JPH08222963A - 送信電力制御回路 - Google Patents

送信電力制御回路

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JPH08222963A
JPH08222963A JP7022979A JP2297995A JPH08222963A JP H08222963 A JPH08222963 A JP H08222963A JP 7022979 A JP7022979 A JP 7022979A JP 2297995 A JP2297995 A JP 2297995A JP H08222963 A JPH08222963 A JP H08222963A
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JP
Japan
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power
circuit
power supply
control circuit
transmission
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Pending
Application number
JP7022979A
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English (en)
Inventor
Kenichi Fujiwara
謙一 藤原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by Sanyo Electric Co Ltd filed Critical Sanyo Electric Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 供給される電源の使用に伴う電圧降下を考慮
して、効率の良い最適な送信電力制御を行うことが可能
な送信電力制御回路を提供することを目的としている。 【構成】 電源電圧検出回路15によって、電力増幅器
4に供給される電源電圧を検出する一方、その検出結果
である電源電圧検出データと、出力制御回路による送信
出力制御信号VCONTとを元にして関係テーブルを検索
し、最適なゲートバイアス電圧VG を電力増幅器4に対
して供給することにより、電力増幅器4の効率アップを
図る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、主として、移動体通信
機で使用される送信電力制御回路の改良に関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術】移動体通信機には、基地局を介する通信
対向機との通信における通話品質の安定化を図るため、
最大送信出力が定められており、通常、アンテナより発
射する所定周波数の電波の送信電力を安定化させるため
に、送信電力制御回路が使用されている。
【0003】図4は、従来の移動体通信機で使用されて
いる送信電力制御回路の構成を示すブロック図である。
1は送信信号の入力端子(TXIN )であり、2は制御電
圧V CONTによって入力送信信号レベルの減衰量を調整
するアッテネータ(ATT)であり、3はアッテネー
タ2の出力である高周波送信信号のプリアンプとなるR
Fアンプであり、4は通称、パワーアンプと呼ばれる電
力増幅器である。
【0004】電力増幅器4には、一般に、電界効果トラ
ンジスタ(FET)によって構成されたRFパワーモジ
ュールが使用され、信号送信時には、電源供給をスイッ
チングする電源オンオフスイッチ12によって、充電池
13からの電源が供給されて、ドレイン電圧VD がかけ
られるようになっている。充電池13の電池電圧として
は、例えばデジタルセルラ電話の場合には、6Vや7.
2V程度のものが使用されており、アナログ式セルラ電
話の場合には、電池電圧としてはもっと低いものが使用
されており、昇圧回路等によって電池電圧を上げてドレ
イン電圧VD がかけられている。
【0005】電力増幅器4では、ゲートバイアス電圧V
G を制御することによってドレイン電流ID を変化させ
て、送信電力の調整を行うようになっている。即ち、信
号出力端子(TXOUT)5からの信号出力が大きい場合に
は、ドレイン電流ID を大きくして出力を行い、信号出
力が小さい場合には、ドレイン電流ID をそれ程流さな
くても出力することが可能であるので、ドレイン電流I
D を絞り込むようにゲートバイアス電圧VG をかけるよ
うになっている。
【0006】ここで、電力増幅器4における消費電力
は、ドレイン電流ID ×ドレイン電圧VD となってお
り、その消費電力の中から所定の出力分が送信電力とし
て信号出力端子5より出力され、残りについては電力増
幅器4において無駄に消費されてしまう。このため、信
号出力が小さい場合には、電力増幅器4において無駄に
消費される電力が増えることを抑えるよう、所定のゲー
トバイアス電圧VG をかけて、ドレイン電流ID を絞り
込むものとしているのである。
【0007】この場合、ゲートバイアス電圧VG は、ゲ
ートバイアス制御回路11によって供給されるようにな
っており、更に、このゲートバイアス制御回路11に対
しては、制御部14から次に説明する出力制御回路に供
給される制御信号VCONTが入力されるようになってい
