JP5848660B2 - 低消費電力化装置、無線装置および低消費電力化方法 - Google Patents

Description

本発明は、低消費電力化装置に関する。また、このような低消費電力化装置を備える無線装置およびこのような低消費電力化装置の低消費電力化方法に関する。

近年、携帯電話端末等の無線通信機は、高性能かつ多機能であり、消費電力も大きくなっている。それゆえ、無線通信機において、電源効率を高め、低消費電力化するための技術が強く求められている。

電源効率を高める技術として、特許文献１には、高周波電力増幅回路がソース接地された半導体増幅素子を有する送信電力制御装置の送信電力制御方法において、前記半導体増幅素子のドレイン電圧およびゲート電圧、またはドレイン電圧のみを制御して前記高周波電力増幅回路の利得を線形的に変化させ送信電力を制御する送信電力制御方法が記載されている。特許文献１には、複数の移動通信システムまたはモードが存在する場合、最大出力電力が大きい移動通信システムまたはモードについて他と異なる方式の送信電力制御方法を実行することが記載されている。

特開２００２−９４３９２号公報（２００２年３月２９日公開）

しかしながら、特許文献１は、複数の増幅器（半導体増幅素子）を同時に動作させる場合について何ら記載も示唆もしていない。本発明者らが検討したところ、複数の増幅器を同時に動作させる場合、低消費電力化を首尾よく実現するためには困難が伴う。

例えば、複数の増幅器のそれぞれについて低消費電力化装置を設けた場合、回路規模が大きくなり、コストが増大してしまう。

一方、図６に示すように、最大出力電力が大きい方の増幅システム（ＢＢ（ベースバンド）部６２、ＲＦ（高周波）部６４、ＰＡ（パワーアンプ）６６）については、低消費電力化装置（送信電力制御部６７および送信電力制御装置６８）によって低消費電力化を行い、最大出力電力が小さい方の増幅システム（ＢＢ（ベースバンド）部６１、ＲＦ（高周波）部６３、ＰＡ（パワーアンプ）６５）については低消費電力化を行わない構成では、省電力制御がされないほうのＰＡ６５には、バッテリ電圧（ＶＢＡＴ）が直接印加されるため、例えば、４００〜５００ｍＡの電流が流れてしまい、多量の電力を消費してしまう。

本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、その主たる目的は、同時に動作する複数の増幅器の低消費電力化をより好適に実現するための技術を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明は、複数の増幅器の各々に印加する印加電圧を制御する低消費電力化装置であって、前記複数の増幅器の各々に入力される各信号の振幅を取得する振幅取得手段と、前記振幅に応じた前記印加電圧の制御候補値を算出する算出手段と、前記各信号の振幅を比較して最大振幅を取得するか、または、前記各信号の振幅に応
じて前記算出手段が算出した各制御候補値を比較して最大制御候補値を取得する比較手段と、前記印加電圧が、全て、前記最大振幅に応じて前記算出手段が算出した制御候補値、または、前記最大制御候補値となるように制御する電圧制御手段とを備えていることを特徴としている。

上記の構成によれば、上記低消費電力化装置によって、同時に動作する複数の増幅器の全ての印加電圧を制御することができる。これにより、複数の増幅器に夫々別個の低消費電力化装置を設けた場合に比べ、回路構成を簡素化し、コストを低減することができる。

ここで、増幅器の印加電圧が低すぎる場合、すなわち、増幅器に対し、入力される信号の振幅に応じた制御候補値よりも低い電圧が印加された場合、当該増幅器において、ひずみが生じる場合がある。特に、各時点において信号の振幅が最大である増幅器、または制御候補値が最大である増幅器において、このようなひずみが生じやすい。これに対し、上記の構成によれば、同時に動作する複数の増幅器のうち、信号の振幅が最大である増幅器、または制御候補値が最大である増幅器に合わせて、全ての増幅器に対する印加電圧を制御するようになっているため、各時点において信号の振幅が最大である増幅器、または制御候補値が最大である増幅器に対しても、適切な電圧を印加することができるため、ひずみの発生を抑制することができる。

また、全ての増幅器において、印加電圧の制御がなされるため、電力効率を高めることができる。

よって、上記の構成によれば、簡便な構成により、回路構成の複雑化や、ひずみの発生等の問題なく、同時に動作する複数の増幅器の電力効率を高めることができる。

また、本発明に係る低消費電力化装置では、前記算出手段は、前記振幅と、当該振幅に応じた前記制御候補値との対応付けを、前記増幅器毎に管理することが好ましい。

上記の構成によれば、算出手段が、振幅に応じた印加電圧の制御候補値を容易に算出することができる。

また、本発明に係る低消費電力化装置は、前記比較手段が、前記各信号の振幅を比較して最大振幅を検出し、前記電圧制御手段が、前記印加電圧を全て、前記最大振幅に応じて前記算出手段が算出した前記制御候補値に制御するものであってもよい。

上記の構成によれば、比較手段が、各信号の振幅を直接比較すればよいため、簡素な構成により、同時に動作する複数の増幅器の低消費電力化を実現することができる。

また、本発明に係る低消費電力化装置は、前記比較手段が、前記各信号の振幅に応じて前記算出手段が算出した各制御候補値を比較して最大制御候補値を検出し、前記電圧制御手段が、前記印加電圧を全て、前記最大制御候補値に制御するものであってもよい。

