JP4276936B2 - 高レベル変調方法および装置 - Google Patents
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Claims (53)
- 電力増幅器を振幅変調するためのシステムであって、
制御入力信号に応答して、前記電力増幅器への直流(DC)電源を調整するように構成された電源調整器回路、
前記電力増幅器への前記DC電源の電流を検出して、検出電流信号を与える電流検出回路、
前記電力増幅器への前記DC電源の電圧を検出して、検出電圧信号を与える電圧検出回路、
振幅変調された波形に対応する振幅入力信号、前記検出電流信号、および前記検出電圧信号を受信して、前記振幅入力信号、前記検出電流信号、および前記検出電圧信号に基づいて、前記電源調整器回路に対して前記制御入力信号を供給するように構成された電源制御回路、
を含むシステム。 - 請求項1に記載のシステムであって、前記電源制御回路は、更に、
前記検出電流信号および前記検出電圧信号の重み付け和を与えるように構成された組合せ回路、および
第1入力に受信された前記検出電流信号と前記検出電圧信号との重み付け和を、第2入力に受信された前記振幅変調された波形とを比較して、前記電源調整器回路への前記制御入力信号として差分値を供給するように構成された比較器、
を含んでいるシステム。 - 請求項1に記載のシステムであって、前記電圧検出回路は前記電源調整器回路の出力へ電気的につながれた導体を含んでおり、また前記電流検出回路は、
前記電源調整器回路と直列の検出抵抗、および
前記検出抵抗の両端間の電圧降下を増幅して、前記検出抵抗を流れる電流に対応する電圧を与える増幅器、
を含んでいるシステム。 - 請求項3に記載のシステムであって、前記組合せ回路は、
前記導体および前記比較器の前記第1入力に直列の第1の抵抗、および
前記検出抵抗の両端間の電圧降下を増幅する前記増幅器および前記比較器の前記第1入力と直列の第2の抵抗、
を含んでいるシステム。 - 請求項1に記載のシステムであって、前記電源制御回路は、更に、
前記検出電流および前記検出電圧の1つを選択するように構成された組合せ回路、および
前記比較器の第1入力に受信される前記検出電流および前記検出電圧のうちの前記選ばれた1つを、前記比較器の第2入力に受信される前記振幅変調された波形と比較して、前記電源調整器回路への前記制御入力信号として差分値を供給するように構成された比較器、
を含んでいるシステム。 - 請求項5に記載のシステムであって、前記電圧検出回路は前記電源調整器回路の出力に電気的につながれた導体を含んでおり、また前記電流検出回路は、
前記電源調整器回路と直列になった検出抵抗、および
前記検出抵抗の両端間の電圧降下を増幅して、前記検出抵抗を流れる電流に対応する電圧を供給する出力を有する増幅器、
を含んでいるシステム。 - 請求項6に記載のシステムであって、前記組合せ回路が、
前記比較器の前記第1入力および、前記検出抵抗の両端間の電圧降下を増幅する前記増幅器の前記出力と直列になって、前記検出抵抗の両端間の電圧降下を増幅する前記増幅器の前記出力が前記比較器の前記第1入力よりも大きい電圧レベルにあるときに、正にバイアスされるようになった第1ダイオード、
前記導体および前記比較器の前記第1入力と直列になって、前記導体が前記比較器の前記第1入力よりも大きい電圧レベルにあるときに、正にバイアスされるようになった第2ダイオード、および
前記振幅入力信号および前記比較器の前記第2入力と直列になって、前記振幅入力信号が前記比較器の前記第2入力よりも大きい電圧レベルにあるときに、正にバイアスされるようになった第3ダイオード、
を含んでいるシステム。 - 請求項7に記載のシステムであって、更に、前記比較器の前記第1および第2入力に付属して動作する2つのブリーダ抵抗を含み、それによって前記第1、第2、および第3ダイオードを順方向にバイアスするようにしたシステム。