る。出力制御回路は、電力増幅器4の出力を、その最大
送信出力より4dBステップの6段階(即ち、0、−
4、−8、−12、−16、−20dB)の制御を行う
回路を構成しており、制御部14から供給される制御信
号VCONT(通常、3ビット構成をとる)に従って動作
するようになっている。この場合、制御信号V CONT
ついては、基地局から要求される送信出力レベルに従
う。
【0008】出力制御回路は、具体的に、信号出力端子
(TXOUT)5からの信号出力レベルの減衰量を調整する
アッテネータ(ATT)6と、このアッテネータ6の
出力を高周波検波整流する検波回路7と、抵抗Rと平滑
コンデンサCによって検波回路7の出力リプル分を除去
してOPアンプ9のマイナス入力端子に入力し、その入
力信号電圧を、同OPアンプ9のプラス入力端子に入力
される基準電圧VREF(可変抵抗器VRによって任意に
設定されるようになっている)と比較して、その比較結
果(差分)を制御電圧VCONTとして出力する比較・平
滑回路(図中、破線で囲む内部の構成をとる)8とから
構成されている。そして、この制御電圧VCONTによっ
て、検波回路7から出力される信号電圧が基準電圧V
REF と一致するようにアッテネータ(ATT)2が調
整されることによって、出力変動分が抑え込まれるよう
になっている。
【0009】このように、上記出力制御回路は、APC
(オートパワーコントロール)を実行するためのフィー
ドバックループを形成しており、電力増幅器4のゲート
バイアス電圧VG を変えることによって、電力増幅器4
のゲインが変化した場合でも、それが、この出力制御回
路によって引き込まれて、出力される送信出力が、本来
の信号出力レベルに迄戻るように制御されるようになっ
ている。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】ところで、充電池を電
力源として搭載する携帯型の移動通信機では、連続通話
時間をいかに長くするかが重要な共通課題の一つとなっ
ているが、そのためには、上述した送信電力制御回路に
おいて、いかに電力増幅器の効率化を図るかが重要なポ
イントとなる。例えば、特開平1ー314431号公報
には、出力レベルを下げた時にゲートバイアスを深くす
ることによって、電力増幅器における消費電流を減少さ
せて、その効率化を図る送信電力制御回路が開示されて
いる。
【0011】しかしながら、かかる方法を使用する場合
でも、充電池からの電源供給を直接に電力増幅器のドレ
イン電源として供給するときには、使用に伴う電池電圧
降下の影響が避けられないので、その効率を悪化させて
しまうことを無視することはできない。図5には、6V
仕様の充電池の連続通話による放電特性の例をグラフ表
示しているが、この図に示すように、満充電された充電
池(例えば、NiCd電池)の電池電圧は、通常、定格
値よりも10%程度大きな値を呈している。そして、そ
の後は、連続通話(送信及び受信)による放電に伴い電
池電圧は除々に降下してゆき、更に55分程度を経過し
た後は、その降下度は次第に大きくなってゆく。この電
池電圧降下に伴い、電力増幅器にかかるドレイン電圧V
D も当然に降下していくことになる。
【0012】一方、電力増幅器がFETで構成されてい
るときには、そのゲートバイアス電圧VG によってドレ
イン電流ID は決定されるが、電池電圧の変化によって
ドレイン電圧VD が変動した場合でも、ドレイン電流I
D の変化はほとんど生じない。そして、電力増幅器にて
消費される電力はID ×VD となっている。従って、満
充電されたときのように電池電圧が通常使用される電圧
値よりも大きくなった場合には、最大送信出力が定めら
れているので(例えば、0.8W)、結局、送信出力と
しては使われない電力増幅器4の内部で消費される無駄
な電力の割合が大きくなってしまうことになる。その結
果、電力増幅器4の効率は劣化する。
【0013】本発明は、かかる現状に鑑みてなされたも
のであり、供給される電源の使用に伴う電圧降下を考慮
して、効率の良い最適な送信電力制御を行うことが可能
な送信電力制御回路を提供することを目的としている。
【0014】
【課題が解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本請求項1に記載の発明は、電源からの電源供給を
受けて高周波信号の電力増幅を行う電力増幅回路と、該
電力増幅回路に対して直流バイアス電圧を供給するバイ
アス回路と、最大送信出力から所定のdB間隔で以て送
信出力を段階制御する出力制御回路とを備えた送信電力
制御回路であって、前記電力増幅回路へ供給される電源
電圧を検出する電源電圧検出回路を備える一方、前記バ
イアス回路が、更に、前記電力増幅回路に供給すべき直
流バイアス電圧を、前記出力制御回路による送信出力制
御信号と共に、前記電源電圧検出回路によって検出され
た電源電圧に従って決定する直流バイアス電圧決定手段
を備えていることを特徴としている。
【0015】また、本請求項2に記載の発明は、前記電
力増幅回路が、電界効果トランジスタで以て構成されて
いることを特徴としている。また、本請求項3に記載の
発明は、前記直流バイアス電圧決定手段が、更に、前記
出力制御回路による送信出力制御信号と、前記電源電圧
検出回路によって検出された電源電圧と、前記電力増幅
回路に対して供給すべき最適な直流バイアス電圧とを対
応付けて登録した関係テーブルを備え、入力された前記
