JP4614274B2 - Mobile phone terminal - Google Patents

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本発明は、携帯電話端末、特にその送信装置に用いて好適な電力増幅装置に関する。 The present invention is portable telephone terminal, in particular regarding the preferred power amplification device using its transmitting device.

第3世代と呼ばれる携帯電話サービスがほぼ普及しつつある現在、これに更に高速通信を可能とするサービスが付加されつつある。無線送信部に使用される電力増幅装置に課せられた課題がますますクローズアップされ、従来にはない多くの性能を要求されるようになっている。   At present, mobile phone services called third generation are becoming more widespread, and services that enable higher-speed communication are being added. The issues imposed on the power amplifying apparatus used in the wireless transmission unit are increasingly being close-up, and many unprecedented performances are required.

新しい携帯電話の普及により、高速通信を利用した多くのアプリケーション機能が商用化されつつある。ここでは、端末からの送信データが高速になっている。高速通信では、通常コード多重が行われ、その結果、ピークファクタが増加し、隣接歪みすなわち隣接チャネル漏洩電力比(ACPR:Adjacent Channel Power Ratio)を悪化させる。   With the spread of new mobile phones, many application functions using high-speed communication are being commercialized. Here, transmission data from the terminal is high speed. In high-speed communication, normal code multiplexing is performed, and as a result, the peak factor increases, and adjacent distortion, that is, adjacent channel leakage power ratio (ACPR) deteriorates.

一方、高容量の電池が必要で、従来の炭素電極系電池に代わる合金電極電池が注目されている。この両者の特性の違いを図5に示す。炭素電極電池は放電電圧がほぼ3.5Vの一定値を保持し、使いやすいが、現状ではその容量は理論限界に達しており、増加は困難である。   On the other hand, high-capacity batteries are required, and alloy electrode batteries that replace conventional carbon electrode batteries are attracting attention. The difference in characteristics between the two is shown in FIG. The carbon electrode battery has a constant discharge voltage of approximately 3.5 V and is easy to use, but at present the capacity has reached the theoretical limit and is difficult to increase.

一方、合金電極電池では、その容量は最大50%もの増加が見込まれ有望であるが、放電電圧が徐々に低下し、約2.7Vにまで低下する。現在、携帯電話端末に使用する電力増幅装置(PA)は、電源電圧3.5Vを要するので、図5の合金電極電池は使えない。2.7Vで動作できる電力増幅装置を使用する場合、電池電圧の低いところで特性を満足するような設計を行う必要があるため、電圧の高いところでは効率が大きく低下する。そこで、降圧DC−DCコンバータを使う必要が生じる。   On the other hand, in an alloy electrode battery, the capacity is expected to increase by up to 50%, which is promising, but the discharge voltage gradually decreases to about 2.7V. At present, a power amplifier (PA) used for a mobile phone terminal requires a power supply voltage of 3.5 V, so the alloy electrode battery of FIG. 5 cannot be used. When using a power amplifying device that can operate at 2.7 V, it is necessary to perform a design that satisfies the characteristics when the battery voltage is low, and the efficiency is greatly reduced when the voltage is high. Therefore, it is necessary to use a step-down DC-DC converter.

本発明はこのような背景においてなされたものであり、その目的は、効率を低下させることなく、かつ降圧DC−DCコンバータを用いることなく、比較的高い電池電圧と比較的低い電池電圧のいずれにも柔軟に対応できる携帯電話端末および電力増幅装置を提供することにある。   The present invention has been made in such a background, and the object of the present invention is to achieve either a relatively high battery voltage or a relatively low battery voltage without reducing efficiency and without using a step-down DC-DC converter. Is to provide a mobile phone terminal and a power amplifying device which can be flexibly adapted.

本発明は、電池で動作する、無線信号を送信するための送信装置と、この送信装置の動作を制御する制御手段とを備えた携帯電話端末であって、前記送信装置は、送信信号を増幅する電力増幅装置を含み、この電力増幅装置は、送信対象の信号を増幅する増幅器と、この増幅器の負荷として第1インピーダンスおよび第2インピーダンスを切り替える可変インピーダンス負荷回路とを有し、前記制御手段は、前記電池の電圧を監視し、この電池電圧が所定の閾値以上のときは前記第1のインピーダンスを選択し、所定の閾値より低下したときは前記第2のインピーダンスを選択するよう前記可変インピーダンス負荷回路を制御する。   The present invention is a mobile phone terminal including a transmission device for transmitting a radio signal, which is operated by a battery, and a control means for controlling the operation of the transmission device, wherein the transmission device amplifies the transmission signal. The power amplifying apparatus includes an amplifier that amplifies a signal to be transmitted, and a variable impedance load circuit that switches between a first impedance and a second impedance as a load of the amplifier, and the control unit includes: The variable impedance load monitors the voltage of the battery, selects the first impedance when the battery voltage is equal to or higher than a predetermined threshold, and selects the second impedance when the battery voltage falls below the predetermined threshold. Control the circuit.

