JP4037083B2 - パルス制御増幅型信号伝送器 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、それぞれ周波数が所定の周波数帯域内に含まれる信号を増幅するように最適化された複数の増幅器を備え、信号は情報を交互に伝送し、かつ第１および第２の所定時間幅の間、静止状態にある無線信号伝送器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の装置、例えば無線電話は複数の通信ネットワークで双方向通信するのに用いられる。その場合、各ネットワークは周波数が一般に規格によって予め定められる周波数帯域内にある信号を伝送するように設計されている。
【０００３】
GSM規格は、例えば、８８０〜９１５ＭＨｚの間の周波数帯域を含むのに対し、ＤＣＳ１８００規格は１７１０〜１７９５ＭＨｚの間の周波数帯域を含む。特にＡＭＰＳ（Advanced Mobile Phone System）やＰＣＳ（Personal Communication System）のような他の規格はそれぞれ８００ＭＨｚおよび１９０ＭＨｚを中心とする周波数帯域を含んでいる。
【０００４】
複数のネットワーク間で双方向通信するのに用いられる伝送器は一般にマルチスタンダードと称され、通信に用いられるネットワークに応じて適切な周波数の無線信号を発生する。すなわち、その周波数は対応する規格によってカバーされる周波数帯域に含まれる。この無線信号は電力増幅器によって増幅され、アンテナシステムによって伝送される。
【０００５】
与えられた周波数帯域内で最適に動作する増幅器は知られている。この理由からして、伝送器は一般にアンテナシステムの上流側に並列に配置された多数の電力増幅器を含む複数の通信ネットワークと通信するのに用いられる。ここで、電力増幅器の数は上述の装置と双方向通信するのに用いられるネットワークの数に等しい。
【０００６】
当該装置が動作モードにあるとき、電力増幅器は原則的には総て無線信号を受信する。しかし、１台の電力増幅器だけは、無線信号の周波数帯域内で適切に増幅された信号を出力することができる。そのため、他の電力増幅器は総て抑止する必要がある。このことは一般に非アクティブとされるべき増幅器入力端に負電圧を印加し、最も適切な電力増幅器の永久的選択を可能とすることによって達成される。負電圧は装置が所定の通信ネットワークを用いなければならない時間区間の間印加される。
【０００７】
かくして周知のマルチスタンダード伝送器は連続負電圧を発生する手段を備えなければならない。この目的のために２つの解決策が適用可能である。第１の解決策は、無線信号のキャリアを増幅し整流することにある。この解決策は、例えばモトローラ社から販売されている回路MRFICO919およびMRFIC819で用いられているのであるが、これは複雑で高価な回路を必要とし、伝送器のコストを大幅に増大させる。
【０００８】
第２の解決策は、例えばモトローラ社の回路MC33169およびMC33170の場合のように、負電圧発生器としてＤＣ−ＤＣコンバータを用いることにある。しかしながら、このコンバータはノイズが大きく、無線信号に寄生成分を混入させないように信号のフィルタリングを必要とする。この種のフィルタリングもまた複雑で高価な構造の使用を必要とする。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
したがって本発明の目的は、上述の欠点を除去するために、無線信号の周波数を含む周波数帯域に対して最適化されていない電力増幅器が連続負電圧の発生を必要とすることなしに抑止され得る伝送器を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、それぞれ周波数が所定の周波数帯域内に含まれる信号を増幅するように最適化された複数の増幅器を備え、信号は情報を交互に伝送し、かつ第１および第２の所定時間幅の間、静止状態にある無線信号伝送器において、それぞれ第１および第２の所定時間幅内におけるアクティブ状態および非アクティブ状態を有する検出信号を出力する検出手段と、検出信号がアクティブ状態にあるとき、抑止信号を出力する制御手段とを備え、抑止信号は、増幅されるべき信号の周波数が含まれる周波数帯域内の増幅を実行するようには最適化されていない増幅器が非アクティブ状態を保つように作用することを特徴とする。