上記の構成によれば、より好適に同時に動作する複数の増幅器の低消費電力化を実現することができる。すなわち、増幅器の各々の性能が同じでない場合、振幅が最大となる信号を増幅する増幅器に印加すべき電圧が、他の増幅器に印加すべき電圧より低くなる場合がある。これに対し、上記構成によれば、比較手段は、算出手段が各信号の振幅から算出した印加電圧の制御候補値を比較するので、より適切な制御候補値を検出することができる。

本発明に係る無線装置は、本発明に係る低消費電力化装置と、前記複数の増幅器とを備
えており、前記各信号が、無線信号であることを特徴としている。

上記の構成によれば、無線装置における消費電力を好適に低減することができる。

本発明に係る低消費電力化方法は、複数の増幅器の各々に印加する印加電圧を制御する低消費電力化方法であって、前記複数の増幅器の各々に入力される各信号の振幅を取得する振幅取得工程と、前記各信号の振幅を比較して最大振幅を取得するか、または、前記各信号の振幅に応じて算出した各制御候補値を比較して最大制御候補値を取得する比較工程と、前記印加電圧が、全て、前記最大振幅に応じて算出した制御候補値、または、前記最大制御候補値となるように制御する電圧制御工程とを包含することを特徴としている。

上記の構成によれば、本発明に係る低消費電力化装置と同等の効果を奏する。

本発明は、複数の増幅器の各々に印加する印加電圧を制御する低消費電力化装置であって、前記複数の増幅器の各々に入力される各信号の振幅を取得する振幅取得手段と、前記振幅に応じた前記印加電圧の制御候補値を算出する算出手段と、前記各信号の振幅を比較して最大振幅を取得するか、または、前記各信号の振幅に応じて前記算出手段が算出した各制御候補値を比較して最大制御候補値を取得する比較手段と、前記印加電圧が、全て、前記最大振幅に応じて前記算出手段が算出した制御候補値、または、前記最大制御候補値となるように制御する電圧制御手段とを備えていることを特徴としている。

よって、簡便な構成により、回路構成の複雑化や、ひずみの発生等の問題なく、同時に動作する複数の増幅器の電力効率を高めることができる。

本発明の一実施形態に係る低消費電力化装置の一構成例を示したブロック図である。 本発明の一実施形態に係る無線装置の一構成例を示したブロック図である。 ベースバンド信号の振幅情報に対応する制御電圧の値と、振幅情報または制御電圧のそれぞれに対応するＰＡの印加電圧ＶＣＣ２とを示した図であり、同図（ａ）は、第一の増幅システムのＰＡの印加電圧を示し、同図（ｂ）は、第二の増幅システムのＰＡの印加電圧を示している。 本発明の一実施形態に係る低消費電力化装置の処理の流れの一例を示したフローチャートである。 本発明の一実施形態において、低消費電力化装置の出力電圧（増幅器の印加電圧）の一例を示した図であり、同図（ａ）は、第一の増幅システムを単独で動作させた際における低消費電力化装置の出力電圧を示し、同図（ｂ）は、第二の増幅システムを単独で動作させた際における低消費電力化装置の出力電圧を示し、同図（ｃ）は、二つの増幅システムを同時に動作させた際における低消費電力化装置の出力電圧を示している。 出力信号増幅回路の一構成例を示したブロック図である。 制御電圧の例を示した図である。 振幅と印加電圧との関係の一例を示した図である。 ＰＡの印加電圧とＰＡに流れる電流との関係の一例を示したグラフである。 制御信号＃３４に対する電圧発生部の出力電圧（印加電圧）ＶＣＣ２を示すグラフである。 本発明の一実施形態に係る低消費電力化装置の他の構成例を示したブロック図である。 本発明の一実施形態に係る低消費電力化装置の処理の流れの他の例を示したフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。なお、以下では、本発明に係る低消費電力化装置を無線装置が備えている場合について説明を加えるが、本発明はこれに限定されない。

（無線装置１の構成）
図２は、本発明の一実施形態に係る無線装置１の一構成例を示したブロック図である。図２に示すように、無線装置１は、増幅システム（第一の増幅システム）１０、増幅システム（第二の増幅システム）２０および低消費電力化装置３０を備えている。また、増幅システム１０は、ＢＢ部（ベースバンド部）１１、変換部１２およびＰＡ（パワーアンプ、増幅器）１３を備えている。また、増幅システム２０は、ＢＢ部２１、変換部２２およびＰＡ２３を備えている。

なお、本実施形態において、無線装置１は、２つの増幅システムを備える構成とするが、本発明はこれに限定されず、ＢＢ部、変換部およびＰＡをそれぞれ備える増幅システムを２つ以上備える構成であればよい。

ＢＢ部１１は、デジタルアナログ変換回路（ＤＡＣ）などから供給された音声、音楽、各種データ（テキストデータ、画像データ等）等をデジタル信号に変調し、ベースバンド信号（出力信号）＃１１を生成する。ＢＢ部１１は、生成したベースバンド信号＃１１を変換部１２に供給する。

