JP2010016794A - Power amplifying apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電力増幅装置に関し、特に例えばＵＨＦ帯の地上デジタルテレビ放送用送信機で使用される電力増幅装置に関する。 The present invention relates to a power amplifying apparatus, and more particularly to a power amplifying apparatus used in, for example, a UHF band terrestrial digital television broadcast transmitter.
周知のように、地上デジタルテレビ放送では、ＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ；直交波周波数分割多重）変調信号が用いられている。このように、最近の地上デジタル変調波は、多くの情報を送るために複雑なＯＦＤＭ変調方式を採用しており、地上デジタル放送用信号では、信号の平均パワー値と信号の最大パワーピーク値の比が、約１０倍にもなっている。 As is well known, OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) modulated signals are used in digital terrestrial television broadcasting. In this way, recent terrestrial digital modulation waves employ a complex OFDM modulation scheme to transmit a large amount of information. In a terrestrial digital broadcast signal, the average power value of the signal and the maximum power peak value of the signal The ratio is about 10 times.
信号の最大パワーピーク値が信号の平均パワー値の１０倍もあると、信号の最大パワーピーク値の効率に比べて信号の平均パワー値の効率は大きく悪化する。しかし、実際の地上デジタル放送用信号の大部分は、効率の良いパワーの大きな信号ではなく効率の悪いパワーの小さな信号である。 If the maximum power peak value of the signal is 10 times the average power value of the signal, the efficiency of the average power value of the signal is greatly deteriorated compared to the efficiency of the maximum power peak value of the signal. However, most of the actual terrestrial digital broadcasting signals are not efficient high power signals but low efficient low power signals.
一般に、電力増幅器は、大きなバイアス電圧では大きなパワーが出るが効率は悪く、低いバイアス電圧では大きなパワーを出せない特長がある。大きなパワーを出すには大きなバイアス電圧が必要であるが、高いバイアス電圧をかけて小さいパワーしか出さない場合には効率が悪くなる。 In general, a power amplifier has a feature that a large amount of power is produced at a large bias voltage, but the efficiency is low, and a large amount of power cannot be produced at a low bias voltage. A large bias voltage is required to generate a large amount of power. However, when only a small amount of power is generated by applying a high bias voltage, the efficiency is deteriorated.
地上デジタルテレビ放送の送信機に用いられる電力増幅器には高い線形性が要求されるため、電力増幅器は飽和電力よりもかなり低い信号レベルで使用される。 Since power amplifiers used in digital terrestrial television broadcast transmitters require high linearity, power amplifiers are used at signal levels that are considerably lower than saturation power.
このように電力増幅器は、飽和電力よりもかなり低い信号レベルで使用されることから、電力増幅器は大型化し、消費電力も大きくなり、そのことが製品コストの上昇の原因となるため、電力増幅器の高効率化が求められている。 Since the power amplifier is used at a signal level considerably lower than the saturated power in this way, the power amplifier becomes larger and consumes more power, which increases the product cost. High efficiency is required.
電力増幅器の高効率化を得るための解決方法の１つとして、電力増幅器の電源電圧を電力増幅器の入力信号の振幅に応じて異なる２つの電圧に切り替えて電力増幅器に供給する２電圧切替供給方法がある。大きいパワーを出す時には大きい電圧を電力増幅器にかけ、小さいパワーを出す時には低い電圧を電力増幅器にかけて電力増幅器の効率を改善する。 As one of the solutions for obtaining high efficiency of the power amplifier, a two-voltage switching supply method for switching the power supply voltage of the power amplifier to two different voltages according to the amplitude of the input signal of the power amplifier and supplying the power amplifier There is. A large voltage is applied to the power amplifier when a large power is output, and a low voltage is applied to the power amplifier when a small power is output to improve the efficiency of the power amplifier.
このように電力増幅器の高効率化を図る技術としては、特許文献１に開示されている。図１５にはこの従来の電力増幅装置を示しており、この電力増幅装置では、接地配線型の固定電圧電源１０６と非接地配線型の直流電源であるフローティング固定電圧電源１２１が接続されており、電源切替スイッチ１０５がフローティング固定電圧電源１２１と電力増幅器１０１の間に接続されている。
A technique for improving the efficiency of the power amplifier is disclosed in
振幅変調された入力信号の振幅成分が閾値以上の時には、電源切替スイッチ１０５が切り替えられて、接地配線型の固定電圧電源１０６の電圧Ｅ１と非接地配線型のフローティング固定電圧電源１２１の電圧Ｅ２とが積み上げられた電源電圧（Ｅ１＋Ｅ２）を選択して、この選択された電源電圧（Ｅ１＋Ｅ２）が電力増幅器１０１へ供給される。また、入力信号の振幅成分が閾値未満の時には、電源切替スイッチ１０５が切り替えられて、接地配線型の固定電圧電源１０６を選択し、この選択された接地配線型の固定電圧電源１０６の電源電圧Ｅ１が電力増幅器１０１へ供給される。
When the amplitude component of the amplitude-modulated input signal is equal to or greater than the threshold value, the power
しかも、フローティング固定電圧電源１２１が選択された時に、接地配線型の固定電圧電源１０６と電源切替スイッチ１０５の出力側との間には、電流の逆流を阻止する向きにダイオード１０８が接続されている。これにより、電源切替スイッチ１０５の切り替え動作に伴う電源電圧の瞬断時には、接地配線型の固定電圧電源１０６の電源電圧Ｅ１がこのダイオード１０８を介して、電力増幅器１０１に供給され、電力増幅器１０１の動作が損なわれることを防止している（例えば、特許文献１の図６を参照）。
In addition, when the floating fixed
また、増幅器の電源レベルを送信信号レベルに応じて切り替えることが、特許文献２に開示されている。
上述した特許文献１に開示された従来技術では、入力信号の振幅成分が閾値以上の時には、接地配線型の固定電圧電源１０６の電圧と非接地配線型のフローティング固定電圧電源１２１の電圧とが積み上げられた電源電圧（Ｅ１＋Ｅ２）が選択される。しかし、作業者が接地配線型の固定電圧電源１０６の電源電圧Ｅ１（低い電圧）の値を変更しようとすると、この変更に伴い一緒に電源電圧（Ｅ１＋Ｅ２）（高い電圧）も同時に変更されてしまう。このため、低い電源電圧と高い電源電圧を別々に設定したい場合に、大変不便であるという問題があった。
In the prior art disclosed in
また、特許文献２に開示された従来技術では、電源回路の立ち上がり時間と立ち下がり時間における遅延時間の差が考慮されていない。例えば、電源電圧の瞬断防止用ダイオード１０８を用いる従来の方式では、電源切替スイッチ１０５は、２値切り替えスイッチではなく高い電源電圧側にのみＯＮ／ＯＦＦスイッチを挿入する使い方となる。通常このＯＮ／ＯＦＦスイッチにおいては、ＯＮからＯＦＦに切り替わる時間とＯＦＦからＯＮに切り替わる時間が等しくなく、両切り替わる時間には時間差があるために、入力信号の振幅成分の閾値を下から上に横切る場合と、上から下に横切る場合とでは、スイッチの切り替えに異なる時間遅れが生じるので、所望の入力信号の振幅で電源電圧を切り替えることが困難であるという問題があった。
Further, in the prior art disclosed in
さらに、図１５に示す従来の電力増幅装置は、電源切替スイッチ１０５により電力増幅器１０１に対する供給電圧の切替（電源電圧Ｅ１から電源電圧（Ｅ１＋Ｅ２）への切替、あるいは電源電圧（Ｅ１＋Ｅ２）から電源電圧Ｅ１への切替）が行われる際に、当該供給電圧に応じて利得及び通過位相の値を変化させる場合がある。図１６は、従来の電力増幅装置において入力電力に対する振幅及び通過位相の例を示す図である。図１６において、従来の電力増幅装置の電源切替スイッチ１０５は、入力電力が２５ｄＢｍの際に電力増幅器１０１に対するバイアス電圧（供給電圧）を１５Ｖから３２Ｖに切り替えている。その結果、電力増幅器１０１の振幅及び通過位相は、図１６に示すように、バイアス電圧切替時にステップ状に変化する場合がある。これにより、ＡＣＬＲ（Ａｄｊａｃｅｎｔ Ｃｈａｎｎｅｌ Ｌｅａｋａｇｅ Ｐｏｗｅｒ Ｒａｔｉｏ；隣接チャネル漏洩電力比）等の歪特性が悪化するため、当該電力増幅装置を使用した放送用送信機は、通信品質が悪化してしまう。
Further, the conventional power amplifying apparatus shown in FIG. 15 switches the supply voltage to the power amplifier 101 (switching from the power supply voltage E1 to the power supply voltage (E1 + E2), or from the power supply voltage (E1 + E2) to the power supply voltage E1. When switching to (1) is performed, the values of the gain and the passing phase may be changed in accordance with the supply voltage. FIG. 16 is a diagram illustrating an example of amplitude and passing phase with respect to input power in a conventional power amplifying apparatus. In FIG. 16, the power
そこで、本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、設定したい複数の異なる電源電圧値が連動して変化せずに個別に設定が可能であり、増幅器の供給電圧を切り替えた場合にも出力信号の振幅及び通過位相の変動を抑えて効率改善に寄与する電力増幅装置を提供することである。 Therefore, the present invention has been made to solve the above problems, and the object of the present invention is that a plurality of different power supply voltage values to be set can be individually set without changing in conjunction with each other. An object of the present invention is to provide a power amplifying device that contributes to improving efficiency by suppressing fluctuations in the amplitude and passing phase of an output signal even when the supply voltage is switched.
上記目的を達成するため、本発明に係る電力増幅装置の第１の特徴は、振幅変調された入力信号を電力増幅する第１増幅器と、前記入力信号の振幅によって制御信号を発生する制御信号発生器と、第１電源電圧を発生する第１接地配線型固定電圧電源と、前記第１電源電圧よりも高い第２電源電圧を発生する第２接地配線型固定電圧電源と、前記第２接地配線型固定電圧電源の出力側に配置され、前記第２接地配線型固定電圧電源から供給される前記第２電源電圧を、前記制御信号発生器の前記制御信号に基づいて前記第１増幅器へ供給又は遮断する第１電源切替部と、前記第１接地配線型固定電圧電源と前記第１増幅器との間に配置され、前記第１電源電圧より高い電圧で、前記第１接地配線型固定電圧電源へ電流が逆流するのを阻止する第１電流逆流阻止部と、を備えることにある。 In order to achieve the above object, a first feature of a power amplifying device according to the present invention is that a first amplifier that amplifies power of an amplitude-modulated input signal and a control signal generation that generates a control signal according to the amplitude of the input signal. A first ground wiring type fixed voltage power source for generating a first power source voltage, a second ground wiring type fixed voltage power source for generating a second power source voltage higher than the first power source voltage, and the second ground wiring. The second power supply voltage, which is disposed on the output side of the fixed type voltage power supply and is supplied from the second ground wiring type fixed voltage power supply, is supplied to the first amplifier based on the control signal of the control signal generator, or The first power supply switching unit to be cut off, and disposed between the first ground wiring type fixed voltage power source and the first amplifier, to the first ground wiring type fixed voltage power source at a voltage higher than the first power supply voltage. Prevent current from flowing backwards In further comprising 1 current backflow preventing portion.
