TW201304400A - 輸出模式切換放大器 - Google Patents

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Naoko Matsunaga
Kenichi Horiguchi
Hiroshi Otsuka
Masatoshi Nakayama
Kazuhiro Iyomasa
Kazuya Yamamoto
Akira Inoue
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Mitsubishi Electric Corp
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Abstract

本發明提供一種實現所希望之增益且抑制收訊頻帶雜音之劣化的輸出模式切換放大器。該輸出模式切換放大器係具備：透過切換單元而串聯連接之N個放大器；依據複數個輸出模式來切換控制N個放大器之連接狀態及導通/斷開狀態的控制電路80A。N個放大器中之P個放大器係構成驅動放大器1，並且構成包含使本身之輸出信號負回授至本身之輸入側之回授電路100的負回授型放大器10。N-P個放大器係構成以相對於負回授型放大器10可分離之方式串聯連接的最終段放大器2。控制電路80A係在第1輸出模式下，使最終段放大器2從負回授型放大器10分離，並且使回授電路10無效化，而在第2輸出模式下，將最終段放大器2串聯連接於負回授型放大器10，並且使回授電路100有效化。

Description

輸出模式切換放大器
本發明係關於一種以較廣之輸出電力範圍來實現高效率特性之輸出模式切換放大器。
近年來，在移動通信終端機中，為了使電池小型化，而要求消耗電力之削減。特別是在行動電話終端機中，為了削減消耗電力，係依據與基地台之間的距離及通信狀態之時時刻刻的變化使終端機之送信電力變化，因此用於終端機之放大器，係要求較廣之輸出電力範圍且具高效率。
為了符合前述要求，就移動通信終端機用之放大器而言，係廣泛採用可適合低輸出電力模式及高輸出電力模式之輸出模式切換放大器，而以運用進行複數個輸出模式之切換的技術為主流(參照例如專利文獻1)。
第12圖係顯示習知之輸出模式切換放大器之構成的電路方塊圖，如專利文獻1所揭示，係顯示具有低輸出電力及高輸出電力之2個輸出模式時對應各輸出模式的切換構成。
在第12圖中，輸出模式切換放大器係具備：驅動放大器1；最終段放大器2；插入於驅動放大器1之輸入輸出端之第1及第2整合電路3、4；插入於最終段放大器2之輸入輸出端的第3及第4整合電路5、6；輸出模式切換用之開關7、8；輸入端子20；輸出端子21；第1及第2路徑50、51；以及用以控制驅動放大器1、最終段放大器2 與開關7、8之控制電路80。
第13圖及第14圖係顯示各輸出模式之構成的電路方塊圖，第13圖係顯示在要求輸出電力低之第1輸出模式下的電路構成，第14圖係顯示在要求輸出電力高之第2輸出模式下的電路構成。
接著，參照第12圖至第14圖，針對習知之輸出模式切換放大器的動作加以說明。
首先，如第13圖所示，在所要求之輸出電力低的第1輸出模式下，控制電路80係對於開關7、8產生第1切換控制信號，並切換至不包含最終段放大器2(參照虛線)之第1路徑50。
再者，與此同時，控制電路80係將對於驅動放大器1之電源電壓供給設為導通，將對於最終段放大器2之電源電壓供給設為關斷。
在第1輸出模式(第13圖)時，從輸入端子20輸入之輸入信號係經由第1整合電路3輸入至驅動放大器1，放大後之輸入信號係經由第1開關7及第1路徑50而輸入至第2整合電路4。接著，由第2整合電路4之輸出信號係經由第1開關8從輸出端子21輸出。
此時，來自輸入端子20之輸入信號係僅以驅動放大器1被放大，故可獲得低輸出電力。
另一方面，如第14圖所示，在所要求之輸出電力高之第2輸出模式中，控制電路80係對於開關7、8產生第2切換控制信號，且從第1路徑50(參照虛線)切換至包含 最終段放大器2之第2路徑51。
再者，與此同時，控制電路80係將對於驅動放大器1及最終段放大器2之兩方的電源電壓供給設為導通。