変換部１２は、ＢＢ部１１から受信したベースバンド信号＃１１を周波数変換し、変換信号（無線信号）＃１２を生成する。変換部１２は、例えば、ベースバンド信号を高周波変換するＲＦ部で構成される。変換部１２は、生成した変換信号＃１２をＰＡ１３に供給する。

ＰＡ１３は、後述する低消費電力化装置３０から印加された印加電圧ＶＣＣ２を用いて、変換部１２から供給された変換信号＃１２を増幅する。ＰＡ１３は、増幅した信号を増幅信号＃１３として出力する。なお、本実施形態において、ＰＡ１３は、送信用のパワーアンプであるとするが、本発明はこれに限定されず、受信用のパワーアンプであってもよい。

増幅システム１０と増幅システム２０とはそれぞれ異なる通信方式または異なる周波数帯域に対応するシステムであり、同じ構成を有しているため、増幅システム２０内の各部の構成については説明を省略する。

なお、本実施形態において、ＢＢ部１１は、音声を変調し、ＢＢ部２１は、各種データを変調するものとして説明するが、ＢＢ部１１および２１が変調するデータは、特に限定されない。

（低消費電力化装置３０の構成）
次に、図１を参照して低消費電力化装置３０の内部構成について説明する。図１は、本発明における低消費電力化装置３０の内部構成の一例を示したブロック図である。図１に示すように、低消費電力化装置３０は、記憶部（算出手段）３１、記憶部（算出手段）３２、比較器（振幅取得手段、算出手段、比較手段）３３、電圧制御部（算出手段、電圧制御手段）３４および電圧発生部（電圧制御手段）３５を備えている。

記憶部３１は、ベースバンド信号＃１１または変換信号＃１２の振幅の値（振幅情報）
と、振幅情報のそれぞれに対応する制御電圧（制御信号、制御候補値）の値を示したテーブル（ＴａｂｌｅＡ）を格納している。また、記憶部３２は、ベースバンド信号＃２１または変換信号＃２２の振幅の値（振幅情報）と、振幅情報のそれぞれに対応する制御電圧（制御信号、制御候補値）の値を示したテーブル（ＴａｂｌｅＢ）を格納している。記憶部３１および記憶部３２が記憶しているテーブルについては後述する。なお、振幅情報＃１０および振幅情報＃２０は、信号の包絡線に沿ったものであっても良いし、一定時間平均化されたものでも良い。

なお、記憶部３１および記憶部３２は、ＲＡＭによって構成されるが、一部にＲＯＭを含んでいてもよい。また、書き換え可能なフラッシュメモリ等を含んでいてもよい。なお、記憶部３１および記憶部３２は、低消費電力化装置３０と一体とした構成ではなく、低消費電力化装置３０と別個の構成としてもよい。

また、記憶部３１および記憶部３２は、それぞれ別個の構成であってもよいし、一体とした構成であってもよい。また、低消費電力化装置３０は、各テーブルをＰＡごとに管理する管理手段を備えてもよい。

比較器３３は、増幅システム１０、２０から、記憶部３１、３２に供給された変換信号＃１２、＃２２の振幅の情報（振幅情報＃１０、＃２０）を、記憶部３１、３２から取得するようになっている。振幅情報＃１０、＃２０は、例えば、ＢＢ部１１、２１が、ベースバンド信号＃１１、＃２１に基づいて算出して、比較器３３に提供するようになっていてもよい。

そして、比較器３３は、複数の増幅システムから取得した振幅情報を比較し、振幅情報の最大値を検出する。具体的には、記憶部３１から取得したＴａｂｌｅＡ振幅情報＃３１と、記憶部３２から取得したＴａｂｌｅＢ振幅情報＃３２とを比較し、大きい方の振幅（最大振幅）を検出する。比較器３３は、ＴａｂｌｅＡ振幅情報＃３１のほうが大きい値であった場合、記憶部３１からＴａｂｌｅＡの情報（ＴａｂｌｅＡ情報）を取得する。また、振幅情報＃２０のほうが大きい値であった場合、記憶部３２からＴａｂｌｅＢの情報（ＴａｂｌｅＢ情報）を取得する。比較器３３は、取得したテーブル情報と、値が大きいほうの振幅情報（振幅の最大値）とを比較結果＃３３として電圧制御部３４に供給する。

電圧制御部３４は、比較器３３から供給された比較結果＃３３に含まれる振幅情報と、ＴａｂｌｅＡまたはＴａｂｌｅＢとを参照して、制御電圧を生成する。なお、比較器３３は、比較結果＃３３にテーブル情報を含める必要はなく、単に、どちらのテーブル情報を参照すべきかを示す情報、言い換えれば、振幅の最大値が、何れのＰＡに入力される信号の振幅であるかを示す情報が含まれているようになっていてもよい。この場合には、電圧制御部３４が、記憶部３１、３２から直接テーブル情報（ＴａｂｌｅＡ制御電圧情報＃３５、ＴａｂｌｅＢ制御電圧情報＃３６）を取得するようにすればよい。その後、電圧制御部３４は、生成した制御信号＃３４を電圧発生部３５に供給する。

