JP3739614B2 - 出力電力調整を行う送信機 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、出力電力調整を行う送信機に係わり、特に、携帯電話機などのハンドセット用送信機のように電池電源によって駆動され、送信信号の出力電力を調整する際に、電池電源の消耗ができるだけ少なくなるような出力電力調整を行う送信機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、コードレス携帯電話機は、相手側の携帯電話機と通話を行うときに、自己の携帯電話機と対応する電話中継基地との距離やその間の電波伝送状態、及び、相手側の携帯電話機と対応する電話中継基地との距離やその間の電波伝送状態により、それぞれの携帯電話機に到達する受信電波の電界強度が変化する。
【０００３】
ところで、自己の携帯電話機に到達する受信電波の電界強度が弱いときは、雑音等の影響を受け、良好な通話を行うことが難しくなったり、ときには受信不能になったりする。一方、自己の携帯電話機に到達する受信電波の電界強度が強いときは、必要以上に大きな信号レベルによる電波の送受信が行われている場合があり、電池を電源としている携帯電話機における電池の消耗の増大を招くので、必ずしも好ましいことではない。
【０００４】
このため、携帯電話機においては、相手側の携帯電話機との間で良好な通話が行われ、かつ、必要以上の電池の消耗を避けるために、相手側の携帯電話機から送信された電波を受信したとき、受信電波の電界強度を検出し、検出した電界強度が比較的大きい場合、その大きい度合いに応じて送信機の信号利得を調整し、送信機からの送信信号レベルを小さくする。一方、検出した電界強度が比較的小さい場合、その小さい度合いに応じて送信機の信号利得を調整し、送信機から送信される送信信号レベルを大きくする。このように、通話が行われる２台の携帯電話機間においては、互いに自己の携帯電話機の送信信号レベルを調整することにより、相手側の携帯電話機で受信される電波の電界強度を標準的な強さにすることができ、それにより通話が行われる２台の携帯電話機間で良好な通話が行われ、かつ、各携帯電話機において必要以上に電源電池が消耗するのを避けることができる。
【０００５】
この場合、既知の携帯電話機における送信機の信号利得の調整手段としては、電力増幅段の信号利得を固定利得とし、駆動増幅段の信号利得を利得制御電圧によって制御可能にし、必要な送信信号レベルの調整を行う第１の利得調整手段、及び、駆動増幅段の信号利得を固定利得とし、電力増幅段の信号利得を利得制御電圧によって制御可能にし、必要な送信信号レベルの調整を行う第２の利得調整手段が知られている。
【０００６】
図３は、既知の携帯電話機において第１の利得調整手段を採用した送信機の構成を示すものであり、その要部構成を表すブロック図である。
【０００７】
図３に示されるように、この送信機は、固定利得電力増幅段（ＰＡ）３１と、可変利得駆動増幅段（ＤＡ）３２と、送信信号発生部３３と、利得制御電圧発生部３４と、送信信号出力端子３５と、送信データ（ＴＸデータ）入力端子３６とを備える。
【０００８】
そして、送信信号発生部３３は、入力端子が送信データ入力端子３６に接続され、出力端子が可変利得駆動増幅段３２の入力端子に接続される。可変利得駆動増幅段３２は、制御端子が利得制御電圧発生部３４の出力端子に接続され、出力端子が固定利得電力増幅段３１の入力端子に接続される。固定利得電力増幅段３１は、出力端子が送信信号出力端子３５に接続される。
【０００９】
この場合、送信信号発生部３３は、搬送波周波数を形成するとともに、形成した搬送波周波数を送信データ入力端子３６に供給された送信データ（ＴＸデータ）で変調し、送信信号を発生するもので、得られた送信信号が次続の可変利得駆動増幅段３２に供給される。また、利得制御電圧発生部３４は、受信された受信信号レベル（受信電波の電界強度）に対応した利得制御電圧を発生するもので、得られた利得制御電圧が可変利得駆動増幅段３２に供給される。さらに、送信信号出力端子３５は、送信用アンテナ（図３に図示なし）に接続される。
【００１０】
前記構成を有する第１の利得調整手段を採用した送信機は、概略、次のように動作する。
【００１１】
携帯電話機の受信機（図３に図示なし）において通話相手側の携帯電話機が送信した信号を受信すると、制御部（同じく図３に図示なし）は、受信電波の電界強度を表す受信信号レベルを検出する。そして、検出した受信信号レベルが比較的小さい場合、利得制御電圧発生部３４は、受信信号レベルの小さい度合いに応じて、可変利得駆動増幅段３２の信号利得を大きくするための利得制御信号を発生し、可変利得駆動増幅段３２に供給する。一方、検出した受信信号レベルが比較的大きい場合、利得制御電圧発生部３４は、受信信号レベルの大きさの度合いに応じて、可変利得駆動増幅段３２の信号利得を小さくするための利得制御信号を発生し、可変利得駆動増幅段３２に供給する。この後、可変利得駆動増幅段３２は、送信信号発生部３３から供給された送信信号を、利得制御信号に対応した信号利得によって増幅し、電力増幅段３１に供給する。電力増幅段３１は、供給された送信信号をさらに電力増幅し、増幅した送信信号を送信信号出力端子３５を通して送信用アンテナに供給し、送信用アンテナから送信する。このときの必要な送信信号レベルは、受信信号レベルが小さいときに大きくなるように調整され、反対に、受信信号レベルが大きいときに小さくなるように調整される。
【００１２】
ここで、図４は、第１の利得調整手段を採用した送信機において、送信信号レベル（出力電力）と電力増幅段３１の消費電流との関係を示す特性図である。
【００１３】
図４に示されるように、第１の利得調整手段を採用した送信機においては、必要な送信信号レベルが大きい範囲内にあるとき、電力増幅段３１の消費電流が増大する。この場合、必要な送信信号レベルが３乃至１０ｄＢｍの範囲内であれば、必要な送信信号レベルの変動に対する消費電流の変動の割合は比較的緩やかで３０乃至４０ｍＡ程度の範囲内に留まっているが、必要な送信信号レベルが１０ｄＢｍを超え２４ｄＢｍの範囲内になると、必要な送信信号レベルの変動に対する消費電流の変動の割合は大きくなって４０ｍＡ程度から１６０ｍＡ程度にまで拡大される。
【００１４】
次に、図５は、既知の携帯電話機において第２の利得調整手段を採用した送信機の構成を示すものであり、その要部構成を表すブロック図である。
【００１５】
図５に示されるように、この送信機は、この送信機は、可変利得電力増幅段（ＰＡ）４１と、固定利得駆動増幅段（ＤＡ）４２と、送信信号発生部４３と、利得制御電圧発生部４４と、送信信号出力端子４５と、送信データ（ＴＸデータ）入力端子４６とを備える。
【００１６】
そして、送信信号発生部４３は、入力端子が送信データ入力端子４６に接続され、出力端子が可変利得駆動増幅段４２の入力端子に接続される。固定利得駆動増幅段４２は、出力端子が可変利得電力増幅段４１の入力端子に接続される。可変利得電力増幅段４１は、出力端子が送信信号出力端子４５に接続され、制御端子が利得制御電圧発生部４４の出力端子に接続される。
【００１７】
この場合においても、送信信号発生部４３は、搬送波周波数を形成するとともに、形成した搬送波周波数を送信データ入力端子４６に供給された送信データ（ＴＸデータ）で変調し、送信信号を発生するもので、得られた送信信号が次続の駆動増幅段４２に供給される。また、利得制御電圧発生部４４は、受信された受信信号レベル（受信電波の電界強度）に対応した利得制御電圧を発生するもので、得られた利得制御電圧が可変利得電力増幅段４１に供給される。さらに、送信信号出力端子４５は、送信用アンテナ（図５に図示なし）に接続される。
