JP2015041999A - Amplification circuit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、増幅回路に関し、例えば入力信号のエンベロープに基づき増幅部の電源を変調する増幅回路に関する。 The present invention relates to an amplifier circuit, for example, an amplifier circuit that modulates the power supply of an amplifier based on an envelope of an input signal.
高出力の高周波増幅回路において、高効率化する方法としてエンベロープトラッキング方式がある。エンベロープトラッキング方式は入力信号のエンベロープに基づき増幅段の電源電圧を変調する方式である。 In a high-output high-frequency amplifier circuit, there is an envelope tracking method as a method for improving efficiency. The envelope tracking method is a method of modulating the power supply voltage of the amplification stage based on the envelope of the input signal.
エンベロープトラッキング方式増幅回路において、電源電圧の変調にスイッチング電源を用いることにより高効率化が可能となる。しかしながら、スイッチング電源に還流(フリーホイール)ダイオードを用いると、ダイオードの順方向電圧降下分の電力損失が生じる。一方、還流ダイオードの代わりにトランジスタを用いると、高速応答が難しくなる。 In the envelope tracking system amplifier circuit, high efficiency can be achieved by using a switching power supply for modulation of the power supply voltage. However, if a freewheeling diode is used for the switching power supply, a power loss corresponding to the forward voltage drop of the diode occurs. On the other hand, when a transistor is used instead of the free wheel diode, high-speed response becomes difficult.
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、増幅回路における高速応答かつ高効率化を可能とすることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to enable high-speed response and high efficiency in an amplifier circuit.
本発明は、入力信号が入力する増幅部と、前記入力信号のエンベロープ電圧に基づいてパルス幅が変調される第1パルス信号と、前記第1パルス信号より遅延した第2パルス信号と、のAND処理を行なうことにより第1制御信号を生成し、前記第1パルス信号の反転信号と前記第2パルス信号の反転信号とのAND処理を行なうことにより第2制御信号を生成する信号生成部と、前記第1制御信号に基づき動作する第1スイッチと、前記第2制御信号に基づき動作する第2スイッチと、を有し、前記増幅部の電源端子に、前記電源端子の電圧が前記エンベロープ電圧に追従するように第1電力を供給するスイッチング電源と、を具備することを特徴とする増幅回路である。 The present invention is an AND of an amplifying unit to which an input signal is input, a first pulse signal whose pulse width is modulated based on an envelope voltage of the input signal, and a second pulse signal delayed from the first pulse signal. A signal generation unit that generates a first control signal by performing processing, and generates a second control signal by performing AND processing on the inverted signal of the first pulse signal and the inverted signal of the second pulse signal; A first switch that operates based on the first control signal; and a second switch that operates based on the second control signal. The voltage of the power terminal is set to the envelope voltage at the power terminal of the amplifier. And a switching power supply that supplies the first power so as to follow the amplifier circuit.
上記構成において、前記信号生成部は、前記入力信号のエンベロープ電圧に対応した第1エンベロープ信号に基づき前記第1パルス信号を生成し、前記第1エンベロープ信号を遅延させた第2エンベロープ信号に基づき前記第2パルス信号を生成する構成とすることができる。 In the above configuration, the signal generation unit generates the first pulse signal based on a first envelope signal corresponding to an envelope voltage of the input signal, and based on the second envelope signal obtained by delaying the first envelope signal. It can be set as the structure which produces | generates a 2nd pulse signal.
上記構成において、前記第2エンベロープ信号に基づき第2電力を出力するリニア電源と、前記第1電力と前記第2電力とを合成した電力を、前記増幅部の電源端子に供給する合成部と、を具備する構成とすることができる。 In the above configuration, a linear power source that outputs second power based on the second envelope signal, and a combining unit that supplies power obtained by combining the first power and the second power to a power supply terminal of the amplifying unit; It can be set as the structure which comprises.
上記構成において、前記信号生成部は、前記第1エンベロープ信号と前記スイッチング電源の出力端子の電圧との差に基づき前記第1パルス信号を生成し、前記第2エンベロープ信号と前記スイッチング電源の前記出力端子の電圧とに基づき前記第2パルス信号を生成する構成とすることができる。 In the above configuration, the signal generation unit generates the first pulse signal based on a difference between the first envelope signal and the voltage of the output terminal of the switching power supply, and the second envelope signal and the output of the switching power supply. The second pulse signal can be generated based on the terminal voltage.
