JP3463656B2 - 送信電力増幅装置及びその方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は送信電力増幅装置及
びその方法に関するものであり、特に送信電力増幅部に
非線形利得増幅器を含む場合に好適な送信電力制御を得
る送信電力増幅装置及び送信電力増幅方法を提供するも
のである。
びその方法に関するものであり、特に送信電力増幅部に
非線形利得増幅器を含む場合に好適な送信電力制御を得
る送信電力増幅装置及び送信電力増幅方法を提供するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】近年、デジタル移動通信システムにおい
て、周波数利用効率の更なる向上を図るため、スペクト
ラム拡散方式を用いたＷ−ＣＤＭＡ（広帯域符号化分割
多重接続）方式による次世代携帯電話方式が実用化され
つつある。この方式では、所謂遠近問題の解決のため、
送信電力制御においてダイナミックレンジ７０数ｄＢ以
上を精度良く高速に可変することが要求される。
て、周波数利用効率の更なる向上を図るため、スペクト
ラム拡散方式を用いたＷ−ＣＤＭＡ（広帯域符号化分割
多重接続）方式による次世代携帯電話方式が実用化され
つつある。この方式では、所謂遠近問題の解決のため、
送信電力制御においてダイナミックレンジ７０数ｄＢ以
上を精度良く高速に可変することが要求される。
【０００３】しかし、送信電力増幅部で使用されている
Ａ級又はＢ級電力増幅器において、その直線性の優れた
動作点に限定して使用する場合であっても、実際には最
大出力で送信する頻度は少なく、低送信出力時において
も常に直流バイアス電流に起因する電力が消費されるこ
とになり、これら非線形利得増幅器の電力変換効率の改
善が要求されている。
Ａ級又はＢ級電力増幅器において、その直線性の優れた
動作点に限定して使用する場合であっても、実際には最
大出力で送信する頻度は少なく、低送信出力時において
も常に直流バイアス電流に起因する電力が消費されるこ
とになり、これら非線形利得増幅器の電力変換効率の改
善が要求されている。
【０００４】ＦＥＴ素子を用いた非線形利得増幅器の電
力変換効率改善策として、例えばバイアス制御する方法
やスイッチにより非線形利得増幅器をバイパスさせる方
法等がある。非線形利得増幅器の動作安定性に考慮しな
がら電力変換効率が最適になる様ドレイン電圧を制御し
た場合の非線形利得増幅器の送信出力と電力変換効率の
関係を図５に示す。図５によれば、ドレイン電圧制御が
無い場合に比べドレイン電圧を制御した場合の方が大幅
に電力変換効率が改善されているのが分かる。しかし、
ドレイン電圧値が小さいと非線形利得増幅器の直線性が
損なわれ動作が不安定になる。
力変換効率改善策として、例えばバイアス制御する方法
やスイッチにより非線形利得増幅器をバイパスさせる方
法等がある。非線形利得増幅器の動作安定性に考慮しな
がら電力変換効率が最適になる様ドレイン電圧を制御し
た場合の非線形利得増幅器の送信出力と電力変換効率の
関係を図５に示す。図５によれば、ドレイン電圧制御が
無い場合に比べドレイン電圧を制御した場合の方が大幅
に電力変換効率が改善されているのが分かる。しかし、
ドレイン電圧値が小さいと非線形利得増幅器の直線性が
損なわれ動作が不安定になる。
【０００５】また、スイッチにより非線形利得増幅器を
バイパスさせる場合、非線形利得増幅器の電源をオフに
することで非線形利得増幅器の消費電流を零にすること
はできるが、スイッチ切り替えの際、送信出力レベルの
不連続部分が発生する。
バイパスさせる場合、非線形利得増幅器の電源をオフに
することで非線形利得増幅器の消費電流を零にすること
はできるが、スイッチ切り替えの際、送信出力レベルの
不連続部分が発生する。
【０００６】スイッチにより非線形利得増幅器をバイパ
スさせることで送信出力レベルの不連続部分を軽減する
従来技術として、例えば特開平１０−２９４６２６号公
報に示されたゲイン制御装置の構成を図６に示す。図６
において、入力端子５０１から入った信号は分配器５１
０で２つのパスに分岐され、第１の可変利得増幅器５１
１と第２の可変利得増幅器５１６とに夫々入力される。
第１の可変利得増幅器５１１の出力は、フィルタ５１２
を経てドライバアンプ５１３に伝わり、更に線形電力増
幅器５１４で増幅された後、合成器５１５に伝わる。
スさせることで送信出力レベルの不連続部分を軽減する
従来技術として、例えば特開平１０−２９４６２６号公
報に示されたゲイン制御装置の構成を図６に示す。図６
において、入力端子５０１から入った信号は分配器５１
０で２つのパスに分岐され、第１の可変利得増幅器５１
１と第２の可変利得増幅器５１６とに夫々入力される。
第１の可変利得増幅器５１１の出力は、フィルタ５１２
を経てドライバアンプ５１３に伝わり、更に線形電力増
幅器５１４で増幅された後、合成器５１５に伝わる。
【０００７】一方、第２の可変利得増幅器５１６の出力
は合成器５１５に伝えられ線形増幅器５１４の出力と合
成され、出力端子５０２より出力される。また、電源５
０３からスイッチ回路５１８を経て線形増幅器５１４と
ドライバアンプ５１３と第１の可変利得増幅器５１１と
に電圧が加えられる。また制御回路５１７は第１の可変
利得増幅器５１１と第２の可変利得増幅器５１６とスイ
ッチ回路５１８を制御している。
は合成器５１５に伝えられ線形増幅器５１４の出力と合
成され、出力端子５０２より出力される。また、電源５
０３からスイッチ回路５１８を経て線形増幅器５１４と
ドライバアンプ５１３と第１の可変利得増幅器５１１と
に電圧が加えられる。また制御回路５１７は第１の可変
利得増幅器５１１と第２の可変利得増幅器５１６とスイ
ッチ回路５１８を制御している。
【０００８】次に、図６の動作について簡単に説明す
る。上記構成からなるゲイン制御装置において、所望の
