WO1996031954A1 - Controleur de puissance de sortie - Google Patents

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WO1996031954A1
WO1996031954A1 PCT/JP1996/000851 JP9600851W WO9631954A1 WO 1996031954 A1 WO1996031954 A1 WO 1996031954A1 JP 9600851 W JP9600851 W JP 9600851W WO 9631954 A1 WO9631954 A1 WO 9631954A1
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control
signal
digital
converter
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Application number
PCT/JP1996/000851
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Inventor
Eiichi Nakanishi
Tetsuo Onodera
Original Assignee
Oki Electric Industry Co., Ltd.
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Application filed by Oki Electric Industry Co., Ltd. filed Critical Oki Electric Industry Co., Ltd.
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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
    • H04B1/38Transceivers, i.e. devices in which transmitter and receiver form a structural unit and in which at least one part is used for functions of transmitting and receiving
    • H04B1/40Circuits
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W52/00Power management, e.g. TPC [Transmission Power Control], power saving or power classes
    • H04W52/04TPC
    • H04W52/52TPC using AGC [Automatic Gain Control] circuits or amplifiers
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03GCONTROL OF AMPLIFICATION
    • H03G3/00Gain control in amplifiers or frequency changers
    • H03G3/20Automatic control
    • H03G3/30Automatic control in amplifiers having semiconductor devices
    • H03G3/3036Automatic control in amplifiers having semiconductor devices in high-frequency amplifiers or in frequency-changers
    • H03G3/3042Automatic control in amplifiers having semiconductor devices in high-frequency amplifiers or in frequency-changers in modulators, frequency-changers, transmitters or power amplifiers

Definitions

  • the present invention relates to an output power control device of a wireless device in which a target transmission output power changes stepwise or continuously.
  • the present invention is applied to an output power control device mounted on a mobile terminal such as a car phone system or a mobile phone system.
  • a mobile terminal such as a car phone system or a mobile phone system.
  • the output power level of a mobile terminal is switched in multiple stages or continuously according to a base station instruction in order to save power consumption and reduce interference with other mobile terminals.
  • the output power is controlled.
  • a mobile terminal in a North American analog cellular car telephone system controls the output power in six stages (PL2 to PL7) with a maximum output of +28 dBm.
  • FIG. 2 is a block diagram showing a basic configuration of a conventional output power control device that performs such power control.
  • a carrier signal generated by an oscillator 1 is converted into a transmission signal via various processing circuits such as a driver amplifier 2 and input to a power amplifier 3.
  • the transmission signal power-amplified by the power amplifier 3 is input to the antenna resonator 8 via a coupling transmission line (directional coupler) 4 and the like, and after the unnecessary wave is removed by the antenna resonator 8, the transmission signal is transmitted and received.
  • -Antennas hereinafter simply referred to as antennas 9 are radiated into space.
  • the antenna 9 captures the radio wave and converts it into an air signal.
  • the unnecessary band is removed in the duplexer 8, pre-amplified by the preamplifier 10, and input to the reception signal processing system.
  • Such a received signal from the base station includes transmission output power level instruction information.
  • the above-described coupling transmission line 4 includes a main transmission line 4a, a coupling transmission line 4b, and a terminating resistor 4c, and only the traveling wave of the transmission signal from the power amplifier 3 is transmitted from one end of the coupling transmission line 4b.
  • the signal is taken out and input to the detection circuit 5.
  • this transmission signal is biased by the bias resistor 5a via the coupling capacitor 5b, is input to the detection diode 5c, is rectified, and then is smoothed by the smoothing capacitor 5d and the load
  • the detection power output (detection signal) is obtained by smoothing DC by e.
  • This detection signal is input to the feedback control circuit 6 as a TSSI (transmitting signal strength indicator) signal corresponding to the power level actually radiated from the antenna 9.
  • the control unit 7 gives a control signal indicating a predetermined output power level to a feedback control signal according to an instruction from a base station (not shown).
  • a feedback signal hereinafter referred to as an FB signal.
  • the FB signal is input to, for example, a Vcont input terminal capable of varying the output power level in the power amplifier 3.
  • the control unit 7 gives a target value of the power level to be controlled to this feedback loop, and outputs the target power level. Controlling the power level
  • the A / D converter 11 converts the TSSI signal from the detection circuit 5 into digital data.
