
力効率以外の要素からなる判定基準に基づき最良の状態
で段増幅器を設定することが考えられる。
するよう設計された複数状態を有する段増幅器の使用は
上述した。しかし、段増幅器は、（例えばデジタル対ア
ナログ）信号波形、周囲温度、電源波形等の別の作動条
件に対応する電力効率のよい作動用に設計されてもよ
い。これらの実施形態において、状態決定回路１１０
は、これら作動条件の選択された条件用の電力効率に基
づき増幅器の状態を設定する。同様に、段増幅器は、或
る作動範囲における直線性等の別の目的のために最適化
され、次に状態決定回路１１０は、例えば直線性等の電
力効率以外の要素からなる判定基準に基づき最良の状態
で段増幅器を設定することが考えられる。
【００３９】本発明の特定実施形態を説明したが、当業
者には種々の変形、変更及び改良が容易に想起できるで
あろう。例えば、図示の実施形態において、２つの段増
幅器は、それぞれ２つの電力状態を有するものが使用さ
れた。しかし、３以上の段、段当たり３以上の状態が使
用されることが考えられる。本明細書の開示により明ら
かであるこのような変形、変更及び改良は、本明細書に
明示されていなくても本明細書の部分であることが意図
されており、本発明の真髄及び範囲内であることが意図
されている。従って、上述の説明は単に例示であり、本
発明を制限するものではない。本発明は、特許請求の範
囲に定義されたもの及びその等価なものにのみ制限され
る。
者には種々の変形、変更及び改良が容易に想起できるで
あろう。例えば、図示の実施形態において、２つの段増
幅器は、それぞれ２つの電力状態を有するものが使用さ
れた。しかし、３以上の段、段当たり３以上の状態が使
用されることが考えられる。本明細書の開示により明ら
かであるこのような変形、変更及び改良は、本明細書に
明示されていなくても本明細書の部分であることが意図
されており、本発明の真髄及び範囲内であることが意図
されている。従って、上述の説明は単に例示であり、本
発明を制限するものではない。本発明は、特許請求の範
囲に定義されたもの及びその等価なものにのみ制限され
る。
【図１】本発明の増幅器の概略図である。
【図２】図１の増幅器で使用する適当な静的インピーダ
ンス整合回路の回路図である。
ンス整合回路の回路図である。
【図３】図１の増幅器で使用する適当な静的インピーダ
ンス整合回路の回路図である。
ンス整合回路の回路図である。
【図４】図１の増幅器で使用する適当な静的インピーダ
ンス整合回路の回路図である。
ンス整合回路の回路図である。
【図５】図１の増幅器で使用する適当な静的インピーダ
ンス整合回路の回路図である。
ンス整合回路の回路図である。
【図６】図１の増幅器で使用する適当な静的インピーダ
ンス整合回路の回路図である。
ンス整合回路の回路図である。
【図７】図１の増幅器で使用する適当な静的インピーダ
ンス整合回路の回路図である。
ンス整合回路の回路図である。
【図８】図１の増幅器で使用する適当な静的インピーダ
ンス整合回路の回路図である。
ンス整合回路の回路図である。
【図９】図１の増幅器で使用する適当な静的インピーダ
ンス整合回路の回路図である。
ンス整合回路の回路図である。
【図１０】図１の増幅器で使用する適当な能動出力イン
ピーダンス整合回路の回路図である。
ピーダンス整合回路の回路図である。
【図１１】図１の増幅器で使用する適当な能動出力イン
ピーダンス整合回路の回路図である。
ピーダンス整合回路の回路図である。
１００ 増幅器
１０２ 第１段増幅器
１０６ 第２段増幅器
１１０ 状態決定回路
１１２ 入力整合回路
１１４，１３２ 入力部
１１６，１３４ 制御ポート
１１８ 第１電力デバイス
１２０ 第２電力デバイス
１２８ 中間段整合回路
１３０，１４４ 出力部
１３６ 第３電力デバイス
１３８ 第４電力デバイス
１４２ 出力整合回路
１４８ 第１伝送線
１５０ 第２伝送線
１５４ ダイオード
１６４ 伝送線
１６８ ダイオード
１７６ キャパシタ
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 ユージン パトリック ヒーニー
アイルランド国 コーク ロチェスタウン
デューベリー ８