【００１８】
前記構成を有する第２の利得調整手段を採用した送信機は、概略、次のように動作する。
【００１９】
携帯電話機の受信機（図５に図示なし）において通話相手側の携帯電話機が送信した信号を受信すると、制御部（同じく図５に図示なし）は、受信電波の電界強度を表す受信信号レベルを検出する。そして、検出した受信信号レベルが比較的小さい場合、利得制御電圧発生部４４は、受信信号レベルの小さい度合いに応じて、可変利得電力増幅段４１の信号利得を大きくするための利得制御信号を発生し、可変利得電力増幅段４１に供給する。一方、検出した受信信号レベルが比較的大きい場合、利得制御電圧発生部４４は、受信信号レベルの大きさの度合いに応じて、可変利得電力増幅段４１の信号利得を小さくするための利得制御信号を発生し、可変利得電力増幅段４１に供給する。この後、可変利得駆動増幅段４２は、送信信号発生部４３から供給された送信信号を増幅し、可変利得電力増幅段４１に供給する。可変利得電力増幅段４１は、利得制御信号に対応した信号利得によって供給された送信信号を電力増幅し、増幅した送信信号を送信信号出力端子４５を通して送信用アンテナに供給し、送信用アンテナから送信する。このときの必要な送信信号レベルは、受信信号レベルが小さいときに大きくなるように調整され、反対に、受信信号レベルが大きいときに小さくなるように調整される。
【００２０】
ここで、図６は、第２の利得調整手段を採用した送信機において、送信信号レベル（出力電力）と電力増幅段４１の消費電流との関係を示す特性図である。
【００２１】
図６に示されるように、第２の利得調整手段を採用した送信機においても、第１の利得調整手段を採用した送信機と同様に、必要な送信信号レベルが大きい範囲内にあるとき、電力増幅段４１の消費電流が増大する。この場合、必要な送信信号レベルが２乃至１２ｄＢｍの範囲内であれば、必要な送信信号レベルの変動に対する消費電流の変動の割合は比較的緩やかで１０乃至３５ｍＡ程度の範囲内に留まっているが、必要な送信信号レベルが１２ｄＢｍを超え２４ｄＢｍの範囲内になると、必要な送信信号レベルの変動に対する消費電流の変動の割合は大きくなって３５ｍＡ程度から１６０ｍＡ程度にまで拡大される。
【００２２】
なお、図４に図示された特性図と図６に図示された特性図とを比較すると、必要な送信信号レベルが２乃至１９ｄＢｍの範囲内にあれば、第２の利得調整手段を採用した送信機の方がやや電力増幅段の消費電流が少なくなっており、一方、送信信号レベルが１９乃至２４ｄＢｍの範囲内にあれば、第１の利得調整手段を採用した送信機の方が僅かに電力増幅段の消費電流が少なくなっている。
【００２３】
【発明が解決しようとする課題】
コードレス携帯電話機は、電源に電池が使用されているので、携帯電話機の使用時間がある長さを超えた場合、電池電源の寿命が到来し、携帯電話機が使用できなくなる。このため、携帯電話機においては、電池電源の寿命の到来時点をできるだけ長くして、長い通話可能時間を確保できることが要望されており、このような要望は、前述のような第１の利得調整手段を採用した送信機を有する携帯電話機や第２の利得調整手段を採用した送信機を有する携帯電話機においても同じである。
【００２４】
そして、第１の利得調整手段を採用した送信機を有する携帯電話機や第２の利得調整手段を採用したを有する携帯電話機は、受信信号レベルの大きさに対応して必要な送信信号レベルが得られるように可変利得増幅段３２、４１を調整しているもので、必要な送信信号レベルが比較的小さくなるように調整されたとき、電力増幅段３１、４１の消費電流を低減させ、電池電源の寿命の到来時点を長くするようにしているが、電池電源の寿命の到来時点を長くする点については、未だ十分とはいえず、決して満足できるものではなかった。
【００２５】
本発明は、このような技術的背景に鑑みてなされたもので、その目的は、受信信号レベルに対応して必要な送信信号レベルを得る際に、必要な送信信号レベルの範囲に応じて利得調整手段を選択使用し、電力増幅段の消費電流をより低減することを可能にした出力電力調整を行う送信機を提供することにある。
【００２６】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明による出力電力調整を行う送信機は、送信データで搬送波周波数を変調し、送信信号を発生する高周波信号発生部と、送信信号を前置増幅する可変利得駆動増幅段と、前置増幅した送信信号を電力増幅し、必要な信号レベルの送信信号をアンテナに供給する可変利得電力増幅段と、可変利得駆動増幅段の信号利得を調整する第１利得制御電圧及び前記可変利得電力増幅段の信号利得を調整する第２利得制御電圧を個別に発生する利得制御電圧発生部とを備え、利得制御電圧発生部は、送信信号の必要な信号レベルが、可変利得駆動増幅段の信号利得の調整によって得られる送信信号レベルと電力増幅段の消費電流との関係を表す第１特性曲線と可変利得電力増幅段の信号利得の調整によって得られる送信信号レベルと電力増幅段の消費電流との関係を表す第２特性曲線とが一点で交差する信号レベル以下である間、第２利得制御電圧を発生して可変利得電力増幅段の信号利得を調整し、送信信号の必要な信号レベルが、一点で交差する信号レベル以上である間、第１利得制御電圧を発生して可変利得駆動増幅段の信号利得を調整する構成を具備する。
【００２７】
このような構成にすれば、必要な信号レベルを、可変利得駆動増幅段の信号利得の調整によって得られる送信信号レベルと電力増幅段の消費電流との関係を表す第１特性曲線と可変利得電力増幅段の信号利得の調整によって得られる送信信号レベルと電力増幅段の消費電流との関係を表す第２特性曲線とが一点で交差する信号レベル（以下、説明の便宜上、このレベルを一定レベルという）以下の範囲内に設定するときに、可変利得電力増幅段の信号利得を調整することにより、前記範囲内にある必要な送信信号レベルに対して電力増幅段の消費電流がより少なくなるようにし、また、必要な信号レベルを前記一定レベル以上の範囲内に設定するときに、可変利得駆動増幅段の信号利得を調整することにより前記範囲内にある必要な送信信号レベルに対して電力増幅段の消費電流がより少なくなるようにしているので、必要な送信信号レベルを得るために、可変利得駆動増幅段の信号利得を調整している送信機、及び、可変利得電力増幅段の信号利得を調整している送信機に比べ、必要な送信信号レベルに対する電力増幅段の消費電流を低減することが可能になり、その結果、電池電源の消耗を抑え、携帯電話機の通話可能時間を長くすることができる。
【００２８】
さらに、このような構成にすれば、必要な送信信号レベルを大きい範囲内に設定する際に、可変利得駆動増幅段の信号利得を調整して、可変利得電力増幅段の信号利得を調整していないので、必要な送信信号レベルが大きいときに、信号利得の調整によって可変利得電力増幅段に信号歪が発生するのを抑えることができる。
【００３０】
このような構成にすれば、必要な送信信号レベルの範囲に応じて、可変利得駆動増幅段の信号利得の調整により得られる送信信号レベルと電力増幅段の消費電流との関係を表す特性曲線、または、可変利得電力増幅段の信号利得の調整により得られる送信信号レベルと電力増幅段の消費電流との関係を表す特性曲線の使い分けをすることができ、良好な形で必要なそれぞれの送信信号レベルに対する電力増幅段の消費電流を低減することが可能になる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による実施の形態について図面を参照して説明する。
