JP2008066867A - Power amplifier control unit, and mobile communication terminal unit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、移動体通信端末装置に係り、特にその電力増幅器制御装置に関する。 The present invention relates to a mobile communication terminal device, and more particularly to a power amplifier control device thereof.
昨今の携帯電話端末装置(以下、単に端末装置を端末という)の多機能化やデザイン洗練化による端末形状の薄型化、小型化により、端末RF回路に要求される低コスト化、省サイズの要求は非常に大きなものとなっている。 The demand for cost reduction and size reduction required for terminal RF circuits due to the thinning and miniaturization of the terminal shape due to the multi-functionalization and design refinement of recent mobile phone terminal devices (hereinafter simply referred to as terminals). Has become very large.
送信ブロックの電力増幅器出力に接続されるアイソレータは、機構的なサイズがもはや限界まで小型化されており、これ以上の小型化は到底望めないと言われている。それゆえ、小型化と低コスト化の観点から、出来るならばアイソレータは外してしまうのが望ましいといえる。アイソレータは、アンテナインピーダンスが変動することによるアンテナからの反射電力を吸収して、常に電力増幅器の負荷が50オームに見えるようにする重要な部品である。よって、アイソレータを外すと電力増幅器の出力信号が歪んでしまうなど、所望の特性が得られなくなる恐れがあり、その影響を慎重に検討する必要がある。 It is said that the isolator connected to the power amplifier output of the transmission block has been reduced in mechanical size to the limit, and further miniaturization cannot be expected. Therefore, it can be said that it is desirable to remove the isolator if possible from the viewpoint of miniaturization and cost reduction. The isolator is an important component that absorbs the reflected power from the antenna due to fluctuations in the antenna impedance so that the load of the power amplifier always looks 50 ohms. Therefore, if the isolator is removed, the output signal of the power amplifier may be distorted, or desired characteristics may not be obtained. It is necessary to carefully consider the influence.
図2に、一般的なCDMA(Code Division Multiple Access)携帯電話端末の送信ブロック構成を示す。この送信ブロックは、電池201、DCDCコンバータ203、コイル204、キャパシタ205、ベースバンド処理部206、RF変調器および可変利得器208、電力増幅器211、方向性結合器213、アイソレータ214、アンテナ215、送信電力検波部227を有している。
FIG. 2 shows a transmission block configuration of a general CDMA (Code Division Multiple Access) mobile phone terminal. This transmission block includes a
送信ブロックでは、基地局からの指令により、あるレベルの送信出力が決定される。電力増幅器211は、最大パワー時にもっとも効率が良くなるように調整されているので、低い出力の時には、DCDCコンバータ203で低い電源電圧VDDを印加して効率よく動作するように使用する。DCDCコンバータ203による、出力電力に応じたVDD生成の様子を図3に示す。低い端末出力の場合には低いVDDを供給し、高い出力の場合には、高いVDDが供給される。この図に対応したデータテーブルがベースバンド処理部206に保持されている。ベースバンド処理部206は、出力レベルに応じて、制御信号VCNTLによりDCDCコンバータ203を制御する。通常のDCDCコンバータICは、制御信号VCNTLに比例した電圧が出力されるように構成されている。なお、一般的なCDMA端末では、図3のVDD_MIN=1.0V程度であり、VDD_MAX=3.5Vである。
In the transmission block, a certain level of transmission output is determined by a command from the base station. Since the
ベースバンド処理部206からRF変調器および可変利得器208には送信すべきI,Q信号と送信パワーレベルPow、などが送られる。RF変調器および可変利得器208の出力から所望のRF信号が出力され、電力増幅器211に入力される。電力増幅器211にて所望の出力レベルまで増幅された後に、出力信号はアンテナ215に入力されて、送信される。また、実際の出力レベルが、所望のレベルに正しく送信されているかどうかを検出するため、方向性結合器213をもちいて送信信号が一部カップリングされて送信電力検波部227に入力される。この検波部出力の検波電圧VDET_Fはベースバンド処理部206にフィードバックされ、前記送信パワーレベルPowを微調整するために利用される。
The I and Q signals to be transmitted and the transmission power level Pow are sent from the
また、ユーザがアンテナや端末を握ったり、金属性の机の上などに端末を置いてしまうと、アンテナ入カインピーダンスは50オームから外れてしまい、電力がアンテナから増幅器へと反射してしまう。アイソレータ214は、その反射電力を吸収する働きがあり、常に電力増幅器211の負荷は50オームに見えている。
Also, if the user holds the antenna or terminal, or places the terminal on a metal desk or the like, the antenna input impedance will deviate from 50 ohms, and power will be reflected from the antenna to the amplifier. The
負荷インピーダンスが変動した際に、増幅器の動作がどのようになるかを図4を用いて説明する。図4は、負荷インピーダンスが変動した際に、電力増幅器が所定の最大出力を出力しているときに、電力増幅器の歪(Adjacent Channel Power leakage Ratio:ACPR)と消費電流(IDD)がどのように変化するかをスミスチャート上に等高線で示している。一点鎖線で示した等高線がACPR[dBc]、破線で示した等高線がIDD[mA]を示している。 The operation of the amplifier when the load impedance fluctuates will be described with reference to FIG. FIG. 4 shows how the distortion (Adjacent Channel Power leakage Ratio: ACPR) and current consumption (IDD) of the power amplifier output a predetermined maximum output when the load impedance fluctuates. The change is indicated by contour lines on the Smith chart. Contour lines indicated by alternate long and short dash lines indicate ACPR [dBc], and contour lines indicated by broken lines indicate IDD [mA].