(72)発明者 ハーバート ジェーガー
アイルランド国 コーク ロチェスタウン
フォクスウッド 23
Ｆターム(参考） 5J091 AA04 AA21 AA41 CA36 FA10
FA18 HA02 HA19 HA29 HA33
KA00 KA29 KA68 MA08 SA13
TA01
5J092 AA04 AA21 AA41 CA36 FA10
FA18 GR09 HA02 HA19 HA29
HA33 KA00 KA29 KA68 MA08
SA13 TA01
5K060 CC12 DD04 HH05 HH06 HH39
LL01 LL07 LL11
Claims (22)
- 【請求項１】少なくとも２つの電力状態を有する第１段
増幅器と、少なくとも２つの電力状態を有する第２段増
幅器と、状態決定回路とを具備する増幅器であって、 前記第１段増幅器は、信号を受信する入力部、制御ポー
ト及び出力部を有し、 前記第２段増幅器は、前記第１段増幅器の前記出力部に
接続された入力部、制御ポート及び出力部を有し、 前記状態決定回路は、前記少なくとも２つの電力状態の
一つの状態に前記第１段増幅器を選択的に設定するため
に前記第１段増幅器の前記制御ポートに接続されると共
に、前記少なくとも２つの電力状態の一つの状態に前記
第２段増幅器を選択的に設定するために前記第２段増幅
器の前記制御ポートにさらに接続されることを特徴とす
る増幅器。 - 【請求項２】前記増幅器は、少なくとも２つのインピー
ダンス整合状態を有する出力インピーダンス整合回路を
さらに具備し、 該出力インピーダンス整合回路は、前記第２段増幅器、
制御ポート、及び負荷に接続するための出力部を有し、 前記状態決定回路は、前記少なくとも２つのインピーダ
ンス整合状態の一つにおいて前記出力インピーダンス整
合回路をさらに選択的に設定することを特徴とする請求
項１記載の増幅器。 - 【請求項３】前記状態決定回路は、前記第１段増幅器、
前記第２段増幅器及び前記出力インピーダンス整合回路
を選択的に設定し、その結果、前記増幅器は、前記出力
電力レベルが第１範囲内にあるとき第１電力レベルで作
動し、前記出力電力レベルが第２範囲内にあるとき第２
電力レベルで作動することを特徴とする請求項２記載の
増幅器。 - 【請求項４】前記第１段増幅器は、第１電力デバイス
と、該第１電力デバイスに並列に接続された第２電力デ
バイスとを少なくとも具備することを特徴とする請求項
２記載の増幅器。 - 【請求項５】前記第２段増幅器は、第３電力デバイス
と、該第３電力デバイスに並列に接続された第４電力デ
バイスとを少なくとも具備することを特徴とする請求項
４記載の増幅器。 - 【請求項６】前記状態決定回路は、前記第２電力デバイ
スを選択的に有効にすることにより前記第１段増幅器を
選択的に設定し、 該第１段増幅器は、前記第１及び第２電力デバイスが有
効であるとき前記少なくとも２つの電力状態の第１状態
にあると共に前記第１電力デバイスが有効であり且つ前
記第２電力デバイスが無効であるとき前記少なくとも２
つの電力状態の第２状態にあり、 前記状態決定回路は、前記第４電力デバイスを選択的に
有効にすることにより前記第２段増幅器を選択的に設定
し、 該第２段増幅器は、前記第３及び第４電力デバイスが有
効であるとき前記少なくとも２つの電力状態の第１状態
にあると共に前記第３電力デバイスが有効であり且つ前
記第４電力デバイスが無効であるとき前記少なくとも２
つの電力状態の第２状態にあることを特徴とする請求項
５記載の増幅器。 - 【請求項７】前記第１段増幅器の前記少なくとも２つの
電力状態は、前記第１段増幅器の前記少なくとも２つの
電力状態の前記第１及び第２状態からなり、 前記第２段増幅器の前記少なくとも２つの電力状態は、
前記第２段増幅器の前記少なくとも２つの電力状態の前
記第１及び第２状態からなり、 前記増幅器は、前記第１段及び第２段増幅器が前記少な
くとも２つの電力状態の前記第１状態にあるとき第１電
力レベルにあると共に、前記第１段及び第２段増幅器が
前記少なくとも２つの電力状態の前記第２状態にあると
き第１電力レベルにあることを特徴とする請求項６記載
の増幅器。 - 【請求項８】前記第１ないし第４電力デバイスはトラン
