JPH06260864A - 送信出力増幅器 - Google Patents
送信出力増幅器Info
- Publication number
- JPH06260864A JPH06260864A JP4631893A JP4631893A JPH06260864A JP H06260864 A JPH06260864 A JP H06260864A JP 4631893 A JP4631893 A JP 4631893A JP 4631893 A JP4631893 A JP 4631893A JP H06260864 A JPH06260864 A JP H06260864A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- output
- power
- exciter
- section
- signal
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- Pending
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03G—CONTROL OF AMPLIFICATION
- H03G3/00—Gain control in amplifiers or frequency changers without distortion of the input signal
- H03G3/20—Automatic control
- H03G3/30—Automatic control in amplifiers having semiconductor devices
- H03G3/3036—Automatic control in amplifiers having semiconductor devices in high-frequency amplifiers or in frequency-changers
- H03G3/3042—Automatic control in amplifiers having semiconductor devices in high-frequency amplifiers or in frequency-changers in modulators, frequency-changers, transmitters or power amplifiers
Abstract
(57)【要約】
【目的】 無線入力信号の大きさに応じてエキサイタ部
と電力増幅部の各増幅素子のバイアス電流を制御するこ
と。 【構成】 ＲＦ入力端子１に入力される無線入力信号の
大きさに応じて制御信号入力端子１４に印加される制御
信号の値が調整され、制御信号によってトランジスタ
４，７のバイアス電流が調整される。これによりエキサ
イタ部Ａの出力電圧が制御信号によって可変に制御され
る。さらにトランジスタ１７，２０のゲート電圧がゲー
ト電圧端子２６に印加される電圧によって調整され、Ｐ
Ａ部Ｂの出力電力がゲート電圧によって可変に制御され
る。
と電力増幅部の各増幅素子のバイアス電流を制御するこ
と。 【構成】 ＲＦ入力端子１に入力される無線入力信号の
大きさに応じて制御信号入力端子１４に印加される制御
信号の値が調整され、制御信号によってトランジスタ
４，７のバイアス電流が調整される。これによりエキサ
イタ部Ａの出力電圧が制御信号によって可変に制御され
る。さらにトランジスタ１７，２０のゲート電圧がゲー
ト電圧端子２６に印加される電圧によって調整され、Ｐ
Ａ部Ｂの出力電力がゲート電圧によって可変に制御され
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は送信出力増幅器に係わ
り、特に、小型無線電話機の増幅器として用いるに好適
な送信出力増幅器に関する。
り、特に、小型無線電話機の増幅器として用いるに好適
な送信出力増幅器に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、ＣＭＴＳの自動車電話機や携帯無
線電話機の送信出力部においては、励振入力を一定とし
た状態で最大出力３Ｗから最小５ｍＷを７段階に別けて
制御するに際して、終段増幅器の電源電圧を変化させて
出力を安定化する送信出力のＡＰＣが使用されていた。
線電話機の送信出力部においては、励振入力を一定とし
た状態で最大出力３Ｗから最小５ｍＷを７段階に別けて
制御するに際して、終段増幅器の電源電圧を変化させて
出力を安定化する送信出力のＡＰＣが使用されていた。
【０００３】従来のこの種の送信出力増幅器としては、