前記増幅器の負荷として前記制御手段によりインピーダンスを切り替えることができる前記可変インピーダンス負荷回路を用いることにより、効率を低下させることなく、かつ降圧DC−DCコンバータを用いることなく、比較的高い電池電圧と比較的低い電池電圧のいずれにも柔軟に対応することが可能となる。   Compared with a relatively high battery voltage without reducing efficiency and using a step-down DC-DC converter by using the variable impedance load circuit capable of switching the impedance by the control means as a load of the amplifier It is possible to flexibly cope with any low battery voltage.

好ましくは、前記第1インピーダンスは所定の高電池電圧レベルで出力および効率が共に最大となるようなインピーダンスであり、前記第2インピーダンスは所定の低電池電圧レベルで出力および効率が共に最大となるようなインピーダンスである。   Preferably, the first impedance is an impedance that maximizes both output and efficiency at a predetermined high battery voltage level, and the second impedance is such that both output and efficiency are maximized at a predetermined low battery voltage level. Impedance.

電池電圧が前記所定の高電池電圧レベルに対応する電圧範囲内にあっても、前記送信装置の動作モードが所定の動作モードにあるとき、前記可変インピーダンス負荷回路を前記第2インピーダンスに切り替えるようにしてもよい。これにより、所定の動作モードに対してのみ動作条件を変えて、当該動作モードに適した電力増幅動作を行わせることができる。   Even if the battery voltage is within a voltage range corresponding to the predetermined high battery voltage level, the variable impedance load circuit is switched to the second impedance when the operation mode of the transmitter is in the predetermined operation mode. May be. As a result, it is possible to change the operation condition only for a predetermined operation mode and perform a power amplification operation suitable for the operation mode.

前記増幅器は、例えば、入力信号を第1の整合回路を介してゲート端子に受ける第1のソース接地FETと、この第1のソース接地FETのドレイン端子に出力される信号を第2の整合回路を介してゲート端子に受ける第2のソース接地FETとを有し、前記第1および第2のソース接地FETのドレイン端子は各々コイルまたは所定長の伝送線路を介して前記電池に接続される構成である。   For example, the amplifier has a first source grounded FET that receives an input signal at the gate terminal via the first matching circuit, and a signal output to the drain terminal of the first source grounded FET in the second matching circuit. And a drain terminal of each of the first and second source grounded FETs connected to the battery via a coil or a transmission line having a predetermined length. It is.

本発明による他の携帯電話端末は、選択的に第1の動作モードおよび第2の動作モードで動作する、無線信号を送信するための送信装置と、この送信装置の動作を制御する制御手段とを備えた携帯電話端末であって、前記送信装置は、送信信号を増幅する電力増幅装置を含み、この電力増幅装置は、送信対象の信号を増幅する増幅器と、この増幅器の負荷として第1インピーダンスおよび第2インピーダンスを切り替える可変インピーダンス負荷回路とを有し、前記制御手段は、前記動作モードに応じて前記第1のインピーダンスまたは前記第2のインピーダンスを選択するよう前記可変インピーダンス負荷回路を制御する。前記制御手段は、動作モードに応じて前記第1のインピーダンスまたは前記第2のインピーダンスを選択することにより、個々の動作モードに適した電力増幅動作を行わせることができる。   Another mobile phone terminal according to the present invention includes a transmitter for transmitting a radio signal selectively operating in the first operation mode and the second operation mode, and control means for controlling the operation of the transmitter. The transmission device includes a power amplification device that amplifies a transmission signal. The power amplification device includes an amplifier that amplifies a signal to be transmitted and a first impedance as a load of the amplifier. And a variable impedance load circuit for switching the second impedance, and the control means controls the variable impedance load circuit to select the first impedance or the second impedance according to the operation mode. The control means can perform a power amplification operation suitable for each operation mode by selecting the first impedance or the second impedance according to the operation mode.

