JP2008078735A - High frequency amplifier, and portable telephone employing it - Google Patents

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Yoshiyuki Minami
好幸 南
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a high frequency amplifier which can ensure good high frequency performance while reducing the mounting area of components used, and to provide a portable telephone employing it. <P>SOLUTION: The high frequency amplifier comprises an input matching circuit 11 for matching the impedance of a high frequency signal inputted externally and modulated by a plurality of modulation systems, power amplifiers Tr1 and Tr2 performing power amplification of the high frequency signal impedance of which is matched in the input matching circuit, an RF switch 12 which delivers the high frequency signal outputted from the power amplifier while switching depending on the modulation system, and a plurality of outut matching circuits 20 and 21 for matching the impedance to optimize power efficiency and adjacent channel leakage power ratio for each high frequency signal outputted from the RF switch. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、高周波信号を増幅する高周波増幅装置およびこれを用いた携帯電話に関し、特に、複数の変調方式、例えばW−CDMA変調方式とN−CDMA変調方式等に対応するための技術に関する。   The present invention relates to a high-frequency amplifier that amplifies a high-frequency signal and a mobile phone using the same, and more particularly to a technique for supporting a plurality of modulation schemes such as a W-CDMA modulation scheme and an N-CDMA modulation scheme.

従来、例えば携帯電話等で採用されている変調方式として、W−CDMA(Wideband-Code Division Multiple Access)方式やN−CDMA(Narrowband-Code Division Multiple Access)方式などが知られている。   2. Description of the Related Art Conventionally, W-CDMA (Wideband-Code Division Multiple Access) systems, N-CDMA (Narrowband-Code Division Multiple Access) systems, and the like are known as modulation systems employed in, for example, mobile phones.

図4は、従来のW−CDMA対応の携帯電話の構成を示す図である。この携帯電話では、W−CDMAベースバンドIC50からの高周波信号は、電力増幅IC51で電力増幅され、デュプレクサ(Duplexer)52を経由してアンテナ53に送られ、このアンテナ53から電波として送信される。なお、図4においては、受信側の回路は記載を省略している。このW−CDMA対応の携帯電話では、830〜840MHzの周波数帯が使用される。   FIG. 4 is a diagram showing a configuration of a conventional W-CDMA compatible mobile phone. In this cellular phone, a high-frequency signal from the W-CDMA baseband IC 50 is power amplified by a power amplification IC 51, sent to an antenna 53 via a duplexer 52, and transmitted from the antenna 53 as a radio wave. In FIG. 4, the circuit on the receiving side is not shown. This W-CDMA mobile phone uses a frequency band of 830 to 840 MHz.

電力増幅IC51は、入力整合回路61、W−CDMA電力増幅器62および出力整合回路63から構成されている。W−CDMA電力増幅器62は、入力端子INから入力されて入力整合回路61でインピーダンス整合がとられた高周波信号を増幅する。このW−CDMA電力増幅器62の出力は、出力整合回路63でインピーダンス整合がとられて出力端子OUTから出力される。また、W−CDMA電力増幅器62には、外部からバイアス電流が供給される。   The power amplifier IC 51 includes an input matching circuit 61, a W-CDMA power amplifier 62, and an output matching circuit 63. The W-CDMA power amplifier 62 amplifies a high-frequency signal input from the input terminal IN and impedance-matched by the input matching circuit 61. The output of the W-CDMA power amplifier 62 is impedance-matched by the output matching circuit 63 and output from the output terminal OUT. Further, a bias current is supplied to the W-CDMA power amplifier 62 from the outside.

図5は、従来のN−CDMA対応の携帯電話の構成を示す図である。この携帯電話では、N−CDMAベースバンドIC70からの高周波信号は、電力増幅IC71で増幅され、デュプレクサ72およびダイプレクサ(Diplexer)73を経由してアンテナ74に送られ、このアンテナ74から電波として送信される。なお、図5においては、受信側の回路は記載を省略している。このN−CDMA対応の携帯電話では、815〜830MHzの周波数帯が使用される。   FIG. 5 is a diagram showing a configuration of a conventional N-CDMA compatible mobile phone. In this cellular phone, a high-frequency signal from the N-CDMA baseband IC 70 is amplified by a power amplification IC 71, sent to an antenna 74 via a duplexer 72 and a diplexer 73, and transmitted from this antenna 74 as a radio wave. The In FIG. 5, the circuit on the receiving side is not shown. In this N-CDMA compatible mobile phone, a frequency band of 815 to 830 MHz is used.

電力増幅IC71は、入力整合回路81、N−CDMA電力増幅器82および出力整合回路83から構成されている。N−CDMA電力増幅器82は、入力端子INから入力されて入力整合回路81でインピーダンス整合がとられた高周波信号を増幅する。このN−CDMA電力増幅器82の出力は、出力整合回路83でインピーダンス整合がとられて出力端子OUTから出力される。また、N−CDMA電力増幅器82には、外部からバイアス電流が供給される。   The power amplifier IC 71 includes an input matching circuit 81, an N-CDMA power amplifier 82, and an output matching circuit 83. The N-CDMA power amplifier 82 amplifies the high-frequency signal that is input from the input terminal IN and impedance-matched by the input matching circuit 81. The output of the N-CDMA power amplifier 82 is impedance matched by the output matching circuit 83 and output from the output terminal OUT. The N-CDMA power amplifier 82 is supplied with a bias current from the outside.

