JP4905344B2 - 電力増幅装置 - Google Patents

Description

本発明は携帯端末機器や無線中継装置等の送信部に使用され、特に送信部の電力利用効率の改善を図る電力増幅装置に関する。

携帯端末機器や無線中継装置等の送信部で使用される電力増幅器の電力利用効率を改善する技術の一つとして、エンベロープトラッキング法（ＥＴ：Envelope Tracking）が知られている。この方法は、送信信号の包絡線変動に応じてドレイン電圧、又はコレクタ電圧を制御することにより、電力増幅器の電力利用効率を高める技術である。

図１２は上記エンベロープトラッキング法を用いた電力増幅装置の構成例を示す。電力増幅装置７０はエンベロープ演算部７１、電源回路７２、電力増幅器７３で構成され、エンベロープ演算部７１は送信信号に含まれるエンベロープ（包絡線）情報を演算し、このエンベロープ情報を電源回路７２に供給する。電源回路７２は、例えば電力変換効率の高いスイッチングアンプで構成され、エンベロープ演算部７１からの出力を増幅してドレイン電圧を生成し、電力増幅器７３に供給し、送信信号を増幅する。

しかし、上記電力増幅器７３において、電源回路７２に使用するスイッチングアンプは、送信信号のエンベロープ情報の変化に追従するだけの充分な変換速度を有していない。
そこで、従来図１３に示すようにエンベロープ演算部７１と電源回路７２の間に、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）で構成される電圧制御速度調整部７４を設け、エンベロープ信号に帯域制限をかけ、信号の変化を緩やかにして電源回路７２に供給している。尚、同図に示す搬送波入力部７５は、送信信号に搬送波を乗じ、無線周波数帯へアップコンバートする回路である。

図１４は上記図１３に示す従来回路の波形図を示し、信号変化が大きく、電源回路７２での追従が不可能なツートーン信号を送信信号の例として示す。同図に示すａはエンベロープ演算部７１から出力されるエンベロープ信号（ツートーン信号）を示し、このエンベロープ信号は電圧制御速度調整部７４によって帯域制限が行われ、変化が緩やかな出力信号ｂに調整される。この出力信号ｂは、前述の電源回路（スイッチングアンプ）７２によって増幅処理された場合、上記速度調整が行われているため、電源回路７２の増幅処理に充分追従でき、出力信号ｂとほぼ波形が一致する出力電圧ｃを得ることができる。この出力電圧ｃは、ドレイン電圧として電力増幅器７３に供給される。

尚、特許文献１は、送信信号に含まれる台形状エンベロープ信号の立ち上がり、及び立下りを任意に波形制御し、送信出力信号の電力スペクトルの広がりを所定の幅に制御する発明である。
特開平０５−３１６０１２号公報

しかしながら、従来の電圧制御速度調整部７４によるエンベロープ信号の低速化は、スイッチングアンプの特性を考慮しないため、電力利用効率の低い電力増幅装置となっている。以下、具体的に説明する。

図１５は上記電源回路（スイッチングアンプ）７２の構成を説明する図であり、変調器７７、電力スイッチ７８、及びＬＣフィルタ７９で構成されている。エンベロープ信号は
、先ず変調器７７に入力してパルス変調され、電力スイッチ７８によって増幅され、更にＬＣフィルタ７９によって平滑化され、電力増幅器７３のドレイン電圧として生成される。

図１６は、上記スイッチングアンプにおける信号波形を説明する図である。同図において、ｄは変調器７７に入力する入力信号であり、変調器７７によってパルス変調され、ｅに示すようにくし型波形となる。また、ｆはＬＣフィルタ７９によって平滑化された出力波形を示す。

ここで、入力信号ｄと出力信号ｆを比較すると、信号の立ち上がりでは入力信号ｄと出力信号ｆの大小関係は入力＞出力となる。一方、信号の立ち下がりではこの関係が成り立たない。つまり、従来技術によってエンベロープ信号を低速化した場合、ＬＣフィルタ７９によって生じる信号追従速度の低下は、信号の立ち上がりについてのみ改善すればよく、出力信号の立下りについては低速化する必要がない。すなわち、信号の立下りについても低速化を行った場合、無駄な電力消費となり電力の利用効率が低下する。

そこで、本発明はエンベロープ信号の立ち上がりと立下がりにおいて、エンベロープ信号の調整速度を変え、エンベロープ信号の立下がりにおいては信号速度を低下させることなく、電力増幅装置の電力利用効率の改善を図るものである。

上記課題は本発明によれば、送信信号に含まれるエンベロープ信号の立ち上がり、又は立ち下がりを判定する判定手段と、この判定結果がエンベロープ信号の立ち上がりを検出するとき、低速追従用ローパスフィルタを通過したエンベロープ信号を選択し、エンベロープ信号の立ち下がりを検出するとき、高速追従用ローパスフィルタを通過したエンベロープ信号を選択し、エンベロープ信号の立ち上がりを低速調整し、エンベロープ信号の立ち下がりを高速調整し、スイッチングアンプである電圧供給手段によって増幅した電圧をドレイン電圧として電力増幅器に供給する電力増幅装置を提供することによって達成できる。