本発明による電力増幅装置は、信号を増幅する増幅器と、この増幅器の負荷として第1インピーダンスおよび第2インピーダンスを切り替える可変インピーダンス負荷回路とを有し、前記第1インピーダンスは所定の高電池電圧レベルで出力および効率が共に最大となるようなインピーダンスであり、前記第2インピーダンスは所定の低電池電圧レベルで出力および効率が共に最大となるようなインピーダンスであり、外部からの切替信号に基づいて前記可変インピーダンス負荷回路の第1および第2のインピーダンスの切替を行うことを特徴とする。   A power amplifying device according to the present invention includes an amplifier that amplifies a signal, and a variable impedance load circuit that switches a first impedance and a second impedance as a load of the amplifier, and the first impedance is at a predetermined high battery voltage level. The impedance is such that both the output and the efficiency are maximum, and the second impedance is an impedance that maximizes both the output and the efficiency at a predetermined low battery voltage level, and is variable based on a switching signal from the outside. The first and second impedances of the impedance load circuit are switched.

本発明の携帯電話端末は、負荷回路のインピーダンスを切り替えることにより、降圧DC−DCコンバータを用いることなく、例えば合金電極電池のような電池において、電池電圧が高い場合と低い場合の両方に対して高効率で対応することができる。その結果、装置コストを増加させることなく、電池の1回の充電で電力増幅装置を使用できる時間を延ばすことができる。   The cellular phone terminal of the present invention switches the impedance of the load circuit so that the battery voltage is high and low in a battery such as an alloy electrode battery without using a step-down DC-DC converter. It can respond with high efficiency. As a result, it is possible to extend the time during which the power amplifying device can be used by charging the battery once without increasing the device cost.

また、所定の動作モードにあるときには、電池電圧が高電池電圧レベルに対応する電圧範囲内にあっても可変インピーダンス負荷回路を低電圧レベル用の第2インピーダンスに切り替えることにより、例えばHSDPAのような動作モードに適した電力増幅動作を行うことができる。   Further, when in a predetermined operation mode, even if the battery voltage is within the voltage range corresponding to the high battery voltage level, the variable impedance load circuit is switched to the second impedance for the low voltage level, for example, HSDPA A power amplification operation suitable for the operation mode can be performed.

以下、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail.

図1は、本発明による電力増幅装置の概略構成を、その制御部とともに示した図である。電力増幅装置100は、通常、変調処理部(図示せず)につながる入力端子INに接続された増幅器102、この増幅器102の出力を受けるインピーダンス可変負荷回路130を有し、このインピーダンス可変負荷回路130の出力が出力端子OUTとなる。出力端子OUTは通常、アンテナ共用器(図示せず)に接続される。増幅器102には電池108からの電圧Vddが印加される。インピーダンス可変負荷回路130は、制御部112からの切替制御信号112aに従って、そのインピーダンスが第1インピーダンスと第2インピーダンスの間で切り替えられる。制御部112は、電池108の電圧Vddを閾値判定する電圧監視部112a、通信モード等の送信装置の動作モードを判定するモード判定部112b、ならびに、電圧監視部112aおよびモード判定部112bの出力に応じて所定のレベルを有する切替信号112dを生成する切替信号生成部112cを含む。モード判定部112bは本実施の形態ではユーザによる操作部の操作に応じて選択された通信モードがHSDPA(High Speed Downlink Packet Access)であるか否かを判定する。制御部112の具体的な動作については後述する。   FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a power amplifying apparatus according to the present invention together with its control unit. The power amplifying apparatus 100 normally includes an amplifier 102 connected to an input terminal IN connected to a modulation processing unit (not shown), and an impedance variable load circuit 130 that receives the output of the amplifier 102. The impedance variable load circuit 130 Is the output terminal OUT. The output terminal OUT is usually connected to an antenna duplexer (not shown). A voltage Vdd from the battery 108 is applied to the amplifier 102. The impedance variable load circuit 130 is switched between the first impedance and the second impedance according to the switching control signal 112a from the control unit 112. The control unit 112 outputs to the output of the voltage monitoring unit 112a that determines the threshold value of the voltage Vdd of the battery 108, the mode determination unit 112b that determines the operation mode of the transmission device such as the communication mode, and the voltage monitoring unit 112a and the mode determination unit 112b. In response, a switching signal generator 112c that generates a switching signal 112d having a predetermined level is included. In the present embodiment, mode determination unit 112b determines whether or not the communication mode selected in accordance with the operation of the operation unit by the user is HSDPA (High Speed Downlink Packet Access). Specific operation of the control unit 112 will be described later.

図2に、図1の電力増幅装置100の第1の構成例を示す。図1に示したと同様の構成要素には同じ参照番号を付してある。   FIG. 2 shows a first configuration example of the power amplifying apparatus 100 of FIG. Components similar to those shown in FIG. 1 are given the same reference numerals.