ここで、ＴａｂｌｅＡおよびＴａｂｌｅＢについて図３を参照して説明を行う。図３は、振幅情報の値のそれぞれに対応する制御電圧（Ｖｃｏｎ）の値（制御電圧情報）と、振幅情報または制御電圧のそれぞれに対応するＰＡの印加電圧ＶＣＣ２とを示した図であり、同図（ａ）は、増幅システム１０のＰＡ１３の印加電圧を示し、同図（ｂ）は、増幅システム２０のＰＡ２３の印加電圧を示している。

図３の（ａ）に示すように、ＴａｂｌｅＡには、変換信号＃１２の振幅情報がＡｍｐ１０であるとき、制御電圧がＶｃｏｎ１０であることが記録されている。同様に、振幅情報がＡｍｐ９〜Ａｍｐ１のとき、制御電圧はそれぞれＶｃｏｎ９〜Ｖｃｏｎ１であることが
記録されている。

また、図３の（ｂ）に示すように、ＴａｂｌｅＢには、変換信号＃２２の振幅情報がＡｍｐ１０であるとき、制御電圧がＶｃｏｎ１０であることが記録されている。同様に、振幅情報がＡｍｐ９〜Ａｍｐ１のとき、制御電圧はそれぞれＶｃｏｎ９〜Ｖｃｏｎ１であることが記録されている。

このように、各テーブルは、各々のＰＡが増幅すべき信号の振幅を示す振幅情報と、当該ＰＡに印加すべき印加電圧（ＶＣＣ２）の制御候補値である制御電圧とを対応付けたものであり、ＰＡ毎（ＢＢ部毎）に管理されている。各テーブルにおいて、制御電圧を示す制御電圧情報は、振幅情報に従ったルックアップテーブルになっている。

このように管理されたテーブルを用いることにより、比較器３３または電圧制御部３４は、増幅する信号の振幅に応じた適切な制御電圧を容易に取得することができる。

なお、図３の（ａ）および（ｂ）に示すように、ＴａｂｌｅＡの値とＴａｂｌｅＢの値とは同じ値を記載しているが、実際の各テーブルの値は、それぞれのＰＡの特性に準拠した値となる。

電圧発生部３５は、電圧制御部３４から供給された制御電圧（制御信号）＃３４を用いて、バッテリ電圧（ＶＢＡＴ）を降圧または昇圧して、ＰＡ１３およびＰＡ２３の印加電圧ＶＣＣ２を生成し、出力する。電圧発生部３５は、例えば、ＤＣ−ＤＣコンバータである。

一般的にＤＣ−ＤＣコンバータは、アナログ制御電圧によって出力電圧が制御されるため、電圧制御部３４が各テーブルから取得する制御電圧情報はデジタル値であり、電圧制御部３４が算出する制御信号＃３４はアナログ値となる。つまり、電圧発生部３５がＤＣ−ＤＣコンバータである場合、電圧制御部３４は、上記で説明した処理に加え、Ｄ／Ａ変換を行う。なお、電圧発生部３５は、これに限定されず、デジタル値にて制御されるものであってもよい。この場合、電圧制御部３４は、Ｄ／Ａ変換を行わなくてもよい。

ここで、振幅情報または制御電圧に対応する印加電圧ＶＣＣ２について、図３の（ａ）および（ｂ）、並びに、図１０に示す。図１０は、制御信号＃３４に対する電圧発生部３５の出力電圧（印加電圧）ＶＣＣ２を示すグラフである。図３の（ａ）に示すように、振幅情報がＡｍｐ１０のとき、印加電圧ＶＣＣ２は、Ｖ１０となる。同様に、振幅情報がＡｍｐ９〜Ａｍｐ１のとき、印加電圧ＶＣＣ２は、それぞれＶ９〜Ｖ１となる。図３の（ｂ）においても、振幅情報がＡｍｐ１０〜Ａｍｐ１のとき、印加電圧ＶＣＣ２は、それぞれＶ１０〜Ｖ１となる。電圧発生部３５はこのような印加電圧ＶＣＣ２を出力する。また、図１０に示すように、電圧発生部３５が出力する印加電圧ＶＣＣ２は、制御信号＃３４に対し、一般的に正比例する電圧であるが、必ずしもこれに限らず、非線形な特性でも良い。

（低消費電力化装置３０の処理の流れ）
次に、図４を参照して、低消費電力化装置３０の処理の流れについて説明を行う。図４は、本発明における低消費電力化装置３０の処理の流れの一例を示したフローチャートである。

図４に示すように、低消費電力化装置３０の比較器３３は、ＴａｂｌｅＡおよびＴａｂｌｅＢの振幅情報を記憶部３１、３２から取得する（ステップＳ１。以下、単に、Ｓ１とする）。次に比較器３３は、取得した振幅情報を比較する（Ｓ２）。Ｓ２にてＴａｂｌｅ
Ａの振幅情報＃１０のほうが大きいとき、比較器３３は、ＴａｂｌｅＡを選択し、比較結果として選択したＴａｂｌｅＡ（比較結果＝ＴａｂｌｅＡ）を出力する（Ｓ３）。