このように構成することにより、電圧供給手段の駆動特性を考慮した最適な駆動電圧を電力増幅器に供給することができ、電力利用効率の改善を図る。
また、上記高速追従用ローパスフィルタに代えて、短区間最大値保持回路を使用し、低速追従用ローパスフィルタに代えて長区間最大値保持回路を使用し、上記エンベロープ信号の立ち下がりを検出するとき、短区間最大値保持回路の出力を選択し、エンベロープ信号の立ち上がりを検出するとき、長区間最大値保持回路の出力を選択し、電圧供給手段の駆動特性を考慮した最適な駆動電圧を電力増幅器に供給する。

さらに、窓関数処理回路を使用し、窓関数係数を適切に選択することによって、エンベロープ信号に対する速度調整を行い、電圧供給手段の駆動特性を考慮して最適な駆動電圧を電力増幅器に供給する。

本発明によれば、エンベロープ信号の立ち上がりと立ち下がりにおいて、電圧制御調整部における調整速度を変え、エンベロープ信号の立下がりにおいては調整速度を低下させることなく、電力増幅器の電力利用効率の改善を図ることができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
（実施形態１）
図１は、本実施形態の電力増幅装置の回路図である。

同図において、電力増幅装置１は、エンベロープ演算部２、電圧制御調整部３、電源回路４、電力増幅器５、搬送波入力部６、デジタルアナログ変換回路（以下、Ｄ／Ａ変換回路で示す）７、及び８で構成されている。本例の電力増幅装置１は、例えば携帯電話機の送信部や無線中継局の送信部に使用され、上記送信信号には音声情報等が含まれる。

エンベロープ演算部２は上記送信信号に含まれる包絡線成分を演算し、電圧制御調整部３に出力する。電圧制御調整部３はローパスフィルタ（ＬＰＦ）１０、１１、立ち上がり／立ち下がり判定回路１２、選択回路１３、不連続除去回路１４で構成され、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）１０はカットオフ周波数が高い（高速用）ローパスフィルタであり、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）１１はカットオフ周波数が低い（低速用）ローパスフィルタである。

また、立ち上がり／立ち下がり判定回路１２は入力するエンベロープ信号の谷、又は山を検出し、例えばエンベロープ信号の谷を検出した場合、以後エンベロープ信号は立ち上がると判定する。一方、エンベロープ信号の山を検出した場合、以後エンベロープ信号は立下がると判定する。

選択回路１３は、上記立ち上がり／立ち下がり判定回路１２からの判定信号に基づいて、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）１０、又は１１の出力を選択し、選択した出力を不連続除去回路１４に出力する。不連続除去回路１４は、信号切替え時に発生する不連続性を除去する回路であり、例えばローパスフィルタ（ＬＰＦ）で構成されている。

尚、搬送波入力部６は送信信号に搬送波を供給する回路であり、Ｄ／Ａ変換回路７は電圧制御調整部３から出力される信号をアナログ信号に変換し、Ｄ／Ａ変換回路８は送信信号をアナログ信号に変換する。

電源回路４は、前述と同様スイッチングアンプであり、変調器、電力スイッチ、及びＬＣフィルタで構成され、電圧制御調整部３からの出力信号をパルス変調し、電力スイッチによって増幅した後、ＬＣフィルタを介してドレイン電圧を生成し、電力増幅器５に供給する。

図２は電圧制御調整部３におけるエンベロープ信号の速度調整を説明する波形図である。先ず、前述のエンベロープ演算部２によって演算されたエンベロープ信号は、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）１０、１１、及び立ち上がり／立ち下がり判定回路１２に入力する。

立ち上がり／立ち下がり判定回路１２は前述のように、エンベロープ信号の谷（同図に示すＩ）を検出すると、以後エンベロープ信号は立ち上がると判定し、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）１１を選択すべき判定信号を選択回路１３に出力する。尚、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）１１の出力には遅延回路１１ａが介装され、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）１１の出力は所定時間Ｔだけ遅れて選択回路１３に出力される。したがって、この場合ローパスフィルタ（ＬＰＦ）１１によって、エンベロープ信号の立ち上がりｈが低速調整され、図２に示すｉに調整され、選択回路１３から不連続除去回路１４に出力される。

一方、立ち上がり／立ち下がり判定回路１２がエンベロープ信号の山（同図に示すII）を検出すると、以後エンベロープ信号は立ち下がると判定し、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）１０を選択すべき判定信号を選択回路１３に出力する。尚、このローパスフィルタ（ＬＰＦ）１０の出力にも遅延回路１０ａが介装され、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）１０の出力は所定時間Ｔだけ遅れて選択回路１３に出力される。このとき信号回路に入力する判定
信号もＴだけ遅れて変化させる。したがって、エンベロープ信号の山のタイミングにて選択回路１３の出力はローパスフィルタ（ＬＰＦ）１０の信号に切り替わり、不連続除去回路１４に供給される。