まず、構成を説明する。増幅器102は、入力端子INからの入力信号を受ける整合回路101、この整合回路101の出力をゲート端子に受けるソース接地の第1のFET103、このFET103のドレイン端子に一端が接続された整合回路104、この整合回路104の他端がゲート端子に接続された第2のソース接地FET105、第1および第2のFET103,105のドレイン端子と電池108との間にそれぞれ接続されたコイル106,107とにより構成される。コイルの代わりに所定長(信号の1/4波長)の伝送線路を用いてもよい。   First, the configuration will be described. The amplifier 102 includes a matching circuit 101 that receives an input signal from an input terminal IN, a first-source FET 103 that receives the output of the matching circuit 101 at a gate terminal, and a matching circuit 104 that has one end connected to the drain terminal of the FET 103. The other ends of the matching circuit 104 are connected to the gate terminal of the second source grounded FET 105, the drain terminals of the first and second FETs 103 and 105, and the coils 106 and 107 connected to the battery 108, respectively. Consists of. A transmission line having a predetermined length (1/4 wavelength of the signal) may be used instead of the coil.

インピーダンス可変負荷回路130は、一端が第2のFET105のドレイン端子に接続された第1の負荷回路109(ML11)と、この第1の負荷回路109の他端に接続された第2の負荷回路110(ML12)と、両負荷回路の接続点と第2の負荷回路110の他端にそれぞれ入力端子111a,111bが接続された2入力1出力のスイッチ回路111とにより構成され、スイッチ回路111の出力端子111cがこの増幅装置100の出力端子OUTとなる。   The variable impedance load circuit 130 includes a first load circuit 109 (ML11) having one end connected to the drain terminal of the second FET 105, and a second load circuit connected to the other end of the first load circuit 109. 110 (ML12), a connection point between both load circuits, and a two-input one-output switch circuit 111 having input terminals 111a and 111b connected to the other end of the second load circuit 110, respectively. The output terminal 111c becomes the output terminal OUT of the amplification device 100.

図3に、インピーダンス可変負荷回路130の具体的な回路構成例を示す。この例では、負荷回路109は、インピーダンス可変負荷回路130の入力端子に一端を接続されたコイル109aと、この他端に一端が接続され他端が接地されたキャパシタ109bからなるLC回路で構成される。負荷回路110についても同様にコイル110aとキャパシタ110bからなるLC回路で構成される。   FIG. 3 shows a specific circuit configuration example of the variable impedance load circuit 130. In this example, the load circuit 109 is composed of an LC circuit including a coil 109a having one end connected to the input terminal of the variable impedance load circuit 130, and a capacitor 109b having one end connected to the other end and the other end grounded. The Similarly, the load circuit 110 is composed of an LC circuit including a coil 110a and a capacitor 110b.

この電力増幅装置は、前記スイッチ回路111により第2のFET105の負荷インピーダンスが第1インピーダンス(ML11)の場合と第2インピーダンス(ML11+ML12)の場合の2通りに分かれる。この両方の場合について、第2のFET105のドレイン端から見えるインピーダンスを図4のスミスチャート上に示す。 This power amplifying device is divided into two types according to the switch circuit 111, when the load impedance of the second FET 105 is the first impedance (ML11) and when the load impedance is the second impedance (ML11 + ML12). For both cases, the impedance seen from the drain end of the second FET 105 is shown on the Smith chart of FIG.

第1インピーダンス(ML11)および第2インピーダンス(ML11+ML12)の好ましい数値例は、それぞれ次のとおりである。
ML11: (13±5)+j(11±4)
ML11+ML12: (5±2)+j(2±2)
Preferable numerical examples of the first impedance (ML11) and the second impedance (ML11 + ML12) are as follows, respectively.
ML11: (13 ± 5) + j (11 ± 4)
ML11 + ML12: (5 ± 2) + j (2 ± 2)

この2通りの負荷について、電池電圧Vdd=2.7VとVdd=3.5Vの場合を考え、次の3つの状態を定義する。
状態A:負荷ML11+ML12、Vdd=2.7V
状態B:負荷ML11、Vdd=3.5V
状態C:負荷ML11+ML12、Vdd=3.5V
With respect to these two types of loads, the following three states are defined by considering the case where the battery voltage Vdd = 2.7V and Vdd = 3.5V.
State A: Load ML11 + ML12, Vdd = 2.7V
State B: Load ML11, Vdd = 3.5V
State C: Load ML11 + ML12, Vdd = 3.5V

これらの各状態は次のような特性を示す。状態Aは、Vdd=2.7Vでの出力、効率共に最大となる、即ちVdd=2.7Vでの最適状態である。   Each of these states exhibits the following characteristics. The state A is the optimum state in which both the output and efficiency at Vdd = 2.7V are maximized, that is, Vdd = 2.7V.

