JP2008206142A - 多段増幅器を備えた送信回路、及び通信機器 - Google Patents

Abstract

【課題】ＰＡのオフセット電圧及び感度特性を補正し、低歪みかつ高効率に動作する送信回路を提供する。
【解決手段】レギュレータ１８は、第１のオフセット値が加算された振幅信号に応じて制御された電圧をＰＡ２０１に供給する。レギュレータ１９は、第２のオフセット値が加算された振幅信号に応じて制御された電圧をＰＡ２０２に供給する。ＰＡ２０１は、位相変調器１３から出力された位相変調信号を、レギュレータ１８から供給された電圧に応じて増幅する。ＰＡ２０２は、ＰＡ２０１の出力信号を、レギュレータ１９から供給された電圧に応じて増幅する。デジタルブロック１１は、温度測定部２１が測定した温度情報Ｔに応じて、第１のオフセット値及び第２のオフセットを個別に制御する。
【選択図】図１

Description

本発明は、携帯電話や無線ＬＡＮ等の通信機器に用いられる多段増幅器を備えた送信回路に関し、より特定的には、小型かつ高効率に動作し、線形性の高い送信信号を出力する多段増幅器を備えた送信回路、及びそれを用いた通信機器に関する。

携帯電話や無線ＬＡＮ等の通信機器は、出力電力の大きさに関係なく、送信信号の精度を確保しつつ、かつ低消費電力で動作することが求められている。そして、このような通信機器には、小型かつ高効率に動作し、線形性の高い送信信号を出力する送信回路が用いられる。以下に、従来の送信回路について説明する。

従来の送信回路としては、例えば、直交変調等の変調方式を利用して、送信信号を生成する送信回路（以下、直交変調回路と記す）があった。なお、直交変調回路については、広く知られているため説明を省略する。また、直交変調回路よりも小型かつ高効率に動作する従来の送信回路としては、例えば、図１０に示す送信回路５００があった。図１０は、従来の送信回路５００の構成の一例を示すブロック図である。図１０において、従来の送信回路５００は、信号生成部５０１、位相変調器５０２、レギュレータ５０３、ＰＡ５０４、及び電源端子５０５を備える。

従来の送信回路５００において、信号生成部５０１は、振幅信号Ｍ及び位相信号Ｐを生成する。振幅信号Ｍは、レギュレータ５０３に入力される。また、レギュレータ５０３には、電源端子５０５から直流電圧が供給されている。レギュレータ５０３は、入力された振幅信号Ｍに応じて制御された電圧ＶｃをＰＡ５０４に供給する。典型的には、レギュレータ５０３は、入力された振幅信号Ｍの大きさに比例した電圧ＶｃをＰＡ５０４に供給する。

信号生成部５０１が生成した位相信号Ｐは、位相変調器５０２に入力される。位相変調器５０２は、位相信号Ｐを位相変調して、位相変調信号ＰＭを出力する。ＰＡ５０４は、位相変調信号ＰＭをレギュレータ５０３から供給された電圧Ｖｃで増幅する。ＰＡ５０４で増幅された信号は、出力端子から送信信号として出力される。ただし、ＰＡ５０４の出力電圧をＶｏｕｔと記す。なお、このような送信回路５００をポーラ変調回路という。

しかし、従来の送信回路５００においては、ＰＡ５０４のオフセット特性によっては、必ずしも高精度な送信信号を出力することができなかった。図１１を用いてＰＡ５０４のオフセット特性について説明する。図１１は、温度によるＰＡ５０４のオフセット特性の変化の一例を示す図である。図１１には、ＰＡ５０４に供給される電圧Ｖｃと出力電圧Ｖｏｕｔとの関係を示している。ただし、入力電圧（位相変調信号ＰＭ）の大きさは一定であるものとする。図１１に示すように、ＰＡ５０４のオフセット電圧は、ＰＡ５０４の温度によって変化することが知られている。すなわち、従来の送信回路５００は、ＰＡ５０４のオフセット電圧を温度に応じて補正していなかったために、必ずしも高精度な送信信号を出力することができないという課題があった。

特許文献１には、ＰＡ５０４の温度に応じて、ＰＡ５０４のオフセット電圧を補正する送信回路６００が開示されている。図１２は、特許文献１に開示されている従来の送信回路６００の構成の一例を示すブロック図である。図１２において、従来の送信回路６００は、信号生成部５０１、位相変調器５０２、レギュレータ５０３、ＰＡ５０４、電源端子５０５、温度測定部６０１、及びオフセット補正部６０２を備える。温度測定部６０１は、ＰＡ５０４の温度を測定する。オフセット補正部６０２は、温度測定部６０１が測定したＰＡ５０４の温度に応じて、振幅信号Ｍの大きさを変更することで、ＰＡ５０４のオフセット電圧を補正する。
米国特許第６９９８９１９号明細書