不連続除去回路１４では、前述のように調整されたエンベロープ信号の不連続性を除去し、Ｄ／Ａ変換回路７を介して電源回路４に調整された信号を出力する。電源回路４は前述のように、入力する信号をパルス変調し、電力スイッチによって増幅した後、ＬＣフィルタに供給する。

図３はＬＣフィルタを通過する際の信号波形を説明する図であり、前述のようにＬＣフィルタを通過する際、同図のｋに示すようにエンベロープ信号の立ち上がりが遅れる。しかし、本例ではＬＣフィルタに供給される信号は前述の図２に示すように調整された信号波形である。すなわち、本例の場合、入力する信号の立ち上がりが早く、前述の図２のｉに示すように、早めに立ち上がった信号であり、ＬＣフィルタを通過した後、図２に示すjの出力波形となる。

したがって、電圧制御調整部３からの出力信号はスイッチングアンプで増幅され、電力増幅器５のドレインにはjの電圧波形を有する電圧が供給される。このドレイン電圧は、立ち下がりがエンベロープ信号に追従した電圧であり、無駄な消費電力を無くし、電力利用効率の改善を図ることができる。

（実施形態２）
次に、本発明の実施形態２について説明する。
図４は本実施形態を説明する回路図であり、特に電圧制御調整部の回路構成を示す図である。尚、同図において、電圧制御調整部以外の回路構成は前述の図１と同じであり、構成上の説明を省略する。

本例の電圧制御調整部１６は、窓関数回路であり、フリップフロップ（ＦＦ）、窓関数係数乗算部１７、及び最大値を取得する最大値取得部１８で構成されている。フリップフロップ（ＦＦ）には、エンベロープ演算部２で演算されたエンベロープ信号が不図示のクロック信号に同期して入力し、例えばＮクロック分のエンベロープ信号が保持される。乗算部１７は、対応するフリップフロップ（ＦＦ）の出力に窓関数係数Ｃ１〜Ｃ５を乗算し、最大値取得部１８に供給する。最大値取得部１８はＮ個（例えば、図４に示す例では５個）の乗算結果の中で最大値を選択し、Ｄ／Ａ変換回路７を介して、前述の電源回路４に出力する。

図５は上記乗算部１７によって乗算処理が行われる窓関数係数の例を示す図である。同図に示す例は５タップの窓関数係数（Ｃ１〜Ｃ５）を使用し、窓関数処理によってエンベロープ信号の立ち上がりを早く立ち上げ、立ち下りについてはエンベロープ信号の状態を維持して電源回路４に調整信号を出力する。

このように、電圧制御調整部１６による処理によって、例えば窓関数計数を左右非対称とし、特に左側の窓関数を右側の窓関数より大きく設定し、信号の立ち上がりを早め、立ち下りにおいてエンベロープ信号の状態を維持し、信号の立下りでの不要な電力消費を無くし、電力増幅装置の電力利用効率の改善を図ることができる。

（実施形態３）
次に、本発明の実施形態３について説明する。
図６は本実施形態を説明する電力増幅装置３０の回路図であり、エンベロープ演算部２、電圧制御調整部３１、電源回路４、電力増幅器５、搬送波入力部６等で構成されている
。尚、本例の電力増幅装置３０は、前述の図１に示す装置に対して、電圧制御調整部３１の構成が異なり、他の回路は前述の図１と同様である。したがって、電圧制御調整部３１の構成を説明し、他の回路構成の説明は省略する。

電圧制御調整部３１は立ち上がり／立ち下がり判定回路３２、短区間最大値保持回路３３、長区間最大値保持回路３４、及び選択回路３５で構成されている。尚、立ち上がり／立ち下がり判定回路３２は、前述の図１において説明した立ち上がり／立ち下がり判定回路１２と同じ構成であり、エンベロープ信号の谷と山を検出し、エンベロープ信号の谷を検出した場合、以後エンベロープ信号は立ち上がると判定し、エンベロープ信号の山を検出した場合、以後エンベロープ信号は立ち下がると判定し、対応する選択信号を選択回路３５に出力する。

短区間最大値保持回路３３、及び長区間最大値保持回路３４は基本的に同じ回路構成であるが、ラッチ回路の数や使用するサンプリングクロック数が異なる。ここでは、長区間最大値保持回路３４の回路構成について、図７を用いて説明する。長区間最大値保持回路３４は、ラッチ回路３６ａ〜３６ｄ、最大値取得回路３７、１／５分周回路３８、及び最大値保持回路３９で構成されている。また、ラッチ回路３６ａ〜３６ｄのクロック入力端子（ＣＬＫ）、及び１／５分周回路３８には、サンプリングクロックが入力し、データ端子（Ｄ）に入力するエンベロープ信号をサンプリングクロックに同期して出力端子（Ｑ）から順次右隣のラッチ回路に転送する。

また、最大値取得回路３７はラッチ回路３６ａ〜３６ｄにラッチされたデータの中で最大のデータを取得し、最大値保持回路３９に出力する。最大値保持回路３９は、最大値取得回路３７によって取得した上記最大値のデータをＤ端子から入力し、１／５分周回路３８から出力されるクロック信号に同期してＱ端子から最大値のデータを前述の選択回路３５に出力する。