状態Bは、Vdd=3.5Vで出力、効率共に最大となる、即ちVdd=3.5Vでの最適状態である。   The state B is the optimum state in which both the output and the efficiency become maximum when Vdd = 3.5V, that is, Vdd = 3.5V.

状態CはVdd=2.7Vでの最適状態でVdd=3.5Vにした状態である。   State C is an optimum state with Vdd = 2.7V and Vdd = 3.5V.

図6に、これら3つの状態での入力電力と出力電力との関係を表す入出力特性を示す。状態AとBとはほぼ同じ特性を示している。図示していないが、両者の効率も同じである。これは、Vdd=3.5VとVdd=2.7Vとで、効率を保ったまま電源電圧の低下を可能としていることを示す。状態Cは、Vdd=2.7Vでの最適負荷のまま、Vdd=3.5Vで動作させており、当然効率は劣化するが、飽和出力が増加している。   FIG. 6 shows input / output characteristics representing the relationship between input power and output power in these three states. States A and B show almost the same characteristics. Although not shown, the efficiency of both is the same. This indicates that Vdd = 3.5V and Vdd = 2.7V make it possible to reduce the power supply voltage while maintaining efficiency. In the state C, the optimum load at Vdd = 2.7V is maintained and the operation is performed at Vdd = 3.5V. Naturally, the efficiency is deteriorated, but the saturated output is increased.

使用する携帯電話端末の条件により、制御部112で以上の3つの状態を選択して、電力増幅装置100を適正に動作させることができる。   Depending on the conditions of the mobile phone terminal to be used, the control unit 112 can select the above three states so that the power amplifying apparatus 100 can be appropriately operated.

より具体的には、まず、いわゆるFOMA端末でのHSDPA対応端末の場合を考える。電源を供給する電池は終止電圧3.5Vのものを使用する。通常のHSDPAでない動作では、状態Bを用いる。これは、Vdd=3.5Vで最大効率で動作させ電流消費を節約するためである。HSDPAのモードで送信する場合は、スイッチ回路111を切り替え、状態Cにする。HSDPAではピークファクタが大きいので、歪みの仕様を満足するために、飽和出力の高い状態で動作させるためである。なお、HSDPAでのVdd=2.7V動作はここでは考慮しない。   More specifically, first consider the case of a HSDPA compatible terminal in a so-called FOMA terminal. Use a battery with a final voltage of 3.5V to supply power. For operations other than normal HSDPA, state B is used. This is to save current consumption by operating at maximum efficiency at Vdd = 3.5V. When transmitting in the HSDPA mode, the switch circuit 111 is switched to the state C. This is because HSDPA has a large peak factor, and is operated in a state of high saturation output in order to satisfy the distortion specification. Note that Vdd = 2.7V operation in HSDPA is not considered here.

次に、長寿命型電池を使用する場合を考える。既に述べたが図5に示すような合金電極電池を用いる場合、容量増加の代償として終止電圧が2.7V程度まで低下する。このような用途では電力増幅装置もVdd=2.7V動作が必要になる。図5の合金電極電池では、充電初期はVdd=4.2Vと高いので、ここでは状態Bで動作させる。電池電圧が低下してVdd<3.5Vとなったら、スイッチ回路111を切り替えて状態Aとし、低電圧で出力、効率共に最適な条件となるように設定する。   Next, consider the case of using a long-life battery. As described above, when the alloy electrode battery as shown in FIG. 5 is used, the end voltage decreases to about 2.7 V as a price for the increase in capacity. In such applications, the power amplifying device also needs to operate at Vdd = 2.7V. In the alloy electrode battery of FIG. 5, since the initial charge is as high as Vdd = 4.2 V, the battery is operated in the state B here. When the battery voltage decreases and Vdd <3.5 V, the switch circuit 111 is switched to state A, and the output and efficiency are set to be optimal conditions at a low voltage.

以上の動作に対して、CDMA2000およびW−CDMA(FOMA)のHSDPA変調信号を適用した場合の隣接歪みの実測値を表1に示す。いずれも規格値を十分満足している。   Table 1 shows measured values of adjacent distortion when CDMA2000 and W-CDMA (FOMA) HSDPA modulation signals are applied to the above operation. Both satisfy the standard value.

