JP2016127588A - 電力増幅器の負荷調整による圧縮制御 - Google Patents

Abstract

【課題】スペクトルが当該帯域の隣接領域まで広がるのを防止する、電力増幅器負荷調整による圧縮制御を提供する。
【解決手段】電力増幅器モジュール２０２が、カスコードトランジスタ対を含む電力増幅器２０４を含む。カスコードトランジスタ対は第１トランジスタ２０８及び第２トランジスタ２１２を含む。電力増幅器モジュールは、第１トランジスタの第１ベース電流と第２トランジスタの第２ベース電流とを比較して比較値を得るべく構成された電流比較器２３６を含む電力増幅器バイアス制御器２３０を含む。電力増幅器モジュールは、比較値に基づいて基準信号を、ブロック２４４に含まれるインピーダンス整合ネットワークへと供給するべく構成された飽和制御器２４０を含む。インピーダンス整合ネットワークは、電力増幅器と電気的に通信する負荷線の負荷インピーダンスを、少なくとも部分的には基準信号に基づいて修正するべく構成する。
【選択図】図６

Description

本開示は一般に、カスコード電力増幅器を有する無線通信システムに関する。

関連出願の相互参照
本願は、２０１４年１２月３０日出願の「電力増幅器の負荷調整による圧縮制御」との名称の米国仮出願第６２／０９７，８７７号、２０１４年１２月３０日出願の「無線周波数入力信号の振幅調整による圧縮制御」との名称の米国仮出願第６２／０９７，８９９号、２０１４年１２月３０日出願の「電力増幅器の電圧調整による圧縮制御」との名称の米国仮出願第６２／０９７，９４１号の優先権を主張する。これらの開示はそれぞれの全体が、ここに明示的に参照として組み入れられる。

多くの無線デバイスは、一以上の線形電力増幅器を含む。受信した信号を電力増幅器が正確に増幅するには、当該信号の圧縮を回避することが望ましい。電力増幅器が信号を圧縮する場合、電力増幅器出力はもはや、その入力に対して線形とはいえず、変調波形が歪むことになる。さらに、信号スペクトルが変化して劣化し始めるので、スペクトルが当該帯域の隣接領域まで広がり、システム仕様を違反することになる。スペクトルが隣接チャネルまで広がることは、他の無線デバイスとの干渉となるので、他の無線デバイスにマイナスの影響を与え得る。

いくつかの実装によれば、本開示は、電力増幅器を含む電力増幅器モジュールに関する。電力増幅器はカスコードトランジスタ対を含む。カスコードトランジスタ対は第１トランジスタ及び第２トランジスタを含む。電力増幅器モジュールは電力増幅器バイアス制御器を含む。電力増幅器バイアス制御器は、第１トランジスタの第１ベース電流と第２トランジスタの第２ベース電流とを比較して比較値を得るべく構成された電流比較器を含む。電力増幅器モジュールは、比較値に基づいて基準信号をインピーダンス整合ネットワークへと供給するべく構成された飽和制御器を含む。インピーダンス整合ネットワークは、電力増幅器と電気的に通信する負荷線の負荷インピーダンスを、少なくとも部分的には基準信号に基づいて修正するべく構成される。

いくつかの実施形態において、第１トランジスタを共通ベーストランジスタとし、第２トランジスタを共通エミッタトランジスタとすることができる。

いくつかの実施形態において、負荷線はアンテナと電気的に通信し、負荷線は電気的に電力増幅器及びアンテナ間に配置することができる。

いくつかの実施形態において、インピーダンス整合ネットワークは動的インピーダンス整合ネットワークとすることができる。

いくつかの実施形態において、飽和制御器はさらに、負荷線の負荷インピーダンス修正により、電力増幅器の圧縮を低減するべく構成することができる。

いくつかの実施形態において、飽和制御器はさらに、デジタル／アナログ変換器及びランプ波発生器を含み得る。ランプ波発生器は、カウント値をデジタル／アナログ変換器へと供給するべく構成することができる。デジタル／アナログ変換器は、少なくとも部分的にはカウント値に基づいて基準信号を発生させるべく構成することができる。

いくつかの実施形態において、飽和制御器は、電力増幅器バイアス制御器、電圧入力／出力ピン及びランプクロック発生器と電気的に通信するプルダウン抵抗器を含み得る。ランプクロック発生器は、プルダウン抵抗器の両端間の電圧に基づいて、第１トランジスタが飽和領域で動作しているか否かを検出するべく構成することができる。電圧は、少なくとも部分的には比較値に基づき得る。第１トランジスタが飽和領域で動作しているとの検出に応答してランプクロック発生器は、ランプ波発生器にカウント値を修正させるように構成することができる。

いくつかの実施形態において、デジタル／アナログ変換器はさらに、基地局から受信した目標電力信号に基づいて決定された平均電力追跡値に少なくとも部分的に基づいて、基準信号を発生させるべく構成することができる。

いくつかの実施形態において、飽和制御器はさらに、デフォルトデータ値を飽和データピンから受信するべく構成されたＲＦフロントエンドを含み得る。カウント値は初期的に、デフォルトデータ値に対応し得る。いくつかの実施形態において、デフォルトデータ値は、複数のデフォルトデータ値の一つであって、目標電圧に基づいて選択することができる。いくつかの実施形態において、目標電圧は、目標基地局から受信した電力信号に少なくとも部分的に基づいて決定することができる。

いくつかの実施形態において、電力増幅器モジュールはさらに、電力増幅器に与えられた供給電圧を調節するべく構成されたブースト変換器を含み得る。いくつかの実施形態において、飽和制御器はさらに、第２基準信号をブースト変換器へと与えて供給電圧を増加させることと、基準信号をインピーダンス整合ネットワークへと供給することにより負荷線の負荷インピーダンスを修正することとの組み合わせによって電力増幅器の圧縮を低減するべく構成することができる。

いくつかの実装によれば、本開示は、インピーダンス整合ネットワークを含む送受信器に関する。インピーダンス整合ネットワークは、電力増幅器及びアンテナと電気的に通信する負荷線の負荷インピーダンスを、基準信号に基づいて修正するべく構成される。送受信器さらに、電力増幅器、電力増幅器バイアス制御器及び飽和制御器を含む電力増幅器モジュールを含む。電力増幅器はカスコードトランジスタ対を含む。カスコードトランジスタ対は第１トランジスタ及び第２トランジスタを含む。電力増幅器バイアス制御器は、第１トランジスタのベース電流と第２トランジスタのベース電流とを比較して比較値を得るべく構成された電流比較器を含む。飽和制御器は、少なくとも部分的には比較値に基づいて基準信号を発生させるべく、かつ、当該基準信号をインピーダンス整合ネットワークへと与えるべく構成される。

いくつかの実施形態において、インピーダンス整合ネットワークは動的インピーダンス整合ネットワークであり得る。

いくつかの実施形態において、飽和制御器はさらに、デジタル／アナログ変換器及びランプ波発生器を含み得る。ランプ波発生器は、カウント値をデジタル／アナログ変換器へと供給するべく構成することができる。デジタル／アナログ変換器は、少なくとも部分的にはカウント値に基づいて基準信号を発生させるべく構成することができる。

いくつかの実施形態において、飽和制御器は、電力増幅器バイアス制御器、電圧入力／出力ピン及びランプクロック発生器と電気的に通信するプルダウン抵抗器を含み得る。ランプクロック発生器は、プルダウン抵抗器の両端間の電圧であって少なくとも部分的には比較値に基づく電圧に基づいて、第１トランジスタが飽和領域で動作しているか否かを検出し、当該第１トランジスタが当該飽和領域で動作しているとの検出に応答してランプ波発生器にカウント値を修正させるべく構成することができる。

いくつかの実施形態において、送受信器はさらに、電力増幅器に与えられた供給電圧を調節するべく構成されたブースト変換器を含み得る。いくつかの実施形態において、飽和制御器はさらに、第２基準信号をブースト変換器へと与えて供給電圧を増加させることと、基準信号をインピーダンス整合ネットワークへと供給することにより負荷線の負荷インピーダンスを修正することとの組み合わせによって電力増幅器の圧縮を低減するべく構成される。

いくつかの実装によれば、本開示は、送受信器から、当該送受信器の電力増幅器へと供給された無線周波数入力信号に少なくとも部分的に基づく信号を、少なくとも送信するべく構成されたアンテナを含む無線デバイスに関する。送受信器は、インピーダンス整合ネットワーク及び電力増幅器モジュールを含む。インピーダンス整合ネットワークは、電力増幅器及びアンテナと電気的に通信する負荷線の負荷インピーダンスを、基準信号に基づいて修正するべく構成される。電力増幅器モジュールは、電力増幅器、電力増幅器バイアス制御器及び飽和制御器を含む。電力増幅器はカスコードトランジスタ対を含む。カスコードトランジスタ対は第１トランジスタ及び第２トランジスタを含む。電力増幅器バイアス制御器は、第１トランジスタの第１ベース電流と第２トランジスタの第２ベース電流とを比較して比較値を得るべく構成された電流比較器を含む。飽和制御器は、少なくとも部分的には比較値に基づいて基準信号を発生させるべく、かつ、当該基準信号をインピーダンス整合ネットワークへと与えるべく構成される。

いくつかの実装によれば、本開示は、電力増幅器を含む電力増幅器モジュールに関する。電力増幅器はカスコードトランジスタ対を含む。カスコードトランジスタ対は第１トランジスタ及び第２トランジスタを含む。電力増幅器モジュールは電力増幅器バイアス制御器を含む。電力増幅器バイアス制御器は、電流比較器、飽和制御器及び無線周波数（ＲＦ）減衰器を含む。電流比較器は、第１トランジスタの第１ベース電流と第２トランジスタの第２ベース電流とを比較して比較値を得るべく構成される。飽和制御器は、比較値に基づいて基準信号をＲＦ減衰器へと供給するべく構成される。ＲＦ減衰器は、電力増幅器へと供給されたＲＦ入力信号の振幅を、少なくとも部分的には基準信号に基づいて修正するべく構成される。

いくつかの実施形態において、ＲＦ減衰器は、ＲＦ入力信号の振幅を、少なくとも部分的には減衰値に基づいて修正するべく構成されたデジタル減衰器とすることができる。いくつかの実施形態において、減衰値は、複数の離散減衰値から選択された一の離散減衰値とすることができる。離散減衰値の選択は、少なくとも部分的には基準信号に基づき得る。

いくつかの実施形態において、ＲＦ減衰器は、ＲＦ入力信号の振幅を、少なくとも部分的には減衰値に基づいて修正するべく構成されたアナログ減衰器とすることができる。いくつかの実施形態において、減衰値は、電力増幅器が飽和状態で動作していないことを基準信号が示すまでずっと連続的に修正されるアナログ電圧に基づき得る。いくつかの実施形態において、アナログ減衰器は、アナログ電圧を、少なくとも部分的には当該アナログ減衰器の極性に基づいて、当該アナログ電圧を増加させることにより修正するか又は当該アナログ電圧を低下させることにより修正するかを決定することができる。

いくつかの実施形態において、第１トランジスタを共通ベーストランジスタとし、第２トランジスタを共通エミッタトランジスタとすることができる。

いくつかの実施形態において、電力増幅器モジュールは、電力増幅器へと与えられた供給電圧を調節するべく構成されたブースト変換器を含み得る。

いくつかの実施形態において、飽和制御器はさらに、デジタル／アナログ変換器及びランプ波発生器を含み得る。ランプ波発生器は、カウント値をデジタル／アナログ変換器へと供給するべく構成することができる。デジタル／アナログ変換器は、少なくとも部分的にはカウント値に基づいて基準信号を発生させるべく構成することができる。

いくつかの実施形態において、基準信号は、ＲＦ減衰器に対して減衰値を特定する８ビットワードとすることができる。ＲＦ減衰器は、ＲＦ入力信号の振幅を、少なくとも部分的には減衰値に基づいて修正することができる。

いくつかの実施形態において、飽和制御器は、電力増幅器バイアス制御器、電圧入力／出力ピン及びランプクロック発生器と電気的に通信するプルダウン抵抗器を含み得る。ランプクロック発生器は、プルダウン抵抗器の両端間の電圧に基づいて、第１トランジスタが飽和領域で動作しているか否かを検出するべく構成することができる。電圧は、少なくとも部分的には比較値に基づき得る。第１トランジスタが飽和領域で動作しているとの検出に応答してランプクロック発生器は、ランプ波発生器にカウント値を修正させるように構成することができる。