送信出力が大きい場合、第１の可変利得増幅器５１１の
利得は大きく設定し、第２の可変利得増幅器５１６の利
得は小さく設定しておく。この時、主たる信号は第１の
可変利得器５１１からなる第１のパスより伝送される。
また所望の送信出力が小さい場合この関係は逆転する。
すなわち、主たる信号は第２の可変利得増幅器５１６か
らなる第２のパスより伝送される。
る。上記構成からなるゲイン制御装置において、所望の
送信出力が大きい場合、第１の可変利得増幅器５１１の
利得は大きく設定し、第２の可変利得増幅器５１６の利
得は小さく設定しておく。この時、主たる信号は第１の
可変利得器５１１からなる第１のパスより伝送される。
また所望の送信出力が小さい場合この関係は逆転する。
すなわち、主たる信号は第２の可変利得増幅器５１６か
らなる第２のパスより伝送される。
【０００９】更に、第１の可変利得器５１１が第２のパ
スのレベルに対し十分低い利得以下になる時、スイッチ
回路５１８を切り替え、第１の可変利得器５１１及びド
ライバアンプ５１３及び線形電力増幅器５１４の電源を
オフにし、これらの消費電流を０に抑えている。
スのレベルに対し十分低い利得以下になる時、スイッチ
回路５１８を切り替え、第１の可変利得器５１１及びド
ライバアンプ５１３及び線形電力増幅器５１４の電源を
オフにし、これらの消費電流を０に抑えている。
【００１０】つまり、並列に設けられた２つの経路を夫
々独立に利得を制御するように構成することで、必要な
送信出力レベルに応じて最適な電力効率となる経路を選
択し、夫々の利得を連続的に切り替え制御することで不
連続性を軽減していた。
々独立に利得を制御するように構成することで、必要な
送信出力レベルに応じて最適な電力効率となる経路を選
択し、夫々の利得を連続的に切り替え制御することで不
連続性を軽減していた。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た図６の従来方式のゲイン制御装置では、第１、第２の
パスの出力を合成する際、第１のパスと第２のパスが並
列接続されているため、第１のパスの利得と第２のパス
の利得とを単純に加算しても所望の送信出力レベルを得
るのに必要な各パス毎の利得値を得ることはできない。
つまり、合成後のレベルが所望の送信出力レベルになる
様夫々のパスのレベルを求め、そのレベルから夫々のパ
スにおける必要利得を換算しなければならない。
た図６の従来方式のゲイン制御装置では、第１、第２の
パスの出力を合成する際、第１のパスと第２のパスが並
列接続されているため、第１のパスの利得と第２のパス
の利得とを単純に加算しても所望の送信出力レベルを得
るのに必要な各パス毎の利得値を得ることはできない。
つまり、合成後のレベルが所望の送信出力レベルになる
様夫々のパスのレベルを求め、そのレベルから夫々のパ
スにおける必要利得を換算しなければならない。
【００１２】従って、時々刻々変化する周囲の電波環境
に対し、広範囲に渡りダイナミックレンジをカバーする
ため精度良く高速に送信電力を可変制御することが要求
されるデジタル移動通信システムにおいて、上記従来の
方式では送信電力制御のアルゴリズムが複雑となり、処
理に時間がかかってしまうという点において課題があっ
た。
に対し、広範囲に渡りダイナミックレンジをカバーする
ため精度良く高速に送信電力を可変制御することが要求
されるデジタル移動通信システムにおいて、上記従来の
方式では送信電力制御のアルゴリズムが複雑となり、処
理に時間がかかってしまうという点において課題があっ
た。
【００１３】そこで、本発明はかかる従来技術の問題点
を解決すべくなされたものであって、その目的とすると
ころは、可変利得増幅器により非線形利得増幅器の非直
線性とパス切替時の送信出力電力の不連続を補正するこ
とで、所望の送信電力を得るに当たり最適な電力変換効
率とリニアリティを確保することが可能な送信電力増幅
装置及びその方法を提供することにある。
を解決すべくなされたものであって、その目的とすると
ころは、可変利得増幅器により非線形利得増幅器の非直
線性とパス切替時の送信出力電力の不連続を補正するこ
とで、所望の送信電力を得るに当たり最適な電力変換効
率とリニアリティを確保することが可能な送信電力増幅
装置及びその方法を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、入力信
号を増幅する第１の可変利得増幅手段と、この増幅出力
を入力とし第２の可変利得増幅手段及び非線形利得増幅
手段を直列接続して構成された直列接続経路と、送信電
力の最大値から中間値までの利得は、前記第１の可変利
得増幅手段と前記直列接続経路との合成利得により得る
と共に、前記送信電力の前記中間値から最小値までの利
得は、前記直列接続経路をバイパスして前記第１の可変
利得増幅手段の利得により得るよう制御する制御手段と
を含む送信電力増幅装置であって、前記第２の可変利得
増幅手段は前記非線形利得増幅手段の利得特性の非直線
性を補正する利得特性を有しており、この補正後の前記
中間値における前記非線形利得増幅手段と前記第２の可
変利得増幅手段の合計利得が零に設定されていることを
特徴とする送信電力増幅装置が得られる。
号を増幅する第１の可変利得増幅手段と、この増幅出力
を入力とし第２の可変利得増幅手段及び非線形利得増幅
手段を直列接続して構成された直列接続経路と、送信電
力の最大値から中間値までの利得は、前記第１の可変利
得増幅手段と前記直列接続経路との合成利得により得る
と共に、前記送信電力の前記中間値から最小値までの利
得は、前記直列接続経路をバイパスして前記第１の可変
利得増幅手段の利得により得るよう制御する制御手段と
を含む送信電力増幅装置であって、前記第２の可変利得
増幅手段は前記非線形利得増幅手段の利得特性の非直線