ところで、近年は、例えば上述したW−CDMA変調方式およびN−CDMA変調方式といった2つ以上の異なる周波数帯と異なる変調方式に対応したマルチバンド・マルチモードに対応した携帯電話が開発されている。このような携帯電話は、変調方式ごとに異なる電力増幅器(PA)や周辺回路を備える必要がある。また、電力増幅器に供給する電流は変調方式の違いにより個別に設定する必要があるので、電力増幅器毎にバイアス回路を備える必要がある。その結果、部品点数が多くなり、実装面積が増大して製品の外形が大きくなるとともに、製品価格が上昇し、さらには、不良率が増大するという問題が発生している。   By the way, in recent years, mobile phones compatible with multiband / multimode corresponding to two or more different frequency bands and different modulation schemes such as the above-described W-CDMA modulation scheme and N-CDMA modulation scheme have been developed. Such a mobile phone needs to include a power amplifier (PA) and a peripheral circuit that are different for each modulation method. Further, since the current supplied to the power amplifier needs to be set individually depending on the modulation method, it is necessary to provide a bias circuit for each power amplifier. As a result, there are problems that the number of parts is increased, the mounting area is increased, the outer shape of the product is increased, the product price is increased, and the defect rate is increased.

このような問題を解消するために、特許文献1は、周波数帯域や変調方式が異なる複数の信号に対応する高周波回路装置およびそれを用いた移動通信端末を開示している。この特許文献1に開示された高周波回路装置は、少なくとも2つの変調方式(例えばW−CDMAとDCS方式)の信号を電力増幅する増幅器と、増幅器に接続される整合回路と、デュプレクサを含んで整合回路がアンテナに結合されるように構成される第1の経路と、デュプレクサを含まずに整合回路がアンテナに結合されるように構成される第2の経路とを有する。増幅器が上記少なくとも2つの変調方式のうちの1つの信号を増幅する場合には第1の経路が選ばれ、増幅器が別の信号を増幅する場合は第2の経路が選ばれる。また、第1の経路および第2の経路のいずれにおいても、増幅器の出力インピーダンスと増幅器からアンテナ側を見たインピーダンスとが整合している。これにより、マルチバンド・マルチモードに対応する回路損失が少ない高周波回路装置およびそれを用いた移動体通信端末を提供できる。
特開2005−294894号公報
In order to solve such a problem, Patent Document 1 discloses a high-frequency circuit device corresponding to a plurality of signals having different frequency bands and modulation methods, and a mobile communication terminal using the same. The high frequency circuit device disclosed in Patent Document 1 includes an amplifier that amplifies power of signals of at least two modulation systems (for example, W-CDMA and DCS systems), a matching circuit connected to the amplifier, and a duplexer. The circuit has a first path configured to be coupled to the antenna and a second path configured to couple the matching circuit to the antenna without including a duplexer. The first path is selected when the amplifier amplifies one of the at least two modulation schemes, and the second path is selected when the amplifier amplifies another signal. In both the first path and the second path, the output impedance of the amplifier matches the impedance of the amplifier as viewed from the antenna side. As a result, it is possible to provide a high-frequency circuit device with low circuit loss corresponding to multiband / multimode and a mobile communication terminal using the same.
JP 2005-294894 A

上述したように、従来の技術では、例えばマルチバンド・マルチモードに対応した携帯電話に高周波増幅装置を適用しようとすると、例えば図4に示すようなW−CDMA用の電力増幅ICと図5に示すようなN−CDMA用の電力増幅ICといった2種類の部品を搭載する必要がある。その結果、高周波増幅装置を構成する部品点数が多くなって実装面積が増大し、製品の外形が大きくなるとともに、製品価格が上昇し、さらには、不良率が増大するという問題がある。   As described above, in the conventional technology, for example, when a high-frequency amplifier is applied to a mobile phone that supports multiband / multimode, for example, a power amplifier IC for W-CDMA as shown in FIG. It is necessary to mount two types of components such as a power amplification IC for N-CDMA as shown. As a result, there are problems that the number of components constituting the high-frequency amplifier increases, the mounting area increases, the outer shape of the product increases, the product price increases, and the defect rate increases.

また、このような問題を解消する特許文献1に開示された技術では、出力整合回路によって、出力電力に対する最適化はなされているが、歪み(隣接チャンネル漏洩電力比「ACPR:Adjacent Channel Power Ratio」)および電力効率の最適化については考慮されておらず、良好な高周波性能を得ることができないという問題がある。   Further, in the technique disclosed in Patent Document 1 that solves such a problem, the output matching circuit optimizes the output power, but distortion (adjacent channel power ratio “ACPR: Adjacent Channel Power Ratio”). ) And optimization of power efficiency are not considered, and there is a problem that good high-frequency performance cannot be obtained.

