JP4667939B2 - 高出力増幅器および多段高出力増幅器 - Google Patents
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Description
従来の帰還形制御回路構成を用いた高周波増幅器モジュールとしては、高周波入力端子より入力される高周波信号を増幅する主増幅器と、高周波出力端子において出力整合する出力整合回路と、出力整合回路および高周波出力端子間に設けられ、増幅された高周波信号の一部を分配する分配器と、分配された高周波信号を検波し、電圧信号に変換するログアンプと、その電圧信号および制御端子に供給される電圧に応じて主増幅器に供給するバイアス電圧を変化させ、主増幅器の出力電力を制御する制御回路とを備えたものがある。(例えば、非特許文献1参照)。
また、高周波増幅回路の出力電力に対するベース電流の変化量と基準回路の基準電源電圧に対する基準電流の変化量とを等しくしたので、基準電源電圧に対する出力電力の関係も1次関数の関係になる。すなわち、基準回路の基準電源電圧により高周波増幅回路の出力電力を1次関数的に制御することができる効果がある。
図1はこの発明の実施の形態1による高出力増幅器を示すブロック図であり、図において、主増幅器(高周波増幅回路)2は、バイポーラトランジスタを増幅素子として構成され、後述するベースバイアス回路5から供給されるベース電流に応じて、高周波入力端子1から入力される高周波信号を増幅するものである。出力整合回路3は、主増幅器2に接続され、高周波出力端子4において出力整合するものである。
ベースバイアス回路5は、後述する電流比較回路9からの差分電流に応じて主増幅器2のベース電流を制御するものである。基準回路6は、基準電源7の基準電圧Vsetに応じた基準電流Isetを発生するものである。検出回路8は、ベースバイアス回路5のベース電流を検波し、その検波電流を基準回路6の基準電流Isetにレベル調整されたフィードバック電流Ifbに変換するものである。電流比較回路9は、基準回路6の基準電流Isetと検出回路8のレベル調整されたフィードバック電流Ifbとの差分電流をベースバイアス回路5に帰還するものである。
図1において、高周波信号は高周波入力端子1より主増幅器2に入力され増幅された後、高周波出力端子4より出力される。ここで、主増幅器2のベース電極はベースバイアス回路5に接続され、ベース電流が供給されている。また、基準回路6は、基準電源7の基準電圧Vsetに応じて基準電流Isetを発生する。ベースバイアス回路5のベース電流は、検出回路8に入力され、基準電流Isetとレベルが合わせられた後、フィードバック電流Ifbとして出力される。
電流比較回路9では、基準回路6の基準電流Isetと検出回路8のフィードバック電流Ifbとの差分電流Iset−Ifbをベースバイアス回路5にフィードバックする。電流比較回路9およびベースバイアス回路5は、その差分電流Iset−Ifbが0となるようにフィードバック制御を続け、0となったところで収束する。
図3は基準電源の基準電圧Vsetと基準電流Isetの対数との関係を示す特性図である。図3において、基準電源7の基準電圧Vsetと、基準回路6による基準電流Isetの対数(log値)とが比例し、且つ図2に示した特性の傾きと図3に示した特性の傾きと等しくなるように、この高出力増幅器を構成する。
図4は基準電源の基準電圧Vsetと主増幅器の出力電力Poutとの関係を示す特性図である。図4において、図2および図3から出力電力Poutとフィードバック電流Ifbの対数とは等しく、基準電圧Vsetと基準電流Isetの対数とは等しく、且つ電流比較回路9により、基準電流Isetとフィードバック電流Ifbとの差分電流は0となるので、図4に示すように、基準電圧Vsetと出力電力Poutとの関係も1次関数の関係になる。すなわち、基準電源7の基準電圧Vsetにより主増幅器2の出力電力Poutを制御することが可能となる。
差分電流Iset−Ifbは、npnカレントミラー回路13によりカレントミラー比倍に変化され、その電流は、pnpカレントミラー回路14により、さらにカレントミラー比倍に変化され、バイアストランジスタ15のコレクタ電流となる。このバイアストランジスタ15と主増幅器2を構成するバイポーラトランジスタとはカレントミラー回路を構成しているので、カレントミラー比に応じたベース電流Ibがバイアス印加インダクタ17を通じて主増幅器2のベースに供給される。また、ベース電流Ibの増減に応じてベース電流補償トランジスタ16に流れる検波電流Ikenpaが増減し、この検波電流Ikenpaは図6の検出回路8で利用される。
なお、ここでは、検波電流Ikenpaが検出回路8での処理が容易となるように、npnカレントミラー回路13およびpnpカレントミラー回路14を用いて増大したが、場合によっては、npnカレントミラー回路13およびpnpカレントミラー回路14を用いなくても良い。また、カレントミラー比も同様に処理が容易となるように調整するようにしても良い。
