JP2011228943A - High-frequency amplifier - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、高効率かつ小型な高周波増幅装置に関するもので、特に、バースト動作と連続動作に対応しつつ出力電力が低くても高効率な特性を得る高周波増幅装置に関するものである。 The present invention relates to a high-efficiency and small-sized high-frequency amplifying device, and more particularly to a high-frequency amplifying device that obtains high-efficiency characteristics even when output power is low while supporting burst operation and continuous operation.
従来の高周波増幅装置について図7を参照しながら説明する(例えば、非特許文献1参照)。図7は、従来の高周波増幅装置の構成を示す図である。なお、以降では、各図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。 A conventional high-frequency amplification device will be described with reference to FIG. 7 (for example, see Non-Patent Document 1). FIG. 7 is a diagram showing a configuration of a conventional high-frequency amplifier. In the following, in each figure, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts.
図7において、従来の高周波増幅装置は、パルス幅変調器(PWM)1と、スイッチングアンプ(SWアンプ)2と、低域通過型フィルタ(LPF)3と、入力端子4a及び出力端子4bを有する単体のRF増幅器4とが設けられている。
In FIG. 7, a conventional high-frequency amplifier includes a pulse width modulator (PWM) 1, a switching amplifier (SW amplifier) 2, a low-pass filter (LPF) 3, an
PWM1には、高周波増幅装置に入力されるRF信号の包絡線信号S1が入力される。 An envelope signal S1 of an RF signal input to the high frequency amplifier is input to PWM1.
従来の高周波増幅装置では、図7のように、入力端子4aに入力されたRF信号をRF増幅器4で増幅し、出力端子4bから電力を取り出す。
In the conventional high-frequency amplifier, as shown in FIG. 7, the RF signal input to the
包絡線信号S1をPWM1に入力し、PWM1の出力をSWアンプ2に入力し、SWアンプ2の出力をLPF3へ入力し、LPF3の出力をRF増幅器4のドレインもしくはコレクタといった電源バイアスとして用いる。RF増幅器4の電源バイアスが、高周波増幅装置に入力されるRF信号の包絡線信号S1によって制御され、高周波増幅装置への入力電力が大きいときは電源バイアスに供給される電圧が高くなり、高周波増幅装置への入力電力が小さいときは電源バイアスに供給される電圧が低くなる。そのため、RF増幅器4は出力電力によらず飽和動作となり、高周波増幅装置は常に高効率動作となる。
The envelope signal S1 is input to the PWM1, the output of the PWM1 is input to the
しかしながら、従来技術には、以下のような課題がある。現在、複数の変調方式(マルチモード)に対応した端末が増加している。変調方式としては、PDCやPHSなどに用いられているバースト動作をして出力電力が可変な変調と、GSMなどに用いられているバースト動作をして出力電力が一定な変調と、W−CDMAやCDMAなどに用いられているバースト動作をせず出力電力が可変する変調と、連続動作かつ出力電力が一定なFM変調などが挙げられる。上述した従来の高周波増幅装置は、バースト動作をさせる機能を持たないため、マルチモードで使用することができないという問題点があった。 However, the prior art has the following problems. Currently, the number of terminals supporting a plurality of modulation schemes (multimode) is increasing. As a modulation method, a burst operation used for PDC, PHS or the like is used to change the output power, a burst operation used for GSM or the like is used to modulate the output power, and W-CDMA is used. Modulation in which output power is variable without using a burst operation and FM modulation in which output power is constant and output power is constant. The conventional high-frequency amplifier described above has a problem that it cannot be used in a multi-mode because it does not have a function of performing a burst operation.
本発明は、前記のような課題を解決するためになされたものであり、バースト動作と連続動作に対応しつつ出力電力が低くても高効率かつ回路サイズが小型な高周波増幅装置を得ることを目的とする。 The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and it is possible to obtain a high-frequency amplification device that is compatible with burst operation and continuous operation and has high efficiency and a small circuit size even when output power is low. Objective.
本発明に係る高周波増幅装置は、本装置に入力されるRF信号の包絡線信号、バースト信号のいずれかに基づいて、パルス幅変調波を生成するパルス幅変調波生成手段と、前記パルス幅変調波を増幅するパルス幅変調波増幅手段と、前記パルス幅変調波増幅手段の出力信号の低域を通過させる低域通過型フィルタと、入力端子、出力端子及び電源端子を有し、前記低域通過型フィルタからの出力を電源バイアスとして前記電源端子から入力し、前記入力端子に入力されたRF信号を増幅して、前記出力端子から出力するRF増幅器とを備えるものである。 The high frequency amplifier according to the present invention includes a pulse width modulated wave generating means for generating a pulse width modulated wave based on either an envelope signal of an RF signal input to the apparatus or a burst signal, and the pulse width modulation A pulse width modulated wave amplifying means for amplifying a wave; a low pass filter for passing a low frequency of the output signal of the pulse width modulated wave amplifying means; an input terminal, an output terminal and a power supply terminal; An RF amplifier that inputs an output from the pass filter as a power supply bias from the power supply terminal, amplifies an RF signal input to the input terminal, and outputs the amplified RF signal from the output terminal.
本発明に係る高周波増幅装置によれば、バースト動作と連続動作に対応しつつ出力電力が低くても高効率にすることができ、かつ回路サイズを小型にすることができる。 According to the high frequency amplification device of the present invention, it is possible to achieve high efficiency even when the output power is low while supporting burst operation and continuous operation, and the circuit size can be reduced.
以下、本発明の高周波増幅装置の好適な実施の形態につき図面を用いて説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the high-frequency amplification device of the present invention will be described with reference to the drawings.
実施の形態1.
この発明の実施の形態1に係る高周波増幅装置について図1を参照しながら説明する。図1は、この発明の実施の形態1に係る高周波増幅装置の構成を示す図である。
A high-frequency amplifier according to
図1において、この発明の実施の形態1に係る高周波増幅装置は、包絡線信号S1とバースト信号S2を切り替える切替装置5と、パルス幅変調器(PWM)1と、スイッチングアンプ(SWアンプ)2と、低域通過型フィルタ(LPF)3と、入力端子4a及び出力端子4bを有する単体のRF増幅器4とが設けられている。このRF増幅器4の電源端子(ドレイン電源端子もしくはコレクタ電源端子)には、電源バイアスが供給される。
In FIG. 1, a high-frequency amplifier according to
なお、パルス幅変調波を生成する手段の例としてPWM1、パルス幅変調波を増幅する手段の例としてSWアンプ2、パルス幅変調が行われる信号の例として包絡線信号S1とバースト信号S2を説明に用いる。包絡線信号S1は、高周波増幅装置に入力するRF信号の検波信号やベースバンドから取得しても良い。また、包絡線信号S1は、変動値の場合も一定値の場合もある。
Note that PWM1 is described as an example of a means for generating a pulse width modulation wave,
つぎに、この実施の形態1に係る高周波増幅装置の動作について図面を参照しながら説明する。
Next, the operation of the high-frequency amplifier according to
入力端子4aに入力されたRF信号をRF増幅器4で増幅し、出力端子4bから出力電力を取り出す。RF増幅器4の電源バイアスとして、SWアンプ2からLPF3を経由して電力を供給する。SWアンプ2には、PWM1でパルス幅変調された波形が入力される。PWM1でパルス幅変調が行われる信号は、切替装置5によって包絡線信号S1あるいはバースト信号S2が選択される。このとき、包絡線信号S1とバースト信号S2のどちらが選択されるかによって高周波増幅装置の動作が異なるため、以降で詳細な動作を説明する。
The RF signal input to the
まず、切替装置5でバースト信号S2を選択した場合の動作を説明する。
First, the operation when the burst signal S2 is selected by the
バースト信号S2は、高周波増幅装置の動作、停止(それぞれON、OFFと称する)を指定する信号であり、RFより低い周波数で周期的にONとOFFを繰り返す。 The burst signal S2 is a signal that designates the operation and stop (referred to as ON and OFF, respectively) of the high-frequency amplifying device, and repeats ON and OFF periodically at a frequency lower than RF.