在第2輸出模式(第14圖)之情形時，從輸入端子20輸入之輸入信號係經由第1整合電路3而輸入至驅動放大器1，放大後之輸入信號係經由第1開關7及第2路徑51輸入至第3整合電路5。接著，來自第3整合電路5之輸出信號係輸入至最終段放大器2而被放大，最終段放大器2之輸出信號係經由第4整合電路6及第1開關8從輸出端子21輸出。
此時，來自輸入端子20之輸入信號係由驅動放大器1及最終段放大器2而被放大，因此可獲得高輸出電力。
如此，輸出模式切換放大器係藉由切換依據所要求之輸出電力而動作之放大器，而以較廣之輸出電力範圍實現高效率動作。
(先前技術文獻) (專利文獻)
專利文獻1：日本特開2001-217661號公報
習知之輸出模式切換放大器係在要求輸出電力低之第1輸出模式下，雖僅以驅動放大器1之1段放大就能獲得充分之所需增益，但在要求輸出電力高之第2輸出模式下，由於驅動放大器1及最終段放大器2之兩者的作為2 段放大器而動作，因此增益會遠比所需增益高，而有收訊頻帶雜音劣化之課題。
再者，為了以第2輸出模式抑制增益，雖在驅動放大器1與最終段放大器2之段間、或在最終段放大器2之輸出側，可考慮復裝設衰減器，但裝設衰減器時有導致效率降低之課題。
本發明係為了解決前述課題而研創者，其目的在於獲致一種實現所希望之增益且抑制收訊頻帶雜音之劣化的輸出模式切換放大器。
本發明之輸出模式切換放大器係具有輸出電力不同之複數個輸出模式之輸出模式切換放大器，具備有：透過切換單元而串聯連接之N個(N為2以上之自然數)放大器；及依據複數個輸出模式來切換控制N個放大器之連接狀態及導通/斷開狀態之控制電路；且，N個放大器中之P個(P為1以上之自然數、P≦N)放大器係構成驅動放大器，並且構成為含有使本身之輸出信號負回授至本身之輸入側之回授電路的負回授型放大器，而N個放大器中之N-P個放大器係構成以相對於負回授型放大器可分離之方式串聯連接的最終段放大器，控制電路係在所要求之輸出電力較低的第1輸出模式下，使最終段放大器從負回授型放大器分離，並且使並聯連接於驅動放大器之回授電路無效化，而在所要求之輸出電力較高之第2輸出模式下，將最終段放大器串聯連接在負回授型放大器，並且使回授電路 有效化。
依據本發明，藉由具備僅在第2輸出模式下抑制驅動放大器之增益的負回授電路，即可實現所希望之增益，同時可抑制收訊頻帶雜音之劣化。
(實施例1)
以下，參照圖式詳細說明本發明之實施形態1。
第1圖係顯示本發明實施形態1之輸出模式切換放大器200之構成的電路方塊圖。
在第1圖中，輸出模式切換放大器200係作為與前述同樣之構成，具備驅動放大器1、最終段放大器2、第1至第4整合電路3至6、第1開關7、8、輸入端子20、輸出端子21、第1及第2路徑50、51、及控制電路80A。
再者，輸出模式切換放大器200係除了前述構成之外，具備連接在驅動放大器1之輸出端子91的第2開關101、連接於第2開關101之電容元件102、及插入於電容元件102與驅動放大器1之輸入端子90之間的電阻元件103。
第2開關101、電容元件102及電阻元件103係構成驅動放大器1之回授電路100。
結果，驅動放大器1係藉由回授電路100而施加負回授，並且與回授電路100(第2開關101、電容元件102及電阻元件103)一同構成負回授型放大器10。
在第1圖之輸出模式切換放大器200中，與習知之輸出模式切換放大器(第12圖)的相異點係在驅動放大器1之輸入端子90與輸出端子91之間，以與驅動放大器1並聯之方式，復具備回授電路100(第2開關101、電容元件102、電阻元件103)。
再者，控制電路80A係依據經由輸入端子20輸入之輸入信號的電流位準而自動地決定輸出模式，不僅控制驅動放大器1、最終段放大器2、第1開關7、8，亦控制回授電路100內之第2開關101。
例如，控制電路80A係當輸入信號之電流位準比基準值高時，進行自動地切換至第2輸出模式之控制動作。
控制電路80A係在要求輸出電力低之第1輸出模式中，產生第1切換控制信號並使第2開關101斷開(開放)，以維持驅動放大器1之增益。
另一方面，在要求輸出電力高之第2輸出模式中，控制電路80A係產生第2切換控制信號而使第2開關101導通(ON)，並且將回授電路100有效化，而藉由負回授抑制驅動放大器1之增益。
亦即，在第1輸出模式下，維持驅動放大器1之增益，在第2輸出模式下，以抑制驅動放大器1之增益的方式控制回授電路100，藉此在輸出模式切換放大器200中，可獲得對應輸出模式之所希望的增益。再者，藉由負回授之效果，可減低第2輸出模式之非線形失真。
