JP2004048703A - Amplifier circuit, transmitter, method for amplification and transmission - Google Patents

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松浦　　徹
Hisashi Adachi
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To solve the problem that in a transmission circuit using a Delta Sigma modulator, its characteristics such as high efficiency, low distortion and low noise which can be realized when a certain output is assured, is deteriorated when the output is lowered. <P>SOLUTION: An amplifier comprises the Delta Sigma modulator 803 for Delta Sigma modulation of signals, an amplifier 804 connected to an output side of the Delta Sigma modulator 803. The amplifier is an amplifier circuit in which an output voltage of the Delta Sigma modulator 803 is controlled in accordance with the output power from the amplifier 804. When the output power from the amplifier 804 lowers, the output voltage of the Delta Sigma modulator 803 is lowered. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は広いダイナミックレンジで高効率な増幅回路、送信装置、増幅方法、および送信方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の送信回路（例えば、特許文献１参照）について図１９を用いて説明する。図１９でデータ生成部１９０１で生成されたデータは、直交変調器１９０２へ入力され、直交変調されかつ送信周波数へ周波数変換される。直交変調器１９０２からの出力はデルタシグマ変調器１９０３へ入力され、デルタシグマ変調され、増幅器１９０４へ入力され、信号が増幅される。デルタシグマ変調器１９０３で２値あるいは多値の電圧に変換されるため増幅器１９０４の非線形性は問題とならないので、高効率アンプを使用できる。増幅器１９０４の出力にバンドパスフィルタ１９０５を接続し、量子化雑音を除去し、所望の信号を得る。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−３２５１０９号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図１９の送信回路においては一定出力であれば、高効率、低歪み、低雑音の特性を維持できるが、出力が低下すると効率、歪みまたは雑音特性が劣化してしまい、広い出力ダイナミックレンジに渡って良好な特性を維持することができない。本発明は、上記課題を鑑み出力が低下しても歪みまたは雑音特性が劣化しない増幅回路、送信装置、増幅方法、または送信方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
第１の本発明は、入力された信号をその入力の振幅の分解能よりも出力の振幅の分解能が小さいアナログ信号に変換する変換器と、
前記変換器の出力側に接続された増幅器と、を備え、
前記増幅器からの出力電力に応じて、前記変換器の出力電圧が制御される増幅回路である。
【０００６】
第２の本発明は、　連続的な信号を離散的なアナログ信号に変換する変換器と、
前記変換器の出力側に接続された増幅器と、を備え、
前記増幅器からの出力電力に応じて、前記変換器の出力電圧が制御される増幅回路である。
【０００７】
第３の本発明は、前記変換器はデルタシグマ変調器であり、前記出力電圧は離散化された電圧の最大値である、第２の本発明の増幅回路である。
【０００８】
第４の本発明は、前記変換器は、ベクトル変調された信号をデルタシグマ変調するデルタシグマ変調器であり、
前記増幅器からの出力電力に応じて、前記デルタシグマ変調器の出力電圧が制御される代わりに、前記変調された信号の変調方式に応じて、前記デルタシグマ変調器の出力電圧が制御される、第２の本発明の増幅回路である。
【０００９】
第５の本発明は、前記デルタシグマ変調器の内部の出力段に第１の利得可変増幅手段を有し、前記デルタシグマ変調器の出力電圧の制御が前記第１の利得可変増幅手段の利得を制御することにより行われる、第３または４の本発明の増幅回路である。
【００１０】
第６の本発明は、前記デルタシグマ変調器と前記増幅器との間に第２の利得可変増幅手段が接続され、前記デルタシグマ変調器の出力電圧が制御される代わりに、前記第２の利得可変増幅手段によりさらにその出力電力が制御される、第３または４の本発明の増幅回路である。
【００１１】
第７の本発明は、その出力電力に応じて、前記増幅器の電源電圧が制御される、第３または４の本発明の増幅回路である。
【００１２】
第８の本発明は、第３または４の本発明の増幅回路を備え、前記増幅回路からの出力信号が送信信号として送信される送信装置である。
【００１３】
第９の本発明は、信号を生成するデータ生成部と、
前記データ生成部から出力された信号を変調する変調器と、
前記変調器から出力された信号を増幅する第３または４の本発明の増幅回路と、
前記増幅回路から出力された信号を帯域通過させるバンドパスフィルタと、を備える送信装置である。
【００１４】
第１０の本発明は、信号をデルタシグマ変調するデルタシグマ変調器を備え、
前記デルタシグマ変調された信号を含む信号を送信信号とし、
前記送信信号の強度に応じて、前記デルタシグマ変調器の出力電圧が制御される送信装置である。
【００１５】
第１１の本発明は、前記送信装置の出力電力が低下したときに、前記デルタシグマ変調器の出力電圧が低下されるよう制御される、第１０の本発明の送信装置である。
【００１６】
第１２の本発明は、変調された信号をデルタシグマ変調するデルタシグマ変調器を備え、
前記デルタシグマ変調された信号を含む信号を送信信号とし、
前記送信信号の変調方式に応じて、前記デルタシグマ変調器の出力電圧が制御される、送信装置である。
【００１７】
第１３の本発明は、前記デルタシグマ変調器の内部の出力段に第１の利得可変増幅手段を有し、前記デルタシグマ変調器の出力電圧の制御が前記第１の利得可変増幅手段の利得を制御することにより行われる、第１０または１２の本発明の送信装置である。
【００１８】
第１４の本発明は、前記デルタシグマ変調器の出力側に第２の利得可変増幅手段が接続され、前記送信信号の強度の制御が、前記第２の利得可変増幅手段の利得を制御することにより行われる、第１０または１２の本発明の送信装置である。
【００１９】
第１５の本発明は、信号の振幅成分をデルタシグマ変調し、
前記信号の位相成分を角度変調し、
前記デルタシグマ変調された信号と前記角度変調された信号とを掛け算した信号を送信信号とする、第１０または１２の本発明の送信装置である。
【００２０】
第１６の本発明は、振幅信号および位相信号を出力するデータ生成部と、
前記データ生成部の振幅信号出力側にその入力側が接続され、入力された信　号をデルタシグマ変調するデルタシグマ変調器と、
前記データ生成部の位相信号出力側にその入力側が接続され、入力された信号を角度変調する角度変調器と、
前記デルタシグマ変調器の出力側、および前記角度変調器の出力側がその入力側に接続され、入力された信号を乗算する掛け算器と、
前記掛け算器の出力側に接続され、入力された信号を帯域通過させるバンドパスフィルタと、を備える第１５の本発明の送信装置である。
【００２１】
第１７の本発明は、信号をデルタシグマ変調するデルタシグマ変調器を備え、
その送信信号の強度が所定量より大きいときは、
信号の振幅成分をデルタシグマ変調し、
前記信号の位相成分を角度変調し、
前記デルタシグマ変調された信号と前記角度変調された信号とを掛け算した信号を送信信号とし、
その送信信号の強度が前記所定量より小さいときは、
信号をベクトル変調し、前記ベクトル変調した信号を増幅して送信信号とする、送信装置である。
【００２２】
第１８の本発明は、振幅信号、位相信号および直交信号を出力するデータ生成部と、
前記データ生成部の振幅信号出力側にその入力側が接続され、入力された信号をデルタシグマ変調するデルタシグマ変調器と、
前記データ生成部の位相信号出力側にその入力側が接続され、入力された信号を角度変調する角度変調器と、
前記データ生成部の直交信号出力側にその入力側が接続され、入力された信号をべクトル変調するべクトル変調部と、
直流成分を供給する直流電源と、
前記デルタシグマ変調器の出力側、および前記直流電源の出力側が、選択されるべき入力側に接続され、前記デルタシグマ変調器の出力信号、または前記直流電源の出力信号のいずれかを選択して出力する第１スイッチと、
前記角度変調器の出力側、および前記べクトル変調部の出力側が、選択されるべき入力側に接続され、前記角度変調器の出力信号、または前記べクトル変調部の出力信号のいずれかを選択して出力する第２スイッチと、
前記第１スイッチの出力側と前記第２スイッチの出力側がその入力側に接続され、入力された２つの信号を乗算して出力する掛け算器と、
前記掛け算器の出力側に接続され、前記掛け算器から出力される信号を帯域通過させるバンドパスフィルタと、を備え、
その送信信号の強度が所定値より大きいときは、前記第１スイッチは、前記デルタシグマ変調器の出力側を選択し、前記第２スイッチは、前記角度変調器の出力側を選択し、
前記送信信号の強度が前記所定値より小さいときは、前記第１スイッチは、直流電源の出力側を選択し、前記第２スイッチは、前記べクトル変調部の出力側を選択する、第１７の本発明の送信装置である。
【００２３】
第１９の本発明は、信号をデルタシグマ変調するデルタシグマ変調器を備え、
送信信号の変調方式として線形変調を選択する場合は、
信号の振幅成分をデルタシグマ変調し、
前記信号の位相成分を角度変調し、
前記デルタシグマ変調された信号と前記角度変調された信号とを掛け算した信号を送信信号とし、
送信信号の変調方式として非線形変調を選択する場合は、
前記角度変調された信号を増幅して送信信号とする送信装置である。
【００２４】
第２０の本発明は、前記ベクトル変調された信号の増幅は、前記デルタシグマ変調器から出力された信号を低域通過させることにより得られる信号を直流成分として乗算することにより行う、第１７の本発明の送信装置である。
【００２５】
第２１の本発明は、前記デルタシグマ変調器はその出力電圧が前記送信信号強度に応じて制御される第１７〜２０のいずれかの本発明の送信装置である。
【００２６】
第２２の本発明は、信号をデルタシグマ変調器によりデルタシグマ変調し、前記デルタシグマ変調された信号を増幅し、前記増幅された信号の電力に応じて、前記デルタシグマ変調器の出力電圧を制御する増幅方法である。
【００２７】
第２３の本発明は、連続的な信号を変換器により離散的なアナログ信号に変換し、前記変換された信号を含む信号を送信信号とし、
前記送信信号の強度に応じて、前記変換器の出力電圧を制御する送信方法である。
【００２８】
【発明の実施の形態】
（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態１について、図８を用いて説明する。図８に記載の増幅回路を用いた送信装置において、データ生成部８０１で生成された信号はベクトル変調器８０２で変調され、送信信号と同じ周波数に変換される。ベクトル変調器８０２から出力された信号はデルタシグマ変調器８０３で２値あるいはそれ以上の多値の信号に変換され、増幅器８０４に入力され、増幅される。増幅器８０４からの出力には所望の信号以外に量子化雑音が含まれているためバンドパスフィルタ８０５で量子化雑音を除去する。
【００２９】
一方、現在の移動体通信のシステムでは端末は基地局との距離によって送信出力が制御される。すなわち、例えば端末と基地局の距離が小さいとき（端末または基地局における受信電力が大きいとき）、端末または基地局での受信電力の大きさに応じて（例えば端末または基地局における受信電力と所定の受信電力との差に応じて）端末からの送信電力が低下され、端末と基地局の距離が大きいとき（端末または基地局における受信電力が小さいとき）、端末または基地局における受信電力の大きさに応じて（例えば端末または基地局における受信電力と所定の受信電力との差に応じて）端末からの送信電力が増加されるように制御される。
本発明では、出力端子８０６からの出力電力の大きさによってデルタシグマ変調器８０３の出力電圧を変化させる。具体的には例えば、デルタシグマ変調器８０３の内部の出力段における本発明の第１の利得可変増幅手段の一例である利得可変増幅回路８０７の利得を変化させる。ここでは、２値の１次のデルタシグマ変調器を用いたときを例として示す。比較のためにデルタシグマ変調器８０３の電圧を変化させない場合の例を述べる。図９は出力電力が大きいときのデルタシグマ変調器８０３の入力信号と、出力信号を示している。スペクトルは図１０のようになる。出力信号が小さくなったときのデルタシグマ変調器８０３の入力信号および出力信号を図１１（ａ）、（ｂ）に、そのときのスペクトルを図１２に示す。信号に対する量子化雑音が大きくなっていることがわかる。一方、送信出力が小さいときにデルタシグマ変調器８０３の出力電圧を小さくしたときの結果を図１３（ａ）、（ｂ）、図１４に示す。図１１、１２と比べて所望信号に対する量子化雑音が低減されていることがわかる。