図８は電圧制御調整部３１におけるエンベロープ信号の速度調整を説明する波形図である。エンベロープ演算回路２によって演算されたエンベロープ信号は立ち上がり／立ち下がり判定回路３２に入力すると共に、短区間最大値保持回路３３、及び長区間最大値保持回路３４に入力する。

立ち上がり／立ち下がり判定回路３２は前述のように、エンベロープ信号の谷（同図に示すＩ）を検出すると、以後エンベロープ信号は立ち上がると判定し、長区間最大値保持回路３４を選択すべき判定信号を選択回路３５に出力する。尚、長区間最大値保持回路３４の出力には遅延回路３４ａが介装され、長区間最大値保持回路３４の出力は所定時間Ｔだけ遅れて選択回路３５に出力される。

長区間最大値保持回路３４は、前述のように５回のサンプリングクロックの出力間での最大値のデータを取得する。したがって、エンベロープ信号の立ち上りにおいて、上記長区間最大値保持回路３４を使用することによって、エンベロープ信号の立ち上がり区間を低速調整することができる。

一方、立ち上がり／立ち下がり判定回路３２がエンベロープ信号の山（図８に示すII）を検出すると、以後エンベロープ信号は立下がると判定し、短区間最大値保持回路３３を選択すべき判定信号を選択回路３５に出力する。尚、短区間最大値保持回路３３の出力にも遅延回路３３ａが介装され、短区間最大値保持回路３３の出力は所定時間Ｔだけ遅れて選択回路３５に出力される。この場合、例えば２回、又は３回のサンプリングクロックの出力間の最大値のデータであり、例えば図８に示すように、狭いサンプリング間隔の中の最大値のデータが得られる。したがって、エンベロープ信号の立ち下がりにおいて、上記
短区間最大値保持回路３３を使用することによって、エンベロープ信号の立ち下がり区間を高速調整することができる。

このようにして速度調整されたエンベロープ信号は、Ｄ／Ａ変換回路７を介して電源回路４に出力され、電源回路４は前述のように、スイッチングアンプであり、入力信号をパルス変調した後、電力スイッチによって増幅し、ＬＣフィルタに供給する。そして、ＬＣフィルタを通過する際の動作特性に対応して、最適なドレイン電圧となり、電力増幅器５に供給される。すなわち、ドレイン電圧の立ち下がりは、エンベロープ信号に正確に追従した電圧であり、電力増幅器５における電力の無駄を無くし、電力利用効率を改善することができる。

尚、上記説明では図７の回路を長区間最大値保持回路３４として説明し、短区間最大値保持回路３３を２回又は３回のサンプリングクロック間の最大データを取得する回路（この場合、短区間最大値保持回路３３は１又は２個のラッチ回路、１／２又１／３分周回路等で構成される回路）で説明したが、図７の回路を短区間最大値保持回路３３とし、長区間最大値保持回路３４を６回以上のサンプリングクロック間の最大データを取得する回路（この場合、長区間最大値保持回路３４は６個以上のラッチ回路等で構成される回路）としてもよい。

（実施形態４）
次に、本発明の実施形態４について説明する。
図９は本実施形態を説明する電力増幅装置４０の回路図であり、エンベロープ演算部２、電圧制御調整部４１、電源回路４、電力増幅器５等で構成されている。尚、本例の電力増幅装置４０は、前述の図１に示す装置に対して、電圧制御調整部４１の構成が異なり、他の回路は前述の図１と同様である。したがって、電圧制御速度調整部４１の構成を説明し、他の回路構成の説明は省略する。

電圧制御調整部４１は、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）４２、４３、選択回路４４、不連続除去回路４５で構成され、更に傾斜角θ計算部４６、選択信号生成部４７で構成されている。尚、前述と同様ローパスフィルタ（ＬＰＦ）４２はカットオフ周波数が高い（高速用）ローパスフィルタであり、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）４３はカットオフ周波数が低い（低速用）ローパスフィルタである。

傾斜角θ計算部４６は、入力するエンベロープ信号の波形形状から傾斜角θを計算する。具体的には、図１０に示すように、横軸（Ｘ軸）で示す時間と縦軸（Ｙ軸）で示す電圧値（振幅値）から傾斜角θを計算する。例えば、傾斜角θ計算部４６は不図示の時計回路から時間情報を取得すると共に、入力するエンベロープ信号の谷からのピーク値までの電圧（振幅）を計測し、傾斜角θを計算する。

傾斜角θ計算部４６は、計測した傾斜角θのデータを選択信号生成部４７に出力する。選択信号生成部４７では入力する傾斜角θのデータと予め設定した閾値のデータと比較し、傾斜角θのデータが閾値のデータより小さい場合、後段の電源回路４が充分追従できるエンベロープ信号の変化であると判断し、高速用のローパスフィルタ（ＬＰＦ）４２の選択信号を出力する。一方、傾斜角θのデータが閾値のデータより大きい場合、後段の電源回路４が追従できるエンベロープ信号の変化を超えていると判断し、低速用のローパスフィルタ（ＬＰＦ）４３の選択信号を出力する。