接著，一面參照第2圖及第3圖，針對第1圖所示 之本發明之實施形態1的具體動作加以說明。
第2圖係顯示第1輸出模式之構成的電路方塊圖，第3圖係顯示第2輸出模式之構成的電路方塊圖。
首先，如第2圖所示，在所要求之輸出電力低的第1輸出模式中，控制電路80A係對於第1及第2開關7、8、101產生第1切換控制信號，並藉由第1開關7、8切換至不包含最終段放大器2(參照虛線)之第1路徑50，並且使第2開關101斷開而將回授電路100(參照虛線)設為無效。
再者，與此同時，控制電路80A係將對驅動放大器1之電源電壓供給設為導通，並將對最終段放大器2之電源電壓供給設為不導通。
第1輸出模式(第2圖)之情形時，輸出模式切換放大器200之動作係與前述(第13圖)同樣，一面維持驅動放大器1之增益，一面發揮作為1段放大器之功能。
另一方面，如第3圖所示，在所要求之輸出電力高之第2輸出模式中，控制電路80A係對於第1及第2開關7、8、101產生第2切換控制信號，並藉由第1開關7、8切換至包含最終段放大器2之第2路徑51，並且將第2開關101設為導通並且將回授電路100設為有效。
再者，與此同時，控制電路80A係將對於驅動放大器1及最終段放大器2之兩方的電源電壓供給設為導通。
在第2輸出模式(第3圖)時，從輸入端子20經由第1整合電路3輸入至驅動放大器1之輸入信號係在以驅動放大器1放大之後，從輸出端子91經由回授電路100(第2 開關101、電容元件102及電阻元件103)，負回授於驅動放大器1之輸入端子90。
此時，來自負回授型放大器10之輸出信号的電壓Vout係利用對負回授型放大器10之輸入信号的電壓Vin、驅動放大器1之增益Gdrv、回授電路100之回授量β(<1)、及在驅動放大器1產生之失真D，表示成如以下之式(1)。
Vout=(Vin/β)+(D/Gdrv．β)………(1)
其中，在式(1)中，Gdrv．β>>1、第2項(右側)之值係可忽略。
因此，由式(1)之第1項(左側)得知，對具有增益Gdrv之驅動放大器1，施加回授量β之負回授時，負回授型放大器10之增益Gdrv_fb若簡略地表示則成以下之式(2)。
Gdrv_fb=1/β………(2)
由式(2)得知，負回授型放大器10之增益Gdrv_fb係從驅動放大器1之增益Gdrv降低達1/β之量。
再者，由式(1)得知，在驅動放大器1產生之失真D係藉由施加負回授，而減低達迴路增益Gdrv．β之量。
以下，負回授型放大器10之輸出信號係經由第1開關7、第2路徑51及第3整合電路5而輸入至最終段放大器2，在以最終段放大器2進一步放大之後、經由第4整合電路6及第1開關8從輸出端子21輸出。
結果，從輸入端子20輸入之輸入信號係在驅動放大器1及最終段放大器2之兩方放大，而成為增益被抑制之高輸出電力而從輸出端子21輸出。
一般而言，在第2輸出模式中，由於以驅動放大器1及最終段放大器2所構成之2個放大器的非線形性重疊，因此雖產生比第1輸出模式更大之失真，但藉由於驅動放大器1之由回授電路100進行的負回授，即可減低非線形失真。
第4圖及第5圖係顯示本發明實施形態1之輸出模式切換放大器200之第2輸出模式下的動作特性之說明圖，第4圖係顯示輸出電力-增益特性，第5圖係顯示頻率-輸出特性。
在第4圖及第5圖中，一面與習知特性(虛線)比較，一面顯現各特性，在第4圖中，橫軸係為輸出電力Pout，縱軸係為增益Ga，在第5圖中，橫軸係為輸出頻率，縱軸係為輸出電力Pout。
在第2輸出模式下，於習知特性(虛線)時，增益Ga相對於輸出電力Pout整體變得過高(參照第4圖)、且對頻率之輸出電力Pout的失真亦會變大(參照第5圖)。
相對於此，依據本發明之實施形態1(實線)，增益Ga會均勻地被抑制(參照第4圖)，輸出電力Pout對於頻率之失真亦變小(參照第5圖)。
此外，在此係顯示使用各1個驅動放大器1及最終段放大器2之情形，惟亦可依據要求增益，分別使用任意數(串聯連接之P個驅動放大器1、串聯連接之N-P個最終段放大器2)。
再者，雖係以具有2個輸出模式之輸出模式切換放大 器200為例加以說明，但輸出模式並不限定於2個，當然亦可適用於具有任意複數個輸出模式的輸出模式切換放大器。