しかしながら、従来の送信回路６００においては、ＰＡ５０４の温度に応じてＰＡ５０４のオフセット電圧を補正したとしても、必ずしも高精度な送信信号を出力することができなかった。その理由は、ＰＡ５０４のオフセット電圧だけでなく、ＰＡ５０４の感度特性も、ＰＡ５０４の温度によって変化するからである。図１３は、温度によるＰＡ５０４の感度特性の変化の一例を示す図である。図１３には、ＰＡ５０４に供給される電圧Ｖｃと出力電圧Ｖｏｕｔとの関係を示している。ただし、入力電圧（位相変調信号ＰＭ）の大きさは一定であるものとする。図１３に示すように、ＰＡ５０４の感度特性は、ＰＡ５０４の温度によって変化する。従って、従来の送信回路６００は、ＰＡ５０４のオフセット電圧を補正したとしても、ＰＡ５０４の感度特性が温度に応じて補正されていないため、必ずしも高精度な送信信号を出力することができないという課題があった。

それ故に、本発明の目的は、ＰＡのオフセット電圧及び感度特性を補正し、低歪みかつ高効率に動作する送信回路、及びそれを用いた通信機器を提供することである。

本発明の目的は、複数のパワーアンプから構成される増幅回路を備えた送信回路に向けられている。ただし、複数のパワーアンプは、少なくとも第１のパワーアンプと第２のパワーアンプとを含んでいる。そして、上記目的を達成させるために、本発明の送信回路は、振幅信号、及び位相信号を発生すると共に、第１のパワーアンプ、及び第２のパワーアンプのオフセット特性を補正するために第１のオフセット値、及び第２のオフセット値を出力するデジタルブロックと、振幅信号をアナログ信号に変換して、第１の経路と第２の経路とに分岐して出力すると共に、第１のオフセット値及び第２のオフセット値をアナログ信号に変換して、第１の経路と第２の経路とにそれぞれ出力するＤＡＣブロックと、第１の経路に出力された振幅信号に、第１のオフセット値を加算して出力する第１の加算器と、第２の経路に出力された振幅信号に、第２のオフセット値を加算して出力する第２の加算器と、位相信号を位相変調して位相変調信号を出力する位相変調器と、位相変調器から出力された位相変調信号を増幅または減衰する電力調整部と、電力調整部から出力された位相変調信号を増幅する第１のパワーアンプと、第１のパワーアンプの出力信号を増幅する第２のパワーアンプと、第１のパワーアンプに第１の加算器から出力された振幅信号に応じて制御された電圧を供給する第１のレギュレータと、第２のパワーアンプに第２の加算器から出力された振幅信号に応じて制御された電圧を供給する第２のレギュレータと、増幅回路の温度情報を測定する温度測定部とを備える。デジタルブロックは、温度測定部が測定した温度情報に応じて、第１のオフセット値、及び第２のオフセット値を個別に制御する。

好ましくは、デジタルブロックは、振幅信号、及び位相信号を発生させる信号発生部と、振幅信号、及び位相信号の歪みを補償する歪み補償部と、第１のオフセット値と第２のオフセット値とを記憶したルックアップテーブルと、温度測定部が測定した温度情報に応じて、ルックアップテーブルから第１のオフセット値、及び第２のオフセット値を読み出して出力する制御部とを含む。

また、デジタルブロックは、振幅信号、及び位相信号を発生させる信号発生部と、振幅信号、及び位相信号の歪みを補償する歪み補償部と、温度測定部が測定した温度情報を第１のオフセット値、及び第２のオフセット値と関連付ける数学関数を用いて、第１のオフセット値、及び第２のオフセット値を算出する制御部とを含む構成であってもよい。

制御部は、温度測定部が測定した温度情報と第１の係数との積を第１のオフセット値として算出してもよい。また、制御部は、第１のオフセット値と、温度測定部が測定した温度情報と第２の係数との積との和を第２のオフセット値として算出してもよい。

また、制御部は、第２のパワーアンプの出力電力に応じて、第１の係数、及び第２の係数を変更することが可能である。

好ましくは、ＤＡＣブロックは、デジタルブロックから出力された振幅信号をアナログ信号に変換して、第１の経路と第２の経路とに分岐して出力するＤＡコンバータと、デジタルブロックから出力された第１のオフセット値をアナログ信号に変換して、第１の経路に出力する第１のオフセットＤＡコンバータと、デジタルブロックから出力された第２のオフセット値をアナログ信号に変換して、第２の経路に出力する第２のオフセットＤＡコンバータとを含む。

また、ＤＡＣブロックは、デジタルブロックから出力された振幅信号をアナログ信号に変換して、第１の経路に出力する第１のＤＡコンバータと、デジタルブロックから出力された振幅信号をアナログ信号に変換して、第２の経路に出力する第２のＤＡコンバータと、デジタルブロックから出力された第１のオフセット値をアナログ信号に変換して、第１の経路に出力する第１のオフセットＤＡコンバータと、デジタルブロックから出力された第２のオフセット値をアナログ信号に変換して、第２の経路に出力する第２のオフセットＤＡコンバータとを含む構成であってもよい。