【００３０】
また、ここではデルタシグマ変調器の出力信号が理想的な矩形波であるとしたが、実際には有限の立ち上がり時間、立ち下がり時間が存在する。このため理想状態と比べるとロスが発生し、効率が低下してしまう。デルタシグマ変調器８０３の出力電圧を制御しない場合、低出力時にはロスの影響が大きく、大幅な効率低下を招いてしまう。そこで、低出力時にはデルタシグマ変調器８０３の出力電圧を小さくすることによってロスの拡大を防止することができる。
【００３１】
なお、ここでは送信回路の所要出力電力の大きさによって、デルタシグマ変調器８０３の出力電圧を制御することについて説明したが、変調方式によってデルタシグマ変調器８０３の出力電圧を制御しても同様の効果が得られる。すなわち平均出力電力が同等であっても、ピークファクタの小さい信号（包絡線変動が小さい信号）の場合はデルタシグマ変調器８０３の出力電圧を低下させる。
【００３２】
また、デルタシグマ変調器８０３の出力に増幅器８０４が接続されているが、デルタシグマ変調器の平均出力電力が小さいとき、増幅器の飽和出力からのバックオフ量が大きくなるために増幅器の効率が低下してしまう。そこで、デルタシグマ変調器からの出力電圧を低下させたときは増幅器のコレクタまたはドレインに供給する電源電圧を低減させることによって、高効率な特性を維持することができる。
【００３３】
また、増幅器８０４としてはＳ級動作させることによって高効率な特性が得られる。Ａｇｉｌｅｎｔ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ社のセミナー資料（Ｈｉｇｈ　Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ　ＲＦ　Ｐｏｗｅｒ　Ａｍｐｌｉｆｉｅｒｓ　Ｕｓｉｎｇ　Ｂａｎｄｐａｓｓ　Ｄｅｌｔａ−Ｓｉｇｍａ　Ｍｏｄｕｌａｔｏｒｓ）に記載の回路を一例として図１７に示す。図１７で入力端子１７０２、１７０３から入力された信号は増幅され、出力端子１７１４、１７１５から出力される。ここで、入力信号はＶＬ、ＶＨの２値とする。入力端子１７０２、１７０３には相異なる電圧が供給される。すなわち、入力端子１７０２の電圧がＶＬのときは入力端子１７０３の電圧は　ＶＨであり、入力端子１７０２の電圧がＶＨのときは入力端子１７０３の電圧はＶＬとなる。したがって、出力端子１７１４、１７１５からもバランス信号が出力される。この構成によりトランジスタがスイッチング動作するために高効率な増幅が可能となる。
【００３４】
また、デルタシグマ変調器の一例として、５次のデルタシグマ変調器を図１８に示す。増幅器１８１１から１８１４の利得ａ１、ａ２、ａ３、ａ４として適当な値を選ぶことによって、安定なデルタシグマ変調が可能となる。なお、引き算器の動作としては、例えば引き算器１８０２は入力端子１８０１への入力から増幅器１８１１の出力を引き算し、積分器１８０３に入力する。引き算器１８０４は積分器１８０３からの出力から増幅器１８１２の出力を引き算し、積分器１８０５に入力する。以下の引き算器も同様である。
【００３５】
なお、上記では、出力端子８０６からの出力電力の大きさ（送信信号の強度）によってデルタシグマ変調器８０３の出力電圧を制御することを述べたが、同じ出力であっても、変調方式によってデルタシグマ変調器８０３の出力電圧を制御することも考えられる。実際、近年複数の変調方式に対応した無線機が開発されている。例えば、第２世代と呼ばれるＧＳＭ方式ではＧＭＳＫが、第３世代と呼ばれるＷ−ＣＤＭＡ方式ではＨＰＳＫが用いられ、また、第４世代ではＯＦＤＭが用いられることが有望視されている。ＧＭＳＫでは信号の包絡線が変動しないが、ＨＰＳＫでは３から４ｄＢ程度のピークファクタ（クレストファクタ）を有し、ＯＦＤＭではピークファクタは１０ｄＢ以上となる。同じ平均出力であっても、ピークファクタの大きさが異なれば、デルタシグマ変調器８０３の出力電圧を制御することが信号の劣化を防ぐには有効である。これはデルタシグマ変調器８０３の出力電圧が小さすぎるとピークが抑圧され信号が歪み、出力電圧が大きすぎると雑音レベルが大きくなるからである。例えば、マルチモード送信機の出力端子からの出力電圧が同じ場合、ＨＰＳＫ変調波よりＯＦＤＭ変調波の方がピークファクタが大きいので、ＯＦＤＭ変調波を増幅するときは、デルタシグマ変調器８０３の出力電圧の上限値と下限値の差を大きくすればよい。なお、所要送信電力が小さいシステムでは増幅器８０４を取り除いても構わない。
【００３６】
（実施の形態２）
以下、本発明の実施の形態２について、図１を用いて説明する。図１においてデータ生成部１０１の２つの出力端子からは、ベースバンド信号の振幅データ（振幅信号）、位相データ（位相信号）が出力されている。すなわち２つの直交するデータをＩ、Ｑとすると振幅データとして（Ｉ２＋Ｑ２）１／２、位相データとしてＩ、Ｑベクトルのなす角度、すなわちａｒｃｔａｎ（Ｑ／Ｉ）を出力する。振幅データはデルタシグマ変調器１０２によってデルタシグマ変調される。また位相データを用いて角度変調器１０３によって角度変調信号を生成する。すなわち送信回路の出力信号の中心周波数をｆ０、角周波数をω０（＝２πｆ０）とすると、角度変調器１０３の出力は、
【００３７】
【数１】
Ａｃｏｓ（ω０＋θ（ｔ））
である。ここで、Ａは定数、θ（ｔ）は図１６に示すようにベクトル（Ｉ、Ｑ）のなす角度で
【００３８】
【数２】
θ（ｔ）＝ａｒｃｔａｎ（Ｑ／Ｉ）
である。次に、デルタシグマ変調器１０２の出力と角度変調器１０３の出力とが掛け算器１０４に入力され、ポーラー（ｐｏｌａｒ）変調される。すなわち、デルタシグマ変調された信号と角度変調された信号とでポーラー変調した信号が送信信号とされる。掛け算器１０４からの出力には量子化雑音が含まれているのでバンドパスフィルタ１０５によって量子化雑音を除去し、所望信号を得る。掛け算器の構成としては信号の増幅を得るために例えば角度変調器１０３の出力をトランジスタ２００１のベースあるいはゲートに入力し、デルタシグマ変調器の出力をトランジスタ２００１のコレクタまたはドレインに入力する構成が考えられる。このような例を図２０に示す。図２０に示す回路によれば、入力１または入力２の一方に電源が接続され、他方にデルタシグマ変調された信号が入力されることにより、角度変調波と振幅データ（デルタシグマ変調波）の掛け算効果と増幅効果が同時に実現可能である。
【００３９】
この構成において、出力端子１０６からの出力電力の大きさを制御するには、デルタシグマ変調器１０２への入力電力を制御するか、角度変調器１０３からの出力電力を制御するかの方法が考えられる。デルタシグマ変調器１０２への入力電力を制御する場合、実施の形態１と同様に出力端子１０６からの所要出力が小さい時には、デルタシグマ変調器１０２からの出力信号の雑音レベルが大きくなり、送信回路の歪み特性、効率などが劣化する。そこで出力端子１０６からの出力電力が小さいときにはデルタシグマ変調器１０２の出力電圧を低下させることによって特性の劣化を防ぐことができる。ここで、図２に示すようにデルタシグマ変調器２０２の出力電圧を制御する代わりに、デルタシグマ変調器２０２の出力電圧は制御せずに、デルタシグマ変調器２０２の出力に本発明の第２の利得可変増幅手段の一例である利得可変増幅器２０７を設けて利得制御し、または変調方式に応じて利得制御しても構わない（実施の形態１においても同様、その場合はデルタシグマ変調器８０３と増幅器８０４との間に利得可変増幅器２０７が設けられる。）。
【００４０】
一方、角度変調器１０３からの出力電力を制御することによって、出力端子１０６からの出力電力の大きさを制御する場合はデルタシグマ変調器１０２の出力電圧を制御する必要はない。
【００４１】
なお、ここではデルタシグマ変調器１０２への入力信号を（Ｉ２＋Ｑ２）１／２としたが、角度変調器の出力信号の中心周波数を送信回路の出力信号の中心周波数と等しくしたが、次のような構成も考えられる。デルタシグマ変調器１０２への入力信号を
【００４２】
【数３】
（Ｉ２＋Ｑ２）１／２・ｃｏｓωＩＦ・ｔ
角度変調器１０３からの出力を
【００４３】
【数４】
Ａｃｏｓ（（ω０―ωＩＦ）ｔ＋θ（ｔ））
または
【００４４】
【数５】
Ａｃｏｓ（（ω０＋ωＩＦ）ｔ＋θ（ｔ））
としても良い。なお上式で中間周波数をｆＩＦとし、この角周波数をωＩＦ（ωＩＦ＝２πｆＩＦ）とする。
【００４５】
また、掛け算器１０４の出力に増幅器を接続した場合を考える。デルタシグマ変調器１０２の出力電圧が低下したとき、あるいは角度変調器１０３の出力電力が低下したとき、増幅器は飽和出力からのバックオフ量が大きな点での動作となり、効率が低下してしまう。そこで、増幅器のコレクタまたはドレインへの電源電圧を低下させることによって、高効率な特性を維持することができる。
【００４６】
（実施の形態３）
本発明の実施の形態３について図３を用いて説明する。図３において、変調信号発生器３０１で下記のような変調信号が生成される。
【００４７】
【数６】
ＩｃｏｓωＩＦｔ−ＱｓｉｎωＩＦｔ
変調信号発生器３０１からの出力はデルタシグマ変調器３０２によってデルタシグマ変調され、掛け算器３０４に入力される。連続波信号源３０３からはＡｃｏｓωＬＯｔで表される信号が出力され、掛け算器３０４のもう一方の入力に入力される。ここで、
【００４８】
【数７】
ω０＝ωＬＯ±ωＩＦ
の関係がある。掛け算器３０４からの出力には掛け算による不要な信号（イメージ信号）および量子化雑音が含まれているのでバンドパスフィルタ３０５により、量子化雑音を除去し所望波を得る。
【００４９】
この構成において、出力端子３０６からの出力電力の大きさを制御するには、デルタシグマ変調器３０２からの出力電力を制御するか、連続波信号源３０３からの出力電力を制御するかの方法が考えられる。デルタシグマ変調器３０２からの出力電力を制御する場合、実施の形態１、２と同様に出力端子３０６からの所要出力が小さい時には、デルタシグマ変調器３０２からの出力信号の雑音レベルが大きくなり、送信回路の歪み特性、効率などが劣化する。そこで出力端子３０６からの出力が小さいときには、実施の形態１で説明したように、デルタシグマ変調器３０２の出力電圧（ここでの出力電圧は、平均電圧ではなく、離散化された電圧の最大値である。）を低下させることによって特性の劣化を防ぐことができる。一方、連続波信号源３０３からの出力電力を制御する場合は、デルタシグマ変調器３０２の出力電圧を制御する必要はない。ここで、デルタシグマ変調器３０２の出力電圧を制御する代わりに、デルタシグマ変調器３０２の出力電圧は制御せずに、デルタシグマ変調器３０２の出力に利得可変増幅器２０７を設け、利得制御しても構わない。
【００５０】
また、掛け算器３０４の出力に増幅器８０４を接続した場合、デルタシグマ変調器３０２の出力電圧が低下したとき、あるいは連続波信号源３０３の出力電力が低下したときに増幅器のコレクタまたはドレインへの電源電圧を低下させることによって、高効率な特性を維持することができる。
【００５１】
（実施の形態４）
本発明の実施の形態４について図１５を用いて説明する。図１５においてデータ生成部１５０１で直交する２つのデータＩ、Ｑが生成され、２つの出力端子からそれぞれ出力される。各信号はデルタシグマ変調器１５０２、１５０３でデルタシグマ変調され掛け算器１５０７の一方の入力、および掛け算器１５０８の一方の入力に入力される。連続波信号源１５０４で発生した信号の一部は位相器１５０５を経て、掛け算器１５０７のもう一方の入力に接続され、連続波信号源１５０４で発生した信号の残りは位相器１５０６を経て、掛け算器１５０８のもう一方の入力に入力される。ここで、位相器１５０５と位相器１５０６での位相回転量の差は９０度となるようにする。掛け算器１５０７、１５０８の出力はバンドパスフィルタ１５０９、１５１０によって量子化雑音を除去された後、合成器１５１１で合成され、出力端子１５１２から出力される。
【００５２】
この構成において、出力端子１５１２からの出力電力の大きさを制御するには、デルタシグマ変調器１５０２、１５０３への入力電力を制御するか、連続波信号源１５０４からの出力電力を制御するかの方法が考えられる。デルタシグマ変調器１５０２、１５０３への入力電力を制御する場合、実施の形態１、２、３と同様に出力端子１５１２からの所要出力が小さい時には、デルタシグマ変調器１５０２、１５０３からの出力信号の雑音レベルが大きくなり、送信回路の歪み特性、効率などが劣化する。そこで、実施の形態１で説明したように、出力端子１５１２からの出力が小さいときにはデルタシグマ変調器１５０２、１５０３の出力電圧を低下させることによって特性の劣化を防ぐことができる。一方、連続波信号源１５０４からの出力電力を制御する場合は、デルタシグマ変調器の出力電圧を低下させる必要はない。
【００５３】
また、掛け算器１５０７、１５０８の出力に増幅器を接続した場合、デルタシグマ変調器１５０２、１５０３の出力電圧が低下したとき、あるいは連続波信号源１５０４の出力電力が低下したときに増幅器のコレクタまたはドレインへの電源電圧を低下させることによって、高効率な特性を維持することができる。
【００５４】
（実施の形態５）