上記構成において、前記入力信号を遅延させる遅延回路と、前記遅延回路に入力する前の前記入力信号のエンベロープ電圧を前記第1エンベロープ信号として検出する第1検出回路と、前記遅延回路により遅延した前記入力信号のエンベロープ電圧を前記第2エンベロープ信号として検出する第2検出回路と、を具備する構成とすることができる。 In the above configuration, a delay circuit that delays the input signal, a first detection circuit that detects an envelope voltage of the input signal before being input to the delay circuit as the first envelope signal, and the delay circuit that is delayed by the delay circuit And a second detection circuit that detects the envelope voltage of the input signal as the second envelope signal.
上記構成において、前記入力信号のエンベロープ電圧を前記第1エンベロープ信号として検出する検出回路と、前記第1エンベロープ信号を遅延させることにより第2エンベロープ信号を生成する遅延回路と、を具備する構成とすることができる。 In the above configuration, a configuration is provided that includes a detection circuit that detects an envelope voltage of the input signal as the first envelope signal, and a delay circuit that generates a second envelope signal by delaying the first envelope signal. be able to.
上記構成において、前記第1スイッチは、第1電源と第2電源との間に直列に接続され、前記第2スイッチは、前記第1電源と前記第2電源との間に前記第1スイッチと直列に接続されている構成とすることができる。 In the above configuration, the first switch is connected in series between a first power source and a second power source, and the second switch is connected to the first switch between the first power source and the second power source. It can be set as the structure connected in series.
上記構成において、前記スイッチング電源は、前記第1スイッチと前記第2スイッチとの間のノードの電圧を平滑化し前記増幅部の電源端子に出力する平滑回路を有する構成とすることができる。 In the above configuration, the switching power supply may include a smoothing circuit that smoothes a voltage at a node between the first switch and the second switch and outputs the smoothed voltage to the power supply terminal of the amplifying unit.
本発明によれば、増幅回路における高速応答かつ高効率化を可能とすることができる。 According to the present invention, high-speed response and high efficiency in an amplifier circuit can be achieved.
まず、比較例について説明する。図1は、比較例1に係る増幅回路のブロック図である。図1に示すように、増幅回路110は、高出力増幅部10、ドライバ増幅部11、スイッチング電源12、リニア電源14、エンベロープ検出回路16、合成部18および遅延回路20を備えている。入力端子から高周波入力信号が入力する。エンベロープ検出回路16は入力信号のエンベロープ(包絡線)電圧を検出し、エンベロープ信号を出力する。リニア電源14とスイッチング電源12はエンベロープ信号に追従した電圧を生成する。合成部18は、リニア電源14とスイッチング電源12との出力電力を合成し、高出力増幅部10の電源端子に供給する。
First, a comparative example will be described. FIG. 1 is a block diagram of an amplifier circuit according to Comparative Example 1. As shown in FIG. 1, the