また、本発明は、上述した送信回路を備える通信機器にも向けられている。通信機器は、送信信号を生成する送信回路と、送信回路で生成された送信信号を出力するアンテナとを備える。また、通信機器は、アンテナから受信した受信信号を処理する受信回路と、送信回路で生成された送信信号をアンテナに出力し、アンテナから受信した受信信号を受信回路に出力するアンテナ共用器とをさらに備えてもよい。

以上のように、本発明によれば、第１のパワーアンプに与える第１のオフセット値と、第２のパワーアンプに与える第２のオフセット値とを個別に制御することで、第１のパワーアンプ及び第２のパワーアンプを含む増幅回路のオフセット電圧及び感度特性を補正することができる。これによって、送信回路は、低歪みかつ高効率に動作することができる。

また、本発明の通信機器によれば、上述した送信回路を用いることで、広い出力電力の範囲に渡って、低歪みかつ高効率に動作することができる。

（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る送信回路１の構成の一例を示すブロック図である。図１において、送信回路１は、デジタルブロック１１、ＤＡコンバータ（以下、ＤＡＣと記す）１２、位相変調器１３、オフセットＤＡコンバータ（以下、ＯＦＤＡＣと記す）１４，１５、加算器１６，１７、レギュレータ１８，１９、増幅回路２０、温度測定部２１、及び電力調整部２２を備える。デジタルブロック１１は、信号発生部１１１、歪み補償部１１２、制御部１１３、及びルックアップテーブル１１４を含む。増幅回路２０は、複数のパワーアンプ（以下、ＰＡと記す）２０１，２０２を含む。なお、ＤＡＣ１２、ＯＦＤＡＣ１４，１５は、いずれもデジタル信号をアナログ信号に変換するための構成であるので、まとめてＤＡＣブロックと記してもよい。

デジタルブロック１１において、信号発生部１１１は、振幅信号Ｍ、及び位相信号Ｐを発生させる。振幅信号Ｍ、及び位相信号Ｐは、歪み補償部１１２で歪み補償された後、ＤＡＣ１２及び位相変調器１３に出力される。温度測定部２１は、ＰＡ２０１，２０２の温度情報Ｔを測定する。制御部１１３は、温度測定部２１が測定したＰＡ２０１，２０２の温度情報Ｔに基づいて、第１のオフセット値Ｖｏｆｆｓｅｔ１と、第２のオフセット値Ｖｏｆｆｓｅｔ２とを算出する。例えば、制御部１１３は、温度測定部２１が測定したＰＡ２０１，２０２の温度情報Ｔに基づいて、ルックアップテーブル１１４から読み出すことで、第１のオフセット値Ｖｏｆｆｓｅｔ１と、第２のオフセット値Ｖｏｆｆｓｅｔ２とを算出する。そして、制御部１１３は、当該算出したオフセット値をＤＡＣブロックに出力する。

この場合、ルックアップテーブル１１４には、ＰＡ２０１，２０２の非線形性を補正するためのオフセット値が予め記憶されているものとする。図２Ａは、ルックアップテーブル１１４に記憶されているオフセット値の一例を示す図である。図２Ａを参照して、ルックアップテーブル１１４には、ＰＡ２０１，２０２の温度に対応したオフセット値Ｖｏｆｆｓｅｔ及び差分値Ｘが記憶されている。第１のオフセット値Ｖｏｆｆｓｅｔ１と第２のオフセット値Ｖｏｆｆｓｅｔ２とは、（式１）及び（式２）を用いて表すことができる。
Ｖｏｆｆｓｅｔ１＝Ｖｏｆｆｓｅｔ＋Ｘ ・・・（式１）
Ｖｏｆｆｓｅｔ２＝Ｖｏｆｆｓｅｔ ・・・（式２）

ここで、第１のオフセット値Ｖｏｆｆｓｅｔ１、及び第２のオフセット値Ｖｏｆｆｓｅｔ２とは、ＰＡ２０１，２０２に設定されるオフセット値の絶対値ではなく、オフセット値の初期値からの差分を示している。オフセット値の初期値とは、ある温度において、信号発生部１１１とＰＡ２０２の出力Ｖｏｕtとの関係ができる限り線形になるように調整されたオフセット値を示す。この例では、ＰＡ２０１，２０２の温度が２５ｄｅｇＣで、信号発生部１１１とＰＡ２０２の出力Ｖｏｕtとの関係ができる限り線形になるように、オフセット値の初期値が調整されたことを想定している。