バースト信号S2がONのとき、バースト信号S2はPWM1でパルス幅変調が行われた後に、SWアンプ2で増幅され、LPF3を経由して、一定の電圧をRF増幅器4の電源バイアスとして供給し、RF増幅器4が動作する。
When the burst signal S2 is ON, the burst signal S2 is subjected to pulse width modulation by PWM1 and then amplified by the
一方、バースト信号S2がOFFのとき、バースト信号S2によりPWM1の出力電圧波形は0Vになるため、RF増幅器4に供給される電源バイアスの電圧は0Vとなり、RF増幅器4は動作しない。
On the other hand, when the burst signal S2 is OFF, the output voltage waveform of PWM1 becomes 0V due to the burst signal S2, so the power supply bias voltage supplied to the
以上から、バースト信号S2に従って、高周波増幅装置はバースト動作が可能である。 From the above, according to the burst signal S2, the high-frequency amplifier can perform a burst operation.
次に、切替装置5で包絡線信号S1を選択した場合の動作を説明する。
Next, the operation when the envelope signal S1 is selected by the
包絡線信号S1は、PWM1でパルス幅変調が行われた後に、SWアンプ2で増幅され、LPF3を経由して、RF増幅器4の電源バイアスとして供給される。包絡線信号S1は高周波増幅装置に入力されるRF信号の包絡線信号であるため、高周波増幅装置の入力電力が大きいときには、RF増幅器4に供給される電源バイアスの電圧が高くなる。そのため、高周波増幅装置の入力電力が大きいときには、RF増幅器4の飽和電力が大きくなり、大電力動作時の効率が高くなる。
The envelope signal S <b> 1 is subjected to pulse width modulation by PWM <b> 1, amplified by the
一方、高周波増幅装置の入力電力が小さいときには、RF増幅器4の電源バイアスに供給される電源バイアスの電圧が低くなる。そのため、高周波増幅装置の入力電力が小さいときには、RF増幅器4の飽和電力が小さくなり、省電力動作時の効率が高くなる。
On the other hand, when the input power of the high frequency amplifier is small, the power supply bias voltage supplied to the power supply bias of the
このように、高周波増幅装置に入力されるRFの電力によってRF増幅器4に供給され
る電源バイアスの電圧が変わるため、高周波増幅装置は常に高効率動作が可能である。
As described above, since the power supply bias voltage supplied to the
本実施の形態1により、従来と同様に、入力電力に応じて電源電圧制御を行い高周波増幅装置が常に高効率動作するモードが実現できることに加えて、バースト動作をするモードが実現可能となる。 According to the first embodiment, a mode in which a burst operation is performed can be realized in addition to a mode in which power supply voltage control is performed according to input power and the high-frequency amplifier always operates with high efficiency, as in the conventional case.
また、従来の高周波増幅装置に切替装置5を追加することで、これらの機能を実現することができるため、小型な回路サイズが実現可能である。
Moreover, since these functions can be realized by adding the
さらに、電源電圧制御を行い高周波増幅装置が常に高効率動作するモードではRF増幅器4の飽和電力を可変できるため、それぞれのモードで所望の出力電力が異なっている場合でも本実施の形態1に係る高周波増幅装置は高効率である。
Furthermore, since the saturation power of the
本実施の形態1によって実現可能な動作モードの例について説明する。 An example of an operation mode that can be realized by the first embodiment will be described.
入力電力に応じて電源電圧制御を行い高周波増幅装置が常に高効率動作するモードの例としては、W−CDMA方式やCDMA方式などが挙げられる。また、バースト動作をするモードの例としては、GSM方式などが挙げられる。これらの通信方式は、高周波増幅装置に要求される最大出力電力も動作のモードも異なる。本実施の形態1に係る高周波増幅装置であれば、どのモードの最大出力電力に対しても電源バイアス電圧を変化することで対応することができ、さらに、どのモードの最大出力時においても高効率を実現し、これら複数のモードを持つシステムに対して適用することができる。 Examples of modes in which the power supply voltage is controlled according to the input power and the high-frequency amplifier always operates with high efficiency include the W-CDMA system and the CDMA system. An example of a mode for performing a burst operation is the GSM method. These communication systems differ in the maximum output power required for the high-frequency amplifier and the mode of operation. The high-frequency amplification device according to the first embodiment can cope with the maximum output power in any mode by changing the power supply bias voltage, and has high efficiency at the maximum output in any mode. And can be applied to a system having these multiple modes.
実施の形態2.
この発明の実施の形態2に係る高周波増幅装置について図2を参照しながら説明する。図2は、この発明の実施の形態2に係る高周波増幅装置の構成を示す図である。
A high-frequency amplifier according to
図2において、この発明の実施の形態2に係る高周波増幅装置は、パルス幅変調器(PWM)1と、切替装置5と、スイッチングアンプ(SWアンプ)2と、低域通過型フィルタ(LPF)3と、入力端子4a及び出力端子4bを有する単体のRF増幅器4とが設けられている。このRF増幅器4の電源端子(ドレイン電源端子もしくはコレクタ電源端子)には、電源バイアスが供給される。
2, the high-frequency amplifier according to
なお、パルス幅変調波を生成する手段の例としてPWM1、パルス幅変調波を増幅する手段の例としてSWアンプ2、パルス幅変調の元となる信号の例として包絡線信号S1とバースト信号S2を説明に用いる。
Note that PWM1 is an example of a means for generating a pulse width modulated wave,
つぎに、この実施の形態2に係る高周波増幅装置の動作について図面を参照しながら説明する。
Next, the operation of the high-frequency amplifier according to
入力端子4aに入力されたRF信号をRF増幅器4で増幅し、出力端子4bから出力電力を取り出す。RF増幅器4の電源に供給される電源バイアスとしてSWアンプ2からLPF3を経由して電力が供給される。SWアンプ2にはバースト信号S2あるいはPWM1から出力されるパルス幅変調波が切替装置5によって選択されて入力される。また、PWM1には包絡線信号S1が入力される。このとき、バースト信号S2とPWM1から出力されるパルス幅変調波のどちらがSWアンプ2に入力されるかによって高周波増幅装置の動作が異なるため、以降で詳細な動作を説明する。
The RF signal input to the
まず、切替装置5でバースト信号S2を選択した場合の動作を説明する。
First, the operation when the burst signal S2 is selected by the
バースト信号S2がONのとき、バースト信号S2はSWアンプ2で増幅され、LPF3を経由して、一定の電圧がRF増幅器4の電源バイアスとして供給され、RF増幅器4は動作する。
When the burst signal S2 is ON, the burst signal S2 is amplified by the
一方、バースト信号S2がOFFのとき、バースト信号が0Vであるため、RF増幅器4に供給される電源バイアス電圧は0Vとなり、RF増幅器4は動作しない。
On the other hand, when the burst signal S2 is OFF, since the burst signal is 0V, the power supply bias voltage supplied to the
以上から、バースト信号S2に従って、高周波増幅装置はバースト動作が可能である。 From the above, according to the burst signal S2, the high-frequency amplifier can perform a burst operation.