図３に示されるものが知られている。図３において、送
信出力増幅器はエキサイタ部ＡとＰＡ部Ｂとを備えて構
成されている。エキサイタ部Ａは前段からの信号を励振
入力端子５１で受け、この信号をトランジスタ５２，５
５で増幅し、増幅した信号をＢＰＦ５６，結合端子６０
を介してＰＡ部Ｂに出力し、この信号をＰＡ部Ｂのトラ
ンジスタ６２，６５で電力増幅し、出力端子６８から出
力するようになっている。そしてエキサイタ部Ａの出力
信号をＰＡ部Ｂに出力するに際しては、ＰＡ部Ｂの最大
出力、例えば３Ｗ出力するのに必要な十数ｍＷの励振出
力を加えるようになっている。さらに出力制御入力端子
７１に入力される信号を電力制御回路７２を介してトラ
ンジスタ６２に供給し、トランジスタ６２のコレクタ電
圧を制御し、この出力電圧によって終段のトランジスタ
６５を励振して出力端子６８から電力を出力するように
なっている。
図３に示されるものが知られている。図３において、送
信出力増幅器はエキサイタ部ＡとＰＡ部Ｂとを備えて構
成されている。エキサイタ部Ａは前段からの信号を励振
入力端子５１で受け、この信号をトランジスタ５２，５
５で増幅し、増幅した信号をＢＰＦ５６，結合端子６０
を介してＰＡ部Ｂに出力し、この信号をＰＡ部Ｂのトラ
ンジスタ６２，６５で電力増幅し、出力端子６８から出
力するようになっている。そしてエキサイタ部Ａの出力
信号をＰＡ部Ｂに出力するに際しては、ＰＡ部Ｂの最大
出力、例えば３Ｗ出力するのに必要な十数ｍＷの励振出
力を加えるようになっている。さらに出力制御入力端子
７１に入力される信号を電力制御回路７２を介してトラ
ンジスタ６２に供給し、トランジスタ６２のコレクタ電
圧を制御し、この出力電圧によって終段のトランジスタ
６５を励振して出力端子６８から電力を出力するように
なっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図３に
示す従来の増幅器では、終段増幅器の電圧と電流を制御
しているため、ＰＡ部Ｂを励振するに際しては、ＰＡ部
Ｂの最大出力（３Ｗ）を安定に出力できる電力で励振す
る必要があるが、この電力はＰＡ部Ｂの最小出力より大
きいので、ＰＡ部Ｂを減衰器として動作させることにな
る。このため、従来の制御方法では、ＰＡ部Ｂから最大
電力を送信する場合には合理的であるが、小電力を送信
するときには消費電力が減少しないため、電池を有効に
利用することができないという問題点があった。
示す従来の増幅器では、終段増幅器の電圧と電流を制御
しているため、ＰＡ部Ｂを励振するに際しては、ＰＡ部
Ｂの最大出力（３Ｗ）を安定に出力できる電力で励振す
る必要があるが、この電力はＰＡ部Ｂの最小出力より大
きいので、ＰＡ部Ｂを減衰器として動作させることにな
る。このため、従来の制御方法では、ＰＡ部Ｂから最大
電力を送信する場合には合理的であるが、小電力を送信
するときには消費電力が減少しないため、電池を有効に
利用することができないという問題点があった。
【０００５】本発明は従来の問題点を解決するもので、
無線入力信号の大きさに応じたバイアス電流を増幅素子
に供給して電源を有効に利用することができる送信出力
増幅器を提供することを目的としている。
無線入力信号の大きさに応じたバイアス電流を増幅素子
に供給して電源を有効に利用することができる送信出力
増幅器を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、無線入力信号を複数の増幅素子により電圧
増幅するエキサイタ部と、エキサイタ部の各増幅素子の
バイアス電流を無線入力信号の大きさに応じて調整して
エキサイタ出力を制御するエキサイタ出力制御部と、エ
キサイタ部の出力信号を複数の増幅素子により電力増幅
する電力増幅部と、電力増幅部の各増幅素子のバイアス
電流をエキサイタ出力に応じて調整して電力増幅部の出
力電力を制御する出力電力制御部とを備えている送信出
力増幅器を構成したものである。
するために、無線入力信号を複数の増幅素子により電圧
増幅するエキサイタ部と、エキサイタ部の各増幅素子の
バイアス電流を無線入力信号の大きさに応じて調整して
エキサイタ出力を制御するエキサイタ出力制御部と、エ
キサイタ部の出力信号を複数の増幅素子により電力増幅
する電力増幅部と、電力増幅部の各増幅素子のバイアス
電流をエキサイタ出力に応じて調整して電力増幅部の出
力電力を制御する出力電力制御部とを備えている送信出
力増幅器を構成したものである。
【０００７】
【作用】従って、本発明によれば、無線入力信号がエキ