  • the FB signal data is input to the control unit 7, and the control unit 7, which also has the function of the feedback control circuit 6, forms FB signal data by arithmetic processing.
  • a converter 1 2 output Converts to s'FB signal and outputs.
  • the feedback control circuit 6 does not use an analog circuit such as an operational amplifier for comparison, but is once converted to a digital signal, and is equivalently operated by the arithmetic processing of the control unit 7 (the feedback control circuit 6). Action) is realized.
  • the control unit 7 supplies a control signal (such as a clock signal) to the A / D converter 11 and the D / A converter 12 to control the conversion operation.
  • a control signal such as a clock signal
  • the output power (W) and the TSSI signal from the detection circuit 5 are generally in direct proportion.
  • the controlled output signal is generally controlled (switched) logarithmically at equal intervals. That is, control is performed in units of dBm, for example, at intervals of 4 d ⁇ . Therefore, the TSSI signal level corresponding to each control level also changes logarithmically.
  • the conventional output power control device has the following problems.
  • the conventional device shown in FIG. 3, that is, a device that recognizes a TSSI signal using the A / D converter 11, has a problem of detection resolution.
  • the conventional device shown in FIG. 3 that is, a device that recognizes a TSSI signal using the A / D converter 11, has a problem of detection resolution.
  • the conventional device shown in FIG. 3 when performing A / D conversion on a 50 mV TSSI signal corresponding to the output power level of the PL 10 with the minimum output level, it has the above-mentioned 8-bit resolution of 19 mV (quantization step).
  • an object of the present invention is to provide an output power control device capable of performing a good output power control with a wide temperature compensation range ⁇ .
  • a further object of the present invention is to increase the detection signal level at the same target output power as compared with the conventional one, and to increase the detection signal level to a level that is not easily affected by temperature fluctuations even when the target output power is relatively small. The purpose is to provide a power control device.
  • An output power control device having a feedback control system for output power, which switches transmission output power stepwise or continuously,
  • An isolator is installed after the transmission line connected to the output side of the power amplifier, and the detection circuit extracts a part of the output power from the input point of this isolator and forms a detection signal of the actual output power.
  • a reactance matching element that cancels parasitic reactance in the extraction section of this detection circuit is connected to the input point to the isolator.
  • the second invention is a first invention.
  • An output power control device having a feedback control system for output power, which switches transmission output power stepwise or continuously,
  • the open control system that performs open control of the output power and the feedback control system that functions when the target output power level is higher than a predetermined value, and when the target output power level is lower than a predetermined value.
  • the control system switching means for functioning the open control system and the temperature compensating means for at least compensating for the temperature fluctuation of the output power during the open control are provided.
  • FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the first embodiment.
  • FIG. 2 is a block diagram showing a conventional apparatus.
  • FIG. 3 is a block diagram showing a conventional device.
  • FIG. 4 is an explanatory diagram showing a conventional output power-detection voltage.
  • FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of the second embodiment.
  • FIG. 6 is a block diagram showing the configuration of the third embodiment.
  • FIG. 7 is a block diagram showing the configuration of the fourth embodiment.
  • FIG. 8 is a block diagram showing the configuration of the fifth embodiment.
  • FIG. 9 is a block diagram showing the configuration of the sixth embodiment.
  • FIG. 10 is a block diagram showing the configuration of the seventh embodiment.
  • FIG. 11 is a block diagram showing the configuration of the eighth embodiment.
  • FIG. 12 is a block diagram showing the configuration of the ninth embodiment.
  • FIG. 13 is a block diagram showing the configuration of the tenth embodiment.
  • BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION a first embodiment of an output power control device according to the present invention will be described with reference to the drawings.
  • FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the first embodiment. The first embodiment is intended for an output power control device mounted on a mobile terminal.
  • a power amplifier 21 power-amplifies a transmission signal and inputs it to an isolator 30 via a transmission line 22.
  • the isolator 30 inputs the power-amplified transmission signal to the antenna duplexer 26 while preventing the reflected wave component from returning to the power amplifier side.
  • the antenna duplexer 26 removes an unnecessary band of the received signal converted by the antenna 27 into an electric signal by capturing the radio wave, and passes the received signal to a reception signal processing system via a preamplifier 28 for pre-amplification. input.