性を補正する利得特性を有しており、この補正後の前記
中間値における前記非線形利得増幅手段と前記第２の可
変利得増幅手段の合計利得が零に設定されていることを
特徴とする送信電力増幅装置が得られる。
【００１５】更に本発明によれば、入力信号を増幅する
第１の可変利得増幅手段と、この増幅出力を入力とし第
２の可変利得増幅手段及び非線形利得増幅手段を直列接
続して構成され、かつこの第２の可変利得増幅手段は前
記非線形利得増幅手段の利得特性の非直線性を補正する
利得特性を有する様構成された直列接続経路とを含む送
信電力増幅方法であって、送信電力の最大値から中間値
までは、前記第１の可変利得増幅手段と前記直列接続経
路とを動作せしめるステップと、前記送信電力の前記中
間値から最小値までは、前記直列接続経路をバイパスす
るステップとを含み、前記直列接続経路の補正後の前記
中間値における前記非線形利得増幅手段と前記第２の可
変利得増幅手段の合計利得を零に設定してなることを特
徴とする送信電力増幅方法が得られる。
第１の可変利得増幅手段と、この増幅出力を入力とし第
２の可変利得増幅手段及び非線形利得増幅手段を直列接
続して構成され、かつこの第２の可変利得増幅手段は前
記非線形利得増幅手段の利得特性の非直線性を補正する
利得特性を有する様構成された直列接続経路とを含む送
信電力増幅方法であって、送信電力の最大値から中間値
までは、前記第１の可変利得増幅手段と前記直列接続経
路とを動作せしめるステップと、前記送信電力の前記中
間値から最小値までは、前記直列接続経路をバイパスす
るステップとを含み、前記直列接続経路の補正後の前記
中間値における前記非線形利得増幅手段と前記第２の可
変利得増幅手段の合計利得を零に設定してなることを特
徴とする送信電力増幅方法が得られる。
【００１６】また、前記非線形利得増幅手段は、増幅素
子としてＦＥＴを有しており、このＦＥＴのドレイン電
圧を制御することにより利得制御するよう構成されてい
ることを特徴とし、前記直列接続経路のバイパス時に
は、この直列接続経路の動作電源はオフされていること
を特徴とする。
子としてＦＥＴを有しており、このＦＥＴのドレイン電
圧を制御することにより利得制御するよう構成されてい
ることを特徴とし、前記直列接続経路のバイパス時に
は、この直列接続経路の動作電源はオフされていること
を特徴とする。
【００１７】本発明の作用を述べる。送信出力電力の最
大値から中間値までは、第１の可変利得増幅手段と直列
接続経路との合成により利得を得ると共に、第２の可変
利得増幅手段により非線形利得増幅手段の非直線性を補
正する。また、送信出力電力の中間値から最小値まで
は、直列接続経路をバイパスし、第１の可変利得増幅手
段のみでその利得を得るよう制御する。その際、非線形
利得増幅器と第２の可変利得増幅器の合計利得は零に設
定されているためバイパス時の送信出力電力の不連続が
回避される。その結果、全送信出力電力においてリニア
リティが得られる。
大値から中間値までは、第１の可変利得増幅手段と直列
接続経路との合成により利得を得ると共に、第２の可変
利得増幅手段により非線形利得増幅手段の非直線性を補
正する。また、送信出力電力の中間値から最小値まで
は、直列接続経路をバイパスし、第１の可変利得増幅手
段のみでその利得を得るよう制御する。その際、非線形
利得増幅器と第２の可変利得増幅器の合計利得は零に設
定されているためバイパス時の送信出力電力の不連続が
回避される。その結果、全送信出力電力においてリニア
リティが得られる。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下に、図面を参照しつつ、本発
明の実施の形態について説明する。図１は本発明の実施
の形態としての送信電力増幅装置の構成を示すブロック
図である。図１を参照すると、本発明における送信電力
増幅装置は、入力端子１１２から入った信号は第１のゲ
インコントロール（以下、ＡＧＣと称す）部１０７によ
ってレベルが調整され、更にドライバアンプ１０６で増
幅される。ドライバアンプ１０６で発生した高調波など
不要なスプリアス成分を除去するバンドパスフィルタ
（以下、ＢＰＦと称す）１０５を通り、第２のＡＧＣ部
１０３によって更にレベルが調整され、非線形利得増幅
器（ＦＥＴを含むパワーアンプ、以下パワーアンプと称
す）１０２で最終的に所望の送信出力レベルに増幅され
た後、アンテナ端子１００へ出力される。
明の実施の形態について説明する。図１は本発明の実施
の形態としての送信電力増幅装置の構成を示すブロック
図である。図１を参照すると、本発明における送信電力
増幅装置は、入力端子１１２から入った信号は第１のゲ
インコントロール（以下、ＡＧＣと称す）部１０７によ
ってレベルが調整され、更にドライバアンプ１０６で増
幅される。ドライバアンプ１０６で発生した高調波など
不要なスプリアス成分を除去するバンドパスフィルタ
（以下、ＢＰＦと称す）１０５を通り、第２のＡＧＣ部
１０３によって更にレベルが調整され、非線形利得増幅
器（ＦＥＴを含むパワーアンプ、以下パワーアンプと称
す）１０２で最終的に所望の送信出力レベルに増幅され
た後、アンテナ端子１００へ出力される。
【００１９】また、パワーアンプ１０２の出力及び第２
のＡＧＣ部１０３の入力には夫々パス切替スイッチ１０
１、１０４が備えられており、パス切替スイッチ１０
１、１０４を連動して切り替えることにより、第２のＡ
ＧＣ部１０３及びパワーアンプ１０２の直列接続された
パスをバイパスし、ＢＰＦ１０５の出力を直接アンテナ
端子１００へ出力できる様になっている。
のＡＧＣ部１０３の入力には夫々パス切替スイッチ１０
１、１０４が備えられており、パス切替スイッチ１０
１、１０４を連動して切り替えることにより、第２のＡ
ＧＣ部１０３及びパワーアンプ１０２の直列接続された
パスをバイパスし、ＢＰＦ１０５の出力を直接アンテナ