いくつかの実装によれば、本開示は、受信器及び送信器を含む送受信器に関する。送信器は電力増幅器モジュールを含む。電力増幅器モジュールは電力増幅器及び電力増幅器バイアス制御器を含む。電力増幅器はカスコードトランジスタ対を含む。カスコードトランジスタ対は第１トランジスタ及び第２トランジスタを含む。電力増幅器バイアス制御器は、電流比較器、飽和制御器及び無線周波数（ＲＦ）減衰器を含む。電流比較器は、第１トランジスタのベース電流と第２トランジスタのベース電流とを比較して比較値を得るべく構成される。飽和制御器は、比較値に基づいて基準信号をＲＦ減衰器へと供給するべく構成される。ＲＦ減衰器は、電力増幅器へと供給されたＲＦ入力信号の振幅を、少なくとも部分的には基準信号に基づいて修正するべく構成される。

いくつかの実施形態において、ＲＦ減衰器は、ＲＦ入力信号の振幅を、少なくとも部分的には減衰値に基づいて修正するべく構成されたデジタル減衰器とすることができる。いくつかの実施形態において、減衰値は、複数の離散減衰値から選択された一の離散減衰値とすることができる。離散減衰値の選択は、少なくとも部分的には基準信号に基づき得る。

いくつかの実施形態において、ＲＦ減衰器は、ＲＦ入力信号の振幅を、少なくとも部分的には減衰値に基づいて修正するべく構成されたアナログ減衰器とすることができる。いくつかの実施形態において、減衰値は、電力増幅器が飽和状態で動作していないことを基準信号が示すまでずっと連続的に修正されるアナログ電圧に少なくとも部分的に基づき得る。いくつかの実施形態において、アナログ減衰器は、アナログ電圧を、少なくとも部分的には当該アナログ減衰器の極性に基づいて、当該アナログ電圧を増加させることにより修正するか又は当該アナログ電圧を低下させることにより修正するかを決定することができる。

いくつかの実装によれば、本開示は、送信器から、当該送信器の電力増幅器へと供給された無線周波数入力信号に少なくとも部分的に基づく信号を、少なくとも送信するべく構成されたアンテナを含む無線デバイスに関する。送信器は電力増幅器モジュールを含む。電力増幅器モジュールは電力増幅器及び電力増幅器バイアス制御器を含む。電力増幅器はカスコードトランジスタ対を含む。カスコードトランジスタ対は第１トランジスタ及び第２トランジスタを含む。電力増幅器バイアス制御器は、電流比較器、飽和制御器及びＲＦ減衰器を含む。電流比較器は、第１トランジスタのベース電流と第２トランジスタのベース電流とを比較して比較値を得るべく構成される。飽和制御器は、比較値に基づいて基準信号をＲＦ減衰器へと供給するべく構成される。ＲＦ減衰器は、ＲＦ入力信号の振幅を、少なくとも部分的には基準信号に基づいて修正するべく構成される。

いくつかの実施形態において、ＲＦ減衰器は、ＲＦ入力信号の振幅を、複数の離散減衰値から選択された一の離散減衰値に少なくとも部分的に基づいて修正するべく構成されたデジタル減衰器とすることができる。離散減衰値の選択は、少なくとも部分的には基準信号に基づき得る。

いくつかの実施形態において、ＲＦ減衰器は、ＲＦ入力信号の振幅を、少なくとも部分的には減衰値に基づいて修正するべく構成されたアナログ減衰器とすることができる。減衰値は、電力増幅器が飽和状態で動作していないことを基準信号が示すまでずっと連続的に修正されるアナログ電圧に少なくとも部分的に基づき得る。

いくつかの実装によれば、本開示は、電力増幅器を含む電力増幅器モジュールに関する。電力増幅器はカスコードトランジスタ対を含む。カスコードトランジスタ対は第１トランジスタ及び第２トランジスタを含む。電力増幅器モジュールは電力増幅器及び電力増幅器バイアス制御器を含む。電力増幅器バイアス制御器は、第１トランジスタの第１ベース電流と第２トランジスタの第２ベース電流とを比較して比較値を得るべく構成された電流比較器を含む。電力増幅器モジュールは、比較値に基づいて基準信号を電圧変換器へと供給するべく構成された飽和制御器を含む。電圧変換器は、電力増幅器へと与えられる供給電圧を、少なくとも部分的には基準信号に基づいて修正するべく構成される。

いくつかの実施形態において、第１トランジスタを共通ベーストランジスタとし、第２トランジスタを共通エミッタトランジスタとすることができる。いくつかの実施形態において、第１トランジスタを共通ゲートトランジスタとし、第２トランジスタを共通ソーストランジスタとすることができる。

いくつかの実施形態において、電圧変換器は、第１トランジスタが飽和領域で動作していることを基準信号が示すことに応答して供給電圧を増加させることができる。

いくつかの実施形態において、電圧変換器はスイッチモードブースト変換器を含み得る。いくつかの実施形態において、飽和制御器はさらに、第２比較値が第２電力増幅器に対応することに基づいて基準信号を電圧変換器へと供給するべく構成することができる。いくつかの実施形態において、電圧変換器はさらに、第２電力増幅器へと与えられる供給電圧を、少なくとも部分的には基準信号に基づいて修正するべく構成することができる。

いくつかの実施形態において、飽和制御器はさらに、デジタル／アナログ変換器及びランプ波発生器を含み得る。ランプ波発生器は、カウント値をデジタル／アナログ変換器へと供給するべく構成することができる。デジタル／アナログ変換器は、少なくとも部分的にはカウント値に基づいて基準信号を発生させるべく構成することができる。

いくつかの実施形態において、飽和制御器は、電力増幅器バイアス制御器、電圧入力／出力ピン及びランプクロック発生器と電気的に通信するプルダウン抵抗器を含み得る。ランプクロック発生器は、第１トランジスタが飽和領域で動作しているか否かを、プルダウン抵抗器の両端間の電圧に基づいて検出するべく構成することができる。電圧は、少なくとも部分的には比較値に基づき得る。ランプクロック発生器は、第１トランジスタが飽和領域で動作しているとの検出に応答してランプ波発生器にカウント値を修正させるべく構成することができる。

いくつかの実施形態において、デジタル／アナログ変換器はさらに、少なくとも部分的には平均電力追跡値に基づいて基準信号を発生させるべく構成することができる。平均電力追跡値は、基地局から受信した目標電力信号に基づいて決定することができる。

いくつかの実施形態において、電圧変換器は、電池電圧を、当該電池電圧を超える電圧レベルまでブーストすることによって供給電圧を修正するべく構成することができる。いくつかの実施形態において、供給電圧は、少なくとも部分的には電池電圧に基づき得る。

いくつかの実装によれば、本開示は、受信器と、電力増幅器へと与えられる供給電圧を、少なくとも部分的には基準信号に基づいて修正するべく構成された電圧変換器と、送信器とを含む送受信器に関する。送信器は、電力増幅器モジュール、電力増幅器バイアス制御器及び飽和制御器を含む。電力増幅器モジュールは電力増幅器を含む。電力増幅器はカスコードトランジスタ対を含む。カスコードトランジスタ対は第１トランジスタ及び第２トランジスタを含む。電力増幅器バイアス制御器は、第１トランジスタの第１ベース電流と第２トランジスタの第２ベース電流とを比較して比較値を得るべく構成された電流比較器を含む。飽和制御器は、比較値に基づいて基準信号を電圧変換器へと供給するべく構成される。

いくつかの実施形態において、電圧変換器は、第１トランジスタが飽和領域で動作していることを基準信号が示すことに応答して供給電圧を増加させることができる。

いくつかの実施形態において、飽和制御器はさらに、第２比較値が第２電力増幅器に対応することに基づいて基準信号を電圧変換器へと供給するべく構成することができる。いくつかの実施形態において、電圧変換器はさらに、第２電力増幅器へと与えられる供給電圧を、少なくとも部分的には基準信号に基づいて修正するべく構成することができる。

いくつかの実施形態において、飽和制御器はさらに、デジタル／アナログ変換器及びランプ波発生器を含み得る。ランプ波発生器は、カウント値をデジタル／アナログ変換器へと供給するべく構成することができる。デジタル／アナログ変換器は、少なくとも部分的にはカウント値に基づいて基準信号を発生させるべく構成することができる。

いくつかの実施形態において、飽和制御器は、電力増幅器バイアス制御器、電圧入力／出力ピン及びランプクロック発生器と電気的に通信するプルダウン抵抗器を含み得る。ランプクロック発生器は、プルダウン抵抗器の両端間の電圧に基づいて、第１トランジスタが飽和領域で動作しているか否かを検出するべく構成することができる。電圧は比較値に基づき得る。ランプブロック発生器は、第１トランジスタが飽和領域で動作しているとの検出に応答してランプ波発生器にカウント値を修正させるべく構成することができる。

いくつかの実施形態において、デジタル／アナログ変換器はさらに、少なくとも部分的には平均電力追跡値に基づいて基準信号を発生させるべく構成することができる。平均電力追跡値は、基地局から受信した目標電力信号に基づいて決定することができる。

いくつかの実施形態において、電圧変換器はスイッチモードブースト変換器を含み得る。

いくつかの実装によれば、本開示は、電池電圧を無線デバイスの一以上のコンポーネントへと与える電池と、送信器とを含む無線デバイスに関する。送信器は、電力増幅器モジュール、電力増幅器バイアス制御器及び飽和制御器を含む。電力増幅器モジュールは電力増幅器を含む。電力増幅器はカスコードトランジスタ対を含む。カスコードトランジスタ対は第１トランジスタ及び第２トランジスタを含む。電力増幅器バイアス制御器は、共通ベーストランジスタの第１ベース電流と共通エミッタトランジスタの第２ベース電流とを比較して比較値を得るべく構成された電流比較器を含む。飽和制御器は、比較値に基づいて基準信号を電圧変換器へと供給するべく構成される。電圧変換器は、電力増幅器へと与えられる供給電圧を、少なくとも部分的には基準信号に基づいて修正するべく構成される。供給電圧は、少なくとも部分的には電池電圧に基づく。

いくつかの実施形態において、無線デバイスはさらに、一以上の目標電圧値に対応する一以上の平均電力追跡値を格納するべく構成された不揮発性メモリを含み得る。供給電圧は、一以上の平均電力追跡値から選択された平均電力追跡値に少なくとも部分的に基づき得る。平均電力追跡値は、一以上の目標電圧値からの目標電圧に基づいて選択することができる。

本開示を要約する目的で本発明の一定の側面、利点及び新規な特徴がここに記載された。理解すべきことだが、かかる利点のすべてが必ずしも、本発明の任意の特定実施形態によって達成できるわけではない。すなわち、本発明は、ここに教示される一の利点又は一群の利点を、ここに教示又は示唆される他の利点を必ずしも達成する必要なしに、達成又は最適化する態様で具体化又は実施をすることができる。

図面を通して参照番号は、参照される要素間の対応を示すべく再使用される。図面が与えられるのは、ここに記載される本発明の主題の実施形態を例示するためであって、本発明の範囲を制限するためではない。

カスコード構成を使用する代表的電力増幅器のシミュレーションのグラフを例示する。 カスコード構成を使用する代表的電力増幅器のシミュレーションのグラフを例示する。 カスコード構成を使用する代表的電力増幅器のシミュレーションのグラフを例示する。 カスコード構成を使用する代表的電力増幅器のシミュレーションのグラフを例示する。 カスコード電力増幅器及び飽和制御器を含む送受信器の一部の第１例を例示する。 カスコード電力増幅器の飽和を防止するべく使用することができる飽和制御器の一例を例示する。 電力増幅器モジュールを含む無線デバイスの一例を例示する。 カスコード電力増幅器及び飽和制御器を含む送受信器の一部の第２例を例示する。 カスコード電力増幅器及び飽和制御器を含む送受信器の一部の第３例を例示する。 飽和検出及び補償プロセスの一実施形態のフローチャートを例示する。 飽和検出及び補償のためのタイミング図の一例を例示する。 ２：１のＶＳＷＲ（電圧定在波比（Voltage Standing Wave Ratio））に対するカスコード電力増幅器の共通ベーストランジスタのベース電流と共通エミッタトランジスタのベース電流とを比較するグラフを例示する。 図９の２：１のＶＳＷＲのケースに対するＡＣＬＲ（隣接チャネル漏洩電力比（Adjacent Channel Leakage Ratio））を負荷の関数として描くグラフを例示する。 ここに記載される実施形態による図９及び１０の飽和検出とＡＣＬＲとを相関させた場合に、飽和が検出されないケースを描くグラフを例示する。 ここに記載される実施形態による図９及び１０の飽和検出とＡＣＬＲとを相関させた場合に、飽和が検出されるケースを描くグラフを例示する。