このように構成することにより、エンベロープ信号の傾斜角θに対応して適切なドレイン電圧の生成を行うことができ、効率よくエンベロープ信号に追従したドレイン電圧によって、電力増幅器５の駆動を行うことができる。

尚、上記説明では傾斜角θのデータが閾値のデータより大きい場合、低速用のローパスフィルタ（ＬＰＦ）４３を選択する構成として説明したが、更に立ち上がり／立ち下がり判定回路を設け、傾斜角θのデータが閾値のデータより大きい場合、立ち上がり／立ち下がり判定回路の判定結果に従ってローパスフィルタ（ＬＰＦ）４２、又は４３を選択する構成としてもよい。

（実施形態５）
次に、本発明の実施形態５について説明する。
図１１は本実施形態を説明する電力増幅装置５０の回路図であり、エンベロープ演算部２、電圧制御調整部５１、電源回路４、電力増幅器５等で構成されている。尚、本例の電力増幅装置５０は、前述の図１に示す装置に対して、電圧制御調整部５１の構成が異なり、他の回路は前述の図１と同様である。したがって、電圧制御調整部５１の構成を説明し、他の回路構成の説明は省略する。

電圧制御調整部５１は、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）５２、５３、立ち上がり／立ち下がり判定回路５４、選択回路５５、不連続除去回路５６で構成され、更にエンベロープピーク判定回路５７、ローパスフィルタ５８、差分検出回路５９、及び選択信号生成部６０で構成されている。尚、前述と同様ローパスフィルタ（ＬＰＦ）５２はカットオフ周波数が高い（高速用）ローパスフィルタであり、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）５３はカットオフ周波数が低い（低速用）ローパスフィルタである。また、立ち上がり／立ち下がり判定回路５４は、前述と同様エンベロープ信号の谷を検出した場合、以後エンベロープ信号は立ち上がると判定し、エンベロープ信号の山を検出した場合、以後エンベロープ信号は立ち下がると判定し、対応する判定信号を選択信号生成部６０に出力する。

エンベロープピーク判定回路５７はエンベロープ信号のピークを判定し、判定結果を選択信号生成部６０に出力する。差分検出回路５９はエンベロープ信号とローパスフィルタ５８の出力波形を比較し、差分を検出して選択信号生成部６０に出力する。

選択信号生成部６０ではエンベロープピーク判定回路５７から出力されるピーク判定信号が供給されたタイミングで、差分検出回路５９から出力される差分データを予め設定された閾値と比較する。選択信号生成部６０は、差分データが予め設定された閾値より大きい場合、立ち上がり／立ち下がり判定回路５４から出力される判定信号を選択信号として選択回路５５に出力する。

図１１に示すＡは差分検出回路５９における回路動作を説明する波形図であり、例えば同図に示す波形ｎはエンベロープ演算部２から出力されるエンベロープ信号の波形であり、波形ｐはローパスフィルタ５８から出力される波形である。差分検出回路５９ではエンベロープ波形がピークに達するタイミングで波形ｎとｐの差分を検出し、当該差分が予め設定された閾値より大きい場合、立ち上がり／立ち下がり判定回路５４から出力される判定信号を選択回路５５に出力する。

すなわち、この場合、エンベロープ信号の変化が激しい場合であり、この場合には立ち上がり／立ち下がり判定回路５４から出力される判定信号に従ってローパスフィルタ（ＬＰＦ）５２、又は５３を選択し、選択したローパスフィルタ（ＬＰＦ）５２、又は５３によってエンベロープ信号の速度調整を行う。この速度調整は前述した通りであり、エンベロープ信号の谷を検出すると、以後エンベロープ信号は立ち上がると判定し、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）５３を選択してエンベロープ信号を低速調整する。一方、立ち上がり／立ち下がり判定回路５４がエンベロープ信号の山を検出すると、以後エンベロープ信号は立ち下がると判定し、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）５２を選択してエンベロープ信号を高
速調整する。

一方、差分検出回路５９によって検出された差分が予め設定された閾値より小さい場合、選択信号生成部６０は選択回路５５に対してローパスフィルタ（ＬＰＦ）５２を選択すべき選択信号を出力する。この場合、エンベロープ信号の変化は穏やかであり、カットオフ周波数が高い（高速用）ローパスフィルタを使用してエンベロープ信号を調整し、電源回路４に出力する。

以上のように構成することにより、エンベロープ信号の変化が激しい時には、エンベロープ信号の立ち上がりを低速調整し、立下りを高速調整することによって電力利用効率を図り、エンベロープ信号の変化が穏やかな時には、エンベロープ信号を高速調整して電力利用効率の更なる向上を図ることができる。