上記目的を達成するため、本発明に係る電力増幅装置の第２の特徴は、前記第１電源電圧より高く、かつ前記第２電源電圧より低いそれぞれ異なる１又は複数の第３電源電圧を発生する１又は複数の第３接地配線型固定電圧電源と、前記１又は複数の第３接地配線型固定電圧電源の出力側にそれぞれ配置され、前記１又は複数の第３接地配線型固定電圧電源からそれぞれ供給される前記１又は複数の第３電源電圧を、前記制御信号発生器の前記制御信号に基づいて前記第１増幅器へ供給又は遮断する１又は複数の第２電源切替部と、前記１又は複数の第３接地配線型固定電圧電源と前記第１増幅器との間にそれぞれ配置され、当該第２電流逆流阻止部に接続された前記第３接地配線型固定電圧電源が供給する前記第３の電源電圧より高い電圧で、当該第２電流逆流阻止部に接続された前記第３接地配線型固定電圧電源へ電流が逆流するのを阻止する１又は複数の第２電流逆流阻止部と、を更に備えたことにある。 In order to achieve the above object, a second feature of the power amplifying device according to the present invention is to generate one or a plurality of different third power supply voltages that are higher than the first power supply voltage and lower than the second power supply voltage. One or a plurality of third ground wiring type fixed voltage power supplies and one or a plurality of third ground wiring type fixed voltage power supplies respectively disposed on the output side of the one or a plurality of third ground wiring type fixed voltage power supplies. One or a plurality of second power supply switching units for supplying or cutting off the supplied one or a plurality of third power supply voltages to the first amplifier based on the control signal of the control signal generator; The third power supply that is provided between the third ground wiring type fixed voltage power source and the first amplifier and that is supplied from the third ground wiring type fixed voltage power source connected to the second current backflow prevention unit. Voltage higher than voltage , In the current to the second current is connected to the reverse current blocking unit a third ground line type fixed voltage power supply is further provided with one or a plurality of second current backflow preventing portion for preventing the backflow.
上記目的を達成するため、本発明に係る電力増幅装置の第３の特徴は、前記制御信号発生器は、異なる前記入力信号の振幅の値に基づいて前記制御信号を発生することを特徴とすることにある。 In order to achieve the above object, a third feature of the power amplifying apparatus according to the present invention is that the control signal generator generates the control signal based on the amplitude value of the different input signals. There is.
上記目的を達成するため、本発明に係る電力増幅装置の第４の特徴は、前記制御信号発生器は、前記入力信号のエンベロープの振幅の値に基づいて前記制御信号を発生することにある。 In order to achieve the above object, a fourth feature of the power amplifying apparatus according to the present invention is that the control signal generator generates the control signal based on an amplitude value of an envelope of the input signal.
上記目的を達成するため、本発明に係る電力増幅装置の第５の特徴は、前記制御信号発生器は、前記第１電源切替部及び前記１又は複数の第２電源切替部にそれぞれ対応した複数の閾値を有し、前記入力信号のエンベロープの振幅の値に基づいて、前記第１電源切替部及び前記１又は複数の第２電源切替部に対して、前記１又は複数の第３電源電圧又は前記第２電源電圧を、前記第１増幅器へ供給又は遮断させるための前記制御信号を発生することにある。 In order to achieve the above object, a fifth feature of the power amplifying apparatus according to the present invention is that the control signal generator includes a plurality of control signals corresponding to the first power supply switching unit and the one or more second power supply switching units, respectively. And the first power supply switching unit and the one or more second power supply switching units based on the amplitude value of the envelope of the input signal. It is to generate the control signal for supplying or cutting off the second power supply voltage to the first amplifier.
上記目的を達成するため、本発明に係る電力増幅装置の第６の特徴は、前記第１電流逆流阻止部及び／又は前記１又は複数の第２電流逆流阻止部は、それぞれダイオードであることにある。 In order to achieve the above object, a sixth feature of the power amplifying device according to the present invention is that the first current backflow prevention unit and / or the one or more second current backflow prevention units are diodes. is there.
上記目的を達成するため、本発明に係る電力増幅装置の第７の特徴は、前記制御信号発生器により発生した制御信号に基づいて第２制御信号を生成する制御回路と、前記制御回路により生成された第２制御信号に基づいて前記入力信号の振幅を調整する可変減衰器と、前記制御回路により生成された第２制御信号に基づいて前記入力信号の位相を調整する可変移相器と、を備えたことにある。 In order to achieve the above object, a seventh characteristic of the power amplifying device according to the present invention is a control circuit that generates a second control signal based on a control signal generated by the control signal generator, and a control circuit that generates the second control signal. A variable attenuator that adjusts the amplitude of the input signal based on the second control signal, a variable phase shifter that adjusts the phase of the input signal based on the second control signal generated by the control circuit; It is in having.
上記目的を達成するため、本発明に係る電力増幅装置の第８の特徴は、前記入力信号の振幅に応じて前記入力信号の振幅及び位相を調整する歪補償器を備えたことにある。 In order to achieve the above object, an eighth feature of the power amplifying apparatus according to the present invention is that a distortion compensator for adjusting the amplitude and phase of the input signal in accordance with the amplitude of the input signal is provided.
上記目的を達成するため、本発明に係る電力増幅装置の第９の特徴は、前記第１増幅器の入力側に設けられ前記入力信号を電力増幅する第２増幅器と、第４電源電圧を発生する第４接地配線型固定電圧電源と、前記第４電源電圧よりも高い第５電源電圧を発生する第５接地配線型固定電圧電源と、前記制御信号発生器により発生した制御信号を反転させた反転制御信号を生成するインバータと、前記インバータにより生成された反転制御信号に基づいて前記第４電源電圧と前記第５電源電圧とのいずれかを選択して前記第２増幅器に供給する第３電源切替部と、前記第４接地配線型固定電圧電源と前記第２増幅器との間に配置され、前記第３電源切替部が前記第５電源電圧を選択した際に前記第４接地配線型固定電圧電源へ電流が逆流するのを阻止する第３電流逆流阻止部と、を備えたことにある。 In order to achieve the above object, according to a ninth aspect of the power amplifying apparatus of the present invention, a second amplifier provided on the input side of the first amplifier for amplifying the power of the input signal and a fourth power supply voltage are generated. A fourth ground wiring type fixed voltage power source, a fifth ground wiring type fixed voltage power source generating a fifth power source voltage higher than the fourth power source voltage, and an inversion obtained by inverting the control signal generated by the control signal generator An inverter for generating a control signal, and a third power supply switching for selecting either the fourth power supply voltage or the fifth power supply voltage based on the inversion control signal generated by the inverter and supplying the selected voltage to the second amplifier , The fourth ground wiring type fixed voltage power source and the second amplifier, and when the third power source switching unit selects the fifth power source voltage, the fourth ground wiring type fixed voltage power source. The current flows back to In further comprising a third current backflow blocking unit for blocking, the.
上記目的を達成するため、本発明に係る電力増幅装置の第１０の特徴は、前記第１増幅器に電圧が供給されるタイミングに一致するように前記入力信号が前記第１増幅器に入力されるタイミングを調節する調節回路を備えたことにある。 In order to achieve the above object, according to a tenth feature of the power amplifying apparatus of the present invention, a timing at which the input signal is input to the first amplifier so as to coincide with a timing at which a voltage is supplied to the first amplifier. Is provided with an adjusting circuit for adjusting.