ここに与えられる見出しは、たとえあったとしても、便宜のみのためであって、必ずしも請求項に係る発明の範囲又は意味に影響するわけではない。

導入

多くの無線デバイスは、一以上の線形電力増幅器を含む。いくつかのケースにおいて、電力増幅器は、振幅変調された内容を含む変調波形又は信号を受信する。受信した信号を電力増幅器が送信前に正確に増幅するには、当該信号の圧縮を回避することが望ましい。電力増幅器が圧縮に入ると、電力増幅器出力はもはや、その入力に対して線形とはならない。ひとたび電力増幅器が信号を圧縮し始めてデバイスが飽和モードに入り始めると、変調波形が歪むようになり、情報の損失がもたらされ得る。さらに、信号スペクトルが変化して劣化し始めるので、スペクトルが帯域の隣接領域へと広がり、システム仕様を違反することになる。スペクトルが隣接チャネルまで広がることは、他の無線デバイスとの干渉となるので、他の無線デバイスにマイナスの影響を与え得る。この劣化は、無線デバイスが電力増幅器（ＰＡ）を使用して送信した、圧縮状態にある信号の小さな変形が、他の無線デバイスに割り当てられたスペクトルにおいて生じることに起因して生じ得る。この内部変調成分は、そのオフセットが送信周波数に対して比較的小さく見えるので、フィルタリングすることが困難となり得る。このオフセットは典型的に、高調波よりも搬送周波数に有意に近接する。

ＰＡに適用される電力及び電力圧縮点は多くの場合、供給電圧及び負荷インピーダンスの関数である。すなわち、固定された電圧供給及び固定された負荷インピーダンスによれば、ＰＡの飽和電力レベル及びＰＡの圧縮特性を決定することが可能となる。例えば、アンテナ又はアンテナの環境（例えばアンテナに対するユーザの手の位置）の変化ゆえに負荷インピーダンスが変化するシステムにおいて電力増幅器が動作している場合、ＰＡの圧縮及び飽和点が変化し得る。電力の圧縮は、無線周波数（ＲＦ）信号がクリップされる結果となり得る。すなわち、信号の最大振幅が喪失し得る。圧縮の回避が望まれることが多いが、ＰＡは一般に、劣化スペクトルなしの圧縮近くで動作している場合に最も効率がよい。すなわち、ＰＡは多くの場合、狭い動作範囲を有する。

電力の圧縮の問題に対処するには、出力スペクトルが劣化する条件でＰＡが動作していることを決定するのが望ましいといえる。これには課題が多いといえる。劣化した信号は、所望の信号よりもほぼ３０ｄｂ下回るからである。一つの解決法は、ＲＦ検出器又は受信器を使用することである。しかしながら、ＲＦ検出器又は受信器を付加することは、有意なコストを付加し、無線デバイスの電池寿命を短くする多くの電流も必要とし得る。さらに、付加コンポーネントを加えることは複雑性も加わることとなる。

ここの実施形態は、ＰＡの一以上のトランジスタに対するベータ値（以下「ベータ」と称する）をモニタリングすることによって電力圧縮を検出することができる。ベータとは、トランジスタのコレクタ電流とベース電流との比を称する。一般に、コレクタ電流は、ベース電流よりもかなり大きい。そのため、ベータは、トランジスタが飽和になければ、１００〜１２０となる場合が多い。しかしながら、理解すべきことだが、飽和にないトランジスタのベータ値は、プロセス固有及びアプリケーション固有の双方となり得る。ベータが低下すると、トランジスタが飽和にあると決定することができる。多くの場合、例えば図１Ｃに関して例示されるように、ベータの低下は比較的急峻となる。ＰＡが有意に圧縮されると、トランジスタのベータは、非圧縮状態にあるベータの半分まで低下し得る。

ベータをモニタリングする一つの解決法は、一以上のトランジスタに対してコレクタ電流をモニタリングしかつベース電流をモニタリングし、当該２つの電流を除算して、ベータをもたらす電流比を得ることである。コレクタ電流のモニタリングは、ＰＡにとって利用可能な電力供給からの利用可能な電力の劣化又は低減をもたらし得る。コレクタ電流を検知するべく付加されるコンポーネントが利用可能な電力を低減させ得るからである。すなわち、モニタリング電流は、コレクタフィードの損失をもたらし得る。これは、ＰＡトランジスタのコレクタに与えられる電圧が低減する結果となり得る。

ここに提示される実施形態は、コレクタ電流のモニタリングが利用可能な電力に与える影響を、カスコードトランジスタ構造を利用することによって低減する。以下に詳述される図２、５及び６は、ここに記載される実施形態とともに使用され得るカスコード構成を有するＰＡを含むシステムのいくつかの例を提示する。

図１Ａ〜１Ｄは、カスコード構成を使用する電力増幅器のシミュレーションのグラフを例示する。これは、電力増幅器又はそのトランジスタの飽和を検出するべく、どのようにしてベータを使用することができるのかを例示する。図１Ｃは、カスコードトランジスタと、カスコード構成を有するように設計されたＰＡのＲＦデバイストランジスタとに対するベータ対出力電力のグラフ１３０である。このケースにおいて、カスコードトランジスタは、無線デバイスのアンテナと電気的に通信するが必ずしも直接的な通信ではないトランジスタを言及し得る。さらに、このケースにおいて、ＲＦデバイストランジスタは、送信用ＲＦ入力信号を受信するトランジスタを言及し得る。

図１Ｃのグラフ１３０によって例示のように、出力電力が圧縮し始め又は利得が圧縮し始めると、各トランジスタに対し、ベータが徐々に上昇し始めた後に急激に下降する。しかしながら、グラフ１３０から明らかなように、ベータが急峻に低下する前の２つのトランジスタ間には２〜３ｄＢの出力電力差が存在する。すなわち、カスコードトランジスタが最初に圧縮し又は飽和に入る場合、ベータには有意な差が存在する。

ここに開示される実施形態を使用すれば、ＰＡのカスコードトランジスタのベータとＲＦデバイストランジスタのベータとを比較することによって飽和を検出することができる。上述のように、一のデバイスと他のデバイスとの間には、とりわけ製造プロセスに起因して、ベータに大きな不一致が存在し得る。すなわち、２つのトランジスタについて、各トランジスタのベータ値を独立的に分析する代わりに、ベータ値間の相対差を決定することによって、ここに提示される実施形態はプロセス非依存となり得る。いくつかのケースにおいて、ベータの２０％という差が、ＲＦデバイストランジスタの飽和を示し得る。

図１Ａのグラフ１１０によって例示のように、ＰＡが飽和に入る出力電力はまた、大まかには、ＰＡに対する利得対出力電力が下降する箇所でもある。さらに、図１Ｄのグラフ１４０によって例示のように、ＰＡが飽和に入る場合、電流が増加しても出力電力は一定のままである。しかしながら、ベータと同様に、カスコードトランジスタとＲＦデバイストランジスタとの間にはベース電流に不一致が存在する。すなわち、ベータ値同士を比較するのではなく、カスコード構成を有するＰＡのトランジスタのベース電流同士を比較することが可能である。有利なことに、一定の実施形態において、ベータ値ではなくベース電流を比較することにより、ＰＡが飽和にあるか否かを決定するべく使用されるハードウェアの複雑性を低減することができるので、コスト及び電力双方の節約を達成することができる。さらに、図１Ｂのグラフ１２０は、カスコードＰＡを形成するトランジスタ対に対するベース電流の比が、当該ＰＡが飽和に入る点を識別するべく使用することができることを例示する。

ここに開示の実施形態は、電力増幅器が圧縮にあること又は電力増幅器のトランジスタが飽和状態で動作していることを、カスコード設計に構成されたＰＡの一対のトランジスタのベース電流の比を分析することによって決定することができる。電力増幅器のカスコードトランジスタ対のトランジスタが飽和にあるか否かを決定するしきい値は、プロセス及び／又はアプリケーションに固有となり得る。例えば、しきい値は１．２であり又は２０％の差であり得る。いくつかの実装において、しきい値は、ユーザ設定又は動作環境に基づいて設定又は調整可能となり得る。

電力増幅器が圧縮にあるか否かを検出するべく及び電力増幅器を圧縮から抜け出させるべく、一定数の実装が可能である。いくつかの実施形態が、残りの図面に関してここに記載される。さらに、ここの実施形態は、主に送信器に関して記載される。しかしながら、理解すべきことだが、ここに記載されるシステムのいくつかの実装は、受信器を伴う使用に適合させることができる。

第１の代表的送受信器

図２は、送受信器２００の一部の第１例を例示する。送受信器２００は、カスコード電力増幅器２０８及び飽和制御器２４０を含む電力増幅器モジュール２０２を含む。いくつかの実装において、送受信器２００は送信器とすることができる。一般に、ここに記載される実施形態は、送信器に関して使用される。受信器に関してここに記載される実施形態を実装することは、必ずしも必要とはされない場合も多い。これは、受信器が典型的に、最大と予測される受信信号をサポートするべく設計され、受信器によってサポートされる圧縮レベルは一般に、送信器よりもかなり大きいからである。しかしながら、受信器の動的範囲はまた、大きな電流ドレインをもたらし得る。すなわち、いくつかの実施形態において、ここに記載される実施形態は、受信器が動的範囲を低減しかつ電力節約を増加させるように使用することができる。したがって、ここに記載される実施形態は一般に送信器に関して記載されるが、いくつかの実施形態において、送受信器２００は受信器とすることもできる。カスコード電力増幅器２０８は、電気的に接続されてカスコード構成になったトランジスタ２１０及び２１２を有する電力増幅器である。カスコード構成は一方のトランジスタ２１２を他方のトランジスタ２１０の上に重ね、バイポーラ接合トランジスタ（ＢＪＴ）のケースでは、トランジスタ２１２のエミッタがトランジスタ２１０のコレクタと電気的に通信する。理解すべきことだが、カスコード電力増幅器２０８は、電力増幅器２０４の一部とすることができる。例えば、カスコード電力増幅器２０８は、カスコード構成にある一対のトランジスタを含むＰＡ２０４の一部とすることができる。

トランジスタ２１０は、ＲＦデバイストランジスタ又はＲＦトランジスタと称することができ、ＲＦ入力信号を受信するべく構成される。トランジスタ２１２は、カスコードトランジスタと称することができ、トランジスタ２１０が飽和モードで動作しているか否かを決定するように増幅器バイアス制御器２３０及び／又は飽和制御器２４０が使用し得る基準電流を与えるべく構成される。いくつかの実装において、トランジスタ２１０及び２１２はＢＪＴである。かかるケースにおいて、トランジスタ２１０を共通エミッタトランジスタとし、トランジスタ２１２を共通ベーストランジスタとすることができる。換言すれば、トランジスタ２１０は、そのエミッタが共通接地と電気的に通信し、トランジスタ２１２は、そのベースが（例えばキャパシタ２１４を介して）共通接地と電気的に通信する。代替的に、トランジスタ２１０及び２１２は、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）とし得る。かかるケースのいくつかにおいて、トランジスタ２１０を共通ソーストランジスタとし、トランジスタ２１２を共通ゲートトランジスタとすることができる。

図２に例示されるように、カスコード電力増幅器２０８は、一定数の付加デバイスを含み得る電力増幅器２０４の一部となり得る。例えば、電力増幅器２０４は、バイアス回路２０６と、共通エミッタトランジスタ２１０のベースと電気的に通信するキャパシタ２１６と、共通ベーストランジスタ２１２のベースと電気的に通信するキャパシタ２１４と、共通ベーストランジスタ２１２のコレクタと電気的に通信するインダクタ２５０とを含み得る。

キャパシタ２１６は、ＤＣバイアスがＲＦ入力の負荷へと漏れることを防止するべく構成することができる。さらに、キャパシタ２１４は、バイアス回路２０６と共通ベーストランジスタ２１２のベースとのノードからＲＦエネルギーをオフにしたままとするべく構成されたバイパスキャパシタとして機能することができる。インダクタ２５０は、供給電圧をカスコード電力増幅器２０８へと供給するべく構成することができる。供給電圧は、共通ベーストランジスタ２１２のコレクタへと与えることができる。

