JP2007295472A

JP2007295472A - Ａｇｃ回路及びこれを用いた無線機

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Publication number: JP2007295472A
Application number: JP2006123477A
Authority: JP
Inventors: Toshihiko Kawada; 俊彦河田
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2006-04-27
Filing date: 2006-04-27
Publication date: 2007-11-08

Abstract

【課題】ＡＧＣアンプのゲイン特性の温度補正による誤差を減らすことができるＡＧＣ回路及びこれを用いた無線機を提供する。
【解決手段】記憶部２−ａは、ＡＧＣアンプのゲインを制御するためにＡＧＣアンプに印加するＡＧＣ電圧（ＶＧＣＴＬ）とＡＧＣ電圧の温度毎の補正値とが関連付けられた温度補正テーブルを記憶する。制御部２−ｂは、温度補正テーブルを用いてＡＧＣ電圧を制御する。各ＡＧＣ電圧での温度によるゲイン変化が同種のＡＧＣアンプではほぼ一定であるので、ＡＧＣアンプのゲイン特性の温度補正による誤差を減らすことができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、温度に応じて信号レベルの安定化を行うＡＧＣ回路及びこれを用いた無線機に関する。

無線通信を行う無線機では、中間周波数（ＩＦ）の信号を処理するＩＦ回路と、無線周波数（ＲＦ）の信号を処理するＲＦ回路とを設け、また、信号レベルのダイナミックレンジを拡大するために、ＩＦ回路とＲＦ回路の各々に対して、ゲインを調整するＡＧＣ（Auto Gain Control）アンプを設けるのが一般的である（例えば特許文献１参照）。ＡＧＣアンプに印加するＡＧＣ電圧を調整することによってＡＧＣアンプのゲインを調整することが可能である。

無線機に用いられる回路基板においては、構成部品のゲインにばらつきがあるために、回路基板毎に送信出力のキャリブレーションを行い、無線システムの仕様に応じた送信出力が得られるように、所望の送信出力に対応したＡＧＣ電圧を設定している。また、無線機では、使用する温度環境によらず、常に安定した信号レベルで送信を行うために、温度補正テーブルを用いて、回路の温度特性を抑えるように回路のゲイン変化を安定させている（例えば特許文献２参照）。
特開２００２−３５３７５６号公報特開２００４−３３６３５９号公報

従来の無線機では、ＡＧＣアンプ毎にゲインのばらつきがあるということと、送信出力に対して温度毎の補正値が関連付けられた温度補正テーブルが使用されていたこととに起因して、温度補正によって誤差が生じる場合があるという問題点があった。この詳細は、本発明の実施形態と共に後述する。

本発明は、上述した問題点に鑑みてなされたものであって、ＡＧＣアンプのゲイン特性の温度補正による誤差を減らすことができるＡＧＣ回路及びこれを用いた無線機を提供することを目的とする。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたもので、信号を増幅する複数のＡＧＣアンプを備えたＡＧＣ回路において、前記ＡＧＣアンプのゲインを制御するために前記ＡＧＣアンプに印加するＡＧＣ電圧と該ＡＧＣ電圧の温度毎の補正値とが関連付けられた温度補正テーブルを記憶する記憶手段と、前記温度補正テーブルを用いて前記ＡＧＣ電圧を制御する制御手段とを備えたことを特徴とするＡＧＣ回路である。

また、本発明のＡＧＣ回路において、前記記憶手段はさらに、基準温度における送信出力と前記ＡＧＣ電圧とが関連付けられた出力テーブルを記憶し、前記制御手段はさらに、前記出力テーブルを用いて、所望の送信出力に対応した前記ＡＧＣ電圧を決定し、温度に応じて前記温度補正テーブルにより前記ＡＧＣ電圧を補正することを特徴とする。

また、本発明は、号を増幅する複数のＡＧＣアンプを備えた無線機において、前記ＡＧＣアンプのゲインを制御するために前記ＡＧＣアンプに印加するＡＧＣ電圧と該ＡＧＣ電圧の温度毎の補正値とが関連付けられた温度補正テーブルを記憶する記憶手段と、前記温度補正テーブルを用いて前記ＡＧＣ電圧を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする無線機である。