本発明の実施の形態５について図４を用いて説明する。データ生成部４０１では振幅データと位相データと直交する２つのデータを生成している。すなわち第１の出力端子からは（Ｉ２＋Ｑ２）１／２、第２の出力端子からはθ（ｔ）（定義は実施の形態２と同じ）、第３の出力端子からはＩ、Ｑが出力されている。第１の出力端子から出力された信号はデルタシグマ変調器４０２でデルタシグマ変調され、本発明の第１スイッチの一例であるスイッチ４０９の一方に入力される。スイッチ４０９のもう一方の入力には直流電源４０７が接続されている。スイッチ４０９は入力信号としてデルタシグマ変調器４０２の出力あるいは直流電源４０７のいずれかを選択し、選択され入力された信号が掛け算器４０４の一方の入力に入される。また、データ生成部４０１の第２の出力端子から出力された位相データは、角度変調器４０３で角度変調され、本発明の第２スイッチの一例であるスイッチ４１０の一方に入力される。また、データ生成部４０１で生成された直交する２つのデータＩ、Ｑはデータ生成部４０１の第３の出力端子から出力され、ベクトル変調部４０８に入力されベクトル変調される。ベクトル変調部４０８からの出力信号はスイッチ４１０のもう一方の入力に入力される。スイッチ４１０はいずれかの信号を選択し、信号は掛け算器４０４のもう一方の入力に入力される。スイッチ４０９がデルタシグマ変調器４０２を選択した場合、掛け算器４０４の出力信号には量子化雑音が含まれているので、バンドパスフィルタ４０５で除去し、所望信号を得る。
【００５５】
次に動作を説明する。出力端子４０６からの所要出力電力が所定値より大きいときは、スイッチ４０９はデルタシグマ変調器４０２の出力をオンとし、直流電源４０７の出力をオフする。また、スイッチ４１０は角度変調器４０３の出力をオンとし、ベクトル変調部４０８の出力をオフとする。このとき実施の形態２で記述した動作と同様の動作をする。一方、出力端子４０６からの所要出力電力が所定値より小さいときは、スイッチ４０９はデルタシグマ変調器４０２の出力をオフとし、直流電源４０７の出力をオンとする。また、角度変調器４０３の出力をオフとし、ベクトル変調部４０８の出力をオンとする。このとき出力端子４０６からはベクトル変調された信号が増幅されて出力される。また、出力端子４０６からの所要出力が大きいときにはベクトル変調部４０８への電力供給をオフし、出力端子４０６からの所要出力が小さいときはデルタシグマ変調器４０２への電力供給をオフすることにより、より低消費電力化が図れる。
【００５６】
次に、出力端子４０６からの所要出力の検出方法について説明する。１つ目の方法としては、データ生成部４０１の第１の出力端子から出力される振幅情報から検出する方法である。２つ目の方法としては、デルタシグマ変調器４０２からの出力信号の一部をローパスフィルタに接続し、出力信号の直流成分から所要出力を検出することもできる。
【００５７】
図２１は、図４の変形例であり、変調方式によって切り替えるものである。すなわち、ピークファクタが大きいときは、デルタシグマ変調器１６０２を介して信号が処理され、ピークファクタが小さい場合は、デルタシグマ変調器１６０２をバイパスするようにスイッチ１６０７〜１６０９が動作する。このような構成により、ピークファクタが大きいときは、信号がデルタシグマ変調器１６０２でデルタシグマ変調されるため掛算器１６０４の線形性を広いダイナミックレンジで確保することができる。また、ピークファクタが小さい場合は、信号がデルタシグマ変調器１６０２をバイパスすることにより消費電力を削減することができる。
【００５８】
（実施の形態６）
本発明の実施の形態６について図５を用いて説明する。図５において、データ生成部５０１によって、振幅データと位相データが生成される。振幅データはデルタシグマ変調器５０２に入力されデルタシグマ変調される。デルタシグマ変調器５０２の出力はスイッチ５０８の一方の入力に接続され、スイッチ５０８のもう一方の入力には直流電源５０７が接続されている。また、データ生成部で生成された位相データは角度変調器５０３に入力され、角度変調された後、掛け算器５０４の一方の入力に入力される。スイッチ５０８の出力は掛け算器５０４のもう一方の入力に接続されている。掛け算器５０４からの出力はバンドパスフィルタ５０５に入力され、出力端子５０６から出力される。
【００５９】
次に動作を説明する。変調方式として線形変調（例えばＨＰＳＫ、ＯＦＤＭ）の信号を送信する際には、スイッチ５０８においてデルタシグマ変調器５０２の出力をオンし、掛け算器５０４へ入力し、直流電源５０７の出力を遮断する。変調方式として非線形変調（例えばＧＭＳＫ）の信号を送信する場合は、データ生成部５０１からの振幅データ出力を停止し、デルタシグマ変調器の動作も停止させる。スイッチ５０８によりデルタシグマ変調器５０２からの出力を遮断し、直流電源５０７の出力を掛け算器５０４に入力する。すなわち、本実施の形態の送信装置は、送信信号の変調方式として線形変調を選択する場合は、実施の形態２の送信装置と同様の動作をし、送信信号の変調方式として非線形変調を選択する場合は、角度変調された信号が増幅された信号が出力端子５０６から出力される。このように動作させることによって、それぞれの変調方式で高効率動作を実現できる。
【００６０】
（実施の形態７）
本発明の実施の形態７について図６を用いて説明する。データ生成部６０１で振幅データ、位相データ、直交する２つのデータが生成される。振幅データはデルタシグマ変調器６０２に入力され、デルタシグマ変調され、掛け算器６０４の一方の入力に入力される。またデータ生成部から出力された位相データは角度変調器６０３によって角度変調されスイッチ６０８の一方の入力に入力される。２つの直交されるデータはべクトル変調部６０７に入力されべクトル変調され、スイッチ６０８のもう一方の入力に入力される。スイッチ６０８の出力は掛け算器６０４のもう一方の入力に入力される。掛け算器６０４の出力はバンドパスフィルタ６０５に入力され出力端子６０６から出力される。
【００６１】
次に動作を説明する。出力端子６０６からの所要出力が所定量より大きいときは、スイッチ６０８の入力のうち、角度変調器６０３との接続をオンし、べクトル変調部６０７との接続をオフする。同時に、べクトル変調部６０７の動作を停止する。すなわち、このとき本実施の形態の図６に記載の送信装置は、実施の形態２の送信装置と同様の動作をし、また、逆に、出力端子６０６からの所要出力が所定量より小さいときには、スイッチ６０８の入力のうち、角度変調器６０３との接続をオフし、べクトル変調部６０７との接続をオンする。このとき角度変調器６０３の動作を停止する。また、このとき、デルタシグマ変調器６０２は入力信号に関わらず、クロック信号を出力する。すなわち、このとき図６に記載の送信装置は、べクトル変調された信号がデルタシグマ変調器６０２のクロック信号により増幅された信号を出力する。図６に記載の送信装置においては、以上のようにして、低出力時の特性劣化を防ぐ。
【００６２】
また、図７に示す送信装置においては、高出力時（すなわち出力端子７０６からの出力が所定の出力値より大きいとき）は、デルタシグマ変調器７０２の出力を、直接、掛け算器７０４に入力する。このとき図７に示す送信装置は、実施の形態２に示す送信装置と同様の動作をする。また、低出力時（すなわち、出力端子７０６からの出力が所定の出力値より小さいとき）にはデルタシグマ変調器７０２の出力をローパスフィルタ７０９を介して掛け算器７０４に入力することによって、直流成分のみを掛け算器７０４に供給する。このとき図７に示す送信装置は、ベクトル変調部７０７によりベクトル変調された信号が増幅された信号を出力する。
【００６３】
上記の実施の形態１〜７に記載の増幅回路、送信装置の構成、動作により、送信装置の低出力時の特性が改善され、広いダイナミックレンジに渡って良好な特性を維持できる。
なお、上記の実施の形態５〜７の送信装置において、デルタシグマ変調器の出力電圧が送信信号の強度（送信電力）に応じて制御される構成であってもよい。
また、以上までの説明において、図８に記載のデルタシグマ変調器８０３の内部回路の出力段に利得可変増幅回路が備えられる例を示したが、他のデルタシグマ変調器に同様に利得可変増幅回路が備えられることもある。
また、以上までの説明において、デルタシグマ変調器は、ローパス型、バンドパス型、およびハイパス型のいずれのデルタシグマ変調器であってもよい。
【００６４】
また、以上までの説明において、本発明の変換器は、デルタシグマ変調器１０２、２０２、３０２、４０２、５０２、６０２、７０２、８０３、１５０２、１５０３に一例として対応する。しかし、本発明の変換器は、連続的な信号を離散的なアナログ信号に変換する変換器であれば、他の変換器であってもよい。そのような変換器の例としてデルタ変調器が挙げられるが、これに限定されるものではない。
【００６５】
また、本発明の変換器への入力は離散的な信号であってもよい。その場合は、入力の振幅の分解能よりも出力の振幅の分解能が小さくなる変換器であれば、上記と同様の効果を得ることができる。
また、以上までの説明において、増幅器は、一例としてＳ級動作であるとして説明してきたが、Ｄ級、Ｅ級、Ｆ級動作であってもよい。
【００６６】
また、以上までの説明において、ベクトル変調には、直交変調、ポーラー変調、振幅変調、周波数変調が含まれる。
【００６７】
【発明の効果】
本発明によれば、出力が低下しても歪みまたは雑音特性が劣化しない増幅回路、送信装置、増幅方法または送信方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の実施の形態２を説明するブロック図である。
【図２】図２は、本発明の実施の形態２を説明するブロック図である。
【図３】図３は、本発明の実施の形態３を説明するブロック図である。
【図４】図４は、本発明の実施の形態５を説明するブロック図である。
【図５】図５は、本発明の実施の形態６を説明するブロック図である。
【図６】図６は、本発明の実施の形態７を説明するブロック図である。
【図７】図７は、本発明の実施の形態７を説明するブロック図である。
【図８】図８は、本発明の実施の形態１を説明するブロック図である。
【図９】図９は、デルタシグマ変調器への入力、出力信号を表す図である。
【図１０】図１０は、デルタシグマ変調器の出力スペクトラムを表す図である。
【図１１】図１１は、デルタシグマ変調器への入力、出力信号を表す図である。
【図１２】図１２は、デルタシグマ変調器の出力スペクトラムを表す図である。
【図１３】図１３は、デルタシグマ変調器への入力、出力信号を表す図である。
【図１４】図１４は、デルタシグマ変調器の出力スペクトラムを表す図である。
【図１５】図１５は、本発明の実施の形態４を説明するブロック図である。
【図１６】図１６は、振幅データ、位相データを説明する図である。
【図１７】図１７は、Ｓ級増幅器の構成の一例を示す図である。
【図１８】図１８は、デルタシグマ変調器の構成の一例を示す図である。
【図１９】図１９は、従来の増幅回路の構成を示すブロック図である。
【図２０】図２０は、本発明の増幅回路において使用される掛け算器の構成例を示す図である。
【図２１】図２１は、本発明の実施の形態５を説明する別のブロックダイアグラムである。
【符号の説明】
１０１　データ生成部
１０２　デルタシグマ変調器
１０３　角度変調器
１０４　掛け算器
１０５　バンドパスフィルタ
１０６　出力端子
２０１　データ生成部
２０２　デルタシグマ変調器
２０３　角度変調器
２０４　掛け算器
２０５　バンドパスフィルタ
２０６　出力端子
２０７　利得可変増幅器
３０１　変調信号発生源
３０２　デルタシグマ変調器
３０３　連続波信号源
３０４　掛け算器
３０５　バンドパスフィルタ
３０６　出力端子
４０１　データ生成部
４０２　デルタシグマ変調器
４０３　角度変調器
４０４　掛け算器
４０５　バンドパスフィルタ
４０６　出力端子
４０７　直流電源
４０８　ベクトル変調部
４０９、４１０　スイッチ
５０１　データ生成部
５０２　デルタシグマ変調器
５０３　角度変調器
５０４　掛け算器
５０５　バンドパスフィルタ
５０６　出力端子
５０７　直流電源
５０８　スイッチ
６０１　データ生成部
６０２　デルタシグマ変調器
６０３　角度変調器
６０４　掛け算器
６０５　バンドパスフィルタ
６０６　出力端子
７０１　データ生成部
７０２　デルタシグマ変調器
７０３　角度変調器
７０４　掛け算器
７０５　バンドパスフィルタ
７０６　出力端子
７０７　べクトル変調部
７０８　スイッチ
７０９　ローパスフィルタ
８０１　データ生成部
８０２　ベクトル変調器
８０３　デルタシグマ変調器
８０４　増幅器
８０５　バンドパスフィルタ
８０６　出力端子
１５０１　データ生成部
１５０２、１５０３　デルタシグマ変調器
１５０４　連続波信号源
１５０５、１５０６　位相器
１５０７、１５０８　掛け算器
１５０９、１５１０　バンドパスフィルタ
１５１１　合成器
１５１２　出力端子
１７０１　電源端子
１７０２、１７０３　入力端子
１７０４、１７０５　トランス
１７０６、１７０７、１７０８、１７０９　トランジスタ
１７１０、１７１１、１７１２、１７１３　ダイオード
１７１４、１７１５　出力端子
１８０１　入力端子
１８０２、１８０４、１８０６、１８０８　引き算器
１８０３、１８０５、１８０７、１８０９　積分器
１８１０　量子化器
１８１１、１８１２、１８１３、１８１４　増幅器
１８１５　出力端子
１９０１　データ生成部
１９０２　変調器
１９０３　デルタシグマ変調器
１９０４　増幅器
１９０５　バンドパスフィルタ
１９０６　出力端子[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an amplifier circuit, a transmission device, an amplification method, and a transmission method that are highly efficient over a wide dynamic range.
[0002]
[Prior art]