本発明によれば、設定したい複数の異なる電源電圧値が連動して変化せずに個別に設定が可能であり、増幅器の供給電圧を切り替えた場合にも出力信号の振幅及び通過位相の変動を抑えて効率改善に寄与する電力増幅装置が提供できる。 According to the present invention, it is possible to individually set a plurality of different power supply voltage values to be set without changing in conjunction with each other, and even when the supply voltage of the amplifier is switched, fluctuations in the amplitude and passing phase of the output signal are reduced. It is possible to provide a power amplifying apparatus that suppresses and contributes to efficiency improvement.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。 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の電力増幅装置を示している回路図である。図１を参照して、電力増幅装置５０の回路構成を説明する。
FIG. 1 is a circuit diagram showing a power amplifying apparatus according to
図１に示す電力増幅装置５０は、エンベロープ・トラッキング型２電圧切替方式の電力増幅装置であり、地上デジタルテレビ放送用の送信機に用いられる。電力増幅装置５０は、電力増幅器１と、第１接地配線型固定電圧電源６と、第２接地配線型固定電圧電源７と、電源切替スイッチ５と、ダイオード８と、制御信号発生器１１とを備える。電源切替スイッチ５は電源切替部の一例である。
A
制御信号発生器１１は、カプラ２と、振幅検出器３と、コンパレータ４を有しており、入力信号Ｓの振幅によって制御信号２０を発生する。振幅変調された入力信号Ｓがカプラ２を通じて電力増幅器１に供給されるようになっている。電力増幅器１は、本発明の第１増幅器に対応し、振幅変調された入力信号Ｓを電力増幅して出力信号Ｐを発生する。入力信号Ｓは、搬送波ＣとエンベロープＥＶを含む高周波変調波（ＲＦ変調波）である。
The
図１に示すカプラ２は、入力信号Ｓの入力によりこの入力信号Ｓの一部を取り出して、振幅検出器３に供給する。振幅検出器３は、カプラ２により取り出された入力信号Ｓの振幅成分を検出するもので、例えば包絡線検出器である。従って、振幅検出器３は、入力信号Ｓの一部からエンベロープＥＶを取り出してコンパレータ４に供給するようになっている。
The
図１に示すコンパレータ４は、電源切替スイッチ５に接続されている。コンパレータ４は、振幅検出器３で検出されたエンベロープＥＶの振幅成分の大きさを、予め定めた閾値で判定して、その判定に従って電源切替スイッチ５を切り替えるための制御信号２０を電源切替スイッチ５に対して発生する。すなわち、制御信号発生器１１は、入力信号ＳのエンベロープＥＶの振幅の値に基づいて制御信号２０を発生する。
The
図１に示す電源切替スイッチ５と第１接地配線型固定電圧電源６と第２接地配線型固定電圧電源７は、電圧切替回路１０を構成している。電源切替スイッチ５は、本発明の第１電源切替部に対応し、第２接地配線型固定電圧電源７の出力側に配置され、第２接地配線型固定電圧電源７から供給される第２電源電圧Ｅ２を、制御信号発生器１１の制御信号２０に基づいて電力増幅器１へ供給又は遮断する。言い換えると、電源切替スイッチ５は、制御信号発生器１１から入力された制御信号２０に従って、第１接地配線型固定電圧電源６と第２接地配線型固定電圧電源７を切り替えて、第１接地配線型固定電圧電源６の第１電源電圧Ｅ１と第２接地配線型固定電圧電源７の第２電源電圧Ｅ２を選択するようになっている。ここで、第２接地配線型固定電圧電源７の第２電源電圧Ｅ２は、第１接地配線型固定電圧電源６の第１電源電圧Ｅ１に比べて大きい値に設定されている。
The
図１に示すように、第２接地配線型固定電圧電源７のマイナス極が接地され、第２接地配線型固定電圧電源７の＋極が電源切替スイッチ５の切替用の接点５Ｂに接続されている。電源切替スイッチ５のもう１つの切替用の接点５Ｃは開放接点であり、接点５Ｄは電力増幅器１の電源電圧入力用のポートに接続されている。
As shown in FIG. 1, the negative pole of the second ground wiring type fixed
図１に示すように、第１接地配線型固定電圧電源６のマイナス極が接地されている。ダイオード８は、本発明の第１電流逆流阻止部に対応し、第１接地配線型固定電圧電源６の＋極と、電力増幅器１のポート及び接点５Ｄと、の間に接続されており、第１電源電圧Ｅ１より高い電圧で、第１接地配線型固定電圧電源６に電流が逆流するのを阻止する。
As shown in FIG. 1, the negative pole of the first ground wiring type fixed
電源切替スイッチ５が接点５Ｂに切り替えられて、電力増幅器１のバイアス電圧として低い電源電圧Ｅ１ではなく高い電源電圧Ｅ２が選択された時に、このダイオード８は、第２接地配線型固定電圧電源７から電源切替スイッチ５を介して第１接地配線型固定電圧電源６へ電流が逆流するのを阻止する向きに配置されている。すなわち、ダイオード８は、第１接地配線型固定電圧電源６から接点５Ｄと電力増幅器１側へ順方向になるように配置されている。これにより、ダイオード８は、電源切替スイッチ５の切替動作に伴う電源電圧の供給遮断時に、第１接地配線型固定電圧電源６の電源電圧Ｅ１がこのダイオード８を介して電力増幅器１に供給され、電源増幅器１への電源電圧の遮断による電源増幅器１の動作の停止を防止している。
When the power
図１に示す電源増幅器１は、電源切替スイッチ５で選択された第１接地配線型固定電圧電源６の電源電圧Ｅ１あるいは第２接地配線型固定電圧電源７の電源電圧Ｅ２の供給を受けて、振幅変調信号である入力信号Ｓを電力増幅するようになっている。
The
次に、上述した図１に示す電力増幅装置５０の動作について説明する。
Next, the operation of the
図１に示す入力信号Ｓがカプラ２を通じて電力増幅器１に供給される。一方、カプラ２は、入力信号Ｓの入力によりこの入力信号Ｓの一部を取り出して、振幅検出器３に供給する。振幅検出器３は、カプラ２により取り出された入力信号Ｓの振幅成分を検出し、入力信号Ｓの一部からエンベロープＥＶを取り出してコンパレータ４に供給する。
An input signal S shown in FIG. 1 is supplied to the
図１に示すコンパレータ４は、振幅検出器３で検出されたエンベロープＥＶの振幅成分の大きさを、予め定めた閾値（電圧値）で判定して、その判定に従って電源切替スイッチ５を切り替えるための制御信号２０を電源切替スイッチ５に対して発生する。
The
電源切替スイッチ５は、制御信号発生器１１で発生された制御信号２０に従って、第１接地配線型固定電圧電源６と第２接地配線型固定電圧電源７を切り替えて、第１接地配線型固定電圧電源６の電源電圧Ｅ１と第２接地配線型固定電圧電源７の電源電圧Ｅ２を選択する。
The power
図１に示す電源切替スイッチ５が接点５Ｂに切り替えられて、低い電源電圧Ｅ１ではなく高い電源電圧Ｅ２が選択された時に、ダイオード８は、第２接地配線型固定電圧電源７から電源切替スイッチ５を介して第１接地配線型固定電圧電源６へ電流が逆流するのを阻止する。これにより、ダイオード８は、電源切替スイッチ５の切替動作に伴う電源電圧の供給遮断時に、第１接地配線型固定電圧電源６の電源電圧Ｅ１がこのダイオード８を介して電力増幅器１に供給され、電源増幅器１への電源電圧の遮断による電源増幅器１の動作の停止を防止する。
When the power
電源増幅器１は、電源切替スイッチ５で選択された第１接地配線型固定電圧電源６の電源電圧Ｅ１あるいは第２接地配線型固定電圧電源７の電源電圧Ｅ２の供給を受けて、振幅変調信号である入力信号Ｓを電力増幅して出力信号Ｐを出力する。このように、大きいパワーを出す時には大きい電源電圧Ｅ２が電力増幅器１に供給され、小さいパワーを出す時には低い電源電圧Ｅ１が電力増幅器１に供給されることにより、電力増幅器１の効率を改善することができる。
The
図１に示す本発明の第１の実施形態の電力増幅装置５０では、第１接地配線型固定電圧電源６の電源電圧Ｅ１あるいは第２接地配線型固定電圧電源７の電源電圧Ｅ２が、電源切替スイッチ５により、別々に独立して電力増幅器１に供給でき、作業者は第１接地配線型固定電圧電源６の電源電圧Ｅ１の値と第２接地配線型固定電圧電源７の電源電圧Ｅ２の値とを設定したい電源電圧値が連動して変化することなく、容易に別々に設定できる。
In the
これに対して、図１５に示す従来の電力増幅装置では、入力信号Ｓの振幅成分の大きさが閾値未満の時に用いられる接地配線型の固定電圧電源１０６の電源電圧（低い電圧）Ｅ１の値を変更しようとすると、この変更に伴い一緒に接地配線型の固定電圧電源１０６の電源電圧Ｅ１と非接地配線型のフローティング固定電圧電源１２１の電源電圧Ｅ２とが積み上げられて形成される電圧（高い電圧）（Ｅ１＋Ｅ２）も同時に変更されてしまう。このため、両方低い電圧と高い電圧を別々に設定ことが難しくなる。
On the other hand, in the conventional power amplifying device shown in FIG. 15, the value of the power supply voltage (low voltage) E1 of the ground wiring type fixed
次に、本発明の実施例２の形態の電力増幅装置を説明する。図２は、本発明の実施例２の電力増幅装置５０Ｂを示す回路図である。図３は、図２に示す電力増幅装置５０Ｂの電源電圧の供給動作を説明するタイムチャートである。図５は、図１に示す電力増幅装置５０の電源電圧の供給動作例を、比較として説明するタイムチャートである。図２に示す第２の実施の形態である電力増幅装置５０Ｂは、図１に示す第１の実施の形態である電力増幅装置５０をさらに改良したものである。
Next, a power amplifying apparatus according to the second embodiment of the present invention will be described. FIG. 2 is a circuit diagram showing a
まず、本発明の第２の実施形態を説明するために、図５を参照して、図１に示す電力増幅装置５０における電源電圧の供給動作を説明する。
First, in order to describe the second embodiment of the present invention, a power supply voltage supply operation in the
図１に示す電力増幅装置５０における振幅検出器３の出力電圧が、コンパレータ４の閾値電圧Ｖｃよりも大きい時には、電力増幅器１の電源電圧として高い電源電圧である接地配線型固定電圧電源７の電源電圧Ｅ２が供給され、また振幅検出器３の出力電圧がコンパレータ４の閾値電圧Ｖｃよりも小さい時には電力増幅器１の電源電圧として低い電源電圧である接地配線型固定電圧電源６の電源電圧Ｅ１が供給されるように、電源切替スイッチ５が切り替えられる。この時に、コンパレータ４の閾値電圧Ｖｃは、低い電源電圧Ｅ１が供給された時の電力増幅器１の出力が飽和する入力信号Ｓの振幅に相当する振幅検出器３の出力電圧よりも小さい値に設定しておく。
When the output voltage of the
図１に示す電源電圧の瞬断防止用のダイオード８を用いる本発明の実施形態の電力増幅装置５０では、電源切替スイッチ５は２値切替スイッチではなくＯＮ／ＯＦＦスイッチを使用する。このＯＮ／ＯＦＦスイッチにおいては、通常ＯＮからＯＦＦに切り替わる時間とＯＦＦからＯＮに切り替わる時間が等しくなく時間差がある。このために、振幅検出器３の出力電圧がコンパレータ４の閾値電圧Ｖｃを下から上に横切る場合と、上から下に横切る場合とでは、電源切替スイッチ５の切替動作に異なる時間遅れが生じるため、所望の入力信号Ｓの振幅で電源電圧を切り替えることが難しい。
In the
そこで、図２に示す電力増幅装置５０Ｂでは、次のような構成になっている。すなわち、２つのコンパレータ４Ｂ、４Ｃが用いられており、図３に示すように、２つのコンパレータ４Ｂ、４Ｃの閾値電圧は、振幅検出器３の出力電圧がコンパレータ４Ｃの閾値電圧を下から上に横切る場合には低い閾値電圧Ｖｃｌとし、振幅検出器３の出力電圧がコンパレータ４の閾値電圧を上から下に横切る場合には高い閾値電圧Ｖｃｈとして、別々に設定している。
Therefore, the
このように、低い閾値電圧Ｖｃｌと高い閾値電圧Ｖｃｈを別々に設定することで、ＯＮ／ＯＦＦスイッチのＯＮからＯＦＦに切り替わる時間と、ＯＦＦからＯＮに切り替わる時間に切り替わる時間の時間差を吸収して、電源電圧を切り替える入力信号Ｓの振幅を所望の値に一致させるかあるいは近づけることができる。 Thus, by setting the low threshold voltage Vcl and the high threshold voltage Vch separately, the time difference between the time when the ON / OFF switch is switched from ON to OFF and the time when the ON / OFF switch is switched from ON to OFF is absorbed, The amplitude of the input signal S for switching the power supply voltage can be matched with or close to a desired value.