- 請求項1に記載のシステムであって、前記電源制御回路は、更に、前記検出電流と前記検出電圧のうちの1つを選択して、前記検出電流と前記検出電圧とのうちの選ばれた前記1つと、前記振幅変調された波形との差分値を、前記電源調整器回路への前記制御入力信号として供給するように構成されているシステム。
- 請求項9に記載のシステムであって、前記電源制御回路は、入力として前記検出電流信号、前記検出電圧信号、および前記振幅変調された波形に対応する信号を有する3入力比較器を含んでいるシステム。
- 請求項1に記載のシステムであって、前記電源調整器回路は、前記電力増幅器に供給される電源と直列のトランジスタを含んでいるシステム。
- 請求項1に記載のシステムであって、前記電源調整器は前記電力増幅器に供給される電源と直列の複数のトランジスタ要素を含んでおり、また前記電流検出回路が前記複数のトランジスタ要素の1つと直列になった1つの検出抵抗を含んでいるシステム。
- 請求項12に記載のシステムであって、前記電流検出回路は、更に、前記複数のトランジスタ要素のサブセットと直列の複数の検出抵抗を含んでおり、前記複数の検出抵抗は、前記電力増幅器に供給される電源と直列になるように切り替えて接続されるようにして、それによって前記複数のトランジスタ要素の1つと前記複数の検出抵抗の対応する1つとが、電源ラインおよび前記電力増幅器に直接つながれた前記トランジスタ要素の別の1つを通る電源ラインと並列になるようにしたシステム。
- 請求項1に記載のシステムであって、前記電流検出回路は、
複数の検出抵抗、
前記複数の検出抵抗の選ばれた1つを前記電源調整器回路と直列に置くスイッチ回路、および
前記複数の検出抵抗の前記選ばれた1つの両端間の電圧降下を増幅して、前記複数の検出抵抗の前記選ばれた1つを流れる電流に対応する電圧を供給する増幅器、
を含んでいるシステム。 - 請求項1に記載のシステムであって、前記電源調整器回路は、前記電力増幅器への電源ラインと直列になった第1トランジスタを含んでおり、また、前記電流検出回路は、
前記電源ラインに付随して動作する第2トランジスタ、
前記第2トランジスタを流れる電流をミラー化する第1電流ミラー回路、および
前記電源制御回路に付随して動作し、前記検出電流に対応する電圧を供給する検出抵抗、
を含んでいるシステム。 - 請求項15に記載のシステムであって、前記電流検出回路は、更に、
前記第2トランジスタと直列の負荷抵抗であって、前記電力増幅器によって提供される負荷に対して予め定められた関係を有する抵抗値を有し、また前記第1電流ミラーが負荷抵抗を流れる電流をミラー化するようになった負荷抵抗、および
前記第1電流ミラー回路および前記検出抵抗に付随して動作する第2電流ミラー回路であって、それによって前記第1電流ミラー回路によってミラー化された電流に比例した電流を前記検出抵抗を通して供給するようにした第2電流ミラー回路、
を含んでいるシステム。 - 請求項16に記載のシステムであって、前記検出抵抗が複数の検出抵抗を含み、前記電流検出回路は、更に、
前記複数の検出抵抗のうちの選ばれた1つを、前記第2電流ミラー回路の出力と電気的につなぐスイッチ回路、
を含んでいるシステム。 - 請求項17に記載のシステムであって、前記第2電流ミラー回路は、更に、前記第1電流ミラー回路によってミラー化される電流を増幅するように構成されているシステム。
- 請求項15に記載のシステムであって、前記第2トランジスタは前記第1トランジスタの一部を含んでいるシステム。
- 請求項1に記載のシステムであって、前記電力増幅器は無線装置の送信機の電力増幅器を含んでいるシステム。
- 請求項1に記載のシステムであって、前記電源調整器回路が前記DC電源および前記電力増幅器と直列の第1トランジスタを含んでおり、
前記電流検出回路は、
前記第1トランジスタの面積に比例する面積を有し、前記制御入力に応答する第2トランジスタ、および