  • the received signal from such a base station includes the instruction information of the output power level.
  • the end of the transmission line 22 on the side of the isolator 30 is a detection circuit comprising a bias resistor 23a, a coupling capacitor 23b, a detection diode 23c, a smoothing capacitor 23d and a load resistor 23e. Connected to 2 3 You.
  • the coupling capacitor 23b is for extracting an AC component of the transmission signal at the end of the transmission line 22 on the side of the isolator 30.
  • the bias resistor 23 a is provided to superimpose the bias voltage V bias on this AC component, and the biased AC signal (including the amplitude information of the power-amplified transmission signal as it is) is detected by the detection diode 23. Applied to the node of c.
  • the detection diode 23c rectifies the biased AC signal, and has a cathode terminal connected to a smoothing capacitor 23d and a load resistor 23e. Smoothing capacitor 2 3 d and the load resistor 2 3 e is a rectified signal smoothing is intended to DC voltage, is input to the feedback control circuit 2 4 as a DC voltage signal power? TSSI signal.
  • the control section 25 supplies a feedback control circuit 24 with a control signal indicating a predetermined output power level (target output power level).
  • the feedback control circuit 24 forms an FB signal that cancels the difference between the actual output power level recognized from the TSSI signal and the target power level indicated by the control signal, and outputs the output of the power amplifier 21. Apply to the V cont input terminal where the power level can be varied.
  • control unit 2 5 Fi - control signal to Dobakku control circuit 2 4, when provided with a comparator for comparing Ficoll one Doba' click control circuit 2 4 force 5 'TSSI signal level and the reference voltage level, the comparator If a D / A converter is provided at the input end of the comparator, it may be digital data for outputting the reference voltage from the D / A converter. .
  • the reactance matching element 29 is connected to the end of the transmission path 22 on the isolator 30 side.
  • the reactance matching element 29 is provided to cancel the equivalent reactance component of the detection circuit 23.
  • the reactance component from the end point A on the isolator 30 side of the transmission line 22 to the detection circuit 23 side is as follows. For example, it has a capacitive reactance for lead-out wiring. This In order to cancel the parasitic reactance component of the circuit, an inductance element is added as a reactance matching element 29 to cancel the parasitic reactance component. 50 ⁇ ).
  • the most significant feature of the first embodiment resides in that the reactance matching element 29 is provided, and the above-described isolator 30 is also provided to provide directionality. That is, the first embodiment is characterized in that the configuration of extracting the output power level information from the basic path of the transmission signal from the power amplifier 21 to the antenna 27 is provided conventionally.
  • the basic operation for controlling the output power is the same as the conventional one. That is, the transmission signal that has been power-amplified in the power amplifier 21 is given to the antenna 27 via the transmission line 22, the isolator 30, and the antenna duplexer 26, and is radiated to space.
  • the output power level of the transmission signal is extracted by the detection circuit 23 as a TSS 1 signal, and is input to the feedback control circuit 24.
  • the feedback control circuit 24 forms an FB signal for canceling the actual output power level and the target output power level te ⁇ ⁇ according to the level of the TSSI signal and the control signal from the control unit 25. Applied to the power control terminal Vcom of the power amplifier 21. With these feedback loops, the actual output power level is adjusted to the target output power level.
  • the force instruction content of the control signal from the control unit 2 5 changes sigma, in this case
  • the actual output power level converges to a new target output power level due to the operation using the feedback loop described above, and in this converged state, the output power level is stabilized by the operation using the feedback loop described above. Is executed.
  • the configuration of extracting the output power level information from the basic path of the transmission signal from the power amplifier 21 to the antenna 27 is a feature of the first embodiment. That is, it is characterized in that output power information is extracted from the end of the transmission line 22 to which the reactance matching element 29 is connected on the isolator 30 side via the coupling capacitor 23a.
  • the coupled transmission line directional coupler 4
  • a trace of the loss of the transmission signal traveling along the basic path is obtained.
  • the degree of coupling is reduced from the do-off, for example,-13 dB.
  • the output loss of the power amplifier 23 is reduced by directly extracting the transmission signal from the end of the transmission line 22 irrespective of extracting a very large detection voltage. It can be kept small.
  • the TSSI signal changes from a maximum of 10 V to a minimum of 250 mV, and the TSSI signal has a minimum power level of 250 mV.