なお、電源電圧VDD=2.5Vであり、信号はIS−2000システムで用いられているHPSK変調によるものである。IS−2000システムでは、ACPRのスペック(仕様)が定められており、端末出力信号のACPRは、−42dBcより低い値であることが要求される。端末が理想的な自由空間の状態である場合、一般的に負荷はスミスチャート中心の50Ωにある(図中、中央の三角形)。そのときは、ACPR=−48dBc,IDD=500mAである。いま、例えば負荷が矢印Aの方向に変動してしまったとすると、ACPR=−42dBc,IDD=600mA近くまで劣化してしまい、スペックぎりぎりの動作となってしまう。 The power supply voltage VDD = 2.5V, and the signal is based on HPSK modulation used in the IS-2000 system. In the IS-2000 system, ACPR specifications (specifications) are defined, and the ACPR of the terminal output signal is required to be a value lower than -42 dBc. When the terminal is in an ideal free space state, the load is generally 50Ω at the center of the Smith chart (center triangle in the figure). At that time, ACPR = −48 dBc, IDD = 500 mA. Now, for example, if the load fluctuates in the direction of arrow A, it degrades to near ACPR = −42 dBc, IDD = 600 mA, and the operation is just a spec.
従来、アイソレータを除去する試みは色々と試されてきているが、非特許文献1に見られるように、良好なデバイスの線型性に頼って無理やり外してしまう方法がほとんどである。一般的に電力増幅器を設計する際に線形性と消費電力はトレードオフの関係にあるので、この手法を用いる場合はどうしても電力増幅器の効率が犠牲となる。また、アンテナインピーダンスが50Ωから大きくずれた場合でも、ACPRなどの不要輻射電力は必ず仕様を満たさねばらないので、仕様を満たすように電力増幅器とアンテナ間に調整回路を入れて、調整しなくてはならない。この調整回路の設計には大変手間がかかり、それだけ、携帯電話端末の開発費が嵩むことになる。 Conventionally, various attempts have been made to remove the isolator. However, as can be seen in Non-Patent Document 1, most methods rely on the good linearity of the device to forcibly remove the isolator. In general, when designing a power amplifier, there is a trade-off between linearity and power consumption. Therefore, the efficiency of the power amplifier is always sacrificed when this method is used. Also, even if the antenna impedance deviates significantly from 50Ω, unnecessary radiation power such as ACPR must always meet the specifications, so an adjustment circuit must be inserted between the power amplifier and the antenna to meet the specifications. Must not. The design of this adjustment circuit is very time-consuming, and the development cost of the mobile phone terminal increases accordingly.
一方、電力増幅器とアンテナの間に可変マッチング回路と負荷検出回路を挿入し、負荷変動を検出して電力増幅器の負荷を50オームに制御する方法がある。この方法は、負荷変動抑圧の特性は良好であるが、可変マッチング回路のロスがどうしても大きくなってしまうという問題がある。このロスを相殺するために電力増幅器の出力をさらに上げなければならず、消費電力が大きくなってしまう。また、可変マッチング回路の実現が非常に困難であるという問題も併せ持っている。 On the other hand, there is a method in which a variable matching circuit and a load detection circuit are inserted between the power amplifier and the antenna, the load fluctuation is detected, and the load of the power amplifier is controlled to 50 ohms. Although this method has good load fluctuation suppression characteristics, there is a problem that the loss of the variable matching circuit inevitably increases. In order to offset this loss, the output of the power amplifier must be further increased, resulting in an increase in power consumption. Another problem is that it is very difficult to implement a variable matching circuit.