【００３２】
図１は、本発明による出力電力調整を行う送信機の構成の一つの実施の形態を示すブロック図であって、この送信機を含む携帯電話機の要部構成を示すものである。
【００３３】
図１に示されるように、この実施の形態による送信機を含む携帯電話機は、可変利得電力増幅段（ＰＡ）１と、可変利得駆動増幅段（ＤＡ）２と、バッファ増幅段（ＢＡ）３と、シンセサイザー（ＳＹＳ、高周波信号発生部）４と、制御部（ＣＰＵ）５と、電力制御部（ＰＣＣ、利得制御電圧発生部）５1 と、第１デジタル−アナログ変換部（Ｄ／Ａ）６と、第２デジタル−アナログ変換部（Ｄ／Ａ）７と、ＲＯＭ８と、受信回路部（ＲＥＣ）９と、送受切替えスイッチ１０と、送信（ＴＸ）データ入力端子１１と、受信（ＲＸ）データ出力端子１２と、送受信アンテナ１３とからなっている。また、電力制御部５1 は、制御部５に内蔵されている。また、可変利得駆動増幅段２、バッファ増幅段３、シンセサイザー４、制御部５、電力制御部５1 、第１デジタル−アナログ変換部６、第２デジタル−アナログ変換部７、ＲＯＭ８、受信回路部９を含んだ回路部分は、一体的な集積回路（ＩＣ）によって構成されている。
【００３４】
この場合、シンセサイザー４は、搬送波周波数を周波数合成によって形成するもので、制御部５から供給されるチャネル制御信号（ＣＨ Ｃｏｎｔ）により搬送波周波数が設定され、また、送信データ入力端子１１に供給された送信データ（ＴＸデータ）により形成された搬送波周波数が変調され、変調された搬送波周波数からなる送信信号を発生する。電力制御部５1 は、制御部５に供給される受信信号レベルに対応してデジタル形式の第１利得制御信号またはデジタル形式の第２利得制御信号を選択的に発生する。ＲＯＭ８は、電力制御部５1 から第１利得制御信号を出力するかまたは第２利得制御信号を出力するかの切替え時点を示す送信信号レベル（一定レベル、この一定レベルの設定の仕方については後述する）が収納されている。
【００３５】
そして、シンセサイザー４は、第１入力端子が制御部５に、第２入力端子が送信データ入力端子１１にそれぞれ接続され、出力端子がバッファ増幅段３の入力端子に接続される。可変利得駆動増幅段２は、入力端子がバッファ増幅段３の出力端子に接続され、出力端子が可変利得電力増幅段１の入力端子に接続され、制御端子が第２デジタル−アナログ変換部７の出力端子に接続される。可変利得電力増幅段１は、出力端子が送受切替えスイッチ１０の一方の固定接点に接続され、制御端子が第１デジタル−アナログ変換部６の出力端子に接続される。第１デジタル−アナログ変換部６は、入力端子が制御部５に接続され、第２デジタル−アナログ変換部７は、入力端子が制御部５に接続される。ＲＯＭ８も、制御部５に接続される。受信回路部９は、入力端子が送受切替えスイッチ１０の他方の固定接点に接続され、出力端子が受信データ出力端子１２に接続され、制御端子が制御部５に接続される。送受切替えスイッチ１０は、可動接点が送受信アンテナ１３に接続される。
【００３６】
前記構成を備えたこの実施の形態による送信機を含む携帯電話機は、次のように動作する。
【００３７】
いま、携帯電話機が受信モード期間にあって、送受切替えスイッチ１０の接点が点線側に切替えられているとき、相手側の携帯電話機（図１に図示なし）からの送信電波が送受信アンテナ１３で受信されると、受信信号が送受信アンテナ１３から送受切替えスイッチ１０を通して受信回路９に供給される。受信回路９は、供給された受信信号を増幅及び検波し、受信（ＲＸ）データを得るとともに受信信号レベルを表すＲＳＳＩ信号を発生する。得られた受信データは受信回路９から受信データ出力端子１２に供給され、ＲＳＳＩ信号は受信回路９から制御部５に供給される。
【００３８】
次に、携帯電話機が送信モード期間になると、送受切替えスイッチ１０の接点が実線側に切替えられる。このとき、制御部５は、受信回路９から供給されたＲＳＳＩ信号に基づいて受信信号レベルを検出し、検出した受信信号レベルに基づいて可変利得電力増幅段１から出力するのに必要な送信信号レベルを設定する。次いで、制御部５は、設定した送信信号レベルとＲＯＭ８から読み出した一定レベルとを比較し、比較の結果、設定した送信信号レベルが一定レベルよりも小さい場合、電力制御部５1 からデジタル形式の第１利得制御信号を発生させ、第１デジタル−アナログ変換部６に供給する。第１デジタル−アナログ変換部６は、デジタル形式の第１利得制御信号をアナログ形式の第１利得制御電圧に変換し、可変利得電力増幅段１に供給する。これと同時に、シンセサイザー４は、搬送波周波数を送信データ入力端子１１に供給される送信データで変調した送信信号を発生し、この送信信号をバッファ増幅段３に供給する。バッファ増幅段３は、送信信号を増幅し、増幅した送信信号を可変利得駆動増幅段２に供給する。可変利得駆動増幅段２は、この時点にアナログ形式の第２利得制御電圧が供給されないので、送信信号を固定利得で増幅し、可変利得電力増幅段１に供給する。可変利得電力増幅段１は、供給された第１利得制御電圧に対応した信号利得によって送信信号を電力増幅し、増幅した送信信号を送受切替えスイッチ１０を通して送受信アンテナ１３に供給し、送受信アンテナ１３から送信する。
【００３９】
これに対して、制御部５は、設定した送信信号レベルとＲＯＭ８から読み出した一定レベルとを比較し、比較の結果、設定した送信信号レベルが一定レベルよりも小さい場合、設定した送信信号レベルが一定レベルよりも大きい場合、電力制御部５1 からデジタル形式の第２利得制御信号を発生させ、第２デジタル−アナログ変換部７に供給する。第２デジタル−アナログ変換部７は、デジタル形式の第２利得制御信号をアナログ形式の第２利得制御電圧に変換し、可変利得駆動増幅段２に供給する。このときも、シンセサイザー４は、搬送波周波数を送信データ入力端子１１に供給される送信データで変調した送信信号を発生し、この送信信号をバッファ増幅段３に供給する。バッファ増幅段３は、送信信号を増幅し、増幅した送信信号を可変利得駆動増幅段２に供給する。可変利得駆動増幅段２は、供給された第２利得制御電圧に対応した信号利得によって送信信号を増幅し、可変利得電力増幅段１に供給する。可変利得電力増幅段１は、この時点にアナログ形式の第１利得制御電圧が供給されないので、送信信号を固定利得で電力増幅し、増幅した送信信号を送受切替えスイッチ１０を通して送受信アンテナ１３に供給し、送受信アンテナ１３から送信する。
【００４０】
ここで、図２は、図１に図示されたこの実施の形態による送信機において、必要な送信信号レベル（出力電力）と可変利得電力増幅段１の消費電流との関係を示す特性図である。
【００４１】
なお、図２に図示の特性図において、実線ａ及び点線ａ’で示される特性曲線は、図６に図示の特性図に示される特性曲線と同じであり、また、実線ｂ及び点線ｂ’で示される特性曲線は、図４に図示の特性図に示される特性曲線と同じである。
【００４２】
図２に示されるように、この実施の形態による送信機においても、前記既知の第１の利得調整手段を採用した送信機や前記既知の第２の利得調整手段を採用した送信機と同じように、必要な送信信号レベルが変動すると、可変利得電力増幅段１の消費電流もその変動に伴って変動する。この場合、この実施の形態による送信機は、必要な送信信号レベルが２乃至１９ｄＢｍの範囲内にあるとき、可変利得電力増幅段１に第１利得制御電圧を供給し、その信号利得を制御して必要な送信信号レベルを得ているので、図２の実線ａで示すように、可変利得電力増幅段１の消費電流は、図２の点線ｂ’で示すものに比べて、全体的に小さくなっている。また、必要な送信信号レベルが１９乃至２４ｄＢｍの範囲内にあるとき、可変利得駆動増幅段２に第２利得制御電圧を供給し、その信号利得を制御して可変利得電力増幅段１の出力に所要の送信信号レベルを得ているので、図２の実線ｂで示すように、可変利得電力増幅段１の消費電流は、図２の点線ａ’で示すものに比べて、全体的に小さくなっている。