端子１００へ出力できる様になっている。
【００２０】更に、パワーアンプ１０２の電力変換効率
向上のため、ドレイン電圧制御部１０８を備える。これ
は主としてＤＣ−ＤＣコンバータで構成され、コード生
成部１１０が生成するドレイン電圧コードに基づきパワ
ーアンプ１０２を構成するＦＥＴのドレイン電圧を制御
する。
向上のため、ドレイン電圧制御部１０８を備える。これ
は主としてＤＣ−ＤＣコンバータで構成され、コード生
成部１１０が生成するドレイン電圧コードに基づきパワ
ーアンプ１０２を構成するＦＥＴのドレイン電圧を制御
する。
【００２１】また、第１のＡＧＣ部１０７及び第２のＡ
ＧＣ部１０３の利得を制御するコントロール電圧制御部
１０９はＤＳＰ（Digital Signal Processor）、Ｄ／Ａ
コンバータ等により構成され、コード生成部１１０が生
成するコントロール電圧コードによって、コントロール
電圧値を第１のＡＧＣ部１０７及び第２のＡＧＣ部１０
３の夫々の設定利得に変換する。
ＧＣ部１０３の利得を制御するコントロール電圧制御部
１０９はＤＳＰ（Digital Signal Processor）、Ｄ／Ａ
コンバータ等により構成され、コード生成部１１０が生
成するコントロール電圧コードによって、コントロール
電圧値を第１のＡＧＣ部１０７及び第２のＡＧＣ部１０
３の夫々の設定利得に変換する。
【００２２】更に、パス切替スイッチ１０１、１０４は
コード生成部１１０が生成する切替信号により連動して
制御され、送信信号のパス切り替えを行う。そして、コ
ード生成部１１０の動作はＣＰＵ１１１からの送信電力
コードによって制御されている。
コード生成部１１０が生成する切替信号により連動して
制御され、送信信号のパス切り替えを行う。そして、コ
ード生成部１１０の動作はＣＰＵ１１１からの送信電力
コードによって制御されている。
【００２３】次に、図１に示した送信電力増幅装置の動
作について図２〜図４を参照しながら説明する。図２は
図１の入力端子１１２からアンテナ端子１００までの各
ブロックにおける送信出力のレベルダイアグラムであ
る。図２においてａはアンテナ端子１００における送信
出力電力が最大値（Ｘｄｂｍ）の場合、ｂは送信出力電
力が最大値から中間値（Ｘｄｂｍ〜Ｙｄｂｍ）の場合、
ｃは送信出力電力が最小値（Ｚｄｂｍ）の場合のレベル
ダイアグラムを示す。
作について図２〜図４を参照しながら説明する。図２は
図１の入力端子１１２からアンテナ端子１００までの各
ブロックにおける送信出力のレベルダイアグラムであ
る。図２においてａはアンテナ端子１００における送信
出力電力が最大値（Ｘｄｂｍ）の場合、ｂは送信出力電
力が最大値から中間値（Ｘｄｂｍ〜Ｙｄｂｍ）の場合、
ｃは送信出力電力が最小値（Ｚｄｂｍ）の場合のレベル
ダイアグラムを示す。
【００２４】また、図３において、ｄはＣＰＵ１１１か
らの送信電力コードに基づき、コード生成部１１０が出
力するドレイン電圧コードとパワーアンプ１０２の利得
との関係、ｅはコード生成部１１０が出力するコントロ
ール電圧コードと第２のＡＧＣ部１０３の利得との関係
を表したものである。また、図３のｆは、これら２つの
関係を合計したもの、つまり第２のＡＧＣ部１０３とパ
ワーアンプ１０２の経路の送信出力である。
らの送信電力コードに基づき、コード生成部１１０が出
力するドレイン電圧コードとパワーアンプ１０２の利得
との関係、ｅはコード生成部１１０が出力するコントロ
ール電圧コードと第２のＡＧＣ部１０３の利得との関係
を表したものである。また、図３のｆは、これら２つの
関係を合計したもの、つまり第２のＡＧＣ部１０３とパ
ワーアンプ１０２の経路の送信出力である。
【００２５】ここでドレイン電圧コードはパワーアンプ
１０２のドレイン電圧値に対応して予め設定された値で
あり、コントロール電圧コードは第２のＡＧＣ部１０３
の利得に対応して予め設定された値であり、共にコード
値が小さくなれば電圧値あるいは利得が夫々小さくなる
という関係にある。
１０２のドレイン電圧値に対応して予め設定された値で
あり、コントロール電圧コードは第２のＡＧＣ部１０３
の利得に対応して予め設定された値であり、共にコード
値が小さくなれば電圧値あるいは利得が夫々小さくなる
という関係にある。
【００２６】更に、図４の（ａ）〜（ｅ）はアンテナ端
子１００における送信出力電力がＸｄｂｍ、Ｙｄｂｍ及
びＺｄｂｍと変化した時の送信電力増幅部を構成する各
ブロックの取り得る利得値を示したものである。
子１００における送信出力電力がＸｄｂｍ、Ｙｄｂｍ及
びＺｄｂｍと変化した時の送信電力増幅部を構成する各
ブロックの取り得る利得値を示したものである。
【００２７】まず、アンテナ端子１００における所望の
送信出力が最大値の時、ＣＰＵ１１１からの送信電力コ
ードに基づき、コード生成部１１０は切替信号を送出
し、パス切替スイッチ１０１、１０４によって第２のＡ
ＧＣ部１０３及びパワーアンプ１０２を通る経路が設定
さた状態となる。
送信出力が最大値の時、ＣＰＵ１１１からの送信電力コ
ードに基づき、コード生成部１１０は切替信号を送出
し、パス切替スイッチ１０１、１０４によって第２のＡ
ＧＣ部１０３及びパワーアンプ１０２を通る経路が設定
さた状態となる。
【００２８】同時に、ＣＰＵ１１１からの送信電力コー
ドに基づき、コード生成部１１０はドレイン電圧コード
及びコントロール電圧コードをドレイン電圧制御部１０
８及びコントロール電圧制御部１０９へ夫々出力する。
ドレイン電圧制御部１０８は、パワーアンプ１０２の電
力変換効率が最大になる様ドレイン電圧値を制御すると
共に、コントロール電圧制御部１０９は、第２のＡＧＣ
部１０３及び第１のＡＧＣ部１０７の利得が夫々最大と
なる様コントロール電圧値を設定する。その結果、図２
のａで表された様なレベルダイアグラムとなる。
ドに基づき、コード生成部１１０はドレイン電圧コード