また、本発明の無線機において、前記記憶手段はさらに、基準温度における送信出力と前記ＡＧＣ電圧とが関連付けられた出力テーブルを記憶し、前記制御手段はさらに、前記出力テーブルを用いて、所望の送信出力に対応した前記ＡＧＣ電圧を決定し、温度に応じて前記温度補正テーブルにより前記ＡＧＣ電圧を補正することを特徴とする。

本発明によれば、各ＡＧＣ電圧での温度によるゲイン変化が同種のＡＧＣアンプではほぼ一定であるので、回路ゲインの変動に起因するＡＧＣ電圧の使用領域にばらつきがあっても、ＡＧＣアンプのゲイン特性の温度補正による誤差を減らすことができるという効果が得られる。

以下、図面を参照し、本発明の実施形態を説明する。図２は、本発明の一実施形態による無線機内の送信部１の構成を示している。本実施形態による無線機は携帯電話端末等の内部に設けられる。ＩＦミキサ１−ａは、図示せぬＤＡＣ（Digital Analog Converter）からの入力信号を中間周波数にアップコンバートする。ＡＧＣアンプ１−ｂはアップコンバート後の信号を増幅する。増幅後の信号は、さらにＩＦアンプ１−ｃで増幅され、ミキサ１−ｄに入力される。

ミキサ１−ｄは、入力された信号を無線周波数にアップコンバートする。ＡＧＣアンプ１−ｅはアップコンバート後の信号を増幅する。増幅後の信号は、さらにＲＦアンプ１−ｆで増幅されて送信部１から出力される。出力された信号は、図示せぬアンテナから電波として送信される。

ＡＧＣアンプ１−ｂは、後述する制御回路から供給されるＡＧＣ電圧（ＶＧＣＴＬ）によって、ゲインが制御されるようになっている。また、ＡＧＣアンプ１−ｂとＡＧＣアンプ１−ｅを接続する信号線１００によって、ＡＧＣアンプ１−ｅにもＡＧＣアンプ１−ｂと同じＡＧＣ電圧が印加されるようになっている。無線システムの仕様により、出力に大きなダイナミックレンジが必要な場合は、ＩＦ段とＲＦ段のそれぞれにＡＧＣアンプを用いることが多い。各ＡＧＣアンプにおいて、制御電圧として印加されるＡＧＣ電圧に対するゲイン変化率が異なるため、回路全体としてのＡＧＣ電圧に対するゲイン変化がリニアにならない場合がある（後述する図４参照）。

上記の無線機では、仕様により定められた値に送信出力（アンテナにおける送信電力）が収まるよう、基準温度（常温）においてＡＧＣ電圧を調整するキャリブレーションが行われる。図３は、キャリブレーションに用いる出力テーブルの一例を示している。上下方向に二列に並んだ数値のうち、左列の数値は送信出力（ｄＢｍ）を表しており、右列の数値はＡＧＣ電圧（ビット換算値）を表している。このように、出力テーブルでは、基準温度における送信出力とＡＧＣ電圧とが関連付けられている。

図４はキャリブレーション後の無線機の、ＡＧＣ電圧に対する送信出力の特性を示している。ＡＧＣアンプ毎にゲインにばらつきがあるため、２つのＡＧＣアンプを使用する回路全体としてみた場合に、各ＡＧＣアンプの出力特性の違いにより、図４のように、ＡＧＣ電圧に対して送信出力がリニアに変化しない場合がある。回路の各部品には温度特性があり、低温では回路ゲインが増加し、高温では回路ゲインが減少する傾向にある。そこで、使用する温度環境によらず、常に安定した信号レベルで送信を行うために、温度補正テーブルを用いてＡＧＣ電圧を制御し、温度による回路ゲインの変化を抑えるのが一般的である。

図５は、基準温度時（25℃）と低温時（0℃）における送信出力の特性を示している。低温時の送信出力特性は、常温時の送信出力特性に対してオフセットが加わった特性となる。例えば、ＡＧＣ電圧（ＶＧＣＴＬ）がAの場合には、送信出力（ＰＯＷＥＲ）が基準温度ではPOWER_Xであるが、低温ではΔ_１だけオフセットされる。また、ＡＧＣ電圧がBの場合には、送信出力が基準温度ではPOWER_Yであるが、低温ではΔ_２だけオフセットされる。符号３０１〜３０６は所定の送信出力の範囲を表しており、同一の出力範囲内では同一の温度補正テーブルが用いられる。