  • the output power level which takes the value of the 10 point, varies only by ld B when the temperature is in the range of ⁇ 30 ° C. to + 85 ° C. (see range Z in FIG. 4).
  • the temperature stability of the TSSI signal is improved, and stable power control can be performed.
  • the isolator 30 is used to reduce the frequency of the standing wave due to the presence of the reflected wave, thereby stabilizing the frequency characteristics of the detection voltage. That is, the anti-reflection function of the conventionally used coupling transmission line (directional coupler) 4 is replaced by the isolator 30 and the provision of the isolator 30 stabilizes the operation of the power amplifier 21. Is increasing.
  • a transmission signal (signal representing output power) is extracted from the input point of the isolator 30 via the coupling capacitor 23b.
  • the signal from the connection point between the transmission line 22 and the isolator 30 following the power amplifier 21 to the detection circuit 23 is obtained.
  • the parasitic reactance generated in the extraction circuit is canceled by the reactance matching element 29.
  • the isolator 30 is applied instead of the directional coupler. Therefore, the following effects can be expected.
  • a sufficiently large detection voltage can be extracted, and a temperature-stable detection voltage can be obtained over a wide range of output power levels.As a result, stable output power control can be performed regardless of temperature changes. .
  • the frequency characteristics of the detection voltage can be stabilized, and as a result, stable output power control can be performed.
  • the use of the isolator 30 can be expected to stabilize the distortion characteristics of the power amplifier 21 and stabilize the operation.
  • a gain variable amplifier (including an attenuator) 31 is provided upstream of the power amplifier 21, and a control input terminal of the gain variable amplifier 31
  • the FB signal generated by the feedback control circuit 24 is applied.
  • the method of extracting the signal for detecting the output power from the basic path of the transmission signal is the same as that of the first embodiment, so that the same effect as that of the first embodiment can be obtained.
  • the feedback destination of the FB signal is the gain variable amplifier 31 provided before the power amplifier 21. In comparison, the generation of distortion when controlling the power amplifier 21 with the FB signal can be avoided, and output power control with even higher temperature stability can be expected.
  • FIG. 6 shows a third embodiment of the output power control device according to the present invention. It will be described with reference to FIG. In the configuration of FIG. 6, the same components as those in FIGS. 1 and 5 are denoted by the same reference numerals.
  • a feedback loop control circuit 24 for forming an FB signal is integrated with a control circuit 25.
  • the TSSI signal from the detection circuit 23 is converted to digital data by the A / D converter 32 and input to the control unit 25.
  • the TSSI signal data input to the control unit 25 and the target output internally managed Based on the power level data, an FB signal is formed so as to eliminate the deviation between the actual output power level and the target output power level, and this FB signal data is converted to a D / A converter 33 FB signal (analog Signal) and input to the gain variable amplifier 31 (or a power amplifier).
  • resistors R 1 and R 2 connected in series are used as the load resistor 23 e of the detection circuit 23, and the connection point of these resistors R 1 and R 2 is used.
  • the voltage is a TSSI signal.
  • Other points are the same as in the first and second embodiments.
  • an A / D converter 32 that converts 0 to 5 V to 8 bits is applied.
  • the signal extraction method for detection as in the prior art shown in FIG. 3 is based on the PL 2 of the maximum output power level of the North American digital cellular system (Class 3).
  • a detection voltage of 50 mV is obtained at the point of PL 10 at 2 V and the minimum output power level.
  • the conversion capability of the A / D converter 32 is not fully utilized.
  • amplification must be done using active devices (eg, op amps) that are susceptible to temperature fluctuations.
  • the detection diode 2 is used.
  • the maximum output power level of the North American digital cellular system (Class 3) is 10 V at PL 2 and the minimum output power At the PL 10 point of the bell, a voltage of 250 mV is obtained.
  • the voltage dividing ratio of the load resistor 23e composed of the two resistors R1 and R2 connected in series is, for example, 1/2
  • the input voltage range to the A / D converter 32 is determined by using an active element.
  • the PL 10 has only about 4 dB detection resolution and cannot perform fine power control.
  • the detection resolution is (2 50 + 19) Z 2 50 -1.152. 0.61 dB. In other words, the power detection resolution is greatly improved even in the case of the minimum power control as compared with the conventional device.