【００４３】
この点についてさらに詳しく説明すると、携帯電話機において前記既知の第１の利得調整手段を採用した送信機は、図４の特性図に示されるように、受信信号レベルに対応して必要な送信信号レベルが３乃至２４ｄＢｍの範囲内にあれば、電力増幅段３１の消費電流が３０乃至１６０ｍＡの範囲内にあり、また、携帯電話機において前記既知の第２の利得調整手段を採用した送信機は、図６の特性図に示されるように、受信信号レベルに対応して必要な送信信号レベルが２乃至２４ｄＢｍの範囲内にあれば、可変利得電力増幅段４１の消費電流が１０乃至１６０ｍＡ程度の範囲内にある。そして、必要な送信信号レベルが３乃至１９ｄＢｍの範囲内にある場合、第２の利得調整手段を採用した送信機の方が全体的に可変利得電力増幅段４１の消費電流が少なく、一方、必要な送信信号レベルが１９乃至２４ｄＢｍの範囲内にある場合、第１の利得調整手段を採用した送信機の方が全体的に電力増幅段３１の消費電流が少なくなっていることから、第１の利得調整手段及び第２の利得調整手段を有効的に組み合わせ、必要な送信信号レベルの範囲に応じて第１の利得調整手段または第２の利得調整手段、すなわち第２利得制御信号によって可変利得駆動増幅段２の信号利得を制御する手段または第１利得制御信号によって可変利得電力増幅段１の信号利得を制御する手段を選択的に使用すれば、第２利得制御信号によって可変利得駆動増幅段２の信号利得を制御する手段を採用した送信機または第１利得制御信号によって可変利得電力増幅段１の信号利得を制御する手段を採用した送信機よりも可変利得電力増幅段１の消費電流を低減させることができるという点に基づいているものである。
【００４４】
このため、この実施の形態においては、実線ａ及び点線ａ’で示される特性曲線と実線ｂ及び点線ｂ’で示される特性曲線とが交差する送信信号レベル、この場合１９ｄＢｍを一定レベルとしてＲＯＭ８に収納し、必要な送信信号レベルを一定レベル（１９ｄＢｍ）以下に設定する必要があるとき、可変利得電力増幅段１の信号利得を制御することによって実線ａに示す特性曲線に沿った可変利得電力増幅段１の消費電流特性を得ており、また、必要な送信信号レベルを一定レベル（１９ｄＢｍ）以上に設定する必要があるとき、可変利得駆動増幅段２の信号利得を制御することによって実線ｂに示す特性曲線に沿った可変利得電力増幅段１の消費電流特性を得ている。
【００４５】
このように、この実施の形態における出力電力調整を行う送信機は、同じ必要な送信信号レベルを得る際に、必要な送信信号レベルの範囲に応じて、可変利得電力増幅段１の消費電流が少ない利得制御手段を選択的に用いているので、携帯電話機を使用しているときの電池電源の消費を低減することができ、その分、電池電源による通話可能時間を長くすることができる。
【００４６】
なお、前記実施の形態においては、ＲＯＭ８に収納する一定レベルを、可変利得駆動増幅段２の信号利得の調整により得られる送信信号レベルと電力増幅段１の消費電流との関係を表す第１特性曲線と、可変利得電力増幅段１の信号利得の調整により得られる送信信号レベルと電力増幅段１の消費電流との関係を表す第２特性曲線が交差したときの送信信号レベルに選んでいるが、本発明による前記一定レベルは、前記第１特性曲線と第２特性曲線が交差したときの送信信号レベルに限られるものでなく、その送信信号レベルの近傍、例えばそのレベルの前後２乃至３ｄＢｍの範囲内の送信信号レベルに選んでもよい。
【００４７】
また、前記実施の形態においては、出力電力調整を行う送信機が携帯電話機に用いられる場合を例に挙げて説明したが、本発明の出力電力調整を行う送信機は携帯電話機に限られるものではなく、携帯電話機などのハンドセット用の出力電力調整を行う送信機であってもよい。
【００４８】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、必要な送信信号レベルを一定レベル以下の範囲内に設定するときに、可変利得電力増幅段の信号利得を調整することにより、前記範囲内にある必要な各送信信号レベルに対して電力増幅段の消費電流がより少なくなるようにし、また、必要な送信信号レベルを一定レベル以上の範囲内に設定するときに、可変利得駆動増幅段の信号利得を調整することにより、前記範囲内にある必要な各送信信号レベルに対して電力増幅段の消費電流がより少なくなるようにしているので、必要な送信信号レベルを得るために、可変利得駆動増幅段の信号利得を調整している送信機、及び、可変利得電力増幅段の信号利得を調整している送信機に比べ、必要なそれぞれの送信信号レベルに対する電力増幅段の消費電流を低減することが可能になり、その結果、電池電源の消耗を抑え、携帯電話機の通話可能時間を長くすることができるという効果がある。
【００４９】
また、本発明によれば、必要な送信信号レベルを大きい範囲内に設定する際に、可変利得駆動増幅段の信号利得を調整して、可変利得電力増幅段の信号利得を調整していないので、必要な送信信号レベルが大きいときに、信号利得の調整によって可変利得電力増幅段に信号歪が発生するのを抑えることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による出力電力調整を行う送信機の構成の一つの実施の形態を示すブロック図である。
【図２】図１に図示の出力電力調整を行う送信機において、送信信号レベル（出力電力）と電力増幅段の消費電流との関係を示す特性図である。
【図３】既知の携帯電話機において第１の利得調整手段を採用した送信機の構成を示すものであり、その要部構成を表すブロック図である。
【図４】図３に図示の第１の利得調整手段を採用した送信機において、送信信号レベル（出力電力）と電力増幅段の消費電流との関係を示す特性図である。
【図５】既知の携帯電話機において第２の利得調整手段を採用した送信機の構成を示すものであり、その要部構成を表すブロック図である。
【図６】図５に図示の第２の利得調整手段を採用した送信機において、送信信号レベル（出力電力）と電力増幅段の消費電流との関係を示す特性図である。
【符号の説明】
１ 可変利得電力増幅段（ＰＡ）
２ 可変利得駆動増幅段（ＤＡ）
３ バッファ増幅段（ＢＡ）
４ シンセサイザー（ＳＹＳ、高周波信号発生部）
５ 制御部（ＣＰＵ）
５1 電力制御部（ＰＣＣ、利得制御電圧発生部）
６ 第１デジタル−アナログ変換部（Ｄ／Ａ）
７ 第２デジタル−アナログ変換部（Ｄ／Ａ）
８ ＲＯＭ
９ 受信回路部（ＲＥＣ）
１０ 送受切替えスイッチ
１１ 送信（ＴＸ）データ入力端子
１２ 受信（ＲＸ）データ出力端子
１３ 送受信アンテナ
【発明の属する技術分野】
本発明は、出力電力調整を行う送信機に係わり、特に、携帯電話機などのハンドセット用送信機のように電池電源によって駆動され、送信信号の出力電力を調整する際に、電池電源の消耗ができるだけ少なくなるような出力電力調整を行う送信機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、コードレス携帯電話機は、相手側の携帯電話機と通話を行うときに、自己の携帯電話機と対応する電話中継基地との距離やその間の電波伝送状態、及び、相手側の携帯電話機と対応する電話中継基地との距離やその間の電波伝送状態により、それぞれの携帯電話機に到達する受信電波の電界強度が変化する。