非特許文献2では、可変キャパシタンスとインダクタを用いた可変マッチング回路を使用している。可変キャパシタンスの実現には、キャパシタと半導体スイッチを縦続接続したものを、メインパスに沿って並列に並べるという方法をとっている。この場合、電力増幅器の出力RFパスに半導体スイッチを並列に挿入することになるため、大電力の信号が入力されても歪まないように、非常に大きなドレインソース耐圧特性を持つデバイスでこのスイッチを準備しなくてはならない。非特許文献2ではSilicon−on−Sapphireという大変高価な技術を用いてこれを実現しており、実際の端末に適用するにはコストの点から非現実的である。ほかにも、MEMSをもちいた方法や、バラクタを用いた方法が提案されているが、いずれもコストや性能の面から、満足のいくものではない。 In Non-Patent Document 2, a variable matching circuit using a variable capacitance and an inductor is used. In order to realize the variable capacitance, a method in which capacitors and semiconductor switches connected in cascade are arranged in parallel along the main path. In this case, a semiconductor switch is inserted in parallel to the output RF path of the power amplifier. I have to prepare. In Non-Patent Document 2, this is realized by using a very expensive technology called Silicon-on-Sapphire, which is unrealistic in terms of cost when applied to an actual terminal. In addition, a method using MEMS and a method using a varactor have been proposed, but none of them is satisfactory in terms of cost and performance.
特許文献1の方法は、アンテナ負荷変動によって生じたアンテナ反射電力を方向性結合器により検出し、DCDCコンバータにより電源電圧を上昇させることにより、電力増幅器の歪特性を向上させる方法をとっている。一般的に、電力増幅器の電源電圧を設計時に想定したレベルより高くすると、IDDの負荷マップはほぼ変化しないが、ACPRの負荷マップは、歪の低い領域が広がる特徴がある(特許文献1参照)。よって特許文献1では、検出された反射電力が大きくなった際には、電力増幅器の電源電圧VDDを昇圧して高い電圧を印加、歪の劣化を抑えるように制御している。
特許文献1に記載の方法によればアイソレータを除去することができるが次のような課題がある。 Although the isolator can be removed according to the method described in Patent Document 1, there are the following problems.
すなわち、電力増幅器の負荷マップによると、電源電圧を高くしなくても、歪特性が十分満足される領域が存在する。例えば、このような領域は図4で矢印BやCの領域に相当する。しかし、特許文献1に記載の技術では、反射電力の大きさ(振幅)しか検出していないため、反射電力が存在すると常に高い電圧に昇圧してしまい、無駄な電力消費が生じていることになる。また、特許文献1では、供給電流モニタ回路(電流検出抵抗)を用いることにより、電流が高い負荷領域では、昇圧させないような動作をさせるよう配慮されているが、検出抵抗の分だけ無駄な電力消費が生じることとなる。 That is, according to the load map of the power amplifier, there is a region where the distortion characteristics are sufficiently satisfied without increasing the power supply voltage. For example, such a region corresponds to the region of arrows B and C in FIG. However, in the technique described in Patent Document 1, only the magnitude (amplitude) of the reflected power is detected. Therefore, when the reflected power is present, the voltage is always boosted to a high voltage, resulting in unnecessary power consumption. Become. In Patent Document 1, consideration is given to using a supply current monitor circuit (current detection resistor) so as not to increase the voltage in a load region where the current is high. Consumption will occur.
また、図4の領域Cのように、反射が大きくて、電流が大きくなくても、歪がスペックを満足しており電源電圧を昇圧する必要の無い領域も少なからず存在しており、その領域ではやはり昇圧している分だけ、無駄な電力消費が生じている。 Further, as shown in region C of FIG. 4, even if the reflection is large and the current is not large, there are not a few regions where the distortion satisfies the specifications and the power supply voltage does not need to be boosted. Then, as much as boosting, wasteful power consumption occurs.