（付記１）
送信信号に含まれるエンベロープ信号が入力する高速追従用ローパスフィルタと、
前記エンベロープ信号が入力する低速追従用ローパスフィルタと、
前記エンベロープ信号が入力し、該エンベロープ信号の立ち上がり、又は立ち下がりを判定する判定手段と、
該判定手段の判定結果に従って、前記高速追従用ローパスフィルタ、又は低速追従用ローパスフィルタを選択する選択手段と、
該選択手段の選択に従って入力する信号に基づいて電圧を生成し、該電圧を前記送信信号が入力する電力増幅器に供給し、前記送信信号の電力増幅を行わせる電圧供給手段と、
を有することを特徴とする電力増幅装置。
（付記２）
前記判定手段が前記エンベロープ信号の谷を検出するとき、前記選択手段に対して低速追従用ローパスフィルタを選択する信号を出力し、前記判定手段が前記エンベロープ信号の山を検出するとき、前記選択手段に対して高速追従用ローパスフィルタを選択する信号を出力することを特徴とする付記１記載の電力増幅装置。
（付記３）
前記送信信号に含まれるエンベロープ信号が入力し、前記エンベロープ信号の立ち上がりを早め、立ち下がりは前記エンベロープ信号に高速に追従する信号を生成する窓関数処理手段と、
該窓関数処理手段からの出力に従った電圧を生成し、該電圧を前記送信信号が入力する電力増幅器に供給し、前記送信信号の電力増幅を行わせる電圧供給手段と、
を有することを特徴とする電力増幅装置。
（付記４）
前記窓関数処理手段はラッチ回路と、該ラッチ回路に入力した前記エンベロープ信号を窓関数係数によって乗算処理する乗算回路と、該乗算回路の乗算結果の最大値を取得する最大値取得回路より成ることを特徴とする付記３記載の電力増幅装置。
（付記５）
送信信号に含まれるエンベロープ情報が入力する短区間最大値保持回路と、
前記エンベロープ情報が入力する長区間最大値保持回路と、
前記エンベロープ情報が入力し、該エンベロープ情報であるエンベロープ波形の立ち上がり、又は立ち下がりを判定する判定手段と、
該判定手段の判定結果に従って、前記短区間最大値保持回路、又は長区間最大値保持回路を選択し、いずれか一方の最大値保持回路から出力される信号を選択する選択手段と、該選択手段の出力に従った電圧を前記送信信号が入力する電力増幅器に供給し、前記送信信号の電力増幅を行わせる電圧供給手段と、
を有することを特徴とする電力増幅装置。
（付記６）
前記判定手段が前記エンベロープ信号の谷を検出するとき、前記選択手段に対して前記
長区間最大値保持回路を選択する信号を出力し、前記判定手段が前記エンベロープ信号の山を検出するとき、前記選択手段に対して前記短区間最大値保持回路を選択する信号を出力することを特徴とする付記５記載の電力増幅装置。
（付記７）
前記送信信号に含まれるエンベロープ信号が入力する高速追従用ローパスフィルタと、
前記エンベロープ信号が入力する低速追従用ローパスフィルタと、
前記エンベロープ信号が入力し、該エンベロープ信号の傾斜角を計算する計算手段と、
該計算結果に基づいて、前記高速追従用ローパスフィルタ、又は低速追従用ローパスフィルタを選択する選択手段と、
該選択手段の出力に従った電圧を前記送信信号が入力する電力増幅器に供給し、前記送信信号の電力増幅を行わせる電圧供給手段と、
を有することを特徴とする電力増幅装置。
（付記８）
前記傾斜角の計算結果が予め設定した閾値より小さいとき、前記選択手段に高速追従用ローパスフィルタの出力を選択させる信号を出力することを特徴とする付記７記載の電力増幅装置。
（付記９）
エンベロープ信号の立ち上がり、又は立ち下がりを判定する判定手段を設け、前記傾斜角の計算結果が予め設定した閾値より大きいとき、前記判定手段の判定結果に従った選択信号を前記選択手段に出力することを特徴とする付記７、又は８記載の電力増幅装置。
（付記１０）
前記送信信号に含まれるエンベロープ信号が入力するローパスフィルタと、
前記エンベロープ信号が入力し、該エンベロープ信号のピークを判定するピーク判定手段と、
前記エンベロープ信号と前記ローパスフィルタを通して出力される信号との差分を検出する差分検出手段と、
前記ピーク判定手段によってピークが判定された時、前記差分検出手段による検出結果が所定値以上であるとき、前記判定手段の判定結果に基づいて、前記高速追従用ローパスフィルタ、又は低速追従用ローパスフィルタの出力を前記選択回路に生成する選択信号生成手段と、
を有することを特徴とする付記１記載の電力増幅装置。
（付記１１）
前記差分検出手段による検出結果が所定値以下であるとき、前記高速追従用ローパスフィルタの出力を前記電圧供給手段に供給することを特徴とする付記１０記載の電力増幅装置。
（付記１２）
送信信号のエンベロープ情報に基づいて、前記送信信号の電力増幅を行う電力増幅器への供給電圧制御方法において、
前記エンベロープ情報であるエンベロープ信号の立ち上がり、及び立ち下がりにおいて、前記電力増幅器への電圧制御方法を変えることを特徴とする電力増幅器への供給電圧制御方法。
（付記１３）
前記エンベロープ信号の立ち上がりは早めに電圧を立ち上げ、立ち下がりはエンベロープ信号に高速に追従させることを特徴とする付記１２記載の電力増幅器への供給電圧制御方法。