【０００３】
ところで、自己の携帯電話機に到達する受信電波の電界強度が弱いときは、雑音等の影響を受け、良好な通話を行うことが難しくなったり、ときには受信不能になったりする。一方、自己の携帯電話機に到達する受信電波の電界強度が強いときは、必要以上に大きな信号レベルによる電波の送受信が行われている場合があり、電池を電源としている携帯電話機における電池の消耗の増大を招くので、必ずしも好ましいことではない。
【０００４】
このため、携帯電話機においては、相手側の携帯電話機との間で良好な通話が行われ、かつ、必要以上の電池の消耗を避けるために、相手側の携帯電話機から送信された電波を受信したとき、受信電波の電界強度を検出し、検出した電界強度が比較的大きい場合、その大きい度合いに応じて送信機の信号利得を調整し、送信機からの送信信号レベルを小さくする。一方、検出した電界強度が比較的小さい場合、その小さい度合いに応じて送信機の信号利得を調整し、送信機から送信される送信信号レベルを大きくする。このように、通話が行われる２台の携帯電話機間においては、互いに自己の携帯電話機の送信信号レベルを調整することにより、相手側の携帯電話機で受信される電波の電界強度を標準的な強さにすることができ、それにより通話が行われる２台の携帯電話機間で良好な通話が行われ、かつ、各携帯電話機において必要以上に電源電池が消耗するのを避けることができる。
【０００５】
この場合、既知の携帯電話機における送信機の信号利得の調整手段としては、電力増幅段の信号利得を固定利得とし、駆動増幅段の信号利得を利得制御電圧によって制御可能にし、必要な送信信号レベルの調整を行う第１の利得調整手段、及び、駆動増幅段の信号利得を固定利得とし、電力増幅段の信号利得を利得制御電圧によって制御可能にし、必要な送信信号レベルの調整を行う第２の利得調整手段が知られている。
【０００６】
図３は、既知の携帯電話機において第１の利得調整手段を採用した送信機の構成を示すものであり、その要部構成を表すブロック図である。
【０００７】
図３に示されるように、この送信機は、固定利得電力増幅段（ＰＡ）３１と、可変利得駆動増幅段（ＤＡ）３２と、送信信号発生部３３と、利得制御電圧発生部３４と、送信信号出力端子３５と、送信データ（ＴＸデータ）入力端子３６とを備える。
【０００８】
そして、送信信号発生部３３は、入力端子が送信データ入力端子３６に接続され、出力端子が可変利得駆動増幅段３２の入力端子に接続される。可変利得駆動増幅段３２は、制御端子が利得制御電圧発生部３４の出力端子に接続され、出力端子が固定利得電力増幅段３１の入力端子に接続される。固定利得電力増幅段３１は、出力端子が送信信号出力端子３５に接続される。
【０００９】
この場合、送信信号発生部３３は、搬送波周波数を形成するとともに、形成した搬送波周波数を送信データ入力端子３６に供給された送信データ（ＴＸデータ）で変調し、送信信号を発生するもので、得られた送信信号が次続の可変利得駆動増幅段３２に供給される。また、利得制御電圧発生部３４は、受信された受信信号レベル（受信電波の電界強度）に対応した利得制御電圧を発生するもので、得られた利得制御電圧が可変利得駆動増幅段３２に供給される。さらに、送信信号出力端子３５は、送信用アンテナ（図３に図示なし）に接続される。
【００１０】
前記構成を有する第１の利得調整手段を採用した送信機は、概略、次のように動作する。
【００１１】
携帯電話機の受信機（図３に図示なし）において通話相手側の携帯電話機が送信した信号を受信すると、制御部（同じく図３に図示なし）は、受信電波の電界強度を表す受信信号レベルを検出する。そして、検出した受信信号レベルが比較的小さい場合、利得制御電圧発生部３４は、受信信号レベルの小さい度合いに応じて、可変利得駆動増幅段３２の信号利得を大きくするための利得制御信号を発生し、可変利得駆動増幅段３２に供給する。一方、検出した受信信号レベルが比較的大きい場合、利得制御電圧発生部３４は、受信信号レベルの大きさの度合いに応じて、可変利得駆動増幅段３２の信号利得を小さくするための利得制御信号を発生し、可変利得駆動増幅段３２に供給する。この後、可変利得駆動増幅段３２は、送信信号発生部３３から供給された送信信号を、利得制御信号に対応した信号利得によって増幅し、電力増幅段３１に供給する。電力増幅段３１は、供給された送信信号をさらに電力増幅し、増幅した送信信号を送信信号出力端子３５を通して送信用アンテナに供給し、送信用アンテナから送信する。このときの必要な送信信号レベルは、受信信号レベルが小さいときに大きくなるように調整され、反対に、受信信号レベルが大きいときに小さくなるように調整される。
【００１２】
ここで、図４は、第１の利得調整手段を採用した送信機において、送信信号レベル（出力電力）と電力増幅段３１の消費電流との関係を示す特性図である。
【００１３】
図４に示されるように、第１の利得調整手段を採用した送信機においては、必要な送信信号レベルが大きい範囲内にあるとき、電力増幅段３１の消費電流が増大する。この場合、必要な送信信号レベルが３乃至１０ｄＢｍの範囲内であれば、必要な送信信号レベルの変動に対する消費電流の変動の割合は比較的緩やかで３０乃至４０ｍＡ程度の範囲内に留まっているが、必要な送信信号レベルが１０ｄＢｍを超え２４ｄＢｍの範囲内になると、必要な送信信号レベルの変動に対する消費電流の変動の割合は大きくなって４０ｍＡ程度から１６０ｍＡ程度にまで拡大される。
【００１４】
次に、図５は、既知の携帯電話機において第２の利得調整手段を採用した送信機の構成を示すものであり、その要部構成を表すブロック図である。
【００１５】
図５に示されるように、この送信機は、この送信機は、可変利得電力増幅段（ＰＡ）４１と、固定利得駆動増幅段（ＤＡ）４２と、送信信号発生部４３と、利得制御電圧発生部４４と、送信信号出力端子４５と、送信データ（ＴＸデータ）入力端子４６とを備える。
【００１６】
そして、送信信号発生部４３は、入力端子が送信データ入力端子４６に接続され、出力端子が可変利得駆動増幅段４２の入力端子に接続される。固定利得駆動増幅段４２は、出力端子が可変利得電力増幅段４１の入力端子に接続される。可変利得電力増幅段４１は、出力端子が送信信号出力端子４５に接続され、制御端子が利得制御電圧発生部４４の出力端子に接続される。
【００１７】
この場合においても、送信信号発生部４３は、搬送波周波数を形成するとともに、形成した搬送波周波数を送信データ入力端子４６に供給された送信データ（ＴＸデータ）で変調し、送信信号を発生するもので、得られた送信信号が次続の駆動増幅段４２に供給される。また、利得制御電圧発生部４４は、受信された受信信号レベル（受信電波の電界強度）に対応した利得制御電圧を発生するもので、得られた利得制御電圧が可変利得電力増幅段４１に供給される。さらに、送信信号出力端子４５は、送信用アンテナ（図５に図示なし）に接続される。
【００１８】
前記構成を有する第２の利得調整手段を採用した送信機は、概略、次のように動作する。
【００１９】