さらには、図4の領域Aのように、反射が大きく、電流が大きくなっている負荷領域でも、歪がスペックアウトぎりぎりまで劣化している箇所も存在し、いたずらに電流が高いといって電源電圧を下げてしまうとかえって歪が増加してしまうという、誤動作の問題をはらんでいる。 Furthermore, even in the load region where the reflection is large and the current is large as in the region A of FIG. 4, there is a portion where the distortion has deteriorated to the limit of the spec out, and the power source is said to be unnecessarily high. In other words, there is a problem of malfunction, that is, distortion increases when the voltage is lowered.
本発明はこのような背景においてなされたものであり、アイソレータを除去しつつ、負荷変動に対して電力増幅器の電源電圧をより適正に制御することを企図している。 The present invention has been made in such a background, and intends to more appropriately control the power supply voltage of the power amplifier with respect to load fluctuations while removing the isolator.
本発明による電力増幅器制御装置は、アンテナに供給する送信信号を増幅する電力増幅器と、電池電圧を変化させて前記電力増幅器へ電源電圧として与える電圧可変手段と、アンテナからの反射電力の振幅および位相を検出する検出手段と、少なくとも、検出された振幅および位相に応じて前記電圧可変手段を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする。 A power amplifier control apparatus according to the present invention includes a power amplifier that amplifies a transmission signal supplied to an antenna, voltage varying means that changes a battery voltage and supplies the power amplifier as a power supply voltage, and amplitude and phase of reflected power from the antenna. And a control means for controlling the voltage varying means according to at least the detected amplitude and phase.
前記制御手段は、アンテナからの反射電力の振幅だけでなく位相も考慮することにより、負荷変動に対して電力増幅器の電源電圧をより適正に制御することが可能となる。 The control means can more appropriately control the power supply voltage of the power amplifier with respect to load fluctuations by considering not only the amplitude but also the phase of the reflected power from the antenna.
前記制御手段は、少なくとも前記反射電力の振幅および位相と、これらに対応づけられた前記電力増幅器の電源電圧の制御値とを対応づけて記憶したデータテーブルを有し、前記検出された振幅および位相に応じて前記データテーブルを参照し、前記電圧可変手段に対して、前記検出された振幅および位相に対応する制御値を出力する。 The control means has a data table storing at least the amplitude and phase of the reflected power and the control value of the power supply voltage of the power amplifier associated with the reflected power, and the detected amplitude and phase The data table is referred to, and a control value corresponding to the detected amplitude and phase is output to the voltage varying means.
本発明による移動体通信端末装置は、送信ブロックを備えた移動体通信端末装置であって、前記構成の送信ブロックを備えたものである。 A mobile communication terminal apparatus according to the present invention is a mobile communication terminal apparatus including a transmission block, and includes the transmission block having the above-described configuration.
本発明によれば、サイズが大きく高価なアイソレータを除去することにより、端末製造コストダウンや端末小型化に貢献することができる。のみならず、アイソレータの除去により反射電力を吸収することができなくなっても、その反射電力の振幅だけでなく位相をも考慮して、電力増幅器の電源電圧を制御することにより、誤動作や無駄な電力消費の問題を解決することが可能となった。 According to the present invention, by removing an expensive isolator having a large size, it is possible to contribute to a reduction in terminal manufacturing cost and a reduction in terminal size. In addition, even if the reflected power cannot be absorbed by removing the isolator, the power amplifier power supply voltage is controlled in consideration of not only the amplitude but also the phase of the reflected power. It became possible to solve the problem of power consumption.
以下、本発明の好適な実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。 DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1に、本実施の形態における携帯電話端末装置の送信ブロックの構成を示す。この構成により電力増幅器のアンテナ負荷変動による特性劣化を回避する。 FIG. 1 shows a configuration of a transmission block of the mobile phone terminal device according to the present embodiment. This configuration avoids characteristic deterioration due to fluctuations in the antenna load of the power amplifier.