また、バースト信号S2がON時の電圧値に応じてRF増幅器4に供給される電源バイアス電圧が変化する。そのため、高周波増幅装置のバースト動作時の出力電力が大きいときには、バースト信号S2がON時の電圧値を高くし、バースト動作時の出力電力が小さいときには、バースト信号S2がON時の電圧値を低くすることで、高周波増幅装置を出力電力によらず高効率動作させることが可能である。
Further, the power supply bias voltage supplied to the
次に、切替装置5でパルス幅変調された包絡線信号S1を選択した場合の動作を説明する。
Next, an operation when the envelope signal S1 pulse-width-modulated by the
包絡線信号S1は、PWM1でパルス幅変調が行われた後に、SWアンプ2で増幅され、LPF3を経由して、RF増幅器4の電源バイアスとして供給される。
The envelope signal S <b> 1 is subjected to pulse width modulation by PWM <b> 1, amplified by the
包絡線信号S1は、高周波増幅装置に入力されるRF信号の包絡線信号であるため、高周波増幅装置の入力電力が大きいときには、RF増幅器4に供給される電源バイアス電圧が高くなる。そのため、高周波増幅装置の入力電力が大きいときには、RF増幅器4の飽和電力が大きくなり、大電力動作時の効率が高くなる。
Since the envelope signal S1 is an envelope signal of an RF signal input to the high frequency amplifier, the power supply bias voltage supplied to the
一方、高周波増幅装置の入力電力が小さいときには、RF増幅器4に供給される電源バイアス電圧が低くなる。そのため、高周波増幅装置の入力電力が小さいときには、RF増幅器4の飽和電力が小さくなり、小電力動作時の効率が高くなる。
On the other hand, when the input power of the high frequency amplifier is small, the power supply bias voltage supplied to the
このように、高周波増幅装置に入力されるRFの電力によってRF増幅器4に供給される電源バイアス電圧が変わるため、高周波増幅装置は常に高効率動作が可能である。
As described above, since the power supply bias voltage supplied to the
本実施の形態2により、従来と同様に、入力電力に応じて電源電圧制御を行い高周波増幅装置が常に高効率動作するモードが実現できることに加えて、バースト動作をするモードが実現可能となる。 According to the second embodiment, a mode in which a burst operation is performed can be realized in addition to a mode in which power supply voltage control is performed according to input power and the high-frequency amplifier always operates with high efficiency, as in the conventional case.
また、従来の高周波増幅装置に切替装置5を追加することで、これらの機能を実現することができるため、小型な回路サイズが実現可能である。
Moreover, since these functions can be realized by adding the
さらに、電源電圧制御を行い高周波増幅装置が常に高効率動作するモードではRF増幅器4の飽和電力を可変できるため、それぞれのモードで所望の出力電力が異なっている場合でも本実施の形態2に係る高周波増幅装置は高効率である。
Furthermore, since the saturation power of the
上記の実施の形態1と比べて、バースト信号S2はPWM1を通らないため損失が低減されて高効率となる。 Compared to the first embodiment, since the burst signal S2 does not pass through the PWM1, the loss is reduced and the efficiency is increased.
本実施の形態2によって実現可能な動作モードの例について説明する。 An example of an operation mode that can be realized by the second embodiment will be described.
入力電力に応じて電源電圧制御を行い高周波増幅装置が常に高効率動作するモードの例としては、W−CDMA方式やCDMA方式などが挙げられる。また、バースト動作をするモードの例としては、GSM方式などが挙げられる。これらの通信方式は、高周波増幅装置に要求される最大出力電力も動作のモードも異なる。本実施の形態2に係る高周波増幅装置であれば、どのモードの最大出力電力に対しても電源バイアス電圧を変化することで対応することができ、さらに、どのモードの最大出力時においても高効率を実現し、これら複数のモードを持つシステムに対して適用することができる。 Examples of modes in which the power supply voltage is controlled according to the input power and the high-frequency amplifier always operates with high efficiency include the W-CDMA system and the CDMA system. An example of a mode for performing a burst operation is the GSM method. These communication systems differ in the maximum output power required for the high-frequency amplifier and the mode of operation. In the high frequency amplification device according to the second embodiment, the maximum output power in any mode can be dealt with by changing the power supply bias voltage, and the high efficiency can be achieved at the maximum output in any mode. And can be applied to a system having these multiple modes.
実施の形態3.
この発明の実施の形態3に係る高周波増幅装置について図3を参照しながら説明する。図3は、この発明の実施の形態3に係る高周波増幅装置の構成を示す図である。
A high-frequency amplifier according to
図3において、この発明の実施の形態3に係る高周波増幅装置は、包絡線信号S1とバースト信号S2を掛け合わせる乗算器6と、パルス幅変調器(PWM)1と、スイッチングアンプ(SWアンプ)2と、低域通過型フィルタ(LPF)3と、入力端子4a及び出力端子4bを有する単体のRF増幅器4とが設けられている。このRF増幅器4の電源端子(ドレイン電源端子もしくはコレクタ電源端子)には、電源バイアスが供給される。
In FIG. 3, the high-frequency amplifier according to
なお、パルス幅変調波を生成する手段の例としてPWM1、パルス幅変調波を増幅する手段の例としてSWアンプ2、パルス幅変調の元となる信号の例として包絡線信号S1とバースト信号S2を説明に用いる。
Note that PWM1 is an example of a means for generating a pulse width modulated wave,
つぎに、この実施の形態3に係る高周波増幅装置の動作について図面を参照しながら説明する。
Next, the operation of the high-frequency amplifier according to
入力端子4aに入力されたRF信号をRF増幅器4で増幅し、出力端子4bから出力電力を取り出す。SWアンプ2からLPF3を経由してRF増幅器4の電源バイアスとして電力が供給される。バースト信号S2と包絡線信号S1を乗算器6で掛け合わせた信号をPWM1でパルス幅変調した波形してSWアンプ2の入力する。このとき、乗算器6に入力するバースト信号S2と包絡線信号S1の与え方によって高周波増幅装置の動作が異なるため、以降で詳細な動作を説明する。
The RF signal input to the
まず、乗算器6に対してバースト信号S2と包絡線信号S1を入力し、バースト信号S2が常にONの場合について説明する。
First, the case where the burst signal S2 and the envelope signal S1 are input to the
乗算器6の出力は、包絡線信号S1と同じ信号になる。乗算器6から出力される包絡線信号S1と同等の信号は、PWM1でパルス幅変調が行われた後に、SWアンプ2で増幅され、LPF3を経由して、RF増幅器4の電源バイアスとして供給される。
The output of the
包絡線信号S1は、高周波増幅装置に入力されるRF信号の包絡線信号であるため、高周波増幅装置の入力電力が大きいときには、RF増幅器4に供給される電源バイアス電圧が高くなる。そのため、高周波増幅装置の入力電力が大きいときには、RF増幅器4の飽和電力が大きくなり、大電力動作時の効率が高くなる。
Since the envelope signal S1 is an envelope signal of an RF signal input to the high frequency amplifier, the power supply bias voltage supplied to the
一方、高周波増幅装置の入力電力が小さいときには、RF増幅器4に供給される電源バイアス電圧が低くなる。そのため、高周波増幅装置の入力電力が小さいときには、RF増幅器4の飽和電力が小さくなり、小電力動作時の効率が高くなる。
On the other hand, when the input power of the high frequency amplifier is small, the power supply bias voltage supplied to the
このように、高周波増幅装置に入力されるRFの電力によってRF増幅器4に供給される電源バイアス電圧が変わるため、高周波増幅装置は常に高効率動作が可能である。
As described above, since the power supply bias voltage supplied to the
次に、乗算器6にバースト信号S2と包絡線信号S1を入力した場合について説明する。
Next, a case where the burst signal S2 and the envelope signal S1 are input to the
乗算器6の出力信号は、バースト信号S2と包絡線信号S1を掛け合わせた信号となり、この信号はPWM1でパルス幅変調が行われた後に、SWアンプ2で増幅され、LPF3を経由して、RF増幅器4の電源バイアスとして供給される。
The output signal of the
バースト信号S2がONのとき、乗算器6の出力信号は包絡線信号S1と等しくなるため、高周波増幅装置の入力電力が大きいときには、RF増幅器4に供給される電源バイアス電圧が高くなり、RF増幅器4の飽和電力が大きくなるため、大電力動作時の効率が高くなる。
When the burst signal S2 is ON, the output signal of the
また、高周波増幅装置の入力電力が小さいときには、RF増幅器4に供給される電源バイアス電圧が低くなり、RF増幅器4の飽和電力が小さくなり、小電力動作時の効率が高くなる。
Further, when the input power of the high-frequency amplifier is small, the power supply bias voltage supplied to the
バースト信号S2がOFFのとき、乗算器6の出力電圧は0Vとなるため、RF増幅器4に供給される電源バイアス電圧は0Vとなり、RF増幅器4は動作しない。
When the burst signal S2 is OFF, the output voltage of the
以上から、本実施の形態3に係る高周波増幅装置は、バースト信号S2に従ってバースト動作をし、更にバースト動作の中で高周波増幅装置がONとなる時には、高周波増幅装置に入力されるRFの電力によってRF増幅器4に供給される電源バイアス電圧が変わるため、高効率動作が可能である。
From the above, the high frequency amplifying device according to the third embodiment performs a burst operation according to the burst signal S2, and when the high frequency amplifying device is turned on during the burst operation, the RF power input to the high frequency amplifying device is used. Since the power supply bias voltage supplied to the
次に、乗算器6にバースト信号S2と包絡線信号S1を入力し、包絡線信号S1が一定の電圧値の場合について説明する。
Next, the case where the burst signal S2 and the envelope signal S1 are input to the
乗算器6の出力電圧波形は、パルス制御信号と同じ信号となる。乗算器6の出力信号はPWM1でパルス幅変調が行われた後に、SWアンプ2で増幅され、LPF3を経由して、RF増幅器4の電源バイアスとして供給される。
The output voltage waveform of the
バースト信号S2がONのとき、一定の電圧がRF増幅器4の電源バイアスとして供給され、RF増幅器4は動作する。
When the burst signal S2 is ON, a constant voltage is supplied as the power supply bias of the
一方、バースト信号S2のパルス波形がOFF状態のとき、RF増幅器4に供給される電源バイアス電圧は0Vとなり、RF増幅器4は動作しない。
On the other hand, when the pulse waveform of the burst signal S2 is in the OFF state, the power supply bias voltage supplied to the
以上から、バースト信号S2に従って、高周波増幅装置はバースト動作が可能である。 From the above, according to the burst signal S2, the high-frequency amplifier can perform a burst operation.