及びコントロール電圧コードをドレイン電圧制御部１０
８及びコントロール電圧制御部１０９へ夫々出力する。
ドレイン電圧制御部１０８は、パワーアンプ１０２の電
力変換効率が最大になる様ドレイン電圧値を制御すると
共に、コントロール電圧制御部１０９は、第２のＡＧＣ
部１０３及び第１のＡＧＣ部１０７の利得が夫々最大と
なる様コントロール電圧値を設定する。その結果、図２
のａで表された様なレベルダイアグラムとなる。
【００２９】この様子を図４を用いて説明する。図４
（ａ）、（ｂ）及び（ｄ）に示す様に、アンテナ端子１
００における送信出力電力がＸｄＢｍの時、パワーアン
プ１０２、第２のＡＧＣ部１０３及び第１のＡＧＣ部１
０７の利得は夫々最大値ＡｄＢ、ＣｄＢ及びＦｄＢに設
定されている。従って、図４（ｅ）に示す様にこれらの
合計利得（Ａ＋Ｃ＋Ｆ）ｄＢにより送信出力電力ＸｄＢ
ｍが得られる。
（ａ）、（ｂ）及び（ｄ）に示す様に、アンテナ端子１
００における送信出力電力がＸｄＢｍの時、パワーアン
プ１０２、第２のＡＧＣ部１０３及び第１のＡＧＣ部１
０７の利得は夫々最大値ＡｄＢ、ＣｄＢ及びＦｄＢに設
定されている。従って、図４（ｅ）に示す様にこれらの
合計利得（Ａ＋Ｃ＋Ｆ）ｄＢにより送信出力電力ＸｄＢ
ｍが得られる。
【００３０】次に、アンテナ端子１００における所望の
送信出力が最大値から中間値の時、ＣＰＵ１１１からの
送信電力コードに基づき、コード生成部１１０が出力す
る切替信号により、パス切替スイッチ１０１、１０４は
第２のＡＧＣ部１０３及びパワーアンプ１０２を通る経
路を選択したままの状態を維持する。
送信出力が最大値から中間値の時、ＣＰＵ１１１からの
送信電力コードに基づき、コード生成部１１０が出力す
る切替信号により、パス切替スイッチ１０１、１０４は
第２のＡＧＣ部１０３及びパワーアンプ１０２を通る経
路を選択したままの状態を維持する。
【００３１】同時に、ＣＰＵ１１１からの送信電力コー
ドに基づきコード生成部１１０はドレイン電圧コード及
びコントロール電圧コードをドレイン電圧制御部１０８
及びコントロ−ル電圧制御部１０９へ夫々出力するが、
第１のＡＧＣ部１０７の利得はコントロール電圧値の設
定により最大のまま維持されるため、図２のａに示す様
にパス切替スイッチ１０４の出力までは送信出力が最大
値の時と同じレベルダイアグラムとなる。
ドに基づきコード生成部１１０はドレイン電圧コード及
びコントロール電圧コードをドレイン電圧制御部１０８
及びコントロ−ル電圧制御部１０９へ夫々出力するが、
第１のＡＧＣ部１０７の利得はコントロール電圧値の設
定により最大のまま維持されるため、図２のａに示す様
にパス切替スイッチ１０４の出力までは送信出力が最大
値の時と同じレベルダイアグラムとなる。
【００３２】従って、アンテナ端子１００において所望
の送信出力を得るためには、第２のＡＧＣ部１０３及び
パワーアンプ１０２の利得を夫々調整する必要がある。
まず、パワーアンプ１０２では電力変換効率を確保しつ
つ利得を調整することになるが、図３のｄに示す様にド
レイン電圧コードを小さくするとパワーアンプ１０２の
利得の直線性が損なわれてしまう。
の送信出力を得るためには、第２のＡＧＣ部１０３及び
パワーアンプ１０２の利得を夫々調整する必要がある。
まず、パワーアンプ１０２では電力変換効率を確保しつ
つ利得を調整することになるが、図３のｄに示す様にド
レイン電圧コードを小さくするとパワーアンプ１０２の
利得の直線性が損なわれてしまう。
【００３３】そこで、第２のＡＧＣ部１０３とパワーア
ンプ１０２の経路の送信出力が直線性を保つ様に、コン
トロール電圧制御部１０９は第２のＡＧＣ部１０３のコ
ントロール電圧値を設定する。つまり図３のｄに示す様
なパワーアンプ１０２の利得の非直線性を図３のｅに示
す様に第２のＡＧＣ部１０３の利得で補うことで送信出
力特性を図３のｆの様に直線性が得られるように補正し
ている。
ンプ１０２の経路の送信出力が直線性を保つ様に、コン
トロール電圧制御部１０９は第２のＡＧＣ部１０３のコ
ントロール電圧値を設定する。つまり図３のｄに示す様
なパワーアンプ１０２の利得の非直線性を図３のｅに示
す様に第２のＡＧＣ部１０３の利得で補うことで送信出
力特性を図３のｆの様に直線性が得られるように補正し
ている。
【００３４】この関係を図４を用いて説明する。送信出
力電力がＸｄＢｍからＹｄＢｍに変化する時、パワーア
ンプ１０２の設定利得は図４（ａ）の様に曲線的に変化
してしまう。そこで、図４（ｃ）に示す様にパワーアン
プ１０２と第２のＡＧＣ部１０３の経路における送信出
力が直線的に変化する様第２のＡＧＣ部１０３の利得を
図４（ｂ）の様にパワーアンプ１０２の設定利得を下げ
る方向に変化させる。つまり、第２のＡＧＣ部１０３の
設定利得によってパワーアンプ１０２の利得の非直線性
を補正しているのである。
力電力がＸｄＢｍからＹｄＢｍに変化する時、パワーア
ンプ１０２の設定利得は図４（ａ）の様に曲線的に変化
してしまう。そこで、図４（ｃ）に示す様にパワーアン
プ１０２と第２のＡＧＣ部１０３の経路における送信出
力が直線的に変化する様第２のＡＧＣ部１０３の利得を
図４（ｂ）の様にパワーアンプ１０２の設定利得を下げ
る方向に変化させる。つまり、第２のＡＧＣ部１０３の
設定利得によってパワーアンプ１０２の利得の非直線性
を補正しているのである。
【００３５】図１に戻り、アンテナ端子１００において
所望の送信出力がＹｄＢｍになると、ＣＰＵ１１１から
の送信電力コードに基づき、コード生成部１１０が出力
する切替信号は、パス切替スイッチ１０１、１０４を第
２のＡＧＣ部１０３及びパワーアンプ１０２の経路をバ
イパスする側に切り替える。この時、パワーアンプ１０
２の利得は図３のｄに示す様にあるレベル以下に設定す
ることはできないため、第２のＡＧＣ部１０３の利得を
下げることで第２のＡＧＣ部１０３及びパワーアンプ１