本発明は、上述した問題を解消するためになされたものであり、その課題は、使用する部品の実装面積を小さくするとともに、良好な高周波性能を得ることができる高周波増幅装置およびこれを用いた携帯電話を提供することにある。   The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and the problem is that the mounting area of components to be used is reduced, and a high-frequency amplifier that can obtain good high-frequency performance and the same are used. To provide a mobile phone.

上記課題を解決するために、請求項1記載の発明に係る高周波増幅装置は、外部から入力される複数の変調方式で変調された高周波信号のインピーダンス整合をとる入力整合回路と、入力整合回路でインピーダンス整合がとられた高周波信号を電力増幅する電力増幅器と、電力増幅器から出力される高周波信号を変調方式に応じて切り換えて出力するRFスイッチと、RFスイッチから出力される高周波信号の各々に対して電力効率および隣接チャンネル漏洩電力比が最適になるようにインピーダンス整合をとる複数の出力整合回路とを備えたことを特徴とする。   In order to solve the above-mentioned problem, a high-frequency amplifier according to a first aspect of the present invention includes an input matching circuit that performs impedance matching of a high-frequency signal modulated by a plurality of modulation methods input from the outside, and an input matching circuit. For each of a power amplifier that amplifies power of a high-frequency signal with impedance matching, an RF switch that switches and outputs a high-frequency signal output from the power amplifier according to a modulation method, and a high-frequency signal output from the RF switch And a plurality of output matching circuits for impedance matching so that the power efficiency and the adjacent channel leakage power ratio are optimized.

また、請求項2記載の発明に係る高周波増幅装置は、請求項1記載の発明において、変調方式の各々に対して、隣接チャンネル漏洩電力比が最適になるように電力増幅器に供給するバイアス電流を切り換えるバイアス供給/制御回路を備えたことを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention, there is provided a high frequency amplifying apparatus according to the first aspect of the present invention, wherein the bias current supplied to the power amplifier is adjusted so that the adjacent channel leakage power ratio is optimum for each of the modulation methods. A bias supply / control circuit for switching is provided.

また、請求項3記載の発明に係る携帯電話は、ベースバンド信号を高周波信号に変換するベースバンド信号変換部と、ベースバンド信号変換部からの高周波信号を増幅する高周波増幅装置と、高周波増幅装置から出力される高周波信号を空中に送信するアンテナとを備え、高周波増幅装置は、ベースバンド信号変換部から入力される複数の変調方式で変調された高周波信号のインピーダンス整合をとる入力整合回路と、入力整合回路でインピーダンス整合がとられた高周波信号を電力増幅する電力増幅器と、電力増幅器から出力される高周波信号を変調方式に応じて切り換えて出力するRFスイッチと、RFスイッチから出力される高周波信号の各々に対して電力効率および隣接チャンネル漏洩電力比が最適になるようにインピーダンス整合をとる複数の出力整合回路と、前記変調方式の各々に対して、隣接チャンネル漏洩電力比が最適になるように前記電力増幅器に供給するバイアス電流を切り換えるバイアス供給/制御回路とを備えたことを特徴とする。   According to a third aspect of the present invention, there is provided a mobile phone including a baseband signal converter that converts a baseband signal into a high-frequency signal, a high-frequency amplifier that amplifies a high-frequency signal from the baseband signal converter, and a high-frequency amplifier. An antenna that transmits a high-frequency signal output from the air, and the high-frequency amplifier includes an input matching circuit that performs impedance matching of the high-frequency signal modulated by a plurality of modulation methods input from the baseband signal conversion unit, A power amplifier that amplifies the high frequency signal impedance-matched by the input matching circuit, an RF switch that switches and outputs the high frequency signal output from the power amplifier according to the modulation method, and a high frequency signal output from the RF switch Impedance matching to optimize power efficiency and adjacent channel leakage power ratio for each And a bias supply / control circuit that switches a bias current supplied to the power amplifier so that an adjacent channel leakage power ratio is optimized for each of the modulation schemes. And

請求項1記載の発明によれば、複数の変調方式にそれぞれ対応する複数の出力整合回路を設け、入力された高周波信号に対して入力整合回路でインピーダンス整合を取った後に電力増幅器で増幅し、変調方式に対応する出力整合回路で電力効率および隣接チャンネル漏洩電力比が最適化になるようにインピーダンス整合をとって出力するので、複数の変調方式で電力増幅器が共有される。その結果、周辺回路の部品数が削減され、部品の実装面積を小さくすることができる。また、複数の変調方式にそれぞれ対応する複数の出力整合回路を設け、複数の変調方式の各々に対して電力効率および隣接チャンネル漏洩電力比が最適になるようにインピーダンス整合を行うので、高周波特性を最適化することができ、良好な高周波性能を得ることができる。   According to the first aspect of the present invention, a plurality of output matching circuits each corresponding to a plurality of modulation schemes are provided, and impedance matching is performed on the input high-frequency signal by the input matching circuit, and then amplified by the power amplifier. Since the output matching circuit corresponding to the modulation method outputs the impedance matching so that the power efficiency and the adjacent channel leakage power ratio are optimized, the power amplifier is shared by the plurality of modulation methods. As a result, the number of components in the peripheral circuit is reduced, and the mounting area of the components can be reduced. In addition, a plurality of output matching circuits respectively corresponding to a plurality of modulation schemes are provided, and impedance matching is performed so that the power efficiency and the adjacent channel leakage power ratio are optimized for each of the plurality of modulation schemes. It can be optimized and good high frequency performance can be obtained.