エンベロープトラッキング方式増幅回路においては、増幅部10の電源電圧をエンベロープ信号を用い変調することにより、高効率化が可能となる。リニア電源14は、エンベロープ信号の変調に対応し、高速に出力電圧を変調できる。しかし、リニア電源14は、効率が悪い。スイッチング電源12は、高効率であるがエンベロープ信号に高速に追従することが難しい。そこで、エンベロープ信号が高速に変化するときは主にリニア電源14により増幅部10に電源電力を供給する。エンベロープ信号が低速に変化するときは主にスイッチング電源12により増幅部10に電源電力を供給する。これにより、高速なエンベロープ信号に応答可能であり、かつ高効率な増幅回路となる。例えば携帯電話通信の基地局用増幅回路においては、エンベロープ信号の大部分は低速である。よって、増幅回路110はより高効率となる。
In the envelope tracking system amplifier circuit, it is possible to increase the efficiency by modulating the power supply voltage of the
図2は、比較例1におけるスイッチング電源の例を示す回路図である。図2に示すように、スイッチング電源12aは、非同期整流方式の降圧型スイッチング電源である。スイッチング電源12aは、FET(Field Effect Transistor)22、ダイオードD1、D2、インダクタL1、キャパシタC1、C2、ゲートドライバ24、レベルシフタ26、PWM(Pulse Width Modulation)回路28および差動増幅回路30を備えている。
FIG. 2 is a circuit diagram illustrating an example of the switching power supply in the first comparative example. As shown in FIG. 2, the switching
インダクタL1の一端が出力端子Tout、他端がノードN1に接続されている。キャパシタC1の一端が出力端子Tout、他端がグランドに接続されている。FET22のソースがノードN1、ドレインが電源Vcc、ゲートがゲートドライバ24に接続されている。FET22は、例えばn型MOS(Metal Oxide Semiconductor)FETである。ダイオードD1のカソードがノードN1に、アノードがグランドに接続されている。ダイオードD1は、FET22がオンのときに、電源Vccからグランドに電流が流れることを抑制し、FET22がオフのとき、ノードN1をグランドに接続する。これにより、ノードN1は、FET22がオンのときほぼ電源Vccの電圧となり、FET22がオフのとき、ほぼグランドの電圧となる。インダクタL1とキャパシタC1は、ノードN1の電圧を平滑化して出力する平滑回路である。
One end of the inductor L1 is connected to the output terminal Tout, and the other end is connected to the node N1. One end of the capacitor C1 is connected to the output terminal Tout, and the other end is connected to the ground. The source of the FET 22 is connected to the node N 1, the drain is connected to the power supply Vcc, and the gate is connected to the
ゲートドライバ24の負電源端子はノードN1に、正電源端子はダイオードD2を逆方向に介し電源Vccに接続されている。正電源端子とノードN1との間にキャパシタC2が接続されている。ダイオードD2およびキャパシタC2は、ゲートドライバ24の正電圧端子の電圧を生成するブートストラップ回路として機能を有する。FET22がp型FETの場合、ブートストラップ回路は設けなくてもよい。
The negative power supply terminal of the
差動増幅回路30は、出力端子Toutの出力電圧とエンベロープ信号とを差動増幅し、誤差信号を出力する。PWM回路28は、誤差信号をPWM処理し、PWM信号に変換する。PWM回路28は、誤差信号に応じPWM信号のデュティ比を変える。例えば、誤差信号が高いときは、デュティ比を高くする。レベルシフタ26は、PWM信号をFET22を駆動するのに適した電圧または振幅に変換し、FET22のゲートにPWM信号を出力する。
The
出力端子Toutの電圧がエンベロープ信号より低い場合、差動増幅回路30は正の誤差信号を出力する。PWM回路28は、PWM回路28のデュティ比を大きくする。これにより、FET22のオンする時間が長くなる。ノードN1が電源Vccの電圧となる時間が長くなる。よって、平滑化された出力電圧が高くなる。このように、出力電圧に負帰還を行ないかつエンベロープ信号に追従させることができる。
When the voltage at the output terminal Tout is lower than the envelope signal, the
スイッチング電源12aのように、非同期整流方式は、FETが1つであり、制御が簡単で低コストである。しかしながら、ダイオードD1に順方向に電流が流れると順方向電圧と電流との積が電力損失となる。このように、電力損失が大きく、効率は高くない。