サイタ部に入力されると、エキサイタ部の各増幅素子に
は無線入力信号の大きさに応じたバイアス電流が供給さ
れ、バイアス電流に応じたエキサイタ出力が電力増幅部
に供給される。そして電力増幅部の各増幅素子にはエキ
サイタ出力に応じたバイアス電流が供給され、バイアス
電流に応じた電力が出力されることになる。これにより
無線入力信号が小さいときには暗電流を小さくし、無線
入力信号が大きいときには励振電力を大きくすることが
でき、電源を有効に利用することができ、出力対消費電
力特性を高能率に維持させることができる。
サイタ部に入力されると、エキサイタ部の各増幅素子に
は無線入力信号の大きさに応じたバイアス電流が供給さ
れ、バイアス電流に応じたエキサイタ出力が電力増幅部
に供給される。そして電力増幅部の各増幅素子にはエキ
サイタ出力に応じたバイアス電流が供給され、バイアス
電流に応じた電力が出力されることになる。これにより
無線入力信号が小さいときには暗電流を小さくし、無線
入力信号が大きいときには励振電力を大きくすることが
でき、電源を有効に利用することができ、出力対消費電
力特性を高能率に維持させることができる。
【０００８】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。
明する。
【０００９】図１は本発明の一実施例を示す送信出力増
幅器のブロック構成図である。図１において、送信出力
増幅器として構成された無線電力可変増幅器はエキサイ
タ部ＡとＰＡ（ＲＦ電力増幅）部Ｂを備えて構成されて
いる。エキサイタ部ＡはＲＦ入力端子１、結合コンデン
サ２、ＲＦ同調回路３、トランジスタ４、ＲＦ結合回路
５、結合コンデンサ６、トランジスタ７、コレクタ同調
回路８、帯域フィルタ９、結合端子１０、ベースバイア
ス供給回路１１，１２，バッファ回路１３、制御信号入
力端子１４、電源端子１５を備えて構成されており、Ｐ
Ａ部Ｂは、結合コンデンサ１６、ＦＥＴトランジスタ１
７、ＲＦ結合回路１８、結合コンデンサ１９、ＦＥＴト
ランジスタ２０、ＲＦ結合回路２１、結合コンデンサ２
２、ＲＦ出力端子２３、ゲート電圧供給回路２４、ゲー
ト電圧供給回路２５、ゲート電圧端子２６、電源端子２
７，２８を備えて構成されている。
幅器のブロック構成図である。図１において、送信出力
増幅器として構成された無線電力可変増幅器はエキサイ
タ部ＡとＰＡ（ＲＦ電力増幅）部Ｂを備えて構成されて
いる。エキサイタ部ＡはＲＦ入力端子１、結合コンデン
サ２、ＲＦ同調回路３、トランジスタ４、ＲＦ結合回路
５、結合コンデンサ６、トランジスタ７、コレクタ同調
回路８、帯域フィルタ９、結合端子１０、ベースバイア
ス供給回路１１，１２，バッファ回路１３、制御信号入
力端子１４、電源端子１５を備えて構成されており、Ｐ
Ａ部Ｂは、結合コンデンサ１６、ＦＥＴトランジスタ１
７、ＲＦ結合回路１８、結合コンデンサ１９、ＦＥＴト
ランジスタ２０、ＲＦ結合回路２１、結合コンデンサ２
２、ＲＦ出力端子２３、ゲート電圧供給回路２４、ゲー
ト電圧供給回路２５、ゲート電圧端子２６、電源端子２
７，２８を備えて構成されている。
【００１０】次に、図１に示す増幅器の各部の動作につ
いて説明する。 （１）エキサイタ部Ａの動作 ＲＦ入力端子１には数ｍＷの無線入力信号が入力されて
いる。この信号の周波数は周波数シンセサイザーによっ
て設定されており、周波数シンセサイザーの出力信号が
バッファ増幅器を介してＲＦ入力端子１に入力されるよ
うになっている。無線入力信号がＲＦ入力端子１に入力
されると、この信号は結合コンデンサ２を介して広帯域
の同調回路３に入力され、トランジスタ４で増幅された
後トランジスタ７に供給される。そしてこの信号はトラ
ンジスタ７でさらに増幅され、増幅された後帯域フィル
タ９を介して結合端子１０からＰＡ部Ｂに入力される。
無線入力信号がトランジスタ４，７で増幅されるに際し
ては、各トランジスタ４，７のベースにＡＰＣ回路から
の制御信号（ＡＰＣ信号）がバッファ回路１３を介して
入力されており、制御信号によって各トランジスタ４，
７のバイアス電流が調整されるようになっている。すな
わち、エキサイタ部Ａの出力電圧が制御信号によって可
変に制御されるようになっている。 （２）ＰＡ部Ｂの動作 ＰＡ部Ｂエキサイタ部Ａの出力信号を結合コンデンサ１
６を介して入力し、入力した信号をＦＥＴトランジスタ
１７で電力増幅するとともに、ＦＥＴトランジスタ２０
で電力増幅し、電力増幅した信号をＲＦ出力端子２３か
ら出力するようになっている。そして各トランジスタ１
７，２０で入力信号を電力増幅するに際しては、ゲート