如以上所述，本發明實施形態1(第1圖至第5圖)之輸出模式切換放大器係為具有輸出電力不同之複數個輸出模式的輸出模式切換放大器200，且具備：透過切換單元而串聯連接之N個(在第1圖中，N=2)放大器(驅動放大器1、最終段放大器2)；及依據複數個輸出模式來切換控制N個放大器之連接狀態及導通/斷開狀態的控制電路80A。
N個放大器中之P個(第1圖中，P=1)放大器係構成驅動放大器1，並且構成包含使本身之輸出信號負回授至本身之輸入側的回授電路100的負回授型放大器10。
N個放大器中之N-P個(第1圖中為N-P=1)的放大器係構成以可相對於負回授型放大器10分離之方式串聯連接的最終段放大器2。
控制電路80A係在所要求之輸出電力較低的第1輸出模式中，使最終段放大器2從負回授型放大器10分離，並且使並列連接在驅動放大器之回授電路100無效化，在所要求之輸出電力較高的第2輸出模式中，將最終段放大器2串聯連接在負回授型放大器10，並且使回授電路100有效化。
具體而言，在負回授型放大器10與最終段放大器2之間，插入有第1開關7(第1切換單元)，在最終段放大器2之輸出側插入有第1開關8(第1切換單元)，且在驅 動放大器1之輸出側與回授電路100之間，插入有第2開關101(第2切換單元)。
回授電路100係包含電阻元件103及電容元件102之至少一方，如第1圖所示，例如包含由電阻元件103及電容元件102所構成之串聯連接電路。
控制電路80A係在第1輸出模式中，以使最終段放大器2短路之方式切換第1開關7、8，並且將第2開關101設為斷開而使回授電路100無效化，在第2輸出模式中，以使最終段放大器2串聯連接在負回授型放大器10之方式切換第1開關7、8，將第2開關101設為導通而將回授電路100有效化。
負回授型放大器10係在第2輸出模式中，以比第1輸出模式之放大率更低的放大率來放大輸入信號。
此外，最終段放大器2係僅在第2輸出模式中，復將來自負回授型放大器10之輸出信號予以放大。
如此，在第1輸出模式下，使回授電路100無效化而維持驅動放大器1之增益，在第2輸出模式下，藉由使回授電路100有效化而抑制驅動放大器1之增益，即可防止在第2輸出模式下之過大增益。
因此，在不同之輸出模式中能獲得所希望之增益，並可抑制收訊頻帶雜音之劣化。
再者，即使在非線形性強之第2輸出模式中，亦可獲得減低失真之效果。
(實施例2)
此外，在前述實施形態1(第1圖)中，雖在回授電路100內設置第2開關101，但如第6圖所示、亦可將第2開關101之功能與第1開關7B共有化，而省略第2開關101。
第6圖係顯示本發明實施形態2之輸出模式切換放大器200B之構成的電路方塊圖，針對與前述(參照第1圖)同樣者，標記與前述相同之符號，並在符號之後附加「B」而省略詳細說明。
在第6圖中，回授電路100B內之電容元件102的一端係連接在第1開關7B之輸出端子92。
在第6圖之輸出模式切換放大器200B中，與前述(第1圖)之輸出模式切換放大器200的相異點在於，去除第2開關101，利用第1開關7B，進行第1路徑50與第2路徑51之切換動作、及回授電路100B之導通/斷開切換動作。
此時，第1開關7B係與電容元件102及電阻元件103一同構成回授電路100B，並且復與驅動放大器1構成負回授型放大器10B，不僅併用於模式變更時之信號路徑的切換動作，亦併用於回授電路100B之導通/斷開切換動作。
藉此，與前述實施形態1相比較，亦無須在回授電路100B內裝設第2開關，而可謀求小型化。
接著，針對第6圖所示之本發明實施形態2之具體動作加以說明。
首先，在第1輸出模式下，控制電路80B係依據第1切換控制信號，將第1開關7B、8連接在第1路徑50側， 並且僅使驅動放大器1導通。
此時，由於電容元件102從第1開關7B分離，因此回授電路100B係為無效，而成為與前述(第2圖)同樣之動作。
另一方面，在第2輸出模式下，控制電路80B係藉由第2切換控制信號將第1開關7B、8連接於第2路徑51側，並且將驅動放大器1及最終段放大器2之兩方設為導通。
此時，由於電容元件102連接於第1開關7B，因此回授電路100B係為有效，且成為與前述(第3圖)同樣的動作。
如以上所述，依據本發明實施形態2(第6圖)，以單一切換單元(第1開關7B)將第2開關101之功能共用化，並將第1開關7B作成為不僅併用在輸入信號之路徑切換、亦併用在回授電路100B之導通/斷開的構成，因此在第1輸出模式下，維持驅動放大器1之增益，且在第2輸出模式下，可一面抑制驅動放大器1之增益，一面減低非線形失真。