また、制御部１１３は、ルックアップテーブル１１４から第１のオフセット値Ｖｏｆｆｓｅｔ１と、第２のオフセット値Ｖｏｆｆｓｅｔ２とを読み出すのではなく、温度測定部２１が測定した温度情報Ｔを第１のオフセット値Ｖｏｆｆｓｅｔ１と、第２のオフセット値Ｖｏｆｆｓｅｔ２とに関連付ける数学関数を用いて、第１のオフセット値Ｖｏｆｆｓｅｔ１と、第２のオフセット値Ｖｏｆｆｓｅｔ２とを算出してもよい。すなわち、制御部１１３は、所定の関数式を用いて、第１のオフセット値Ｖｏｆｆｓｅｔ１と、第２のオフセット値Ｖｏｆｆｓｅｔ２とを算出することが可能である。例えば、制御部１１３は、（式３）及び（式４）を用いることで、温度測定部２１が測定した温度情報Ｔに応じて、第１のオフセット値Ｖｏｆｆｓｅｔ１と、第２のオフセット値Ｖｏｆｆｓｅｔ２とを算出する。ただし、（式３）及び（式４）において、係数ａ１，ｂ１には、予め算出された最適な値が設定される。例えば、係数ａ１には０．６ｍＶ／ｄｅｇＣが設定され、係数ｂ１には０．１ｍＶ／ｄｅｇＣが設定される。なお、係数ａ１，ｂ１は、ルックアップテーブル１１４（図２Ｂ参照）に格納されていてもよい。
Ｖｏｆｆｓｅｔ１＝ａ１×Ｔ ・・・（式３）
Ｖｏｆｆｓｅｔ２＝ａ１×Ｔ＋ｂ１×Ｔ
＝Ｖｏｆｆｓｅｔ１＋ｂ１×Ｔ ・・・（式４）

また、電力調整部２２の出力電力（すなわち、ＰＡ２０１に入力される位相変調信号ＰＭの電力）に応じてＰＡ２０２の出力電力を変化させた場合、制御部１１３は、電力調整部２２の出力電力に応じて、係数ａ１，ｂ１を変更してもよい。具体例としては、電力調整部２２の出力電力が−１０ｄＢｍ以上（すなわち、出力電力＞＝−１０ｄＢｍ）である場合、制御部１１３は、上述した（式３）及び（式４）を用いて、第１のオフセット値Ｖｏｆｆｓｅｔ１と、第２のオフセット値Ｖｏｆｆｓｅｔ２とを算出する。また、電力調整部２２の出力電力が−１１ｄＢｍ未満（すなわち、出力電力＜−１１ｄＢｍ）である場合、制御部１１３は、（式５）及び（式６）を用いて、第１のオフセット値Ｖｏｆｆｓｅｔ１と、第２のオフセット値Ｖｏｆｆｓｅｔ２とを算出する。ただし、係数ａ１，ａ２，ｂ１，ｂ２には、予め算出された最適な値が設定される。例えば、係数ａ１には０．６ｍＶ／ｄｅｇＣが設定され、係数ｂ１には０．１ｍＶ／ｄｅｇＣが設定される。また、係数ａ２には０．７ｍＶ／ｄｅｇＣが設定され、係数ｂ２には０．０ｍＶ／ｄｅｇＣが設定される。なお、係数ａ１，ａ２，ｂ１，ｂ２は、ルックアップテーブル１１４（図２Ｃ参照）に格納されていてもよい。
Ｖｏｆｆｓｅｔ１＝ａ２×Ｔ ・・・（式５）
Ｖｏｆｆｓｅｔ２＝ａ２×Ｔ＋ｂ２×Ｔ
＝Ｖｏｆｆｓｅｔ１＋ｂ２×Ｔ ・・・（式６）

制御部１１３は、ＰＡ２０２の出力電力に応じて、係数ａ１，ｂ１を変更することで、ＰＡ２０２の出力電力に応じて、ＰＡ２０１及びＰＡ２０２の入出力特性が変化する場合も、ＰＡ２０１に与える第１のオフセット値Ｖｏｆｆｓｅｔ１と、ＰＡ２０２に与える第２のオフセット値とを最適に算出することができる。

なお、（式３）〜（式６）では、温度情報Ｔの一次関数を用いたが、ｎ（ｎは任意の自然数）次関数を用いて、第１のオフセット値Ｖｏｆｆｓｅｔ１と、第２のオフセット値Ｖｏｆｆｓｅｔ２とが算出されてもよい。また、（式３）〜（式６）では、第１のオフセット値Ｖｏｆｆｓｅｔ１を単項式で、第２のオフセット値Ｖｏｆｆｓｅｔ２を次数２の多項式で表したが、それぞれ任意の次数の多項式で表してもよい。

また、制御部１１３は、所定の条件に応じて、ルックアップテーブル１１４から第１のオフセット値Ｖｏｆｆｓｅｔ１と、第２のオフセット値Ｖｏｆｆｓｅｔ２とを読み出す動作と、所定の関数式を用いて、第１のオフセット値Ｖｏｆｆｓｅｔ１と、第２のオフセット値Ｖｏｆｆｓｅｔ２とを算出する動作とを切り替えてもよい。すなわち、制御部１１３は、ある領域ではルックアップテーブル１１４から読み出すことで、他の領域では（式３）〜（式６）に示したような関数式を用いることで、第１のオフセット値Ｖｏｆｆｓｅｔ１と、第２のオフセット値Ｖｏｆｆｓｅｔ２とを算出することが可能である。例えば、制御部１１３は、電力調整部２２の出力電力が−１０ｄＢｍ以上（すなわち、出力電力＞＝−１０ｄＢｍ）である場合、ルックアップテーブル１１４から読み出すことで、第１のオフセット値Ｖｏｆｆｓｅｔ１と、第２のオフセット値Ｖｏｆｆｓｅｔ２とを算出する。また、電力調整部２２の出力電力が−１１ｄＢｍ未満（すなわち、出力電力＜−１１ｄＢｍ）である場合、制御部１１３は、上述した（式５）及び（式６）を用いて、第１のオフセット値Ｖｏｆｆｓｅｔ１と、第２のオフセット値Ｖｏｆｆｓｅｔ２とを算出する。