０２の経路の合計利得を零にしている。つまりパスの切
り替え前後において、アンテナ端子１００における送信
出力Ｙｄｂｍは、第１のＡＧＣ部１０７の利得値がその
まま出力されることになる。
所望の送信出力がＹｄＢｍになると、ＣＰＵ１１１から
の送信電力コードに基づき、コード生成部１１０が出力
する切替信号は、パス切替スイッチ１０１、１０４を第
２のＡＧＣ部１０３及びパワーアンプ１０２の経路をバ
イパスする側に切り替える。この時、パワーアンプ１０
２の利得は図３のｄに示す様にあるレベル以下に設定す
ることはできないため、第２のＡＧＣ部１０３の利得を
下げることで第２のＡＧＣ部１０３及びパワーアンプ１
０２の経路の合計利得を零にしている。つまりパスの切
り替え前後において、アンテナ端子１００における送信
出力Ｙｄｂｍは、第１のＡＧＣ部１０７の利得値がその
まま出力されることになる。
【００３６】この状況を図４を用いて詳細に説明する。
送信出力電力ＹｄＢｍを得るに当たり、図４（ａ）に示
す様にパワーアンプ１０２の利得はＢｄＢ以下に設定す
ることができないため、図４（ｂ）に示す様に第２のＡ
ＧＣ部１０３の利得をＤｄＢからＥｄＢに至まではパワ
ーアンプ１０２の利得ＢｄＢを相殺する様に変化させ、
図４（ｃ）の様にパワーアンプ１０２と第２のＡＧＣ部
１０３の経路において送信出力の直線性が得られる様補
正を行っている。更に、アンテナ端子１００における送
信出力電力がＹｄＢｍの時、パワーアンプ１０２と第２
のＡＧＣ部１０３の経路における合計利得が０ｄＢとな
る様、第２のＡＧＣ部１０３において設定する利得Ｅｄ
ＢはＥｄＢ＝−ＢｄＢとなるような値にしておく。
送信出力電力ＹｄＢｍを得るに当たり、図４（ａ）に示
す様にパワーアンプ１０２の利得はＢｄＢ以下に設定す
ることができないため、図４（ｂ）に示す様に第２のＡ
ＧＣ部１０３の利得をＤｄＢからＥｄＢに至まではパワ
ーアンプ１０２の利得ＢｄＢを相殺する様に変化させ、
図４（ｃ）の様にパワーアンプ１０２と第２のＡＧＣ部
１０３の経路において送信出力の直線性が得られる様補
正を行っている。更に、アンテナ端子１００における送
信出力電力がＹｄＢｍの時、パワーアンプ１０２と第２
のＡＧＣ部１０３の経路における合計利得が０ｄＢとな
る様、第２のＡＧＣ部１０３において設定する利得Ｅｄ
ＢはＥｄＢ＝−ＢｄＢとなるような値にしておく。
【００３７】従って、送信出力電力がＹｄＢｍの時、つ
まりパス切り替えの際、図４（ｄ）に示す様に第１のＡ
ＧＣ部１０３の設定利得ＦｄＢｍが、そのまま図４
（ｅ）に示す送信出力電力（Ｂ＋Ｅ＋Ｆ＝Ｂ＋（−Ｂ）
＋Ｆ＝ＦｄＢｍ）となって現れることになるため、パス
切り替えの前後において送信出力電力に不連続部分は発
生しないことになる。
まりパス切り替えの際、図４（ｄ）に示す様に第１のＡ
ＧＣ部１０３の設定利得ＦｄＢｍが、そのまま図４
（ｅ）に示す送信出力電力（Ｂ＋Ｅ＋Ｆ＝Ｂ＋（−Ｂ）
＋Ｆ＝ＦｄＢｍ）となって現れることになるため、パス
切り替えの前後において送信出力電力に不連続部分は発
生しないことになる。
【００３８】また、パワーアンプ１０２の経路をバイパ
スさせるに当たりドレイン電圧制御部１０８によりドレ
イン電圧値を零、つまりパワーアンプ１０２の電源をオ
フに制御する。更に、送信出力がＹｄＢｍ付近で遷移す
る場合、パス切替時の送信出力変動を防止するため、予
め送信出力にある程度のヒステリシス特性を持たせてお
く様にする。
スさせるに当たりドレイン電圧制御部１０８によりドレ
イン電圧値を零、つまりパワーアンプ１０２の電源をオ
フに制御する。更に、送信出力がＹｄＢｍ付近で遷移す
る場合、パス切替時の送信出力変動を防止するため、予
め送信出力にある程度のヒステリシス特性を持たせてお
く様にする。
【００３９】更に図１に戻り、アンテナ端子１００にお
ける所望の送信出力が中間値から最小値の時、ＣＰＵ１
１１からの送信電力コードに基づき、コード生成部１１
０は第１のＡＧＣ部１０７のコントロール電圧値を変化
させる。また、コード生成部１１０の出力する切替信号
は、パス切替スイッチ１０１、１０４を第２のＡＧＣ部
１０３及びパワーアンプ１０２の経路をバイパスする側
に切り替えた状態を維持しているため、第１のＡＧＣ部
１０７の設定利得のみで所望の送信出力を得ることにな
る。
ける所望の送信出力が中間値から最小値の時、ＣＰＵ１
１１からの送信電力コードに基づき、コード生成部１１
０は第１のＡＧＣ部１０７のコントロール電圧値を変化
させる。また、コード生成部１１０の出力する切替信号
は、パス切替スイッチ１０１、１０４を第２のＡＧＣ部
１０３及びパワーアンプ１０２の経路をバイパスする側
に切り替えた状態を維持しているため、第１のＡＧＣ部
１０７の設定利得のみで所望の送信出力を得ることにな
る。
【００４０】この様子を図４（ｄ）及び（ｅ）に示す。
すなわち、送信出力電力がＹｄＢｍからＺｄＢｍに至る
までは図４（ｄ）の第１のＡＧＣ部１０７の設定利得Ｆ
ｄＢからＧｄＢにより図４（ｅ）の送信出力電力が決定
されることになる。
すなわち、送信出力電力がＹｄＢｍからＺｄＢｍに至る
までは図４（ｄ）の第１のＡＧＣ部１０７の設定利得Ｆ
ｄＢからＧｄＢにより図４（ｅ）の送信出力電力が決定
されることになる。
【００４１】尚、上記実施例において、送信電力増幅装
置の各ブロックは夫々別個独立した構成となっている
が、ドライバアンプ１０６、パス切替スイッチ１０４及
び第２のＡＧＣ部１０３は１チップ化されたＬＳＩ内に
組み込むことも可能である。
置の各ブロックは夫々別個独立した構成となっている
が、ドライバアンプ１０６、パス切替スイッチ１０４及
び第２のＡＧＣ部１０３は１チップ化されたＬＳＩ内に
組み込むことも可能である。
【００４２】
【発明の効果】叙上の如く本発明によれば、送信出力電
力が大きい場合、可変利得増幅器により非線形利得増幅
器の非直線性を補うことで、送信電力のリニアリティが