電圧端子２６に入力されるゲート電圧によって各トラン
ジスタ１７，２０のゲート電圧を調整して各トランジス
タ１７，２０の動作点を制御するようになっている。
いて説明する。 （１）エキサイタ部Ａの動作 ＲＦ入力端子１には数ｍＷの無線入力信号が入力されて
いる。この信号の周波数は周波数シンセサイザーによっ
て設定されており、周波数シンセサイザーの出力信号が
バッファ増幅器を介してＲＦ入力端子１に入力されるよ
うになっている。無線入力信号がＲＦ入力端子１に入力
されると、この信号は結合コンデンサ２を介して広帯域
の同調回路３に入力され、トランジスタ４で増幅された
後トランジスタ７に供給される。そしてこの信号はトラ
ンジスタ７でさらに増幅され、増幅された後帯域フィル
タ９を介して結合端子１０からＰＡ部Ｂに入力される。
無線入力信号がトランジスタ４，７で増幅されるに際し
ては、各トランジスタ４，７のベースにＡＰＣ回路から
の制御信号（ＡＰＣ信号）がバッファ回路１３を介して
入力されており、制御信号によって各トランジスタ４，
７のバイアス電流が調整されるようになっている。すな
わち、エキサイタ部Ａの出力電圧が制御信号によって可
変に制御されるようになっている。 （２）ＰＡ部Ｂの動作 ＰＡ部Ｂエキサイタ部Ａの出力信号を結合コンデンサ１
６を介して入力し、入力した信号をＦＥＴトランジスタ
１７で電力増幅するとともに、ＦＥＴトランジスタ２０
で電力増幅し、電力増幅した信号をＲＦ出力端子２３か
ら出力するようになっている。そして各トランジスタ１
７，２０で入力信号を電力増幅するに際しては、ゲート
電圧端子２６に入力されるゲート電圧によって各トラン
ジスタ１７，２０のゲート電圧を調整して各トランジス
タ１７，２０の動作点を制御するようになっている。
【００１１】すなわち、ＰＡ部Ｂは結合端子１０からの
励振を受けて出力端子２３から送受信共用器及び方向性
結合器または方向性結合器及び送受信共用器を介してア
ンテナへ電力を送信するようになっている。そして、送
信出力を安定に出力するためには、方向性結合器の進行
波成分の検出成分と基準電圧を比較して制御信号入力端
子１４へ入力される制御信号により送信出力を一定電力
に維持するために動作することが必要である。そこで、
本実施例では、無線入力信号の大きさに応じてトランジ
スタ１７，２０の動作点を調整することとしている。
励振を受けて出力端子２３から送受信共用器及び方向性
結合器または方向性結合器及び送受信共用器を介してア
ンテナへ電力を送信するようになっている。そして、送
信出力を安定に出力するためには、方向性結合器の進行
波成分の検出成分と基準電圧を比較して制御信号入力端
子１４へ入力される制御信号により送信出力を一定電力
に維持するために動作することが必要である。そこで、
本実施例では、無線入力信号の大きさに応じてトランジ
スタ１７，２０の動作点を調整することとしている。
【００１２】ゲート電圧端子２６に印加されるゲート電
圧Ｖggの値を任意に設定して、トランジスタ１７をＡＢ
級で動作させ、トランジスタ２０をＣ級で動作させたり
あるいは、トランジスタ１７と２０をそれぞれＡＢ級で
動作させたりまたはトランジスタ１７をＢ級で動作させ
るとともにトランジスタ２０をＤ級で動作させると、各
トランジスタ１７，２０のコレクタには図２に示される
ような電流が流れる。
圧Ｖggの値を任意に設定して、トランジスタ１７をＡＢ
級で動作させ、トランジスタ２０をＣ級で動作させたり
あるいは、トランジスタ１７と２０をそれぞれＡＢ級で
動作させたりまたはトランジスタ１７をＢ級で動作させ
るとともにトランジスタ２０をＤ級で動作させると、各
トランジスタ１７，２０のコレクタには図２に示される
ような電流が流れる。
【００１３】トランジスタ１７，２０のコレクタ電流
は、励振入力により図２のＩda及びＩpaのように変化す
るとともに、励振入力に対して、出力電力は出力曲線Ｃ
に添って変化する。なお、出力曲線Ｄはゲート電圧Ｖgg
を低下したときの出力曲線である。
は、励振入力により図２のＩda及びＩpaのように変化す
るとともに、励振入力に対して、出力電力は出力曲線Ｃ
に添って変化する。なお、出力曲線Ｄはゲート電圧Ｖgg
を低下したときの出力曲線である。
【００１４】ゲート電圧Ｖggを−４．０Ｖから−３．５
Ｖに低下させることによって、トランジスタ１７をＡＢ
級に、トランジスタ２０をＣ級からＡＢ級へと動作点を
偏移させて、ＰＡ部Ｂの出力電力を増大させることもで
きる。
Ｖに低下させることによって、トランジスタ１７をＡＢ
級に、トランジスタ２０をＣ級からＡＢ級へと動作点を
偏移させて、ＰＡ部Ｂの出力電力を増大させることもで