実施形態１の電力増幅装置の回路図である。 電圧制御調整部におけるエンベロープ信号の速度調整を説明する波形図である。 ＬＣフィルタを通過する際のエンベロープ信号の波形特性を示す図である。 実施形態２を説明する回路図であり、特に電圧制御速度調整部の回路構成を示す図である。 窓係数を説明する図である。 実施形態３を説明する電力増幅装置の構成図である。 長区間最大値保持回路の回路構成を示す図である。 実施形態３を説明する波形図である。 実施形態４を説明する電力増幅装置の構成図である。 実施形態４の処理動作を説明する波形図である。 実施形態５を説明する電力増幅装置の回路図である。 エンベロープトラッキング法を用いた従来の電力増幅装置の構成例を示す図である。 従来の電力増幅装置の回路構成を示す図である。 スイッチングアンプの構成例を示す図である。 従来回路の波形図を示す図である。 従来回路の問題を説明する図である。

符号の説明

１ 電力増幅装置
２ エンベロープ演算部
３ 電圧制御調整部
４ 電源回路
５ 電力増幅器
６ 搬送波入力部
７、８ Ｄ／Ａ変換回路
１０、１１ ローパスフィルタ
１０ａ、１１ａ 遅延回路
１２ 立ち上がり／立ち下がり判定回路
１３ 選択回路
１４ 不連続除去回路
１６ 電圧制御調整部
１７ 窓関数係数乗算部
１８ 最大値取得部
３０ 電力増幅装置
３１ 電圧制御調整部
３２ 立ち上がり／立ち下がり判定回路
３３ 短区間最大値保持回路
３３ａ、３４ａ 遅延回路
３４ 長区間最大値保持回路
３５ 選択回路
３６ａ〜３６ｄ ラッチ回路
３７ 最大値取得回路
３８ １／５分周回路
３９ 最大値保持回路
４０ 電力増幅装置
４１ 電圧制御速度調整部
４２、４３ ローパスフィルタ
４４ 選択回路
４５ 不連続除去回路
４６ 傾斜角θ計算部
４７ 選択信号生成部
５０ 電力増幅装置
５１ 電圧制御速度調整部
５２、５３ ローパスフィルタ
５４ 立ち上がり／立ち下がり判定回路
５５ 選択回路
５６ 不連続除去回路
５７ エンベロープピーク判定回路
５８ ローパスフィルタ
５９ 差分検出回路
６０ 選択信号生成部

Claims (10)