得られる。また、送信出力電力が小さい場合、可変利得
増幅器で非線形利得増幅器の利得を相殺してからパスの
切り替えを行うため、切替時における送信出力電力の不
連続を回避することができる。また、パス切り替え後非
線形利得増幅器の電源をオフすることで、消費電流の低
減も可能となる。
力が大きい場合、可変利得増幅器により非線形利得増幅
器の非直線性を補うことで、送信電力のリニアリティが
得られる。また、送信出力電力が小さい場合、可変利得
増幅器で非線形利得増幅器の利得を相殺してからパスの
切り替えを行うため、切替時における送信出力電力の不
連続を回避することができる。また、パス切り替え後非
線形利得増幅器の電源をオフすることで、消費電流の低
減も可能となる。
【００４３】更に本発明によれば、非線形利得増幅器の
非直線性を補正する際、及び非線形利得増幅器と可変利
得増幅器のパス切り替えを行う際の双方において、可変
利得増幅器の利得のみを制御すれば良く、送信電力制御
のアルゴリズムが簡単になり処理の高速化が図られる。
非直線性を補正する際、及び非線形利得増幅器と可変利
得増幅器のパス切り替えを行う際の双方において、可変
利得増幅器の利得のみを制御すれば良く、送信電力制御
のアルゴリズムが簡単になり処理の高速化が図られる。
【図１】本発明の送信電力増幅装置のブロック図であ
る。
る。
【図２】本発明の送信電力増幅装置の各ブロックのレベ
ルダイアグラムである。
ルダイアグラムである。
【図３】本発明のパワーアンプと第２のＡＧＣ部の利得
の関係図である。
の関係図である。
【図４】本発明の各ブロックの利得と送信出力電力の関
係を示す図である。
係を示す図である。
【図５】本発明の非線形利得増幅器の電力変換効率を表
すグラフである。
すグラフである。
【図６】従来の送信電力増幅装置のブロック図である。
１００ アンテナ端子
１０１、１０４ パス切替スイッチ
１０２ 非線形利得増幅器（パワーアンプ）
１０３ 第２のゲインコントロール部
１０５ バンドパスフィルタ
１０６ ドライバアンプ
１０７ 第１のゲインコントロール部
１０８ ドレイン電圧制御部
１０９ コントロール電圧制御部
１１０ コード生成部
１１１ ＣＰＵ
１１２ 入力端子
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H03G 3/10
H03F 1/32
H03F 3/24
H03G 1/04
H04B 1/04
Claims (6)
- 【請求項１】 入力信号を増幅する第１の可変利得増幅
手段と、この増幅出力を入力とし第２の可変利得増幅手
段及び非線形利得増幅手段を直列接続して構成された直
列接続経路と、送信電力の最大値から中間値までの利得
は、前記第１の可変利得増幅手段と前記直列接続経路と
の合成利得により得ると共に、前記送信電力の前記中間
値から最小値までの利得は、前記直列接続経路をバイパ
スして前記第１の可変利得増幅手段の利得により得るよ
う制御する制御手段とを含む送信電力増幅装置であっ
て、 前記第２の可変利得増幅手段は前記非線形利得増幅手段
の利得特性の非直線性を補正する利得特性を有してお
り、この補正後の前記中間値における前記非線形利得増
幅手段と前記第２の可変利得増幅手段の合計利得が零に
設定されていることを特徴とする送信電力増幅装置。 - 【請求項２】 前記非線形利得増幅手段は、増幅素子と
してＦＥＴを有しており、このＦＥＴのドレイン電圧を
制御することにより利得制御するよう構成されているこ
とを特徴とする請求項１記載の送信電力増幅装置。 - 【請求項３】 前記直列接続経路のバイパス時には、こ
の直列接続経路の動作電源はオフされていることを特徴
とする請求項１又は２記載の送信電力増幅装置。 - 【請求項４】 入力信号を増幅する第１の可変利得増幅
手段と、この増幅出力を入力とし第２の可変利得増幅手
段及び非線形利得増幅手段を直列接続して構成され、か
つこの第２の可変利得増幅手段は前記非線形利得増幅手
段の利得特性の非直線性を補正する利得特性を有する様
構成された直列接続経路とを含む送信電力増幅方法であ
って、 送信電力の最大値から中間値までは、前記第１の可変利
得増幅手段と前記直列接続経路とを動作せしめるステッ
プと、 前記送信電力の前記中間値から最小値までは、前記直列
接続経路をバイパスするステップとを含み、 前記直列接続経路の補正後の前記中間値における前記非
線形利得増幅手段と前記第２の可変利得増幅手段の合計
利得を零に設定してなることを特徴とする送信電力増幅
方法。 - 【請求項５】 前記非線形利得増幅手段は、増幅素子と
してＦＥＴを有しており、このＦＥＴのドレイン電圧を
制御することにより利得制御することを特徴とする請求
項４記載の送信電力増幅方法。 - 【請求項６】 前記直列接続経路のバイパス時には、こ
の直列接続経路の動作電源をオフすることを特徴とする
請求項４又は５記載の送信電力増幅方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000210655A JP3463656B2 (ja) | 2000-07-12 | 2000-07-12 | 送信電力増幅装置及びその方法 |
| US09/899,987 US6369649B2 (en) | 2000-07-12 | 2001-07-09 | Transmission power amplification method and apparatus |
| CNB011259620A CN1145379C (zh) | 2000-07-12 | 2001-07-12 | 传输功率放大方法及装置 |
