JP6049817B1 - パワー制御可能な無線通信装置 - Google Patents
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Abstract
Description
実施の形態を説明する前に、実施の形態の特徴をより明確にするために、本発明者らが、本発明に先だって検討した無線通信装置の構成を説明しておく。
図13は、検討した無線通信装置の構成を示すブロック図である。図13において、MODは、無線通信装置に内蔵されるモジュールを示している。モジュールMODは、MMICおよびマイクロプロセッサ等を備えており、これらのMMICおよびマイクロプロセッサは、モジュール基板に搭載されて、モジュールMODが構成されている。このようなモジュールMODを、本明細書においては、無線通信装置と見なす。
次に実施の形態1に係わるパワー制御可能な無線通信装置(MOD)の構成を説明する。図1および図2のそれぞれは、パワー制御可能な無線通信装置の構成を示すブロック図である。図1は、無線通信装置を出荷する前の状態を示しており、図2は、距離を測定しているとき(測距時)の状態を示している。距離を測定しているときに、無線通信装置の出力電力(パワー)が制御されるため、図2は、出力電力を制御しているときの状態が示されていると見なすことができる。
図1を用いて、パワー制御可能な無線通信装置MODを出荷する前、より具体的な例で説明すると、無線通信装置MODを検査する工程で行われる動作を説明する。
先ず検査工程において、製造ばらつきに起因する無線通信装置の出力電力のばらつきを低減する処理を行う。このために、プロセッサMPUは、インタフェース回路SPIに対して、プロセッサMPUからインタフェース回路SPIへ供給された信号を、設定情報として、バイアス回路BCTへ伝達するように指示する。次に、所定の送信信号を、制御電圧として電圧制御発振回路VCOに供給する。これにより、電圧制御発振回路VCOは、所定の周波数の高周波信号を、アンテナANTから出力する。
上記した処理を実行することによって、製造ばらつきに起因する出力電力のばらつきが低減されることになる。製造ばらつきに起因したばらつきの低減を図ったあと、環境変動の際に、パワーを調整(制御)するために使用する比を取得する。この実施の形態では、比として内分比を用いる場合を説明する。内分比を取得するために実行される処理を、図1および図3を基にして、説明する。
次に、メモリ回路MMに格納された内分比R0を用いて、測距時にパワー制御する動作を説明する。
基準パワー生成回路RPGは、環境変動に対して依存性の少ない基準パワーを生成することが要求される。無線通信装置MODから出力される高周波信号と同様に、基準パワー生成回路RPGによって、高周波信号のパワーを基準パワーとして用いることが考えられる。しかしながら、高周波信号のパワーを基準パワーとして生成する基準パワー生成回路は、設計および製造が複雑になる。そこで、本発明者らは、直流(DC)信号で、基準パワーを生成することを検討した。ここでは、本発明者らの検討と、検討結果の検証を述べる。
図7は、実施の形態1に係わるパワーセンサーPSNの構成を示す回路図である。図7には、説明の都合上、高周波信号の送信に係わる送信系出力部の構成も示されている。
図8は、実施の形態2に係わるパワーセンサーの構成を示す回路図である。図8にも、図7と同様に、パワーセンサー以外に、送信系出力部が示されている。図8に示すパワーセンサーの構成は、図7で説明したパワーセンサーと類似している。異なる部分は、出力アンプOBに係わる部分のみである。そのため、ここでは、出力アンプOBに係わる部分を主に説明し、他の部分については、原則、説明を省略する。
MOD モジュール(無線通信装置)
MPU プロセッサ
PA パワーアンプ
PGA 可変ゲインアンプ
RPG 基準パワー生成回路
RX−IC 受信半導体
SEL 選択回路
SCC センサー回路
PSN パワーセンサー
TX−IC 送信半導体
Claims (10)
- ゲインコントロール信号に基づいて、ゲインが制御可能な可変ゲインアンプと、
第1基準パワーと、前記第1基準パワーとは異なる第2基準パワーとを生成する基準パワー生成回路と、
前記可変ゲインアンプから出力される高周波信号のパワー、前記基準パワー生成回路によって生成された第1基準パワーおよび第2基準パワーが、選択的に供給されるセンサー回路と、
前記センサー回路からのセンサー出力に基づいて、前記ゲインコントロール信号を生成する制御回路と、
を備え、
前記制御回路は、前記センサー回路から出力される、前記第1基準パワーに対応した第1センサー出力と前記第2基準パワーに対応した第2センサー出力との差分と、前記第1基準パワーに対応した第1センサー出力と前記高周波信号のパワーに対応した高周波センサー出力との差分との比に基づいて、パワーを制御するとき、前記ゲインコントロール信号を生成する、パワー制御可能な無線通信装置。 - 請求項1に記載のパワー制御可能な無線通信装置において、
前記比は、前記第1センサー出力と前記第2センサー出力との差分と、前記第1センサー出力と前記高周波センサー出力との差分との間の内分比である、パワー制御可能な無線通信装置。 - 請求項2に記載のパワー制御可能な無線通信装置において、
前記制御回路は、前記内分比を格納する記憶回路を備え、
パワーを制御するとき、前記センサー回路から出力される、第1基準パワーに対応したセンサー出力と、前記第2基準パワーに対応したセンサー出力との差分と、前記記憶回路に格納されている前記内分比とに基づいて、前記パワー制御可能な無線通信装置が、所定のパワーとなるように、ゲインコントロール信号が、前記制御回路によって生成される、パワー制御可能な無線通信装置。 - 請求項3に記載のパワー制御可能な無線通信装置において、