ジスタであることを特徴とする請求項５記載の増幅器。 - 【請求項９】前記第１段増幅器の前記出力部及び前記第
２段増幅器の前記入力部の間に接続された中間段インピ
ーダンス整合回路をさらに具備することを特徴とする請
求項２記載の増幅器。 - 【請求項１０】前記増幅器は、前記第１段増幅器の前記
入力部に接続された入力段インピーダンス整合回路をさ
らに具備し、 前記信号は前記入力段整合回路を介して受信されること
を特徴とする請求項２記載の増幅器。 - 【請求項１１】前記出力インピーダンス整合回路は、前
記第２段増幅器の前記出力部に接続された第１端及び第
２端を有する第１伝送線と、前記第２段増幅器の前記出
力部に接続された第１端及び第２端を有する第２伝送線
と、前記第１伝送線の前記第２端に接続されたアノード
及び前記第２伝送線の前記第２端に接続されたカソード
を有するダイオードとを具備することを特徴とする請求
項２記載の増幅器。 - 【請求項１２】前記出力インピーダンス整合回路は、前
記第２段増幅器の前記出力に接続された第１端及び第２
端を有する伝送線と、接地接続された第１端及び第２端
を有するキャパシタと、前記伝送線の前記第２端に接続
されたアノード及び前記キャパシタの前記第２端に接続
されたカソードを有するダイオードとを具備することを
特徴とする請求項２記載の増幅器。 - 【請求項１３】増幅器を具備する無線装置であって、 該無線装置は、基地局と通信する能力を有するものであ
り、 前記増幅器が、少なくとも２つの電力状態を有する第１
段増幅器と、少なくとも２つの電力状態を有する第２段
増幅器と、少なくとも２つのインピーダンス整合状態を
有する出力回路と、状態決定回路とを具備し、 前記第１段増幅器は、信号を受信する入力部、制御ポー
ト及び出力部を有し、 前記第２段増幅器は、前記第１段増幅器の前記出力部に
接続された入力部、制御ポート、及び前記第１段及び第
２段増幅器により増幅された前記信号を通過できる出力
部を有し、 前記出力回路は、前記第２段増幅器の前記出力部に接続
された入力部、制御ポート及び負荷に接続するための出
力部を有し、 前記状態決定回路は、前記少なくとも２つの電力状態の
一つの状態に前記第１段増幅器を選択的に設定するため
に前記第１段増幅器の前記制御ポートに接続され、前記
少なくとも２つの電力状態の一つの状態に前記第２段増
幅器を選択的に設定するために前記第２段増幅器の前記
制御ポートに接続され、前記少なくとも２つのインピー
ダンス整合段の一つで前記出力回路を選択的に設定する
ために前記出力回路の前記制御ポートに接続されること
を特徴とする無線装置。 - 【請求項１４】前記状態決定回路が、前記少なくとも２
つの電力状態の第１状態に前記第１段増幅器を設定し、
前記少なくとも２つの電力状態の第１状態に前記第２段
増幅器を設定し、前記少なくとも２つのインピーダンス
整合状態の第１状態に前記出力回路を設定すると、前記
増幅器は第１の電力効率レベルで作動し、 前記状態決定回路が、前記少なくとも２つの電力状態の
第２状態に前記第１段増幅器を設定し、前記少なくとも
２つの電力状態の第２状態に前記第２段増幅器を設定
し、前記少なくとも２つのインピーダンス整合状態の第
２状態に前記出力回路を設定すると、前記増幅器は第２
の電力効率レベルで作動することを特徴とする請求項１
３記載の無線装置。 - 【請求項１５】前記状態決定回路は、前記基地局により
生成される信号強度インディケータ信号に基づいて、前
記第１段増幅器、前記第２段増幅器及び前記出力回路を
選択的に設定することを特徴とする請求項１４記載の無
線装置。 - 【請求項１６】前記第１段増幅器は、第１電力デバイス
と、該第１電力デバイスに並列に接続された第２電力デ
バイスとを少なくとも具備することを特徴とする請求項
１４記載の無線装置。 - 【請求項１７】前記第２段増幅器は、第３電力デバイス
と、該第３電力デバイスに並列に接続された第４電力デ
バイスとを少なくとも具備することを特徴とする請求項
１６記載の無線装置。 - 【請求項１８】前記状態決定回路は、前記第２電力デバ
イスを選択的に有効にすることにより前記第１段増幅器
を選択的に設定し、 該第１段増幅器は、前記第１及び第２電力デバイスが有