そこで、図２に示す電力増幅装置５０Ｂは、電力増幅器１と、第１接地配線型固定電圧電源６と、第２接地配線型固定電圧電源７と、電源切替スイッチ５と、ダイオード８と、制御信号発生器１１Ｂと、を備える。図２に示す電力増幅装置５０Ｂが図１に示す電力増幅装置５０と異なるのは、制御信号発生器１１Ｂの構成である。
2 includes a
図２に示すように、制御信号発生器１１Ｂは、カプラ２と、振幅検出器３と、２つのコンパレータ４Ｂ、４Ｃと、２つのインバータ２１Ｂ、２１Ｃと、Ｒ（リセット）端子とＳ（セット）端子をそれぞれ２つずつ用意したＲ−Ｓフリップフロップ２２を有している。
As shown in FIG. 2, the control signal generator 11B includes a
カプラ２は、入力信号Ｓの入力によりこの入力信号Ｓの一部を取り出して、振幅検出器３に供給する。振幅検出器３は、カプラ２により取り出された入力信号Ｓの振幅成分を検出するもので、例えば包絡線検出器である。従って、振幅検出器３は、入力信号Ｓの一部からエンベロープＥＶを取り出して２つに分けて、コンパレータ４Ｂ、４Ｃの各一方の入力端子に供給するようになっている。コンパレータ４Ｂの他方の入力端子には、高い閾値電圧Ｖｃｈが供給され、コンパレータ４Ｃの他方の入力端子には、低い閾値電圧Ｖｃｌが供給されている。
The
コンパレータ４Ｂは、エンベロープＥＶの振幅電圧と高い閾値電圧Ｖｃｈとを比較してコンパレータ出力Ｈを得て、コンパレータ４Ｃは、エンベロープＥＶの振幅電圧と低い閾値電圧Ｖｃｌとを比較してコンパレータ出力Ｌを得る。２つのコンパレータ出力Ｈ、Ｌは、それぞれインバータ２１Ｂ、２１Ｃで反転させてインバータ反転出力Ｈ’とインバータ反転出力Ｌ’を得る。 The comparator 4B compares the amplitude voltage of the envelope EV with the high threshold voltage Vch to obtain the comparator output H, and the comparator 4C compares the amplitude voltage of the envelope EV with the low threshold voltage Vcl to obtain the comparator output L. . The two comparator outputs H and L are inverted by inverters 21B and 21C, respectively, to obtain an inverter inverted output H 'and an inverter inverted output L'.
２つのコンパレータ出力Ｈ、Ｌが、Ｒ−Ｓフリップフロップ２２のＲ１、Ｒ２端子にそれぞれ入力され、インバータ反転出力Ｈ’とインバータ反転出力Ｌ’が、Ｒ−Ｓフリップフロップ２２のＳ１、Ｓ２端子にそれぞれ入力される。Ｒ−Ｓフリップフロップ２２の出力信号２３は、制御信号として電源切替スイッチ５に供給される。
Two comparator outputs H and L are respectively input to the R1 and R2 terminals of the RS flip-
図４は、図２の制御信号発生器１１Ｂにより得られる電源電圧の供給動作例を示している。既に図２を参照して説明したように、図４において、２つのコンパレータ出力Ｈ、Ｌが、Ｒ−Ｓフリップフロップ２２のＲ１、Ｒ２端子にそれぞれ入力され、インバータ反転出力Ｈ’とインバータ反転出力Ｌ’が、Ｒ−Ｓフリップフロップ２２のＳ１、Ｓ２端子にそれぞれ入力されており、Ｒ−Ｓフリップフロップ２２の出力信号２３は、電源切替スイッチ５に対して制御信号を供給する。
FIG. 4 shows an example of a power supply voltage supply operation obtained by the control signal generator 11B of FIG. As already described with reference to FIG. 2, in FIG. 4, the two comparator outputs H and L are respectively input to the R1 and R2 terminals of the RS flip-
この際に、図２に示す電源切替スイッチ５に対する電力増幅器１への供給電圧の電圧切替タイミングとしては、Ｒ−Ｓフリップフロップ２２は、Ｒ端子に高い電圧（例えば５Ｖ）から低い電圧（例えば０Ｖ）へ切り替わる下向きのパルス信号が入力されると出力信号２３は低い電圧にセットされ、Ｓ端子に高い電圧から低い電圧へ切り替わる下向きのパルス信号が入力されると出力信号２３は高い電圧にセットされる。このため、図４に示すように、振幅検出器３の出力電圧がコンパレータ４Ｃの低い閾値電圧Ｖｃｌを下から上へ横切るタイミングで、インバータ２１Ｃの出力Ｌ’が高い電圧から低い電圧へ切り替わることにより、Ｒ−Ｓフリップフロップ２２のＳ２端子に高い電圧から低い電圧へ切り替わる下向きのパルス信号が入力されてＲ−Ｓフリップフロップ２２の出力信号２３が高い電圧にセットされ、第１接地配線型固定電源電圧６の電源電圧Ｅ１から第２接地配線型固定電源電圧７の電源電圧Ｅ２へ供給電源電圧が切り替わる。
At this time, as the voltage switching timing of the supply voltage to the
また、振幅検出器３の出力電圧がコンパレータ４Ｂの高い閾値電圧Ｖｃｈを上から下へ横切るタイミングで、コンパレータ４Ｂの出力Ｈが高い電圧から低い電圧に切り替わることにより、Ｒ−Ｓフリップフロップ２２のＲ１端子に高い電圧から低い電圧へ切り替わる下向きのパルス信号が入力されてＲ−Ｓフリップフロップ２２の出力信号２３が低い電圧にセットされ、第２接地配線型固定電源電圧７の電源電圧Ｅ２から第１接地配線型固定電源電圧６の電源電圧Ｅ１へ供給電源電圧が切り替わる。
Further, when the output voltage of the
ところで、もしも振幅検出器３の出力電圧が２つの閾値電圧Ｖｃｌと閾値電圧Ｖｃｈの両方を横切らずに、片方の閾値電圧を横切った直後に反転して再びこの同じ片方の閾値電圧を反対方向に横切った場合に再び元の設定電圧に戻す機能を、図２の電力増幅装置５０Ｂが有している。
By the way, if the output voltage of the
すなわち、具体的には、振幅検出器３の出力電圧がコンパレータ４Ｃの閾値電圧Ｖｃｌを下から上へ横切ってＲ−Ｓフリップフロップ２２の出力信号２３が高い電圧にセットされ、第１接地配線型固定電源電圧６の電源電圧Ｅ１から第２接地配線型固定電源電圧７の電源電圧Ｅ２へ供給電源電圧が切り替わった後、振幅検出器３の出力電圧がコンパレータ４Ｂの閾値電圧Ｖｃｈを下から上へ横切ることなく再びコンパレータ４Ｃの閾値電圧Ｖｃｌを上から下へ横切った場合には、コンパレータ４Ｃの出力Ｌが高い電圧から低い電圧へ切り替わることにより、Ｒ−Ｓフリップフロップ２２のＲ２端子に高い電圧から低い電圧へ切り替わる下向きのパルス信号が入力されてＲ−Ｓフリップフロップ２２の出力信号２３が低い電圧にセットされ、第２接地配線型固定電源電圧７の電源電圧Ｅ２から第１接地配線型固定電源電圧６の電源電圧Ｅ１へ供給電源電圧が切り替わる。
Specifically, the output voltage of the
また、振幅検出器３の出力電圧がコンパレータ４Ｂの閾値電圧Ｖｃｈを上から下へ横切ってＲ−Ｓフリップフロップ２２の出力信号２３が低い電圧にセットされ、第２接地配線型固定電源電圧７の電源電圧Ｅ２から第１接地配線型固定電源電圧６の電源電圧Ｅ１へ供給電源電圧が切り替わった後、振幅検出器３の出力電圧がコンパレータ４Ｃの閾値電圧Ｖｃｌを上から下へ横切ることなく再びコンパレータ４Ｂの閾値電圧Ｖｃｈを下から上へ横切った場合には、インバータ２１Ｂの出力Ｈ’が高い電圧から低い電圧に切り替わる下向きのパルス信号が入力されてＲ−Ｓフリップフロップ２２の出力信号２３が低い電圧にセットされ、第１接地配線型固定電源電圧６の電源電圧Ｅ１から第２接地配線型固定電源電圧７の電源電圧Ｅ２へ供給電源電圧が切り替わる。
Further, the
このように、２つの異なる電源電圧Ｅ１，Ｅ２を切り替えるための基準電圧は、閾値電圧Ｖｃｌと閾値電圧Ｖｃｈに分けて、電源電圧Ｅ１，Ｅ２は閾値電圧Ｖｃｌを下から上へ横切るタイミングと閾値電圧Ｖｃｈを上から下へ横切るタイミングで切り替えるようにしてヒステリシスを持たせている。このため、所望の入力信号の振幅で電力増幅器１に対する電源電圧を切り替えることができ、電源回路の時間遅れの緩和を図ることにより、高効率で低歪の送信機が実現できる。
As described above, the reference voltage for switching between the two different power supply voltages E1 and E2 is divided into the threshold voltage Vcl and the threshold voltage Vch. The power supply voltages E1 and E2 are the timing and threshold voltage that cross the threshold voltage Vcl from the bottom to the top. Hysteresis is provided so that Vch is switched at the timing of crossing from top to bottom. For this reason, the power supply voltage for the
本発明の実施例１の電力増幅装置では、低い電源電圧と高い電源電圧を切り替えるエンベロープ・トラッキング型２電圧切替方式の電力増幅装置を例に挙げて説明したが、更に、電力増幅器の高効率化を図るため、３値以上の電源電圧を切り替えるようにしてもよい。 In the power amplifying apparatus according to the first embodiment of the present invention, an envelope tracking type two-voltage switching type power amplifying apparatus that switches between a low power supply voltage and a high power supply voltage has been described as an example. In order to achieve this, power supply voltages of three or more values may be switched.
そこで、本発明の実施例３の形態の電力増幅装置は、４値の電源電圧を切り替えるエンベロープ・トラッキング型４電圧切替方式の電力増幅装置を例に挙げて説明する。 Therefore, the power amplifying apparatus according to the third embodiment of the present invention will be described by taking an envelope tracking type four voltage switching type power amplifying apparatus that switches four power supply voltages as an example.