Like the switching
図3は、比較例1におけるスイッチング電源の別の例を示す回路図である。図3に示すように、スイッチング電源12bは、同期整流方式の降圧型スイッチング電源である。ダイオードD1の代わりにFET23が用いられている。FET23のソースはグランドに、ドレインはノードN1に接続されている。ゲートがゲートドライバ25に接続されている。デッドタイムコントローラ27は、PWM信号を調整してゲートドライバ24および25にPWM信号を出力する。その他の構成は図2と同じであり説明を省略する。
FIG. 3 is a circuit diagram showing another example of the switching power supply in the first comparative example. As shown in FIG. 3, the switching
FET23は、ダイオードD1と同じ機能を有するため、FET22がオンのときオフし、FET22がオフのときオンする。FET22とFET23とのスイッチングのタイミングがずれてFET22と23との両方がオンとなると、電源Vccからグランドに貫通電流が流れる。これにより、大きな電力消費となる。また、FET22および23が焼損することもある。そこで、デッドタイムコントローラ27は、FET22および23がそれぞれオンからオフになる遅延時間よりオフからオンになる遅延時間を意図的に遅らせる。これにより、FET22と23とが同時にオンすることを抑制できる。
Since the
図4は、デッドタイムコントローラの例を示したスイッチング電源の回路図である。図4に示すように、デッドタイムコントローラ27は、遅延回路38および39、AND回路32および36、並びにインバータ34を備えている。遅延回路38はPWM信号51を遅延させ遅延信号52を生成する。AND回路32はPWM信号51と遅延信号52(遅延したPWM信号)とをAND処理し第1AND信号53を生成する。インバータ34はPWM信号51を反転させ反転信号54を生成する。遅延回路39は反転信号54を遅延させ反転遅延信号55を生成する。AND回路36は反転信号54(反転したPWM信号)と反転遅延信号55(反転し遅延したPWM信号)とをAND処理し第2AND信号56を生成する。第1AND信号53は、FET22のゲートに入力する信号に相当する信号である。第2AND信号56は、FET23のゲートに入力する信号に相当する信号である。
FIG. 4 is a circuit diagram of a switching power supply showing an example of a dead time controller. As shown in FIG. 4, the
図5は、比較例1のスイッチング電源のタイミングチャートである。図5に示すように、時刻t0において、PWM信号51および遅延信号52はローレベルである。第1AND信号53はローレベルである。よって、FET22はオフ状態である。反転信号54および反転遅延信号55はハイレベルである。第2AND信号56はハイレベルである。FET23はオン状態である。FET22がオフ、FET23がオンであり、ノードN1の電圧Vswはほぼグランドの電圧である。
FIG. 5 is a timing chart of the switching power supply of Comparative Example 1. As shown in FIG. 5, at time t0, the
時刻t1において、PWM信号51がハイレベルとなる。遅延信号52は、PWM信号51より遅延しているため、ローレベルを維持する。第1AND信号53はローレベルを維持し、FET22はオフ状態を維持する。反転信号54はローレベルとなる。反転遅延信号55はハイレベルを維持する。第2AND信号56はローレベルとなり、FET23はオフ状態となる。FET22および23の両方がオフであり、ノードN1の電圧Vswは低電圧を維持する。
At time t1, the
時刻t2において、PWM信号51はハイレベルを維持し、遅延信号52は、PWM信号51より遅延してハイレベルとなる。第1AND信号53はハイレベルとなる。FET22はオン状態となる。反転信号54はローレベルを維持し、反転遅延信号55はローレベルとなる。第2AND信号56はローレベルを維持し、FET23はオフ状態を維持する。FET22がオン、FET23がオフであり、ノードN1の電圧Vswはほぼ電源Vccの電圧となる。
At time t2, the
時刻t3において、PWM信号51はローレベルとなり、遅延信号52はハイレベルを維持する。第1AND信号53はローレベルとなる。FET22はオフ状態となる。反転信号54はハイレベルとなり、反転遅延信号55はローレベルを維持する。第2AND信号56はローレベルを維持する。FET23はオフ状態を維持する。FET22および23の両方がオフであり、ノードN1の電圧Vswは低電圧となる。
At time t3, the
時刻t4において、PWM信号51はローレベルを維持し、遅延信号52はローレベルとなる。第1AND信号53はローレベルを維持する。FET22はオフ状態を維持する。反転信号54はハイレベルを維持し、反転遅延信号55はハイレベルとなる。第2AND信号56はハイレベルとなる。FET23はオン状態となる。FET22がオフ、FET23がオンであり、ノードN1の電圧Vswは低電圧を維持する。