Figure 0004614274
Figure 0004614274

次に、図7に図1の電力増幅装置100の第2の構成例を示す。図2に示したと同様の構成要素には同じ参照番号を付し、重複した説明は省略する。図2と異なる点は、負荷回路の内部構成である。図2の負荷回路130に対して図7の負荷回路130aは類似しているが、スイッチ回路111の入力端子111bに対して別のスイッチ回路114を追加している。このスイッチ回路114の一端114aはスイッチ回路111の入力端子111bに接続され、他端114bは接地される。スイッチ回路111とスイッチ回路114とは、制御部112からの切替制御信号112dに応じて連動して切替制御される。この例では、スイッチ回路111の可動接点が入力端子111aに接続されるとき、第2の負荷回路110の出力端子を接地するようにスイッチ回路114がオンする(導通する)ように、制御される。これにより、負荷回路110の一方の端子が開放されたときに、負荷回路130aのインピーダンスの不安定を生じることを防いでいる。状態Aと状態Bとは、図2の場合と同じである。   Next, FIG. 7 shows a second configuration example of the power amplifying apparatus 100 of FIG. Constituent elements similar to those shown in FIG. 2 are given the same reference numerals, and redundant descriptions are omitted. The difference from FIG. 2 is the internal configuration of the load circuit. Although the load circuit 130a in FIG. 7 is similar to the load circuit 130 in FIG. 2, another switch circuit 114 is added to the input terminal 111b of the switch circuit 111. One end 114a of the switch circuit 114 is connected to the input terminal 111b of the switch circuit 111, and the other end 114b is grounded. The switch circuit 111 and the switch circuit 114 are switched in conjunction with each other in accordance with a switching control signal 112d from the control unit 112. In this example, when the movable contact of the switch circuit 111 is connected to the input terminal 111a, the switch circuit 114 is controlled to be turned on (conductive) so as to ground the output terminal of the second load circuit 110. . This prevents the impedance of the load circuit 130a from becoming unstable when one terminal of the load circuit 110 is opened. State A and state B are the same as in FIG.

図8に、図1の電力増幅装置100の第3の構成例を示す。図7に示したと同様の構成要素には同じ参照番号を付し、重複した説明は省略する。図7と異なる点は、負荷回路の内部構成である。図7の負荷回路130aに対して図8の負荷回路130bは類似しているが、第2の負荷回路110の出力端をそのまま増幅装置100の出力端子OUTとし、第1の負荷回路(ML31)および第2の負荷回路110(ML32)の接続点をスイッチ回路114の一端114aに接続し、スイッチ回路114の他端114bを第3の負荷回路115(ML33)を介して接地している。状態Aと状態Bとは、スイッチ回路114を切り替えることで実現する。この第3の構成例では、第1、第2の構成例に比べて、第2のFET105と出力端子OUTとの間にスイッチ回路が直接的に挿入されることがないので、信号損失が少ないという効果が得られる。   FIG. 8 shows a third configuration example of the power amplifying apparatus 100 of FIG. Constituent elements similar to those shown in FIG. 7 are given the same reference numerals, and redundant descriptions are omitted. The difference from FIG. 7 is the internal configuration of the load circuit. Although the load circuit 130b of FIG. 8 is similar to the load circuit 130a of FIG. 7, the output terminal of the second load circuit 110 is directly used as the output terminal OUT of the amplifier 100, and the first load circuit (ML31). The connection point of the second load circuit 110 (ML32) is connected to one end 114a of the switch circuit 114, and the other end 114b of the switch circuit 114 is grounded via the third load circuit 115 (ML33). State A and state B are realized by switching the switch circuit 114. In the third configuration example, the switch circuit is not directly inserted between the second FET 105 and the output terminal OUT as compared with the first and second configuration examples, so that the signal loss is small. The effect is obtained.

図9は、本発明の電力増幅装置を用いることができる携帯電話端末900のハードウェア構成の概略を示すブロック図である。この携帯電話端末900は、携帯電話端末に特有の要素として、アンテナ901、アンテナ共用器902、送受信処理部903、変復調処理部905、データ処理部907、音声入出力処理部909、スピーカ910、およびマイク912を備える。携帯電話端末900は、また、これらの各要素を制御するCPU,ROM等を含む制御部925(図1の制御部112に対応)、この制御部925により作業領域やデータの一時記憶領域として利用されるメモリ927、ユーザインタフェースとして機能する表示部920、上記各種操作キーに対応する操作部923を備える。本発明の電力増幅装置100は送受信処理部903内に位置する。   FIG. 9 is a block diagram showing an outline of a hardware configuration of a mobile phone terminal 900 that can use the power amplifying apparatus of the present invention. This mobile phone terminal 900 includes an antenna 901, an antenna duplexer 902, a transmission / reception processing unit 903, a modulation / demodulation processing unit 905, a data processing unit 907, a voice input / output processing unit 909, a speaker 910, and the like. A microphone 912 is provided. The cellular phone terminal 900 also includes a control unit 925 (corresponding to the control unit 112 in FIG. 1) that includes a CPU, a ROM, and the like that control these elements, and is used as a work area and a temporary storage area for data by the control unit 925 A display unit 920 functioning as a user interface, and an operation unit 923 corresponding to the various operation keys. The power amplifying apparatus 100 of the present invention is located in the transmission / reception processing unit 903.