温度補正テーブルは、各温度における常温時からのゲイン変化量を用いて作成される。この温度補正テーブルは複数の回路基板の平均的なゲイン変化量を用いて決定され、共通の温度補正テーブルとして各回路基板で使用される。ＡＧＣ電圧に対するゲイン変化がリニアでないため、図５において、低温時の特性が基準温度時の特性と同じになるように補正するため、送信出力を出力範囲３０１に収める場合には、オフセット値Δ_１が用いられ、送信出力を出力範囲３０５に収める場合には、オフセット値Δ_２が用いられる。

図６は従来と同様の温度補正テーブルの一例を示している。最上行で横一列に並んだ数値は送信出力（ｄＢｍ）を表している。各行で横一列に並んだ数値が各温度のＡＧＣ電圧の温度補正値（ｄＢ）を表している。例えば、35℃が基準温度であり、35℃では所定範囲の送信出力に対する温度補正値は0.00であり、ＡＧＣ電圧は補正されない。また、0℃では所定範囲の送信出力に対する温度補正値は3.38であり、基準温度時のＡＧＣ電圧を温度補正値分だけ減少させる補正が行われる。また、80℃では所定範囲の送信出力に対する温度補正値は-3.50であり、基準温度時のＡＧＣ電圧を温度補正値分だけ増加させる補正が行われる。

しかしながら、回路構成中のミキサ１−ａ，１−ｄやＩＦアンプ１−ｃ、ＲＦアンプ１−ｆのゲインのばらつきが大きいため、回路全体のゲインがばらつくこととなる。このゲインのばらつきはキャリブレーションの際にＡＧＣアンプ１−ｂ，１−ｅのゲイン調整範囲内で吸収されることになるが、送信出力のキャリブレーションを行った際に決定される、出力に対するＡＧＣアンプの特性は、回路基板により異なることになる。

図７は、回路ゲインが図５の場合よりも低い場合の送信出力の特性を示している。回路ゲインが低いため、ＡＧＣ電圧は図５の場合よりも高い領域で使用される。例えば、図７では基準温度で送信出力がPOWER_Xの場合には、ＡＧＣ電圧がＣであるが、図５では同じ送信出力に対するＡＧＣ電圧はＡであり、Ａ＜Ｃである。図７の場合、出力範囲３０１におけるオフセット値はΔ_１であり、出力範囲３０５におけるオフセット値もΔ_１である。図５の特性が代表的な回路特性であるとして、各出力範囲のオフセット値を決めた場合、図７の回路特性を持つ回路基板においては、出力範囲３０５のオフセット値にΔ_１−Δ_２の誤差が生じることになる。

図８は、回路ゲインが図５の場合よりも高い場合の送信出力の特性を示している。回路ゲインが高いため、ＡＧＣ電圧は図５の場合よりも低い領域で使用される。例えば、図８では基準温度で送信出力がPOWER_Xの場合には、ＡＧＣ電圧がＥであるが、図５では同じ送信出力に対するＡＧＣ電圧はＡであり、Ｅ＜Ａである。なお、図８の横軸のレンジは図５の場合と異なっている。図８の場合、出力範囲３０１におけるオフセット値はΔ_２である。図５の特性が代表的な回路特性であるとして、各出力範囲のオフセット値を決めた場合、図８の回路特性を持つ回路基板においては、出力範囲３０１のオフセット値にΔ_２−Δ_１の誤差が生じることになる。

上述したように、送信出力に対するＡＧＣ電圧の温度補正値が並んだ従来の温度補正テーブルを用いた場合、回路ゲインの変動に起因するＡＧＣ電圧の使用領域のばらつきにより、誤差が生じる場合がある。そこで、本実施形態では、この問題点を解決するため、新たな温度補正テーブルを提供する。

図９は、本実施形態における温度補正テーブルの一例を示している。最上行で横一列に並んだ数値はＡＧＣ電圧（ビット換算値）を表している。各行で横一列に並んだ数値が各温度のＡＧＣ電圧の温度補正値（ｄＢ）を表している。このように、本実施形態における温度補正テーブルは、ＡＧＣ電圧とＡＧＣ電圧の温度毎の補正値とが関連付けられたものとなっている。実際の動作では、図３の出力テーブルを用いて、所望の送信出力に対応したＡＧＣ電圧が決定され、そのＡＧＣ電圧に対応した温度補正値が、温度に応じて図９の温度補正テーブルを用いて決定され、ＡＧＣ電圧が補正される。