A conventional transmission circuit (for example, see Patent Document 1) will be described with reference to FIG. The data generated by the data generation unit 1901 in FIG. 19 is input to the quadrature modulator 1902, quadrature-modulated, and frequency-converted to a transmission frequency. An output from the quadrature modulator 1902 is input to a delta-sigma modulator 1903, delta-sigma modulated, input to an amplifier 1904, and a signal is amplified. Since the voltage is converted into a binary or multi-level voltage by the delta-sigma modulator 1903, the non-linearity of the amplifier 1904 does not matter, so that a high-efficiency amplifier can be used. A band pass filter 1905 is connected to the output of the amplifier 1904 to remove quantization noise and obtain a desired signal.
[0003]
[Patent Document 1]
JP-A-2002-325109
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the transmission circuit of FIG. 19, if the output is constant, high efficiency, low distortion, and low noise characteristics can be maintained. However, if the output decreases, efficiency, distortion, or noise characteristics deteriorate, and a wide output dynamic range is obtained. Cannot maintain good characteristics. An object of the present invention is to provide an amplifier circuit, a transmission device, an amplification method, or a transmission method in which distortion or noise characteristics are not degraded even when output is reduced in view of the above problem.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
According to a first aspect of the present invention, there is provided a converter for converting an input signal into an analog signal whose output amplitude resolution is smaller than the input amplitude resolution,
An amplifier connected to the output side of the converter,
An amplifier circuit in which an output voltage of the converter is controlled according to an output power from the amplifier.
[0006]
A second invention provides a converter for converting a continuous signal into a discrete analog signal;
An amplifier connected to the output side of the converter,
An amplifier circuit in which an output voltage of the converter is controlled according to an output power from the amplifier.
[0007]
A third aspect of the present invention is the amplifier circuit according to the second aspect, wherein the converter is a delta-sigma modulator, and the output voltage is a maximum value of the discretized voltage.
[0008]
According to a fourth aspect of the present invention, the converter is a delta-sigma modulator that performs delta-sigma modulation on a vector-modulated signal,
Instead of controlling the output voltage of the delta-sigma modulator according to the output power from the amplifier, the output voltage of the delta-sigma modulator is controlled according to the modulation scheme of the modulated signal. 2 is an amplifier circuit according to a second aspect of the present invention.
[0009]
According to a fifth aspect of the present invention, an output stage inside the delta-sigma modulator includes first variable gain amplifying means, and the control of the output voltage of the delta-sigma modulator is controlled by the gain of the first variable gain amplifying means. Is the amplifier circuit according to the third or fourth aspect of the present invention, which is performed by controlling the following.
[0010]
According to a sixth aspect of the present invention, the second gain variable amplifying means is connected between the delta-sigma modulator and the amplifier, and the output voltage of the delta-sigma modulator is controlled instead of the second gain. A third or fourth amplifier circuit according to the present invention, wherein the output power is further controlled by a variable amplifier.
[0011]
A seventh invention is the amplifier circuit according to the third or fourth invention, wherein a power supply voltage of the amplifier is controlled according to the output power.
[0012]
According to an eighth aspect of the present invention, there is provided a transmitting apparatus including the amplifier circuit according to the third or fourth aspect of the present invention, wherein an output signal from the amplifier circuit is transmitted as a transmission signal.
[0013]
A ninth aspect of the present invention provides a data generation unit for generating a signal,
A modulator that modulates a signal output from the data generation unit,
A third or fourth amplifier circuit of the present invention for amplifying a signal output from the modulator;
A band-pass filter that band-passes a signal output from the amplifier circuit.
[0014]
A tenth invention includes a delta-sigma modulator that performs delta-sigma modulation on a signal,
A signal including the delta-sigma modulated signal is a transmission signal,
A transmission device in which an output voltage of the delta-sigma modulator is controlled according to an intensity of the transmission signal.
[0015]
An eleventh aspect of the present invention is the transmission apparatus according to the tenth aspect of the present invention, wherein the output voltage of the delta-sigma modulator is controlled to decrease when the output power of the transmission apparatus decreases.
[0016]
The twelfth invention includes a delta-sigma modulator that performs delta-sigma modulation on the modulated signal,
A signal including the delta-sigma modulated signal is a transmission signal,
A transmission device, wherein an output voltage of the delta-sigma modulator is controlled according to a modulation scheme of the transmission signal.
[0017]
According to a thirteenth aspect of the present invention, an output stage inside the delta-sigma modulator has a first variable gain amplifying means, and the control of the output voltage of the delta-sigma modulator is controlled by the gain of the first variable gain amplifying means. Is the tenth or twelfth transmission apparatus of the present invention performed by controlling
[0018]
According to a fourteenth aspect of the present invention, the variable gain amplifier is connected to the output side of the delta-sigma modulator, and the control of the intensity of the transmission signal controls the gain of the second variable gain amplifier. A tenth or twelfth transmission device of the present invention.
