JPH0653753A - 電力増幅装置 - Google Patents

電力増幅装置

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JPH0653753A
JPH0653753A JP4222080A JP22208092A JPH0653753A JP H0653753 A JPH0653753 A JP H0653753A JP 4222080 A JP4222080 A JP 4222080A JP 22208092 A JP22208092 A JP 22208092A JP H0653753 A JPH0653753 A JP H0653753A
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JP
Japan
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power
analog
digital
amplifier circuit
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JP4222080A
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English (en)
Inventor
Ritsu Kojima
立 小島
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NEC Corp
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NEC Corp
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B1/00Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/02Transmitters
    • H04B1/04Circuits
    • H04B1/0483Transmitters with multiple parallel paths
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F1/00Details of amplifiers with only discharge tubes, only semiconductor devices or only unspecified devices as amplifying elements
    • H03F1/02Modifications of amplifiers to raise the efficiency, e.g. gliding Class A stages, use of an auxiliary oscillation
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F3/00Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • H03F3/20Power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers
    • H03F3/24Power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers of transmitter output stages
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B1/00Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/02Transmitters
    • H04B1/04Circuits
    • H04B2001/0408Circuits with power amplifiers
    • H04B2001/045Circuits with power amplifiers with means for improving efficiency

Abstract

(57)【要約】 【目的】 アナログ/ディジタルの両モードの携帯電話
機に用いる電力増幅装置において、ディジタルモードの
特性を維持しつつアナログモードでの電力効率を良好と
する。 【構成】 ディジタルモード用の線形電力増幅回路10
と、アナログモード用の非線形電力増幅回路12とを夫
々設ける。両増幅出力をストリップライン5,6で構成
される選択手段11により、ディジタル/アナログモー
ドに応じて出力端子22に導出する。 【効果】 ディジタルモードの場合、線形増幅を行うの
で特性が良好となり、アナログモードの場合、効率の良
い非線形増幅を行うので、通話時間も長くなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【技術分野】本発明は電力増幅装置に関し、特にディジ
タルモードとアナログモードとの両モードにて使用可能
なデュアルモード型の携帯電話機に用いる電力増幅装置
に関するものである。
【0002】
【従来技術】現在移動通信システムとしてサービスに供
されているアナログセルラーシステムでは、近い将来加
入者がシステム容量をオーバすることが予測されてお
り、よって欧州,北米,日本等において、ディジタルセ
ルラーシステムの開発が進められている。
【0003】特に、北米ではアナログモードとディジタ
ルモードとの両モードに併用可能なデュアルモード型の
セルラーシステムが採用されることが決定されている。
従って、セルラー端末である携帯電話機にも、両モード
に使用接続可能なデュアルモード機であることが要求さ
れている。
【0004】北米のディジタルモードでは、その変調方
式は日本と同じπ/4DQPSK(Differential Quadr
ature Phase Shift Keying)方式であるために、電力増
幅器は線形増幅を行う必要がある。