  • the method of extracting a signal for detecting output power from the basic path of a transmission signal is the same as in the first embodiment. Similar effects can be obtained. Also, as in the second embodiment, since the feedback destination of the FB signal is the variable gain amplifier 31 provided in the preceding stage of the power amplifier 21, compared with the case of feeding back to the power amplifier 2 2 Distortion when controlling the power amplifier 21 with the FB signal can be avoided, and further stable output power control with temperature can be expected. Further, according to the third embodiment, even when the configuration of forming the FB signal is a digital configuration, the dynamic range of the A / D converter can be effectively used, and sufficient detection resolution can be obtained. Also, power input to the A / D converter can be realized by simple resistance division without relying on amplification using active elements, and fine power control with high temperature stability can be achieved.
  • an on / off switching switch 34 is provided in parallel with one of the divided resistors R 1 in the detection circuit 23.
  • the on / off switching switch 34 receives an on / off control signal from the control unit 25.
  • the on / off switch 34 is turned on (closed)
  • the resistor R1 is short-circuited and the load resistor becomes only the resistor R2.
  • the detection voltage is not divided by the resistors R1 and R2, Output as a signal.
  • the on / off switch 34 is turned off (open) the detection voltage is divided by the resistors R 1 and R 2 and output as a TSSI signal.
  • the control unit 25 outputs an on / off control signal for turning off the on / off switching switch 34 when the target output power level is high, and switches the on / off switching switch 34 when the target output power level is low.
  • An on / off control signal to be turned on is output.
  • the control unit 25 changes the handling of the TSSI signal data from the 8/0 converter 32 according to the instruction content of the on / off control signal. For example, if the resistors R 1 and R 2 have the same resistance value, the TSSI signal data when the switch 34 is turned on and the TSSI signal data when the switch 34 is turned off are the same data. Even in the case of the evening value, the relationship is doubled, and the control unit 25 creates FB signal data in consideration of this point.
  • the cathode side voltage of the detector diode 23c is 10 V at the maximum output power level PL2 of the North American digital cellular system (Class 3) and PL10 at the minimum output power level. Assuming that a voltage of 250 mV is obtained, the voltage dividing ratio of the load resistor 23 e composed of two resistors R 1 and R 2 connected in series is 1 ⁇ 2. When the maximum output power level PL 2 is at the target output power level, switch 34 is turned off and a TSSI signal with a divided voltage of 5 V is input to A / D converter 32.
  • the A / D converter 32 can function effectively.
  • the switch 34 is turned on to input the TSSI signal consisting of the detection voltage 250 mV itself to the AD converter 32.
  • the resolution of the TSSI signal data from the A / D converter 32 can be increased more than in the third embodiment. Therefore, according to the fourth embodiment, in addition to the effects of the above-described embodiment, it is possible to execute power control in a power control range that exceeds the range in which the A / D converter 32 can convert, and to perform output control. In the range where the power level is low, finer power control can be performed.
  • the fifth embodiment is based on the same technical idea as the fourth embodiment.
  • a switch 35 is used to switch between outputting the detection voltage obtained on the force source side of the detection diode 23c as it is or dividing and outputting the detection voltage. This is different from the switch 34 of the fourth embodiment. That is, in the fifth embodiment, a switch 35 having a so-called c-contact structure having a two-input one-output configuration is applied, and one input terminal 35 a of the switch 35 is connected to the detection diode 2. The other input terminal 35b of the switch 35 is connected to the connection point between the resistors R1 and R2.
  • the control unit 25 connects the switch 35 to its input terminal 35b when the target output power level is high, and connects the switch 35 to the other input terminal 35a when the target output power level is low. Outputs a switch control signal to close the aperture.
  • the other points are the same as those of the fourth embodiment.
  • the fifth embodiment the same effects as those of the fourth embodiment can be obtained.
  • the partial pressure ratio Has been described as being switched in two stages, but may be switched in three or more stages.
  • a method for extracting a signal for output power control from a basic path of a transmission signal is the same as the conventional method. Therefore, it is needless to say that the extraction method employed in the first to fifth embodiments described above may be applied.
  • the target output power level is classified into two ranges, large and small, and different output power control is performed in each case.