バイアス回路２０６は、バイアス電流をカスコード電力増幅器２０８へと与える回路を含み得る。いくつかの実施形態において、図２に例示されるように、バイアス回路２０６は電力増幅器２０４の一部として含まれる。しかしながら、いくつかの他の実施形態において、バイアス回路２０６は、電力増幅器２０４とは別個とすることができる。バイアス回路２０４は、電圧を共通エミッタトランジスタ２１０のベースへと供給するべく構成することができるトランジスタ２２０を含み得る。トランジスタ２２０は、バッファとして作用可能であり、ベース電流を共通エミッタトランジスタ２１０へと供給することができる。このベース電流は、トランジスタ２２０を介して共通エミッタトランジスタ２１０へと適用可能なＲＦバイアスブロック２２４が発生させる電圧に少なくとも部分的に基づき得る。ＲＦバイアスブロック２２４が発生させ得る電圧は、電流バイアスブロック２３２に基づき得る。この電流バイアスブロック２３２は、電力増幅器バイアス制御器２３０の一部として含めることができるが、一対のダイオードから形成された電流源とすることができる。いくつかのケースにおいて、一方のダイオードは、共通エミッタトランジスタ２１０のベース・エミッタ電圧（Ｖｂｅ）と等しい又は当該Ｖｂｅのしきい差内にある電圧を有するように構成することができる。他方のダイオードは、バイアストランジスタ２２０のＶｂｅと等しい又は当該Ｖｂｅのしきい差内にある電圧を有し得る。

さらに、バイアス回路２０４は、それぞれがトランジスタ２２０及びＲＦバイアスブロック２２４に類似するように構成されかつ機能するトランジスタ２１８及びカスコードバイアスブロック２２２を含み得る。換言すれば、トランジスタ２１８は、電圧を共通ベーストランジスタ２１２のベースへと供給するべく構成することができる。さらに、トランジスタ２１８は、バッファとして作用可能であり、ベース電流を共通ベーストランジスタ２１２へと供給することができる。ベース電流には、トランジスタ２１８を介して共通ベーストランジスタ２１２へと適用可能な、カスコードバイアスブロック２２２が発生させる電圧に少なくとも部分的に基づいて、バイアスをかけることができる。カスコードバイアスブロック２２２が発生させることができる電圧は、電流バイアスブロック２３４に基づき得る。電流バイアスブロック２３２と同様、電力増幅器バイアス制御器２３０の一部として含めることができる電流バイアスブロック２３４は、一対のダイオードから形成された電流源とすることができる。いくつかのケースにおいて、一方のダイオードは、共通ベーストランジスタ２１２のＶｂｅと等しい又は当該Ｖｂｅのしきい差内にある電圧を有するように構成することができる。他方のダイオードは、バイアストランジスタ２１８のＶｂｅと等しい又は当該Ｖｂｅのしきい差内にある電圧を有し得る。

電力増幅器モジュール２０２は、電力増幅器２０４と、いくつかのケースにおいて、電力増幅器２０４に含まれ又は別個のシステムとされ得るバイアス回路２０６とを含むことに加え、ＰＡバイアス制御器２３０も含み得る。上述のように、ＰＡバイアス制御器２３０は、バイアス電流をＲＦバイアスブロック２２４及びカスコードバイアスブロック２２２それぞれへと与える一対の電流バイアスブロック２３２及び２３４を含み得る。さらに、ＰＡバイアス制御器２３０は、トランジスタ２１８及び２２０のコレクタ電流を比較することができる電流比較器２３６を含み得る。

カスコード電力増幅器２０８のカスコード構成により、電流は、いくつかの実装において、共通ベーストランジスタ２１２すなわちカスコードデバイスを介して、共通ベーストランジスタ２１２のコレクタからエミッタへと流れることができる。さらに、電流は、ＲＦトランジスタと称される下方デバイスすなわち共通エミッタトランジスタ２１０の、コレクタからエミッタへと流れることができる。すなわち、いくつかの実装において、コレクタからエミッタへと流れる電流は、トランジスタ２１０及び２１２に対して同一又は（例えばしきい電流差内において）実質的に同じとなり得る。

有利なことに、一定の実施形態において、コレクタ・エミッタ電流（Ｉｃｅ）はトランジスタ２１０及び２１２に対して同じであるから、共通ベーストランジスタ２１２すなわちカスコードトランジスタの飽和又は圧縮は、ベータを計算することなく決定することができる。これにより、飽和又は圧縮の検出が、ベータの検出及び測定デバイスを加えるという付加的な複雑性なしに可能となる。

上述のように、ベータは、ベース電流により除算されたコレクタ電流に等しい。さらに、トランジスタ２１０及び２１２は、同じベータを有し又は互いのしきい差内のベータを有するように構成される。すなわち、カスコード電力増幅器トランジスタ２１０及び２１２のベータが等しくかつコレクタ電流が等しいので、トランジスタ２１０及び２１２のベース電流は等しいはずである。したがって、いくつかの実装において、共通ベーストランジスタ２１２が飽和に入るのはいつか又は当該飽和に入るか否かを検出することが、トランジスタ２１０及び２１２のベース電流を比較してトランジスタ２１０及び２１２のベース電流間に、しきい値の不一致を超え又は満たす不一致が存在するか否かを決定することによって可能となる。

トランジスタ２１０及び２１２のベース電流を比較するべく、電流比較器２３６に、トランジスタ２１２のベース電流及びトランジスタ２１０のベース電流が与えられる。トランジスタ２１０及び２１２のベース電流は、バイアス回路２０６が与える電流とすることができる。すなわち、トランジスタ２１８のコレクタ・エミッタ電流（Ｉｃｅ）でありかつ共通ベーストランジスタ２１２のベースを駆動する電流ＩＣｓｄが、トランジスタ２１２の有効ベース電流となる。さらに、共通エミッタトランジスタ２１０のベースを駆動しかつトランジスタ２２０のＩｃｅである電流ＩＲＦが、トランジスタ２１０の有効ベース電流として機能し得る。電流比較器２３６を使用して電流ＩＣｓｄとＩＲＦとを比較することにより、ＰＡバイアス制御器２３０は、トランジスタ２１２が飽和したか否かを決定することができる。

ＰＡ２０４が圧縮にない場合、電流ＩＣｓｄ及びＩＲＦは等しいか又はしきい差を超えることがない。ＰＡが圧縮へと駆動されると、ＩＣｓｄは典型的に、ＩＲＦに対して増加する。かかるケースにおいて、電流比較器２３６は電流の相対変化を検出し、飽和制御器２４０へと、ＰＡ２０４（詳しくはカスコードＰＡ２０８）が圧縮にあることを示す信号を与える。典型的には、カスコードＰＡ２０８が圧縮に入ると、信号スペクトルが劣化するので、システム性能の劣化がもたらされる。有利なことに、一定の実施形態において、ＩＣｓｄ及びＩＲＦの電流を使用して圧縮を検出することにより、圧縮検出を単純化することができる。ベータを測定及び比較する要素又はデバイスを、送受信器２００及び／又はＰＡＭ２０２から省略することができるからである。

トランジスタ２１２が飽和状態で動作しているか否かを決定するには、電流ＩＣｓｄと、飽和にないトランジスタに対応する電流とを比較することが望ましい。すなわち、いくつかの実施形態において、トランジスタ２１２が飽和したか否かを決定するための基準として機能させるべく、トランジスタ２１０を非飽和状態のままに維持することが望ましい。一般に、トランジスタ２１０に適用される電圧は、共通ベーストランジスタ２１２のベースに適用される電圧に関係し得る。一定の実装において、共通ベーストランジスタ２１２のベースに適用される電圧は、エミッタの電圧よりも１．２ボルト高い。理解すべきことだが、１．２ボルトというこの電圧差はプロセス依存であって、他の実装においては変わり得る。しかしながら、共通ベーストランジスタ２１２のベース及びエミッタ間の１．２ボルトの差をもたらすプロセスを仮定すれば、共通エミッタトランジスタ２１０の両端間の電圧は、共通ベーストランジスタ２１２のベースに適用される電圧よりも１．２ボルト低くなり得る。すなわち、受信されたＲＦ入力の関数として又は雑音に起因して当該ベースにおけるノードが変化しないように十分なバイアスがバイアス回路２０６によってトランジスタ２１２のベースに適用されることを仮定すれば、共通エミッタトランジスタ２１０の両端間の電圧は飽和することはないと又は少なくとも共通ベーストランジスタ２１２の飽和検出に先立って飽和することはないと仮定することができる。したがって、トランジスタ２１２のベースに適用される電圧を選択することによりかつキャパシタ２１４を選択することにより、トランジスタ２１０を飽和から防止することができる。いくつかの実施形態において、トランジスタ２１０は、トランジスタ２１２よりも高い電力レベルにおいて飽和し得る。これにより、トランジスタ２１２による飽和に先立ちトランジスタ２１２を基準として使用することによって、圧縮の検出を可能とすることができる。

電力増幅器２０４が圧縮に入ったこと（例えばカスコードＰＡ２０８のトランジスタの一方が飽和にあること）を、少なくとも部分的には電流比較器２３６から受信した信号に基づいて決定するとき、飽和制御器２４０は、電力増幅器２０４に適用される供給電圧の修正を引き起こし得る。例えば、飽和制御器２４０は、電力増幅器２０４に適用される供給電圧を増加させることによって、電力増幅器２０４を圧縮状態から抜け出させることができる。

いくつかの実施形態において、飽和制御器２４０は、基準信号をスイッチモードブースト変換器２４２のようなブースト変換器へと与えることによって、供給電圧を増加させることができる。スイッチモードブースト変換器２４２は、基準信号に基づいて、電力増幅器２０４に適用される供給電圧を調整することができる。供給されるＤＣ電圧は、電力増幅器２０４にヘッドルームを設定する。すなわち、電力増幅器２０４が圧縮にある場合、スイッチモードブースト変換器２４２は、ＰＡ２０４に適用されるＤＣ供給電圧を増加させるトリガーとなる。これにより、ＰＡ２０４は圧縮状態から抜け出すことができるので、そのスペクトルを訂正することができる。一定の実施形態において、ブースト変換器２４２は、バック（ｂｕｃｋ）変換器とすることができる。しかしながら、ブースト変換器２４２はこれに限られることはなく、他の電圧又は電流の修正変換器も、ここの実施形態とともに使用することができる。

飽和制御器２４０は、ＰＡＭ２０２とは独立した要素として例示されるが、他の実施形態も可能である。例えば、飽和制御器２４０は、ＰＡバイアス制御器２３０の一部、スイッチモードブースト変換器２４２の一部、又はＰＡＭ２０２とは別個とすることができる。さらに、いくつかのケースにおいて、飽和制御器２４０は、送受信器２００とは別個とすることができる。同様に、スイッチモードブースト変換器２４２は、送受信器２００内の独立した要素として例示されるが、他の実施形態も可能である。例えば、スイッチモードブースト変換器２４２は、ＰＡバイアス制御器２３０に統合することができる。

飽和制御器２４０が、図３に関して詳細に記載される。さらに、図５及び６に関して詳細に記載されるように、いくつかの実施形態において飽和制御器は、代替又は付加圧縮制御プロセスを使用して電力増幅器２０４に圧縮状態から抜け出させることができる。

送受信器２００は、アンテナ２４６を介したＲＦ入力信号に基づいて信号を送信することができる。さらに、いくつかの実施形態において、ブロック２４４に含まれる一以上のインピーダンス整合、フィルタ、及び／又はスイッチング要素は、アンテナ２４６及び電力増幅器２０４間で電気的に通信し得る。以下の詳述されるように、いくつかの実施形態において、飽和制御器２４０は、電力増幅器２０４に適用される負荷を修正するべくブロック２４４に含まれるインピーダンス整合ネットワークを制御することにより、電力増幅器２０４を圧縮状態から抜け出させることができる。一定の実施形態において、送受信器２００の各デバイス及び／又は回路は、共通プロセスを使用して又は同じデバイス上に実装することができる。しかしながら、他の実施形態において、送受信器２００の複数部分を、異なるプロセスを使用して実装することもできる。例えば、増幅器バイアス制御器２３０をシリコンダイ上に実装することができる一方、電力増幅器２０４を、ガリウムヒ素（ＧａＡｓ）のような異なる材料を使用して実装することができる。

代表的飽和制御器

図３は、カスコード電力増幅器２０８の飽和を防止するべく使用することができる飽和制御器２４０の一例を例示する。図２に関して上述したように、飽和制御器２４０は、カスコード電力増幅器２０８からの電流の比較に基づいて信号を受信することができる。この信号は、電流比較器２３６から受信することができる。この受信信号は、飽和フィードバック（ＳＡＴＦＢ）ピンにおいて受信することができる。さらに、飽和制御器２４０は、カスコード電力増幅器２０８へと供給される電圧を調整するべくスイッチモードブースト変換器２４２が使用することができる基準信号を出力することができる。

飽和制御器２０８は、無線周波数フロントエンド（ＲＦＦＥ）コア３０４、８ビットシャドウレジスタ３０６、８ビットランプ波発生器３０８、８ビットデジタル／アナログ変換器（ＤＡＣ）３１０、ランプクロック発生器３１２及び発振器クロック３１４を含み得る。さらに、飽和制御器２０８は、一以上のトランジスタ３０２が圧縮状態にあるか否かを決定するのを容易にするプルダウン抵抗器３１６を含み得る。