此外，由於無須在回授電路100B裝設第2開關，因此與前述實施形態1相比較，可更進一步實現小型化。
(實施例3)
此外，在前述實施形態1、2(第1圖、第6圖)中，雖無特別說明，但亦可如第7圖所示，在驅動放大器1之輸入端子90側插入直流阻止用之電容元件104。
第7圖係顯示本發明實施形態3之輸出模式切換放大 器200C之構成的電路方塊圖，針對與前述(參照第1圖)同樣者，標記與前述相同之符號，並在符號之後附加「C」而省略詳細說明。在此，雖顯示在第1圖之電路構成追加直流阻止用之電容元件104的情形，但亦可在第6圖之電路構成追加直流阻止用之電容元件104。
在第7圖中，於驅動放大器1之輸入端子90側插入有直流阻止用之電容元件104，直流阻止用之電容元件104係與第2開關101、電容元件102及電阻元件103一同構成負回授型放大器10C。
在第7圖輸出模式切換放大器200C中，與前述(第1圖)之輸出模式切換放大器200的相異點在於，在驅動放大器1之輸入側裝設直流阻止用之電容元件104，且構成包含直流阻止用之電容元件104的負回授型放大器10C(回授迴路)。
亦即，回授電路100C係除了第2開關101、電容元件102及電阻元件103之外，尚包含串聯連接於驅動放大器1之輸入側的直流阻止用之電容元件104。
藉此，與前述實施形態1相比較，在低頻率下，藉由直流阻止用之電容元件104的效果，輸入至驅動放大器1之電力會降低且迴路增益會降低，因而可抑制在低頻率下之振盪。
接著，針對第7圖所示的本發明實施形態3之具體動作加以說明。
首先，在第1輸出模式下，與前述(第2圖)同樣地， 第1開關7、8係切換至第2整合電路4側，最終段放大器2成為短路狀態(分離狀態)，第2開關101被斷開而使回授電路100C無效化。此時之動作係與前述相同。
另一方面，在第2輸出模式下，與前述(第3圖)同樣地，切換第1開關7、8並將最終段放大器2串聯連接在負回授型放大器10C，且將第2開關101設為導通並將回授電路100C有效化。
此時，從驅動放大器1之輸出端子91負回授至輸入端子90之信號係在低頻率時，由於直流阻止用之電容元件104可視為高阻抗，因此容易流動至輸入端子20側。
因此，輸入至驅動放大器1之負回授信號的電力會降低，且迴路增益會降低下，因此可抑制低頻率時之驅動放大器1的振盪。
如以上所述，在本發明實施形態3(第7圖)之回授電路100C係包含裝設在驅動放大器1之輸入側的直流阻止用之電容元件104，且包含直流阻止用之電容元件104而構成負回授型放大器10C(回授迴路)，在低頻率時，直流阻止用之電容元件104係發揮作為高阻抗之作用。
藉此，由於輸入至驅動放大器1之負回授信號的電力會降低且迴路增益會降低，因此與前述實施形態1相比較，可抑制在低頻率時之振盪。
再者，直流阻止用之電容元件104係可與通常裝設在驅動放大器1之輸入側的電容元件共用化，因此亦不會導致特別之成本增加。
(實施例4)
此外，在前述實施形態1至3(第1圖、第6圖、第7圖)中，雖使用依據第1及第2輸出模式進行2種之增益切換動作的負回授型放大器10、10B、10C，但如第8圖所示，亦可使用進行任意之M種之增益切換動作的負回授型放大器10D。
第8圖係顯示本發明實施形態4之輸出模式切換放大器200D之構成的電路方塊圖。針對與前述(參照第1圖)同樣者，附加與前述相同之符號，或在符號之後附加「D」而省略詳細說明。在此，雖代表性顯示適用第1圖之構成的情形，但當然亦可適用於第6圖或第7圖之構成。
在第8圖中，並聯地插入驅動放大器1之輸入輸出端子90、91之間的回授電路100D係由M(M為2個以上之自然数)個並聯迴路電路所構成，且具備M個第2開關101a、101b、．．．、101m、M個電容元件102a、102b、．．．、102m、及M個電阻元件103a、103b、．．．、103m。
在第8圖之輸出模式切換放大器200D中，與前述(第1圖)之輸出模式切換放大器200的相異點在於：裝設由M個電容元件102a至102m及M個電阻元件103a至103m所構成之M個串聯連接電路，在第2輸出模式時，藉由以控制電路80D導通控制M個第2開關101a至101m之所需數，而調整回授電路100D之回授量β。