きる。
【００１５】本実施例によれば、無線入力信号の大きさ
に応じてトランジスタのバイアス電流を調整するように
したため少なくとも電池ｎ個（１個を含む）取り除くこ
とによって電池の数を減らすことが可能となり、電池を
減らすことによって装置の小型化が可能になるとともに
軽量化が可能となる。また無線入力信号が小さいときの
暗電流を小さくすることができ、無線入力信号が大きい
ときには励振電力を大きくすることができるので、各出
力に対する出力対消費電力特性を高能率に維持させるこ
とができる。
に応じてトランジスタのバイアス電流を調整するように
したため少なくとも電池ｎ個（１個を含む）取り除くこ
とによって電池の数を減らすことが可能となり、電池を
減らすことによって装置の小型化が可能になるとともに
軽量化が可能となる。また無線入力信号が小さいときの
暗電流を小さくすることができ、無線入力信号が大きい
ときには励振電力を大きくすることができるので、各出
力に対する出力対消費電力特性を高能率に維持させるこ
とができる。
【００１６】
【発明の効果】本発明は上記実施例より明らかなように
以下のような効果がある。
以下のような効果がある。
【００１７】無線入力信号の大きさに応じてエキサイタ
部と電力増幅部の各増幅素子のバイアス電流を調整する
ようにしたため、無線入力信号が小さいときには暗電流
を小さくし、無線入力信号が大きいときには励振電力を
大きくすることができ、電源を有効に利用することがで
きるとともに出力対消費電力の特性を高能率とすること
ができる。
部と電力増幅部の各増幅素子のバイアス電流を調整する
ようにしたため、無線入力信号が小さいときには暗電流
を小さくし、無線入力信号が大きいときには励振電力を
大きくすることができ、電源を有効に利用することがで
きるとともに出力対消費電力の特性を高能率とすること
ができる。
【図１】本発明の一実施例を示す送信出力増幅器の一実
施例を示すブロック構成図
施例を示すブロック構成図
【図２】ＰＡ部の入出力特性図
【図３】従来例のブロック構成図
Ａ エキサイタ部 Ｂ ＰＡ部 １ ＲＦ入力端子 ４，７ トランジスタ ９ 帯域フィルタ １３ バッファ回路 １４ 制御信号入力端子 １７，２０ ＦＥＴトランジスタ ２３ ＲＦ出力端子 ２４，２５ ゲート電圧供給回路 ２６ ゲート電圧端子
Claims (1)
- 【請求項１】 無線入力信号を複数の増幅素子により電
圧増幅するエキサイタ部と、エキサイタ部の各増幅素子
のバイアス電流を無線入力信号の大きさに応じて調整し
てエキサイタ出力を制御するエキサイタ出力制御部と、
エキサイタ部の出力信号を複数の増幅素子により電力増
幅する電力増幅部と、電力増幅部の各増幅素子のバイア
ス電流をエキサイタ出力に応じて調整して電力増幅部の
出力電力を制御する出力電力制御部とを備えている送信
出力増幅器。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4631893A JPH06260864A (ja) | 1993-03-08 | 1993-03-08 | 送信出力増幅器 |
| US08/151,263 US5373251A (en) | 1993-03-08 | 1993-11-12 | Transmission output amplifier |
| GB9323348A GB2276052B (en) | 1993-03-08 | 1993-11-12 | Transmission output amplifier |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4631893A JPH06260864A (ja) | 1993-03-08 | 1993-03-08 | 送信出力増幅器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06260864A true JPH06260864A (ja) | 1994-09-16 |
Family
ID=12743820
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4631893A Pending JPH06260864A (ja) | 1993-03-08 | 1993-03-08 | 送信出力増幅器 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5373251A (ja) |
| JP (1) | JPH06260864A (ja) |