【0005】ここで、今までのアナログモードのセルラ
ー端末の電力増幅器にはC級増幅器が用いられている。
これはアナログモードでは、アナログ信号により高周波
(搬送波)をFM変調した信号を電力増幅するものであ
るから、電力効率の良いC級増幅器を用いることが可能
であることによる。
【0006】しかしながら、ディジタルモードのセルラ
ー端末の電力増幅器には、電力効率の良いC級増幅器を
用いることができない。何故ならば、ディジタルモード
では、ディジタル信号により高周波信号をπ/4DQP
SK変調した信号を電力増幅するものであるために、こ
のPSK変調波をC級増幅すると、周波数帯域が広がっ
てしまうことになるからであり、よって前述した如く、
ディジタルモードでは、効率の悪い線形増幅器(A級ア
ンプ)を用いる必要があるのである。
【0007】そこで、従来のデュアルモード機の電力増
幅器としては図3の様な回路が用いられている。図にお
いて、先ずディジタルモードの場合、入力端子21より
π/4DQPSKの変調がかかった搬送波が入力され、
3段の線形増幅器2〜4で増幅されて出力端子22に供
給される。このときの電力増幅装置全体(10)の効率
は、増幅素子としてGaAsFETを使用したとき、約
40%であるが、3chのTDMA(Time Division Mult
iple Access )方式が採用されているので、電力増幅器
の平均電流は約1/3となり、従来のアナログ方式より
も低く抑えることが可能である。
【0008】アナログモードの場合、FM変調された搬
送波が入力端子21から入力され、線形増幅器2〜4で
増幅されて出力端子22へ供給される。しかし、このま
までは前述した様に効率は約40%であるために、従来
のアナログモードの効率である約60%と比較すると、
非常に消費電力が多くなる。
【0009】そこで、線形増幅器2〜4のFETのゲー
トバイアスを発生する電圧発生回路16と各増幅器2〜
4のFETのゲートとの間にスイッチ13〜15を設
け、ディジタルモードとアナログモードとに応じてゲー
トバイアス電圧を切換える構成とし、少しでもアナログ
モードでの効率を向上するようにしているのである。
【0010】尚、搭載用のセルラー端末においては、消
費電流や発熱はある程度許されるので、FETのゲート
バイアス電圧の切換えは何も行わない場合もある。
【0011】前述した従来の電力増幅装置では、増幅用
FETのゲートバイアスをディジタル/アナログモード
に応じて変化させているのみであるために、特にアナロ
グモードにおける消費電流を抑えることができず、効率
の大幅向上は望めない。携帯電話機では、通話時間を多
くとれることが非常に重要な要素であるために、電力増
幅器の消費電流を極力抑えることが重要である。
【0012】しかしながら、図3に示した従来の電力増
幅装置を用いたディジタルモード携帯電話機では、アナ
ログモードのときに従来のアナログ携帯電話機並の通話
時間を確保することはできないという欠点がある。
【0013】
【発明の目的】本発明の目的は、ディジタルモードの特
性を良好に維持しつつアナログモードにおける効率を良
好としてアナログモード時の通話時間を長くすることが
可能なデュアルモード型携帯電話機の電力増幅装置を提
供することである。
【0014】
【発明の構成】本発明によれば、ディジタル信号により
変調された高周波信号が入力されるディジタルモード
と、アナログ信号により変調された高周波信号が入力さ
れるアナログモードとの両モードに使用可能なデュアル
モード型の電力増幅装置であって、前記ディジタル信号
により変調された高周波信号を電力増幅する線形増幅回
路と、前記アナログ信号により変調された高周波信号を
電力増幅する非線形増幅回路と、前記線形増幅回路の出
力と前記非線形増幅回路の出力とをディジタルモード及
びアナログモードに応じて択一的に出力端子へ導出する
選択手段とを含むことを特徴とする電力増幅装置が得ら
れる。
【0015】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を用いて
説明する。
【0016】図1は本発明の一実施例の回路ブロック図
であり、図3と同等部分は同一符号により示している。
図において、入力端子21からの高周波入力は分配回路
1を介して3段の線形増幅器2〜4(例えばA級動作の
アンプ)により構成される第1の電力増幅回路10へ供
給されると共に、3段の非線形増幅器7〜9(例えばC
級動作のアンプ)により構成される第2の電力増幅回路
12へも供給される。
【0017】これ等第1及び第2の電力増幅回路10,
12の各出力は、夫々第1及び第2のストリップライン
5及び6を介して共通の出力端子22へ導出される。
【0018】かかる構成において、ディジタルモード
時,ディジタル信号により変調された高周波の搬送波が
入力端子21へ入力される。このとき、線形増幅機能を
有する第1の電力増幅回路の動作電源はオンとされ、非
線形増幅機能を有する第2の電力増幅回路12の動作電
源はオフとされているものとする。
【0019】従って、入力された高周波信号は分配器1
を介して第1の電力増幅回路10にて線形増幅され、そ
の出力は第1のストリップライン5を介して出力端子2
2へ導出される。
【0020】このとき、第1の電力増幅回路10の出力
が小さい損失で出力端子22へ供給される条件は、出力
端子22から第2のストリップライン6側を見たインピ
ーダンスが、出力端子22側の伝送路特性インピーダン
ス(50Ω)に比較して十分大である必要がある。第2
の電力増幅回路12の電源はオフであるために、第2の
ストリップライン6の長さは、電源オフ時の第2の電力
増幅回路12の出力インピーダンスが十分高くなる様な
長さに設定される。
【0021】アナログモードの時、アナログ信号により
変調された高周波の搬送波が入力端子21へ入力され
る。このとき、非線形増幅機能を有する第2の電力増幅
回路の動作電源はオンとされ、線形増幅機能を有する第
1の電力増幅回路の動作電源はオフとされているものと
する。