したがって、図5のベースバイアス回路5において、差分電流Iset−Ifbが生じた場合には、検波電流Ikenpaが大きくなることによってフィードバック電流Ifbが大きくなり、差分電流Iset−Ifbが0になるように制御される。
なお、カレントミラー比は処理が容易となるように調整するようにしても良い。
したがって、基準電源7の基準電圧Vsetを大きくして基準電流Isetを大きくすれば、差分電流Iset−Ifbが生じ、ベース電流Ibが大きくなり主増幅器2の出力電力Poutが大きくなる。また、ベース電流Ibが大きくなることによって検波電流Ikenpaが大きくなり、フィードバック電流Ifbが大きくなることによって、差分電流Iset−Ifbが0になるように制御される。
なお、ここでは、基準電流Isetの処理が容易となるように、pnpカレントミラー回路33、36およびnpnカレントミラー回路35を用いて増大したが、場合によっては、pnpカレントミラー回路33、36およびnpnカレントミラー回路35を用いなくても良い。また、カレントミラー比も同様に処理が容易となるように調整するようにしても良い。
また、図5および図6に示したベースバイアス回路5および検出回路8により、図2に示したように、主増幅器2の出力電力Poutと、フィードバック電流Ifbの対数(log値)とを1次関数の関係にし、図7に示した基準回路6により、図3に示したように、基準電源7の基準電圧Vsetと、基準回路6による基準電流Isetの対数(log値)とが比例し、且つ図2に示した特性の傾きと図3に示した特性の傾きと等しくなるように、この高出力増幅器を構成したので、基準回路6の基準電流Isetと検出回路8のレベル調整されたフィードバック電流Ifbとの差分電流Iset−Ifbを単純にベースバイアス回路5に帰還するだけで、基準電源7の基準電圧Vsetに応じて主増幅器2の出力電力Poutを高精度に制御することができる。
さらに、ベースバイアス回路5、基準回路6および検出回路8は、図5から図7に示したように主にトランジスタから構成されているので、主増幅器と共に1チップ化して回路規模を小さくすることができる。
さらに、図5から図7に示したようにベースバイアス回路5、基準回路6および検出回路8は、調整箇所が豊富なため、あらゆる主増幅器2に対応することができる。
なお、上記実施の形態1では、図2および図3に示したように、電流の対数(log値)で比較を行ったが、必ずしも対数での比較を行う必要はない。
図8はこの発明の実施の形態2による高出力増幅器を示すブロック図であり、図において、コレクタ電源41、バイアス印加インダクタ42および微小抵抗43からなるコレクタバイアス回路は、主増幅器2にコレクタ電流を供給するものである。
ベースバイアス回路5aは、電流比較回路9からの差分電流に応じて主増幅器2のベース電流を制御するものであるが、その詳細を示した図5と異なる点は、端子Cの代わりに単にバイアス電源11が接続されたものである。
検出回路8aは、コレクタバイアス回路により主増幅器2に供給されるコレクタ電流を検波し、その検波電流を基準回路6の基準電流Isetにレベル調整されたフィードバック電流Iccに変換するものである。その詳細を示した図6と異なる点は、pnpカレントミラー回路21のpnpトランジスタ21aに、図8における微小抵抗43から検出されるコレクタ電流が流れるようにしたものである。その他、ベースバイアス回路5aにフィードバック電流Iccがフィードバックされる以外は、図1と同様である。
図8において、高周波信号は高周波入力端子1より主増幅器2に入力され増幅された後、高周波出力端子4より出力される。ここで、主増幅器2のベース電極はベースバイアス回路5aに接続され、ベース電流が供給されている。また、主増幅器2のコレクタには、コレクタ電源41、バイアス印加インダクタ42および微小抵抗43からなるコレクタバイアス回路からコレクタ電流が供給される。微小抵抗43によって生じる電圧降下からコレクタ電流に比例した電流が検出回路8aによって検出され、基準電流Isetとレベルが合わせられた後、フィードバック電流Iccとして出力される。
電流比較回路9では、基準回路6の基準電流Isetと検出回路8aのフィードバック電流Iccとの差分電流をベースバイアス回路5aにフィードバックする。電流比較回路9およびベースバイアス回路5aは、その差分電流が0となるようにフィードバック制御を続け、0となったところで収束する。
図10は基準電源の基準電圧Vsetと基準電流Isetの対数との関係を示す特性図である。図10において、基準電源7の基準電圧Vsetと、基準回路6による基準電流Isetの対数(log値)とが比例し、且つ図9に示した特性の傾きと図10に示した特性の傾きと等しくなるように、この高出力増幅器を構成する。