この送信ブロックは、直流電源(電池)101、DCDCコンバータ103、コイル104、キャパシタ105、ベースバンド処理部106、RF変調器および可変利得器108、DCDC制御部109、電力増幅器111、方向性結合器113、アンテナ115、ローパスフィルタ121,122、乗算器123,124、π/2移相器125、送信電力検波部127、反射電力検波部128を備えている。本実施の形態ではDCDCコンバータ103は降圧専用のものである。要素121〜125は、反射信号Prの位相を検出する位相検出部120を構成している。
This transmission block includes a DC power supply (battery) 101, a
図2に示した一般的な電力増幅器と比べて、電力増幅器111は低電圧な電源電圧でも所望の出力特性が得られるように調整してある。一般的な電力増幅器はVDD=3.5Vで所望の特性が得られるように調整されているが、図1の電力増幅器111はより低い電圧、例えばVDD=2.5Vで動作するように調整しておく。すなわち、図3におけるVDD_MAXが2.5Vであるように調整しておく。一般的に、VDD=2.5Vで調整されたパワーアンプを高い電源電圧、例えばVDD=3.5Vで動作させると、リニアリティが増強され、歪や利得などの諸特性が負荷変動に対して頑健になる。代わりに電源電圧が上がったぶんだけ、消費電力は増加して、電力効率は劣化してしまうが、特許文献1のように、昇圧コンバータを使わないので、そのぶん効率が高い。
Compared with the general power amplifier shown in FIG. 2, the
図1の送信ブロックの本発明に関連する主要な動作を以下に説明する。所望の出力を生成する方法は、図2に示した送信ブロックと同様である。 The main operations related to the present invention of the transmission block of FIG. 1 will be described below. A method of generating a desired output is the same as that of the transmission block shown in FIG.
方向性結合器113の送信信号(順方向出力信号)Pfの一部は送信電力検波部127に入力され、検波出力VDET_Fが得られる。また方向性結合器113の反射信号(逆方向出力信号)Prの一部は反射電力検波部128に入力され、検波出力VDET_Rが得られる。
A part of the transmission signal (forward output signal) Pf of the directional coupler 113 is input to the transmission
送信信号(順方向出力信号)Pfはさらに分岐され、一方はそのまま乗算器123に、もう一方はπ/2移相器125を介して乗算器124に入力される。反射信号(逆方向出力信号)Prも分岐され、そのまま乗算器123,124に入力される。
The transmission signal (forward output signal) Pf is further branched, one being input to the
各々の乗算器123,124から出力された位相成分信号P_gamma_I,P_gamma_Qはそれぞれ以下のように表される。いま、Pf=A・cos(2πf・t)、アンテナインピーダンス(反射係数)Γ=│Γ│・exp(j・φ)とすると、
Pr=A・│Γ│・cos(2πf・t+φ)
となる。このとき乗算器出力P_gamma_Iは、
P_gamma_I=A・cos(2πf・t)・A・│Γ│・cos(2πf・t+φ)
=A2・│Γ│・0.5・[cos(2・2πf・t)+cos(-φ)]
P_gamma_Q=A・sin(2πf・t)・A・│Γ│・cos(2πf・t+φ)
=A2・│Γ│・0.5・[cos(2・2πf・t)+sin(φ)]
となる。ただし、fはキャリア周波数を表し、また乗算器のコンバージョンゲインは1と仮定した。
The phase component signals P_gamma_I and P_gamma_Q output from the
Pr = A ・ │Γ│ ・ cos (2πf ・ t + φ)
It becomes. At this time, the multiplier output P_gamma_I is
P_gamma_I = A ・ cos (2πf ・ t) ・ A ・ │Γ│ ・ cos (2πf ・ t + φ)
= A 2・ │Γ│ ・ 0.5 ・ [cos (2 ・ 2πf ・ t) + cos (-φ)]
P_gamma_Q = A ・ sin (2πf ・ t) ・ A ・ │Γ│ ・ cos (2πf ・ t + φ)
= A 2・ │Γ│ ・ 0.5 ・ [cos (2 ・ 2πf ・ t) + sin (φ)]
It becomes. Here, f represents the carrier frequency, and the conversion gain of the multiplier is assumed to be 1.
上式の括弧内第1項はローパスフィルタ121,122で遮断されて、その位相成分信号P_gamma_BB_I,Qは第2項からなる下式のとおりとなる。
P_gamma_BB_I=k・│Γ│・cos(φ)
P_gamma_BB_Q=k・│Γ│・sin(φ)
The first term in the parenthesis in the above equation is blocked by the low-
P_gamma_BB_I = k ・ │Γ│ ・ cos (φ)
P_gamma_BB_Q = k ・ │Γ│ ・ sin (φ)
また、より正確に│Γ│を求めたければ、│Γ│∝VDET_Rの関係から、│Γ│を求めてもよい。 If it is desired to obtain | Γ | more accurately, | Γ | may be obtained from the relationship | Γ | ∝VDET_R.