携帯電話機の受信機（図５に図示なし）において通話相手側の携帯電話機が送信した信号を受信すると、制御部（同じく図５に図示なし）は、受信電波の電界強度を表す受信信号レベルを検出する。そして、検出した受信信号レベルが比較的小さい場合、利得制御電圧発生部４４は、受信信号レベルの小さい度合いに応じて、可変利得電力増幅段４１の信号利得を大きくするための利得制御信号を発生し、可変利得電力増幅段４１に供給する。一方、検出した受信信号レベルが比較的大きい場合、利得制御電圧発生部４４は、受信信号レベルの大きさの度合いに応じて、可変利得電力増幅段４１の信号利得を小さくするための利得制御信号を発生し、可変利得電力増幅段４１に供給する。この後、可変利得駆動増幅段４２は、送信信号発生部４３から供給された送信信号を増幅し、可変利得電力増幅段４１に供給する。可変利得電力増幅段４１は、利得制御信号に対応した信号利得によって供給された送信信号を電力増幅し、増幅した送信信号を送信信号出力端子４５を通して送信用アンテナに供給し、送信用アンテナから送信する。このときの必要な送信信号レベルは、受信信号レベルが小さいときに大きくなるように調整され、反対に、受信信号レベルが大きいときに小さくなるように調整される。
【００２０】
ここで、図６は、第２の利得調整手段を採用した送信機において、送信信号レベル（出力電力）と電力増幅段４１の消費電流との関係を示す特性図である。
【００２１】
図６に示されるように、第２の利得調整手段を採用した送信機においても、第１の利得調整手段を採用した送信機と同様に、必要な送信信号レベルが大きい範囲内にあるとき、電力増幅段４１の消費電流が増大する。この場合、必要な送信信号レベルが２乃至１２ｄＢｍの範囲内であれば、必要な送信信号レベルの変動に対する消費電流の変動の割合は比較的緩やかで１０乃至３５ｍＡ程度の範囲内に留まっているが、必要な送信信号レベルが１２ｄＢｍを超え２４ｄＢｍの範囲内になると、必要な送信信号レベルの変動に対する消費電流の変動の割合は大きくなって３５ｍＡ程度から１６０ｍＡ程度にまで拡大される。
【００２２】
なお、図４に図示された特性図と図６に図示された特性図とを比較すると、必要な送信信号レベルが２乃至１９ｄＢｍの範囲内にあれば、第２の利得調整手段を採用した送信機の方がやや電力増幅段の消費電流が少なくなっており、一方、送信信号レベルが１９乃至２４ｄＢｍの範囲内にあれば、第１の利得調整手段を採用した送信機の方が僅かに電力増幅段の消費電流が少なくなっている。
【００２３】
【発明が解決しようとする課題】
コードレス携帯電話機は、電源に電池が使用されているので、携帯電話機の使用時間がある長さを超えた場合、電池電源の寿命が到来し、携帯電話機が使用できなくなる。このため、携帯電話機においては、電池電源の寿命の到来時点をできるだけ長くして、長い通話可能時間を確保できることが要望されており、このような要望は、前述のような第１の利得調整手段を採用した送信機を有する携帯電話機や第２の利得調整手段を採用した送信機を有する携帯電話機においても同じである。
【００２４】
そして、第１の利得調整手段を採用した送信機を有する携帯電話機や第２の利得調整手段を採用したを有する携帯電話機は、受信信号レベルの大きさに対応して必要な送信信号レベルが得られるように可変利得増幅段３２、４１を調整しているもので、必要な送信信号レベルが比較的小さくなるように調整されたとき、電力増幅段３１、４１の消費電流を低減させ、電池電源の寿命の到来時点を長くするようにしているが、電池電源の寿命の到来時点を長くする点については、未だ十分とはいえず、決して満足できるものではなかった。
【００２５】
本発明は、このような技術的背景に鑑みてなされたもので、その目的は、受信信号レベルに対応して必要な送信信号レベルを得る際に、必要な送信信号レベルの範囲に応じて利得調整手段を選択使用し、電力増幅段の消費電流をより低減することを可能にした出力電力調整を行う送信機を提供することにある。
【００２６】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明による出力電力調整を行う送信機は、送信データで搬送波周波数を変調し、送信信号を発生する高周波信号発生部と、送信信号を前置増幅する可変利得駆動増幅段と、前置増幅した送信信号を電力増幅し、必要な信号レベルの送信信号をアンテナに供給する可変利得電力増幅段と、可変利得駆動増幅段の信号利得を調整する第１利得制御電圧及び前記可変利得電力増幅段の信号利得を調整する第２利得制御電圧を個別に発生する利得制御電圧発生部とを備え、利得制御電圧発生部は、送信信号の必要な信号レベルが、可変利得駆動増幅段の信号利得の調整によって得られる送信信号レベルと電力増幅段の消費電流との関係を表す第１特性曲線と可変利得電力増幅段の信号利得の調整によって得られる送信信号レベルと電力増幅段の消費電流との関係を表す第２特性曲線とが一点で交差する信号レベル以下である間、第２利得制御電圧を発生して可変利得電力増幅段の信号利得を調整し、送信信号の必要な信号レベルが、一点で交差する信号レベル以上である間、第１利得制御電圧を発生して可変利得駆動増幅段の信号利得を調整する構成を具備する。
【００２７】
このような構成にすれば、必要な信号レベルを、可変利得駆動増幅段の信号利得の調整によって得られる送信信号レベルと電力増幅段の消費電流との関係を表す第１特性曲線と可変利得電力増幅段の信号利得の調整によって得られる送信信号レベルと電力増幅段の消費電流との関係を表す第２特性曲線とが一点で交差する信号レベル（以下、説明の便宜上、このレベルを一定レベルという）以下の範囲内に設定するときに、可変利得電力増幅段の信号利得を調整することにより、前記範囲内にある必要な送信信号レベルに対して電力増幅段の消費電流がより少なくなるようにし、また、必要な信号レベルを前記一定レベル以上の範囲内に設定するときに、可変利得駆動増幅段の信号利得を調整することにより前記範囲内にある必要な送信信号レベルに対して電力増幅段の消費電流がより少なくなるようにしているので、必要な送信信号レベルを得るために、可変利得駆動増幅段の信号利得を調整している送信機、及び、可変利得電力増幅段の信号利得を調整している送信機に比べ、必要な送信信号レベルに対する電力増幅段の消費電流を低減することが可能になり、その結果、電池電源の消耗を抑え、携帯電話機の通話可能時間を長くすることができる。
【００２８】
さらに、このような構成にすれば、必要な送信信号レベルを大きい範囲内に設定する際に、可変利得駆動増幅段の信号利得を調整して、可変利得電力増幅段の信号利得を調整していないので、必要な送信信号レベルが大きいときに、信号利得の調整によって可変利得電力増幅段に信号歪が発生するのを抑えることができる。
【００３０】
このような構成にすれば、必要な送信信号レベルの範囲に応じて、可変利得駆動増幅段の信号利得の調整により得られる送信信号レベルと電力増幅段の消費電流との関係を表す特性曲線、または、可変利得電力増幅段の信号利得の調整により得られる送信信号レベルと電力増幅段の消費電流との関係を表す特性曲線の使い分けをすることができ、良好な形で必要なそれぞれの送信信号レベルに対する電力増幅段の消費電流を低減することが可能になる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による実施の形態について図面を参照して説明する。
【００３２】
図１は、本発明による出力電力調整を行う送信機の構成の一つの実施の形態を示すブロック図であって、この送信機を含む携帯電話機の要部構成を示すものである。
【００３３】