前記基準パワー生成回路は、バンドギャップ電圧発生回路を備え、前記バンドギャップ電圧発生回路により発生した参照電圧を基にして、所定の基準電圧に対して正極性の第1電圧および第2電圧と、前記所定の基準電圧に対して負極性の第1電圧および第2電圧とを生成し、
前記第1基準パワーは、前記正極性の第1電圧と前記負極性の第1電圧とによって形成され、前記第2基準パワーは、前記正極性の第2電圧と前記負極性の第2電圧とによって形成される、パワー制御可能な無線通信装置。 - 請求項4に記載のパワー制御可能な無線通信装置において、
前記センサー回路は、オフセットを変えることが可能なオフセット可変アンプを備え、
前記オフセット可変アンプは、前記第1基準パワーに対応したセンサー出力および前記第2基準パワーに対応したセンサー出力を出力するときと、前記高周波信号のパワーに対応した高周波センサー出力を出力するときとで、オフセットが異なるように、前記制御回路によって制御される、パワー制御可能な無線通信装置。 - マイクロプロセッサと、前記マイクロプロセッサによってパワー制御される半導体装置とを備えたパワー制御可能な無線通信装置であって、
前記半導体装置は、
送信信号を増幅するアンプであって、ゲインコントロール信号によってゲインを変えることが可能な可変ゲインアンプと、
前記可変ゲインアンプからの高周波信号を増幅して、アンテナへ伝達するパワーアンプと、
前記パワーアンプから前記アンテナへ伝達される高周波信号のパワーを検出するパワーセンサーと、
前記パワーセンサーと前記可変ゲインアンプと前記マイクロプロセッサに結合されたインタフェース回路と、
を備え、
前記パワーセンサーは、
第1基準パワーと前記第1基準パワーとは異なる第2基準パワーを生成する基準パワー生成回路と、
前記インタフェース回路を介して、前記マイクロプロセッサからの制御に従って、前記第1基準パワーと前記第2基準パワーと、前記パワーアンプからの高周波信号のパワーとを選択する選択回路と、
を備え、
前記マイクロプロセッサは、前記選択回路によって、前記第1基準パワーを選択したときに前記パワーセンサーから出力される第1センサー出力と、前記第2基準パワーを選択したときに前記パワーセンサーから出力される第2センサー出力と、前記高周波信号のパワーを選択したときに前記パワーセンサーから出力される第3センサー出力とを、前記インタフェース回路を介して、受け、
前記マイクロプロセッサは、前記第1センサー出力と前記第2センサー出力との差分と、前記第1センサー出力と前記第3センサー出力との差分との比に基づいて、前記パワー制御可能な無線通信装置のパワーを制御するとき、ゲインコントロール信号を形成し、前記インタフェース回路を介して、前記可変ゲインアンプへ供給する、パワー制御可能な無線通信装置。 - 請求項6に記載のパワー制御可能な無線通信装置において、
前記比は、前記第1センサー出力と前記第2センサー出力との差分と、前記第1センサー出力と前記第3センサー出力との差分との間の内分比であり、
前記マイクロプロセッサは、前記内分比を格納する記憶回路を備え、
前記パワー制御可能な無線通信装置のパワーを制御するとき、前記マイクロプロセッサは、前記パワーセンサーから出力される前記第1基準パワーに対応したセンサー出力と、前記第2基準パワーに対応したセンサー出力との差分と、前記記憶回路に格納されている前記内分比とに基づいて、ゲインコントロール信号を形成する、パワー制御可能な無線通信装置。 - 請求項7に記載のパワー制御可能な無線通信装置において、
前記基準パワー生成回路は、
参照電圧を発生するバンドギャップ電圧発生回路と、
前記インタフェース回路を介して、前記マイクロプロセッサから供給される基準パワー選択信号に従って、前記バンドギャップ電圧発生回路により発生した参照電圧を基に、基準電圧に対して正極性の第1電圧または第2電圧と、前記基準電圧に対して負極性の第1電圧または第2電圧を生成する選択生成回路と、
を備え、
前記第1基準パワーは、前記正極性の第1電圧と前記負極性の第1電圧とによって形成され、前記第2基準パワーは、前記正極性の第2電圧と前記負極性の第2電圧とによって形成される、パワー制御可能な無線通信装置。 - 請求項8に記載のパワー制御可能な無線通信装置において、
前記選択回路は、
前記パワーアンプから出力される高周波信号を受け、前記基準電圧に対する前記高周波信号の振幅に応じた電流信号を生成する第1電流変換回路と、
前記選択生成回路からの正極性の第1電圧または第2電圧と、負極性の第1電圧または第2電圧が供給され、供給された電圧に応じた電流信号を生成する第2電流変換回路と、
前記マイクロプロセッサの制御によって、前記第1電流変換回路からの電流信号または前記第2電流変換回路からの電流信号を選択し、選択された電流信号に対応する電圧信号を出力するセレクタと、
を備える、パワー制御可能な無線通信装置。 - 請求項8に記載のパワー制御可能な無線通信装置において、
前記パワーセンサーは、前記選択回路からの出力を増幅するオフセット可変アンプを備え、
前記オフセット可変アンプは、前記第1基準パワーに対応したセンサー出力および前記第2基準パワーに対応したセンサー出力を出力するときと、前記高周波信号のパワーに対応したセンサー出力を出力するときとで、オフセットが異なるように、前記マイクロプロセッサによって制御される、パワー制御可能な無線通信装置。
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