以上、│Γ│,cos(φ),sin(φ)の3つの情報からアンテナ反射係数Γを正確に求めることが可能となる。 As described above, the antenna reflection coefficient Γ can be accurately obtained from the three pieces of information of | Γ |, cos (φ), and sin (φ).
この構成をとった場合、乗算器やミキサを用いることが必要となるが、RF変調器などに搭載するものと比べて、性能の劣る簡便なもので十分であり、変調器ICなどにインテグレート(集積化)すれば、それほど大きなサイズとはならない。 When this configuration is adopted, it is necessary to use a multiplier or a mixer, but a simple one with inferior performance compared to that mounted on an RF modulator or the like is sufficient, and it is integrated into a modulator IC or the like ( If integrated), the size will not be so large.
DCDC制御部109では、│Γ│やcos(φ)とsin(φ)を元にΓを計算する。周知のとおり、Γとφの関係には、Γ=α+jβ、φ=arctan(β/α)、│Γ│=√(α2+β2)<1、の関係がある。得られたΓと、あらかじめ測定しておいた図4のようなパワーアンプの負荷マップを元に、細やかにDCDCコンバータの出力電圧を制御する。たとえば、最大出力で、かつアンテナインピーダンスがBの方向に負荷変動している場合は、歪には余裕があるので、電源電圧VDDを2.5Vのまま維持するよう制御する。またAの方向に負荷変動している場合には、歪が大幅に劣化しているので、電源電圧を歪がスペックを満たすようなレベルまで高くするよう制御するのである。このような制御は、例えば、入力パラメータと出力パラメータとを対応づけて記憶したデータテーブルを設けておき、必要に応じてこのデータテーブルを参照することにより実現される。
The
図5は、このようなデータテーブル500の構成例を模式的に示したものである。この例では、入力パラメータである送信電力の大きさ(VDET_F)、位相φ(P_gamma_BB_I,P_gamma_BB_Q)、および反射電力の大きさ(VDET_R)を、出力パラメータである制御値VCNTLに対応づけて記憶している。 FIG. 5 schematically shows a configuration example of such a data table 500. In this example, the magnitude of transmission power (VDET_F), phase φ (P_gamma_BB_I, P_gamma_BB_Q), and the magnitude of reflected power (VDET_R), which are input parameters, are stored in association with the control value VCNTL, which is an output parameter. Yes.
本実施の形態によれば、反射電力の大きさだけでなくその位相も検出することによって、より適正に電力増幅器の電源電圧の調整が行えるようになる。また、電圧可変手段として昇降圧用のスイッチング電源回路ではなく、降圧用のコンバータ回路を用いることにより、回路規模を小さくかつ効率の向上が図れる。 According to the present embodiment, by detecting not only the magnitude of the reflected power but also its phase, the power supply voltage of the power amplifier can be adjusted more appropriately. Further, by using not a step-up / step-down switching power supply circuit but a step-down converter circuit as the voltage varying means, the circuit scale can be reduced and the efficiency can be improved.
図6は本発明の第2の実施の形態に係る送信ブロックの構成例を示している。図1に示した要素と同様の要素には同じ参照符号を付して、重複した説明は省略する。 FIG. 6 shows a configuration example of a transmission block according to the second embodiment of the present invention. Elements that are the same as those shown in FIG. 1 are given the same reference numerals, and redundant descriptions are omitted.