前記第2トランジスタと直列になって、前記第2トランジスタが前記第1トランジスタに比例するのと同じ割合で前記電力増幅器の抵抗値に比例する寸法を有する電流検出抵抗、
を含んでおり、
前記電圧検出回路は、前記第1トランジスタおよび前記電力増幅器につながれた第1端子を有する第1トランジスタを含んでおり、
前記電源制御回路は、
制御入力として前記振幅変調された波形を有する第3トランジスタ、
前記第3トランジスタおよび前記DC電源の第1電圧と直列になった第2抵抗であって、前記第1トランジスタおよび前記第2トランジスタへの制御入力が前記第2抵抗および前記第3トランジスタにつながれるようにした第2抵抗、
前記第3トランジスタおよび前記DC電源の第2電圧と直列になった第3抵抗、
第1端子を前記第1抵抗の第2端子へつながれ、また第2端子を前記第2トランジスタおよび前記検出抵抗につながれた第4抵抗、および
前記第4抵抗の前記第1端子と前記第1抵抗の前記第2端子とにつながれた第1端子と、前記第3トランジスタと前記第3抵抗につながれた第2端子と、を有する第5抵抗、
を含んでいるシステム。 - 請求項1に記載のシステムであって、前記電源制御回路は、前記検出電流信号と前記検出電圧信号との間で選択を行い、前記検出電流信号および前記検出電圧信号のうちの前記選ばれたほうと、前記振幅変調された波形とに基づいて、前記電源調整器回路への前記制御入力信号を提供するように構成されているシステム。
- 請求項22に記載のシステムであって、前記電源調整器回路は、前記DC電源および前記電力増幅器と直列になった第1トランジスタを含んでおり、
前記電流検出回路は、
前記第1トランジスタの面積に比例する面積を有し、前記制御入力に応答する第2トランジスタ、および
前記第2トランジスタと直列になって、前記第2トランジスタが前記第1トランジスタに比例するのと同じ割合で前記電力増幅器の抵抗値に比例する寸法を有する電流検出抵抗、
を含んでおり、
前記電圧検出回路は、前記第1トランジスタの前記出力と前記電力増幅器とにつながれた導体を含んでおり、また
前記電源制御回路は、
制御入力として前記振幅変調された波形を有する第3トランジスタ、
前記第3トランジスタおよび前記DC電源の第1電圧と直列になった第1抵抗であって、前記第1トランジスタおよび前記第2トランジスタへの制御入力が前記第1抵抗および前記第3トランジスタにつながれている第1抵抗、
前記第3トランジスタおよび前記DC電源の第2電圧と直列になった第2抵抗、
前記電圧検出回路につながれた第1スイッチ、
前記電流検出抵抗につながれた第2スイッチ、および
前記第2抵抗および前記第3トランジスタにつながれ、前記第1スイッチの出力および前記第2スイッチの出力と直列になった第3抵抗、
を含んでいるシステム。 - 無線装置の送信機の電力増幅器の振幅変調用回路であって、
振幅変調された波形を持つ振幅変調信号を発生する振幅変調信号発生器、
制御入力信号に応答して、前記送信機電力増幅器への直流(DC)電源を調整する調整器回路、
前記調整されたDC電源の電圧を検出して、電圧フィードバック信号を供給する電圧検出器、
前記送信機電力増幅器が前記調整されたDC電源から引き出す電流を検出して、電流フィードバック信号を供給する電流検出器、
前記電圧フィードバック信号および前記電流フィードバック信号を前記振幅変調信号と比較して、前記制御入力信号を供給する比較器、
を含む回路。 - 請求項24に記載の回路であって、前記比較器は、前記電流フィードバック信号と前記電圧フィードバック信号とを組み合わせて、前記振幅変調信号と比較するための組合せフィードバック信号を生成するように構成された組合せ回路を含んでいる回路。
- 請求項25に記載の回路であって、前記組合せ回路は、前記振幅変調信号と比較するために、前記電圧フィードバック信号と前記電流フィードバック信号との重み付け和を提供するように構成された回路。