図１に示されるように、この実施の形態による送信機を含む携帯電話機は、可変利得電力増幅段（ＰＡ）１と、可変利得駆動増幅段（ＤＡ）２と、バッファ増幅段（ＢＡ）３と、シンセサイザー（ＳＹＳ、高周波信号発生部）４と、制御部（ＣＰＵ）５と、電力制御部（ＰＣＣ、利得制御電圧発生部）５1 と、第１デジタル−アナログ変換部（Ｄ／Ａ）６と、第２デジタル−アナログ変換部（Ｄ／Ａ）７と、ＲＯＭ８と、受信回路部（ＲＥＣ）９と、送受切替えスイッチ１０と、送信（ＴＸ）データ入力端子１１と、受信（ＲＸ）データ出力端子１２と、送受信アンテナ１３とからなっている。また、電力制御部５1 は、制御部５に内蔵されている。また、可変利得駆動増幅段２、バッファ増幅段３、シンセサイザー４、制御部５、電力制御部５1 、第１デジタル−アナログ変換部６、第２デジタル−アナログ変換部７、ＲＯＭ８、受信回路部９を含んだ回路部分は、一体的な集積回路（ＩＣ）によって構成されている。
【００３４】
この場合、シンセサイザー４は、搬送波周波数を周波数合成によって形成するもので、制御部５から供給されるチャネル制御信号（ＣＨ Ｃｏｎｔ）により搬送波周波数が設定され、また、送信データ入力端子１１に供給された送信データ（ＴＸデータ）により形成された搬送波周波数が変調され、変調された搬送波周波数からなる送信信号を発生する。電力制御部５1 は、制御部５に供給される受信信号レベルに対応してデジタル形式の第１利得制御信号またはデジタル形式の第２利得制御信号を選択的に発生する。ＲＯＭ８は、電力制御部５1 から第１利得制御信号を出力するかまたは第２利得制御信号を出力するかの切替え時点を示す送信信号レベル（一定レベル、この一定レベルの設定の仕方については後述する）が収納されている。
【００３５】
そして、シンセサイザー４は、第１入力端子が制御部５に、第２入力端子が送信データ入力端子１１にそれぞれ接続され、出力端子がバッファ増幅段３の入力端子に接続される。可変利得駆動増幅段２は、入力端子がバッファ増幅段３の出力端子に接続され、出力端子が可変利得電力増幅段１の入力端子に接続され、制御端子が第２デジタル−アナログ変換部７の出力端子に接続される。可変利得電力増幅段１は、出力端子が送受切替えスイッチ１０の一方の固定接点に接続され、制御端子が第１デジタル−アナログ変換部６の出力端子に接続される。第１デジタル−アナログ変換部６は、入力端子が制御部５に接続され、第２デジタル−アナログ変換部７は、入力端子が制御部５に接続される。ＲＯＭ８も、制御部５に接続される。受信回路部９は、入力端子が送受切替えスイッチ１０の他方の固定接点に接続され、出力端子が受信データ出力端子１２に接続され、制御端子が制御部５に接続される。送受切替えスイッチ１０は、可動接点が送受信アンテナ１３に接続される。
【００３６】
前記構成を備えたこの実施の形態による送信機を含む携帯電話機は、次のように動作する。
【００３７】
いま、携帯電話機が受信モード期間にあって、送受切替えスイッチ１０の接点が点線側に切替えられているとき、相手側の携帯電話機（図１に図示なし）からの送信電波が送受信アンテナ１３で受信されると、受信信号が送受信アンテナ１３から送受切替えスイッチ１０を通して受信回路９に供給される。受信回路９は、供給された受信信号を増幅及び検波し、受信（ＲＸ）データを得るとともに受信信号レベルを表すＲＳＳＩ信号を発生する。得られた受信データは受信回路９から受信データ出力端子１２に供給され、ＲＳＳＩ信号は受信回路９から制御部５に供給される。
【００３８】
次に、携帯電話機が送信モード期間になると、送受切替えスイッチ１０の接点が実線側に切替えられる。このとき、制御部５は、受信回路９から供給されたＲＳＳＩ信号に基づいて受信信号レベルを検出し、検出した受信信号レベルに基づいて可変利得電力増幅段１から出力するのに必要な送信信号レベルを設定する。次いで、制御部５は、設定した送信信号レベルとＲＯＭ８から読み出した一定レベルとを比較し、比較の結果、設定した送信信号レベルが一定レベルよりも小さい場合、電力制御部５1 からデジタル形式の第１利得制御信号を発生させ、第１デジタル−アナログ変換部６に供給する。第１デジタル−アナログ変換部６は、デジタル形式の第１利得制御信号をアナログ形式の第１利得制御電圧に変換し、可変利得電力増幅段１に供給する。これと同時に、シンセサイザー４は、搬送波周波数を送信データ入力端子１１に供給される送信データで変調した送信信号を発生し、この送信信号をバッファ増幅段３に供給する。バッファ増幅段３は、送信信号を増幅し、増幅した送信信号を可変利得駆動増幅段２に供給する。可変利得駆動増幅段２は、この時点にアナログ形式の第２利得制御電圧が供給されないので、送信信号を固定利得で増幅し、可変利得電力増幅段１に供給する。可変利得電力増幅段１は、供給された第１利得制御電圧に対応した信号利得によって送信信号を電力増幅し、増幅した送信信号を送受切替えスイッチ１０を通して送受信アンテナ１３に供給し、送受信アンテナ１３から送信する。
【００３９】
これに対して、制御部５は、設定した送信信号レベルとＲＯＭ８から読み出した一定レベルとを比較し、比較の結果、設定した送信信号レベルが一定レベルよりも小さい場合、設定した送信信号レベルが一定レベルよりも大きい場合、電力制御部５1 からデジタル形式の第２利得制御信号を発生させ、第２デジタル−アナログ変換部７に供給する。第２デジタル−アナログ変換部７は、デジタル形式の第２利得制御信号をアナログ形式の第２利得制御電圧に変換し、可変利得駆動増幅段２に供給する。このときも、シンセサイザー４は、搬送波周波数を送信データ入力端子１１に供給される送信データで変調した送信信号を発生し、この送信信号をバッファ増幅段３に供給する。バッファ増幅段３は、送信信号を増幅し、増幅した送信信号を可変利得駆動増幅段２に供給する。可変利得駆動増幅段２は、供給された第２利得制御電圧に対応した信号利得によって送信信号を増幅し、可変利得電力増幅段１に供給する。可変利得電力増幅段１は、この時点にアナログ形式の第１利得制御電圧が供給されないので、送信信号を固定利得で電力増幅し、増幅した送信信号を送受切替えスイッチ１０を通して送受信アンテナ１３に供給し、送受信アンテナ１３から送信する。
【００４０】
ここで、図２は、図１に図示されたこの実施の形態による送信機において、必要な送信信号レベル（出力電力）と可変利得電力増幅段１の消費電流との関係を示す特性図である。
【００４１】
なお、図２に図示の特性図において、実線ａ及び点線ａ’で示される特性曲線は、図６に図示の特性図に示される特性曲線と同じであり、また、実線ｂ及び点線ｂ’で示される特性曲線は、図４に図示の特性図に示される特性曲線と同じである。
【００４２】
図２に示されるように、この実施の形態による送信機においても、前記既知の第１の利得調整手段を採用した送信機や前記既知の第２の利得調整手段を採用した送信機と同じように、必要な送信信号レベルが変動すると、可変利得電力増幅段１の消費電流もその変動に伴って変動する。この場合、この実施の形態による送信機は、必要な送信信号レベルが２乃至１９ｄＢｍの範囲内にあるとき、可変利得電力増幅段１に第１利得制御電圧を供給し、その信号利得を制御して必要な送信信号レベルを得ているので、図２の実線ａで示すように、可変利得電力増幅段１の消費電流は、図２の点線ｂ’で示すものに比べて、全体的に小さくなっている。また、必要な送信信号レベルが１９乃至２４ｄＢｍの範囲内にあるとき、可変利得駆動増幅段２に第２利得制御電圧を供給し、その信号利得を制御して可変利得電力増幅段１の出力に所要の送信信号レベルを得ているので、図２の実線ｂで示すように、可変利得電力増幅段１の消費電流は、図２の点線ａ’で示すものに比べて、全体的に小さくなっている。
【００４３】