その後、電圧制御部３４は、比較器３３から供給された比較結果より、ＴａｂｌｅＡの制御電圧情報を選択し、制御電圧を生成する。電圧制御部３４は、生成した制御電圧を、電圧発生部３５に対し出力する（Ｓ５）。

一方、Ｓ２にてＴａｂｌｅＢの振幅情報＃２０のほうが大きいとき、比較器３３は、ＴａｂｌｅＢを選択し、比較結果として選択したＴａｂｌｅＢ（比較結果＝ＴａｂｌｅＢ）を出力する（Ｓ４）。

その後、電圧制御部３４は、比較器３３から供給された比較結果より、ＴａｂｌｅＢの制御電圧情報を選択し、制御電圧を生成する。電圧制御部３４は、生成した制御電圧を、電圧発生部３５に対し出力する（Ｓ６）。

その後、電圧発生部３５は、Ｓ５またはＳ６で生成された制御電圧から印加電圧ＶＣＣ２を生成し、出力する（Ｓ７）。その後、低消費電力化装置３０は、Ｓ１からＳ７を繰り返す。このようにして、低消費電力化装置３０は、印加電圧ＶＣＣ２を生成する。

（低消費電力化装置３０の出力電圧について）
次に、図５を参照して、低消費電力化装置３０が出力する印加電圧ＶＣＣ２の一例について、説明する。図５は、低消費電力化装置３０が出力する出力電圧（すなわち、ＰＡの印加電圧）の一例を示した図であり、同図（ａ）は、増幅システム１０を単独で動作させた際における低消費電力化装置３０の出力電圧を示し、同図（ｂ）は、増幅システム２０を単独で動作させた際における低消費電力化装置３０の出力電圧を示し、同図（ｃ）は、増幅システム１０および増幅システム２０を同時に動作させた際における低消費電力化装置３０の出力電圧を示している。なお、図５の（ａ）から（ｃ）において、横軸は時間を示し、縦軸は出力電圧を示している。

また、図５の（ａ）から（ｃ）に示すように、時間をＳｔｅｐ１からＳｔｅｐ６までの等間隔に区切った場合、各電圧は、Ｓｔｅｐが変化するタイミングで、昇圧または降圧するものとする。なお、本発明はこれに限定されず、各電圧は、それぞれ異なるタイミングで昇圧または降圧してもよい。また、図５の（ａ）から（ｃ）に示す各電圧は、ＰＡの印加電圧の振幅レベルの包絡線の平均である。なお、低消費化電力装置３０の応答速度が満足する場合は、ベースバンド信号や、変換信号の包絡線であってもよい。

図５の（ａ）の破線で示すように、増幅システム１０を単独で動作させた際における低消費電力化装置３０の出力電圧は、Ｓｔｅｐ１の時間帯においてＶ１、Ｓｔｅｐ２の時間帯においてＶ３、Ｓｔｅｐ３の時間帯においてＶ２、Ｓｔｅｐ４の時間帯においてＶ１、Ｓｔｅｐ５の時間帯においてＶ３、Ｓｔｅｐ６の時間帯においてＶ４となる。

また、図５の（ｂ）の実線で示すように、増幅システム２０を単独で動作させた際における低消費電力化装置３０の出力電圧は、Ｓｔｅｐ１の時間帯においてＶ１、Ｓｔｅｐ２の時間帯においてＶ２、Ｓｔｅｐ３の時間帯においてＶ１、Ｓｔｅｐ４の時間帯においてＶ６、Ｓｔｅｐ５の時間帯においてＶ５、Ｓｔｅｐ６の時間帯においてＶ７となる。

図５の（ｃ）における破線は、図５の（ａ）にて示した増幅システム１０を単独で動作させた際における低消費電力化装置３０の出力電圧であり、実線は図５の（ｂ）にて示した増幅システム２０を単独で動作させた際における低消費電力化装置３０の出力電圧である。また、図５の（ｃ）における太線は、増幅システム１０および増幅システム２０を同
時に動作させた際における低消費電力化装置３０の出力電圧である。

図５の（ｃ）に示すように、増幅システム１０および増幅システム２０を同時に動作させた場合、低消費電力化装置３０は、各Ｓｔｅｐにおいて、どちらか高いほうの電圧を選択している。例えば、Ｓｔｅｐ２において、増幅システム１０の出力電圧はＶ３であり、増幅システム２０の出力電圧はＶ２である。Ｖ３＞Ｖ２であるため、Ｓｔｅｐ２における低消費電力化装置３０の出力電圧は、Ｖ３となる。

よって、増幅システム１０および増幅システム２０を同時に動作させた際における低消費電力化装置３０の出力電圧ＶＣＣ２は、図５の（ｃ）の太線で示すように、Ｓｔｅｐ１の時間帯においてＶ１、Ｓｔｅｐ２の時間帯においてＶ３、Ｓｔｅｐ３の時間帯においてＶ２、Ｓｔｅｐ４の時間帯においてＶ６、Ｓｔｅｐ５の時間帯においてＶ５、Ｓｔｅｐ６の時間帯においてＶ７となる。