  • a high target output power level at that time means a range in which the detection signal level corresponding to the target output power level is high and the feedback control is not affected even by the influence of temperature fluctuation.
  • a low target output power level refers to a range in which the detection signal level corresponding to the target output power level is low and has a large influence on feedback control due to the influence of temperature fluctuation. In other words, it indicates the case where accurate feedback control is not performed even if the detection signal is detected.
  • a temperature-sensitive element 42 such as a thermistor is connected to a driver amplifier 41 that drives a carrier signal from an oscillator 40 in a longitudinal manner.
  • the TSS I signal data from the A / D converter 32 is taken in to form FB signal data (control data), and when the target output power is low, A
  • control data is formed without taking in TSSI signal data from the / D converter 32.
  • the control unit 25 stores fixed control data for a case where the target output power level is small in a storage unit 25a containing the control data.
  • the temperature sensing element is connected to the power supply terminal of the driver amplifier 41 so as to control the force indicated as being connected to the temperature sensing element 42 and the gain of the driver amplifier 41.
  • the connection terminals are not limited to power supply terminals.
  • the temperature sensing element 42 is provided so that the gain of the driver amplifier 41 is temperature compensated.
  • the temperature characteristics of the temperature-sensitive element 42 are not determined in consideration of only the gain of the driver amplifier 41, but are all circuits on the path from the oscillator 40 to the antenna duplexer 26 (for example, wireless communication).
  • the characteristics of the driver amplifier 41 are selected so that the gain of the driver amplifier 41 can be temperature-compensated so that the temperature fluctuation of the overall linear gain due to the frequency band filter, amplifier and frequency converter) can be offset.
  • the output power appearing at the end of the antenna 27 when the control voltage of the power control terminal V cont of the power amplifier 21 is fixed is: It is quite stable even when the temperature changes. For example, the force depending on the number of blocks (circuits) that make up the transmission system ⁇ With the simple temperature compensation described above, fluctuations in the temperature range of 30 ° C to + 85 ° C can be made within ⁇ 2 dB. Can be suppressed.
  • the control unit 25 takes in the TSSI signal data from the A / D converter 32 and performs feedback calculation. To form the FB signal data and output it to the D / A converter 31. If the standard output power is small, the voltage detection resolution of the A / D converter 32 is increased, and the problem described in the section of the background art occurs. Therefore, in the sixth embodiment, when the target output power level is small, the control section 25 does not take in the TSSI signal data from the octal converter 32 and outputs the data from the storage section 25a.
  • the control data corresponding to the target output power at that time is taken out, output to the D / A converter 33, and fixed. Is applied to the power control terminal V cont of the power amplifier 21.
  • the fixed control data may be stored by detecting a data value that achieves a required output power, for example, at an early stage of device manufacturing. Therefore, when the target output power level is small, the above-described open control and the linear gain of the entire transmission system are not performed by the feedback loop control but by the temperature-sensitive element 42 as described above. It is stable against temperature fluctuations. In addition, since the open control is performed, there is no problem of the detection resolution of the octal converter 0 and the temperature fluctuation of the detection voltage. As described above, according to the sixth embodiment, it is possible to execute fine output power control with good temperature compensation over a wide output power range.
  • the seventh embodiment is based on the same technical concept as the sixth embodiment. That is, the feedback control and the open control are switched in accordance with the target output power level, and the temperature compensation of the transmission system is performed using the temperature sensing element 42.
  • the difference from the sixth embodiment is that the temperature-sensitive element 42 is connected to the power amplifier 21, and the feedback destination (application destination) of the control signal is a variable gain amplifier preceding the power amplifier 21 (for example, (Driver emblem) This is at 4 la. Due to such a difference, a certain force f , and the same operational effects as in the sixth embodiment can be obtained by the seventh embodiment.
  • the eighth embodiment is also based on the sixth embodiment and the technical idea.
  • the difference from the sixth embodiment is that the control voltage signal from the This is that the signal and the FB signal from the D / A converter 33 are superimposed by the combining unit 44 and applied to the power control terminal V cont of the power amplifier 21. Such a difference is due to a certain force.
  • the connection destination of the temperature compensation temperature sensing element 42 is arbitrary using the sixth to eighth embodiments, the connection destination of the temperature compensation temperature sensing element 42 has been described. May be a filter mixer not shown.