また、請求項2記載の発明によれば、変調方式の各々に対して、隣接チャンネル漏洩電力比が最適になるように電力増幅器にバイアス電流を与えられるので、高周波特性を最適化することができ、良好な高周波性能を得ることができる。また、バイアス供給/制御回路は、複数の変調方式に対して1つだけ設ければよいので、部品の実装面積の削減、製品価格の低減、不良率の低減などを実現できる。   According to the second aspect of the present invention, the bias current can be applied to the power amplifier so that the adjacent channel leakage power ratio is optimized for each of the modulation methods, so that the high frequency characteristics can be optimized. Good high frequency performance can be obtained. Further, since only one bias supply / control circuit needs to be provided for a plurality of modulation schemes, it is possible to reduce the mounting area of components, the product price, the defective rate, and the like.

請求項3記載の発明によれば、1台の携帯電話の内部に複数の変調方式に対応した電力増幅装置を備えたので、マルチバンド・マルチモードに対応した携帯電話を実現することができる。   According to the third aspect of the present invention, since the power amplifying device corresponding to a plurality of modulation methods is provided inside one mobile phone, a mobile phone compatible with multiband and multimode can be realized.

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1は、本発明の実施例1に係る高周波増幅装置の回路構成を示す図である。この高周波増幅装置は、ベースバンドIC1、コントロールIC2、電力増幅IC3およびバイアス供給/制御回路4から構成されている。   FIG. 1 is a diagram illustrating a circuit configuration of a high-frequency amplification device according to Embodiment 1 of the present invention. This high-frequency amplification device includes a baseband IC 1, a control IC 2, a power amplification IC 3, and a bias supply / control circuit 4.

ベースバンドIC1は、本発明のベースバンド信号変換部に対応し、ベースバンド信号を高周波信号に変換する周波数変換装置である。このベースバンドIC1における変換により得られた高周波信号は、電力増幅IC3に送られる。また、ベースバンドIC1は、ベースバンド信号に対応する信号をコントロールIC2に送る。   The baseband IC 1 is a frequency conversion device that corresponds to the baseband signal conversion unit of the present invention and converts a baseband signal into a high-frequency signal. The high-frequency signal obtained by the conversion in the baseband IC 1 is sent to the power amplification IC 3. Further, the baseband IC 1 sends a signal corresponding to the baseband signal to the control IC 2.

コントロールIC2は、ベースバンドIC1から送られてくる信号に基づき変調方式を表す制御信号を生成し、バイアス供給/制御回路4に送る。   The control IC 2 generates a control signal indicating a modulation method based on the signal sent from the baseband IC 1 and sends it to the bias supply / control circuit 4.

電力増幅IC3は、半導体ペレット10、第1出力整合回路20および第2出力整合回路21を備えている。なお、図1中の円筒形の記号はスルーホールを表している。また、矩形の記号L1〜L3は、50Ω線路、L4はインダクタ線路、L5はハイインピーダンス線路を表している。   The power amplifier IC 3 includes a semiconductor pellet 10, a first output matching circuit 20, and a second output matching circuit 21. The cylindrical symbol in FIG. 1 represents a through hole. Rectangular symbols L1 to L3 represent 50Ω lines, L4 represents an inductor line, and L5 represents a high impedance line.

半導体ペレット10には、入力整合回路11、初段トランジスタTr1、後段トランジスタTr2、RFスイッチ12およびバイアス回路13が形成されている。初段トランジスタTr1および後段トランジスタTr2は、この発明の電力増幅器に対応する。   In the semiconductor pellet 10, an input matching circuit 11, a first-stage transistor Tr1, a rear-stage transistor Tr2, an RF switch 12, and a bias circuit 13 are formed. The first-stage transistor Tr1 and the rear-stage transistor Tr2 correspond to the power amplifier of the present invention.

入力整合回路11は、例えば50Ω線路L1とコンデンサC11とから構成されており、入力端子INから直流成分遮断用のコンデンサC1を介して入力される高周波信号のインピーダンス整合をとり、初段トランジスタTr1に送る。   The input matching circuit 11 includes, for example, a 50Ω line L1 and a capacitor C11. The input matching circuit 11 performs impedance matching of a high-frequency signal input from the input terminal IN via the DC component blocking capacitor C1, and sends the impedance match to the first-stage transistor Tr1. .