[0019]
According to a fifteenth aspect, the amplitude component of the signal is delta-sigma modulated,
Angle modulating the phase component of the signal,
A transmission apparatus according to a tenth or twelfth aspect of the present invention, wherein a signal obtained by multiplying the delta-sigma-modulated signal and the angle-modulated signal is used as a transmission signal.
[0020]
A sixteenth aspect of the present invention provides a data generation unit that outputs an amplitude signal and a phase signal,
A delta-sigma modulator, the input side of which is connected to the amplitude signal output side of the data generation unit and delta-sigma-modulates the input signal;
An input side thereof is connected to a phase signal output side of the data generation unit, and an angle modulator that performs angle modulation of an input signal,
An output side of the delta-sigma modulator, and an output side of the angle modulator connected to its input side, a multiplier for multiplying the input signal;
A fifteenth aspect of the present invention is a transmission device comprising: a band-pass filter connected to an output side of the multiplier to pass an input signal in a band.
[0021]
A seventeenth invention includes a delta-sigma modulator for performing delta-sigma modulation on a signal,
When the strength of the transmission signal is larger than a predetermined amount,
Delta-sigma modulation of the amplitude component of the signal,
Angle modulating the phase component of the signal,
A signal obtained by multiplying the delta-sigma modulated signal and the angle-modulated signal is a transmission signal,
When the strength of the transmission signal is smaller than the predetermined amount,
A transmission device that vector-modulates a signal and amplifies the vector-modulated signal to generate a transmission signal.
[0022]
An eighteenth aspect of the present invention provides a data generator that outputs an amplitude signal, a phase signal, and a quadrature signal,
An input side is connected to an amplitude signal output side of the data generation unit, and a delta-sigma modulator that performs delta-sigma modulation on the input signal;
An input side thereof is connected to a phase signal output side of the data generation unit, and an angle modulator that performs angle modulation of an input signal,
An input side thereof is connected to an orthogonal signal output side of the data generation section, and a vector modulation section that performs vector modulation on an input signal,
A DC power supply for supplying a DC component,
The output side of the delta-sigma modulator and the output side of the DC power supply are connected to the input side to be selected, and select either the output signal of the delta-sigma modulator or the output signal of the DC power supply. A first switch for outputting;
The output side of the angle modulator and the output side of the vector modulation section are connected to the input side to be selected, and select either the output signal of the angle modulator or the output signal of the vector modulation section. A second switch for outputting
An output side of the first switch and an output side of the second switch are connected to the input side thereof, and a multiplier for multiplying and outputting two input signals;
A band-pass filter connected to an output side of the multiplier and band-passing a signal output from the multiplier.
When the strength of the transmission signal is greater than a predetermined value, the first switch selects the output side of the delta-sigma modulator, the second switch selects the output side of the angle modulator,
When the intensity of the transmission signal is smaller than the predetermined value, the first switch selects the output side of the DC power supply, and the second switch selects the output side of the vector modulation unit. 3 is a transmission device of the present invention.
[0023]
A nineteenth invention comprises a delta-sigma modulator for delta-sigma modulating a signal,
When selecting linear modulation as the modulation method of the transmission signal,
Delta-sigma modulation of the amplitude component of the signal,
Angle modulating the phase component of the signal,
A signal obtained by multiplying the delta-sigma modulated signal and the angle-modulated signal is a transmission signal,
When selecting nonlinear modulation as the modulation method of the transmission signal,
A transmission device which amplifies the angle-modulated signal to generate a transmission signal.
[0024]
In a twentieth aspect of the present invention, the amplification of the vector-modulated signal is performed by multiplying, as a DC component, a signal obtained by low-passing a signal output from the delta-sigma modulator. 3 is a transmission device of the present invention.
[0025]
A twenty-first aspect of the present invention is the transmission apparatus according to any one of the seventeenth to twentieth aspects, wherein the output voltage of the delta-sigma modulator is controlled according to the transmission signal strength.
[0026]
According to a twenty-second aspect of the present invention, a signal is delta-sigma modulated by a delta-sigma modulator, the delta-sigma-modulated signal is amplified, and the output voltage of the delta-sigma modulator is changed according to the power of the amplified signal. This is an amplification method to be controlled.
[0027]
A twenty-third aspect of the present invention converts a continuous signal into a discrete analog signal by a converter, and uses a signal including the converted signal as a transmission signal,
A transmission method for controlling an output voltage of the converter according to an intensity of the transmission signal.
[0028]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
(Embodiment 1)
Hereinafter, Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to FIG. In the transmitting apparatus using the amplifier circuit shown in FIG. 8, the signal generated by data generating section 801 is modulated by vector modulator 802 and converted to the same frequency as the transmission signal. The signal output from the vector modulator 802 is converted by the delta-sigma modulator 803 into a binary or higher-level signal, input to the amplifier 804, and amplified. Since the output from the amplifier 804 contains quantization noise in addition to the desired signal, the bandpass filter 805 removes the quantization noise.
[0029]
On the other hand, in the current mobile communication system, the transmission output of the terminal is controlled by the distance from the base station. That is, for example, when the distance between the terminal and the base station is small (when the received power at the terminal or the base station is large), the received power at the terminal or the base station is determined according to the magnitude of the received power at the terminal or the base station (for example, When the transmission power from the terminal is reduced (according to the difference with the received power of the terminal) and the distance between the terminal and the base station is large (when the received power at the terminal or the base station is small), the received power at the terminal or the base station is large. Control is performed so that the transmission power from the terminal is increased accordingly (for example, according to the difference between the reception power at the terminal or the base station and a predetermined reception power).
In the present invention, the output voltage of the delta-sigma modulator 803 is changed according to the magnitude of the output power from the output terminal 806. Specifically, for example, the gain of a variable gain amplifier circuit 807 as an example of the first variable gain amplifier of the present invention in the output stage inside the delta-sigma modulator 803 is changed. Here, a case where a binary first-order delta-sigma modulator is used is shown as an example. An example in which the voltage of the delta-sigma modulator 803 is not changed will be described for comparison. FIG. 9 shows an input signal and an output signal of the delta-sigma modulator 803 when the output power is large. The spectrum is as shown in FIG. FIGS. 11A and 11B show the input signal and output signal of the delta-sigma modulator 803 when the output signal is reduced, and FIG. 12 shows the spectrum at that time. It can be seen that the quantization noise for the signal has increased. On the other hand, FIGS. 13A, 13B and 14 show the results when the output voltage of the delta-sigma modulator 803 is reduced when the transmission output is small. It can be seen that the quantization noise for the desired signal is reduced as compared with FIGS.
[0030]
Although the output signal of the delta-sigma modulator is assumed to be an ideal rectangular wave here, there are actually finite rising and falling times. For this reason, a loss occurs as compared with the ideal state, and the efficiency is reduced. When the output voltage of the delta-sigma modulator 803 is not controlled, the effect of the loss is large at the time of a low output, which causes a great decrease in efficiency. Therefore, when the output is low, the output voltage of the delta-sigma modulator 803 can be reduced to prevent the loss from increasing.
[0031]
Here, control of the output voltage of the delta-sigma modulator 803 is described based on the required output power of the transmission circuit. However, the same applies when the output voltage of the delta-sigma modulator 803 is controlled by the modulation method. The effect is obtained. That is, even if the average output power is the same, the output voltage of the delta-sigma modulator 803 is reduced in the case of a signal having a small peak factor (a signal having a small envelope fluctuation).
[0032]
Further, although the amplifier 804 is connected to the output of the delta-sigma modulator 803, when the average output power of the delta-sigma modulator is small, the amount of back-off from the saturation output of the amplifier increases, and the efficiency of the amplifier decreases. Resulting in. Therefore, when the output voltage from the delta-sigma modulator is reduced, the power supply voltage supplied to the collector or drain of the amplifier is reduced, so that high efficiency characteristics can be maintained.
[0033]
In addition, high efficiency characteristics can be obtained by operating the amplifier 804 in class S operation. FIG. 17 shows an example of a circuit described in a seminar material (High Efficiency RF, Power, Amplifiers, Using, Bandpass, Delta-Sigma, and Modulators) of Agilent Technologies. In FIG. 17, signals input from input terminals 1702 and 1703 are amplified and output from output terminals 1714 and 1715. Here, the input signal is VL and VH. Different voltages are supplied to the input terminals 1702 and 1703. That is, when the voltage of the input terminal 1702 is VL, the voltage of the input terminal 1703 is ΔVH, and when the voltage of the input terminal 1702 is VH, the voltage of the input terminal 1703 is VL. Therefore, a balance signal is also output from the output terminals 1714 and 1715. With this configuration, high-efficiency amplification can be performed because the transistor performs a switching operation.
[0034]
FIG. 18 shows a fifth-order delta-sigma modulator as an example of the delta-sigma modulator. By selecting appropriate values for the gains a1, a2, a3, and a4 of the amplifiers 1811 to 1814, stable delta-sigma modulation can be performed. As the operation of the subtractor, for example, the subtractor 1802 subtracts the output of the amplifier 1811 from the input to the input terminal 1801 and inputs the result to the integrator 1803. The subtractor 1804 subtracts the output of the amplifier 1812 from the output from the integrator 1803, and inputs the result to the integrator 1805. The same applies to the following subtractors.
[0035]
In the above description, the output voltage of the delta-sigma modulator 803 is controlled by the magnitude of the output power from the output terminal 806 (the intensity of the transmission signal). Controlling the output voltage of the sigma modulator 803 may be considered. In fact, recently, wireless devices compatible with a plurality of modulation schemes have been developed. For example, it is promising that GMSK is used in the GSM system called the second generation, HPSK is used in the W-CDMA system called the third generation, and OFDM is used in the fourth generation. In GMSK, the signal envelope does not fluctuate, but HPSK has a peak factor (crest factor) of about 3 to 4 dB, and OFDM has a peak factor of 10 dB or more. Controlling the output voltage of the delta-sigma modulator 803 is effective in preventing signal degradation even if the average output has the same peak factor. This is because if the output voltage of the delta-sigma modulator 803 is too small, the peak is suppressed and the signal is distorted, and if the output voltage is too large, the noise level increases. For example, when the output voltage from the output terminal of the multi-mode transmitter is the same, the peak factor of the OFDM modulated wave is larger than that of the HPSK modulated wave. Therefore, when the OFDM modulated wave is amplified, the output voltage of the delta-sigma modulator 803 is increased. The difference between the upper limit value and the lower limit value may be increased. Note that the amplifier 804 may be omitted in a system where the required transmission power is small.
[0036]
(Embodiment 2)
Hereinafter, Embodiment 2 of the present invention will be described with reference to FIG. In FIG. 1, amplitude data (amplitude signal) and phase data (phase signal) of a baseband signal are output from two output terminals of a data generation unit 101. That is, if two orthogonal data are I and Q, (I2+ Q2)1/2, And outputs the angle formed by the I and Q vectors as phase data, that is, arctan (Q / I). The amplitude data is delta-sigma modulated by the delta-sigma modulator 102. Also, an angle modulation signal is generated by the angle modulator 103 using the phase data. That is, the center frequency of the output signal of the transmission circuit is f0, The angular frequency is ω0(= 2πf0), The output of the angle modulator 103 is
[0037]
(Equation 1)
Acos (ω0+ Θ (t))
It is. Here, A is a constant, and θ (t) is an angle formed by the vectors (I, Q) as shown in FIG.