ＲＦＦＥコア３０４は、ＭＩＰＩ（登録商標）アライアンスによるＭＩＰＩ（登録商標）の仕様を満たすＲＦＦＥコアを含み得る。ＲＦＦＥコア３０４は、シリアルデータ（ＳＤａｔａ）ピンを介してＰＡ２０４用の目標電圧値を受信する。シリアルデータ（ＳＤａｔａ）ピンは、シリアルクロック（ＳＣｌｋ）を介してクロック入力がされる。代替的に、ＲＦＦＥコア３０４は、目標電圧値を代表するデフォルト値を受信する。目標電圧又は対応デフォルト値は、メモリに格納された平均電力テーブルにアクセスすることによって識別することができる。さらに、目標電圧は、目標電力レベルに基づいて選択することができる。この目標電力レベルは、送受信器２００を含む無線デバイスと通信する基地局によって特定することができる。

ひとたびＲＦＦＥコア３０４がＳＤａｔａピンを介して目標電圧を受信すると、ＲＦＦＥコア３０４は、シリアルデータを８ビットワードとしてのパラレルデータに変換することができる。これは、８ビットシャドウレジスタ３０６に格納することができる。８ビットワードとして記載されるが、他のデータサイズも可能である。さらに、８ビットデバイスは他のサイズであってもよい。例えば、シャドウレジスタは、１６ビットワード又は２つの８ビットワードを格納するべく構成された１６ビットシャドウレジスタとすることができる。

８ビットシャドウレジスタ３０６に格納されたワードを、８ビットカウンタに対する初期又はデフォルト状態として使用することができる。この８ビットカウンタは、８ビットランプ波発生器３０８によって維持することができる。８ビットカウンタは、ランプクロック発生器３１２から受信されるクロック信号によって駆動することができる。ランプクロック発生器３１２は、そのクロック信号が、発振器クロック３１４と、電流比較器２３６が与える信号（例えばＳＡＴＦＢ信号）とに基づく。有利なことに、８ビットシャドウレジスタ３０６により飽和制御器は、例えば目標電圧値に対応する初期カウンタ値のようなデータを格納することができる一方、新たなデータを、シリアルインタフェイスＳＤＡＴＡを介してＲＦＦＥコア３０４において受信することができる。すなわち、いくつかのケースにおいて、飽和制御器２４０は、先の目標電圧値から新たな目標電圧値への遷移タイミングを制御することができるので、当該遷移期間中に初期カウンタ値が存在しない時間期間を防止することができる。

一定の実施形態において、飽和制御器２４０は、ＳＡＴＦＢ線と電気的に通信する多数の送信モジュール３０２によって例示のように、多数のＰＡ、送信器又は送受信器間で共有することができる。送信モジュール３０２はそれぞれ、図２に関して記載された送受信器２００と同様に構成することができる。飽和制御器２４０は、デジタル論理高信号を受信する１ピンインタフェイスとなり得るＶＩＯピンを含み得る。送信モジュール３０２のいずれかの電力増幅器が飽和に移行すると、ＳＡＴＦＢの両端間で受信される信号は、抵抗器３１６の両端間の電圧を引き下げるので、電流を当該抵抗器の両端間に流して、ＰＡが飽和にあることをランプクロック発生器３１２に対して示すことができる。

ランプクロック発生器３１２は、ＰＡが飽和にあることを示す信号を受信する場合、クロック信号をランプ波発生器３０８へと与えることによって、ランプ波発生器３０８を一度に１ビットだけインクリメントすることができる。かかるケースのいくつかにおいて、ランプ波発生器３０８は、ランプクロック発生器３１２からのクロック信号とシャドウレジスタ３０６が与える初期値とに基づいてカウントを行うカウンタとして機能する。いくつかのケースにおいて、インクリメントされたカウント値は、ＤＡＣ３１０を駆動するワード又はデータとして機能する。ＤＡＣ３１０は、デジタルカウンタ値をアナログ信号に変換することができる。アナログ信号は、飽和にあるＰＡへと与えられる電圧供給を駆動又は修正するべく、ブースト変換器２４２へと与えることができる。すなわち、いくつかのケースにおいて、ＤＡＣ３１０は、ブースト変換器（例えばブースト変換器２４２）へと与えることができる基準信号を出力することができる。ブースト変換器は、当該基準信号を、トランジスタ２１２のコレクタに適用することができる電圧へと変換することができる。この適用電圧はブースト電圧と称し、電力増幅器２０４の電圧範囲を増加させるべく使用することができる。これにより、圧縮が低減又は排除される。

代替的に又は付加的に、ＤＡＣ３１０による基準信号出力は、図５及び６に関してさらに記載されるように、ＲＦ入力信号の振幅及び／又はＰＡに適用される負荷を修正するべく使用することができる。いくつかのケースにおいて、ＳＡＴＦＢの引き下げの場合、ランプ波発生器３０８は、一度に１ビットだけインクリメントし始める。これにより、電力増幅器への供給電圧のインクリメントが得られる。供給電圧を調整するための代表的タイミング図が、図８を参照して以下に記載される。

上述のように、ブーストレベルに対応する初期カウント値は、ＰＡ２０４が圧縮状態に入る場合又は飽和にあるトランジスタを有する場合にインクリメントすることができる。ひとたびＰＡ２０４が圧縮から抜け出すと、ブースト状態が維持され得る。しかしながら、いくつかのケースにおいて、ブーストレベルは、もはや必要とはされない。これは、例えば、無線デバイスが基地局に近接するように移動したため、又は電圧定在波比（ＶＳＷＲ）条件が変わったためである。かかるケースのいくつかにおいて、送信対象信号の電圧レベルを超える電圧ヘッドルームの一定しきい量が存在すると決定することができる。換言すれば、いくつかのケースにおいて、当該信号の電圧レベルが、ブーストによって可能とされる最大利用可能電圧レベル未満のしきいレベルを超え得る。かかるケースにおいて、飽和制御器２４０は、リセット信号をランプ波発生器３０８に与えてブースト電圧を低減することにより、ブースト値に対するカウンタをリセットすることができる。さらに、かかるケースのいくつかにおいて、新たな目標電圧に対応する新たなデフォルト又は初期値を、ＲＦＦＥコア３０４において受信することができる。

代表的無線デバイス

図４は、電力増幅器２０４を有する電力増幅器モジュール２０２を含み得る無線デバイス４００の一例を例示する。電力増幅器２０４は、一対のカスコード構成トランジスタ（例えばカスコード電力増幅器２０８）を含む。無線デバイス４００は一つのみの電力増幅器モジュール（ＰＡＭ）を例示するが、無線デバイス４００が、それぞれがＰＡＭ２０２と同じ構成であり又はそうでない一定数のＰＡＭを含むことも可能である。理解すべきことだが、無線デバイス４００は、無線デバイスの非制限的例の一つにすぎず、無線デバイス４００の他の実施形態も可能である。

電力増幅器モジュール２０２は一定数の要素を含み得る。これらの要素は、例えば、電力増幅器２０４及びＰＡバイアス制御器２３０を含み得る。これらの電力増幅器モジュール要素はそれぞれ、同じ回路ダイに実装することができる。代替的に、電力増幅器モジュール２０２の要素の少なくともいくつかは、異なる要素回路ダイに実装することができる。有利なことに、要素を異なる回路ダイに実装することにより、電力増幅器モジュール２０２の異なる回路要素のために異なる半導体技術を使用することができる。例えば、ＰＡ２０４をガリウムヒ素（ＧａＡｓ）技術を使用して実装することができる一方、ＰＡバイアス制御器２３０をシリコン（Ｓｉ）を使用して実装することができる。

例示のように、ＰＡ２０４はバイアス回路２０６を含み、ＰＡバイアス制御器２３０は飽和制御器２４０を含み得る。代替的に、バイアス回路２０６及び飽和制御器２４０の一以上は、ＰＡＭ２０２に含まれた別個の要素とすることもできる。さらに、ＰＡＭ２０２は単一のＰＡ２０４を含むように描かれるが、いくつかの実施形態において、ＰＡＭ２０２は多数のＰＡ２０４を含み得る。さらに、ＰＡＭ２０２は、図２のブロック２４４に関して記載されるようなスイッチング回路を含み得る。これは、複数のＰＡの中からの信号を選択するべく使用することができる。ＰＡＭ２０２は、例えば、無線デバイス４００の多重帯域動作を容易にすることができる。いくつかのケースにおいて、ＰＡＭ２０２のモードは、電力増幅器制御器（図示せず）によって、当該制御器が設定する信号及び／又はモードの選択に基づいて設定することができる。

いくつかの実施形態において、ＰＡバイアス制御器２３０は、ＰＡ２０４のための動作点を、バイアス回路２０６を修正することによって設定することができる。例えば、ＰＡバイアス制御器２３０は、バイアス回路２０６がＰＡ２０４へと与えるバイアス電流を設定又は修正することができる。

電力増幅器２０４は任意タイプの電力増幅器を含み得る。しかしながら、ＰＡ２０４は一般に、図２に関して例示されるカスコードトランジスタ構成を有するＰＡを含む。さらに、ＰＡ２０４は、特定の動作点で動作するように設定することができる。この動作点は、バイアス電流及び／又は電圧を電力増幅器２０４へと与え得るバイアス回路２０６によって構成することができる。

いくつかのケースにおいて、ＰＡＭ２０２は、増幅及び送信対象のＲＦ信号を発生させるべくかつ受信した信号を処理するべく周知の態様で構成かつ動作し得る送受信器４１０からＲＦ信号を受信することができる。いくつかの実装において、ＰＡＭ２０２は、送受信器４１０に含まれ得る送信器４３０の一部として含まれる。かかるケースのいくつかにおいて、ＰＡＭ２０２は、送信用の信号を、受信した信号を処理することなく処理することができる。他の実装において、ＰＡＭ２０２は、受信した信号と例えば基地局への送信用の信号との双方を処理することができる。

送受信器はさらに、受信器４３２及びスイッチモードブースト変換器２４２を含み得る。受信器４３２は別個のＰＡＭを含み、又はＰＡＭ２０２を送信器４３０とともに共有することができる。スイッチモードブースト変換器２４２は、ブースト電圧をＰＡＭ２０２へと与えることができる。いくつかのケースにおいて、スイッチモードブースト変換器は、送信器４３０及び／又はＰＡＭ２０２の一部として含まれる。

送受信器４１０は、一以上のユーザインタフェイス要素による処理に適したデータ及び／又は音声信号と送受信器４１０による処理に適したＲＦ信号との間の変換を与えるべく構成されたベース帯域サブシステム４０８と相互作用をし得る。送受信器４１０はまた、無線デバイスの動作のための電力を管理するべく構成された電力管理コンポーネント４０６に電気的に接続することもできる。かかる電力管理はまた、ベース帯域サブシステム４０８及びＰＡＭ２０２の動作を制御することもできる。さらに、電力管理コンポーネント４０６は、供給電圧をスイッチモードブースト変換器２４２へと与えることができる。これは、電圧をＰＡ２０４へと与える前に当該電圧をブーストすることができる。またも理解すべきことだが、電力管理コンポーネント４０６は、電池のような電力供給を含み得る。代替的に又は付加的に、一以上の電池は、無線デバイス４００内の別個のコンポーネントとしてよい。

無線デバイス４００の様々なコンポーネント間の一定数の接続が可能であるが、例示の明確性のためかつ本開示を制限することなく、図４から省略される。例えば、電力管理コンポーネント４０６は、ベース帯域サブシステム４０８、ＰＡＭ２０２、ＤＳＰ４１２又は他のコンポーネント４１４に電気的に接続することができる。第２例として、ベース帯域サブシステム４０８は、ユーザへと与えられ及び／又はユーザから受け取られる音声及び／又はデータの入出力を容易とし得るユーザインタフェイスプロセッサ４１６に接続することができる。

ベース帯域サブシステム４０８はまた、無線デバイス４００の動作を容易にするべく及び／又はユーザのための情報の格納を与えるべく、データ及び／又は命令を格納するように構成され得るメモリ４１８に接続することもできる。さらに、いくつかの実施形態において、メモリ４１８は、平均電力追跡（ＡＰＴ）テーブル又は他のデータ構造を含み得る。ＡＰＴテーブルは、基地局によって識別され得る目標電力レベルに対応するＰＡ２０４のための目標電圧レベルを識別することができる。例えば、無線デバイスは、基地局からの目標電力レベルを受信すると、ＡＰＴテーブルにアクセスして対応目標電圧レベルを決定する。この目標電圧レベルを、ＰＡ２０４のための動作点を設定するべく使用することができる。