  • the number of amplifiers to which the control voltage signal for controlling the output power is applied is two. That is, a control voltage signal is applied to the driver amplifier 41 and the power amplifier 21.
  • the configuration of the first control voltage signal to the power amplifier 21 corresponds to the control unit 25 and the D / A converter 33 as in the above-described embodiment.
  • the second control voltage signal from the D / A converter 45 is superimposed on the control voltage signal from the temperature sensing element 42 in the synthesizing unit 44 and applied to the control terminal of the driver amplifier 41.
  • the control section 25 of the ninth embodiment takes in the TSSI signal data from the A / D converter 32 to form the FB signal data, and This is applied to the A converter 33 to apply the first control voltage signal to the power amplifier 21. Also, when the target output power level is low, the control unit 25 does not take in the TSSI signal data from the A / D converter 32 and reads the current target power level from the built-in storage unit 25b. The fixed first and second control voltage signal data corresponding to the output power level are taken out, the first control voltage signal data is supplied to the D / A converter 33, and the second control power signal is outputted. Data to the D / A converter 45.
  • the first control voltage signal data is the target output
  • the second control voltage signal data is a data value detected in order to achieve a required output power, for example, at the initial stage of device manufacturing, and is a fixed value absolutely determined according to the power level. Stored in 25b.
  • the control unit 25 takes in the TSSI signal data from the A / D converter 32 and performs filtering.
  • a feedback operation is performed to form FB signal data, which is output to the D / A converter 33, and the power amplifier 21 is applied with the first control voltage signal. That is, in this case, normal feedback control is performed.
  • the output of data from the control section 25 to the D / A converter 45 is not executed, but the control voltage signal from the temperature sensing element 42 is transmitted through the synthesis section 44 to the driver amplifier 4.
  • the control unit 25 does not take in the TSSI signal data from the A / D converter 32, but the fixed value according to the target output power level at that time from the storage unit 25b.
  • the first and second control voltage signal data are extracted, the first control voltage signal data is supplied to the D / A converter 33, and the second control voltage signal data is supplied to the D / A converter 45.
  • a control voltage signal in which the first voltage signal and the control voltage signal from the thermosensitive element 42 are superimposed is applied to the power control terminal V cont of the power amplifier 21.
  • the open control when the target output power is small, the open control is adopted. Therefore, also in the ninth embodiment, the feedback control and the open control are switched according to the target output power level, and the temperature compensation using the temperature sensing element 42 is performed. The problem of detector resolution and temperature fluctuation can be avoided, and a wide output power control range! : Good temperature compensation and fine stability Output power control can be performed. According to the ninth embodiment, since the gain control unit at the time of the open control is divided into two systems, there is also an effect that the gain control characteristic as a whole can be stabilized even at the time of the open control. .
  • the tenth embodiment is almost similar in technical concept to the ninth embodiment. That is, switching between feedback control and open control according to the target output power level, performing temperature compensation using the temperature-sensitive element 42, and distributing the gain control unit during open control to two systems. Is adopted.
  • the tenth embodiment of the two systems of gain control units that function at the time of open control, one of the gain control units is a circuit part. This is different from the ninth embodiment.
  • the (DSP) 46 is, for example, a DSP (Digital Signal Processor), and creates I data and Q data from original data to be transmitted under the control of the control unit 25.
  • the D / A converter 47 converts the I data and Q data from the quadrature data creation unit 46 from analog to digital, respectively, and converts the I baseband signal and the Q baseband signal. It is formed and input to the quadrature modulator 48.
  • the quadrature modulator 48 performs quadrature modulation on the carrier signal from the transmitter 40 based on the I baseband signal and the Q baseband signal, and outputs the result to the driver amplifier 41. It should be noted that such a quadrature modulation configuration is often employed in digital radio equipment.
  • the control unit 25 of the tenth embodiment converts the second control voltage signal data stored in the built-in storage unit 25 b into the orthogonal data generation unit 46 and Alternatively, the amplitude is given to the D / A converter 47 to vary the amplitudes of the I baseband signal and the Q baseband signal from the D / A converter 47 in accordance with the target output power level.
  • the orthogonal modulator 48 is a kind of AM linear modulator, the output power from the orthogonal modulator 48 is proportional to the amplitudes of the I baseband signal and the Q baseband signal. Therefore, the above-described quadrature modulation configuration forms one gain control unit.