初段トランジスタTr1は、入力された高周波信号を、バイアス回路13から供給されるバイアス電流にしたがって電力増幅し、後段トランジスタTr2に送る。後段トランジスタTr2は、初段トランジスタTr1から送られてくる高周波信号を、バイアス回路13から供給されるバイアス電流にしたがって電力増幅し、直流成分遮断用のコンデンサC2を介してRFスイッチ12に送る。   The first-stage transistor Tr1 amplifies the power of the input high-frequency signal according to the bias current supplied from the bias circuit 13, and sends it to the subsequent-stage transistor Tr2. The rear-stage transistor Tr2 amplifies the power of the high-frequency signal sent from the first-stage transistor Tr1 according to the bias current supplied from the bias circuit 13, and sends the amplified signal to the RF switch 12 via the DC component blocking capacitor C2.

後段トランジスタTr2の出力側には、コンデンサC21とインダクタ線路L4によるインダクタンスとから成る直列共振回路が接続されており、ピーク周波数f0の2倍の周波数2f0の成分のレベルを下げるように作用する。したがって、後段トランジスタTr2からはピーク周波数f0の成分の高周波信号のみがRFスイッチ12に送られる。   A series resonance circuit composed of a capacitor C21 and an inductance by an inductor line L4 is connected to the output side of the rear-stage transistor Tr2, and acts to lower the level of the component of the frequency 2f0 that is twice the peak frequency f0. Therefore, only the high-frequency signal having the peak frequency f0 is sent from the rear-stage transistor Tr2 to the RF switch 12.

RFスイッチ12は、バイアス供給/制御回路4から送られてくる信号Vgにしたがって、入力端子を出力端子P1または出力端子P2のいずれかに接続する。これにより、後段トランジスタTr2から送られてくる高周波信号は、バイアス供給/制御回路4から送られてくる信号Vgに応じて、出力端子P1または出力端子P2から出力される。   The RF switch 12 connects the input terminal to either the output terminal P1 or the output terminal P2 according to the signal Vg sent from the bias supply / control circuit 4. As a result, the high-frequency signal sent from the rear-stage transistor Tr2 is output from the output terminal P1 or the output terminal P2 in accordance with the signal Vg sent from the bias supply / control circuit 4.

バイアス回路13は、バイアス供給/制御回路4から送られてくる信号Vc1、VconおよびVdcにしたがって、初段トランジスタTr1および後段トランジスタTr2の各々の歪み(1次隣接チャンネル漏洩電力比:ACPR1)を最適にするバイアス電流Ic1およびIc2を生成し、初段トランジスタTr1および後段トランジスタTr2にそれぞれ供給する。なお、信号Vc1、VconおよびVc2のラインに接続されているコンデンサC31〜C33はデカップリングコンデンサである。   The bias circuit 13 optimizes the distortion (primary adjacent channel leakage power ratio: ACPR1) of each of the first-stage transistor Tr1 and the subsequent-stage transistor Tr2 according to the signals Vc1, Vcon, and Vdc sent from the bias supply / control circuit 4. Bias currents Ic1 and Ic2 are generated and supplied to the first-stage transistor Tr1 and the subsequent-stage transistor Tr2, respectively. Capacitors C31 to C33 connected to the lines of signals Vc1, Vcon and Vc2 are decoupling capacitors.

図2は、変調方式がN−CDMAであり、周波数が830MHzである場合のバイアス電流とACPR1との関係を示す図である。図2(a)は、後段トランジスタTr2のバイアス電流Ic2を45mAに固定した場合の初段トランジスタTr1のバイアス電流Ic1とACR1との関係を示す。この図2(a)により、初段トランジスタTr1のバイアス電流Ic1は、9mAが最適であることが分かる。図2(b)は、初段トランジスタTr1のバイアス電流Ic1を9mAに固定した場合の後段トランジスタTr2のバイアス電流Ic2とACR1との関係を示す。この図2(b)により、後段トランジスタTr2のバイアス電流Ic2は、45mAが最適であることが分かる。   FIG. 2 is a diagram illustrating the relationship between the bias current and ACPR1 when the modulation method is N-CDMA and the frequency is 830 MHz. FIG. 2A shows the relationship between the bias current Ic1 of the first-stage transistor Tr1 and ACR1 when the bias current Ic2 of the rear-stage transistor Tr2 is fixed to 45 mA. FIG. 2A shows that 9 mA is optimal for the bias current Ic1 of the first-stage transistor Tr1. FIG. 2B shows the relationship between the bias current Ic2 of the rear-stage transistor Tr2 and ACR1 when the bias current Ic1 of the first-stage transistor Tr1 is fixed to 9 mA. As can be seen from FIG. 2B, the optimum bias current Ic2 of the rear-stage transistor Tr2 is 45 mA.

第1出力整合回路20は、50Ω線路L2とコンデンサC12とから構成されており、RFスイッチ12の出力端子P1から出力される高周波信号に対し、W−CDMAの歪みおよび効率を最適にするインピーダンスZoutになるように整合をとって第1出力端子OUT1から出力する。   The first output matching circuit 20 includes a 50Ω line L2 and a capacitor C12, and an impedance Zout that optimizes the distortion and efficiency of W-CDMA with respect to a high-frequency signal output from the output terminal P1 of the RF switch 12. The output is output from the first output terminal OUT1 with matching.