図6の送信ブロックが図1の送信ブロックと異なる点は、図1のDCDC制御部109が多値の制御信号を出力したのに対して、図6のDCDC制御部109aは2値の制御信号を出力する。また、この2値の制御信号に応じて導通が制御されるスイッチング素子(SW)600(例えば、FET)を設けている。スイッチング素子600は、DCDC制御部109aからの2値の制御信号に応じて選択的に電池電圧VBATを直接電力増幅器111に印加する。具体的には、DCDC制御部109aは、アンテナ反射が小さい場合には、常時、スイッチング素子600をOFFとし、DCDCコンバータ103の出力をVDDとする。このときのVDDは、出力電力Poutの大きさに応じて、V1またはV2となる。アンテナ反射が大きい場合、出力電力Poutが所定の大きさPowerXより小さいときはスイッチング素子600をOFFとしDCDCコンバータ103の出力をVDDとするが、出力電力Poutが所定の大きさPowerX以上のときはスイッチング素子600をONとし、電池電圧VBATをVDDとする。このときDCDCコンバータ103はOFF(非動作状態)とする。このような動作のために、図5に示したデータテーブル500を利用するには、そのVCNTLの値を二値(“0”か“1”)とし、また、スイッチング素子600およびDCDCコンバータ103とを相補的にON/OFF制御するための二値の切替データを追加する。
The transmission block in FIG. 6 differs from the transmission block in FIG. 1 in that the
図7に、図6の電力増幅器111の電源電圧VDDの制御の様子を示す。この図から分かるように、アンテナの反射電力が所定値より小さい場合には、図7(a)に示すように、出力電力Poutが所定値PowerX未満のとき、DCDCコンバータ103は出力電圧V1となる。よって電源電圧VDDはV1に維持される。出力電力Poutが所定値PowerX以上では、DCDCコンバータ103は出力電圧V2となる。よって電源電圧VDDはV2に維持される。アンテナの反射電力が所定値以上の場合には、図7(b)に示すように、出力電力Poutが所定値PowerX未満のとき、DCDCコンバータ103は出力電圧V1となるが、出力電力Poutが所定値PowerX以上では、電池電圧VBATが直接VDDとなる。図3のグラフから分かるように、好ましいVDDの曲線は出力電力がある所定値に達するまでは緩やかに上昇し、当該所定値を超えてから急激に増加に転ずる。したがって、図7に示すような2値的に電源電圧の制御であっても効率はそれほど低下せず、かつ、制御を簡略化することができる。また、高反射、高出力電力時にはDCDCコンバータ103は非動作状態とされるので、その動作電力は0となる。
FIG. 7 shows how the power supply voltage VDD of the
以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、上記で言及した以外にも種々の変形、変更を行うことが可能である。例えば、反射電力の大きさの検出は反射電力検波部128で行ったが、位相検出部120の出力に基づく演算によって求めることも可能である。
The preferred embodiments of the present invention have been described above, but various modifications and changes other than those mentioned above can be made. For example, the magnitude of the reflected power is detected by the reflected
103…コンバータ、104…コイル、105…キャパシタ、106…ベースバンド処理部、108…可変利得器、109…制御部、109a…制御部、111…電力増幅器、113…方向性結合器、115…アンテナ、120…位相検出部、121,122…ローパスフィルタ、123,124…乗算器、125…移相器、127…送信電力検波部、128…反射電力検波部、201…電池、203…DCDCコンバータ、204…コイル、205…キャパシタ、206…ベースバンド処理部、208…可変利得器、211…電力増幅器、213…方向性結合器、214…アイソレータ、215…アンテナ、227…送信電力検波部、500…データテーブル、600…スイッチング素子
DESCRIPTION OF
Claims (7)
電池電圧を変化させて前記電力増幅器へ電源電圧として与える電圧可変手段と、
アンテナからの反射電力の振幅および位相を検出する検出手段と、
少なくとも、検出された振幅および位相に応じて前記電圧可変手段を制御する制御手段と
を備えたことを特徴とする電力増幅器制御装置。 A power amplifier for amplifying a transmission signal supplied to the antenna;
Voltage varying means for changing the battery voltage and supplying the power amplifier as a power supply voltage;
Detection means for detecting the amplitude and phase of the reflected power from the antenna;
And a control means for controlling the voltage varying means according to at least the detected amplitude and phase.
前記送信ブロックは、
アンテナに供給する送信信号を増幅する電力増幅器と、
電池電圧を変化させて前記電力増幅器へ電源電圧として与える電圧可変手段と、
アンテナからの反射電力の振幅および位相を検出する検出手段と、
少なくとも、検出された振幅および位相に応じて前記電圧可変手段を制御する制御手段と
を備えたことを特徴とする移動体通信端末装置。 In a mobile communication terminal device provided with a transmission block,
The transmission block is:
A power amplifier for amplifying a transmission signal supplied to the antenna;
Voltage varying means for changing the battery voltage and supplying the power amplifier as a power supply voltage;
Detection means for detecting the amplitude and phase of the reflected power from the antenna;
And a control means for controlling the voltage varying means according to at least the detected amplitude and phase.
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