増幅システム１０のＰＡ１３および増幅システム２０のＰＡ２３は、このように生成された出力電圧（印加電圧）ＶＣＣ２を用いて、変換信号（出力信号）を増幅する。

このように、低消費電力化装置３０は、ＰＡ１３およびＰＡ２３の各々に入力される各信号＃１２、＃２２の振幅を取得し、各信号の振幅を比較して最大振幅を取得する比較器３３と、記憶部３１、３２に記憶されたテーブル情報を参照して、当該最大振幅に応じた制御電圧を生成する電圧制御部３４と、当該制御電圧に従い、ＰＡ１３およびＰＡ２３に印加する共通印加電圧ＶＣＣを発生させる電圧発生部３５と、を備えている。

上記の構成によれば、低消費電力化装置３０によって、同時に動作する複数のＰＡの全ての印加電圧を制御することができる。これにより、複数のＰＡに夫々別個の低消費電力化装置を設けた場合に比べ、回路構成を簡素化し、コストを低減することができる。

ここで、ＰＡの印加電圧が低すぎる場合、すなわち、任意のＰＡに対し、入力される信号の振幅に応じた制御電圧よりも低い電圧が印加された場合、当該ＰＡにおいて、ひずみが生じる場合がある。特に、各時点において信号の振幅が最大であるＰＡ、または制御電圧が最大であるＰＡにおいて、このようなひずみが生じやすい。これに対し、上記の構成によれば、同時に動作する複数のＰＡのうち、信号の振幅が最大であるＰＡ、または制御電圧が最大であるＰＡに合わせて、全てのＰＡに対する印加電圧を制御するようになっているため、各時点において信号の振幅が最大であるＰＡ、または制御電圧が最大である増幅器に対しても、適切な電圧を印加することができるため、ひずみの発生を抑制することができる。

また、全てのＰＡにおいて、印加電圧の制御がなされるため、電力効率を高めることができる。

よって、上記の構成によれば、簡便な構成により、回路構成の複雑化や、ひずみの発生等の問題なく、同時に動作する複数のＰＡの電力効率を高めることができる。

特に、比較器３３では、各増幅システムの振幅情報を直接比較すればよいため、簡素な構成により、同時に動作する複数のＰＡの低消費電力化を実現することができる。

（変形例）
上述した低消費電力化装置３０の比較器３３は、増幅システム１０の振幅情報＃１０と増幅システム２０の振幅情報＃２０とを比較したが本発明はこれに限定されない。比較器３３は、振幅情報＃１０に対応する電圧と、振幅情報＃２０に対応する印加電圧とを比較
してもよい。

増幅システム１０のＰＡ１３と増幅システム２０のＰＡ２３とが同じ特性のパワーアンプで無い場合、振幅が大きいほうが、当該振幅に対応する印加電圧が大きいとは限らない。例えば、ＰＡ１３が８００ＭＨｚ帯に対応するパワーアンプであり、ＰＡ２３が２ＧＨｚ帯に対応するパワーアンプであるとし、振幅情報＃２０より振幅情報＃１０の方が大きいとき、振幅情報＃１０に対応する電圧が振幅情報＃２０に対応する印加電圧より低くなる場合がある。

このとき、比較器（最大値検出手段、算出手段）３３は、振幅情報＃１０および振幅情報＃２０からＰＡ１３およびＰＡ２３の各々の印加電圧の候補値を算出する。具体的には、比較器３３は、記憶部３１および記憶部３２に格納されているＴａｂｌｅＡおよびＴａｂｌｅＢを参照し、振幅情報＃１０および振幅情報＃２０にそれぞれ対応する制御電圧を取得する。

振幅情報＃１０に対応する制御電圧と、振幅情報＃２０に対応する制御電圧とを比較し、大きいほうの制御電圧（最大制御候補値）を、比較結果＃３３として、電圧制御部３４に供給する。電圧制御部３４は、比較結果＃３３の制御電圧を、制御信号＃３４として電圧発生部３５に送る。

これを図１１および図１２を用いて詳しく説明する。図１１は、本発明における低消費電力化装置３０の内部構成の他の例を示したブロック図である。また、図１２は、本発明における低消費電力化装置３０の処理の流れの他の例を示したフローチャートである。
なお、説明の便宜上、上述した図１と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。

図１１に示すように、低消費電力化装置３０は、記憶部（算出手段）３１、記憶部（算出手段）３２、比較器（振幅取得手段、算出手段、比較手段）３３’、電圧制御部（算出手段、電圧制御手段）３４および電圧発生部（電圧制御手段）３５を備えている。

比較器３３’は、複数の増幅システムから取得した制御電圧情報（ＴａｂｌｅＡ制御電圧情報＃３５、ＴａｂｌｅＢ制御電圧情報＃３６）を比較し、制御電圧情報の最大値を検出する。具体的には、記憶部３１から取得したＴａｂｌｅＡ制御電圧情報＃３５と、記憶部３２から取得したＴａｂｌｅＢ制御電圧情報＃３６とを比較し、大きい方の制御電圧（最大制御電圧）を検出する。比較器３３’は、ＴａｂｌｅＡ制御電圧情報＃３５のほうが大きい値であった場合、記憶部３１からＴａｂｌｅＡの情報（ＴａｂｌｅＡ情報）を取得する。また、ＴａｂｌｅＢ制御電圧情報＃３６のほうが大きい値であった場合、記憶部３２からＴａｂｌｅＢの情報（ＴａｂｌｅＢ情報）を取得する。比較器３３’は、取得したテーブル情報と、値が大きいほうの制御電圧情報（制御電圧の最大値）とを比較結果＃３３として電圧制御部３４に供給する。