また、バースト信号S2がON時における電圧値に応じてRF増幅器4のドレイン電源端子もしくはコレクタ電源端子の電圧が変化する。そのため、高周波増幅装置のバースト動作時の出力電力が大きいときには、バースト信号S2のパルス波形がON状態における電圧値を高くし、バースト動作時の出力電力が小さいときには、バースト信号S2のパルス波形がON状態における電圧値を低くすることで、高周波増幅装置を出力電力によらず高効率動作させることが可能である。
Further, the voltage of the drain power supply terminal or collector power supply terminal of the
次に、乗算器6に包絡線信号S1を入力し、バースト信号S2がONで包絡線信号S1が一定の電圧値の場合について説明する。
Next, the case where the envelope signal S1 is input to the
乗算器6の出力電圧波形は、包絡線信号S1と同じ信号となる。乗算器6の出力信号はPWM1でパルス幅変調が行われた後に、SWアンプ2で増幅され、LPF3を経由して、RF増幅器4の電源バイアスとして供給される。
The output voltage waveform of the
包絡線信号S1の電圧値に応じてRF増幅器4のドレイン電源端子もしくはコレクタ電源端子の電圧が変化するため、高周波増幅装置のバースト動作時の出力電力が大きいときには、バースト信号S2のパルス波形がON状態における電圧値を高くし、バースト動作時の出力電力が小さいときには、バースト信号S2のパルス波形がON状態における電圧値を低くすることで、高周波増幅装置を出力電力によらず高効率動作させることが可能である。
Since the voltage at the drain power supply terminal or the collector power supply terminal of the
本実施の形態3により、従来と同様に、入力電力に応じて電源電圧制御を行い高周波増幅装置が常に高効率動作するモードが実現できることに加えて、電源バイアス電圧は一定でバースト動作をするモードと入力電力に応じて電源電圧制御を行い高周波増幅装置が高効率動作し更にバースト動作をするモード、電源バイアスが一定なモードの4つのモードが実現可能となる。 According to the third embodiment, as in the prior art, a mode in which the power supply voltage is controlled according to the input power and the high-frequency amplifier can always operate with high efficiency can be realized. The power supply voltage is controlled according to the input power, and the four modes of the mode in which the high-frequency amplifier operates with high efficiency and further performs a burst operation and the mode with a constant power supply bias can be realized.
また、4つのモードで高周波増幅装置の飽和出力電力をそれぞれ可変できるため、それぞれのモードでの所望の出力電力が異なっている場合でも常に本実施の形態3に係る高周波増幅装置は高効率である。 Further, since the saturation output power of the high-frequency amplification device can be varied in the four modes, the high-frequency amplification device according to the third embodiment is always highly efficient even when the desired output power in each mode is different. .
本実施の形態3によって実現可能な動作モードの例について説明する。 An example of an operation mode that can be realized by the third embodiment will be described.
入力電力に応じて電源電圧制御を行い高周波増幅装置が常に高効率動作するモードの例としては、W−CDMA方式やCDMA方式などが挙げられる。また、バースト動作をするモードの例としては、GSM方式などが挙げられる。さらに、入力電力に応じて電源電圧制御を行い高周波増幅装置が高効率動作し更にバースト動作をするモードの例としては、PDC方式やPHSなどが挙げられる。またさらに、電源バイアスが一定なモードの例としてはFM変調方式が挙げられる。これらの通信方式は、高周波増幅装置に要求される最大出力電力も動作のモードも異なる。本実施の形態3に係る高周波増幅装置であれば、どのモードの最大出力電力に対しても電源バイアス電圧を変化することで対応することができ、さらに、どのモードの最大出力時においても高効率を実現し、これら複数のモードを持つシステムに対して適用することができる。 Examples of modes in which the power supply voltage is controlled according to the input power and the high-frequency amplifier always operates with high efficiency include the W-CDMA system and the CDMA system. An example of a mode for performing a burst operation is the GSM method. Furthermore, examples of the mode in which the power supply voltage is controlled according to the input power and the high-frequency amplifier operates with high efficiency and further performs burst operation include the PDC method and PHS. Furthermore, as an example of a mode in which the power supply bias is constant, there is an FM modulation method. These communication systems differ in the maximum output power required for the high-frequency amplifier and the mode of operation. The high-frequency amplification device according to the third embodiment can cope with the maximum output power in any mode by changing the power supply bias voltage, and has high efficiency at the maximum output in any mode. And can be applied to a system having these multiple modes.
実施の形態4.