- 請求項26に記載の回路であって、前記重み付け和に対する前記電圧フィードバック信号と前記電流フィードバック信号との寄与が、前記送信機電力増幅器に供給される調整されたDC電圧と前記送信機電力増幅器によって引き出される電流との比に対応する比率にした回路。
- 請求項25に記載の回路であって、前記組合せ回路は、前記電圧フィードバック信号が支配的なときは、前記組合せフィードバック信号として前記電圧フィードバック信号を選び、しかも前記電流フィードバック信号が支配的なときは、前記組合せフィードバック信号として前記電流フィードバック信号を選ぶように構成された回路。
- 請求項24に記載の回路であって、前記比較器は3入力と1出力を有しており、入力の2つが第1符号の出力への信号利得を有することを特徴とし、かつ第3の入力が前記第1符号とは逆の符号の出力への利得を有することを特徴とする回路。
- 請求項24に記載の回路であって、前記振幅変調信号発生器は、シグマ・デルタのビット・ストリームで表現される前記振幅変調された波形を持つ振幅変調信号をフィルタリングする低域通過フィルタを含んでいる回路。
- 請求項30に記載の回路であって、前記ビット・ストリームがレベル・シフトされて、2進数“1”値が、前記送信機電力増幅器で利用可能な最大の電源電圧に本質的に等しい電圧レベルを有するようにされる回路。
- 請求項31に記載の回路であって、前記ビット・ストリームがレベル・シフトされて、2進数“0”値が、前記送信機電力増幅器の電源電圧のアース・リターン電位に本質的に等しい電圧レベルを有するようにされる回路。
- 請求項24に記載の回路であって、前記調整器回路は、前記DC電源および前記送信機電力増幅器と直列につながれた電界効果トランジスタを含んでおり、また前記制御入力信号が前記電界効果トランジスタのゲートに供給されるようにした回路。
- 請求項33に記載の回路であって、前記電界効果トランジスタ電極のドレインは前記送信機電力増幅器につながれ、前記電界効果トランジスタのソースは電流検出抵抗を介して前記DC電源につながれている回路。
- 請求項34に記載の回路であって、前記電流検出抵抗の両端間の電圧降下が増幅されて、前記電流フィードバック信号を生成するようにした回路。
- 請求項34に記載の回路であって、前記電界効果トランジスタが多重ソース電界効果トランジスタを含んでおり、しかも前記電流検出抵抗につながれた前記多重ソース電界効果トランジスタのソースが前記電界効果トランジスタの第1部分に対応し、前記電界効果トランジスタの第2ソースが前記電界効果トランジスタの残りの部分に対応して前記DC電源につながれている回路。
- 請求項34に記載の回路であって、前記電流検出抵抗はスイッチによって選ばれて差分抵抗値を提供することにより、前記電圧フィードバック信号に対する前記電流フィードバック信号の相対的重み付けを変化させるようにした回路。
- 請求項33に記載の回路であって、前記電界効果トランジスタは、前記DC電源につながれたソース電極と前記送信機電力増幅器につながれたドレイン電極とを有し、前記電力増幅器に対して調整されたDC電源を供給するようにした回路。
- 請求項38に記載の回路であって、前記電界効果トランジスタは少なくとも2つのドレイン電極を有し、しかも前記ドレイン電極の第1のものは前記電界効果トランジスタの第1部分に対応すると共に、前記ドレイン電極の第2のものは前記電界効果トランジスタの残りの部分に対応するようにした回路。
- 請求項39に記載の回路であって、前記第2ドレイン電極が電流検出抵抗につながれて前記電流フィードバック信号を供給するようにした回路。
- 請求項40に記載の回路であって、前記電流検出抵抗がスイッチによって異なる抵抗値に選ばれることによって、前記電流フィードバック信号の前記電圧フィードバック信号に対する相対的重み付けを変化させるようにした回路。
- 請求項39に記載の回路であって、更に、
前記電界効果トランジスタの第1部分の第2部分に対する比に等しく、前記送信機電力増幅器の等価なDC電源負荷抵抗に対する比に対応する値を有する抵抗、および