1. 送信信号に含まれるエンベロープ信号が入力される高速追従用ローパスフィルタと、
   前記エンベロープ信号が入力される低速追従用ローパスフィルタと、
   前記エンベロープ信号が入力され、該エンベロープ信号の立ち上がり、又は立ち下がりを判定する判定手段と、
   該判定手段の判定結果に従って、前記高速追従用ローパスフィルタ、又は低速追従用ローパスフィルタを選択する選択手段と、
   該選択手段の選択に従って入力する信号に基づいて電圧を生成し、該電圧を前記送信信号が入力する電力増幅器に供給し、前記送信信号の電力増幅を行わせる電圧供給手段と、
   を有し、
   前記判定手段が前記エンベロープ信号の谷を検出するとき、前記選択手段に対して低速追従用ローパスフィルタを選択する信号を出力し、前記判定手段が前記エ ンベロープ信号の山を検出するとき、前記選択手段に対して高速追従用ローパスフィルタを選択する信号を出力することを特徴とする電力増幅装置。
2. 前記送信信号に含まれるエンベロープ信号が入力され、窓関数係数を非対称として、窓関数係数をエンベロープ信号に乗算することにより、前記エンベロープ信号の立ち上がりを早め、立ち下がりは前記エンベロープ信号に高速に追従する信号を生成する窓関数処理手段を更に備え、
   前記電圧供給手段は、
   該窓関数処理手段からの出力に従った電圧を生成し、該電圧を前記送信信号が入力する電力増幅器に供給し、前記送信信号の電力増幅を行わせる、
   ことを特徴とする請求項１に記載の電力増幅装置。
3. 前記窓関数処理手段はラッチ回路と、該ラッチ回路に入力した前記エンベロープ信号を窓関数係数によって乗算する乗算回路と、該乗算回路の乗算結果の最大値を取得する最大値取得回路より成ることを特徴とする請求項２記載の電力増幅装置。
4. 送信信号に含まれるエンベロープ信号が入力される短区間最大値保持回路と、
   前記エンベロープ信号が入力される長区間最大値保持回路と、
   前記エンベロープ信号が入力され、該エンベロープ信号の立ち上がり、又は立ち下がりを判定する判定手段と、
   該判定手段の判定結果に従って、前記短区間最大値保持回路、又は長区間最大値保持回路を選択し、いずれか一方の最大値保持回路から出力される信号を選択する選択手段と、
   該選択手段の出力に従った電圧を前記送信信号が入力する電力増幅器に供給し、前記送信信号の電力増幅を行わせる電圧供給手段と、
   を有し、
   前記判定手段が前記エンベロープ信号の谷を検出するとき、前記選択手段に対して前記長区間最大値保持回路を選択する信号を出力し、前記判定手段が前記エンベロープ信号の山を検出するとき、前記選択手段に対して前記短区間最大値保持回路を選択する信号を出力することを特徴とする電力増幅装置。
5. 送信信号に含まれるエンベロープ信号が入力される高速追従用ローパスフィルタと、
   前記エンベロープ信号が入力される低速追従用ローパスフィルタと、
   前記エンベロープ信号が入力され、該エンベロープ信号の傾斜角を計算する計算手段と、
   該計算結果に基づいて、傾斜角が閾値より小さい場合には、前記高速追従用ローパスフィルタ、傾斜角が閾値より大きい場合には、低速追従用ローパスフィルタを選択する選択手段と、
   該選択手段の出力に従った電圧を前記送信信号が入力する電力増幅器に供給し、前記送信信号の電力増幅を行わせる電圧供給手段と、
   を有することを特徴とする電力増幅装置。
6. 送信信号に含まれるエンベロープ信号が入力されるローパスフィルタと、
   前記エンベロープ信号が入力される高速追従用ローパスフィルタと、
   前記エンベロープ信号が入力される低速追従用ローパスフィルタと、
   前記エンベロープ信号が入力され、該エンベロープ信号のピークを判定するピーク判定手段と、
   前記エンベロープ信号と前記ローパスフィルタを通して出力される信号との差分を検出する差分検出手段と、
   前記ピーク判定手段によってピークが判定された時、前記差分検出手段による検出結果が所定値以上であるとき、前記判定手段の判定結果に基づいて、該差分が閾値より小さい場合には、前記高速追従用ローパスフィルタ、該差分が閾値より大きい場合には、前記低速追従用ローパスフィルタの出力を選択する選択信号を生成する選択信号生成手段と、
   該選択された、前記高速追従用ローパスフィルタ、あるいは、前記低速追従用ローパスフィルタの出力信号を用いて電力増幅装置の供給電圧を制御する制御部と、
   を有することを特徴とする電力増幅装置。
7. 送信信号に含まれるエンベロープ信号が入力される高速追従用ローパスフィルタと、前記エンベロープ信号が入力される低速追従用ローパスフィルタとを備える電力増幅器への供給電圧制御方法であって、
   前記エンベロープ信号が入力され、該エンベロープ信号の立ち上がり、又は立ち下がりを判定し、
   該判定結果に従って、前記エ ンベロープ信号の山を検出するとき、前記高速追従用ローパスフィルタ、前記エンベロープ信号の谷を検出するとき、低速追従用ローパスフィルタを選択し、
   該選択に従って入力する信号に基づいて電圧を生成し、該電圧を前記送信信号が入力する電力増幅器に供給し、前記送信信号の電力増幅を行わせる供給電圧制御方法。
8. 送信信号に含まれるエンベロープ信号が入力される短区間最大値保持回路と、前記エンベロープ信号が入力される長区間最大値保持回路とを備える電力増幅器の供給電圧制御方法であって、
   前記エンベロープ信号が入力され、該エンベロープ信号の立ち上がり、又は立ち下がりを判定し、
   該判定結果に従って、前記エン ベロープ信号の山を検出するとき、前記短区間最大値保持回路、前記エンベロープ信号の谷を検出するとき、長区間最大値保持回路を選択し、最大値保持回路から信号を出力させ、
   該選択の結果に従った電圧を前記送信信号が入力する電力増幅器に供給し、前記送信信号の電力増幅を行わせる供給電圧制御方法。
9. 送信信号に含まれるエンベロープ信号が入力される高速追従用ローパスフィルタと、前記エンベロープ信号が入力される低速追従用ローパスフィルタとを備える電力増幅装置の供給電圧制御方法であって、
   前記エンベロープ信号が入力され、該エンベロープ信号の傾斜角を計算し、
   該計算結果に基づいて、傾斜角が閾値より小さい場合には、前記高速追従用ローパスフィルタ、傾斜角が閾値より大きい場合には、低速追従用ローパスフィルタを選択し、
   該選択の出力に従った電圧を前記送信信号が入力する電力増幅器に供給し、前記送信信号の電力増幅を行わせることを特徴とする供給電圧制御方法。
10. 送信信号に含まれるエンベロープ信号が、ローパスフィルタ、高速追従用ローパスフィルタ及び低速追従用ローパスフィルタのそれぞれに入力され、
    前記エンベロープ信号のピークを判定し、
    前記エンベロープ信号と前記ローパスフィルタを通して出力される信号との差分を検出し、
    前記ピークが判定された時、前記検出結果が所定値以上であるとき、該差分が閾値より小さい場合には、前記高速追従用ローパスフィルタ、該差分が閾値より大きい場合には、前記低速追従用ローパスフィルタの出力を選択し、
    該選択された、前記高速追従用ローパスフィルタ、あるいは、前記低速追従用ローパスフィルタの出力信号を用いて前記電力増幅装置の供給電圧を制御することを特徴とする電力増幅器の供給電圧制御方法。

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