第2出力整合回路21は、50Ω線路L3とコンデンサC13とから構成されており、RFスイッチ12の出力端子P2から出力される高周波信号に対し、N−CDMAの歪みおよび効率を最適にするインピーダンスZoutになるように整合をとって第2出力端子OUT2から出力する。   The second output matching circuit 21 includes a 50Ω line L3 and a capacitor C13, and an impedance Zout that optimizes N-CDMA distortion and efficiency with respect to a high-frequency signal output from the output terminal P2 of the RF switch 12. The output is output from the second output terminal OUT2 with matching.

これら第1出力整合回路20および第2出力整合回路21には、歪み(隣接チャネル漏洩電力抑圧比「ACLR1:Adjacent Cannel Leakage power Ratio」)および電力効率を最適にする負荷インピーダンスが存在する。電力効率と歪みとは、図3に示すように、トレードオフの関係にある。第1出力整合回路20としては、両者を満足する負荷インピーダンスを選択することが求められる。図3に示す例では、最適負荷点の負荷インピーダンスReは、5[Ω]である。   These first output matching circuit 20 and second output matching circuit 21 have load impedance that optimizes distortion (adjacent channel leakage power suppression ratio “ACLR1: Adjacent Cannel Leakage power Ratio”) and power efficiency. As shown in FIG. 3, the power efficiency and the distortion are in a trade-off relationship. The first output matching circuit 20 is required to select a load impedance satisfying both. In the example shown in FIG. 3, the load impedance Re at the optimum load point is 5 [Ω].

バイアス供給/制御回路4は、コントロールIC2からの制御信号に応じて、各変調方式における歪みおよび電力効率が最適となるバイアス電流を発生するための信号Vc1、VconおよびVdcを生成し、半導体ペレット10内のバイアス回路13に設定する。また、半導体ペレット10内のRFスイッチ12を切り替える信号Vgを生成して、該RFスイッチ12に送る。   The bias supply / control circuit 4 generates signals Vc1, Vcon, and Vdc for generating a bias current that optimizes distortion and power efficiency in each modulation method in accordance with a control signal from the control IC 2, and generates a semiconductor pellet 10 The bias circuit 13 is set. Further, a signal Vg for switching the RF switch 12 in the semiconductor pellet 10 is generated and sent to the RF switch 12.

以上のように、従来の高周波増幅装置では、異なる2つの変調方式に対応させるために、各変調方式に対応した電力増幅器や周辺回路を備える必要があったが、図1に示す本発明の実施例1に係る高周波増幅装置では、各変調方式に共有の入力整合回路11および電力増幅器(初段トランジスタTr1および後段トランジスタTr2)を備えるとともに、各変調方式に個別の第1出力整合回路20および第2出力整合回路21を備えることにより1つの電力増幅装置が構成されている。   As described above, in the conventional high-frequency amplifier, it is necessary to provide a power amplifier and a peripheral circuit corresponding to each modulation method in order to correspond to two different modulation methods, but the implementation of the present invention shown in FIG. The high-frequency amplifier according to Example 1 includes a common input matching circuit 11 and a power amplifier (first-stage transistor Tr1 and rear-stage transistor Tr2) for each modulation method, and an individual first output matching circuit 20 and a second output for each modulation method. By providing the output matching circuit 21, one power amplifying device is configured.

次に、上記のように構成される本発明の実施例1に係る高周波増幅装置の動作を、W−CDMA変調方式で動作する場合と、N−CDMA変調方式で動作する場合とに分けて説明する。   Next, the operation of the high frequency amplifying apparatus according to the first embodiment of the present invention configured as described above will be described separately for the case of operating in the W-CDMA modulation system and the case of operating in the N-CDMA modulation system. To do.

(1)W−CDMA変調方式で動作するとき
電力増幅IC3の入力端子INに入力された高周波信号は、送信経路aに示すように、入力整合回路11、初段トランジスタTr1、後段トランジスタTr2およびRFスイッチ12の出力端子P1を通り、W−CDMA変調方式の歪みおよび電力効率最適インピーダンスに構成された第1出力整合回路20を介して第1出力端子OUT1(W−CDMA OUT)に伝送される。このときの第1出力整合回路20は、最適インピーダンスでZout=7.0+j7.3[Ω]となる。同時に、バイアス供給/制御回路4は、最良の歪特性および電力効率にするために、初段トランジスタTr1のコレクタに流れるバイアス電流Ic1と後段トランジスタTr2のコレクタに流れるバイアス電流Ic2を最適バイアス電流、例えばIc1=7mA、Ic2=25mAに設定する。
(1) When operating in the W-CDMA modulation system The high-frequency signal input to the input terminal IN of the power amplifier IC 3 is, as shown in the transmission path a, the input matching circuit 11, the first-stage transistor Tr1, the rear-stage transistor Tr2, and the RF switch. 12 is transmitted to the first output terminal OUT1 (W-CDMA OUT) through the first output matching circuit 20 configured to have the distortion of the W-CDMA modulation system and the optimum power efficiency impedance. At this time, the first output matching circuit 20 has an optimum impedance of Zout = 7.0 + j7.3 [Ω]. At the same time, the bias supply / control circuit 4 uses the bias current Ic1 that flows through the collector of the first-stage transistor Tr1 and the bias current Ic2 that flows through the collector of the subsequent-stage transistor Tr2 in order to obtain the best distortion characteristics and power efficiency. = 7 mA, Ic2 = 25 mA.