図６は、本発明の実施例３の電力増幅装置を示した回路図である。図６に示す電力増幅装置５０Ｃは、エンベロープ・トラッキング型４電圧切替方式の電力増幅装置であり、電力増幅器１と、接地配線型固定電圧電源６１〜６４と、電源切替スイッチ５１〜５３と、ダイオード８１〜８３と、遅延線路９と、制御信号発生器１１と、を備える。
FIG. 6 is a circuit diagram showing a power amplifying apparatus according to
なお、電力増幅装置５０Ｃに備えられた電力増幅器１は、本発明の第１の実施形態である電力増幅装置５０に備えられた電力増幅器１と同一の構成であるので、説明を省略する。
The
制御信号発生器１１は、カプラ２と、振幅検出器３と、コンパレータ４１〜４３とを有している。
The
図６に示すカプラ２及び振幅検出器３は、本発明の第１の実施形態である電力増幅装置５０に備えられたカプラ２及び振幅検出器３とそれぞれ同一の構成を有する。
The
コンパレータ４１は、電源切替スイッチ５１に接続されている。コンパレータ４１は、振幅検出器３で検出されたエンベロープＥＶの振幅成分の大きさを、予め定めた第１の閾値で判定して、その判定に基づいて電力増幅器１への電源電圧を供給又は遮断するための制御信号２１を電源切替スイッチ５１へ供給する。
The
コンパレータ４２は、電源切替スイッチ５２に接続されており、コンパレータ４１と同様に、振幅検出器３で検出されたエンベロープＥＶの振幅成分の大きさを、予め定めた第２の閾値で判定して、その判定に基づいて電力増幅器１への電源電圧を供給又は遮断するための制御信号２２を電源切替スイッチ５２へ供給する。
The
コンパレータ４３は、電源切替スイッチ５３に接続されており、コンパレータ４１と同様に、振幅検出器３で検出されたエンベロープＥＶの振幅成分の大きさを、予め定めた第３の閾値で判定して、その判定に基づいて電力増幅器１への電源電圧を供給又は遮断するための制御信号２３を電源切替スイッチ５３へ供給する。
The
すなわち、制御信号発生器１１は、複数の電源切替スイッチ５１，５２，５３にそれぞれ対応した複数の閾値を有し、入力信号ＳのエンベロープＥＶの振幅の値に基づいて、複数の電源切替スイッチ５１，５２，５３に対して電源電圧を供給又は遮断させるための制御信号２１，２２，２３を発生する。
That is, the
図６に示す接地配線型固定電圧電源６１〜６４と、電源切替スイッチ５１〜５３と、ダイオード８１〜８３とは、電圧切替回路１０を構成している。
The ground wiring type fixed
接地配線型固定電圧電源６１は、本発明の第１接地配線型固定電圧電源に対応し、マイナス極が接地されており、電源電圧Ｅ１を発生し、この発生した電源電圧Ｅ１をダイオード８１を介して電力増幅器１へ供給する。
The ground wiring type fixed
接地配線型固定電圧電源６２，６３は、本発明の複数の第３接地配線型固定電圧電源に対応し、それぞれマイナス極が接地されており、それぞれ電源電圧Ｅ２，Ｅ３を発生し、この発生した電源電圧Ｅ２，Ｅ３を、それぞれダイオード８２，８３を介して電源切替スイッチ５１，５２へ供給する。
The ground wiring type fixed
また、接地配線型固定電圧電源６４は、本発明の第２接地配線型固定電圧電源に対応し、電源電圧Ｅ４を発生し、この発生した電源電圧Ｅ４を電源切替スイッチ５３へ供給する。
The ground wiring type fixed
ここで、接地配線型固定電圧電源６１〜６４は、電源電圧Ｅ１〜Ｅ４について、Ｅ１＜Ｅ２＜Ｅ３＜Ｅ４の関係が成り立つように設定されている。
Here, the ground wiring type fixed
電源切替スイッチ５１は、接地配線型固定電圧電源６２から供給される電源電圧Ｅ２を、制御信号発生器１１から入力された制御信号２１に基づいて、電力増幅器１へ供給又は遮断する。電源切替スイッチ５２は、接地配線型固定電圧電源６３から供給される電源電圧Ｅ３を、制御信号発生器１１から入力された制御信号２２に基づいて、電力増幅器１へ供給又は遮断する。すなわち、電源切替スイッチ５１，５２は、本発明の複数の第２電源切替部に対応する。
The
電源切替スイッチ５３は、接地配線型固定電圧電源６４から供給される電源電圧Ｅ４を、制御信号発生器１１から入力された制御信号２３に基づいて、電力増幅器１へ供給又は遮断する。
The power
ダイオード８１は、接地配線型固定電圧電源６１と電力増幅器１との間に配置されており、第２〜第４の接地配線型固定電圧電源６２〜６４から接地配線型固定電圧電源６１へ電流が逆流するのを阻止する。
The diode 81 is disposed between the ground wiring type fixed
ダイオード８２は、接地配線型固定電圧電源６２と電源切替スイッチ５１との間に配置されており、接地配線型固定電圧電源６３，６４から接地配線型固定電圧電源６２へ電流が逆流するのを阻止する。
The
ダイオード８３は、接地配線型固定電圧電源６３と電源切替スイッチ５２との間に配置されており、接地配線型固定電圧電源６４から接地配線型固定電圧電源６３へ電流が逆流するのを阻止する。すなわち、ダイオード８２，８３は、本発明の複数の第２電流逆流阻止部に対応する。
The
遅延線路９は、本発明の調節回路に対応し、電力増幅器１に電圧が供給されるタイミングに一致するように入力信号Ｓが電力増幅器１に入力されるタイミングを調節する。すなわち、遅延線路９は、入力信号Ｓがカプラ２に供給されてから電力増幅器１へ電源電圧が供給されるまでの時間と、入力信号Ｓが遅延線路９を介して電力増幅器１へ供給されるまでの時間とを同一にするための回路であり、単に長いケーブルを使用して実現することも可能である。
The
次に、上述した図６に示す電力増幅装置５０Ｃの動作について説明する。
Next, the operation of the
図７は、本発明の実施例３の形態の電力増幅装置の動作例を示す図である。まず、入力信号Ｓがカプラ２を通じて電力増幅器１に供給される。一方、カプラ２は、入力信号Ｓの入力によりこの入力信号Ｓの一部を取り出して、振幅検出器３に供給する。
FIG. 7 is a diagram illustrating an operation example of the power amplification device according to the third embodiment of the present invention. First, the input signal S is supplied to the
そして、振幅検出器３は、カプラ２により取り出された入力信号Ｓの振幅成分を検出し、入力信号Ｓの一部から図７に示すような振幅成分の大きさが変動するエンベロープＥＶを取り出してコンパレータ４１〜４３へそれぞれ供給する。
Then, the
コンパレータ４１〜４３は、図７に示すような第１の閾値から第３の閾値がそれぞれ設定されており、振幅検出器３で検出されたエンベロープＥＶの振幅成分の大きさが、この第１の閾値〜第３の閾値を越えたか否かを判定する。そして、この判定に基づいて電力増幅器１へ電源電圧を供給又は遮断するための制御信号２１〜２３を発生し、電源切替スイッチ５１〜５３へそれぞれ供給する。
Each of the
ここで、第１の閾値は、コンパレータ４１が有するエンベロープＥＶの振幅成分の閾値であり、第２の閾値は、コンパレータ４２が有するエンベロープＥＶの振幅成分の閾値であり、第３の閾値は、コンパレータ４３が有するエンベロープＥＶの振幅成分の閾値であり、第１の閾値＜第２の閾値＜第３の閾値の関係が成り立つように予め設定されている。
Here, the first threshold value is the threshold value of the amplitude component of the envelope EV included in the
図７に示した例では、コンパレータ４１は、ｔ１時点において、振幅検出器３で検出されたエンベロープＥＶが第１の閾値を越えたと判定すると、制御信号２１をＯＦＦからＯＮに切り替える。そして、ｔ８時点において、振幅検出器３で検出されたエンベロープＥＶが第１の閾値以下と判定すると、制御信号２１をＯＮからＯＦＦに切り替える。
In the example illustrated in FIG. 7, when the
そして、この制御信号２１が供給された電源切替スイッチ５１は、ｔ１時点において接点５１Ｃから接点５１Ｂに切り替え、ｔ８時点において接点５１Ｂから接点５１Ｃに切り替える。
The
同様に、コンパレータ４２は、ｔ２時点において、振幅検出器３で検出されたエンベロープＥＶが第２の閾値を越えたと判定すると、制御信号２２をＯＦＦからＯＮに切り替え、ｔ３時点において、振幅検出器３で検出されたエンベロープＥＶが第２の閾値以下と判定すると、制御信号２２をＯＮからＯＦＦに切り替える。そして、ｔ４時点において、振幅検出器３で検出されたエンベロープＥＶが第２の閾値を越えたと判定すると、制御信号２２をＯＦＦからＯＮに切り替え、ｔ７時点において、振幅検出器３で検出されたエンベロープＥＶが第２の閾値以下と判定すると、制御信号２２をＯＮからＯＦＦに切り替える。
Similarly, when the
そして、この制御信号２２が供給された電源切替スイッチ５２は、ｔ２時点において接点５２Ｃから接点５２Ｂに切り替え、ｔ３時点において接点５２Ｂから接点５２Ｃに切り替え、ｔ４時点において接点５２Ｃから接点５２Ｂに切り替え、ｔ７時点において接点５２Ｂから接点５２Ｃに切り替える。
The
さらに、コンパレータ４３は、ｔ５時点において、振幅検出器３で検出されたエンベロープＥＶが第３の閾値を越えたと判定すると、制御信号２３をＯＦＦからＯＮに切り替え、ｔ６時点において、振幅検出器３で検出されたエンベロープＥＶが第３の閾値以下と判定すると、制御信号２３をＯＮからＯＦＦに切り替える。
Further, when the
そして、この制御信号２３が供給された電源切替スイッチ５３は、ｔ５時点において接点５３Ｃから接点５３Ｂに切り替え、ｔ６時点において接点５３Ｂから接点５３Ｃに切り替える。
The power
また、ｔ１時点〜ｔ８時点の間、ダイオード８１は、接地配線型固定電圧電源６２〜６４から電源切替スイッチ５１を介して接地配線型固定電圧電源６１へ電流が逆流するのを阻止する。これにより、ダイオード８１は、電源切替スイッチ５１〜５３の切替動作に伴う電源電圧の遮断時に、接地配線型固定電圧電源６１の電源電圧Ｅ１がこのダイオード８１を介して電力増幅器１に供給され、電源増幅器１への電源電圧の遮断による電源増幅器１の動作の停止を防止する。
The diode 81 prevents the current from flowing backward from the ground wiring type fixed
同様に、ｔ２時点〜ｔ３時点の間及びｔ４時点〜ｔ７時点の間、ダイオード８２は、接地配線型固定電圧電源６３，６４から電源切替スイッチ５２を介して接地配線型固定電圧電源６２へ電流が逆流するのを阻止する。
Similarly, during the period from time t2 to time t3 and from time t4 to time t7, the
さらに、ｔ５時点〜ｔ６時点の間、ダイオード８３は、接地配線型固定電圧電源６４から第３の電源切替スイッチ５３を介して接地配線型固定電圧電源６３へ電流が逆流するのを阻止する。
Further, the
以上のように、振幅検出器３で検出されたエンベロープＥＶの振幅成分の大きさに応じて電源切替スイッチ５１〜５３が切替動作することによって、図７に示すように、電力増幅器１への供給電圧は、電源電圧Ｅ１〜Ｅ４のうち適切な電源電圧となる。
As described above, the power supply changeover switches 51 to 53 are switched according to the magnitude of the amplitude component of the envelope EV detected by the
具体的には、電源切替スイッチ５１〜５３が全てＯＦＦに設定された場合、即ちｔ１時点以前及びｔ８時点以降、接地配線型固定電圧電源６１から電源電圧Ｅ１が電源増幅器１に供給され、電源切替スイッチ５１〜５３のうち１つ又は複数がＯＮに設定された場合、即ち、ｔ１時点からｔ８時点までの間、ＯＮに設定された電源切替スイッチ５１〜５３に接続された接地配線型固定電圧電源６２〜６４のうち最も高い電源電圧を供給する接地配線型固定電圧電源６２〜６４から電源電圧が電源増幅器１に供給される。
Specifically, when all of the power supply changeover switches 51 to 53 are set to OFF, that is, before the time t1 and after the time t8, the power supply voltage E1 is supplied from the ground wiring type fixed
そして、電源増幅器１は、接地配線型固定電圧電源６１〜６４から電源電圧Ｅ１〜Ｅ４のいずれかが供給されると、振幅変調信号である入力信号Ｓを電力増幅して出力信号Ｐを出力する。このように、振幅検出器３で検出されたエンベロープＥＶの振幅成分の大きさに応じて、適切な電源電圧が電力増幅器１に供給されることにより、電力増幅器１の効率をより改善することができる。
Then, when any one of the power supply voltages E1 to E4 is supplied from the ground wiring type fixed
本発明の第３の実施形態の電力増幅装置５０Ｃでは、電源切替スイッチ５１〜５３の切替動作により、４値の電源電圧を切り替えて、電源増幅器１へ供給するので、設定したい異なる４つの電源電圧値が連動して変化することがなく、設定したい異なる４つの電源電圧値を各々別々に設定できる。
In the
なお、本発明の実施例３では、４値の電源電圧を切り替えるエンベロープ・トラッキング型４電圧切替方式の電力増幅装置を例に挙げて説明したが、４値に限らず３値又は５値以上の電源電圧を切り替える電力増幅装置を構成してもよい。例えば、接地配線型固定電圧電源と、ダイオードと、所定の閾値を有するコンパレータと、電源切替スイッチとの組合せを追加することによって、より電力増幅器の高効率化を図ることができる。 In the third embodiment of the present invention, an envelope tracking type four-voltage switching type power amplifying device that switches four-level power supply voltage has been described as an example. You may comprise the power amplifier which switches a power supply voltage. For example, the efficiency of the power amplifier can be further increased by adding a combination of a ground wiring type fixed voltage power supply, a diode, a comparator having a predetermined threshold, and a power supply switch.