効であるとき前記少なくとも２つの電力状態の一つの状
態にあると共に前記第１電力デバイスが有効であり且つ
前記第２電力デバイスが無効であるとき前記少なくとも
２つの電力状態の別の状態にあり、 前記状態決定回路は、前記第４電力デバイスを選択的に
有効にすることにより前記第２段増幅器を選択的に設定
し、 該第２段増幅器は、前記第３及び第４電力デバイスが有
効であるとき前記少なくとも２つの電力状態の一つの状
態にあると共に前記第３電力デバイスが有効であり且つ
前記第４電力デバイスが無効であるとき前記少なくとも
２つの電力状態の別の状態にあることを特徴とする請求
項１７記載の無線装置。 - 【請求項１９】信号源から負荷に信号を通過させる増幅
方法であって、 増幅器の出力電力レベルを決定する工程と、 前記決定された出力電力レベルに基づいて少なくとも２
つの状態の一つの状態に前記増幅器の第１段増幅器を設
定し、前記信号を前記第１段増幅器が増幅する工程と、 前記決定された出力電力レベルに基づいて少なくとも２
つの状態の一つの状態に前記増幅器の第２段増幅器を設
定し、前記第１段増幅器により増幅された信号を前記第
２段増幅器が増幅する工程とを具備することを特徴とす
る増幅方法。 - 【請求項２０】前記決定されたレベルに基づいて少なく
とも２つのインピーダンス状態の一つの状態に出力整合
回路を設定する工程をさらに具備し、 前記出力整合回路は、前記第２段増幅器のインピーダン
ス及び前記負荷のインピーダンスを整合させることを特
徴とする請求項１９記載の増幅方法。 - 【請求項２１】前記第１段増幅器を設定する前記工程
が、 前記電力レベルが第１出力電力範囲内にあるとき前記第
１段増幅器の第１電力デバイスを有効にし、前記第１段
増幅器は、少なくとも前記第１電力デバイス及び有効に
された第２電力デバイスを具備する結果、前記第１電力
デバイス及び第２電力デバイスは共に有効にされる工程
と、 前記電力レベルが第２出力電力範囲内にあるとき前記第
１電力デバイスを有効にする結果、前記第２電力デバイ
スのみが有効になる工程と、 を具備することを特徴とする請求項２０記載の増幅方
法。 - 【請求項２２】前記第２段増幅器を設定する前記工程
が、 前記電力レベルが第１出力電力範囲内にあるとき前記第
２段増幅器の第３電力デバイスを有効にし、前記第２段
増幅器は、少なくとも前記第３電力デバイス及び有効に
された第４電力デバイスを具備する結果、前記第３電力
デバイス及び第４電力デバイスは共に有効にされる工程
と、 前記電力レベルが第２出力電力範囲内にあるとき前記第
３電力デバイスを有効にする結果、前記第４電力デバイ
スのみが有効になる工程と、 を具備することを特徴とする請求項２１記載の増幅方
法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US10/047543 | 2002-01-15 | ||
| US10/047,543 US6791407B2 (en) | 2002-01-15 | 2002-01-15 | Switchable power amplifier |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003229731A true JP2003229731A (ja) | 2003-08-15 |
Family
ID=21949576
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003005610A Pending JP2003229731A (ja) | 2002-01-15 | 2003-01-14 | 増幅器 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6791407B2 (ja) |
| EP (1) | EP1330021A3 (ja) |
| JP (1) | JP2003229731A (ja) |
| KR (1) | KR100516598B1 (ja) |
| CN (1) | CN1307791C (ja) |
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