[0038]
(Equation 2)
θ (t) = arctan (Q / I)
It is. Next, the output of the delta-sigma modulator 102 and the output of the angle modulator 103 are input to the multiplier 104, and are subjected to polar modulation. That is, a signal that is polar-modulated with the delta-sigma-modulated signal and the angle-modulated signal is used as a transmission signal. Since the output from the multiplier 104 includes quantization noise, the bandpass filter 105 removes the quantization noise to obtain a desired signal. As a configuration of the multiplier, a configuration is conceivable in which, for example, the output of the angle modulator 103 is input to the base or gate of the transistor 2001 and the output of the delta-sigma modulator is input to the collector or drain of the transistor 2001 in order to obtain signal amplification. Can be FIG. 20 shows such an example. According to the circuit shown in FIG. 20, a power supply is connected to one of input 1 and input 2 and a signal subjected to delta sigma modulation is input to the other, so that the angle modulation wave and the amplitude data (delta sigma modulation wave) are input. The multiplication effect and the amplification effect can be realized at the same time.
[0039]
In this configuration, in order to control the magnitude of the output power from the output terminal 106, a method of controlling the input power to the delta-sigma modulator 102 or controlling the output power from the angle modulator 103 is considered. Can be When controlling the input power to the delta-sigma modulator 102, when the required output from the output terminal 106 is small as in the first embodiment, the noise level of the output signal from the delta-sigma modulator 102 increases, and the transmission circuit , The distortion characteristics, efficiency, etc. are degraded. Therefore, when the output power from the output terminal 106 is small, the deterioration of the characteristics can be prevented by lowering the output voltage of the delta-sigma modulator 102. Here, instead of controlling the output voltage of the delta-sigma modulator 202 as shown in FIG. 2, the output voltage of the delta-sigma modulator 202 is not controlled, and the output of the delta-sigma modulator 202 is applied to the second embodiment of the present invention. The variable gain amplifier 207, which is an example of the variable gain amplifying means, may be provided to control the gain, or the gain may be controlled according to the modulation method (similarly in the first embodiment, in this case, the delta-sigma modulator 803). A variable gain amplifier 207 is provided between the amplifier and the amplifier 804.)
[0040]
On the other hand, when controlling the magnitude of the output power from the output terminal 106 by controlling the output power from the angle modulator 103, it is not necessary to control the output voltage of the delta-sigma modulator 102.
[0041]
Here, the input signal to the delta-sigma modulator 102 is (I2+ Q2)1/2Although the center frequency of the output signal of the angle modulator is made equal to the center frequency of the output signal of the transmission circuit, the following configuration is also conceivable. The input signal to the delta-sigma modulator 102 is
[0042]
(Equation 3)
(I2+ Q2)1/2・ CosωIF・ T
Output from the angle modulator 103
[0043]
(Equation 4)
Accos ((ω0-ΩIF) T + θ (t))
Or
[0044]
(Equation 5)
Accos ((ω0+ ΩIF) T + θ (t))
It is good. Note that the intermediate frequency is fIFAnd this angular frequency is ωIF(ΩIF= 2πfIF).
[0045]
It is also assumed that an amplifier is connected to the output of the multiplier 104. When the output voltage of the delta-sigma modulator 102 decreases or when the output power of the angle modulator 103 decreases, the amplifier operates at a point where the back-off amount from the saturation output is large, and the efficiency is reduced. Therefore, high efficiency characteristics can be maintained by lowering the power supply voltage to the collector or drain of the amplifier.
[0046]
(Embodiment 3)
Third Embodiment A third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 3, a modulation signal generator 301 generates the following modulation signal.
[0047]
(Equation 6)
IcosωIFt-Q sinωIFt
The output from the modulation signal generator 301 is delta-sigma modulated by the delta-sigma modulator 302 and input to the multiplier 304. Acos ω from continuous wave signal source 303LOA signal represented by t is output and input to the other input of the multiplier 304. here,
[0048]
(Equation 7)
ω0= ΩLO± ωIF
There is a relationship. Since the output from the multiplier 304 contains an unnecessary signal (image signal) and quantization noise due to the multiplication, the bandpass filter 305 removes the quantization noise and obtains a desired wave.
[0049]
In this configuration, in order to control the magnitude of the output power from the output terminal 306, there is a method of controlling the output power from the delta-sigma modulator 302 or controlling the output power from the continuous wave signal source 303. Conceivable. When controlling the output power from the delta-sigma modulator 302, the noise level of the output signal from the delta-sigma modulator 302 increases when the required output from the output terminal 306 is small, as in the first and second embodiments. The distortion characteristics, efficiency, etc. of the transmission circuit deteriorate. Therefore, when the output from the output terminal 306 is small, as described in the first embodiment, the output voltage of the delta-sigma modulator 302 (the output voltage here is not the average voltage but the maximum value of the discretized voltage. ) Can be prevented from deteriorating the characteristics. On the other hand, when controlling the output power from the continuous wave signal source 303, it is not necessary to control the output voltage of the delta-sigma modulator 302. Here, instead of controlling the output voltage of the delta-sigma modulator 302, the output voltage of the delta-sigma modulator 302 is not controlled, but a variable gain amplifier 207 is provided at the output of the delta-sigma modulator 302 to perform gain control. No problem.
[0050]
When the amplifier 804 is connected to the output of the multiplier 304, when the output voltage of the delta-sigma modulator 302 is reduced or when the output power of the continuous wave signal source 303 is reduced, the power supply to the collector or drain of the amplifier is By reducing the voltage, highly efficient characteristics can be maintained.
[0051]
(Embodiment 4)
Embodiment 4 of the present invention will be described with reference to FIG. In FIG. 15, two data I and Q orthogonal to each other are generated by a data generation unit 1501 and output from two output terminals. Each signal is delta-sigma modulated by delta-sigma modulators 1502 and 1503 and input to one input of a multiplier 1507 and one input of a multiplier 1508. A part of the signal generated by the continuous wave signal source 1504 is connected to the other input of the multiplier 1507 via a phase shifter 1505, and the rest of the signal generated by the continuous wave signal source 1504 is shifted through a phase shifter 1506 to be multiplied. The other input of the device 1508 is inputted. Here, the difference between the phase rotation amounts of the phase shifters 1505 and 1506 is set to 90 degrees. After the outputs of the multipliers 1507 and 1508 have their quantization noise removed by bandpass filters 1509 and 1510, they are combined by a combiner 1511 and output from an output terminal 1512.
[0052]
In this configuration, in order to control the magnitude of the output power from the output terminal 1512, whether to control the input power to the delta-sigma modulators 1502 and 1503 or to control the output power from the continuous wave signal source 1504 There is a method. When controlling the input power to the delta-sigma modulators 1502 and 1503, when the required output from the output terminal 1512 is small as in the first, second, and third embodiments, the output signals from the delta-sigma modulators 1502 and 1503 are reduced. The noise level increases, and the distortion characteristics and efficiency of the transmission circuit deteriorate. Thus, as described in the first embodiment, when the output from output terminal 1512 is small, the deterioration of characteristics can be prevented by reducing the output voltages of delta-sigma modulators 1502 and 1503. On the other hand, when controlling the output power from the continuous wave signal source 1504, it is not necessary to lower the output voltage of the delta-sigma modulator.
[0053]
When an amplifier is connected to the outputs of the multipliers 1507 and 1508, when the output voltages of the delta-sigma modulators 1502 and 1503 decrease, or when the output power of the continuous wave signal source 1504 decreases, the collector or drain of the amplifier decreases. By reducing the power supply voltage to the power supply, high efficiency characteristics can be maintained.
[0054]
(Embodiment 5)
Embodiment 5 of the present invention will be described with reference to FIG. The data generator 401 generates two data orthogonal to the amplitude data and the phase data. That is, (I2+ Q2)1/2, The second output terminal outputs θ (t) (the definition is the same as in the second embodiment), and the third output terminal outputs I and Q. The signal output from the first output terminal is delta-sigma modulated by the delta-sigma modulator 402 and input to one of the switches 409, which is an example of the first switch of the present invention. A DC power supply 407 is connected to the other input of the switch 409. The switch 409 selects either the output of the delta-sigma modulator 402 or the DC power supply 407 as an input signal, and the selected and input signal is input to one input of the multiplier 404. The phase data output from the second output terminal of the data generator 401 is angle-modulated by the angle modulator 403, and is input to one of the switches 410, which is an example of the second switch of the present invention. The two orthogonal data I and Q generated by the data generation unit 401 are output from the third output terminal of the data generation unit 401, input to the vector modulation unit 408, and are vector-modulated. The output signal from the vector modulation unit 408 is input to the other input of the switch 410. The switch 410 selects one of the signals, and the signal is input to the other input of the multiplier 404. When the switch 409 selects the delta-sigma modulator 402, since the output signal of the multiplier 404 contains quantization noise, it is removed by the band-pass filter 405 to obtain a desired signal.
[0055]
Next, the operation will be described. When the required output power from output terminal 406 is larger than a predetermined value, switch 409 turns on the output of delta-sigma modulator 402 and turns off the output of DC power supply 407. The switch 410 turns on the output of the angle modulator 403 and turns off the output of the vector modulator 408. At this time, the same operation as the operation described in the second embodiment is performed. On the other hand, when the required output power from output terminal 406 is smaller than the predetermined value, switch 409 turns off the output of delta-sigma modulator 402 and turns on the output of DC power supply 407. Further, the output of the angle modulator 403 is turned off, and the output of the vector modulator 408 is turned on. At this time, the vector-modulated signal is amplified and output from the output terminal 406. When the required output from output terminal 406 is large, the power supply to vector modulator 408 is turned off, and when the required output from output terminal 406 is small, the power supply to delta-sigma modulator 402 is turned off. Lower power consumption can be achieved.
[0056]
Next, a method of detecting a required output from the output terminal 406 will be described. The first method is a method of detecting from amplitude information output from the first output terminal of the data generation unit 401. As a second method, a part of the output signal from the delta-sigma modulator 402 can be connected to a low-pass filter, and the required output can be detected from the DC component of the output signal.
[0057]
FIG. 21 is a modification example of FIG. 4 and switches according to the modulation method. That is, when the peak factor is large, the signal is processed via the delta-sigma modulator 1602, and when the peak factor is small, the switches 1607 to 1609 operate to bypass the delta-sigma modulator 1602. With such a configuration, when the peak factor is large, the signal is subjected to delta-sigma modulation by the delta-sigma modulator 1602, so that the linearity of the multiplier 1604 can be secured in a wide dynamic range. When the peak factor is small, the signal can bypass the delta-sigma modulator 1602 to reduce power consumption.
[0058]
(Embodiment 6)
Embodiment 6 of the present invention will be described with reference to FIG. In FIG. 5, the data generation unit 501 generates amplitude data and phase data. The amplitude data is input to the delta-sigma modulator 502 and is subjected to delta-sigma modulation. The output of the delta-sigma modulator 502 is connected to one input of a switch 508, and the other input of the switch 508 is connected to a DC power supply 507. Further, the phase data generated by the data generator is input to the angle modulator 503, and after being angle-modulated, is input to one input of the multiplier 504. The output of switch 508 is connected to the other input of multiplier 504. The output from the multiplier 504 is input to the band-pass filter 505 and output from the output terminal 506.