At time t4, the
このように、FET22がオンしFET23がオフする期間と、FET22がオフしFET23がオンする期間と、の間に、FET22および23の両方がオフする期間を設定できる。よって、電源Vccからグランドへの貫通電流を抑制できる。
In this way, a period in which both
しかしながら、デッドタイムコントローラ27は、PWM信号51および反転信号54を期間T1分意図的に遅延させる。デッドタイムコントローラ27は、負帰還ループ内にあるため、遅延が位相の180°となると、正帰還になってしまう。このため、スイッチング電源12bのスイッチング周波数を高くすることができない。よって、スイッチング電源12bにおいては、高速応答が難しくなる。
However, the
以上のように、高効率化のため図3のスイッチング電源12bを用いると高速応答が難しく、図2の高速応答のためスイッチング電源12aを用いると高効率化が難しい。
As described above, high speed response is difficult when the switching
図6は、実施例1に係る増幅回路のブロック図である。図6に示すように、増幅回路100は、高出力増幅部10、ドライバ増幅部11、スイッチング電源12、リニア電源14、エンベロープ検出回路16aおよび16b、合成部18および遅延回路20および21を備えている。入力端子から高周波入力信号が入力する。エンベロープ検出回路16aは入力信号のエンベロープを検出し、第1エンベロープ信号を出力する。エンベロープ検出回路16bは遅延回路21により遅延した入力信号のエンベロープを検出し、第2エンベロープ信号を出力する。遅延回路20は、高出力増幅部10に入力する入力信号と合成部18の出力する電源電圧とのタイミングを合わせるため、入力信号を遅延させる。ドライバ増幅部11は入力信号を増幅する。高出力増幅部10は、ドライバ増幅部11が増幅した入力信号をさらに増幅する。
FIG. 6 is a block diagram of an amplifier circuit according to the first embodiment. As illustrated in FIG. 6, the
リニア電源14は、第2エンベロープ信号に追従した電圧を生成する。スイッチング電源12は、第1および第2エンベロープ信号に基づき電圧を生成する。合成部18は、リニア電源14の出力電力とスイッチング電源12の出力電力とを合成し、増幅部10の電源端子に出力する。増幅部10は、例えば窒化物半導体を用いたHEMT(High Electron Mobility Transistor)等のFETを含む。窒化物半導体を用いたHEMTは、例えば基板上に形成されたGaNチャネル層と、チャネル層上に形成されたAlGaN電子供給層を有する。FETのソースはグランドに接続され、ゲートに入力信号が入力し、ドレインから出力信号が出力する。ドレインは、チョーク用素子を介し電源端子に接続されている。増幅部10は、GaAs系半導体を用いたFETでもよいし、FET以外のトランジスタを含んでもよい。
The
図7は、実施例1に係る増幅回路内のスイッチング電源12および信号生成部を示す回路図である。図7に示すように、スイッチング電源12は、FET22および23、インダクタL1、キャパシタC1およびC2、ダイオードD2、ゲートドライバ24および25、並びにレベルシフタ26を備えている。信号生成部35は、差動増幅回路30aおよび30b、PWM回路28aおよび28b、AND回路32および36、並びにインバータ34を備えている。
FIG. 7 is a circuit diagram illustrating the switching
差動増幅回路30aは、第1エンベロープ信号と出力端子Toutの電圧とを差動増幅し第1誤差信号を出力する。差動増幅回路30bは、第2エンベロープ信号と出力端子Toutの電圧を差動増幅し、第2誤差信号を出力する。PWM回路28aおよび28bは、それぞれ第1誤差信号および第2誤差信号をPWM処理し、第1PWM信号61および第2PWM信号62を出力する。AND回路32は、第1PWM信号61と第2PWM信号62とをAND処理し、第1AND信号63を生成する。インバータ34は、第1PWM信号61と第2PWM信号62とをそれぞれ反転させ第1反転信号64と第2反転信号65とを生成する。AND回路36は、第1反転信号64(反転した第1PWM信号)と第2反転信号65(反転した第2PWM信号)とをAND処理し、第2AND信号66を生成する。レベルシフタ26は、第1AND信号63の電圧または振幅を変換する。変換された第1AND信号63はFET22のゲートに入力する。第2AND信号66はFET23のゲートに入力する。
The
FET22および23はn型MOSFETである。第1AND信号63がハイレベルのときFET22はオンし、第1AND信号63がローレベルのときFET22はオフする。第2AND信号66がハイレベルのときFET23はオンし、第2AND信号66がローレベルのときFET23はオフする。FET22がオンし、FET23がオフすると、ノードN1の電圧Vswはほぼ電源Vccの電圧となる。FET22がオフし、FET23がオンすると、ノードN1の電圧Vswはほぼグランドの電圧となる。インダクタL1とキャパシタC1とは、電圧Vswを平滑化する平滑回路である。平滑化された電圧は出力端子Toutに出力される。出力端子Toutから増幅部10の電源端子に電力を供給する。