これにより、第1出力整合回路20とバイアス電流が最適化され、電力増幅IC3の高周波性能が最大限に引き出されることになる。具体的には、電力効率が50%以上、1次隣接チャンネル漏洩電力比ACPR1が−40dBc以下、2次隣接チャンネル漏洩電力比ACPR2が−50dBc以下を実現できる。なお、W−CDMAの1次隣接チャンネル漏洩電力比ACPR1および2次隣接チャンネル漏洩電力比ACPR2を測定するポイントの周波数は、以下の通りである。   As a result, the first output matching circuit 20 and the bias current are optimized, and the high frequency performance of the power amplifier IC 3 is maximized. Specifically, the power efficiency is 50% or more, and the primary adjacent channel leakage power ratio ACPR1 is −40 dBc or less, and the secondary adjacent channel leakage power ratio ACPR2 is −50 dBc or less. Note that the frequencies of the points at which W-CDMA primary adjacent channel leakage power ratio ACPR1 and secondary adjacent channel leakage power ratio ACPR2 are measured are as follows.

1次隣接チャンネル漏洩電力比ACPR1:中心周波数(f0)±5MHz
2次隣接チャンネル漏洩電力比ACPR2:中心周波数(f0)±10MHz
(2)N−CDMA変調方式で動作するとき
電力増幅IC3の入力端子INに入力された高周波信号は、送信経路bに示すように、入力整合回路11、初段トランジスタTr1、後段トランジスタTr2およびRFスイッチ12の出力端子P2を通り、N−CDMA変調方式の歪みおよび電力効率最適インピーダンスに構成された第2出力整合回路21を介して第2出力端子OUT2(N−CDMA OUT)に伝送される。このときの第2出力整合回路21は、最適インピーダンスでZout=5.0+j0.2[Ω]となる。同時に、バイアス供給/制御回路4は、最良の歪特性および電力効率にするために、初段トランジスタTr1のコレクタに流れるバイアス電流Ic1と後段トランジスタTr2のコレクタに流れるバイアス電流Ic2を最適バイアス電流、例えばIc1=9mA、Ic2=45mAに設定する。
Primary adjacent channel leakage power ratio ACPR1: center frequency (f0) ± 5 MHz
Secondary adjacent channel leakage power ratio ACPR2: center frequency (f0) ± 10 MHz
(2) When operating in the N-CDMA modulation system The high-frequency signal input to the input terminal IN of the power amplifier IC 3 is, as shown by the transmission path b, the input matching circuit 11, the first-stage transistor Tr1, the rear-stage transistor Tr2, and the RF switch. 12 is transmitted to the second output terminal OUT2 (N-CDMA OUT) through the second output matching circuit 21 configured to have N-CDMA modulation system distortion and power efficiency optimum impedance. At this time, the second output matching circuit 21 has an optimum impedance of Zout = 5.0 + j0.2 [Ω]. At the same time, the bias supply / control circuit 4 uses the bias current Ic1 that flows through the collector of the first-stage transistor Tr1 and the bias current Ic2 that flows through the collector of the subsequent-stage transistor Tr2 in order to obtain the best distortion characteristics and power efficiency. = 9 mA and Ic2 = 45 mA.

これにより、第2出力整合回路21とバイアス電流が最適化され、電力増幅IC3の高周波性能が最大限に引き出されることになる。具体的には、電力効率が40%以上、1次隣接チャンネル漏洩電力比ACPR1が−50dBc以下、2次隣接チャンネル漏洩電力比ACPR2が−60dBc以下を実現できる。なお、N−CDMAの1次隣接チャンネル漏洩電力比ACPR1および2次隣接チャンネル漏洩電力比ACPR2を測定するポイントの周波数は、以下の通りである。   As a result, the second output matching circuit 21 and the bias current are optimized, and the high frequency performance of the power amplifier IC 3 is maximized. Specifically, the power efficiency is 40% or more, and the primary adjacent channel leakage power ratio ACPR1 is −50 dBc or less, and the secondary adjacent channel leakage power ratio ACPR2 is −60 dBc or less. In addition, the frequency of the point which measures N-CDMA primary adjacent channel leakage power ratio ACPR1 and secondary adjacent channel leakage power ratio ACPR2 is as follows.

1次隣接チャンネル漏洩電力比ACPR1:中心周波数(f0)±0.885MHz
2次隣接チャンネル漏洩電力比ACPR2:中心周波数(f0)±1.98MHz
Primary adjacent channel leakage power ratio ACPR1: center frequency (f0) ± 0.885 MHz
Secondary adjacent channel leakage power ratio ACPR2: center frequency (f0) ± 1.98 MHz

本発明に係る高周波増幅装置は、マルチバンド・マルチモードの携帯電話に利用可能である。   The high-frequency amplifier according to the present invention can be used in a multiband / multimode mobile phone.