いくつかの実施形態において、呼処理プロセッサ４３４が基地局と通信することができる。この呼処理プロセッサ４３４が基地局からの指令を解釈し、当該基地局から受信した指令に基づいてＡＰＴテーブルにアクセスすることができる。さらに、呼処理プロセッサ４３４は、ＰＡＭ２０２に対し、目標電圧を飽和制御器２４０のＲＦＦＥコアへと与えることによってＰＡ２０４の動作点を調整するように命令することができる。飽和制御器２４０のＲＦＦＥコアは次に、例えば、基地局が特定した目標電力レベルに対応するとしてＡＰＴテーブルにおいて識別された目標電圧レベルまでの電力供給電圧ブーストをブースト変換器２４２に行わせることによって、ＰＡ２０４の電圧を調整することができる。ＰＡ２０４に対する電圧レベルを調整することの一例が、図８のタイミング例に関して以下に詳述される。

上述のコンポーネントに加え、無線デバイスは、一以上の中央プロセッサ４２０も含み得る。各中央プロセッサ４２０は、一以上のプロセッサコアを含み得る。さらに、無線デバイス４００は、一以上のアンテナ４２２Ａ、４２２Ｂを含み得る。いくつかのケースにおいて、無線デバイス４００のアンテナの一以上は、異なる周波数又は異なる周波数範囲内での送信及び／又は受信を行うべく構成することができる。さらに、アンテナの一以上は、異なる無線ネットワークとともに機能するべく構成することができる。すなわち、例えば、アンテナ４２２Ａを、２Ｇネットワークを経由して信号を送受信するべく構成し、アンテナ４２２Ｂを、３Ｇネットワークを経由して信号を送受信するべく構成することができる。いくつかのケースにおいて、アンテナ４２２Ａ及び４２２Ｂは双方とも、例えば、２．５Ｇネットワークを経由するが異なる周波数で信号を送受信するべく構成することができる。

一定数の他の無線デバイス構成も、ここに記載される一以上の特徴を利用することができる。例えば、無線デバイスは、多重帯域デバイスである必要がない。他例において、無線デバイスは、ダイバーシティアンテナのような付加アンテナ、並びに、Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）及びＧＰＳのような付加的な接続機能を含み得る。さらに、無線デバイス４００は、アナログ／デジタル変換器、デジタル／アナログ変換器、グラフィクス処理ユニット、半導体ドライブ等のような任意数の付加コンポーネントを含み得る。さらに、無線デバイス４００は、一以上の無線ネットワークを経由して通信し及びＰＡ２０４及び／又はＰＡＭ２０２を含むことができる任意タイプのデバイスを含み得る。例えば、無線デバイス４００は、スマートフォン又は低機能電話を含むセルラーフォン、タブレット、ラップトップ、ビデオゲームデバイス、スマート電気器具等としてよい。

第２代表的送受信器

図５は、電力増幅器モジュール２０２を含む送受信器５００の一部の第２例を例示する。電力増幅器モジュール２０２は、カスコード電力増幅器２０８及び飽和制御器２４０を含む。いくつかの実施形態において、送受信器５００は送信器とすることができる。参照番号の再使用によって例示のように、送受信器５００は、送受信器２００の要素を一定数含み得る。さらに、送受信器２００の要素と参照番号を共有する送受信器５００の要素は、送受信器２００に関して記載された実施形態のいくつか又はすべてを含み得る。すなわち、説明を簡略化するべく、送受信器２００の要素に類似する送受信器５００の要素の記載は繰り返さない。

図５の送受信器５００は、電流比較器２３６を使用してＩＣｓｄ電流とＩＲＦ電流とを比較することによる送受信器２００と類似した態様で、ＰＡ２０４が圧縮にあるか否かを識別することができる。しかしながら、飽和制御器２４０は、ＰＡ２０４を圧縮から抜け出させるべく供給電圧を変更してＰＡ２０４の電圧ヘッドルームを増加させる代わりに、ＲＦ減衰器５０２の使用により、ＰＡ２０４へと与えられるＲＦ入力信号を低減するべく電流比較器２３６の出力を使用することができる。ＰＡ２０４へと供給されるＲＦ入力信号を低減することにより、ＰＡ２０４からの出力信号が有効に低減される。出力信号が十分に低減される場合、ＰＡ２０４は圧縮動作状態から抜け出すことができる。ＲＦ入力信号を低減することは、ＲＦ入力信号の振幅を低減することを含み得る。

いくつかのケースにおいて、ＲＦ入力波形を低減することは望ましくない。送受信器５００へと与えられる信号が低減されると性能の劣化がもたらされるからである。無線デバイス４００とともに送受信器２００を使用することにより、無線デバイス４００の性能が改善される。しかしながら、無線デバイス４００と同じ基地局と通信する他の無線デバイスの性能は、無線デバイス４００が、他の無線デバイスにとって大きな歪みをもたらし得る強力な信号を出力しているので、劣化し得る。送受信器５００を使用することは、歪みを低減することにより他の無線デバイスの性能を向上させ得るが、ＲＦ入力信号の低減に起因して無線デバイス４００の性能を低下させ得る。すなわち、いくつかのケースにおいて、無線デバイス４００が基地局から離れている場合には送受信器２００の方が好ましく、無線デバイス４００が基地局に近接している場合には送受信器５００の方が好ましい。有利なことに、一定の実施形態において、図２及び図５のシステムは組み合わせることができる。換言すれば、無線デバイス４００は、動作条件に基づいて供給電圧を増加させ及び／又はＲＦ入力信号を低減させることができる。さらに、いくつかのケースにおいて、基地局は、ＰＡ２０４へと与えられる電圧供給及び／又はＲＦ入力信号を修正するか否かを制御するべく無線デバイス４００に指令を与えることができる。

図５に例示されるように、送受信器５００のＲＦ減衰器は、ＰＡバイアス制御器２３０の一部として含めることができる。代替的に、ＲＦ減衰器５０２は、別個の要素とし又はＰＡ２０４の一部として含めることができる。このＲＦ減衰器５０２は、ＲＦ入力信号を受信して当該信号を、電力増幅器２０４へと与えられる前に減衰させるべく構成することができる。一般に、ＲＦ入力信号は固定信号である。さらに、データ損失を防止するべくＰＡ２０４は信号を変えないことが一般に望ましい。すなわち、ＲＦ減衰器５０２の使用により、固定入力波形をＰＡ２０４へと与えることができるが、低振幅により圧縮の発生が低減される。

ＲＦ減衰器５０２は、デジタル減衰器又はアナログ減衰器のいずれかとすることができる。ＲＦ減衰器５０２がデジタル減衰器であるいくつかの実施形態において、ＲＦ減衰器５０２は一定数の離散電圧レベルを含み得る。電流比較器２３６がＰＡ２０４における飽和を検出すると、飽和制御器２４０は、減衰器値をインクリメントすることによりＲＦ入力信号を低下させることができる。いくつかのケースにおいて、減衰器値は、ＰＡ２０４がもはや圧縮状態で動作しなくなるまでずっと、離散電圧レベルに基づいて反復的にインクリメントすることができる。

ＲＦ減衰器５０２がアナログ減衰器であるいくつかの実施形態において、減衰値はアナログ電圧によって設定される。飽和が検出されると、電圧が、減衰器の極性に応じてランプアップ又はランプダウンのいずれかとなるように調整される。その結果、減衰は、ＰＡ２０４への電力が下降してＰＡ２０４が圧縮状態から抜け出るまでずっと増加する。換言すれば、ＲＦ減衰器５０２の使用により、飽和制御器２４０は、圧縮がＰＡ２０４において排除されるまでずっと減衰を固定速度で増加させることができる。ＰＡ２０４がもはや圧縮にないことを、ひとたび電流比較器２３６が示すと、減衰値は一定に保持され得る。

ＲＦ減衰器５０２は、飽和制御器２４０から受信される基準信号に少なくとも部分的に基づいて、ＲＦ入力信号を減衰させる一方で一定インピーダンスを維持することができる任意タイプの回路を含み得る。いくつかの実施形態において、ＲＦ減衰器５０２は、π型ネットワーク及び／又はＴ型ネットワークを含み得る。

第３の代表的送受信器

図６は、電力増幅器モジュール２０２を含む送受信器６００の一部の第３例を例示する。電力増幅器モジュール２０２は、カスコード電力増幅器２０８及び飽和制御器２４０を含む。いくつかの実施形態において、送受信器６００は送信器とすることができる。参照番号の再使用によって例示のように、送受信器６００は、送受信器５００と同様、送受信器２００の要素を一定数含み得る。さらに、送受信器２００の要素と参照番号を共有する送受信器６００の要素は、送受信器２００に関して記載された実施形態のいくつか又はすべてを含み得る。すなわち、説明を簡略化するべく、送受信器２００の要素に類似する送受信器６００の要素の記載は繰り返さない。

図６の送受信器６００は、電流比較器２３６を使用してＩＣｓｄ電流とＩＲＦ電流とを比較することによる送受信器２００及び５００と類似した態様で、ＰＡ２０４が圧縮にあるか否かを識別することができる。しかしながら、送受信器６００は、供給電圧を調整し又はＲＦ入力信号を減衰させる代わりに、ＰＡ２０４の出力における負荷を修正することができる。一定の実施形態において、ブロック２４４は、飽和制御器２４０が制御可能なインピーダンス整合ネットワークを含み得る。かかる実施形態において、飽和制御器２４０は、ＰＡ２０４の出力におけるインピーダンスを修正するべく、ブロック２４４のインピーダンス整合ネットワークへと基準信号を与えることができる。例えば、飽和制御器２４０は、スイッチキャパシタ系のインピーダンス整合ネットワークにおける一以上のスイッチを、ＰＡ２０４の出力における負荷を修正するべく開又は閉とすることができる。一定の実施形態において、ＰＡ２０４の出力におけるインピーダンス負荷を修正することにより、ＰＡ２０４は圧縮から抜け出すことができる。

上述のように、インピーダンス整合ネットワークは、ＰＡ２０４とアンテナ２４６及び／又は一以上の付加デバイスとの間に電気的に接続することができる。ブロック２４４は、様々なインピーダンス整合ネットワークを利用することができる。ここで使用され得る調整可能自動インピーダンス整合ネットワークの実施形態の例は、２０１４年９月３０日出願の「真の電力情報を使用する自動インピーダンス整合」との名称の米国仮出願第６２／０５７，４５１号に記載されている。その開示は全体がここに参照として組み入れられる。さらに、他の調整可能負荷回路も、ＰＡ２０４の負荷を修正するべくここで利用することができる。

いくつかの実施形態において、ＰＡ２０４を圧縮状態から抜け出させるべく、ＰＡ２０４の負荷及びＰＡ２０４の電圧供給を修正することができる。かかる実施形態において、飽和制御器２４０は、スイッチモードブースト変換器２４２及びブロック２４４のインピーダンス整合ネットワークの双方へと基準信号を与えることができる。さらに、いくつかの実施形態において、飽和制御器２４０は、電圧供給、ＰＡ２０４の負荷、及びＲＦ信号の減衰の一以上を調整するべく構成することができる。すなわち、いくつかの実装において、飽和制御器２４０及び／又は基地局は、ＰＡ２０４による圧縮防止技術の組み合わせを使用することができる。いくつかの実施形態において、圧縮回避技術の選択は、無線デバイスに対する動作環境に基づいて変えることができる。例えば、ＲＦ入力信号が強力であり又はしきい値を上回る電力を有するケースにおいて飽和制御器２４０はＲＦ入力信号を減衰させることができるが、ＲＦ入力信号の電力がしきい値を下回るケースにおいて飽和制御器は、ＰＡ２０４及び／又はＰＡ２０４の負荷へと与えられる電圧供給を調整することができる。他例として、特定の地理的領域にある無線デバイスの数がしきい値を下回ることを基地局が決定するケースにおいて、基地局は、無線デバイスに電圧供給を修正させて圧縮を防止することができる。

代表的飽和検出及び補償プロセス

図７は、飽和検出及び補償プロセス７００の一実施形態のフローチャートを提示する。プロセス７００は、飽和状態にある電力増幅器がＲＦ入力信号の圧縮を引き起こしていることを検出し、及びシステムの一以上の動作条件を、電力増幅器が飽和状態になるのを防止するべく修正することができる一以上の要素によって実装することができる。例えば、プロセス７００は、その全体又は一部を、電力増幅器バイアス制御器２３０、飽和制御器２４０、スイッチモードブースト変換器２４２、ＲＦ減衰器５０２及び／又はインピーダンス整合ネットワークによって実装することができる。プロセス７００は、その全体又は一部を、任意数のシステムによって実装することができるが、説明の簡略化のため、プロセス７００の複数部分が、特定のシステムに関して記載される。