【００１１】
このように構成された伝送器においては、無線信号を増幅するように最適化された増幅器の選択は永久的に行われず、パルス手段によって、すなわち増幅されるべき信号が情報を有効に伝送するときのみ行われる。このことは、他の増幅器を抑止するために連続負電圧を用いる必要がないことを意味する。その代わりに、例えば無線信号自体に基づいて、より容易に発生可能なパルス列を用いる。
【００１２】
本発明は、一つの実施の形態に従い、負電圧パルスを発生する出力端子と、負電圧パルスの時間幅を定義する時間の間周期的にアクティブ状態にある制御信号を入力する入力端子とを備えた負電圧パルス発生器にも関する。負電圧パルス発生器はコンデンサを含み、このコンデンサの一方の端子は負電圧パルス発生器の出力端子に接続され、コンデンサの他方の端子はそれぞれ抵抗および第１のトランジスタの主電流パスを介して第１および第２の電源端子に接続され、第１のトランジスタの導通状態は制御信号によって制御される。
【００１３】
本発明はさらに、複数の増幅器の中から一つの増幅器を選択する方法にも関する。増幅器のそれぞれは伝送する情報の間で交替し、かつ第１および第２の所定の時間幅の間静止状態にある信号を増幅する目的をもって周波数が所定の周波数帯域に含まれる信号を増幅するように最適化され、第１の時間幅の間、増幅されるべき信号の周波数が含まれる周波数帯域内で増幅を実行するようには最適化されていない増幅器を抑止する抑止ステップを含む。
【００１４】
この方法の一つの実施の形態によれば、増幅器は好ましくは入力端子に負電圧パルスを印加することによって抑止され、負電圧パルスの幅は予め定められた第１の時間幅に等しくする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
次に図面を参照して本発明をさらに詳細に説明する。
【００１６】
図１は本発明の一実施形態に従って構成された、無線信号を伝送する伝送器を示す図である。この伝送器は２台の増幅器ＰＡ１およびＰＡ２を有する増幅回路ＰＡＳを備え、一般に無線信号と称される信号Sinを増幅し、アンテナシステムＡＦによって信号Soutとして伝送する。無線信号Sinは処理ユニットＰＵによって発生され、この例では第１または第２の周波数帯域に含まれる周波数を有する。ここの例の場合、伝送器はＧＳＭおよびＤＣＳ１８００規格に従ってネットワークと通信することができる。第１の周波数帯域は８８０〜９１５ＭＨｚであり、第２の周波数帯域は１７１０〜１７９５ＭＨｚである。第１および第２の増幅器ＰＡ１およびＰＡ２はそれぞれ第１および第２の周波数帯域で動作するように最適化されている。
【００１７】
上述の規格によれば、無線信号Sinは伝送する情報の間で交替し、第１および第２の時間幅の中で静止状態にある。ここの例の場合、ＧＳＭ規格によれば、第１の時間幅は０．５７ｍｓであり、第２の時間幅は４．１３ｍｓである。この伝送器は付加的に、それぞれ第１および第２の所定の時間幅内でアクティブ状態および非アクティブ状態を有する検出信号ＡＰを出力する検出手段ＤＥＴを備えている。検出信号ＡＰは、例えば、無線信号Sinが情報を伝送するとき論理レベル「１」であって、情報を伝送しないとき論理レベル「０」である。本発明による他の実施の形態においては、検出手段ＤＥＴは内蔵型の処理ユニットＰＵであってもよい。
【００１８】
伝送器はさらに検出信号ＡＰがアクティブモードにあるとき、すなわち無線信号Sinが情報を伝送しているとき、抑止信号Ｓ１およびＳ２を出力し、第１および第２の増幅器ＰＡ１およびＰＡ２の一方、すなわち無線信号Sinが含まれている周波数帯域内で増幅を実行するようには最適化されていない増幅器を非アクティブのままとする制御手段ＣＮＴを備えている。
【００１９】
この例では、無線信号Sinの周波数帯域は処理ユニットＰＵから出力される信号Ｄ／Ｇの状態によって指示される。かくして、信号Ｄ／Ｇが論理レベル「０」であれば、それは無線信号SinがＤＣＳ１８００規格に従うことを示し、抑止信号Ｓ１のみが負パルスとなって、ＧＳＭ規格に従って信号を増幅する第１の増幅器ＰＡ１を抑止する。