第１のオフセット値Ｖｏｆｆｓｅｔ１は、ＯＦＤＡＣ１４を介して、加算器１６に入力される。第２のオフセット値Ｖｏｆｆｓｅｔ２は、ＯＦＤＡＣ１５を介して、加算器１７に入力される。デジタルブロック１１から出力された振幅信号Ｍは、ＤＡＣ１２を介して、加算器１６、及び加算器１７にそれぞれ入力される。加算器１６は、振幅信号Ｍに第１のオフセット値Ｖｏｆｆｓｅｔ１を加算した振幅信号Ｍ１をレギュレータ１８に出力する。加算器１７は、振幅信号Ｍに第２のオフセット値Ｖｏｆｆｓｅｔ２を加算した振幅信号Ｍ２をレギュレータ１９に出力する。

レギュレータ１８は、加算器１６が出力した振幅信号Ｍ１に応じて制御された電圧Ｖｃｃ１をＰＡ２０１に供給する。典型的には、レギュレータ１８は、入力された振幅信号Ｍ１の大きさに比例した電圧Ｖｃｃ１をＰＡ２０１に供給する。レギュレータ１９は、加算器１７が出力した振幅信号Ｍ２に応じて制御された電圧Ｖｃｃ２をＰＡ２０２に供給する。典型的には、レギュレータ１９は、入力された振幅信号Ｍ２の大きさに比例した電圧Ｖｃｃ２をＰＡ２０２に供給する。なお、レギュレータ１８，１９には、スイッチングレギュレータやシリーズレギュレータなどが用いられる。

また、デジタルブロック１１から出力された位相信号Ｐは、位相変調器１３に入力される。位相変調器１３は、位相信号Ｐを位相変調して、位相変調信号ＰＭを出力する。電力調整部２２は、位相変調器１３から出力された位相変調信号ＰＭを増幅又は減衰する。ＰＡ２０１は、電力調整部２２を介して入力された位相変調信号ＰＭを加算器１６から供給された電圧Ｖｃｃ１で増幅する。ＰＡ２０２は、ＰＡ２０１で増幅された信号を加算器１７から供給された電圧Ｖｃｃ２で増幅する。ＰＡ２０２で増幅された信号は、出力端子から送信信号として出力される。ただし、ＰＡ２０２の出力電圧をＶｏｕｔと記す。

次に、本発明の第１の実施形態に係る送信回路１の効果について説明する。図３Ａ〜図３Ｃには、第１のオフセット値Ｖｏｆｆｓｅｔ１と第２のオフセット値Ｖｏｆｆｓｅｔ２とを同じ値で制御した場合の送信回路１の出力特性を示している。ただし、図３Ａ〜図３Ｃでは、ＰＡ２０１，２０２の温度が２５ｄｅｇＣのときにＶｏｆｆｓｅｔ１＝Ｖｏｆｆｓｅｔ２＝＋０ｍＶを設定している。また、ＰＡ２０１，２０２の温度が７５ｄｅｇＣのときにＶｏｆｆｓｅｔ１＝Ｖｏｆｆｓｅｔ２＝＋３０ｍＶ（＋０＋３０ｍＶ）を設定している。また、ＰＡ２０１，２０２の温度が−２５ｄｅｇＣのときにＶｏｆｆｓｅｔ１＝Ｖｏｆｆｓｅｔ２＝−３０ｍＶ（＋０−３０ｍＶ）を設定している。

図４Ａ〜図４Ｃには、第１のオフセット値Ｖｏｆｆｓｅｔ１と第２のオフセット値Ｖｏｆｆｓｅｔ２とを個別に制御した場合の送信回路１の出力特性を示している。ただし、図４Ａ〜図４Ｃでは、ＰＡ２０１，２０２の温度が２５ｄｅｇＣのときにＶｏｆｆｓｅｔ１＝Ｖｏｆｆｓｅｔ２＝＋０ｍＶを設定している。また、ＰＡ２０１，２０２の温度が７５ｄｅｇＣのときにＶｏｆｆｓｅｔ１＝＋３５ｍＶ（＋０＋３５ｍＶ）、Ｖｏｆｆｓｅｔ２＝＋３０ｍＶ（＋０＋３０ｍＶ）を設定している。また、ＰＡ２０１，２０２の温度が−２５ｄｅｇＣのときにＶｏｆｆｓｅｔ１＝−３５ｍＶ（＋０−３５ｍＶ）、Ｖｏｆｆｓｅｔ２＝−３０ｍＶ（＋０−３０ｍＶ）を設定している。