The
図8は、実施例1のスイッチング電源12および信号生成部のタイミングチャートである。図8に示すように、時刻t0において、第1PWM信号61および第2PWM信号62はローレベルである。第1AND信号63はローレベルである。よって、FET22はオフ状態である。第1反転信号64および第2反転信号65はハイレベルである。第2AND信号66はハイレベルである。FET23はオン状態である。FET22がオフ、FET23がオンであり、ノードN1の電圧Vswはほぼグランドの電圧である。
FIG. 8 is a timing chart of the switching
時刻t1において、第1PWM信号61がハイレベルとなる。第2PWM信号62は、第1PWM信号61より遅延しているため、ローレベルを維持する。第1AND信号63はローレベルを維持し、FET22はオフ状態を維持する。第1反転信号64はローレベルとなる。第2反転信号65はハイレベルを維持する。第2AND信号66はローレベルとなり、FET23はオフ状態となる。FET22および23の両方がオフであり、ノードN1の電圧Vswは低電圧を維持する。
At time t1, the first PWM signal 61 becomes high level. Since the
時刻t2において、第1PWM信号61はハイレベルを維持し、第2PWM信号62はハイレベルとなる。第1AND信号63はハイレベルとなる。FET22はオン状態となる。第1反転信号64はローレベルを維持し、第2反転信号65はローレベルとなる。第2AND信号66はローレベルを維持し、FET23はオフ状態を維持する。FET22がオン、FET23がオフであり、ノードN1の電圧Vswはほぼ電源Vccの電圧となる。
At time t2, the first PWM signal 61 is maintained at a high level, and the
時刻t3において、第1PWM信号61がローレベルとなり、第2PWM信号62はハイレベルを維持する。第1AND信号63はローレベルとなる。FET22はオフ状態となる。第1反転信号64はハイレベルとなり、第2反転信号65はローレベルを維持する。第2AND信号66はローレベルを維持する。FET23はオフ状態を維持する。FET22および23の両方がオフであり、ノードN1の電圧Vswは低電圧となる。
At time t3, the first PWM signal 61 becomes low level, and the
時刻t4において、第1PWM信号61はローレベルを維持し、第2PWM信号62はローレベルとなる。第1AND信号63はローレベルを維持する。FET22はオフ状態を維持する。第1反転信号64はハイレベルを維持し、第2反転信号65はハイレベルとなる。第2AND信号66はハイレベルとなる。FET23はオン状態となる。FET22がオフ、FET23がオンであり、ノードN1の電圧Vswは低電圧を維持する。
At time t4, the first PWM signal 61 maintains the low level, and the
このように、FET22がオンしFET23がオフする期間と、FET22がオフしFET23がオンする期間と、の間に、FET22および23の両方がオフする期間を設定できる。よって、電源Vccからグランドへの貫通電流を抑制できる。
In this way, a period in which both
実施例1によれば、PWM信号に対してFET22を意図的に遅延させずにオンさせている。このように、負帰還ループ内でPWM信号を意図的に遅延させていないため、帰還ループが正帰還となることを抑制できる。よって、スイッチング電源のスイッチング周波数を高くすることができ、高速に応答することができる。
According to the first embodiment, the
実施例1によれば、AND回路32は、入力信号のエンベロープ電圧に基づいてパルス幅が変調される第1PWM信号61(第1パルス信号)と、第1PWM信号61が遅延した第2PWM信号62(第2パルス信号)と、のAND処理を行なうことにより第1AND信号63(第1制御信号)を生成する。AND回路36は、第1反転信号64と第2反転信号65とのAND処理を行なうことにより第2AND信号66(第2制御信号)を生成する。FET22(第1スイッチ)は第1AND信号63に基づき動作する。FET23(第2スイッチ)は第2AND信号66に基づき動作する。
According to the first embodiment, the AND
これにより、比較例1のように、スイッチング周波数を高くしても帰還ループが正帰還となること抑制できる。よって、スイッチング周波数を高くして応答速度を早くできる。 Thereby, like the comparative example 1, even if it raises a switching frequency, it can suppress that a feedback loop becomes a positive feedback. Therefore, the response speed can be increased by increasing the switching frequency.