本発明の実施例1に係る電力増幅装置の回路構成を示す図である。It is a figure which shows the circuit structure of the power amplification apparatus which concerns on Example 1 of this invention. 本発明の実施例1に係る電力増幅装置において、歪み(ACPR1)を最適にするバイアス電流を説明するための図である。FIG. 6 is a diagram for explaining a bias current that optimizes distortion (ACPR1) in the power amplification device according to the first embodiment of the present invention. 本発明の実施例1に係る電力増幅装置において、歪み(ACLR1)および電力効率を最適にする負荷インピーダンスを説明するための図である。It is a figure for demonstrating the load impedance which optimizes distortion (ACLR1) and power efficiency in the power amplifier device which concerns on Example 1 of this invention. 従来のW−CDMA対応の携帯電話の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the conventional mobile phone corresponding to W-CDMA. 従来のN−CDMA対応の携帯電話の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the conventional mobile phone corresponding to N-CDMA.

符号の説明Explanation of symbols

1…ベースバンドIC、2…コントロールIC、3…電力増幅IC、4…バイアス供給/制御回路、10…半導体ペレット、11…入力整合回路、12…RFスイッチ、13…バイアス回路、20…出力整合回路、20a…第1出力整合回路、20b…第2出力整合回路、Tr1…初段トランジスタ、Tr2…後段トランジスタ。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Baseband IC, 2 ... Control IC, 3 ... Power amplification IC, 4 ... Bias supply / control circuit, 10 ... Semiconductor pellet, 11 ... Input matching circuit, 12 ... RF switch, 13 ... Bias circuit, 20 ... Output matching Circuit, 20a... First output matching circuit, 20b... Second output matching circuit, Tr1... First stage transistor, Tr2.

Claims (3)

外部から入力される複数の変調方式で変調された高周波信号のインピーダンス整合をとる入力整合回路と、
前記入力整合回路でインピーダンス整合がとられた高周波信号を電力増幅する電力増幅器と、
前記電力増幅器から出力される高周波信号を変調方式に応じて切り換えて出力するRFスイッチと、
前記RFスイッチから出力される高周波信号の各々に対して電力効率および隣接チャンネル漏洩電力比が最適になるようにインピーダンス整合をとる複数の出力整合回路と、
を備えたことを特徴とする高周波増幅装置。
An input matching circuit for impedance matching of a high-frequency signal modulated by a plurality of modulation methods input from the outside;
A power amplifier that amplifies the power of the high-frequency signal impedance-matched by the input matching circuit;
An RF switch that switches and outputs a high-frequency signal output from the power amplifier according to a modulation method;
A plurality of output matching circuits that perform impedance matching so that power efficiency and adjacent channel leakage power ratio are optimized for each of the high-frequency signals output from the RF switch;
A high frequency amplifying apparatus comprising:
前記変調方式の各々に対して、隣接チャンネル漏洩電力比が最適になるように前記電力増幅器に供給するバイアス電流を切り換えるバイアス供給/制御回路を備えたことを特徴とする請求項1記載の高周波増幅装置。   2. The high frequency amplifier according to claim 1, further comprising a bias supply / control circuit that switches a bias current supplied to the power amplifier so that an adjacent channel leakage power ratio is optimized for each of the modulation methods. apparatus. ベースバンド信号を高周波信号に変換するベースバンド信号変換部と、
前記ベースバンド信号変換部からの高周波信号を増幅する高周波増幅装置と、
前記高周波増幅装置から出力される高周波信号を空中に送信するアンテナとを備え、
前記高周波増幅装置は、
前記ベースバンド信号変換部から入力される複数の変調方式で変調された高周波信号のインピーダンス整合をとる入力整合回路と、
前記入力整合回路でインピーダンス整合がとられた高周波信号を電力増幅する電力増幅器と、
前記電力増幅器から出力される高周波信号を変調方式に応じて切り換えて出力するRFスイッチと、
前記RFスイッチから出力される高周波信号の各々に対して電力効率および隣接チャンネル漏洩電力比が最適になるようにインピーダンス整合をとる複数の出力整合回路と、
前記変調方式の各々に対して、隣接チャンネル漏洩電力比が最適になるように前記電力増幅器に供給するバイアス電流を切り換えるバイアス供給/制御回路と、
を備えたことを特徴とする携帯電話。
A baseband signal converter for converting a baseband signal into a high-frequency signal;
A high-frequency amplifier for amplifying a high-frequency signal from the baseband signal converter;
An antenna for transmitting a high-frequency signal output from the high-frequency amplifier to the air,
The high-frequency amplifier is
An input matching circuit for impedance matching of a high-frequency signal modulated by a plurality of modulation schemes input from the baseband signal converter;
A power amplifier that amplifies the power of the high-frequency signal impedance-matched by the input matching circuit;
An RF switch that switches and outputs a high-frequency signal output from the power amplifier according to a modulation method;
A plurality of output matching circuits that perform impedance matching so that power efficiency and adjacent channel leakage power ratio are optimized for each of the high-frequency signals output from the RF switch;
A bias supply / control circuit for switching a bias current supplied to the power amplifier so that an adjacent channel leakage power ratio is optimized for each of the modulation schemes;
A mobile phone characterized by comprising:
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