送信出力制御信号と、電源電圧データを元に、前記関係
テーブルを検索して、供給すべき最適な直流バイアス電
圧を決定することを特徴としている。
【0016】
【作用】上記請求項1にかかる発明の構成によれば、本
送信電力制御回路では、電源からの電源供給を受けた電
力増幅回路によって、送信すべき高周波信号の電力増幅
が行われ、その電力増幅回路に対しては、バイアス回路
によって直流バイアス電圧が供給されるようになってい
る。また、電力増幅回路から出力される送信出力の変動
については、出力制御回路によって、最大送信出力から
所定のdB間隔で以て送信出力の段階制御が行われるよ
うになっている。
【0017】一方、本送信電力制御回路には、前記電力
増幅回路へ供給される電源電圧を検出する電源電圧検出
回路が備えられており、送信回路の動作中、即ち、該電
力増幅回路が動作中において、前記電源電圧が検出され
るようになっている。また、前記バイアス回路には、更
に、直流バイアス電圧決定手段が備えられており、その
直流バイアス電圧決定手段によって、前記電力増幅回路
に供給すべき直流バイアス電圧が決定されるようになっ
ている。この場合、該直流バイアス電圧決定手段では、
供給すべき直流バイアス電圧を、前記出力制御回路によ
る送信出力制御信号と共に、前記電源電圧検出回路によ
って検出された電源電圧に従って決定する。
【0018】また、上記請求項2にかかる発明の構成に
よれば、前記電力増幅回路は、電界効果トランジスタで
以て構成されている。従って、前記電力増幅回路に対す
る電源供給は、電界効果トランジスタのドレイン電圧と
して供給される。また、前記バイアス回路によって供給
される直流バイアス電圧は、ゲートバイアス電圧として
供給される。
【0019】また、上記請求項3にかかる発明の構成に
よれば、前記直流バイアス電圧決定手段には、更に、前
記出力制御回路による送信出力制御信号と、前記電源電
圧検出回路によって検出された電源電圧と、前記電力増
幅回路に対して供給すべき最適な直流バイアス電圧とを
対応付けて登録した関係テーブルが備えられており、入
力された前記送信出力制御信号と、電源電圧データを元
にしして、前記関係テーブルが検索され、供給すべき最
適な直流バイアス電圧が決定されるようになっている。
【0020】以上の結果、使用に伴う電源電圧の降下に
影響されることなく、効率良く、高周波信号の電力増幅
が行われる。
【0021】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に従い、具体
的に説明する。図1は、本発明にかかる送信電力制御回
路の構成を示すブロック図である。なお、ここで、先述
した図3に示したものと同じ回路構成ブロックについて
は、同一番号を付して示している。
【0022】図で示すように、この送信電力制御回路
は、大きく、アッテネータ6、検波回路7、比較・平滑
回路8、アッテネータ2とからなり、アッテネータ2→
RFアンプ3→電力増幅器4→アッテネータ6→検波回
路7→比較・平滑回路8→アッテネータ2のフィードバ
ックループ回路を形成することによって送信出力の変動
を制御する出力制御回路と、電力増幅器4における消費
電力の制御を行うゲートバイアス制御回路11とから構
成されている。また、本送信電力制御回路には、更に、
電池電圧検出回路15が設けられている。そして、この
電池電圧検出回路15では、移動体通信機の使用中にお
ける充電池13の電池電圧を常に検出しており、その検
出結果である電池電圧検出データをゲートバイアス制御
回路11に対して出力するようになっている。
【0023】一方、ゲートバイアス制御回路11には、
図3に示した従来例と同様に、電力増幅器4の出力を、
その最大送信出力(規定された値であって、例えば、
0.8W)から4dB ステップの6段階で制御するため
の制御信号VCONTが入力されている。そして、ゲート
バイアス制御回路11では、入力された制御信号VCONT
と、入力されたその時の電池電圧検出データとを元
に、次に示す関係テーブルを検索して、電力増幅器4に
供給すべき最適なゲートバイアス電圧VG を決定して出
力するようになっている。
【0024】図2は、ゲートバイアス電圧VG を決定す
るために使用される関係テーブルの例である。この関係
テーブルには、制御部14が出力する制御信号VCONT
と、所定の電池電圧の下での最適なゲートバイアス電圧
G の値(なお、この値については、使用する電力増幅
器4の素子特性によって一意的に決まる値として測定さ
れる)が登録されている。ここでは、最大送信出力レベ
ルのときを−20dBとして、更に、それより+4dB
2ステップでの減衰量−16dB、−12dBを一つの
グループ(1)とし、また、+4dB3ステップでの−
8dB、−4dB、0dBを一つのグループ(2)とし
ている。そして、各グループ毎に、所定の電池電圧値に
対して1:1に対応した最適なゲートバイアス電圧VG
の値が登録されている。即ち、グループ(1)における
電池電圧6.6Vに対してはVG1が、6.5Vに対して
はVG2が、6.4Vに対してはVG3が、6.3Vに対し
てはVG4がというように、最適なゲートバイアス電圧V
G が登録されている。また、同様に、グループ(2)に
おける電池電圧6.6Vに対してはVG101が、6.5V
に対してはVG102が、6.4Vに対してはVG103が、
6.3Vに対してはVG104がというように、最適なゲー
トバイアス電圧VG が登録されている。