また、FET22とFET23とが電源Vcc(第1電源)とグランド(第1電源と電圧が異なる第2電源)との間に直列に接続されている。これにより、比較例1(図2)のように、還流ダイオードの電力損失を削減できるため、高効率なスイッチング電源とすることができる。
Further, the
さらに、PWM回路28aは、第1誤差信号に基づき第1PWM信号61を生成し、PWM回路28bは、第2誤差信号に基づき第2PWM信号62を生成する。これにより、第2PWM信号62を第1PWM信号61より遅延させることができる。
Further, the
さらに、リニア電源14は、第2エンベロープ信号に追従した電圧で電力を出力する。合成部18は、リニア電源14が出力した電力と、スイッチング電源12が出力した電力と、を合成した電力を増幅部10の電源端子に供給する。これにより、エンベロープが高速に変化するときは、リニア電源14が主に電力を供給し、エンベロープが低速に変化するときは、スイッチング電源12が主に電力を供給する。よって、高速応答が可能で高効率な増幅回路を実現できる。
Further, the
さらに、差動増幅回路30aは、第1エンベロープ信号と出力端子Toutの電圧との差に基づき第1誤差信号を生成する。差動増幅回路30bは、第2エンベロープ信号と出力端子Toutの電圧とに基づき第2誤差信号を生成する。これにより、出力端子Toutの電圧をエンベロープに対応する電圧に制御することができる。
Further, the
遅延回路21は入力信号を遅延させる。エンベロープ検出回路16a(第1検出回路)は、遅延回路21に入力する前の入力信号のエンベロープを第1エンベロープ信号として検出する。エンベロープ検出回路16b(第2検出回路)は、遅延回路21により遅延した入力信号のエンベロープを第2エンベロープ信号として検出する。これにより、第1エンベロープ信号と第2エンベロープ信号を生成できる。
The
第1エンベロープ信号と第2エンベロープ信号との特性はほとんど同じであることが好ましい。差動増幅回路30aと30bとの特性、PWM回路28aと28bとの特性、AND回路32と36との特性、はそれぞれほとんど同じであることが好ましい。これにより、FET22および23の両方がオフする期間をほぼ対称に生成できる。
The characteristics of the first envelope signal and the second envelope signal are preferably almost the same. It is preferable that the characteristics of the
図9は、実施例2に係る増幅回路のブロック図である。図9に示すように、増幅回路102において、エンベロープ検出回路16が入力信号のエンベロープから第1エンベロープ信号を生成する。遅延回路21が第1エンベロープ信号を遅延させて第2エンベロープ信号を生成する。
FIG. 9 is a block diagram of an amplifier circuit according to the second embodiment. As shown in FIG. 9, in the
実施例2によれば、エンベロープ検出回路16(検出回路)は、入力信号のエンベロープを第1エンベロープ信号として検出する。遅延回路21は、第1エンベロープ信号を遅延させることにより第2エンベロープ信号を生成する。これにより、第1エンベロープ信号と第2エンベロープ信号を生成できる。実施例1においては、エンベロープ検出回路16aおよび16bの特性差に起因した第1エンベロープ信号と第2エンベロープ信号との特性差が生じ易い。実施例2では、エンベロープ検出回路16が1つのため、第1エンベロープ信号と第2エンベロープ信号との特性差が生じ難い。
According to the second embodiment, the envelope detection circuit 16 (detection circuit) detects the envelope of the input signal as the first envelope signal. The
図10は、実施例3に係る増幅回路のブロック図である。図10に示すように、増幅回路104は、ベースバンドプロセッサ40(プロセッサ)、DAC(Digital Analog Converter)42および44、変調器46を備えている。ベースバンドプロセッサ40は、遅延回路20、21、エンベロープ検出回路16a、16bおよび信号生成部35の機能をデジタル信号処理により実現する。DAC42は、デジタル信号である第2エンベロープ信号をアナログ信号に変換する。アナログ信号に変換された第2エンベロープ信号はリニア電源14に入力する。DAC44は、デジタル信号である入力信号をアナログ信号に変換する。アナログ信号に変換された入力信号は変調器46により変調させる。変調された入力信号はドライバ増幅部11に入力する。その他の構成は、実施例1と同じであり説明を省略する。
FIG. 10 is a block diagram of an amplifier circuit according to the third embodiment. As shown in FIG. 10, the
実施例3のように、信号処理の少なくとも一部をデジタル信号処理により行なうことができる。これにより、遅延時間の制御が容易となる。また、第1エンベロープ信号と第2エンベロープ信号との特性をほとんど同じにすることができる。差動増幅回路30aと30bとの特性、PWM回路28aと28bとの特性、AND回路32と36との特性、をほとんど同じにすることができる。
As in the third embodiment, at least part of the signal processing can be performed by digital signal processing. As a result, the delay time can be easily controlled. Further, the characteristics of the first envelope signal and the second envelope signal can be made almost the same. The characteristics of the
ベースバンドプロセッサ40等のプロセッサとして、例えばASIC(Application Specific Integrated Circuit)、FPGA(Field Programmable Gate Array)またはDSP(Digital Signal Processor)を用いることができる。