藉此，與前述實施形態1相比較，由於可獲得M種之增益，因此可進行增益之微調整，亦可適用於要求有多個 輸出模式之多模式系統。
接著，針對第8圖所示之本發明實施形態4之具體動作加以說明。
首先，關於第1輸出模式之動作，由於與前述(第2圖)相同，故省略其說明。
另一方面，在第2輸出模式下，控制電路80D係以使最終段放大器2串聯連接在負回授型放大器10D之方式控制第1開關7、8，並且依據所要求之增益，選擇第2開關101a至101m之導通/斷開，以導通控制第2開關101a至101m之所需數。
亦即，僅使最下段之電容元件102a及電阻元件103a有效化時，僅使第2開關101a導通，且僅使從下面起至第2段之電容元件102a、102b及電阻元件103a、103b有效化時，僅使第2開關101a、101b導通，並將至最上段為止之電容元件102a至102m及電阻元件103a至103m有效化時，係使M個所有之第2開關101a至101m導通。藉此，回授電路100D之電阻值會依序減少且回授量β會增大，且增益會減少，、因此可將負回授型放大器10D之增益調整為M種。
如以上所述，依據本發明之實施形態4(第8圖)，將由電容元件及電阻元件所構成之串聯連接電路並聯地裝設M個在驅動放大器1之輸入輸出端子90、91之間而構成回授電路100D，藉由M個之第2開關101a至101m的導通/斷開而調整回授電路100D之回授量β，即可獲得M種之增 益，與前述實施形態1相比較，可進行增益之微調整。
亦即，由透過第2開關101a至101m而並聯連接之M個串聯連接電路(分別串聯連接之電容元件102a至102m及電阻元件103a至103m)所構成的回授電路100D之電阻值及電容值係藉由第2開關101a至101m之導通/斷開而進行可變設定，因此可對對應電阻值之回授量β、及對應電容值之頻率特性的兩方進行可變設定。
再者，亦可復適用於要求有多個輸出模式之多模式系統。
(實施例5)
此外，在前述實施形態4(第8圖)中，於第2輸出模式中，藉由使由電容元件及電阻元件所構成之M個串聯連接電路選擇性地有效化，而可變地設定回授電路100D之電阻值及電容值(回授量β及頻率特性)之兩方，但亦可將電容元件或電阻元件之任一方設為固定值，僅選擇性切換另一方。
例如，如第9圖所示，若構成為在第2開關101a與驅動放大器1之輸出端子91之間插入單一之電容元件102，並透過第2開關101a至101m並聯連接M個電阻元件103a至103m，藉由第2開關101a至101m之導通/斷開而僅對回授電路100E之電阻值進行可變設定，即可任意地設定回授量β(增益)。
另一方面，若構成為取代第9圖內之電容元件102，在第2開關101a與驅動放大器1之輸出端子91之間插入 單一之電阻元件103，並透過第2開關101a至101m並聯連接M個電容元件102a至102m(參照第8圖)，藉由第2開關101a至101m之導通/斷開而僅對回授電路之電容值進行可變設定，即可任意地設定回授電路100E之電容值(頻率特性)。
(實施例6)
此外，在前述實施形態1至5中，雖無特別說明，但亦可在回授電路100、100B、100C、100D內追加插入高通濾波器、低通濾波器或相位超前電路。
例如，在前述實施形態1(第1圖)之回授電路100追加高通濾波器時，如第10圖所示，將構成高通濾波器之電容元件105追加插入回授電路100F，且在回授電路100F與接地之間插入構成高通濾波器之電阻元件106即可。
藉此，阻止低頻信號之回授，而可僅對高域信號之回授量進行增大設定。
另一方面，在回授電路追加低通濾波器時，取代第10圖內之電容元件105，將構成低通濾波器之電阻元件追加插入回授電路，並且在回授電路與接地之間插入構成低通濾波器之電容元件即可。
藉此，阻止高頻信號之回授，而可僅對低域信號之回授量進行增大設定。
再者，在回授電路追加相位超前電路時，如第11圖所示，只要將構成相位超前電路之電容元件107及電阻元件108之並聯連接電路追加插入回授電路即可。
藉此，可防止回授信號之位相延遲，且避免振盪。
(實施例7)
此外，在前述實施形態1至6中，雖無特別說明，但亦可使用異質接面雙極電晶體(HBT：Heterojunction Bipolar Transistor)作為驅動放大器1及最終段放大器2。