この発明の実施の形態4に係る高周波増幅装置について図4を参照しながら説明する。図4は、この発明の実施の形態4に係る高周波増幅装置の構成を示す図である。
A high frequency amplifier according to
図4において、この発明の実施の形態4に係る高周波増幅装置は、パルス幅変調器(PWM)1と、乗算器6と、スイッチングアンプ(SWアンプ)2と、低域通過型フィルタ(LPF)3と、入力端子4a及び出力端子4bを有する単体のRF増幅器4とが設けられている。このRF増幅器4の電源端子(ドレイン電源端子もしくはコレクタ電源端子)には、電源バイアスが供給される。
In FIG. 4, a high frequency amplifier according to
なお、パルス幅変調波を生成する手段の例としてPWM1、パルス幅変調波を増幅する手段の例としてSWアンプ2、パルス幅変調の元となる信号の例として包絡線信号S1とバースト信号S2を説明に用いる。
Note that PWM1 is an example of a means for generating a pulse width modulated wave,
つぎに、この実施の形態4に係る高周波増幅装置の動作について図面を参照しながら説明する。
Next, the operation of the high-frequency amplifier according to
入力端子4aに入力されたRF信号をRF増幅器4で増幅し、出力端子4bから出力電力を取り出す。RF増幅器4の電源バイアスとしてSWアンプ2からLPF3を経由して電力が供給される。SWアンプ2の入力信号は乗算器6の出力信号であり、これはバースト信号S2とPWM1の出力信号を掛け合わせた信号である。また、PWM1には包絡線信号S1を入力する。このとき、乗算器6に入力するバースト信号S2と包絡線信号S1の組み合わせによって高周波増幅装置の動作が異なるため、以降で詳細な動作を説明する。
The RF signal input to the
まず、乗算器6に対してバースト信号S2とPWM1の出力信号を入力し、バースト信号S2が常にONの場合について説明する。
First, the case where the burst signal S2 and the output signal of PWM1 are input to the
このとき、乗算器6の出力信号は、PWM1の出力信号と等しくなる。PWM1には包絡線信号S1が入力されるため、包絡線信号S1はPWM1でパルス幅変調が行われた後に、SWアンプ2で増幅され、LPF3を経由して、RF増幅器4の電源バイアスとして供給される。
At this time, the output signal of the
包絡線信号S1は、高周波増幅装置に入力されるRF信号の包絡線信号であるため、高周波増幅装置の入力電力が大きいときには、RF増幅器4に供給される電源バイアス電圧が高くなる。そのため、高周波増幅装置の入力電力が大きいときには、RF増幅器4の飽和電力が大きくなり、大電力動作時の効率が高くなる。
Since the envelope signal S1 is an envelope signal of an RF signal input to the high frequency amplifier, the power supply bias voltage supplied to the
一方、高周波増幅装置の入力電力が小さいときには、RF増幅器4に供給される電源バイアス電圧が低くなる。そのため、高周波増幅装置の入力電力が小さいときには、RF増幅器4の飽和電力が小さくなり、小電力動作時の効率が高くなる。
On the other hand, when the input power of the high frequency amplifier is small, the power supply bias voltage supplied to the
このように、高周波増幅装置に入力されるRFの電力によってRF増幅器4のドレイン電源端子もしくはコレクタ電源端子に供給される電圧が変わるため、実施の形態4に係る高周波増幅装置は常に高効率動作が可能である。
As described above, since the voltage supplied to the drain power supply terminal or collector power supply terminal of the
次に、乗算器6にバースト信号S2とPWM1の出力信号を入力した場合について説明する。
Next, the case where the burst signal S2 and the output signal of PWM1 are input to the
PWM1には包絡線信号S1が入力されるため、乗算器6の出力信号はバースト信号S2とパルス幅変調された包絡線信号S1を掛け合わせた信号となる。この乗算器6の出力信号はSWアンプ2で増幅され、LPF3を経由して、RF増幅器4の電源バイアスとして供給される。
Since the envelope signal S1 is input to the PWM1, the output signal of the
バースト信号S2がONのとき、乗算器6の出力信号は包絡線信号S1と等しくなるため、高周波増幅装置の入力電力が大きいときには、RF増幅器4に供給される電源バイアス電圧が高くなり、RF増幅器4の飽和電力が大きくなるため、大電力動作時の効率が高くなる。
When the burst signal S2 is ON, the output signal of the
また、高周波増幅装置の入力電力が小さいときには、RF増幅器4に供給される電源バイアス電圧が低くなり、RF増幅器4の飽和電力が小さくなり、小電力動作時の効率が高くなる。
Further, when the input power of the high-frequency amplifier is small, the power supply bias voltage supplied to the
一方、バースト信号S2がOFFのとき、乗算器6の出力電圧は0Vとなるため、RF増幅器4に供給される電源バイアス電圧は0Vとなり、RF増幅器4は動作しない。
On the other hand, when the burst signal S2 is OFF, the output voltage of the
以上から、実施の形態4に係る高周波増幅装置は、バースト信号S2に従ってバースト動作をし、更にバースト動作の中で高周波増幅装置がONとなる時には高周波増幅装置に入力されるRFの電力によってRF増幅器4のドレイン電源端子もしくはコレクタ電源端子に供給される電圧が変わるため、高効率動作が可能である。
As described above, the high-frequency amplifier according to the fourth embodiment performs a burst operation according to the burst signal S2, and further, when the high-frequency amplifier is turned on during the burst operation, the RF amplifier uses the RF power input to the high-frequency amplifier. Since the voltage supplied to the drain
次に、乗算器6にバースト信号S2とPWM1の出力波形を入力し、包絡線信号S1が一定の電圧値の場合について説明する。
Next, the case where the burst signal S2 and the output waveform of PWM1 are input to the
乗算器6の出力信号は、バースト信号S2と等しくなる。乗算器6の出力信号はSWアンプ2で増幅され、LPF3を経由して、RF増幅器4の電源バイアスとして供給される。
The output signal of the
バースト信号S2がONのとき、一定の電圧がRF増幅器4のバイアス電源として供給され、RF増幅器4は動作する。
When the burst signal S2 is ON, a constant voltage is supplied as a bias power source for the
一方、バースト信号S2がOFFのとき、RF増幅器4に供給される電源バイアス電圧は0Vとなり、RF増幅器4は動作しない。
On the other hand, when the burst signal S2 is OFF, the power supply bias voltage supplied to the
以上から、バースト信号S2に従って、高周波増幅装置はバースト動作が可能である。 From the above, according to the burst signal S2, the high-frequency amplifier can perform a burst operation.
また、バースト信号S2のON時における電圧値に応じてRF増幅器4に供給される電源バイアス電圧が変化する。そのため、高周波増幅装置のバースト動作時の出力電力が大きいときには、バースト信号S2がON時の電圧値を高くし、バースト動作時の出力電力が小さいときには、バースト信号S2のパルス波形がON時の電圧値を低くすることで、高周波増幅装置を出力電力によらず高効率動作させることが可能である。
Further, the power supply bias voltage supplied to the
次に、乗算器6にPWM1の出力波形を入力し、バースト信号S2がONで包絡線信号S1が一定の電圧値の場合について説明する。
Next, a case where the output waveform of PWM1 is input to the
乗算器6の出力電圧波形は、包絡線信号S1と同じ信号となる。乗算器6の出力信号はSWアンプ2で増幅され、LPF3を経由して、RF増幅器4の電源バイアスとして供給される。
The output voltage waveform of the
包絡線信号S1の電圧値に応じてRF増幅器4のドレイン電源端子もしくはコレクタ電源端子の電圧が変化するため、高周波増幅装置のバースト動作時の出力電力が大きいときには、バースト信号S2のパルス波形がON状態における電圧値を高くし、バースト動作時の出力電力が小さいときには、バースト信号S2のパルス波形がON状態における電圧値を低くすることで、高周波増幅装置を出力電力によらず高効率動作させることが可能である。
Since the voltage at the drain power supply terminal or the collector power supply terminal of the
本実施の形態4により、従来と同様に、入力電力に応じて電源電圧制御を行い高周波増幅装置が常に高効率動作するモードが実現できることに加えて、電源バイアス電圧は一定でバースト動作をするモードと入力電力に応じて電源電圧制御を行い高周波増幅装置が高効率動作し更にバースト動作をするモード、電源バイアスが一定なモードの4つのモードが実現可能となる。 According to the fourth embodiment, as in the prior art, a mode in which the power supply voltage is controlled according to the input power and the high-frequency amplifier can always operate with high efficiency can be realized. The power supply voltage is controlled according to the input power, and the four modes of the mode in which the high-frequency amplifier operates with high efficiency and further performs a burst operation and the mode with a constant power supply bias can be realized.
また、4つのモードで高周波増幅装置の飽和出力電力をそれぞれ可変できるため、それぞれのモードでの所望の出力電力が異なっている場合でも常に本実施の形態4に係る高周波増幅装置は高効率である。 Further, since the saturation output power of the high frequency amplification device can be varied in the four modes, the high frequency amplification device according to the fourth embodiment is always highly efficient even when the desired output power in each mode is different. .
上記の実施の形態3と比べて、バースト信号はPWM1を通らないため損失が低減されて高効率となる。 Compared to the third embodiment, since the burst signal does not pass through PWM1, the loss is reduced and the efficiency is increased.
本実施の形態4によって実現可能な動作モードの例について説明する。 An example of an operation mode that can be realized by the fourth embodiment will be described.