| GB0117059A GB2364836B (en) | 2000-07-12 | 2001-07-12 | Transmission power amplification method and apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000210655A JP3463656B2 (ja) | 2000-07-12 | 2000-07-12 | 送信電力増幅装置及びその方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002026668A JP2002026668A (ja) | 2002-01-25 |
| JP3463656B2 true JP3463656B2 (ja) | 2003-11-05 |
Family
ID=18706889
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000210655A Expired - Fee Related JP3463656B2 (ja) | 2000-07-12 | 2000-07-12 | 送信電力増幅装置及びその方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
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| JP (1) | JP3463656B2 (ja) |
| CN (1) | CN1145379C (ja) |
| GB (1) | GB2364836B (ja) |
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| US6701138B2 (en) * | 2001-06-11 | 2004-03-02 | Rf Micro Devices, Inc. | Power amplifier control |
| US6724252B2 (en) * | 2002-02-21 | 2004-04-20 | Rf Micro Devices, Inc. | Switched gain amplifier circuit |
| DE60336273D1 (de) * | 2002-09-05 | 2011-04-14 | Hitachi Ltd | HF-Leistungsverstärker für drahtloses Kommunikationsgerät |
| JP3979237B2 (ja) * | 2002-09-05 | 2007-09-19 | 株式会社日立製作所 | 無線通信装置及びそれに使用する高周波集積回路 |
| US6738605B1 (en) | 2002-09-26 | 2004-05-18 | Thomson Licensing S.A. | Method for optimizing an operating point of a power amplifier in a WCDMA mobile terminal |
| US20040070454A1 (en) * | 2002-10-15 | 2004-04-15 | Triquint Semiconductor, Inc. | Continuous bias circuit and method for an amplifier |
| US6701134B1 (en) | 2002-11-05 | 2004-03-02 | Rf Micro Devices, Inc. | Increased dynamic range for power amplifiers used with polar modulation |
| KR100473811B1 (ko) * | 2003-02-21 | 2005-03-10 | 학교법인 포항공과대학교 | 링크 전력 송신기 |
| US7183024B2 (en) * | 2003-06-12 | 2007-02-27 | Eastman Kodak Company | High-speed positive-working photothermographic system |
| US7177370B2 (en) * | 2003-12-17 | 2007-02-13 | Triquint Semiconductor, Inc. | Method and architecture for dual-mode linear and saturated power amplifier operation |
| KR100595652B1 (ko) * | 2004-02-12 | 2006-07-03 | 엘지전자 주식회사 | 이동 통신 단말기의 송신 전력 제어 장치 및 방법 |
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| DE102004047497A1 (de) * | 2004-09-23 | 2006-04-06 | Siemens Ag | Leistungsverstärkereinheit, mobiles Telekommunikationsendgerät und zugehöriges Betriebsverfahren |
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| JP2007027881A (ja) * | 2005-07-12 | 2007-02-01 | Nec Corp | 送信回路及び送信方法 |
| US7330071B1 (en) | 2005-10-19 | 2008-02-12 | Rf Micro Devices, Inc. | High efficiency radio frequency power amplifier having an extended dynamic range |
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