なお、本発明は、上記実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、本発明の上記実施の形態に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせることにより種々の発明を形成できる。例えば、実施の形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施の形態に亘る構成要素を適宜組み合わせてもよい。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiments as they are, and can be embodied by modifying the constituent elements without departing from the scope of the invention in the implementation stage. In addition, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of constituent elements disclosed in the embodiment of the present invention. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Furthermore, you may combine the component covering different embodiment suitably.
次に、本発明の実施例４の形態の電力増幅装置を説明する。図８は、本発明の実施例４の電力増幅装置５０Ｄを示す回路図である。実施例１の電力増幅装置５０と異なる点は、遅延線路９、制御回路２１、可変減衰器２２、及び可変移相器２３をさらに備えている点である。
Next, a power amplifying device according to a fourth embodiment of the present invention will be described. FIG. 8 is a circuit diagram showing a
遅延線路９は、実施例３と同様に、本発明の調節回路に対応し、カプラ２と可変減衰器２２との間に配置され、電力増幅器１に電圧が供給されるタイミングに一致するように入力信号Ｓが電力増幅器１に入力されるタイミングを調節する。これは、入力信号Ｓが電力増幅器１に入力されるまでの時間に比して、制御信号発生器１１と電源切替スイッチ５を経由して電力増幅器１に対する供給電圧（バイアス電圧）が電源電圧Ｅ１又はＥ２に切り替わるまでの時間が長く、時間遅れが発生するからである。すなわち、遅延線路９は、入力信号Ｓがカプラ２に供給されてから電力増幅器１に電源電圧が供給されるまでの時間と、入力信号Ｓが遅延線路９を介して電力増幅器１に入力されるまでの時間とを同一にするための回路であり、両者のタイミングが合うように設定されている。
Similarly to the third embodiment, the
制御回路２１は、制御信号発生器１１内のコンパレータ４の出力側に接続されており、制御信号発生器１１により発生した制御信号に基づいて可変減衰器２２及び可変移相器２３を制御するための第２制御信号を生成する。
The
可変減衰器２２と可変移相器２３とは、電力増幅器１の入力側に直列に接続されている。可変減衰器２２は、制御回路２１により生成された第２制御信号に基づいて入力信号Ｓの振幅を調整する。すなわち、可変減衰器２２は、電力増幅器１に対するバイアス電圧の大小に応じて、入力信号Ｓの振幅を異なる値に調整する。
The
可変移相器２３は、制御回路２１により生成された第２制御信号に基づいて入力信号Ｓの位相を調整する。すなわち、可変移相器２３は、電力増幅器１に対するバイアス電圧の大小に応じて、入力信号Ｓの位相を異なる値に調整する。
The
なお、図８に示す電力増幅装置５０Ｄは、カプラ２と電力増幅器１との間に遅延線路９、可変減衰器２２、可変移相器２３の順に直列に配置しているが、必ずしもこの順番である必要は無い。したがって、遅延線路９、可変減衰器２２、及び可変移相器２３は、カプラ２と電力増幅器１との間に任意の順番で直列に配置されていればよい。
In the
その他の構成は実施例１と同様であり、重複した説明を省略する。 Other configurations are the same as those of the first embodiment, and redundant description is omitted.
次に、上述した図８に示す電力増幅装置５０Ｄの動作について説明する。入力信号が入力された際の制御信号発生器１１と電圧切替回路１０における動作は、実施例１と同じであるため、重複した説明を省略する。
Next, the operation of the
電源増幅器１は、電源切替スイッチ５で選択された第１接地配線型固定電圧電源６の電源電圧Ｅ１あるいは第２接地配線型固定電圧電源７の電源電圧Ｅ２の供給を受けて、振幅変調信号である入力信号Ｓを電力増幅して出力信号Ｐを出力する。このように、大きいパワーを出す時には大きい電源電圧Ｅ２が電力増幅器１に供給され、小さいパワーを出す時には低い電源電圧Ｅ１が電力増幅器１に供給されることにより、電力増幅器１の効率を改善することができる。
The
ここで、電力増幅器１は、一般に電源電圧が高い場合と低い場合とで利得及び通過位相が異なる。したがって、仮に可変減衰器２２と可変移相器２３が無いとすれば、高い電源電圧Ｅ２が電力増幅器１に供給された場合と低い電源電圧Ｅ１が電力増幅器１に供給された場合とで、電力増幅器１は、振幅及び通過位相が異なる信号を出力してしまい、供給電圧（バイアス電圧）切替時において出力信号の振幅及び通過位相をステップ状に変動させてしまう。
Here, the
そこで、本実施例の制御回路２１は、制御信号発生器１１により出力された制御信号に基づいて、可変減衰器２２の減衰量と可変移相器２３の通過位相量を切り替える第２制御信号を生成して出力する。
Therefore, the
可変減衰器２２は、制御回路２１により出力された第２制御信号に基づいて減衰量を切り替える。例えば、可変減衰器２２は、入力信号が大きくて電力増幅器１に高い電源電圧Ｅ２が供給される場合に減衰量をＡ２に調整し、入力信号が小さくて電力増幅器１に低い電源電圧Ｅ１が供給される場合に減衰量をＡ１に調整する。ここで、Ａ２−Ａ１の値は、高い電源電圧Ｅ２が供給された場合の電力増幅器１の利得Ｇ２と、低い電源電圧Ｅ１が供給された場合の電力増幅器１の利得Ｇ１との差であるＧ２−Ｇ１の値と等しくなるように設定されている。
The
可変移相器２３は、制御回路２１により出力された第２制御信号に基づいて通過位相量を切り替える。例えば、可変移相器２３は、入力信号が大きくて電力増幅器１に高い電源電圧Ｅ２が供給される場合に通過位相量をφ２に調整し、入力信号が小さくて電力増幅器１に低い電源電圧Ｅ１が供給される場合に通過位相量をφ１に設定する。ここで、φ２−φ１の値は、高い電源電圧Ｅ２が供給された場合の電力増幅器１の通過位相量Φ２と、低い電源電圧Ｅ１が供給された場合の電力増幅器１の通過位相量Φ１との差であるΦ２−Φ１の値と等しくなるように設定されている。
The
これにより、可変減衰器２２と可変移相器２３とは、入力信号の振幅及び通過位相を調整し、電力増幅器１に対する供給電圧切替の前後で電力増幅器１の出力信号の振幅及び通過位相がステップ状に変化するのを防止する。詳述すると、可変減衰器２２と可変移相器２３とは、電力増幅器１に対する供給電圧切替の際に電力増幅器１において生ずる振幅及び通過位相の変動量と同じ量だけ逆に振幅及び通過位相を変化させることにより、結果的に電力増幅器１の出力信号の振幅及び通過位相が変動するのを防止するものである。
Thereby, the
遅延線路９は、カプラ２を通った入力信号を所定時間遅らせてから可変減衰器２２及び可変移相器２３を経由して電力増幅器１に供給する。遅延線路９における遅延時間は、入力信号がカプラ２を通過後に可変減衰器２２と可変移相器２３を通って電力増幅器１に到達するまでの時間と、カプラ２で一部取り出された入力信号が振幅検出器３及びコンパレータ４を経由して電源切替スイッチ５を切り替え、それによって所定の電源電圧が電力増幅器１に供給されるまでの時間との差に設定されている。これにより、遅延線路９は、入力信号が電力増幅器１に入力されるタイミングと、電源電圧が電力増幅器１に供給されるタイミングとを一致させることができる。
The
以上説明したように、本発明の実施例４に係る電力増幅装置５０Ｄによれば、実施例１の効果に加え、可変減衰器２２と可変移相器２３とを設けることで、電力増幅器１に対する供給電圧が高い電源電圧Ｅ２と低い電源電圧Ｅ１との間で切り替わる際においても、電力増幅器１の出力信号の振幅及び通過位相が変動するのを防止することができる。したがって、本実施例の電力増幅装置５０Ｄは、ＡＣＬＲ等の歪特性が悪化するのを防止することができ、当該電力増幅装置５０Ｄを放送用送信機等に採用した場合においても通信品質の悪化を防ぐことができる。
As described above, according to the
なお、図９は、図８で説明した電力増幅装置５０Ｄの変形例である電力増幅装置５０Ｅを示す回路図である。電力増幅装置５０Ｄと異なる点は、制御回路２１が制御信号発生器１１ではなく電圧切替回路１０の出力側に接続されている点である。したがって、制御回路２１は、電圧増幅器１に対する供給電圧の値に基づいて可変減衰器２２及び可変移相器２３を制御するための第２制御信号を生成する。
FIG. 9 is a circuit diagram showing a
ただし、電圧増幅器１に対する供給電圧の値は、制御信号発生器１１により発生した制御信号に基づいて設定されるため、電力増幅装置５０Ｅの全体としての動作及び効果は、電力増幅装置５０Ｄと変わらない。すなわち、図９においても、制御回路２１は、間接的に制御信号発生器１１により発生した制御信号に基づいて可変減衰器２２及び可変移相器２３を制御するための第２制御信号を生成するといえる。
However, since the value of the supply voltage to the
したがって、制御回路２１の配置構成は、図８及び図９に示す構成のいずれを採用してもよい。ただし、電力増幅器１に対して供給する電源電圧Ｅ１，Ｅ２が１５Ｖと３２Ｖのように高い電圧値に設定されている場合には、制御回路２１は、そのような高い電圧値に対応可能な素子等を使用する必要がある。
Therefore, any of the configurations shown in FIGS. 8 and 9 may be adopted as the arrangement configuration of the
次に、本発明の実施例５の形態の電力増幅装置を説明する。図１０は、本発明の実施例５の電力増幅装置５０Ｆを示す回路図である。実施例４の電力増幅装置５０Ｄと異なる点は、制御回路２１、可変減衰器２２、及び可変移相器２３に代えて歪補償器２４を備えている点である。
Next, a power amplifying device according to a fifth embodiment of the present invention will be described. FIG. 10 is a circuit diagram showing a
歪補償器２４は、カプラ２の入力側に配置され、入力信号の振幅に応じて入力信号の振幅及び位相を調整する。すなわち、歪補償器２４は、制御信号発生器１１の振幅検出器３及びコンパレータ４に相当する機能を有しており、入力信号の振幅成分の大きさを判定して、電圧切替回路１０内の電源切替スイッチ５が切り替わるタイミングを察知することができる。さらに、歪補償器２４は、実施例４で説明した制御回路２１、可変減衰器２２、及び可変移相器２３に相当する機能も有しており、電力増幅器１に対する供給電圧値が切り替わるタイミングに合わせて入力信号の振幅及び位相を調整することができる。歪補償器２４が入力信号の振幅及び位相に対して調整する量は、電力増幅器１の特性に合わせて予め設定されている。
The
なお、歪補償器２４は、必ずしもカプラ２の入力側に接続される必要はなく、電力増幅器１よりも前段であればどこでもよい。
その他の構成は実施例４と同様であり、重複した説明を省略する。
Note that the
Other configurations are the same as those in the fourth embodiment, and a duplicate description is omitted.