[0059]
Next, the operation will be described. When transmitting a signal of linear modulation (for example, HPSK, OFDM) as a modulation method, the switch 508 turns on the output of the delta-sigma modulator 502, inputs the output to the multiplier 504, and cuts off the output of the DC power supply 507. When transmitting a signal of nonlinear modulation (for example, GMSK) as a modulation method, the output of the amplitude data from the data generation unit 501 is stopped, and the operation of the delta-sigma modulator is also stopped. The output from the delta-sigma modulator 502 is cut off by the switch 508, and the output of the DC power supply 507 is input to the multiplier 504. That is, when selecting the linear modulation as the modulation scheme of the transmission signal, the transmission apparatus of the present embodiment performs the same operation as the transmission apparatus of the second embodiment, and selects the non-linear modulation as the modulation scheme of the transmission signal. In this case, a signal obtained by amplifying the angle-modulated signal is output from the output terminal 506. By operating in this manner, high-efficiency operation can be realized with each modulation scheme.
[0060]
(Embodiment 7)
Embodiment 7 of the present invention will be described with reference to FIG. The data generation unit 601 generates amplitude data, phase data, and two orthogonal data. The amplitude data is input to the delta-sigma modulator 602, is subjected to delta-sigma modulation, and is input to one input of the multiplier 604. The phase data output from the data generator is angle-modulated by the angle modulator 603 and input to one input of the switch 608. The two orthogonal data are input to a vector modulation unit 607 and are vector-modulated, and are input to the other input of the switch 608. The output of the switch 608 is input to the other input of the multiplier 604. The output of the multiplier 604 is input to the band pass filter 605 and output from the output terminal 606.
[0061]
Next, the operation will be described. When the required output from the output terminal 606 is larger than a predetermined amount, the connection to the angle modulator 603 and the connection to the vector modulator 607 are turned off among the inputs of the switch 608. At the same time, the operation of the vector modulation section 607 is stopped. That is, at this time, the transmitting apparatus shown in FIG. 6 of the present embodiment performs the same operation as the transmitting apparatus of the second embodiment, and conversely, when the required output from output terminal 606 is smaller than the predetermined amount Of the input of the switch 608, the connection to the angle modulator 603 is turned off, and the connection to the vector modulator 607 is turned on. At this time, the operation of the angle modulator 603 is stopped. At this time, the delta-sigma modulator 602 outputs a clock signal regardless of the input signal. That is, at this time, the transmitting apparatus shown in FIG. 6 outputs a signal obtained by amplifying the vector-modulated signal by the clock signal of the delta-sigma modulator 602. In the transmitting apparatus shown in FIG. 6, the characteristic degradation at the time of low output is prevented as described above.
[0062]
In the transmission apparatus shown in FIG. 7, when the output is high (that is, when the output from output terminal 706 is larger than a predetermined output value), the output of delta-sigma modulator 702 is directly input to multiplier 704. . At this time, the transmitting apparatus shown in FIG. When the output is low (that is, when the output from the output terminal 706 is smaller than the predetermined output value), the output of the delta-sigma modulator 702 is input to the multiplier 704 via the low-pass filter 709, so that the DC component is reduced. Is supplied to the multiplier 704. At this time, the transmission apparatus shown in FIG. 7 outputs a signal obtained by amplifying the signal vector-modulated by vector modulation section 707.
[0063]
By the configuration and operation of the amplifier circuit and the transmitting device described in the first to seventh embodiments, the characteristics of the transmitting device at the time of low output are improved, and good characteristics can be maintained over a wide dynamic range.
In the transmitting apparatuses according to the fifth to seventh embodiments, the configuration may be such that the output voltage of the delta-sigma modulator is controlled according to the intensity (transmission power) of the transmission signal.
Further, in the above description, an example is shown in which an output stage of an internal circuit of the delta-sigma modulator 803 shown in FIG. 8 is provided with a variable gain amplifier circuit. Circuits may be provided.
In the above description, the delta-sigma modulator may be any of a low-pass, band-pass, and high-pass delta-sigma modulator.
[0064]
In the above description, the converter of the present invention corresponds to the delta-sigma modulator 102, 202, 302, 402, 502, 602, 702, 803, 1502, 1503 as an example. However, the converter of the present invention may be another converter as long as it converts a continuous signal into a discrete analog signal. An example of such a converter includes, but is not limited to, a delta modulator.
[0065]
Also, the input to the converter of the present invention may be a discrete signal. In this case, the same effect as described above can be obtained with a converter in which the resolution of the output amplitude is smaller than the resolution of the input amplitude.
Also, in the above description, the amplifier has been described as operating in class S as an example, but may be operated in class D, class E, or class F.
[0066]
In the above description, the vector modulation includes quadrature modulation, polar modulation, amplitude modulation, and frequency modulation.
[0067]
【The invention's effect】
According to the present invention, it is possible to provide an amplifier circuit, a transmission device, an amplification method, or a transmission method in which distortion or noise characteristics do not deteriorate even when the output decreases.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram illustrating a second embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram illustrating a second embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a block diagram illustrating a third embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a block diagram illustrating a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a block diagram illustrating a sixth embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a block diagram illustrating a seventh embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a block diagram illustrating a seventh embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a block diagram illustrating Embodiment 1 of the present invention.
FIG. 9 is a diagram illustrating input and output signals to a delta-sigma modulator.
FIG. 10 is a diagram illustrating an output spectrum of a delta-sigma modulator.
FIG. 11 is a diagram illustrating input and output signals to a delta-sigma modulator.
FIG. 12 is a diagram illustrating an output spectrum of a delta-sigma modulator.
FIG. 13 is a diagram illustrating input and output signals to a delta-sigma modulator.
FIG. 14 is a diagram illustrating an output spectrum of a delta-sigma modulator.
FIG. 15 is a block diagram illustrating Embodiment 4 of the present invention.
FIG. 16 is a diagram illustrating amplitude data and phase data.
FIG. 17 is a diagram illustrating an example of a configuration of a class S amplifier.
FIG. 18 is a diagram illustrating an example of a configuration of a delta-sigma modulator.
FIG. 19 is a block diagram showing a configuration of a conventional amplifier circuit.
FIG. 20 is a diagram illustrating a configuration example of a multiplier used in the amplifier circuit of the present invention.
FIG. 21 is another block diagram illustrating Embodiment 5 of the present invention.
[Explanation of symbols]
101 Data generation unit
102 delta-sigma modulator
103 ° angle modulator
104 multiplier
105 bandpass filter
106 output terminal
201 Data generation unit
202 delta-sigma modulator
203 ° angle modulator
204 multiplier
205 bandpass filter
206 output terminal
207 ° variable gain amplifier
301 modulation signal source
302 delta-sigma modulator
303 continuous wave signal source
304 multiplier
305 band pass filter
306 output terminal
401 Data generation unit
402 delta-sigma modulator
403 ° angle modulator
404 Multiplier
405 bandpass filter
406 output terminal
407 DC power supply
408 vector modulator
409, 410 switch
501 Data generation unit
502 delta-sigma modulator
503 ° angle modulator
504 multiplier
505 band pass filter
506 output terminal
507 DC power supply
508 switch
601 Data generation unit
602 delta-sigma modulator
603 ° angle modulator
604 multiplier
605 band pass filter
606 output terminal
701 Data generation unit
702 delta-sigma modulator
703 ° angle modulator
704 multiplier
705 band pass filter
706 output terminal
707 vector modulator
708 switch
709 low pass filter
801 Data generation unit
802 vector modulator
803 delta-sigma modulator
804 amplifier
805 band pass filter
806 output terminal
1501 Data generation unit
1502, 1503 delta-sigma modulator
1504 continuous wave signal source
1505, 1506 phase shifter
1507, 1508 Multiplier
1509, 1510 bandpass filters
1511 synthesizer
1512 output terminal
1701 power supply terminal
1702, 1703 input terminals
1704, 1705 transformer
1706, 1707, 1708, 1709} Transistor
1710, 1711, 1712, 1713 Diode
1714, 1715 output terminal
1801 input terminal
1802, 1804, 1806, 1808
1803, 1805, 1807, 1809 Integrator
1810 quantizer
1811, 1812, 1813, 1814 Amplifier
1815 output terminal
1901 Data generation unit
1902 modulator
1903 delta-sigma modulator
1904 amplifier
1905 band pass filter
1906 output terminal

Claims (23)

入力された信号をその入力の振幅の分解能よりも出力の振幅の分解能が小さいアナログ信号に変換する変換器と、
前記変換器の出力側に接続された増幅器と、を備え、
前記増幅器からの出力電力に応じて、前記変換器の出力電圧が制御される増幅回路。A converter for converting the input signal into an analog signal having a smaller output amplitude resolution than the input amplitude resolution;
An amplifier connected to the output side of the converter,
An amplifier circuit in which an output voltage of the converter is controlled according to an output power from the amplifier. 連続的な信号を離散的なアナログ信号に変換する変換器と、
前記変換器の出力側に接続された増幅器と、を備え、
前記増幅器からの出力電力に応じて、前記変換器の出力電圧が制御される増幅回路。A converter for converting a continuous signal into a discrete analog signal;
An amplifier connected to the output side of the converter,
An amplifier circuit in which an output voltage of the converter is controlled according to an output power from the amplifier. 前記変換器はデルタシグマ変調器であり、前記出力電圧は離散化された電圧の最大値である、請求項２に記載の増幅回路。3. The amplifier circuit according to claim 2, wherein the converter is a delta-sigma modulator, and the output voltage is a maximum value of the discretized voltage. 前記変換器は、ベクトル変調された信号をデルタシグマ変調するデルタシグマ変調器であり、