プロセス７００はブロック７０２から開始する。ブロック７０２では、例えば、電流比較器２３６が、電力増幅器２０４のカスコード電力増幅器２０８における共通ベーストランジスタ２１２のベース電流（例えばＩＣｓｄ）をモニタリングする。ブロック７０４において、電流比較器２３６は、カスコード電力増幅器２０８における共通エミッタトランジスタ２１０のベース電流（例えばＩＲＦ）をモニタリングする。ブロック７０６において、電流比較器２３６は、共通ベーストランジスタ２１２のベース電流と共通エミッタトランジスタ２１０のベース電流とを比較してカスコードＰＡ電流比を得る。上述のように、カスコードＰＡ２０８のトランジスタのベース電流同士の比較は、カスコードＰＡ２０８の一のトランジスタが飽和にあるか否かを決定するべく使用することができる。これにより、ＰＡ２０４が圧縮にあるか否かが示される。さらに、上述のように、一定の実施形態において、ベータの代わりにカスコードＰＡ２０８トランジスタのベース電流を比較することにより、ＰＡ２０４を単純化することができるので、ベータを測定及び比較してＰＡ２０４が圧縮にあるか否かを決定する要素を排除することにより電力及びコストの双方を節約することができる。

決定ブロック７０８において、飽和制御器２４０は、カスコードＰＡ電流比がしきい値を超え又は満たすか否かを決定する。否の場合、プロセス７００はブロック７０２へと戻る。カスコードＰＡ電流比が当該比を超え又は満たす場合、飽和制御器２４０はブロック７１０において、ＰＡ２０４のＤＣ供給電圧、ＰＡ２０４へと供給されるＲＦ入力信号、及び／又はＰＡ２０４の出力における負荷の少なくとも一つを修正し又は修正させる。上述のように、デバイスは、ＤＣ供給電圧、ＲＦ入力信号、及び／又はＰＡの出力における負荷の一つ又は複数を修正するべく構成することができる。デバイスがＰＡ２０４の多数の動作特性を修正できる実施形態において、飽和制御器２４０は、供給電圧、ＲＦ入力信号、及び／又はＰＡ２０４の負荷を修正すべきか否かを、無線デバイスの動作環境に基づいて及び／又は基地局からの指令に基づいて選択することができる。

代表的タイミング図

図８は、飽和検出及び補償のためのタイミング図の一例を例示する。タイミング図は左側から始まり、底部にはＲＦＦＥコア３０４へのデータ入力ストリームが例示される。各パルスはシリアル−データストリームを代表し得る。一定数の動作が各パルス中に行われ、タイミング図は、情報がＲＦＦＥバスを経由してＰＡへと送られることを一般に例示するべく簡略化される。図８に示されるように、最初の指令が、ブースト変換器２４２からのブースト供給（ＢＯＯＳＴ）をイネーブル（ＥＮＡＢＬＥ）にする。その結果、タイミング図は、ブースト出力電圧（ＢＯＯＳＴ ＯＵＴＰＵＴ）が第１パルスに引き続いて上昇し始めることを例示する。さらに、ブーストＲＦＦＥのレジスタ１（ＲＥＧ１）が、ＡＰＴテーブルを形成するべく決定されるブーストレベルを有するようにプログラムされる。ＰＡイネーブル（ＰＡ ＥＮＡＢＬＥ）パルスにおいてＰＡ２０４はアクティブにされ、ＤＡＣ３１０の出力に基づく供給電圧を受信する。さらに、ＰＡ２０４は、ＲＦ入力信号（ＲＦＩＮ）を受信し始める。さらに、タイミング図は、ＰＡ２０４が飽和にないことを例示する。

点８０２において、アンテナインピーダンスが修正されるというようなイベントが発生し、ＰＡ２０４への負荷が調整される結果となる。その結果、ＰＡ２０４のトランジスタが飽和し始めるにつれて、ＰＡ２０４は圧縮を始める。飽和は、タイミング図において、ＳＡＴＦＢ信号の引き下げによって例示される。

一定の実施形態において、ＳＡＴＦＢ信号の引き下げが、ブーストＲＦＦＥ出力の増加のトリガとなる。ランプ波発生器３０８がインクリメントされて、ＤＡＣ３１０からの基準信号が修正される結果となる。修正された基準信号により、ブースト変換器２４２が、ＰＡ２０４のコレクタへと与えられる供給電圧を増加させる。供給電圧は、点８０４において例示のように、何らかの点においてＰＡ２０４が飽和から抜け出すまでずっと連続して増加し得る。ひとたびＰＡ２０４がもはや飽和しないことになると、ＳＡＴＦＢ信号が高められ、飽和制御器２４０がＰＡ２０４のコレクタ電圧又はブースト出力のインクリメントを停止できることが示される。一定の実施形態において、供給電圧は、ＰＡＭ２０２へと与えられる電池電圧を上回るようにブーストされ又は上昇される。

代表的タイミング図において、ひとたびＰＡ２０４が飽和から抜け出すと、点８０６において目標電力を調整するべきとの指令が受信されるまでずっと、すべてが一定のままとなる。この指令は、基地局から受信した指令に応答して呼処理プロセッサ４３４から受信することができる。例示される例において、目標電力が低減されるが、これは、無線デバイスが基地局に接近するように動くときに生じ得る。無線デバイスがその代わり、基地局から離れるように動くとすれば、目標電力が増加されるので、タイミング図は電圧ブーストの増加を、低下の代わりに例示し得る。基地局は、当該基地局と通信する他のユーザとの干渉を防止するべく、無線デバイスに対してその目標電力を修正するように要求することができる。例えば、基地局が、スペクトル拡散通信規格であるＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access）を使用するべく構成される場合、多数の無線デバイスが、異なる符号を使用して同じ周波数での送信を行うことができる。基地局が各無線デバイスからの信号を受信できるようにするには、電力レベルは、大まかには等しいことが望ましい。無線デバイスが、かなり高い電力レベルで送信を行う場合、当該無線デバイスは、他の無線デバイスに対するブロックとして作用し得る。すなわち、一定の電力レベルを維持することが望ましい。

目標電力を低減せよとの要求に応答して無線デバイスは、当該目標電力のための対応目標電圧を識別するべく、メモリ４１８内のＡＰＴテーブルにアクセスし、飽和制御器にブーストを調整させることができる。その結果、出力電力が低減される。さらに、ＲＦＦＥコア３０４は、新たな初期又はデフォルト値を受信することができる。これらは、シャドウレジスタ３０６に格納される。ＰＡ２０４が圧縮し始めると、飽和制御器２４０へと与えられる新たな初期値は、ランプクロック発生器３１２を使用してインクリメントされる。その結果、飽和制御器２４０が与える基準信号が調整され、ＰＡ２０４へと与えられる供給電圧が調整される。新たなＡＰＴ値を受信するたび飽和制御器２４０は、リセット信号をランプ波発生器３０８へと与えることによってリセットされ、目標ＡＰＴ電圧に対応する新たなデフォルト値をＲＦＦＥコア３０４において受信することができる。

一定の実施形態において、電力を低減する遷移には、ゼロでない時間量がかかり得る。そのため、電圧遷移時間中は、変調が停止される。これは、タイミング図のＲＦ入力（ＲＦＩＮ）線にある平坦な線によって例示される。電圧を調整するタイミングは短くなり得る。例えば、電圧調整のタイミングは、２５マイクロ秒のオーダーとなり得る。ひとたびタイミング窓が終わりかつ電圧調整が完了すると、当該変調が、図８の代表的タイミング図に例示されるように、再格納される。無線デバイスがアクティブ解除され又は当該デバイスの無線機能がアクティブ解除されると（例えば非送信モード）、ＰＡ及び電圧ブーストは、タイミング図における最後の２つのパルスによって例示のようにアクティブ解除（ＤＩＳＡＢＬＥ）され得る。

シミュレーション結果

図９〜１２は、２：１（すなわち２対１）のＶＳＷＲによって行われたシミュレーションに対応するいくつかのグラフを例示する。２：１のＶＳＷＲ値は、電力増幅器の試験に使用される場合が多い。図９は、２：１のＶＳＷＲに対するカスコード電力増幅器の共通ベーストランジスタのベース電流と共通エミッタトランジスタのベース電流とを比較するグラフ９００を例示する。グラフ９００は、グラフ９００における最低線に対する１１．５ボルトのＶｃｃと当該グラフの最高線に対する９ボルトのＶｃｃとの間においてそれぞれが異なる電圧レベルに対応する一定数の線を含む。ＰＡが飽和にあるとみなされる間の比は、プロセス及び仕様に基づいて変わり得る。この特定のシミュレーションに対し、飽和は、電流値間に２０％の差すなわち１．２の比が存在する場合に生じるとして決定される。電圧線が１．２の電流比線９０２を上回る場合、シミュレーションＰＡは飽和とみなされ、電圧線が１．２の電流比線９０２を下回る場合、シミュレーションＰＡは飽和でないとみなされる。

図１０は、図９の２：１のＶＳＷＲケースに対する隣接チャネル漏洩比（ＡＣＬＲ）を、負荷の関数として描くグラフ１０００を例示する。ＡＣＬＲグラフ１０００は、無線デバイスの利用スペクトルに直接隣接するチャネルにおけるスペクトルを測定し、どれくらいの送信信号が他の無線デバイスのスペクトルに又は隣接チャネルに漏れるのかを決定することを例示する。ＰＡ２０４が飽和する場合に生じる歪みにより、無線デバイスのスペクトルは、他の無線デバイスのスペクトルへと漏れる。この特定のシミュレーションに対し、飽和は、（水平線１００２によって例示のように）−３６ｄＢを超える漏洩が存在する場合に生じるとして決定される。ここの実施形態は、ＰＡ圧縮を検出して当該圧縮を排除することにより、スペクトル漏洩を検出して当該漏洩を低減又は排除する。図９の情報は、シミュレーションＰＡの様々な電圧値にわたって飽和及びスペクトル漏洩を検出することに対するここの実施形態の有効性を決定するべく、図１０の情報と掛け合わせることができる。

図１１は、図９及び１０の飽和検出及びＡＣＬＲをここに記載される実施形態によると相関させた場合の、飽和が検出されないケースを描くグラフ１１００を例示する。上述のように、電流比が１．２以上の場合、ＰＡは、当該ＰＡのトランジスタが飽和状態で動作していることにより圧縮にあるとみなされる。グラフ１１００上の点は、シミュレーション飽和制御器によっては飽和が検出されない測定点である。−３６ｄＢにおける線１１０２は、シミュレーションＰＡが飽和にあるとみなされる場合の間の遷移を示す。

Ｙ軸はＡＣＬＲを代表し、−３６ｄＢに示される水平線１１０２は、本シミュレーションに対して選択された第３世代パートナーシッププロジェクト・リリース９９（Ｒ９９ ３ＧＰＰ）仕様のための最大許容可能隣接チャネル漏洩を代表する。Ｒ９９ ３ＧＰＰは、ＧＳＭ（Global System for Mobile Communications）（登録商標）仕様に基づく３Ｇ携帯電話システムの開発に関連する。Ｒ９９ ３ＧＰＰ仕様は、隣接チャネルへの漏洩が−３６ｄＢｃよりも高くは生じないことを要求する。グラフ１１００における記号のそれぞれは、シミュレーションＰＡの電流比較器２３６が飽和を示さないＡＣＬＲの測定データ点である。すなわち、シミュレーション中、ＲＦデバイス及びカスコードデバイスの２つのベース電流が測定かつ比較された。得られた比較が２０％未満又は当該比が１．２未満の場合、ＰＡは飽和にないと決定される。グラフ１１００において、各測定データ点は１．２未満の比を有する。測定データ点は、ＡＣＬＲと相関する。測定データ点を示すべく使用された異なる記号は、本シミュレーションに対して使用された９ボルト及び１１．５ボルト間の異なる電圧値に対応する。

上述のように、線１１０２は、最大許容可能ＡＣＬＲのしきい値を示す。グラフ１１００においてわかるように、ＰＡが圧縮又は飽和にないことを示す点は、飽和が検出されない場合の許容可能ＡＣＬＲを示す線１１０２の下にある。図１２は、図９及び１０の飽和検出及びＡＣＬＲをここに記載される実施形態と相関させた場合の、飽和が検出されるケースを描くグラフ１２００を例示する。線１２０２は、許容可能ＡＣＬＲのためのしきい値を示す線１１０２に対応する。グラフ１２００に例示される点は、シミュレーション飽和制御器２４０によって検出された飽和の発生を示す。換言すれば、電流比が２０％よりも大きく又は１．２よりも大きいと電流比較器２３６が決定した点である。グラフ１２００に例示されるように、ＰＡ圧縮を示す点のほとんどは、飽和が検出される場合の許容不能ＡＣＬＲを示す線１２０２よりも上にある。