藉此，由於在較廣之輸出電力範圍不會損及高效率特性之情形下，可進行輸出模式切換放大器之高速動作，因此可適用於廣泛之用途。
此外，在前述實施形態1至6中，雖針對具有2個輸出模式(低輸出電力模式及高輸出電力模式)之輸出模式切換放大器加以說明，但並不限定於2個輸出模式，亦可適用於具有任意之複數個輸出模式的輸出模式切換放大器。
此時，構成為例如分別藉由增益不同之複數個並聯放大器來構成驅動放大器1及最終段放大器2，並透過切換開關選擇所需要之放大器即可。
再者，在前述各實施形態中，雖分別針對代表性之適用例加以說明，但亦可任意組合各實施形態之構成來運用，此時，當然可重複獲得在各實施形態中之效果。
1‧‧‧驅動放大器
2‧‧‧最終段放大器
3‧‧‧第1整合電路
4‧‧‧第2整合電路
5‧‧‧第3整合電路
6‧‧‧第4整合電路
7、7B、8‧‧‧第1開關(第1切換單元)
10、10B至10G‧‧‧負回授型放大器
20、90‧‧‧輸入端子
21、91‧‧‧輸出端子
50‧‧‧第1路徑
51‧‧‧第2路徑
80A至80G‧‧‧控制電路
100、100B至100G‧‧‧回授電路
101、101a至101m‧‧‧第2開關(第2切換單元)
102、102a至102m‧‧‧電容元件
103、103a至103m‧‧‧電阻元件
104‧‧‧直流阻止用之電容元件
105‧‧‧高通濾波器之電容元件
106‧‧‧高通濾波器之電阻元件
107‧‧‧相位超前電路之電容元件
108‧‧‧相位超前電路之電阻元件
200、200B至200G‧‧‧輸出模式切換放大器
第1圖係顯示本發明實施形態1之輸出模式切換放大器之構成的電路方塊圖。(實施例1)
第2圖係顯示本發明實施形態1之輸出模式切換放大器之第1輸出模式下之構成的電路方塊圖。(實施例1)
第3圖係顯示本發明實施形態1之輸出模式切換放大器之第2輸出模式下之構成的電路方塊圖。(實施例1)
第4圖係顯示本發明實施形態1之輸出模式切換放大器之輸出-增益特性的說明圖。(實施例1)
第5圖係顯示本發明實施形態1之輸出模式切換放大器之頻率-輸出特性的說明圖。(實施例1)
第6圖係顯示本發明實施形態2之輸出模式切換放大器之構成的電路方塊圖。(實施例2)
第7圖係顯示本發明實施形態3之輸出模式切換放大器之構成的電路方塊圖。(實施例3)
第8圖係顯示本發明實施形態4之輸出模式切換放大器之構成的電路方塊圖。(實施例4)
第9圖係顯示本發明實施形態5之輸出模式切換放大器之構成的電路方塊圖。(實施例5)
第10圖係顯示本發明實施形態6之輸出模式切換放大器之構成的電路方塊圖。(實施例6)
第11圖係顯示本發明實施形態6之輸出模式切換放大器之另一構成的電路方塊圖。(實施例6)
第12圖係顯示習知之輸出模式切換放大器之構成的電路方塊圖。
第13圖係顯示習知之輸出模式切換放大器之第1輸出模式之構成的電路方塊圖。
第14圖係顯示習知之輸出模式切換放大器之第2輸出模式之構成的電路方塊圖。
1‧‧‧驅動放大器
2‧‧‧最終段放大器
3‧‧‧第1整合電路
4‧‧‧第2整合電路
5‧‧‧第3整合電路
6‧‧‧第4整合電路
7、8‧‧‧第1開關(第1切換單元)
10‧‧‧負回授型放大器
20、90‧‧‧輸入端子
21、91‧‧‧輸出端子
50‧‧‧第1路徑
51‧‧‧第2路徑
80A‧‧‧控制電路
100‧‧‧回授電路
101‧‧‧第2開關(第2切換單元)
102‧‧‧電容元件
103‧‧‧電阻元件
200‧‧‧輸出模式切換放大器

Claims (17)

  1. 一種輸出模式切換放大器，係具有輸出電力不同之複數個輸出模式之輸出模式切換放大器，具備有：透過切換單元而串聯連接之N個(N為2以上之自然數)放大器；及依據前述複數個輸出模式來切換控制前述N個放大器之連接狀態及導通/斷開狀態之控制電路；其中，前述N個放大器中之P個(P為1以上之自然數、P≦N)放大器係構成驅動放大器，並且構成使含有本身之輸出信號負回授至本身之輸入側之回授電路的負回授型放大器，而前述N個放大器中之N-P個放大器係構成以相對於前述負回授型放大器可分離之方式串聯連接的最終段放大器，前述控制電路係在所要求之輸出電力較低的第1輸出模式下，使前述最終段放大器從前述負回授型放大器分離，並且使並聯連接於前述驅動放大器之前述回授電路無效化，而在所要求之輸出電力較高之第2輸出模式下，將前述最終段放大器串聯連接在前述負回授型放大器，並且使前述回授電路有效化。