この点についてさらに詳しく説明すると、携帯電話機において前記既知の第１の利得調整手段を採用した送信機は、図４の特性図に示されるように、受信信号レベルに対応して必要な送信信号レベルが３乃至２４ｄＢｍの範囲内にあれば、電力増幅段３１の消費電流が３０乃至１６０ｍＡの範囲内にあり、また、携帯電話機において前記既知の第２の利得調整手段を採用した送信機は、図６の特性図に示されるように、受信信号レベルに対応して必要な送信信号レベルが２乃至２４ｄＢｍの範囲内にあれば、可変利得電力増幅段４１の消費電流が１０乃至１６０ｍＡ程度の範囲内にある。そして、必要な送信信号レベルが３乃至１９ｄＢｍの範囲内にある場合、第２の利得調整手段を採用した送信機の方が全体的に可変利得電力増幅段４１の消費電流が少なく、一方、必要な送信信号レベルが１９乃至２４ｄＢｍの範囲内にある場合、第１の利得調整手段を採用した送信機の方が全体的に電力増幅段３１の消費電流が少なくなっていることから、第１の利得調整手段及び第２の利得調整手段を有効的に組み合わせ、必要な送信信号レベルの範囲に応じて第１の利得調整手段または第２の利得調整手段、すなわち第２利得制御信号によって可変利得駆動増幅段２の信号利得を制御する手段または第１利得制御信号によって可変利得電力増幅段１の信号利得を制御する手段を選択的に使用すれば、第２利得制御信号によって可変利得駆動増幅段２の信号利得を制御する手段を採用した送信機または第１利得制御信号によって可変利得電力増幅段１の信号利得を制御する手段を採用した送信機よりも可変利得電力増幅段１の消費電流を低減させることができるという点に基づいているものである。
【００４４】
このため、この実施の形態においては、実線ａ及び点線ａ’で示される特性曲線と実線ｂ及び点線ｂ’で示される特性曲線とが交差する送信信号レベル、この場合１９ｄＢｍを一定レベルとしてＲＯＭ８に収納し、必要な送信信号レベルを一定レベル（１９ｄＢｍ）以下に設定する必要があるとき、可変利得電力増幅段１の信号利得を制御することによって実線ａに示す特性曲線に沿った可変利得電力増幅段１の消費電流特性を得ており、また、必要な送信信号レベルを一定レベル（１９ｄＢｍ）以上に設定する必要があるとき、可変利得駆動増幅段２の信号利得を制御することによって実線ｂに示す特性曲線に沿った可変利得電力増幅段１の消費電流特性を得ている。
【００４５】
このように、この実施の形態における出力電力調整を行う送信機は、同じ必要な送信信号レベルを得る際に、必要な送信信号レベルの範囲に応じて、可変利得電力増幅段１の消費電流が少ない利得制御手段を選択的に用いているので、携帯電話機を使用しているときの電池電源の消費を低減することができ、その分、電池電源による通話可能時間を長くすることができる。
【００４６】
なお、前記実施の形態においては、ＲＯＭ８に収納する一定レベルを、可変利得駆動増幅段２の信号利得の調整により得られる送信信号レベルと電力増幅段１の消費電流との関係を表す第１特性曲線と、可変利得電力増幅段１の信号利得の調整により得られる送信信号レベルと電力増幅段１の消費電流との関係を表す第２特性曲線が交差したときの送信信号レベルに選んでいるが、本発明による前記一定レベルは、前記第１特性曲線と第２特性曲線が交差したときの送信信号レベルに限られるものでなく、その送信信号レベルの近傍、例えばそのレベルの前後２乃至３ｄＢｍの範囲内の送信信号レベルに選んでもよい。
【００４７】
また、前記実施の形態においては、出力電力調整を行う送信機が携帯電話機に用いられる場合を例に挙げて説明したが、本発明の出力電力調整を行う送信機は携帯電話機に限られるものではなく、携帯電話機などのハンドセット用の出力電力調整を行う送信機であってもよい。
【００４８】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、必要な送信信号レベルを一定レベル以下の範囲内に設定するときに、可変利得電力増幅段の信号利得を調整することにより、前記範囲内にある必要な各送信信号レベルに対して電力増幅段の消費電流がより少なくなるようにし、また、必要な送信信号レベルを一定レベル以上の範囲内に設定するときに、可変利得駆動増幅段の信号利得を調整することにより、前記範囲内にある必要な各送信信号レベルに対して電力増幅段の消費電流がより少なくなるようにしているので、必要な送信信号レベルを得るために、可変利得駆動増幅段の信号利得を調整している送信機、及び、可変利得電力増幅段の信号利得を調整している送信機に比べ、必要なそれぞれの送信信号レベルに対する電力増幅段の消費電流を低減することが可能になり、その結果、電池電源の消耗を抑え、携帯電話機の通話可能時間を長くすることができるという効果がある。
【００４９】
また、本発明によれば、必要な送信信号レベルを大きい範囲内に設定する際に、可変利得駆動増幅段の信号利得を調整して、可変利得電力増幅段の信号利得を調整していないので、必要な送信信号レベルが大きいときに、信号利得の調整によって可変利得電力増幅段に信号歪が発生するのを抑えることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による出力電力調整を行う送信機の構成の一つの実施の形態を示すブロック図である。
【図２】図１に図示の出力電力調整を行う送信機において、送信信号レベル（出力電力）と電力増幅段の消費電流との関係を示す特性図である。
【図３】既知の携帯電話機において第１の利得調整手段を採用した送信機の構成を示すものであり、その要部構成を表すブロック図である。
【図４】図３に図示の第１の利得調整手段を採用した送信機において、送信信号レベル（出力電力）と電力増幅段の消費電流との関係を示す特性図である。
【図５】既知の携帯電話機において第２の利得調整手段を採用した送信機の構成を示すものであり、その要部構成を表すブロック図である。
【図６】図５に図示の第２の利得調整手段を採用した送信機において、送信信号レベル（出力電力）と電力増幅段の消費電流との関係を示す特性図である。
【符号の説明】
１ 可変利得電力増幅段（ＰＡ）
２ 可変利得駆動増幅段（ＤＡ）
３ バッファ増幅段（ＢＡ）
４ シンセサイザー（ＳＹＳ、高周波信号発生部）
５ 制御部（ＣＰＵ）
５1 電力制御部（ＰＣＣ、利得制御電圧発生部）
６ 第１デジタル−アナログ変換部（Ｄ／Ａ）
７ 第２デジタル−アナログ変換部（Ｄ／Ａ）
８ ＲＯＭ
９ 受信回路部（ＲＥＣ）
１０ 送受切替えスイッチ
１１ 送信（ＴＸ）データ入力端子
１２ 受信（ＲＸ）データ出力端子
１３ 送受信アンテナ
Claims (1)
- 送信データで搬送波周波数を変調し、送信信号を発生する高周波信号発生部と、前記送信信号を前置増幅する可変利得駆動増幅段と、前記前置増幅した送信信号を電力増幅し、必要な信号レベルの送信信号をアンテナに供給する可変利得電力増幅段と、前記可変利得駆動増幅段の信号利得を調整する第１利得制御電圧及び前記可変利得電力増幅段の信号利得を調整する第２利得制御電圧を個別に発生する利得制御電圧発生部とを備え、前記利得制御電圧発生部は、前記送信信号の必要な信号レベルが、前記可変利得駆動増幅段の信号利得の調整によって得られる送信信号レベルと電力増幅段の消費電流との関係を表す第１特性曲線と前記可変利得電力増幅段の信号利得の調整によって得られる送信信号レベルと電力増幅段の消費電流との関係を表す第２特性曲線とが一点で交差する信号レベル以下である間、前記第２利得制御電圧を発生して前記可変利得電力増幅段の信号利得を調整し、前記送信信号の必要な信号レベルが、前記一点で交差する信号レベル以上である間、前記第１利得制御電圧を発生して前記可変利得駆動増幅段の信号利得を調整することを特徴とする出力電力調整を行う送信機。
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