すなわち、グラフ１１００及び１２００の比較によりわかるように、当該グラフは、シミュレーションシステムによって、カスコードＰＡのベース電流を比較するべくここに記載される実施形態を使用している時の大半で飽和の発生を検出できることを示す。ひとたび飽和が検出されると、ＰＡを飽和から抜け出させるべく、ここに記載される実施形態の一以上を適用することができる。

専門用語

本明細書及び特許請求の範囲全体にわたり、文脈上そうでないことが明らかでない限り、「含む」等の用語は、排他的又は網羅的な意味とは反対の包括的意味に、すなわち「〜を含むがこれらに限られない」との意味に解釈すべきである。用語「結合」は２以上の要素を言及するべく使用され、当該用語は、直接接続されるか又は一以上の中間要素を介して接続されるかいずれかとなり得る２以上の要素を言及する。加えて、用語「ここ」、「上」、「下」及び同様の趣旨の用語は、本願において使用される場合、本願全体を言及し、本願の任意の特定部分を言及するわけではない。文脈が許容する場合、単数又は複数の上述の詳細な説明における用語はそれぞれ、複数又は単数をも含み得る。２以上の項目のリストを参照する用語「又は」及び「若しくは」について、当該用語は以下の解釈のすべてをカバーする。すなわち、当該リストの任意の項目、当該リストのすべての項目、及び当該リストの項目の任意の組み合わせである。

本発明の実施形態の上記詳細な説明は、排他的であることすなわち本発明を上記開示の正確な形態に制限することを意図しない。本発明の及びその例の特定の実施形態が例示を目的として上述されたが、当業者が認識するように、本発明の範囲において様々な均等の修正も可能である。例えば、プロセス又はブロックが所与の順序で提示されるが、代替実施形態は、異なる順序でステップを有するルーチンを行うこと又はブロックを有するシステムを用いることができ、いくつかのプロセス又はブロックは削除、移動、追加、細分化、結合、及び／又は修正することができる。これらのプロセス又はブロックはそれぞれが、様々な異なる態様で実装することができる。また、プロセス又はブロックが直列的に行われるように示されることがあるが、これらのプロセス又はブロックは、その代わりに、並列して行い又は異なる時に行うこともできる。

ここに与えられた本発明の教示は、必ずしも上述のシステムに限られることがなく、他のシステムにも適用することができる。上述の様々な実施形態の要素及び行為は、さらなる実施形態を与えるべく組み合わせることができる。

ここで使用される条件的言語、とりわけ「できる」、「し得る」、「かもしれない」、「してよい」、「例えば」等の言語は一般に、特にそうでないことが述べられない限り、又はそうでなければ使用の文脈内で理解されない限り、一定の実施形態が一定の特徴、要素及び／又は状態を含むが他の実施形態はこれらを含まないことを伝える意図を有する。すなわち、かかる条件的言語は一般に、特徴、要素及び／若しくは状態が一以上の実施形態に必要とされる任意の態様にあること、又は、一以上の実施形態が必ず、これらの特徴、要素及び／若しくは状態が任意の特定の実施形態に含まれ若しくは任意の特定の実施形態で行われるか否かを決定する論理を含むことを示唆する意図を有するわけではない。

「Ｘ、Ｙ又はＺの少なくとも一つ」との句のような選言的言語は、特にそうでないことが述べられない限り、それ以外の点では、項目、用語等がＸ、Ｙ若しくはＺのいずれか、又はこれらの任意の組み合わせ（例えばＸ、Ｙ及び／又はＺ）となり得ることを一般に提示するべく使用される文脈によって理解される。すなわち、かかる選言的言語は一般に、一定の実施形態が、少なくとも一つのＸ、少なくとも一つのＹ、又は少なくとも一つのＺがそれぞれに対して存在するように要求することの示唆をする意図はなくかつ当該示唆をするべきでもない。

そうでないことが明示的に述べられない限り、「一」又は「一の」のような冠詞は一般に、一以上の記載項目を含むと解釈するべきである。したがって、「〜するべく構成された一のデバイス」のような句は、一以上の記載デバイスを含むことが意図される。かかる一以上の記載デバイスはまた、述べられた記載を実行するべく集合的に構成することができる。例えば、「記載Ａ、Ｂ及びＣを実行するべく構成された一のプロセッサ」は、記載Ｂ及びＣを実行するべく構成された第２プロセッサと協働する記載Ａを実行するべく構成された第１プロセッサを含み得る。

本発明の一定の実施形態が記載されたが、これらの実施形態は、例のみとして提示されており、本開示の範囲を制限することを意図しない。実際、ここに記載される新規な方法及びシステムは、様々な他の形態で具体化することができる。さらに、ここに記載される方法及びシステムの形態における様々な省略、置換及び変更が、本開示の要旨から逸脱することなくなし得る。添付の特許請求の範囲及びその均等物が、本開示の範囲及び要旨に収まるかかる形態又は修正をカバーすることが意図される。

Claims (20)

1. 電力増幅器モジュールであって、
   第１トランジスタ及び第２トランジスタを含むカスコードトランジスタ対を含む電力増幅器と、
   前記第１トランジスタの第１ベース電流と前記第２トランジスタの第２ベース電流とを比較して比較値を得るべく構成された電流比較器を含む電力増幅器バイアス制御器と、
   前記比較値に基づいて基準信号をインピーダンス整合ネットワークへと供給するべく構成された飽和制御器と
   を含み、
   前記インピーダンス整合ネットワークは、前記電力増幅器と電気的に通信する負荷線の負荷インピーダンスを、少なくとも部分的には前記基準信号に基づいて修正するべく構成される電力増幅器モジュール。
2. 前記第１トランジスタは共通ベーストランジスタであり、
   前記第２トランジスタは共通エミッタトランジスタである請求項１の電力増幅器モジュール。
3. 前記負荷線はアンテナと電気的に通信し、
   前記負荷線は電気的に前記電力増幅器及び前記アンテナ間に配置される請求項１の電力増幅器モジュール。
4. 前記インピーダンス整合ネットワークは動的インピーダンス整合ネットワークである請求項１の電力増幅器モジュール。
5. 前記飽和制御器はさらに、前記負荷線の負荷インピーダンス修正により前記電力増幅器の圧縮を低減するべく構成される請求項１の電力増幅器モジュール。
6. 前記飽和制御器はさらにデジタル／アナログ変換器及びランプ波発生器を含み、
   前記ランプ波発生器は、カウント値を前記デジタル／アナログ変換器へと供給するべく構成され、
   前記デジタル／アナログ変換器は、少なくとも部分的には前記カウント値に基づいて前記基準信号を発生させるべく構成される請求項１の電力増幅器モジュール。
7. 前記飽和制御器は、
   前記電力増幅器バイアス制御器と電気的に通信するプルダウン抵抗器と、
   電圧入力／出力ピンと、
   ランプクロック発生器と
   を含み、
   前記ランプクロック発生器は、前記プルダウン抵抗器の両端間の電圧であって少なくとも部分的には前記比較値に基づく電圧に基づいて、前記第１トランジスタが飽和領域で動作しているか否かを検出するべく構成され、
   前記ランプクロック発生器は、前記第１トランジスタが前記飽和領域で動作しているとの検出に応答して前記ランプ波発生器に前記カウント値を修正させるべく構成される請求項６の電力増幅器モジュール。
8. 前記デジタル／アナログ変換器はさらに、少なくとも部分的には平均電力追跡値に基づいて前記基準信号を発生させるべく構成され、
   前記平均電力追跡値は、基地局から受信した目標電力信号に基づいて決定される請求項６の電力増幅器モジュール。
9. 前記飽和制御器はさらに、デフォルトデータ値を飽和データピンから受信するべく構成されたＲＦフロントエンドを含み、
   前記カウント値は初期的には前記デフォルトデータ値に対応する請求項６の電力増幅器モジュール。
10. 前記デフォルトデータ値は複数のデフォルトデータ値の一つであり、
    前記デフォルトデータ値は目標電圧に基づいて選択される請求項９の電力増幅器モジュール。
11. 前記目標電圧は、基地局から受信した目標電力信号に少なくとも部分的に基づいて決定される請求項１０の電力増幅器モジュール。
12. 前記電力増幅器へと与えられる供給電圧を調節するべく構成されたブースト変換器をさらに含む請求項１の電力増幅器モジュール。
13. 前記飽和制御器はさらに、
    第２基準信号を前記ブースト変換器へと与えて前記供給電圧を増加させることと、
    前記基準信号を前記インピーダンス整合ネットワークへと供給することにより前記負荷線の負荷インピーダンスを修正することと
    の組み合わせによって前記電力増幅器の圧縮を低減するべく構成される請求項１２の電力増幅器モジュール。
14. 送受信器であって、
    電力増幅器及びアンテナと電気的に通信する負荷線の負荷インピーダンスを、基準信号に基づいて修正するべく構成されたインピーダンス整合ネットワークと、
    前記電力増幅器、電力増幅器バイアス制御器及び飽和制御器を含む電力増幅器モジュールと
    を含み、
    前記電力増幅器はカスコードトランジスタ対を含み、
    前記カスコードトランジスタ対は第１トランジスタ及び第２トランジスタを含み、
    前記電力増幅器バイアス制御器は、前記第１トランジスタのベース電流と前記第２トランジスタのベース電流とを比較して比較値を得るべく構成された電流比較器を含み、
    前記飽和制御器は、少なくとも部分的には前記比較値に基づいて前記基準信号を発生させるべく、かつ、前記基準信号を前記インピーダンス整合ネットワークへと与えるべく構成される送受信器。
15. 前記インピーダンス整合ネットワークは動的インピーダンス整合ネットワークである請求項１４の送受信器。
16. 前記飽和制御器はさらにデジタル／アナログ変換器及びランプ波発生器を含み、
    前記ランプ波発生器は、カウント値を前記デジタル／アナログ変換器へと供給するべく構成され、
    前記デジタル／アナログ変換器は、少なくとも部分的には前記カウント値に基づいて前記基準信号を発生させるべく構成される請求項１４の送受信器。
17. 前記飽和制御器は、
    前記電力増幅器バイアス制御器と電気的に通信するプルダウン抵抗器と、
    電圧入力／出力ピンと、
    ランプクロック発生器と
    を含み、
    前記ランプクロック発生器は、前記プルダウン抵抗器の両端間の電圧であって少なくとも部分的には前記比較値に基づく電圧に基づいて、前記第１トランジスタが飽和領域で動作しているか否かを検出するべく構成され、
    前記ランプクロック発生器は、前記第１トランジスタが前記飽和領域で動作しているとの検出に応答して前記ランプ波発生器に前記カウント値を修正させるべく構成される請求項１６の送受信器。
18. 前記電力増幅器へと与えられる供給電圧を調節するべく構成されたブースト変換器をさらに含む請求項１４の送受信器。
19. 前記飽和制御器はさらに、
    第２基準信号を前記ブースト変換器へと与えて前記供給電圧を増加させることと、
    前記基準信号を前記インピーダンス整合ネットワークへと供給することにより前記負荷線の負荷インピーダンスを修正することと
    の組み合わせによって前記電力増幅器の圧縮を低減するべく構成される請求項１４の送受信器。
20. 無線デバイスであって、
    送受信器からの信号を少なくとも送信するべく構成されたアンテナと、
    インピーダンス整合ネットワーク及び電力増幅器モジュールを含む送受信器と
    を含み、
    前記信号は、前記送受信器の電力増幅器へと供給された無線周波数入力信号に少なくとも部分的に基づき、
    前記インピーダンス整合ネットワークは、前記電力増幅器及び前記アンテナと電気的に通信する負荷線の負荷インピーダンスを、基準信号に基づいて修正するべく構成され、
    前記電力増幅器モジュールは、前記電力増幅器、電力増幅器バイアス制御器及び飽和制御器を含み、
    前記電力増幅器はカスコードトランジスタ対を含み、
    前記カスコードトランジスタ対は第１トランジスタ及び第２トランジスタを含み、
    前記電力増幅器バイアス制御器は、前記第１トランジスタのベース電流と前記第２トランジスタのベース電流とを比較して比較値を得るべく構成された電流比較器を含み、
    前記飽和制御器は、少なくとも部分的には前記比較値に基づいて前記基準信号を発生させるべく、かつ、前記基準信号を前記インピーダンス整合ネットワークへと与えるべく構成される無線デバイス。

Images