【0022】従って、入力された高周波信号は分配器1
を介して第2の電力増幅回路12にて非線形増幅され、
その出力は第2のストリップライン6を介して出力端子
22へ導出される。
【0023】このとき、第2の電力増幅回路12の出力
が小さい損失で出力端子22へ供給される条件は、出力
端子22から第1のストリップライン5側を見たインピ
ーダンスが50Ωに比し十分大であることが必要であ
る。第1の電力増幅回路10の電源はオフであるため
に、第1のストリップライン5の長さは、電源オフ時の
第1の電力増幅回路10の出力インピーダンスが十分高
くなる様な長さに設定される。
【0024】こうすることにより、ストリップライン5
と6とにより両電力増幅回路10,12の出力が損失な
く切換えられることになり、よってストリップライン5
と6とは出力選択手段を構成していることになる。
【0025】この選択手段の他の例として高周波スイッ
チを用いた場合の本発明の他の実施例を図2に示す。図
2において図1と同等部分は同一符号に示している。本
実施例では、ストリップラインの代りに高周波スイッチ
17を電力増幅回路10,12の各出力と出力端子22
との間に設け、アナログモードとディジタルモードとに
応じてこの高周波スイッチ17を切換え制御して、出力
端子22への出力を選択している。
【0026】図1のストリップライン5,6のみではイ
ンピーダンスを大きくできない場合に、図2の高周波ス
イッチ17を用いると良いが、ストリップラインを用い
た場合に比し、コスト的に劣るが、信号損失は改善され
る。
【0027】図1,2の実施例共に、第1の電力増幅回
路は線形性を重視して設計されることにより、ディジタ
ルモードの変調波を特性良く電力増幅でき、また第2の
電力増幅回路は電力効率を重視して設計されることにな
り、アナログモードの変調波を特性良く電力増幅でき
る。
【0028】尚、図1,2の構成では、各電力増幅回路
を構成する増幅器は3段となっているが、アナログ/デ
ィジタルの各モードにおける特性を実現するために適し
た段数を選定することができる。コストや実装面積を考
慮すると、段数は少ない方が良い。
【0029】分配回路1については、入力信号のパワー
をできるだけ損失なく分配することが条件であり、高周
波スイッチを用いても良い。
【0030】図1,2に示した回路を1つの回路基板上
にモジュール化して形成し、外部と接続するための端子
を設けてバイブリッドICとすることもできる。
【0031】
【発明の効果】以上述べた如く、本発明によれば、アナ
ログシステムでもディジタルシステムでも使用できるデ
ュアルモード携帯電話機に搭載する電力増幅器におい
て、動作点の異なる2つの電力増幅回路を設けて、一方
をディジタルモードに適した線形増幅器とし、他方をア
ナログモードに適した非線形増幅器としたので、ディジ
タルモードでは周波数帯域の広がりを防ぎ、アナログモ
ードでは現在のアナログ機並みの電力効率を維持できる
という効果がある。
【0032】従って、デュアルモード携帯電話機におい
ても、通話時間の短縮や発熱等の問題がなくなり、現在
のアナログ機と同等の性能及び大きさを実現することが
可能になる。また、2つの電力増幅回路の出力をストリ
ップラインで合成することで、価格の上昇を防止でき
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の回路ブロック図である。
【図2】本発明の他の実施例の回路ブロック図である。
【図3】従来のデュアルモード携帯電話機の電力増幅回
路のブロック図である。
【符号の説明】
1 分配回路 2〜4 線形増幅器 5,6 ストリップライン 7〜9 非線形増幅器 10 第1の電力増幅回路 11 選択手段 12 第2の電力増幅回路 17 高周波スイッチ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ディジタル信号により変調された高周波
    信号が入力されるディジタルモードと、アナログ信号に
    より変調された高周波信号が入力されるアナログモード
    との両モードに使用可能なデュアルモード型の電力増幅
    装置であって、前記ディジタル信号により変調された高
    周波信号を電力増幅する線形増幅回路と、前記アナログ
    信号により変調された高周波信号を電力増幅する非線形
    増幅回路と、前記線形増幅回路の出力と前記非線形増幅
    回路の出力とをディジタルモード及びアナログモードに
    応じて択一的に出力端子へ導出する選択手段とを含むこ
    とを特徴とする電力増幅装置。
  2. 【請求項2】 前記選択手段は、高周波切替えスイッチ
    であることを特徴とする請求項1記載の電力増幅装置。
  3. 【請求項3】 前記選択手段は、前記線形増幅回路の出
    力及び前記非線形増幅回路の出力と前記出力端子との間
    に夫々設けられた第1及び第2のストリップラインを有
    し、前記ディジタルモード及びアナログモードに応じて
    前記線形増幅回路及び前記非線形増幅回路の電源が夫々
    断とされたときに、前記線形増幅回路及び前記非線形増
    幅回路の各出力インピーダンスが大になるように前記第
    1及び第2のストリップラインの長さが選定されている
    ことを特徴とする請求項1記載の電力増幅装置。
JP4222080A 1992-07-29 1992-07-29 電力増幅装置 Pending JPH0653753A (ja)

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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08186455A (ja) * 1994-12-20 1996-07-16 Korea Electron Telecommun アナログおよびディジタル携帯用の電話機兼用の電力増幅器
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