次に、上述した図１０に示す電力増幅装置５０Ｆの動作について説明する。歪補償器２４は、入力された入力信号の振幅（大きさ）に基づいて減衰量を切り替える。例えば、歪補償器２４は、入力信号が大きくて電力増幅器１に高い電源電圧Ｅ２が供給される場合に減衰量をＡ２に調整し、入力信号が小さくて電力増幅器１に低い電源電圧Ｅ１が供給される場合に減衰量をＡ１に調整する。ここで、Ａ２−Ａ１の値は、高い電源電圧Ｅ２が供給された場合の電力増幅器１の利得Ｇ２と、低い電源電圧Ｅ１が供給された場合の電力増幅器１の利得Ｇ１との差であるＧ２−Ｇ１の値と等しくなるように設定されている。
Next, the operation of the
さらに、歪補償器２４は、入力された入力信号の振幅（大きさ）に基づいて通過位相量を切り替える。例えば、歪補償器２４は、入力信号が大きくて電力増幅器１に高い電源電圧Ｅ２が供給される場合に通過位相量をφ２に調整し、入力信号が小さくて電力増幅器１に低い電源電圧Ｅ１が供給される場合に通過位相量をφ１に設定する。ここで、φ２−φ１の値は、高い電源電圧Ｅ２が供給された場合の電力増幅器１の通過位相量Φ２と、低い電源電圧Ｅ１が供給された場合の電力増幅器１の通過位相量Φ１との差であるΦ２−Φ１の値と等しくなるように設定されている。
Furthermore, the
すなわち、歪補償器２４は、コンパレータ４の閾値に相当する入力信号のパワーを境にして入力信号の振幅及び位相を調整し、電力増幅器１に対する供給電圧が電源電圧Ｅ２と電源電圧Ｅ１との間で切り替わる際に、電力増幅器１の出力信号の振幅及び位相が変動するのを防止する。
That is, the
歪補償器２４を入力信号が通過した後における制御信号発生器１１、電圧切替回路１０、遅延線路９、及び電力増幅器１の動作は、実施例４と同じであるため、重複した説明を省略する。
Since the operations of the
以上説明したように、本発明の実施例５に係る電力増幅装置５０Ｆによれば、実施例４のように制御回路２１、可変減衰器２２、及び可変移相器２３を個別に用意することなく、市販された歪補償器２４を用いて実施例４と同様の効果を得ることができる。
As described above, according to the
なお、図１１は、図１０で説明した電力増幅装置５０Ｆの変形例である電力増幅装置５０Ｇを示す回路図である。電力増幅装置５０Ｆと異なる点は、制御信号発生器１１が無い点であり、代わりに歪補償器２４が電圧切替回路１０内の電源切替スイッチ５に接続されている。
FIG. 11 is a circuit diagram showing a
すなわち、図１１に示す電力増幅装置５０Ｇにおいて、歪補償器２４は、制御信号発生器１１の機能を有しており、入力信号の振幅に基づいて制御信号を生成し、電圧切替回路１０に対して出力する。電力増幅装置５０Ｇ全体としての作用及び効果は、上述した電力増幅装置５０Ｆと同じである。
That is, in the
また、図１２は、図１１で説明した電力増幅装置５０Ｇの変形例である電力増幅装置５０Ｈを示す回路図である。電力増幅装置５０Ｇと異なる点は、遅延線路９が無い点であり、歪補償器２４が遅延線路９を介すことなく電力増幅器１の入力側に接続されている。
FIG. 12 is a circuit diagram showing a
すなわち、図１２に示す電力増幅装置５０Ｈにおいて、歪補償器２４は、遅延線路９の機能を有しており、入力信号の伝達を時間的に遅らせて、電力増幅器１に対してバイアス電圧が供給されるタイミングに一致するように、入力信号が電力増幅器１に入力されるタイミングを調節する。電力増幅装置５０Ｈ全体としての作用及び効果は、上述した電力増幅装置５０Ｇと同じである。
That is, in the
次に、本発明の実施例６の形態の電力増幅装置を説明する。図１３は、本発明の実施例６の電力増幅装置５０Ｉを示す回路図である。実施例１の電力増幅装置５０と異なる点は、遅延線路９及びインバータ３４をさらに備えている点と、２つの電圧切替回路１０ａ，１０ｂ及び２つの電力増幅器１，３１を備えている点である。
Next, a power amplifying device according to
遅延線路９は、実施例３，４，５と同様に、本発明の調節回路に対応し、カプラ２と電力増幅器３１との間に配置され、電力増幅器３１，１に電圧が供給されるタイミングに一致するように入力信号が電力増幅器３１，１に入力されるタイミングを調節する。したがって、遅延線路９は、入力信号がカプラ２に供給されてから２つの電力増幅器３１，１の各々に電源電圧が供給されるまでの時間と、入力信号が遅延線路９を介して２つの電力増幅器３１，１の各々に入力されるまでの時間とを同一にするための回路であり、両者のタイミングが合うように設定されている。
Similarly to the third, fourth, and fifth embodiments, the
電圧切替回路１０ａは、電源切替スイッチ５と第１接地配線型固定電圧電源６と第２接地配線型固定電圧電源７とダイオード８とから構成される。この電圧切替回路１０ａは、実施例１乃至５で説明した電圧切替回路１０と同じ構成であり動作も同一であるため重複した説明を省略する。
The
電力増幅器３１は、本発明の第２増幅器に対応し、第１増幅器である電力増幅器１の入力側に設けられ、入力信号を増幅して出力する。この電力増幅器３１は、電力増幅器１と同等の性能・特性を有するものであり、供給電圧（バイアス電圧）切替時において、電力増幅器１と同様に出力信号の振幅及び通過位相を変動させる。したがって、電力増幅器３１は、単に電力増幅器１と同じものを採用してもよいが、電力増幅器１よりも飽和出力電力が小さいものを採用して効率の悪化を防ぐこともできる。
The
インバータ３４は、制御信号発生器１１内のコンパレータ４と電圧切替回路１０ｂ内の電源切替スイッチ３５とに接続され、制御信号発生器１１により発生した制御信号を反転させた反転制御信号を生成して電圧切替回路１０ｂに対して出力する。
The
電圧切替回路１０ｂは、電源切替スイッチ５と第４接地配線型固定電圧電源３６と第５接地配線型固定電圧電源３７とダイオード３８とから構成される。第４接地配線型固定電圧電源３６は、第１接地配線型固定電圧電源６と同じものであり、第４電源電圧Ｅ１を発生する。一方、第５接地配線型固定電圧電源３７は、第２接地配線型固定電圧電源７と同じものであり、第４電源電圧Ｅ１よりも高い第５電源電圧Ｅ２を発生する。
The
また、電源切替スイッチ３５は、本発明の第３電源切替部に対応し、インバータ３４により生成された反転制御信号に基づいて第４電源電圧Ｅ１と第５電源電圧Ｅ２とのいずれかを選択して電力増幅器３１に供給する。この電源切替スイッチ３５も電源切替スイッチ５と同じものを採用することができる。
The
また、ダイオード３８は、本発明の第３電流逆流阻止部に対応し、第４接地配線型固定電圧電源３６と電力増幅器３１との間に配置され、電源切替スイッチ３５が第５電源電圧Ｅ２を選択した際に第４接地配線型固定電圧電源３６に電流が逆流するのを阻止する。したがって、電圧切替回路１０ｂは、全体として電圧切替回路１０ａと同じ機能を有するものである。
The
次に、上述した図１３に示す電力増幅装置５０Ｉの動作について説明する。図１４は、本発明の実施例６の電力増幅装置５０Ｉにおける動作例を示す図である。入力信号が入力された際の制御信号発生器１１における動作は、実施例１と同じであるため、重複した説明を省略する。
Next, the operation of the power amplification device 50I shown in FIG. 13 will be described. FIG. 14 is a diagram illustrating an operation example in the power amplifying device 50I according to the sixth embodiment of the present invention. Since the operation of the
制御信号発生器１１は、入力信号の振幅に基づいて制御信号を生成し、電圧切替回路１０ａに出力するとともに、インバータ（反転回路）３４を介して電圧切替回路１０ｂに出力する。したがって、電圧切替回路１０ｂに入力される信号は、インバータ３４において制御信号を反転した反転制御信号であり、電圧切替回路１０ａと逆に電圧を切り替えるように電圧切替回路１０ｂを動作させる。
The
したがって、電力増幅器３１には、電力増幅器１と高低反対の電源電圧が供給される。例えば、電圧切替回路１０ａ内の第１接地配線型固定電圧電源６から電力増幅器１に対して低い第１電源電圧Ｅ１が供給される際には、電圧切替回路１０ｂ内の第５接地配線型固定電圧電源３７は、電力増幅器３１に対して高い第５電源電圧Ｅ２を供給する。逆に、電圧切替回路１０ａ内の第２接地配線型固定電圧電源７から電力増幅器１に対して高い第２電源電圧Ｅ２が供給される際には、電圧切替回路１０ｂ内の第４接地配線型固定電圧電源３６は、電力増幅器３１に対して低い第４電源電圧Ｅ１を供給する。
Therefore, the
電源増幅器３１は、第４電源電圧Ｅ１あるいは第５電源電圧Ｅ２の供給を受けて、振幅変調信号である入力信号を電力増幅して出力する。電源増幅器１は、第１電源電圧Ｅ１あるいは第２電源電圧Ｅ２の供給を受けて、電源増幅器３１により増幅された入力信号を電力増幅して出力信号を出力する。
The
電力増幅器３１は、電力増幅器１と高低反対の電源電圧が供給されるため、供給電圧（バイアス電圧）切替時に電力増幅器１において発生する振幅及び通過位相の変動量と絶対値が同じで変動方向が反対の振幅及び通過位相の変動を発生させる。これにより、電力増幅器１で発生する供給電圧切替時の振幅及び通過位相の変動が打ち消されるため、結果として、電力増幅器１の出力信号は、供給電圧切替時の前後において、その振幅及び通過位相を変動させない。
Since the
以上説明したように、本発明の実施例６に係る電力増幅装置５０Ｉによれば、実施例１の効果に加え、電力増幅器１の前段に振幅及び通過位相を電力増幅器１と逆に変動させる電力増幅器３１を設けることで、電力増幅器１に対する供給電圧が高い電源電圧Ｅ２と低い電源電圧Ｅ１との間で切り替わる際においても、電力増幅器１の出力信号の振幅及び通過位相が変動するのを防止することができる。したがって、本実施例の電力増幅装置５０Ｉは、実施例４，５と同様に、ＡＣＬＲ等の歪特性が悪化するのを防止することができ、当該電力増幅装置５０Ｉを放送用送信機等に採用した場合においても通信品質の悪化を防ぐことができる。
As described above, according to the power amplifying device 50I according to the sixth embodiment of the present invention, in addition to the effects of the first embodiment, the power that causes the amplitude and the passing phase to fluctuate in the reverse stage of the
また、電力増幅器３１は、電力増幅器１と性能が同等であるが飽和出力電力が小さいものであり、電力増幅器１に比してパワーの小さいレベルで使用されるため、飽和出力電力すなわち消費電力が小さいもので良く、効率面での損失が少ないという利点を有する。
The
なお、本発明は、上記実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、本発明の上記実施の形態に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせることにより種々の発明を形成できる。例えば、実施の形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施の形態に亘る構成要素を適宜組み合わせてもよい。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiments as they are, and can be embodied by modifying the constituent elements without departing from the scope of the invention in the implementation stage. In addition, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of constituent elements disclosed in the embodiment of the present invention. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Furthermore, you may combine the component covering different embodiment suitably.
本発明に係る電力増幅装置は、例えばＵＨＦ帯の地上デジタルテレビ放送用送信機で使用される電力増幅装置に利用可能である。 The power amplifying apparatus according to the present invention can be used for a power amplifying apparatus used in a UHF band terrestrial digital television broadcast transmitter, for example.