図３Ａ及び図４ＡにはＶｃｃ２−Ｖｏｕｔ特性を、図３Ｂ及び図４ＢにはＤＡＣ出力Ｖｄａｃ−Ｖｏｕｔ特性を、図３Ｃ及び図４ＣにはΔＰｏｕｔ、ＡＣＬＲ特性を示している。ただし、ＤＡＣ１２の出力電圧をＤＡＣ出力Ｖｄａｃと、ＰＡ２０２の出力電力の変化をΔＰｏｕｔと記す。

第１のオフセット値Ｖｏｆｆｓｅｔ１と第２のオフセット値Ｖｏｆｆｓｅｔ２とを同じ値で制御した場合の送信回路１の出力特性は、図３Ｂ及び図３Ｃの点線で囲む領域のように、ＰＡ２０１，２０２の温度変化時にパワー調整されるが、歪みの劣化が大きい領域が存在している。一方、第１のオフセット値Ｖｏｆｆｓｅｔ１と第２のオフセット値Ｖｏｆｆｓｅｔ２とを個別に制御した場合の送信回路１の出力特性は、図４Ｂ及び図４Ｃに示すように、ＰＡ２０１，２０２の温度変化時にパワー調整され、かつ歪みの劣化も小さくなっている。

このように、本発明の第１の実施形態に係る送信回路１は、ＰＡ２０１に与える第１のオフセット値Ｖｏｆｆｓｅｔ１と、ＰＡ２０２に与える第２のオフセット値Ｖｏｆｆｓｅｔ２との値を個別に制御することで、ＰＡ２０１及びＰＡ２０２を含む増幅回路２０のオフセット電圧及び感度特性を同時に補正している。

次に、ＰＡ２０１に与える第１のオフセット値Ｖｏｆｆｓｅｔ１と、ＰＡ２０２に与える第２のオフセット値Ｖｏｆｆｓｅｔ２とを個別に制御することで、増幅回路２０のオフセット電圧及び感度特性を同時に補正できる理由について説明する。図５は、増幅回路２０の入出力の関係を詳細に示すブロック図である。図６は、第１のオフセット値Ｖｏｆｆｓｅｔ１と第２のオフセット値Ｖｏｆｆｓｅｔ２とを同じ値で制御した場合（すなわち、Ｖｃｃ１＝Ｖｃｃ２である場合）のＶｃｃ１−Ｖｏｕｔ１特性（ａ）、及びＶｃｃ２−Ｖｏｕｔ２特性（ｂ）を示している。図７は、第１のオフセット値Ｖｏｆｆｓｅｔ１と第２のオフセット値Ｖｏｆｆｓｅｔ２とを個別に制御した場合（すなわち、Ｖｃｃ１＝Ｖｃｃ２＋５ｍＶである場合）のＶｃｃ１−Ｖｏｕｔ１特性（ａ）、及びＶｃｃ２−Ｖｏｕｔ２特性（ｂ）を示している。

図６に示すように、Ｖｃｃ１＝Ｖｃｃ２である場合、ＰＡ２０１，２０２の温度上昇（２５ｄｅｇＣ→７５ｄｅｇＣ）により、後段のＰＡ２０２における低Ｖｃｃ領域の飽和度が低下する場合がある。一方、図７に示すように、ＰＡ２０１，２０２の温度上昇（２５ｄｅｇＣ→７５ｄｅｇＣ）に伴って、Ｖｃｃ１をＶｃｃ２に対して増大させることにより、後段のＰＡ２０２における低Ｖｃｃ領域の飽和度を改善できる場合がある。すなわち、送信回路１は、第１のオフセット値Ｖｏｆｆｓｅｔ１と、第２のオフセット値Ｖｏｆｆｓｅｔ２とを個別に制御し、後段のＰＡ２０２の低Ｖｃｃ領域の飽和度を改善させることで、増幅回路２０のオフセット電圧及び感度特性を同時に補正することが可能となる。

以上のように、本発明の第１の実施形態に係る送信回路１によれば、ＰＡ２０１に与える第１のオフセット値Ｖｏｆｆｓｅｔ１と、ＰＡ２０２に与える第２のオフセット値Ｖｏｆｆｓｅｔ２とを個別に制御することで、ＰＡ２０１及びＰＡ２０２を含む増幅回路２０のオフセット電圧及び感度特性を補正することができる。これによって、送信回路１は、低歪みかつ高効率に動作することができる。

なお、上述した説明では、第１の実施形態に係る送信回路１は、ＯＦＤＡＣ１４，１５、加算器１６，１７、レギュレータ１８，１９、及びＰＡ２０１，２０２をそれぞれ２つずつ備える構成としたが、これらを３つ以上備える構成であってもよい。このような場合も、送信回路１は、３つ以上のＰＡに与えるオフセット値を個別に制御することで、３つ以上のＰＡを含む増幅回路２０のオフセット電圧及び感度特性を補正することができる。

また、本発明の第１の実施形態に係る送信回路１は、例えば、図８に示す送信回路１ａのように構成することもできる。図８は、本発明の第１の実施形態に係る送信回路１ａの構成の一例を示すブロック図である。図８において、送信回路１ａは、送信回路１と比較して、デジタルブロック１１ａと加算器１６との間にＤＡＣ２３をさらに備える。このような場合、デジタルブロック１１ａから出力された振幅信号は、ＤＡＣ２３を介して加算器１６に、ＤＡＣ１２を介して加算器１７にそれぞれ入力される。送信回路１ａは、送信回路１と同様の効果を得ることができる。