【0025】従って、この関係テーブルを使用すること
により、連続通話中の各時点における最適なゲートバイ
アス電圧VG が検索決定されて、電力増幅器4に供給さ
れるので、電力増幅器4における非線形歪(入力波形と
出力波形が相似にならないために生じる歪のことであ
る)が良好となり、効率良く電力増幅された送信信号が
出力されることになる。図3は、図1に示すゲートバイ
アス制御回路11で行われる制御内容を示すフローチャ
ートである。先ず、制御部14からVCONTが入力され
たか否かを検出して(S1)、入力されたVCONT(即
ち、アッテネータ6における減衰量を決定するための制
御データである)を記憶保持する(S2)。続いて、電
池電圧検出回路15から電池電圧検出データが入力され
たか否かを検出して(S3)、入力された電池電圧検出
データを記憶保持する(S4 )。更に、記憶保持した
CO NTと電池電圧検出データを元にして、関係テーブ
ルを使用して、最適ゲートバイアス電圧VG を検索し
(S5)、検索した最適ゲートバイアス電圧VG を電力
増幅器4のゲートバイアス入力端子に供給する(S
6)。
【0026】
【発明の効果】以上の本発明によれば、主として移動体
通信機で使用される送信電力制御回路において、FET
で構成された電力増幅器に対し、従来のように、出力レ
ベルに応じてゲートバイアス電圧が固定されることがな
くなり、使用中の電池電圧に応じた最適なゲートバイア
ス電圧をかけることができるようになる。
【0027】従って、充電池から電力増幅器へ直接にド
レイン電源を供給する場合であっても、放電による電池
電圧の変化が考慮されて、電力増幅器における無駄な電
力消費が抑制されるので、電力増幅器の効率アップが図
られる。その結果、移動体通信機の連続通話可能時間を
更に延ばすことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明にかかる送信電力制御回路の構成を示す
ブロック図である。
【図2】ゲートバイアス電圧VG を決定するために使用
される関係テーブルの例である。
【図3】図1に示すゲートバイアス制御回路11で行わ
れる制御内容を示すフローチャートである。
【図4】従来の移動体通信機で使用される送信電力制御
回路の構成を示すブロック図である。
【図5】6V仕様充電池の連続通話による放電特性を示
すグラフである。
【符号の説明】
1 送信信号入力端子 2 アッテネータ 3 RFアンプ 4 電力増幅器 5 送信信号出力端子 6 アッテネータ 7 検波回路 8 比較・平滑回路 9 OPアンプ 10 可変抵抗器 11 ゲートバイアス制御回路 12 電源オンオフスイッチ 13 充電池 14 制御部 15 電池電圧検出回路

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電源からの電源供給を受けて高周波信号
    の電力増幅を行う電力増幅回路と、該電力増幅回路に対
    して直流バイアス電圧を供給するバイアス回路と、最大
    送信出力から所定のdB間隔で以て送信出力を段階制御
    する出力制御回路とを備えた送信電力制御回路であっ
    て、 前記電力増幅回路へ供給される電源電圧を検出する電源
    電圧検出回路を備える一方、 前記バイアス回路が、更に、 前記電力増幅回路に供給すべき直流バイアス電圧を、前
    記出力制御回路による送信出力制御信号と共に、前記電
    源電圧検出回路によって検出された電源電圧に従って決
    定する直流バイアス電圧決定手段を備えていることを特
    徴とする送信電力制御回路。
  2. 【請求項2】 前記電力増幅回路は、電界効果トランジ
    スタで以て構成されていることを特徴とする請求項1記
    載の送信電力制御回路。
  3. 【請求項3】 前記直流バイアス電圧決定手段は、更
    に、 前記出力制御回路による送信出力制御信号と、前記電源
    電圧検出回路によって検出された電源電圧と、前記電力
    増幅回路に対して供給すべき最適な直流バイアス電圧と
    を対応付けて登録した関係テーブルを備え、 入力された前記送信出力制御信号と電源電圧データを元
    に、前記関係テーブルを検索して、供給すべき最適な直
    流バイアス電圧を決定することを特徴とする請求項1又
    は請求項2記載の送信電力制御回路。
JP7022979A 1995-02-10 1995-02-10 送信電力制御回路 Pending JPH08222963A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6169449B1 (en) 1998-07-03 2001-01-02 Nec Corporation Transmission power control circuit capable of varying electric power over a wide range
WO2008111196A1 (ja) * 2007-03-14 2008-09-18 Panasonic Corporation 電力制御回路及び電力増幅器の電力制御方法
WO2012114836A1 (ja) * 2011-02-25 2012-08-30 シャープ株式会社 送信機、電圧制御プログラムおよびそれを記録した記録媒体

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