１…電力増幅器（増幅器）、２…カプラ、３…振幅検出器、４…コンパレータ、５…電源切替スイッチ、６…第１接地配線型固定電圧電源、７…第２接地配線型固定電圧電源、８…ダイオード（第１電流逆流阻止部）、９…遅延線路、１０，１０ａ，１０ｂ…電圧切替回路、１１…制御信号発生器、２０…制御信号、２１…制御回路、２２…可変減衰器、２３…可変移相器、２４…歪補償器、３１…電力増幅器、３４…インバータ（反転回路）、３５…電源切替スイッチ、３６…第３接地配線型固定電圧電源、３７…第４接地配線型固定電圧電源、３８…ダイオード、４１，４２，４３…コンパレータ、５０，５０Ｂ，５０Ｃ，５０Ｄ，５０Ｅ，５０Ｆ，５０Ｇ，５０Ｈ，５０Ｉ…電力増幅装置、５１，５２…電源切替スイッチ（第２電源切替部）、５３…電源切替スイッチ（第１電源切替部）、６１…接地配線型固定電圧電源（第１接地配線型固定電圧電源）、６２，６３…接地配線型固定電圧電源（第３接地配線型固定電圧電源）、６４…接地配線型固定電圧電源（第２接地配線型固定電圧電源）、８１…ダイオード（第１電流逆流阻止部）、８２，８３…ダイオード（第２電流逆流阻止部）。
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記入力信号の振幅によって制御信号を発生する制御信号発生器と、
第１電源電圧を発生する第１接地配線型固定電圧電源と、
前記第１電源電圧よりも高い第２電源電圧を発生する第２接地配線型固定電圧電源と、
前記第２接地配線型固定電圧電源の出力側に配置され、前記第２接地配線型固定電圧電源から供給される前記第２電源電圧を、前記制御信号発生器の前記制御信号に基づいて前記第１増幅器へ供給又は遮断する第１電源切替部と、
前記第１接地配線型固定電圧電源と前記第１増幅器との間に配置され、前記第１電源電圧より高い電圧で、前記第１接地配線型固定電圧電源へ電流が逆流するのを阻止する第１電流逆流阻止部と、を備えることを特徴とする電力増幅装置。 A first amplifier for power amplifying the amplitude-modulated input signal;
A control signal generator for generating a control signal according to the amplitude of the input signal;
A first ground wiring type fixed voltage power supply for generating a first power supply voltage;
A second ground wiring type fixed voltage power supply for generating a second power supply voltage higher than the first power supply voltage;
The second power supply voltage, which is disposed on the output side of the second ground wiring type fixed voltage power source and is supplied from the second ground wiring type fixed voltage power source, is based on the control signal of the control signal generator. A first power supply switching unit for supplying or shutting off to one amplifier;
The first ground wiring type fixed voltage power supply is disposed between the first ground wiring type fixed voltage power supply and the first amplifier, and prevents a current from flowing backward to the first ground wiring type fixed voltage power supply at a voltage higher than the first power supply voltage. 1. A power amplifying device comprising: a current backflow prevention unit.
前記１又は複数の第３接地配線型固定電圧電源の出力側にそれぞれ配置され、前記１又は複数の第３接地配線型固定電圧電源からそれぞれ供給される前記１又は複数の第３電源電圧を、前記制御信号発生器の前記制御信号に基づいて前記第１増幅器へ供給又は遮断する１又は複数の第２電源切替部と、
前記１又は複数の第３接地配線型固定電圧電源と前記第１増幅器との間にそれぞれ配置され、当該第２電流逆流阻止部に接続された前記第３接地配線型固定電圧電源が供給する前記第３の電源電圧より高い電圧で、当該第２電流逆流阻止部に接続された前記第３接地配線型固定電圧電源へ電流が逆流するのを阻止する１又は複数の第２電流逆流阻止部と、を更に備えたことを特徴とする請求項１記載の電力増幅装置。 One or more third grounded wiring type fixed voltage power supplies that generate one or more different third power supply voltages that are higher than the first power supply voltage and lower than the second power supply voltage;
The one or more third power supply voltages respectively disposed on the output side of the one or more third ground wiring type fixed voltage power supplies and supplied from the one or more third ground wiring type fixed voltage power supplies, One or a plurality of second power supply switching units for supplying or blocking to the first amplifier based on the control signal of the control signal generator;
The third ground wiring type fixed voltage power source, which is disposed between the one or a plurality of third ground wiring type fixed voltage power sources and the first amplifier and connected to the second current backflow prevention unit, supplies the third ground wiring type fixed voltage power source. One or a plurality of second current backflow prevention units for preventing a current from flowing back to the third grounded wiring type fixed voltage power supply connected to the second current backflow prevention unit at a voltage higher than the third power supply voltage; The power amplifying apparatus according to claim 1, further comprising:
前記制御回路により生成された第２制御信号に基づいて前記入力信号の振幅を調整する可変減衰器と、
前記制御回路により生成された第２制御信号に基づいて前記入力信号の位相を調整する可変移相器と、
を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項記載の電力増幅装置。 A control circuit for generating a second control signal based on the control signal generated by the control signal generator;
A variable attenuator for adjusting the amplitude of the input signal based on a second control signal generated by the control circuit;
A variable phase shifter that adjusts the phase of the input signal based on a second control signal generated by the control circuit;
The power amplifying device according to any one of claims 1 to 6, further comprising:
第４電源電圧を発生する第４接地配線型固定電圧電源と、
前記第４電源電圧よりも高い第５電源電圧を発生する第５接地配線型固定電圧電源と、
前記制御信号発生器により発生した制御信号を反転させた反転制御信号を生成するインバータと、
前記インバータにより生成された反転制御信号に基づいて前記第４電源電圧と前記第５電源電圧とのいずれかを選択して前記第２増幅器に供給する第３電源切替部と、
前記第４接地配線型固定電圧電源と前記第２増幅器との間に配置され、前記第３電源切替部が前記第５電源電圧を選択した際に前記第４接地配線型固定電圧電源へ電流が逆流するのを阻止する第３電流逆流阻止部と、
を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項記載の電力増幅装置。 A second amplifier provided on the input side of the first amplifier to amplify the power of the input signal;
A fourth ground wiring type fixed voltage power supply for generating a fourth power supply voltage;
A fifth ground wiring type fixed voltage power supply for generating a fifth power supply voltage higher than the fourth power supply voltage;
An inverter that generates an inverted control signal obtained by inverting the control signal generated by the control signal generator;
A third power supply switching unit that selects one of the fourth power supply voltage and the fifth power supply voltage based on an inversion control signal generated by the inverter and supplies the selected voltage to the second amplifier;
The fourth ground wiring type fixed voltage power source is disposed between the fourth ground wiring type fixed voltage power source and the second amplifier. When the third power source switching unit selects the fifth power source voltage, a current is supplied to the fourth ground wiring type fixed voltage power source. A third current backflow prevention unit for preventing backflow;
The power amplifying device according to any one of claims 1 to 6, further comprising:
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