以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、上記で言及した以外にも種々の変形、変更を行うことが可能である。   The preferred embodiments of the present invention have been described above, but various modifications and changes other than those mentioned above can be made.

本発明による電力増幅装置の概略構成を、その制御部とともに示した図である。It is the figure which showed schematic structure of the power amplifier by this invention with the control part. 図1の電力増幅装置の第1の構成例を示す図である。It is a figure which shows the 1st structural example of the power amplification apparatus of FIG. 図1、図2内に示したインピーダンス可変負荷回路の具体的な回路構成例を示す図である。It is a figure which shows the specific circuit structural example of the impedance variable load circuit shown in FIG. 1, FIG. 図3内に示した負荷回路のインピーダンス特性を示すスミスチャートである。It is a Smith chart which shows the impedance characteristic of the load circuit shown in FIG. 炭素電極系電池と合金電極電池の特性の違いを表すグラフである。It is a graph showing the difference in the characteristic of a carbon electrode system battery and an alloy electrode battery. 本発明の実施の形態にける3つの状態での入力電力と出力電力との関係を表す入出力特性を示すグラフである。It is a graph which shows the input-output characteristic showing the relationship between the input power and output power in three states in embodiment of this invention. 図1の電力増幅装置の第2の構成例を示す図である。It is a figure which shows the 2nd structural example of the power amplification apparatus of FIG. 図1の電力増幅装置の第3の構成例を示す図である。It is a figure which shows the 3rd structural example of the power amplification apparatus of FIG. 本発明の電力増幅装置を用いることができる携帯電話端末のハードウェア構成の概略を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the outline of the hardware constitutions of the mobile telephone terminal which can use the power amplifier of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

100…電力増幅装置、101…整合回路、102…増幅器、103…ソース接地FET、104…整合回路、106,107…コイル、108…電池、109…負荷回路、110…負荷回路、111…スイッチ回路、112…制御部、112a…電圧監視部、112b…モード判定部、112c…切替信号生成部、112d…切替制御信号、114…スイッチ回路、115…負荷回路、130…インピーダンス可変負荷回路、130a,130b…負荷回路、900…携帯電話端末 DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... Power amplifier 101 ... Matching circuit 102 ... Amplifier 103 ... Common source FET 104 ... Matching circuit 106, 107 ... Coil 108 ... Battery 109 ... Load circuit 110 ... Load circuit 111 ... Switch circuit 112 ... Control unit, 112a ... Voltage monitoring unit, 112b ... Mode determination unit, 112c ... Switching signal generation unit, 112d ... Switching control signal, 114 ... Switch circuit, 115 ... Load circuit, 130 ... Impedance variable load circuit, 130a, 130b ... load circuit, 900 ... mobile phone terminal

Claims (6)