（第２の実施形態）
図９は、本発明の第２の実施形態に係る通信機器の構成の一例を示すブロック図である。図９を参照して、第２の実施形態に係る通信機器２００は、送信回路２１０、受信回路２２０、アンテナ共用器２３０、及びアンテナ２４０を備える。送信回路２１０は、上述した第１の実施形態に記載の送信回路である。アンテナ共用器２３０は、送信回路２１０から出力された送信信号をアンテナ２４０に伝達し、受信回路２２０に送信信号が漏れるのを防ぐ。また、アンテナ共用器２３０は、アンテナ２４０から入力された受信信号を受信回路２２０に伝達し、受信信号が送信回路２１０に漏れるのを防ぐ。

従って、送信信号は、送信回路２１０から出力され、アンテナ共用器２３０を介してアンテナ２４０から空間に放出される。受信信号は、アンテナ２４０で受信され、アンテナ共用器２３０を介して受信回路２２０で受信される。第２の実施形態に係る通信機器２００は、第１の実施形態に係る送信回路を用いることで、送信信号の線形性を確保しつつ、かつ無線装置としての低歪みを実現することができる。また、送信回路２１０の出力に方向性結合器などの分岐がないため、送信回路２１０からアンテナ２４０までの損失を低減することが可能であり、送信時の消費電力を低減することができ、無線通信機器として、長時間の使用が可能となる。なお、通信機器２００は、送信回路２１０とアンテナ２４０とのみを備えた構成であってもよい。

本発明に係る送信回路は、携帯電話や無線ＬＡＮなどの通信機器等に適用することができる。

本発明の第１の実施形態に係る送信回路１の構成の一例を示すブロック図 ルックアップテーブル１１４に記憶されているオフセット値の一例を示す図 ルックアップテーブル１１４に記憶されている係数ａ１，ｂ１の一例を示す図 ルックアップテーブル１１４に記憶されている係数ａ１，ａ２，ｂ１，ｂ２の一例を示す図 Ｖｏｆｆｓｅｔ１＝Ｖｏｆｆｓｅｔ２である場合のＶｃｃ２−Ｖｏｕｔ特性の一例を示す図 Ｖｏｆｆｓｅｔ１＝Ｖｏｆｆｓｅｔ２である場合のＶｄａｃ−Ｖｏｕｔ特性の一例を示す図 Ｖｏｆｆｓｅｔ１＝Ｖｏｆｆｓｅｔ２である場合のΔＰｏｕｔ及びＡＣＬＲ特性の一例を示す図 Ｖｏｆｆｓｅｔ１とＶｏｆｆｓｅｔ２とを個別に制御した場合のＶｃｃ２−Ｖｏｕｔ特性の一例を示す図 Ｖｏｆｆｓｅｔ１とＶｏｆｆｓｅｔ２とを個別に制御した場合のＶｄａｃ−Ｖｏｕｔ特性の一例を示す図 Ｖｏｆｆｓｅｔ１とＶｏｆｆｓｅｔ２とを個別に制御した場合のΔＰｏｕｔ及びＡＣＬＲ特性の一例を示す図 増幅回路２０の入出力の関係を詳細に示すブロック図 Ｖｃｃ１＝Ｖｃｃ２である場合のＶｃｃ１−Ｖｏｕｔ１特性（ａ）、及びＶｃｃ２−Ｖｏｕｔ２特性（ｂ）を示す図 Ｖｃｃ１＝Ｖｃｃ２＋２０ｍＶである場合のＶｃｃ１−Ｖｏｕｔ１特性（ａ）、及びＶｃｃ２−Ｖｏｕｔ２特性（ｂ）を示す図 本発明の第１の実施形態に係る送信回路１ａの構成の一例を示すブロック図 本発明の第２の実施形態に係る通信機器の構成の一例を示すブロック図 従来の送信回路５００の構成の一例を示すブロック図 温度によるＰＡ５０４のオフセット特性の変化の一例を示す図 従来の送信回路６００の構成の一例を示すブロック図 温度によるＰＡ５０４の感度特性の変化の一例を示す図

符号の説明

１，１ａ 送信回路
１１ デジタルブロック
１１１ 信号発生部
１１２ 歪み補償部
１３ 位相変調器
１４，１５ ＤＦＤＡＣ
１２，２３ ＤＡＣ
１６，１７ 加算器
１８，１９ レギュレータ
２０ 増幅回路
２０１，２０２ ＰＡ
２１ 温度測定部
２２ 電力調整部
２００ 通信機器
２１０ 送信回路
２２０ 受信回路
２３０ アンテナ共用器
２４０ アンテナ
５００，６００ 送信回路
５０１ 信号生成部
５０２ 位相変調器
５０３ レギュレータ
５０４ ＰＡ
５０５ 電源端子
６０１ 温度測定部
６０２ オフセット補正部

Claims (9)