次に、図１２を参照して、低消費電力化装置３０の処理の流れについて説明を行う。図１２に示すように、低消費電力化装置３０の比較器３３’は、ＴａｂｌｅＡおよびＴａｂｌｅＢの振幅情報に紐付けされた制御電圧情報を記憶部３１、３２から取得する（Ｓ１１）。次に比較器３３’は、取得した制御電圧情報を比較する（Ｓ１２）。Ｓ１２にてＴａｂｌｅＡの制御電圧情報＃３５のほうが大きいとき、比較器３３’は、ＴａｂｌｅＡを選択し、比較結果として選択したＴａｂｌｅＡ（比較結果＝ＴａｂｌｅＡ）を出力する（Ｓ１３）。

その後、電圧制御部３４は、比較器３３’から供給された比較結果より、ＴａｂｌｅＡ
の制御電圧情報を選択し、制御電圧を生成する。電圧制御部３４は、生成した制御電圧を、電圧発生部３５に対し出力する（Ｓ１５）。

一方、Ｓ１２にてＴａｂｌｅＢの制御電圧情報＃３６のほうが大きいとき、比較器３３’は、ＴａｂｌｅＢを選択し、比較結果として選択したＴａｂｌｅＢ（比較結果＝ＴａｂｌｅＢ）を出力する（Ｓ１４）。

その後、電圧制御部３４は、比較器３３’から供給された比較結果より、ＴａｂｌｅＢの制御電圧情報を選択し、制御電圧を生成する。電圧制御部３４は、生成した制御電圧を、電圧発生部３５に対し出力する（Ｓ１６）。

その後、電圧発生部３５は、Ｓ１５またはＳ１６で生成された制御電圧から印加電圧ＶＣＣ２を生成し、出力する（Ｓ１７）。その後、低消費電力化装置３０は、Ｓ１１からＳ１７を繰り返す。このようにして、低消費電力化装置３０は、印加電圧ＶＣＣ２を生成する。

これにより、低消費電力化装置３０は、複数のＰＡの性能がそれぞれ異なっている場合であっても、ＰＡの印加電圧を適切に制御することができる。

また、無線装置１は、変換部１２が出力する変換信号＃１２と、変換部２２が出力する変換信号＃２２とを検波し、低消費電力化装置３０は、検波したこれらの信号の電圧を比較してもよい。

検波した電圧を比較した場合、低消費電力化装置３０の構成、特にデジタル回路で構成された部分が大幅に簡略化される。また、上述した各テーブルを参照するという工程を削減できる。

なお、検波する回路は、ある程度高速なアナログ回路で構成する必要がある。そのため、検波する構成を備えた低消費電力化装置は、検波後、電圧を発生させるまでに発生する遅延時間や、増幅される信号の伝搬遅延等を考慮して構成する必要がある。

また、検波する回路をデジタルで構成する場合、ＢＢ部を中心とした専用ＩＣ内部に内蔵する必要がある。一方、検波する回路をアナログで構成（アナログ検波）する場合、上記専用ＩＣの外部に当該検波する回路を構成出来るため、このような低消費電力化装置は、専用ＩＣで構成される通信用チップセットに対して、汎用性が持てるという効果がある。
（低消費電力化技術についての補足）
低消費電力化装置では、各ＰＡに印加する印加電圧の制御は、例えば、図７に示すようなＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）によってバッテリ電圧を変調することによって行うものであり得る。

また、低消費電力化装置は、例えば、図８に示すようなＲＦ信号（ＲＦ＿ＯＵＴ）の振幅レベルの包絡線の平均である送信電圧（ＰＡの印加電圧）ＶＣＣ２に各ＰＡの印加電圧を制御するものである。図９は、ＰＡに流れる電流に対するＰＡの印加電力の例を示したグラフである。図９において、実線は、バッテリ電圧を直接ＰＡに印加した場合を示し、破線は、低消費電力化装置が図８に示す制御を行った場合を示している。図９に示すように、低消費電力化装置が図８に示す制御を行うことにより、バッテリ電圧を直接ＰＡに印加した場合よりも、消費電力を低減させることができる。なお、低消費電力化装置がＰＡの印加電圧を制御する方式はこれに限定されず、例えばＥＴ（Ｅｎｖｅｌｏｐ Ｔｒａｃｋｉｎｇ）方式であってもよい。

本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

〔ソフトウェアによる実現例について〕
最後に、低消費電力化装置３０の各ブロックは、集積回路（ＩＣチップ）上に形成された論理回路によってハードウェア的に実現してもよいし、ＣＰＵ（Central Processing Unit）を用いてソフトウェア的に実現してもよい。