本発明者は、各ＡＧＣ電圧での温度によるゲイン変化が同種のＡＧＣアンプではほぼ一定であることを発見し、そのことに基づいて、上記のようにＡＧＣ電圧を基準とした構造の温度補正テーブルを構成した。例えば図５、図７、図８において、ＡＧＣ電圧がＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆの場合、それぞれのＡＧＣ電圧に対するオフセット値はΔ_１，Δ_２，Δ_１，Δ_１，Δ_２，Δ_２となるが、同種のＡＧＣアンプであれば、このオフセット値はほぼ同じである。本実施形態における温度補正テーブルを用いることによって、回路ゲインの変動に起因するＡＧＣ電圧の使用領域にばらつきがあっても、ＡＧＣアンプのゲイン特性の温度補正を行う際の誤差を減らし、安定した温度補正を行うことができる。

図１は、ＡＧＣ電圧の制御を行う制御回路の構成を示している。記憶部２−ａには出力テーブルおよび温度補正テーブルが格納されている。制御部２−ｂは、出力テーブルを用いて、所望の送信出力に対応したＡＧＣ電圧を決定し、図示せぬ温度センサから出力された温度値に応じて温度補正テーブルによりＡＧＣ電圧を補正した上で、ＶＧＣＴＬとして出力する。

以上、図面を参照して本発明の実施形態について詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。例えば、上記の実施形態では、本発明を送信回路に適用した場合を説明したが、受信入力を安定させるために本発明を受信回路に適用してもよい。

本発明の一実施形態による無線機内の制御ブロック図である。本発明の一実施形態による無線機内の送信部の構成を示すブロック図である。無線機におけるキャリブレーションに用いる出力テーブルの内容を示す参考図である。無線機の送信出力の特性を示す参考図である。無線機の送信出力の特性を示す参考図である。無線機のＡＧＣアンプのゲイン特性の温度補正に用いる温度補正テーブルの内容を示す参考図である。無線機の送信出力の特性を示す参考図である。無線機の送信出力の特性を示す参考図である。無線機のＡＧＣアンプのゲイン特性の温度補正に用いる温度補正テーブルの内容を示す参考図である。

符号の説明

１・・・送信部、１−ａ，１−ｄ・・・ミキサ、１−ｂ，１−ｅ・・・ＡＧＣアンプ、１−ｃ・・・ＩＦアンプ、１−ｆ・・・ＲＦアンプ、２−ａ・・・記憶部、２−ｂ・・・制御部

Claims

信号を増幅する複数のＡＧＣアンプを備えたＡＧＣ回路において、
前記ＡＧＣアンプのゲインを制御するために前記ＡＧＣアンプに印加するＡＧＣ電圧と該ＡＧＣ電圧の温度毎の補正値とが関連付けられた温度補正テーブルを記憶する記憶手段と、
前記温度補正テーブルを用いて前記ＡＧＣ電圧を制御する制御手段と、
を備えたことを特徴とするＡＧＣ回路。
前記記憶手段はさらに、基準温度における送信出力と前記ＡＧＣ電圧とが関連付けられた出力テーブルを記憶し、
前記制御手段はさらに、前記出力テーブルを用いて、所望の送信出力に対応した前記ＡＧＣ電圧を決定し、温度に応じて前記温度補正テーブルにより前記ＡＧＣ電圧を補正する
ことを特徴とする請求項１に記載のＡＧＣ回路。
信号を増幅する複数のＡＧＣアンプを備えた無線機において、
前記ＡＧＣアンプのゲインを制御するために前記ＡＧＣアンプに印加するＡＧＣ電圧と該ＡＧＣ電圧の温度毎の補正値とが関連付けられた温度補正テーブルを記憶する記憶手段と、
前記温度補正テーブルを用いて前記ＡＧＣ電圧を制御する制御手段と、
を備えたことを特徴とする無線機。
前記記憶手段はさらに、基準温度における送信出力と前記ＡＧＣ電圧とが関連付けられた出力テーブルを記憶し、
前記制御手段はさらに、前記出力テーブルを用いて、所望の送信出力に対応した前記ＡＧＣ電圧を決定し、温度に応じて前記温度補正テーブルにより前記ＡＧＣ電圧を補正する
ことを特徴とする請求項３に記載の無線機。