【００２０】
逆に、信号Ｄ／Ｇが論理レベル「１」であれば、それは無線信号SinがＧＳＭ規格に従っており、抑止信号Ｓ２のみが負パルスを提供し、ＤＣＳ１８００規格に従って信号を増幅する第２の増幅器ＰＡ２を抑止する。
【００２１】
図２は本発明の好ましい実施の形態における制御手段ＣＮＴの構成例を示す電気回路結線図である。この制御手段ＣＮＴは負電圧パルスを発生する２組のパルス電圧発生器を含んでいる。各パルス電圧発生器はパルスからなる抑止信号Ｓ１またはＳ２を出力する出力端子、および検出信号ＡＰを入力する入力端子を備えている。抑止信号Ｓ１またはＳ２は、電力増幅を行う増幅器ＰＡ１またはＰＡ２に含まれる少なくとも一つのトランジスタＭ１またはＭ２の制御端子に印加される。
【００２２】
増幅器がＭＯＳ技術を用いて製造される場合は、トランジスタの制御端子はゲートである。もし増幅器がバイポーラ技術を用いて製造される場合は、トランジスタの制御端子はベースである。
【００２３】
各パルス電圧発生器はコンデンサＣ１，Ｃ２を備え、その一方の端子はパルス電圧発生器の出力端子に接続され、他方の端子は抵抗Ｒ２，Ｒ８を介して第１の電源端子ＶＣＣに接続され、第１のトランジスタＱ１の主電流パスを介して回路のアースに接続されている。第１のトランジスタＱ１の導通状態は検出信号ＡＰによって制御される。
【００２４】
各パルス電圧発生器は付加的に第２のトランジスタＱ２，Ｑ３を備え、それらの主電流パスは第１のトランジスタＱ１のそれと直列に配置されている。第２のトランジスタＱ２，Ｑ３の導通状態は選択信号Ｄ／Ｇによって制御される。このことは、このパルス電圧発生器の出力端子が接続される増幅器が最適化される周波数帯域内に増幅されるべき信号の周波数が含まれるとき、非アクティブにされるべき各パルス電圧発生器を上述のようにして可能にする。
【００２５】
この制御手段は次のように動作する。
【００２６】
選択信号Ｄ／Ｇが論理レベル「０」であれば、それは無線信号SinがＤＣＳ１８００規格に従うことを意味し、第１のパルス電圧発生器の第２のトランジスタＱ３がブロックされ、それに対して、第１のパルス電圧発生器の第２のトランジスタＱ２はそのベースが２つの抵抗Ｒ８およびＲ６を介して電源端子ＶＣＣに接続されるので、オン状態になる。
【００２７】
検出信号ＡＰが論理レベル「０」にある限り、第１のトランジスタＱ１はブロック状態にあり、第１および第２のパルス電圧発生器のコンデンサＣ１およびＣ２は、抵抗Ｒ２およびＲ８を介して電源端子ＶＣＣに接続されるので、充電される。
第１の時間幅内に検出信号ＡＰが論理レベル「１」になれば、それは無線信号が情報を伝送していることを示し、その場合、第１のトランジスタＱ１は導通状態になり、第１の増幅器の出力端子に接続されていない、第１のパルス電圧発生器のコンデンサＣ１のアース側端子がアースに接続される。コンデンサＣ１の充電電圧はいまや第１のパルス電圧発生器の出力端子に逆方向に印加され、それによって負電圧パルスからなる抑止信号Ｓ１を発生し、ＧＳＭ規格に従って無線信号を増幅する第１の増幅器ＰＡ１を抑止する。
【００２８】
第２のパルス電圧発生器の第２のトランジスタＱ３がブロックされると、この電圧発生器のコンデンサＣ２が電源端子ＶＣＣに接続された状態を維持し、それによって抑止信号Ｓ２の発生を阻止する。
【００２９】
検出信号ＡＰが再び非アクティブになると、すなわち第２の時間幅中に、第１のトランジスタＱ１がブロック状態になり、第１のパルス電圧発生器のコンデンサＣ１が再び電源端子ＶＣＣの電圧により充電される。そうすると、抑止信号Ｓ１が静止状態に戻り、第１の時間幅全体にわたって負電圧を提供するようになる。
【００３０】
このようにして、選択信号Ｄ／Ｇが論理レベル「０」になると、それは無線信号がＤＣＳ１８００規格に従うことを意味し、ＧＳＭ規格に従う信号を増幅する第１の増幅器ＰＡ１を抑止するために抑止信号Ｓ１のみが負パルスを提供する。
【００３１】
上記と同様にして、選択信号Ｄ／Ｇが論理レベル「１」になると、それは無線信号がＧＳＭ規格に従うことを意味し、ＤＣＳ１８００規格に従う信号を増幅する第２の増幅器ＰＡ２を抑止するために抑止信号Ｓ２のみが負パルスを提供する。