入力電力に応じて電源電圧制御を行い高周波増幅装置が常に高効率動作するモードの例としては、W−CDMA方式やCDMA方式などが挙げられる。また、バースト動作をするモードの例としては、GSM方式などが挙げられる。さらに、入力電力に応じて電源電圧制御を行い高周波増幅装置が高効率動作し更にバースト動作をするモードの例としては、PDC方式やPHSなどが挙げられる。またさらに、電源バイアスが一定なモードの例としてはFM変調方式が挙げられる。これらの通信方式は、高周波増幅装置に要求される最大出力電力も動作のモードも異なる。本実施の形態4に係る高周波増幅装置であれば、どのモードの最大出力電力に対しても電源バイアス電圧を変化することで対応することができ、さらに、どのモードの最大出力時においても高効率を実現し、これら複数のモードを持つシステムに対して適用することができる。 Examples of modes in which the power supply voltage is controlled according to the input power and the high-frequency amplifier always operates with high efficiency include the W-CDMA system and the CDMA system. An example of a mode for performing a burst operation is the GSM method. Furthermore, examples of the mode in which the power supply voltage is controlled according to the input power and the high-frequency amplifier operates with high efficiency and further performs burst operation include the PDC method and PHS. Furthermore, as an example of a mode in which the power supply bias is constant, there is an FM modulation method. These communication systems differ in the maximum output power required for the high-frequency amplifier and the mode of operation. The high-frequency amplification device according to the fourth embodiment can cope with the maximum output power in any mode by changing the power supply bias voltage, and has high efficiency at the maximum output in any mode. And can be applied to a system having these multiple modes.
実施の形態5.
この発明の実施の形態5に係る高周波増幅装置について図5を参照しながら説明する。図5は、この発明の実施の形態5に係る高周波増幅装置の構成を示す図である。
A high-frequency amplifier according to
図5において、この発明の実施の形態5に係る高周波増幅装置は、電源端子1aを有するパルス幅変調器(PWM)1と、スイッチングアンプ(SWアンプ)2と、低域通過型フィルタ(LPF)3と、入力端子4a及び出力端子4bを有する単体のRF増幅器4とが設けられている。このRF増幅器4の電源端子(ドレイン電源端子もしくはコレクタ電源端子)には、電源バイアスが供給される。
In FIG. 5, a high frequency amplifier according to
なお、パルス幅変調波を生成する手段の例としてPWM1、パルス幅変調波を増幅する手段の例としてSWアンプ2、パルス幅変調の元となる信号の例として包絡線信号S1とバースト信号S2を用いた。また、パルス幅変調波を形成する手段の電源あるいは出力のON/OFFをバースト信号S2によって制御する方法の例としてPWM1の電源端子1aにバースト信号S2を供給した。
Note that PWM1 is an example of a means for generating a pulse width modulated wave,
つぎに、この実施の形態5に係る高周波増幅装置の動作について図面を参照しながら説明する。
Next, the operation of the high-frequency amplifier according to
入力端子4aに入力されたRF信号をRF増幅器4で増幅し、出力端子4bから出力電力を取り出す。RF増幅器4の電源バイアスとしてSWアンプ2からLPF3を経由して電力が供給される。SWアンプ2の入力信号は、包絡線信号S1をPWM1でパルス幅変調した信号である。また、バースト信号S2に応じてPWM1のON/OFFが制御される。このとき、バースト信号S2と包絡線信号S1の与え方によって高周波増幅装置の動作が異なるため、以降で詳細な動作を説明する。
The RF signal input to the
まず、バースト信号S2からPWM1が常にONとなる信号がPWM1の電源端子1aに供給され、包絡線信号S1をPWM1に入力した場合における高周波増幅装置の動作について説明する。
First, the operation of the high frequency amplifying apparatus when a signal in which PWM1 is always ON from the burst signal S2 is supplied to the
PWM1には包絡線信号S1が入力されるため、包絡線信号S1はPWM1でパルス幅変調が行われた後に、SWアンプ2で増幅され、LPF3を経由して、RF増幅器4の電源バイアスとして供給される。
Since the envelope signal S1 is input to the PWM1, the envelope signal S1 is subjected to pulse width modulation by the PWM1, then amplified by the
包絡線信号S1は高周波増幅装置に入力されるRF信号の包絡線信号であるため、高周波増幅装置の入力電力が大きいときには、RF増幅器4に供給される電源バイアス電圧が高くなる。そのため、高周波増幅装置の入力電力が大きいときには、RF増幅器4の飽和電力が大きくなり、大電力動作時の効率が高くなる。
Since the envelope signal S1 is an envelope signal of an RF signal input to the high-frequency amplifier, the power supply bias voltage supplied to the
一方、高周波増幅装置の入力電力が小さいときには、RF増幅器4に供給される電源バイアス電圧が低くなる。そのため、高周波増幅装置の入力電力が小さいときには、RF増幅器4の飽和電力が小さくなり、小電力動作時の効率が高くなる。
On the other hand, when the input power of the high frequency amplifier is small, the power supply bias voltage supplied to the
このように、高周波増幅装置に入力されるRFの電力によってRF増幅器4の電源端子に供給される電圧が変わるため、高周波増幅装置は常に高効率動作が可能である。
As described above, since the voltage supplied to the power supply terminal of the
次に、バースト信号S2からPWM1の電源端子1aに供給される信号によりPWM1がONとOFFを繰り返し、同時に包絡線信号S1をPWM1に入力した場合における高周波増幅装置の動作について説明する。
Next, the operation of the high-frequency amplifier when the PWM1 is repeatedly turned on and off by the signal supplied from the burst signal S2 to the
PWM1に入力される波形は包絡線信号S1である一方で、PWM1の電源はバースト信号S2により電源が制御されるため、PWM1の出力信号はバースト信号S2とパルス幅変調された包絡線信号S1を掛け合わせた信号となる。この波形をSWアンプ2で増幅され、LPF3を経由して、RF増幅器4の電源バイアスとして供給する。
While the waveform input to the PWM1 is the envelope signal S1, the power supply of the PWM1 is controlled by the burst signal S2. Therefore, the output signal of the PWM1 is obtained by using the burst signal S2 and the pulse width modulated envelope signal S1. The signal is multiplied. This waveform is amplified by the
バースト信号S2がONのとき、SWアンプ2に入力される電圧波形は包絡線信号S1と等しくなるため、高周波増幅装置の入力電力が大きいときには、RF増幅器4に供給される電源バイアスの電圧が高くなり、RF増幅器4の飽和電力が大きくなるため、大電力動作時の効率が高くなる。
When the burst signal S2 is ON, the voltage waveform input to the
また、高周波増幅装置の入力電力が小さいときには、RF増幅器4に供給される電源バイアスの電圧が低くなり、RF増幅器4の飽和電力が小さくなり、小電力動作時の効率が高くなる。
Further, when the input power of the high-frequency amplifier is small, the voltage of the power supply bias supplied to the
一方、バースト信号S2がOFFのとき、PWM1が動作しないためRF増幅器4に供給される電源バイアスの電圧は0Vとなり、RF増幅器4は動作しない。
On the other hand, when the burst signal S2 is OFF, the PWM1 does not operate, so the power supply bias voltage supplied to the
以上から、実施の形態5に係る高周波増幅装置は、バースト信号S2に従ってバースト動作をし、更にバースト動作の中で高周波増幅装置がONとなる時には高周波増幅装置に入力されるRFの電力によってRF増幅器4に供給される電源バイアスの電圧が変わるため、高効率動作が可能である。 From the above, the high-frequency amplifier according to the fifth embodiment performs a burst operation according to the burst signal S2, and further, when the high-frequency amplifier is turned on during the burst operation, the RF amplifier is supplied with the RF power input to the high-frequency amplifier. Since the power supply bias voltage supplied to 4 changes, high-efficiency operation is possible.