As a processor such as the
実施例1から3において、スイッチの例としてFET22および23を用いて説明したが、スイッチはFET以外のトランジスタまたはサイリスタ等のスイッチでもよい。また、FET22および23は、p型FETでもよい。
In the first to third embodiments, the
以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明は係る特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。 Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to such specific embodiments, and various modifications and changes can be made within the scope of the gist of the present invention described in the claims. It can be changed.
10 増幅部
12 スイッチング電源
14 リニア電源
16a、16b エンベロープ検出回路
18 合成部
20、21 遅延回路
22、23 FET
28a、28b PWM回路
30a、30b 差動増幅回路
32、36 AND回路
35 信号生成部
DESCRIPTION OF
28a,
Claims (8)
前記入力信号のエンベロープ電圧に基づいてパルス幅が変調される第1パルス信号と、前記第1パルス信号より遅延した第2パルス信号と、のAND処理を行なうことにより第1制御信号を生成し、前記第1パルス信号の反転信号と前記第2パルス信号の反転信号とのAND処理を行なうことにより第2制御信号を生成する信号生成部と、
前記第1制御信号に基づき動作する第1スイッチと、前記第2制御信号に基づき動作する第2スイッチと、を有し、前記増幅部の電源端子に、前記電源端子の電圧が前記エンベロープ電圧に追従するように第1電力を供給するスイッチング電源と、
を具備することを特徴とする増幅回路。 An amplifying unit to which an input signal is input;
Generating a first control signal by performing an AND process on a first pulse signal whose pulse width is modulated based on an envelope voltage of the input signal and a second pulse signal delayed from the first pulse signal; A signal generator that generates a second control signal by performing an AND process on the inverted signal of the first pulse signal and the inverted signal of the second pulse signal;
A first switch that operates based on the first control signal; and a second switch that operates based on the second control signal. A switching power supply that supplies the first power to follow,
An amplifying circuit comprising:
前記第1電力と前記第2電力とを合成した電力を、前記増幅部の電源端子に供給する合成部と、
を具備することを特徴とする請求項2記載の増幅回路。 A linear power source that outputs a second power based on the second envelope signal;
A combining unit that supplies power obtained by combining the first power and the second power to a power supply terminal of the amplifying unit;
The amplifier circuit according to claim 2, further comprising:
前記遅延回路に入力する前の前記入力信号のエンベロープ電圧を前記第1エンベロープ信号として検出する第1検出回路と、
前記遅延回路により遅延した前記入力信号のエンベロープ電圧を前記第2エンベロープ信号として検出する第2検出回路と、
を具備することを特徴とする請求項2から4のいずれか一項記載の増幅回路。 A delay circuit for delaying the input signal;
A first detection circuit that detects an envelope voltage of the input signal before being input to the delay circuit as the first envelope signal;
A second detection circuit that detects an envelope voltage of the input signal delayed by the delay circuit as the second envelope signal;
The amplifier circuit according to claim 2, further comprising:
前記第1エンベロープ信号を遅延させることにより前記第2エンベロープ信号を生成する遅延回路と、
を具備することを特徴とする請求項2から4のいずれか一項記載の増幅回路。 A detection circuit for detecting an envelope of the input signal as the first envelope signal;
A delay circuit for generating the second envelope signal by delaying the first envelope signal;
The amplifier circuit according to claim 2, further comprising:
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