図11は基準電源の基準電圧Vsetと主増幅器の出力電力Poutとの関係を示す特性図である。図11において、図9および図10から出力電力Poutとフィードバック電流Iccの対数とは等しく、基準電圧Vsetと基準電流Isetの対数とは等しく、且つ電流比較回路9により、基準電流Isetとフィードバック電流Iccとの差分電流は0となるので、図11に示すように、基準電圧Vsetと出力電力Poutとの関係も1次関数の関係になる。すなわち、基準電源7の基準電圧Vsetにより主増幅器2の出力電力Poutを制御することが可能となる。
また、図5および図6に示したベースバイアス回路5aおよび検出回路8aにより、図9に示したように、主増幅器2の出力電力Poutと、フィードバック電流Iccの対数(log値)とを1次関数の関係にし、図7に示した基準回路6により、図10に示したように、基準電源7の基準電圧Vsetと、基準回路6による基準電流Isetの対数(log値)とが比例し、且つ図9に示した特性の傾きと図10に示した特性の傾きと等しくなるように、この高出力増幅器を構成したので、基準回路6の基準電流Isetと検出回路8のレベル調整されたフィードバック電流Iccとの差分電流Iset−Iccを単純にベースバイアス回路5aに帰還するだけで、基準電源7の基準電圧Vsetに応じて主増幅器2の出力電力Poutを高精度に制御することができる。
さらに、ベースバイアス回路5a、基準回路6および検出回路8aは、図5から図7に示したように主にトランジスタから構成されているので、主増幅器と共に1チップ化して回路規模を小さくすることができる。
さらに、図5から図7に示したようにベースバイアス回路5a、基準回路6および検出回路8aは、調整箇所が豊富なため、あらゆる主増幅器2に対応することができる。
なお、上記実施の形態2では、図9および図10に示したように、電流の対数(log値)で比較を行ったが、必ずしも対数での比較を行う必要はない。
図12はこの発明の実施の形態3による多段高出力増幅器を示すブロック図であり、図において、前段増幅器52,53は、高周波入力端子1から入力される高周波信号を順に増幅するものである。最終段増幅器54は、上記実施の形態1または上記実施の形態2で示した高出力増幅器に相当するものであり、前段増幅器52,53の最終段に接続され、高周波信号を増幅し、高周波出力端子55より出力するものである。
図12において、高周波信号は高周波入力端子51より前段増幅器52に入力され、増幅された後、前段増幅器53により増幅され、さらに、最終段増幅器54により増幅された後、高周波出力端子55より出力される。
ここで、最終段増幅器54は、上記実施の形態1または上記実施の形態2で示したように、基準電源7の基準電圧Vsetによって出力電力制御が可能な増幅器である。
また、出力電力制御範囲を増加させたい場合には、最終段を含む複数段増幅器に上記実施の形態1または上記実施の形態2で示した高出力増幅器を適用するようにしても良い。
Claims (3)
- 第1のバイポーラトランジスタを増幅素子として構成され、ベース電流に応じて入力される高周波信号を増幅する高周波増幅回路と、
差分電流に応じて上記高周波増幅回路のベース電流を制御するベースバイアス回路と、
第2のバイポーラトランジスタにより構成され、基準電源電圧に応じた基準電流を発生する基準回路と、
上記ベースバイアス回路のベース電流を検波し、その検波電流を上記基準回路の基準電流にレベル調整し、上記高周波増幅回路の出力電力に対するベース電流の変化量と上記基準回路の基準電源電圧に対する基準電流の変化量とを等しくする検出回路と、
上記基準回路の基準電流と上記検出回路のレベル調整された検波電流との差分電流を上記ベースバイアス回路に帰還する電流比較回路とを備えた高出力増幅器。 - 第1のバイポーラトランジスタを増幅素子として構成され、ベース電流に応じて入力される高周波信号を増幅する高周波増幅回路と、
上記高周波増幅回路にコレクタ電流を供給するコレクタバイアス回路と、
差分電流に応じて上記高周波増幅回路のベース電流を制御するベースバイアス回路と、
第2のバイポーラトランジスタにより構成され、基準電源電圧に応じた基準電流を発生する基準回路と、
上記コレクタバイアス回路により上記高周波増幅回路に供給されるコレクタ電流を検波し、その検波電流を上記基準回路の基準電流にレベル調整し、上記高周波増幅回路の出力電力に対するコレクタ電流の変化量と上記基準回路の基準電源電圧に対する基準電流の変化量とを等しくする検出回路と、
上記基準回路の基準電流と上記検出回路のレベル調整された検波電流との差分電流を上記ベースバイアス回路に帰還する電流比較回路とを備えた高出力増幅器。 - 請求項1または請求項2記載の高出力増幅器を最終段増幅器に適用したことを特徴とする多段高出力増幅器。
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JP2004140633A (ja) * | 2002-10-18 | 2004-05-13 | Hitachi Ltd | 高周波電力増幅用電子部品および無線通信システム |
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