次に、バースト信号S2からPWM1の電源端子1aに供給される信号に応じてPWM1がONとOFFを繰り返し、同時にPWM1に入力される包絡線信号S1が一定値の場合について説明する。
Next, a case will be described in which PWM1 is repeatedly turned on and off according to a signal supplied from the burst signal S2 to the
PWM1に入力される信号が一定値である一方で、バースト信号S2からPWM1の電源端子1aに供給される信号に応じてPWM1がONとOFFを繰り返すため、PWM1から出力される信号はバースト信号S2と同じ信号となる。
While the signal input to the PWM1 is a constant value, the PWM1 repeats ON and OFF according to the signal supplied from the burst signal S2 to the
バースト信号S2がONのとき、一定の電圧がRF増幅器4の電源端子に供給され、RF増幅器4は動作する。
When the burst signal S2 is ON, a constant voltage is supplied to the power supply terminal of the
一方、バースト信号S2がOFFのとき、RF増幅器4に供給される電源バイアスの電圧は0Vとなり、RF増幅器4は動作しない。
On the other hand, when the burst signal S2 is OFF, the power supply bias voltage supplied to the
以上から、バースト信号S2に従って、高周波増幅装置はバースト動作が可能である。 From the above, according to the burst signal S2, the high-frequency amplifier can perform a burst operation.
また、一定値である包絡線信号S1の電圧値に応じてRF増幅器4に供給されるバイアス電源の電圧値が変化するため、高周波増幅装置のバースト動作時の出力電力が大きいときには、一定値である包絡線信号S1の電圧値を高くし、バースト動作時の出力電力が小さいときには、一定値である包絡線信号S1の電圧値を低くすることで、高周波増幅装置を出力電力によらず高効率動作させることが可能である。
In addition, since the voltage value of the bias power supply supplied to the
次に、バースト信号S2からPWM1が常にONとなる信号がPWM1の電源端子1aに供給され、同時にPWM1に入力される包絡線信号S1が一定値の場合について説明する。
Next, a case where a signal in which PWM1 is always turned on from the burst signal S2 is supplied to the
PWM1が常にONでPWM1に入力される信号も一定値なので、PWM1の出力電圧波形は一定値となる。PWM1の出力信号はSWアンプ2で増幅され、LPF3を経由してRF増幅器4の電源バイアスとして供給される。
Since the signal input to PWM1 is always constant when PWM1 is always on, the output voltage waveform of PWM1 has a constant value. The output signal of PWM1 is amplified by
包絡線信号S1の電圧値に応じてRF増幅器4のドレイン電源端子もしくはコレクタ電源端子の電圧が変化するため、高周波増幅装置のバースト動作時の出力電力が大きいときには、バースト信号S2のパルス波形がON状態における電圧値を高くし、バースト動作時の出力電力が小さいときには、バースト信号S2のパルス波形がON状態における電圧値を低くすることで、高周波増幅装置を出力電力によらず高効率動作させることが可能である。
Since the voltage at the drain power supply terminal or the collector power supply terminal of the
本実施の形態5により、従来と同様に、入力電力に応じて電源電圧制御を行い高周波増幅装置が常に高効率動作するモードが実現できることに加えて、電源バイアス電圧は一定でバースト動作をするモードと入力電力に応じて電源電圧制御を行い高周波増幅装置が高効率動作し更にバースト動作をするモード、電源バイアスが一定なモードの4つのモードが実現可能となる。 According to the fifth embodiment, a mode in which the power supply voltage is controlled according to the input power and the high-frequency amplifier always operates with high efficiency can be realized as in the conventional case, and the mode in which the power supply bias voltage is constant and the burst operation is performed. The power supply voltage is controlled according to the input power, and the four modes of the mode in which the high-frequency amplifier operates with high efficiency and further performs a burst operation and the mode with a constant power supply bias can be realized.
また、4つのモードで高周波増幅装置の飽和出力電力をそれぞれ可変できるため、それぞれのモードでの所望の出力電力が異なっている場合でも常に本実施の形態5に係る高周波増幅装置は高効率である。高周波増幅装置を動作させない時にはPWM1の消費電力が0になるため、上記の実施の形態1−4と比べて、本実施の形態5に係る高周波増幅装置は高効率である。 In addition, since the saturation output power of the high-frequency amplification device can be varied in the four modes, the high-frequency amplification device according to the fifth embodiment is always highly efficient even when the desired output power in each mode is different. . Since the power consumption of PWM1 becomes 0 when the high frequency amplifier is not operated, the high frequency amplifier according to the fifth embodiment is more efficient than the first to fourth embodiments.
本実施の形態5によって実現可能な動作モードの例について説明する。 An example of an operation mode that can be realized by the fifth embodiment will be described.
入力電力に応じて電源電圧制御を行い高周波増幅装置が常に高効率動作するモードの例としては、W−CDMA方式やCDMA方式などが挙げられる。また、バースト動作をするモードの例としては、GSM方式などが挙げられる。さらに、入力電力に応じて電源電圧制御を行い高周波増幅装置が高効率動作し更にバースト動作をするモードの例としては、PDC方式やPHSなどが挙げられる。またさらに、電源バイアスが一定なモードの例としてはFM変調方式が挙げられる。これらの通信方式は、高周波増幅装置に要求される最大出力電力も動作のモードも異なる。本実施の形態5に係る高周波増幅装置であれば、どのモードの最大出力電力に対しても電源バイアス電圧を変化することで対応することができ、さらに、どのモードの最大出力時においても高効率を実現し、これら複数のモードを持つシステムに対して適用することができる。 Examples of modes in which the power supply voltage is controlled according to the input power and the high-frequency amplifier always operates with high efficiency include the W-CDMA system and the CDMA system. An example of a mode for performing a burst operation is the GSM method. Furthermore, examples of the mode in which the power supply voltage is controlled according to the input power and the high-frequency amplifier operates with high efficiency and further performs burst operation include the PDC method and PHS. Furthermore, as an example of a mode in which the power supply bias is constant, there is an FM modulation method. These communication systems differ in the maximum output power required for the high-frequency amplifier and the mode of operation. The high-frequency amplification device according to the fifth embodiment can cope with the maximum output power in any mode by changing the power supply bias voltage, and has high efficiency at the maximum output in any mode. And can be applied to a system having these multiple modes.
実施の形態6.
この発明の実施の形態6に係る高周波増幅装置について図6を参照しながら説明する。図6は、この発明の実施の形態6に係る高周波増幅装置の構成を示す図である。
A high-frequency amplifier according to
図6において、この発明の実施の形態6に係る高周波増幅装置は、上記の実施の形態1に係る高周波増幅装置において、パルス幅変調波を増幅する手段(SWアンプ2)、LPF3、及びRF増幅器4以外全てをデジタル回路10により構成したものである。
6, the high-frequency amplifier according to
この実施の形態6により、上記の実施の形態1−5で説明したそれぞれの効果が得られるうえに、デジタル回路10は微細なシリコンデバイスを使用することができるため回路を小型化することができる。
According to the sixth embodiment, the respective effects described in the first to fifth embodiments can be obtained. In addition, since the
なお、図6では、SWアンプ2、LPF3、及びRF増幅器4以外を全てデジタル回路10により構成したが、PWM1、SWアンプ2、LPF3、及びRF増幅器4以外をデジタル回路で構成するなど、任意の回路構成要素をデジタル回路としても同様の効果を得ることができる。
In FIG. 6, all but the
また、図6では、上記の実施の形態1を例として任意の回路構成要素をデジタル回路10としたが、上記の実施の形態2−5についても任意の回路構成要素をデジタル回路としても同様の効果を得ることができる。
Further, in FIG. 6, the above-described first embodiment is taken as an example and any circuit component is the
さらに、上記の各実施の形態におけるSWアンプ2について、レベルシフト回路やドライバ段増幅器、デッドタイム発生回路などを付加してもよい。
Furthermore, a level shift circuit, a driver stage amplifier, a dead time generation circuit, or the like may be added to the
またされに、上記の各実施の形態において、PWM1とSWアンプ2の間にD/Aコンバータを挿入してもよい。
In addition, in each of the above embodiments, a D / A converter may be inserted between the
1 パルス幅変調器、1a 電源端子、2 スイッチングアンプ、3 低域通過型フィルタ、4 RF増幅器、4a 入力端子、4b 出力端子、5 切替装置、6 乗算器、10 デジタル回路。 1 pulse width modulator, 1a power supply terminal, 2 switching amplifier, 3 low-pass filter, 4 RF amplifier, 4a input terminal, 4b output terminal, 5 switching device, 6 multiplier, 10 digital circuit.