前記増幅器からの出力電力に応じて、前記デルタシグマ変調器の出力電圧が制御される代わりに、前記変調された信号の変調方式に応じて、前記デルタシグマ変調器の出力電圧が制御される、請求項２に記載の増幅回路。The converter is a delta-sigma modulator that performs delta-sigma modulation on the vector-modulated signal,
Instead of controlling the output voltage of the delta-sigma modulator according to the output power from the amplifier, the output voltage of the delta-sigma modulator is controlled according to the modulation scheme of the modulated signal. The amplifier circuit according to claim 2. 前記デルタシグマ変調器の内部の出力段に第１の利得可変増幅手段を有し、前記デルタシグマ変調器の出力電圧の制御が前記第１の利得可変増幅手段の利得を制御することにより行われる、請求項３または４に記載の増幅回路。An output stage inside the delta-sigma modulator has first variable gain amplifying means, and the output voltage of the delta-sigma modulator is controlled by controlling the gain of the first variable gain amplifying means. The amplifier circuit according to claim 3. 前記デルタシグマ変調器と前記増幅器との間に第２の利得可変増幅手段が接続され、前記デルタシグマ変調器の出力電圧が制御される代わりに、前記第２の利得可変増幅手段によりさらにその出力電力が制御される、請求項３または４に記載の増幅回路。A second variable gain amplifier is connected between the delta-sigma modulator and the amplifier, and the output voltage of the second delta-sigma modulator is controlled instead of being controlled by the second variable gain amplifier. The amplifier circuit according to claim 3, wherein the power is controlled. その出力電力に応じて、前記増幅器の電源電圧が制御される、請求項３または４に記載の増幅回路。The amplifier circuit according to claim 3, wherein a power supply voltage of the amplifier is controlled according to the output power. 請求項３または４に記載の増幅回路を備え、前記増幅回路からの出力信号が送信信号として送信される送信装置。A transmission device comprising the amplifier circuit according to claim 3, wherein an output signal from the amplifier circuit is transmitted as a transmission signal. 信号を生成するデータ生成部と、
前記データ生成部から出力された信号を変調する変調器と、
前記変調器から出力された信号を増幅する請求項３または４に記載の増幅回路と、
前記増幅回路から出力された信号を帯域通過させるバンドパスフィルタと、を備える送信装置。A data generator for generating a signal,
A modulator that modulates a signal output from the data generation unit,
The amplifier circuit according to claim 3, wherein the amplifier circuit amplifies a signal output from the modulator;
A transmission device comprising: a band-pass filter that band-passes a signal output from the amplification circuit. 信号をデルタシグマ変調するデルタシグマ変調器を備え、
前記デルタシグマ変調された信号を含む信号を送信信号とし、
前記送信信号の強度に応じて、前記デルタシグマ変調器の出力電圧が制御される送信装置。Equipped with a delta-sigma modulator that performs delta-sigma modulation of the signal,
A signal including the delta-sigma modulated signal is a transmission signal,
A transmission device in which an output voltage of the delta-sigma modulator is controlled according to an intensity of the transmission signal. 前記送信装置の出力電力が低下したときに、前記デルタシグマ変調器の出力電圧が低下されるよう制御される、請求項１０に記載の送信装置。The transmission device according to claim 10, wherein when the output power of the transmission device decreases, the output voltage of the delta-sigma modulator is controlled to decrease. 変調された信号をデルタシグマ変調するデルタシグマ変調器を備え、
前記デルタシグマ変調された信号を含む信号を送信信号とし、
前記送信信号の変調方式に応じて、前記デルタシグマ変調器の出力電圧が制御される、送信装置。A delta-sigma modulator that performs delta-sigma modulation on the modulated signal,
A signal including the delta-sigma modulated signal is a transmission signal,
A transmission device, wherein an output voltage of the delta-sigma modulator is controlled according to a modulation scheme of the transmission signal. 前記デルタシグマ変調器の内部の出力段に第１の利得可変増幅手段を有し、前記デルタシグマ変調器の出力電圧の制御が前記第１の利得可変増幅手段の利得を制御することにより行われる、請求項１０または１２に記載の送信装置。An output stage inside the delta-sigma modulator has first variable gain amplifying means, and the output voltage of the delta-sigma modulator is controlled by controlling the gain of the first variable gain amplifying means. The transmitting device according to claim 10. 前記デルタシグマ変調器の出力側に第２の利得可変増幅手段が接続され、前記送信信号の強度の制御が、前記第２の利得可変増幅手段の利得を制御することにより行われる、請求項１０または１２に記載の送信装置。11. The variable gain amplifying means is connected to the output side of the delta-sigma modulator, and control of the intensity of the transmission signal is performed by controlling the gain of the second variable gain amplifying means. Or the transmission device according to 12. 信号の振幅成分をデルタシグマ変調し、
前記信号の位相成分を角度変調し、
前記デルタシグマ変調された信号と前記角度変調された信号とを掛け算した信号を送信信号とする、請求項１０または１２に記載の送信装置。Delta-sigma modulation of the amplitude component of the signal,
Angle modulating the phase component of the signal,
The transmission device according to claim 10, wherein a signal obtained by multiplying the delta-sigma modulated signal and the angle-modulated signal is a transmission signal. 振幅信号および位相信号を出力するデータ生成部と、
前記データ生成部の振幅信号出力側にその入力側が接続され、入力された信　号をデルタシグマ変調するデルタシグマ変調器と、
前記データ生成部の位相信号出力側にその入力側が接続され、入力された信号を角度変調する角度変調器と、
前記デルタシグマ変調器の出力側、および前記角度変調器の出力側がその入力側に接続され、入力された信号を乗算する掛け算器と、
前記掛け算器の出力側に接続され、入力された信号を帯域通過させるバンドパスフィルタと、を備える請求項１５に記載の送信装置。A data generator for outputting an amplitude signal and a phase signal,
A delta-sigma modulator whose input side is connected to the amplitude signal output side of the data generation unit and performs delta-sigma modulation on the input signal;
An input side thereof is connected to a phase signal output side of the data generation unit, and an angle modulator that performs angle modulation of an input signal,
An output side of the delta-sigma modulator, and an output side of the angle modulator connected to its input side, a multiplier for multiplying the input signal;
The transmission device according to claim 15, further comprising: a band-pass filter connected to an output side of the multiplier and configured to band-pass an input signal. 信号をデルタシグマ変調するデルタシグマ変調器を備え、
その送信信号の強度が所定量より大きいときは、
信号の振幅成分をデルタシグマ変調し、
前記信号の位相成分を角度変調し、
前記デルタシグマ変調された信号と前記角度変調された信号とを掛け算した信号を送信信号とし、
その送信信号の強度が前記所定量より小さいときは、
信号をベクトル変調し、前記ベクトル変調した信号を増幅して送信信号とする、送信装置。Equipped with a delta-sigma modulator that performs delta-sigma modulation of the signal,
When the strength of the transmission signal is larger than a predetermined amount,
Delta-sigma modulation of the amplitude component of the signal,
Angle modulating the phase component of the signal,
A signal obtained by multiplying the delta-sigma modulated signal and the angle-modulated signal is a transmission signal,
When the strength of the transmission signal is smaller than the predetermined amount,
A transmission device that performs vector modulation on a signal and amplifies the vector-modulated signal to generate a transmission signal. 振幅信号、位相信号および直交信号を出力するデータ生成部と、
前記データ生成部の振幅信号出力側にその入力側が接続され、入力された信号をデルタシグマ変調するデルタシグマ変調器と、
前記データ生成部の位相信号出力側にその入力側が接続され、入力された信号を角度変調する角度変調器と、
前記データ生成部の直交信号出力側にその入力側が接続され、入力された信号をべクトル変調するべクトル変調部と、
直流成分を供給する直流電源と、
前記デルタシグマ変調器の出力側、および前記直流電源の出力側が、選択されるべき入力側に接続され、前記デルタシグマ変調器の出力信号、または前記直流電源の出力信号のいずれかを選択して出力する第１スイッチと、
前記角度変調器の出力側、および前記べクトル変調部の出力側が、選択されるべき入力側に接続され、前記角度変調器の出力信号、または前記べクトル変調部の出力信号のいずれかを選択して出力する第２スイッチと、
前記第１スイッチの出力側と前記第２スイッチの出力側がその入力側に接続され、入力された２つの信号を乗算して出力する掛け算器と、
前記掛け算器の出力側に接続され、前記掛け算器から出力される信号を帯域通過させるバンドパスフィルタと、を備え、
その送信信号の強度が所定値より大きいときは、前記第１スイッチは、前記デルタシグマ変調器の出力側を選択し、前記第２スイッチは、前記角度変調器の出力側を選択し、
前記送信信号の強度が前記所定値より小さいときは、前記第１スイッチは、直流電源の出力側を選択し、前記第２スイッチは、前記べクトル変調部の出力側を選択する、請求項１７に記載の送信装置。A data generator that outputs an amplitude signal, a phase signal, and a quadrature signal;
An input side is connected to an amplitude signal output side of the data generation unit, and a delta-sigma modulator that performs delta-sigma modulation on the input signal;
An input side thereof is connected to a phase signal output side of the data generation unit, and an angle modulator that performs angle modulation of an input signal,
An input side thereof is connected to an orthogonal signal output side of the data generation section, and a vector modulation section that performs vector modulation on an input signal,
A DC power supply for supplying a DC component,
The output side of the delta-sigma modulator and the output side of the DC power supply are connected to the input side to be selected, and select either the output signal of the delta-sigma modulator or the output signal of the DC power supply. A first switch for outputting;
The output side of the angle modulator and the output side of the vector modulation section are connected to the input side to be selected, and select either the output signal of the angle modulator or the output signal of the vector modulation section. A second switch for outputting
An output side of the first switch and an output side of the second switch are connected to the input side thereof, and a multiplier for multiplying and outputting two input signals;
A band-pass filter connected to an output side of the multiplier and band-passing a signal output from the multiplier.
When the strength of the transmission signal is greater than a predetermined value, the first switch selects the output side of the delta-sigma modulator, the second switch selects the output side of the angle modulator,
18. When the strength of the transmission signal is smaller than the predetermined value, the first switch selects an output side of a DC power supply, and the second switch selects an output side of the vector modulation unit. The transmitting device according to claim 1. 信号をデルタシグマ変調するデルタシグマ変調器を備え、
送信信号の変調方式として線形変調を選択する場合は、
信号の振幅成分をデルタシグマ変調し、
前記信号の位相成分を角度変調し、
前記デルタシグマ変調された信号と前記角度変調された信号とを掛け算した信号を送信信号とし、
送信信号の変調方式として非線形変調を選択する場合は、
前記角度変調された信号を増幅して送信信号とする送信装置。Equipped with a delta-sigma modulator that performs delta-sigma modulation of the signal,
When selecting linear modulation as the modulation method of the transmission signal,
Delta-sigma modulation of the amplitude component of the signal,
Angle modulating the phase component of the signal,
A signal obtained by multiplying the delta-sigma modulated signal and the angle-modulated signal is a transmission signal,
When selecting nonlinear modulation as the modulation method of the transmission signal,
A transmission device which amplifies the angle-modulated signal to generate a transmission signal. 前記ベクトル変調された信号の増幅は、前記デルタシグマ変調器から出力された信号を低域通過させることにより得られる信号を直流成分として乗算することにより行う、請求項１７に記載の送信装置。18. The transmission device according to claim 17, wherein the amplification of the vector-modulated signal is performed by multiplying, as a DC component, a signal obtained by passing a signal output from the delta-sigma modulator in a low band. 前記デルタシグマ変調器はその出力電圧が前記送信信号強度に応じて制御される請求項１７〜２０のいずれかに記載の送信装置。21. The transmission device according to claim 17, wherein an output voltage of the delta-sigma modulator is controlled according to the transmission signal strength. 信号をデルタシグマ変調器によりデルタシグマ変調し、前記デルタシグマ変調された信号を増幅し、前記増幅された信号の電力に応じて、前記デルタシグマ変調器の出力電圧を制御する増幅方法。An amplification method for performing delta-sigma modulation on a signal with a delta-sigma modulator, amplifying the delta-sigma-modulated signal, and controlling an output voltage of the delta-sigma modulator according to the power of the amplified signal. 連続的な信号を変換器により離散的なアナログ信号に変換し、前記変換された信号を含む信号を送信信号とし、
前記送信信号の強度に応じて、前記変換器の出力電圧を制御する送信方法。Convert a continuous signal to a discrete analog signal by a converter, and a signal including the converted signal as a transmission signal,
A transmission method for controlling an output voltage of the converter according to an intensity of the transmission signal.
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