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之輸出模式切換放大器，具備：設置在前述最終段放大器之第1切換單元；及設置在前述回授電路之第2切換單元； 前述控制電路係在前述第1輸出模式下，以使前述最終段放大器短路之方式切換前述第1切換單元，並且將前述第2切換單元斷開而使前述回授電路無效化，在前述第2輸出模式下，以對於前述負回授型放大器串聯連接前述最終段放大器之方式切換前述第1切換單元，同時將前述第2切換單元導通而使前述回授電路有效化，前述負回授型放大器係在前述第2輸出模式下，以比前述第1輸出模式之放大率更低之放大率將輸入信號放大，前述最終段放大器係僅在前述第2輸出模式中，復將來自前述負回授型放大器之輸出信號放大。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之輸出模式切換放大器，其中，前述第1及第2切換單元係分別藉由第1及第2開關而構成。
  4. 如申請專利範圍第2項所述之輸出模式切換放大器，其中，前述第1及第2切換單元係由單一切換單元而共用化。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之輸出模式切換放大器，其中，前述回授電路係包含電阻元件及電容元件之至少一方。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之輸出模式切換放大器，其中，前述回授電路係包含由電阻元件及電容元件所構成 之串聯連接電路。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之輸出模式切換放大器，其中，前述回授電路係包含串聯連接在前述驅動放大器之輸入側的直流阻止用之電容元件。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之輸出模式切換放大器，其中，前述回授電路係包含高通濾波器。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之輸出模式切換放大器，其中，前述高通濾波器係由追加插入於前述回授電路之電容元件、及插入於前述回授電路與接地之間的電阻元件所構成。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之輸出模式切換放大器，其中，前述回授電路係包含低通濾波器。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之輸出模式切換放大器，其中，前述低通濾波器係由追加插入於前述回授電路之電阻元件、及插入於前述回授電路與接地之間的電容元件所構成。
  12. 如申請專利範圍第1項所述之輸出模式切換放大器，其中，前述回授電路係包含相位超前電路。
  13. 如申請專利範圍第12項所述之輸出模式切換放大器，其中，前述相位超前電路係由追加插入於前述回授電路之電阻元件、及電容元件之並聯連接電路所構成。
  14. 如申請專利範圍第2項所述之輸出模式切換放大器，其中，前述回授電路係包含透過前述第2切換單元而並聯連接之M個(M為2以上之自然數)電阻元件，依據前述 第2切換單元之導通/斷開而可變地設定電阻值。
  15. 如申請專利範圍第2項所述之輸出模式切換放大器，其中，前述回授電路係包含透過前述第2切換單元而並聯連接之M個(M為2以上之自然數)電容元件，依據前述第2切換單元之導通/斷開而可變地設定電容值。
  16. 如申請專利範圍第2項所述之輸出模式切換放大器，其中，前述回授電路係包含透過前述第2切換單元而並聯連接之M個(M為2以上之自然數)串聯連接電路，前述M個串聯連接電路係分別由串聯連接之電容元件及電阻元件所構成，前述回授電路之電阻值及電容值係依據前述第2切換單元之導通/斷開而可變地設定。
  17. 如申請專利範圍第1項至第16項中任一項所述之輸出模式切換放大器，其中，前述N個放大器係分別由異質接面雙極電晶體所構成。
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