Claims (8)
前記パルス幅変調波を増幅するパルス幅変調波増幅手段と、
前記パルス幅変調波増幅手段の出力信号の低域を通過させる低域通過型フィルタと、
入力端子、出力端子及び電源端子を有し、前記低域通過型フィルタからの出力を電源バイアスとして前記電源端子から入力し、前記入力端子に入力されたRF信号を増幅して、前記出力端子から出力するRF増幅器と
を備えたことを特徴とする高周波増幅装置。 A pulse width modulated wave generating means for generating a pulse width modulated wave based on either an envelope signal of an RF signal input to the apparatus or a burst signal;
Pulse width modulation wave amplification means for amplifying the pulse width modulation wave;
A low pass filter that passes a low pass of the output signal of the pulse width modulated wave amplifying means;
An input terminal, an output terminal, and a power supply terminal; an output from the low-pass filter is input from the power supply terminal as a power supply bias; an RF signal input to the input terminal is amplified; An RF amplifier for output.
前記切替装置からの包絡線信号、バースト信号のいずれかに基づいて、パルス幅変調波を生成するパルス幅変調器と、
前記パルス幅変調波を増幅するスイッチングアンプと、
前記スイッチングアンプの出力信号の低域を通過させる低域通過型フィルタと、
入力端子、出力端子及び電源端子を有し、前記低域通過型フィルタからの出力を電源バイアスとして前記電源端子から入力し、前記入力端子に入力されたRF信号を増幅して、前記出力端子から出力するRF増幅器と
を備えたことを特徴とする高周波増幅装置。 A switching device for switching an envelope signal and a burst signal of an RF signal input to the device;
A pulse width modulator that generates a pulse width modulated wave based on either an envelope signal from the switching device or a burst signal;
A switching amplifier for amplifying the pulse width modulated wave;
A low-pass filter that passes a low-pass of the output signal of the switching amplifier;
An input terminal, an output terminal, and a power supply terminal; an output from the low-pass filter is input from the power supply terminal as a power supply bias; an RF signal input to the input terminal is amplified; An RF amplifier for output.
前記パルス幅変調器の出力信号とバースト信号を切り替える切替装置と、
前記切替装置の出力信号を増幅するスイッチングアンプと、
前記スイッチングアンプの出力信号の低域を通過させる低域通過型フィルタと、
入力端子、出力端子及び電源端子を有し、前記低域通過型フィルタからの出力を電源バイアスとして前記電源端子から入力し、前記入力端子に入力されたRF信号を増幅して、前記出力端子から出力するRF増幅器と
を備えたことを特徴とする高周波増幅装置。 A pulse width modulator that generates a pulse width modulated wave based on an envelope signal of an RF signal input to the apparatus;
A switching device for switching an output signal and a burst signal of the pulse width modulator;
A switching amplifier that amplifies the output signal of the switching device;
A low-pass filter that passes a low-pass of the output signal of the switching amplifier;
An input terminal, an output terminal, and a power supply terminal; an output from the low-pass filter is input from the power supply terminal as a power supply bias; an RF signal input to the input terminal is amplified; An RF amplifier for output.
前記パルス幅変調波を増幅するパルス幅変調波増幅手段と、
前記パルス幅変調波増幅手段の出力信号の低域を通過させる低域通過型フィルタと、
入力端子、出力端子及び電源端子を有し、前記低域通過型フィルタからの出力を電源バイアスとして前記電源端子から入力し、前記入力端子に入力されたRF信号を増幅して、前記出力端子から出力するRF増幅器と
を備えたことを特徴とする高周波増幅装置。 A pulse width modulated wave generating means for generating a pulse width modulated wave based on a signal obtained by multiplying an envelope signal of an RF signal input to the apparatus and a burst signal;
Pulse width modulation wave amplification means for amplifying the pulse width modulation wave;
A low pass filter that passes a low pass of the output signal of the pulse width modulated wave amplifying means;
An input terminal, an output terminal, and a power supply terminal; an output from the low-pass filter is input from the power supply terminal as a power supply bias; an RF signal input to the input terminal is amplified; An RF amplifier for output.
前記乗算器の出力信号に基づいて、パルス幅変調波を生成するパルス幅変調器と、
前記パルス幅変調波を増幅するスイッチングアンプと、
前記スイッチングアンプの出力信号の低域を通過させる低域通過型フィルタと、
入力端子、出力端子及び電源端子を有し、前記低域通過型フィルタからの出力を電源バイアスとして前記電源端子から入力し、前記入力端子に入力されたRF信号を増幅して、前記出力端子から出力するRF増幅器と
を備えたことを特徴とする高周波増幅装置。 A multiplier that multiplies the envelope signal of the RF signal input to the apparatus and the burst signal;
A pulse width modulator that generates a pulse width modulated wave based on an output signal of the multiplier;
A switching amplifier for amplifying the pulse width modulated wave;
A low-pass filter that passes a low-pass of the output signal of the switching amplifier;
An input terminal, an output terminal, and a power supply terminal; an output from the low-pass filter is input from the power supply terminal as a power supply bias; an RF signal input to the input terminal is amplified; An RF amplifier for output.
前記パルス幅変調器の出力信号とバースト信号を掛け合わせる乗算器と、
前記乗算器の出力信号を増幅するスイッチングアンプと、
前記スイッチングアンプの出力信号の低域を通過させる低域通過型フィルタと、
入力端子、出力端子及び電源端子を有し、前記低域通過型フィルタからの出力を電源バイアスとして前記電源端子から入力し、前記入力端子に入力されたRF信号を増幅して、前記出力端子から出力するRF増幅器と
を備えたことを特徴とする高周波増幅装置。 A pulse width modulator that generates a pulse width modulated wave based on an envelope signal of an RF signal input to the apparatus;
A multiplier for multiplying the output signal of the pulse width modulator by a burst signal;
A switching amplifier for amplifying the output signal of the multiplier;
A low-pass filter that passes a low-pass of the output signal of the switching amplifier;
An input terminal, an output terminal, and a power supply terminal; an output from the low-pass filter is input from the power supply terminal as a power supply bias; an RF signal input to the input terminal is amplified; An RF amplifier for output.
前記パルス幅変調波を増幅するスイッチングアンプと、
前記スイッチングアンプの出力信号の低域を通過させる低域通過型フィルタと、
入力端子、出力端子及び電源端子を有し、前記低域通過型フィルタからの出力を電源バイアスとして前記電源端子から入力し、前記入力端子に入力されたRF信号を増幅して、前記出力端子から出力するRF増幅器と
を備えたことを特徴とする高周波増幅装置。 A pulse width modulator that generates a pulse width modulated wave based on an envelope signal of an RF signal that is ON / OFF controlled by a burst signal and input to the apparatus;
A switching amplifier for amplifying the pulse width modulated wave;
A low-pass filter that passes a low-pass of the output signal of the switching amplifier;
An input terminal, an output terminal, and a power supply terminal; an output from the low-pass filter is input from the power supply terminal as a power supply bias; an RF signal input to the input terminal is amplified; An RF amplifier for output.
ことを特徴とする請求項1から請求項7までのいずれかに記載の高周波増幅装置。 8. The circuit element other than the pulse width modulation wave amplifying means or the switching amplifier, the low-pass filter, and the RF amplifier is configured by a digital circuit. 8. High frequency amplifier.
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