後者の場合、低消費電力化装置３０は、各機能を実現するプログラムの命令を実行するＣＰＵ、上記プログラムを格納したＲＯＭ（Read Only Memory）、上記プログラムを展開するＲＡＭ（Random Access Memory）、上記プログラムおよび各種データを格納するメモリ等の記憶装置（記録媒体）などを備えている。そして、本発明の目的は、上述した機能を実現するソフトウェアである低消費電力化装置３０の制御プログラムのプログラムコード（実行形式プログラム、中間コードプログラム、ソースプログラム）をコンピュータで読み取り可能に記録した記録媒体を、低消費電力化装置３０に供給し、そのコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ）が記録媒体に記録されているプログラムコードを読み出し実行することによっても、達成可能である。

上記記録媒体としては、例えば、磁気テープやカセットテープ等のテープ類、フロッピー（登録商標）ディスク／ハードディスク等の磁気ディスクやＣＤ−ＲＯＭ／ＭＯ／ＭＤ／ＤＶＤ／ＣＤ−Ｒ等の光ディスクを含むディスク類、ＩＣカード（メモリカードを含む）／光カード等のカード類、マスクＲＯＭ／ＥＰＲＯＭ／ＥＥＰＲＯＭ／フラッシュＲＯＭ等の半導体メモリ類、あるいはＰＬＤ（Programmable logic device）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等の論理回路類などを用いることができる。

また、無線装置１を通信ネットワークと接続可能に構成し、上記プログラムコードを通信ネットワークを介して供給してもよい。この通信ネットワークは、プログラムコードを伝送可能であればよく、特に限定されない。例えば、インターネット、イントラネット、エキストラネット、ＬＡＮ、ＩＳＤＮ、ＶＡＮ、ＣＡＴＶ通信網、仮想専用網（Virtual Private Network）、電話回線網、移動体通信網、衛星通信網等が利用可能である。また
、この通信ネットワークを構成する伝送媒体も、プログラムコードを伝送可能な媒体であればよく、特定の構成または種類のものに限定されない。例えば、ＩＥＥＥ１３９４、ＵＳＢ、電力線搬送、ケーブルＴＶ回線、電話線、ＡＤＳＬ（Asymmetric Digital Subscriber Line）回線等の有線でも、ＩｒＤＡやリモコンのような赤外線、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＩＥＥＥ８０２．１１無線、ＨＤＲ（High Data Rate）、ＮＦＣ（Near Field Communication）、ＤＬＮＡ（Digital Living Network Alliance）、携帯電話網、
衛星回線、地上波デジタル網等の無線でも利用可能である。なお、本発明は、上記プログラムコードが電子的な伝送で具現化された、搬送波に埋め込まれたコンピュータデータ信号の形態でも実現され得る。

本発明は、低消費電力化装置の製造分野において利用可能である。

１ 無線装置
１０ 増幅システム
１１ ＢＢ部
１２ 変換部
１３ ＰＡ（増幅器）
２０ 増幅システム
２１ ＢＢ部
２２ 変換部
２３ ＰＡ（増幅器）
３０ 低消費電力化装置
３１ 記憶部（算出手段）
３２ 記憶部（算出手段）
３３、３３’ 比較器（振幅取得手段、算出手段、比較手段）
３４ 電圧制御部（算出手段、電圧制御手段）
３５ 電圧発生部（電圧制御手段）

Claims (6)

1. 複数の増幅器の各々に印加する印加電圧を制御する低消費電力化装置であって、
   前記複数の増幅器の各々に入力される各信号の振幅を取得する振幅取得手段と、
   前記振幅と、当該振幅に応じた前記印加電圧の制御電圧との対応付けを、前記増幅器毎に管理すると共に、当該対応付けを参照して、前記振幅に応じた前記制御電圧を算出する算出手段と、
   前記各信号の振幅に応じて前記算出手段が算出した各制御電圧を比較して最大制御電圧を取得する比較手段と、
   前記印加電圧が、全て、前記最大制御電圧となるように制御する電圧制御手段とを備えていることを特徴とする低消費電力化装置。
2. 前記複数の増幅器の各々は、互いに異なる特性を有していることを特徴とする請求項１に記載の低消費電力化装置。
3. 前記複数の増幅器の各々には、互いに通信方式が異なる信号が入力されることを特徴とする請求項１に記載の低消費電力化装置。
4. 前記複数の増幅器の各々には、互いに周波数帯域が異なる信号が入力されることを特徴とする請求項１に記載の低消費電力化装置。
5. 請求項１〜４の何れか１項に記載の低消費電力化装置と、前記複数の増幅器とを備えており、前記各信号が、無線信号であることを特徴とする無線装置。
6. 複数の増幅器の各々に印加する印加電圧を制御する低消費電力化方法であって、
   前記複数の増幅器の各々に入力される各信号の振幅を取得する振幅取得工程と、
   前記振幅と、当該振幅に応じた前記印加電圧の制御電圧との対応付けを、前記増幅器毎に管理する管理工程と、
   前記管理工程において管理している前記対応付けを参照して、前記振幅取得工程において取得した前記各信号の振幅に応じた各制御電圧を算出する算出工程と、
   前記算出工程において算出した前記各制御電圧を比較して最大制御候補値を取得する比較工程と、
   前記印加電圧が、全て、前記最大制御候補値となるように制御する電圧制御工程とを包含することを特徴とする低消費電力化方法。

Images