電流ミラー回路であって、前記電界効果トランジスタの前記第2ドレイン電極が前記抵抗を介して前記電流ミラー回路につながれている電流ミラー回路、
を含む回路。 - 請求項42に記載の回路であって、更に、スイッチで選択される複数の電流検出抵抗を含み、また前記電流ミラー回路が、前記スイッチで選択される電流検出抵抗の選ばれたものに出力電流を供給して、前記電圧フィードバック信号に相対的に選択可能な重み付けを行った電流フィードバック信号を提供するようにした回路。
- 電力増幅器を振幅変調するための方法であって、
前記電力増幅器に供給される電流を検出して、検出電流値を与える工程、
前記電力増幅器に供給される電圧を検出して、検出電圧値を与える工程、
振幅変調された波形に対応する入力信号を受信する工程、
前記検出電流値と前記電圧検出値とを組み合わせることによって、組合せ値を与える工程;および
前記電力増幅器に電力を供給する直流(DC)電源を、前記組合せ値および前記振幅変調された波形に基づいて制御する工程;
を含む方法。 - 請求項44に記載の方法であって、前記検出電流値と前記検出電圧値とを組み合わせて組合せ値を提供する工程は、前記検出電流値と前記検出電圧値とを加算する工程を含んでいる方法。
- 請求項46に記載の方法であって、前記検出電流値および前記検出電圧値が加算の前に重み付けされる方法。
- 請求項44に記載の方法であって、前記検出電流値と前記検出電圧値とを組み合わせて組合せ値を提供する工程が、前記組合せ値として、前記検出電圧値と前記検出電流値の1つを選択する工程を含んでいる方法。
- 請求項47に記載の方法であって、前記検出電流値と前記検出電圧値の大きいほうが前記組合せ値として選ばれる方法。
- 請求項44に記載の方法であって、前記電力増幅器に電力を供給する直流(DC)電源を、前記組合せ値および前記振幅変調された波形に基づいて制御する工程は、
前記組合せ値と前記振幅変調された波形との間の差分を決定する工程、および
前記決定された差分に基づいて、前記電力増幅器に供給される電圧を制御する工程、
を含んでいる方法。 - 送信機の電力増幅器を振幅変調するための方法であって、
前記電力増幅器に供給される電源電圧に対する引き出される電流の比が、予め決められた比よりも大きいときに、前記電力増幅器によって引き出される電流を変調する工程、および
前記電源電圧に対する引き出される電流の比が前記予め決められた比よりも小さいときに、前記電力増幅器に供給される電源電圧を変調する工程、
を含む方法。 - 請求項50に記載の方法であって、更に、
前記送信機を動作させるための電力出力レベルを選択する工程、および
前記選ばれた電力出力レベルに基づいて、前記予め決められた比を変化させる工程、
を含む方法。 - 電力増幅器を振幅変調するためのシステムであって、
前記電力増幅器に供給される電流を検出して、検出電流値を与えるための手段、
前記電力増幅器に供給される電圧を検出して、検出電圧値を与えるための手段、
振幅変調された波形に対応する入力信号を受信するための手段、
前記検出電流値と前記検出電圧値とを組み合わせて、組合せ値を与えるための手段、および
前記電力増幅器に電力を供給する直流(DC)電源を、前記組合せ値および前記振幅変調された波形に基づいて制御するための手段、
を含むシステム。 - 送信機の電力増幅器を振幅変調するためのシステムであって、
前記電力増幅器に供給される電源電圧に対する引き出される電流の比が予め決められた比よりも大きいときに、前記電力増幅器によって引き出される電流を変調するための手段、および
前記電源電圧に対する引き出される電流の比が前記予め決められた比よりも小さいときに、前記電力増幅器に供給される電源電圧を変調するための手段、
を含むシステム。
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