1. 複数のパワーアンプから構成される増幅回路を備えた送信回路であって、
   前記複数のパワーアンプは、少なくとも第１のパワーアンプと第２のパワーアンプとを含んでおり、
   振幅信号、及び位相信号を発生すると共に、前記第１のパワーアンプ、及び前記第２のパワーアンプのオフセット特性を補正するために第１のオフセット値、及び第２のオフセット値を出力するデジタルブロックと、
   前記振幅信号をアナログ信号に変換して、第１の経路と第２の経路とに分岐して出力すると共に、前記第１のオフセット値及び前記第２のオフセット値をアナログ信号に変換して、前記第１の経路と前記第２の経路とにそれぞれ出力するＤＡＣブロックと、
   前記第１の経路に出力された振幅信号に、前記第１のオフセット値を加算して出力する第１の加算器と、
   前記第２の経路に出力された振幅信号に、前記第２のオフセット値を加算して出力する第２の加算器と、
   前記位相信号を位相変調して位相変調信号を出力する位相変調器と、
   前記位相変調器から出力された位相変調信号を増幅または減衰する電力調整部と、
   前記電力調整部から出力された位相変調信号を増幅する第１のパワーアンプと、
   前記第１のパワーアンプの出力信号を増幅する第２のパワーアンプと、
   前記第１のパワーアンプに前記第１の加算器から出力された振幅信号に応じて制御された電圧を供給する第１のレギュレータと、
   前記第２のパワーアンプに前記第２の加算器から出力された振幅信号に応じて制御された電圧を供給する第２のレギュレータと、
   前記増幅回路の温度情報を測定する温度測定部とを備え、
   前記デジタルブロックは、前記温度測定部が測定した温度情報に応じて、前記第１のオフセット値、及び前記第２のオフセット値を個別に制御することを特徴とする、送信回路。
2. 前記デジタルブロックは、
   前記振幅信号、及び前記位相信号を発生させる信号発生部と、
   前記振幅信号、及び前記位相信号の歪みを補償する歪み補償部と、
   前記第１のオフセット値、及び前記第２のオフセット値を記憶したルックアップテーブルと、
   前記温度測定部が測定した温度情報に応じて、前記ルックアップテーブルから前記第１のオフセット値、及び前記第２のオフセット値を読み出して出力する制御部とを含むことを特徴とする、請求項１に記載の送信回路。
3. 前記デジタルブロックは、
   前記振幅信号、及び前記位相信号を発生させる信号発生部と、
   前記振幅信号、及び前記位相信号の歪みを補償する歪み補償部と、
   前記温度測定部が測定した温度情報を前記第１のオフセット値、及び前記第２のオフセット値と関連付ける数学関数を用いて、前記第１のオフセット値、及び前記第２のオフセット値を算出する制御部とを含むことを特徴とする、請求項１に記載の送信回路。
4. 前記制御部は、前記温度測定部が測定した温度情報と第１の係数との積を前記第１のオフセット値として算出し、前記第１のオフセット値と、前記温度測定部が測定した温度情報と第２の係数との積との和を前記第２のオフセット値として算出することを特徴とする、請求項３に記載の送信回路。
5. 前記制御部は、前記第２のパワーアンプの出力電力に応じて、前記第１の係数、及び前記第２の係数を変更することを特徴とする、請求項４に記載の送信回路。
6. 前記ＤＡＣブロックは、
   前記デジタルブロックから出力された振幅信号をアナログ信号に変換して、前記第１の経路と前記第２の経路とに分岐して出力するＤＡコンバータと、
   前記デジタルブロックから出力された第１のオフセット値をアナログ信号に変換して、前記第１の経路に出力する第１のオフセットＤＡコンバータと、
   前記デジタルブロックから出力された第２のオフセット値をアナログ信号に変換して、前記第２の経路に出力する第２のオフセットＤＡコンバータとを含むことを特徴とする、請求項１に記載の送信回路。
7. 前記ＤＡＣブロックは、
   前記デジタルブロックから出力された振幅信号をアナログ信号に変換して、前記第１の経路に出力する第１のＤＡコンバータと、
   前記デジタルブロックから出力された振幅信号をアナログ信号に変換して、前記第２の経路に出力する第２のＤＡコンバータと、
   前記デジタルブロックから出力された第１のオフセット値をアナログ信号に変換して、前記第１の経路に出力する第１のオフセットＤＡコンバータと、
   前記デジタルブロックから出力された第２のオフセット値をアナログ信号に変換して、前記第２の経路に出力する第２のオフセットＤＡコンバータとを含むことを特徴とする、請求項１に記載の送信回路。
8. 通信機器であって、
   送信信号を生成する送信回路と、
   前記送信回路で生成された送信信号を出力するアンテナとを備え、
   前記送信回路は、請求項１に記載の送信回路であることを特徴とする、通信機器。
9. 前記アンテナから受信した受信信号を処理する受信回路と、
   前記送信回路で生成された送信信号を前記アンテナに出力し、前記アンテナから受信した受信信号を前記受信回路に出力するアンテナ共用器とをさらに備えることを特徴とする、請求項８に記載の通信機器。

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