| GB (1) | GB2276052B (ja) |
Families Citing this family (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3368069B2 (ja) * | 1994-10-06 | 2003-01-20 | 株式会社日立国際電気 | Ｆｐｕ装置のｓｈｆ電力切換方式 |
| US5589796A (en) * | 1994-11-01 | 1996-12-31 | Motorola, Inc | Method and apparatus for increasing amplifier efficiency |
| JPH08274559A (ja) * | 1995-04-03 | 1996-10-18 | Oki Electric Ind Co Ltd | 出力電力制御装置 |
| DE69813049T2 (de) * | 1997-01-21 | 2004-02-12 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd., Kadoma | Hochfrequenzleistungsverstärker |
| JP3105489B2 (ja) * | 1998-04-16 | 2000-10-30 | 松下電器産業株式会社 | 増幅器 |
| EP1095449A4 (en) * | 1998-05-18 | 2005-11-09 | Xircom Wireless Inc | CONVERTER WITH DYNAMICALLY ADJUSTABLE SUPPLY CURRENT |
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| US6172567B1 (en) * | 1998-08-31 | 2001-01-09 | Hitachi, Ltd. | Radio communication apparatus and radio frequency power amplifier |
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| JP2005020476A (ja) * | 2003-06-27 | 2005-01-20 | Renesas Technology Corp | 高周波電力増幅回路および無線通信システム |
| US7250817B2 (en) * | 2005-06-28 | 2007-07-31 | Motorola, Inc. | Linear power efficient radio frequency (RF) driver system and method with power level control |
| WO2008093477A1 (ja) * | 2007-01-30 | 2008-08-07 | Renesas Technology Corp. | Ｒｆ増幅装置 |
| US8816775B2 (en) * | 2012-09-13 | 2014-08-26 | Freescale Semiconductor, Inc. | Quiescent current determination using in-package voltage measurements |
| US11757419B2 (en) * | 2020-02-25 | 2023-09-12 | Smarter Microelectronics (Guang Zhou) Co., Ltd. | Radio frequency power amplifier circuit and gain control method |
Family Cites Families (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1590826A (en) * | 1976-09-21 | 1981-06-10 | Post Office | Level stabilisers |
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| DE69032634T2 (de) * | 1989-06-27 | 1999-01-28 | Nec Corp | Steuerschaltung für die Ausgangswellenform |
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