電池で動作し、動作モードとして選択的にHSDPA通信モードおよびHSDPA通信モードよりも低速の通信モードで動作する無線信号を送信するための送信装置と、前記送信装置の動作を制御する制御手段とを備えた携帯電話端末であって、
前記送信装置は、電力増幅装置を備え前記電力増幅装置は、送信対象の信号を増幅する増幅器と、前記増幅器の負荷として所定の高電池電圧レベルで出力および効率が共に最大となる第1インピーダンスおよび所定の低電池電圧レベルで出力および効率が共に最大となる第2インピーダンスを切り替える可変インピーダンス負荷回路とを有し、
前記制御手段は、前記電池電圧が所定の閾値以上で第1のインピーダンスを選択する第1の状態と、前記電池電圧が所定の閾値より低下したとき前記第2のインピーダンスを選択する第2の状態と、前記電池電圧が所定の閾値以上で前記第2のインピーダンスを選択する第3の状態とを有し、さらに、
前記制御手段は、前記電池の電圧を監視する電圧監視部および前記送信装置の動作モード判定するモード判定部を備え、動作モードがHSDPA通信モードよりも低速の通信モードである場合、前記電池電圧が所定の閾値以上のときは前記第1の状態を選択し、所定の閾値より低下したときは前記第2の状態を選択し、動作モードがHSDPA通信モードである場合、前記第3の状態を選択する
ことを特徴とする携帯電話端末。
It works with battery, and transmitting apparatus for transmitting a radio signal operating at low speed communication mode than selectively HSDPA communication mode and HSDPA communication mode as the operation mode, and control means for controlling the operation of the transmission device A mobile phone terminal provided,
The transmitting device includes a power amplifier, the power amplifier includes an amplifier for amplifying a signal to be transmitted, first impedance output and efficiency at a predetermined height battery voltage level as the load of the amplifier is maximized both And a variable impedance load circuit that switches a second impedance that maximizes both output and efficiency at a predetermined low battery voltage level ,
The control means selects a first impedance when the battery voltage is equal to or higher than a predetermined threshold, and a second state where the second impedance is selected when the battery voltage drops below a predetermined threshold. And a third state for selecting the second impedance when the battery voltage is equal to or higher than a predetermined threshold, and
The control means includes a voltage monitoring unit that monitors the voltage of the battery and a mode determination unit that determines an operation mode of the transmission device. When the operation mode is a communication mode slower than the HSDPA communication mode, the battery voltage is The first state is selected when the threshold is equal to or higher than a predetermined threshold, the second state is selected when the threshold is lower than the predetermined threshold, and the third state is selected when the operation mode is the HSDPA communication mode. A mobile phone terminal.
前記可変インピーダンス負荷回路は、前記増幅器の出力端子に一端が接続された第1の負荷回路と、前記第1の負荷回路の他端に接続された第2の負荷回路と、前記第1および第2の負荷回路の接続点と前記第2の負荷回路の他端とを2入力とし前記制御手段により切替制御される2入力1出力のスイッチ回路とを備え、前記スイッチ回路の出力端から前記電力増幅装置の出力を得ることを特徴とする請求項1に記載の携帯電話端末。 Said variable impedance load circuit, a first load circuit having one end connected to an output terminal of the amplifier, a second load circuit connected to the other end of said first load circuit, the first and second and a switch circuit having two inputs and one output which is switched controlled by the connection point of the second load circuit and the other end of said second load circuit and second input said control means, said power from the output terminal of the switching circuit 2. The mobile phone terminal according to claim 1, wherein an output of the amplifying device is obtained. 前記可変インピーダンス負荷回路は、前記スイッチ回路が前記第1および第2の負荷回路の接続点を選択しているとき、前記第2の負荷回路の他端を接地する第2のスイッチ回路を有することを特徴とする請求項2に記載の携帯電話端末。 The variable impedance load circuit includes a second switch circuit that grounds the other end of the second load circuit when the switch circuit selects a connection point of the first and second load circuits. The mobile phone terminal according to claim 2 . 前記可変インピーダンス負荷回路は、前記増幅器の出力端子に一端が接続された第1の負荷回路と、前記第1の負荷回路の他端に接続された第2の負荷回路と、前記第1および第2の負荷回路の接続点に接続され前記制御手段により第3の負荷回路を介して接地するスイッチ回路を備え、前記第2の負荷回路の他端から前祀電力増幅装置の出力を得ることを特徴とする請求項1に記載の携帯電話端末。 Said variable impedance load circuit, a first load circuit having one end connected to an output terminal of the amplifier, a second load circuit connected to the other end of said first load circuit, the first and second A switch circuit connected to the connection point of the second load circuit and grounded via the third load circuit by the control means, and obtaining the output of the front power amplifier from the other end of the second load circuit. The mobile phone terminal according to claim 1, wherein 前記増幅器は、入力信号を第1の整合回路を介してゲート端子に受ける第1のソース接地FETと、前記第1のソース接地FETのドレイン端子に出力される信号を第2の整合回路を介してゲート端子に受ける第2のソース接地FETとを有し、前記第1および第2のソース接地FETのドレイン端子は各々コイルまたは所定長の伝送線路を介して前記電池に接続されることを特徴とする請求項1記載の携帯電話端末。 Said amplifier via a first source-grounded FET receiving a gate terminal of the input signal via a first matching circuit, the second matching circuit a signal output to the drain terminal of the first source-grounded FET And a drain terminal of each of the first and second source grounded FETs is connected to the battery via a coil or a transmission line of a predetermined length. mobile phone terminal according to claim 1,. 第1インピーダンス=(13±5)+j(11±4)  First impedance = (13 ± 5) + j (11 ± 4)
第2インピーダンス=(5±2)+j(2±2)  Second impedance = (5 ± 2) + j (2 ± 2)
であることを特徴とする請求項1に記載の携帯電話端末。The mobile phone terminal according to claim 1, wherein:
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