【００３２】
【発明の効果】
本発明によれば、無線信号の周波数を含む周波数帯域に対して最適化されていない電力増幅器が連続負電圧の発生を必要とすることなしに抑止され得る伝送器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による信号伝送器の一実施形態を示す部分ブロック図。
【図２】図１の伝送器を含む制御手段の一実施形態を示す電気回路結線図。
【符号の説明】
ＰＵ 処理ユニット
ＣＮＴ 制御手段
ＤＥＴ 検出手段
ＰＡＳ 増幅回路
ＰＡ１ 第１の増幅器
ＰＡ２ 第２の増幅器
ＡＦ アンテナシステム
Ｓ１，Ｓ２ 抑止信号
ＶＣＣ 電源端子
Ｑ１ 第１のトランジスタ
Ｑ２，Ｑ３ 第２のトランジスタ
Ｃ１〜Ｃ２ コンデンサ
Ｒ１〜Ｒ８ 抵抗
Ｄ／Ｇ 選択信号
ＡＰ 検出信号

Claims (6)

1. 無線信号用の伝送器であって、
   前記伝送器は、複数の増幅器を備え、各増幅器は信号を増幅するために用いられ、前記信号の周波数は所定の周波数範囲に含まれ、前記信号は、所定の第１の時間幅および所定の第２の時間幅の間、交互に、情報を搬送すること及び静止状態にあることを行い、
   前記伝送器は、さらに検出手段と制御手段とを備え、前記検出手段は、前記第１の時間幅および前記第２の時間幅の間、それぞれ、アクティブ状態および非アクティブ状態を有する検出信号を出力し、前記制御手段は、前記検出信号が前記アクティブ状態にあるときにのみ抑止パルス信号を出力し、これにより、信号周波数を含む周波数範囲の増幅に最適化されていない何れの増幅器も非アクティブにする、伝送器。
2. 請求項１に記載の伝送器であって、前記抑止パルス信号は、前記増幅器に含まれるトランジスタの制御端子に印加されるように用いられる負電圧である、伝送器。
3. 請求項２に記載の伝送器であって、前記制御手段は、負電圧パルスを発生する複数の発生器を含み、各発生器は、前記抑止パルス信号を出力する出力端子と、前記検出信号を受信する入力端子とを有し、そして各発生器は一つの容量素子を備え、前記容量素子は、前記発生器の出力端子と結合した一方の端子を有し、他方の端子は、一つの抵抗器を介して第１の電源端子に結合され、かつ、第１のトランジスタの主電流パスを経由して、回路のグランドに結合されており、前記第１のトランジスタの導通は前記検出信号により制御されており、各発生器は、増幅される前記信号の周波数が増幅器の最適化されている周波数範囲に含まれないときに非アクティブにされるように、適合されている、伝送器。
4. 請求項３に記載の伝送器であって、負電圧パルスを発生する各発生器は、一つの第２のトランジスタをさらに備え、前記第２のトランジスタの主電流パスは前記第１のトランジスタの主電流パスと直列に配置されており、前記第２のトランジスタの導通は選択信号により制御され、前記選択信号は、信号の周波数が増幅器の増幅する周波数範囲にないときにアクティブ状態であり、逆に、信号の周波数が増幅器の増幅する周波数範囲にあるときに非アクティブ状態である、伝送器。
5. 複数の増幅器から一つ又はそれ以上の増幅器を選択する方法であって、
   各増幅器は、所定の範囲に含まれる周波数を有する信号を増幅するように構成されており、前記信号は、第１の時間幅と第２の時間幅の間において、交互に、情報を搬送すること及び静止状態にあることを行い、
   前記方法は、前記第１の時間幅の間において、抑止ステップを含み、前記抑止ステップは、前記信号が含まれる前記周波数の範囲で増幅するように最適化されていない、一つ又はそれ以上の増幅器を抑止する方法。
6. 請求項５に記載の方法であって、抑止パルス信号としての負電圧（パルスの存続期間は所定の前記第１の時間幅に等しい）を、前記信号が含まれる前記周波数の範囲で増幅するように最適化されていない何れの増幅器の入力端子にも印加することによって、前記複数の増幅器から、一つ又はそれ以上の増幅器を抑止するステップを、さらに備える方法。

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