  • the control unit 25 takes in the TSSI signal data from the A / D converter 32, performs a feedback operation, forms FB signal data, and forms a D / A converter. 33, and the first control voltage signal is applied to the power amplifier 21. That is, in this case, normal feedback control is performed.
  • the control unit 25 outputs the I baseband signal and the Q baseband signal from the D / A converter 47. Of the modulation signal from the quadrature modulator 48 to have a maximum amplitude that can be linear.
  • the control unit 25 responds to the target output power level at that time from the storage unit 25b without taking in the TSSI signal data from the A / D converter 32.
  • the fixed first and second control voltage signal data are taken out, the first control voltage signal data is supplied to the D / A converter 33, and the second control voltage signal data is supplied to the orthogonal data generator 46. .
  • the first control voltage signal is applied to the power control terminal V cont of the power amplifier 21 and the amplitudes of the I baseband signal and the Q baseband signal from the D / A converter 47 are variable. Is done. That is, in the tenth embodiment, as in the sixth to ninth embodiments, oven control is employed when the target output power is small.
  • the same effect as in the ninth embodiment can be obtained.
  • the following effects can be obtained. Since the amplitudes of the I baseband signal and Q baseband signal from the D / A converter 47 are changed by the arithmetic processing of the quadrature data generator 46 of the DSP configuration, very accurate amplitude setting is performed. It is possible to control the amplitude to the level where waveform distortion is a problem. Normally, when the output power is controlled to be small, the distance between the mobile terminal and the base station is short, and a sufficient C / N ratio can be secured at the base station receiving side.
  • the amplitude control can be performed well, the gain control can also be performed well.
  • the quadrature data generator 46, D / A converter 47, and quadrature modulator 48 which function as the second gain controller, are provided in the radio regardless of the gain control. is there. In other words, the existing configuration is also used as a gain control unit. Therefore, unlike the ninth embodiment, a new configuration can be eliminated.
  • a digital processing configuration is used as the control configuration.However, it is possible to switch between feedback control and open control and use the temperature-sensitive element 42.
  • Performing temperature compensation using the same can be applied to an output power control device that employs control in an analog configuration.
  • the description has been given on the assumption that the output power control device of the present invention is mounted on a mobile terminal according to the digital cellular system or the analog cellular system.
  • the type is not limited to this.
  • it may be provided on the base station side.
  • the present invention can be applied to a wireless device for a communication system other than a car phone system and a mobile phone system.
  • an output power control device capable of executing output power control in a temperature compensation range.
  • the output power control device is effective when applied to a mobile radio device and a base station in a digital cellular system or an analog cellular system, and of course, a mobile radio device and a base station in a communication system requiring output power control. It is also effective when applied to

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Description

明細書 出力電力制御装置 技術分野
この発明は、 目標送信出力電力が段階的又は連続的に変化する無線装 置の出力電力制御装置に関し、 例えば、 自動車電話システムや携帯電話 システム等の移動端末に搭載する出力電力制御装置に適用し得るもので ある。 背景技術
一般に自動車電話等の移動体通信システムにおいては、 消費電力の節 約や他の移動端末への干渉低減のために、 移動端末の出力電力レベルを 基地局の指示によって多段階あるいは連続的に切り替えるように出力電 力制御がなされている。 例えば、 北米のアナログセルラ方式の自動車電 話システムの移動端末は、 最大出力を + 2 8 dBm として 6段階 (P L 2〜 P L 7 ) に出力電力を制御している。
第 2図はこのような電力制御を行う従来の出力電力制御装置の基本構 成を示すプロック図である。
第 2図において、 発振器 1で生成された搬送波信号は、 ドライバアン プ 2等の各種処理回路を経て送信信号に変換されて電力増幅器 3に入力 される。 この電力増幅器 3で電力増幅された送信信号は、 結合伝送路 (方向性結合器) 4等を経てアンテナ共振器 8に人力され、 アンテナ共 振器 8において不要波が除去された後、 送受信共 -用アンテナ (以下、 単 にアンテナと呼ぶ) 9から空間に放射される。
アンテナ 9が電波を捕捉して ¾気信号に変換した受信信号は、 アンテ ナ共用器 8において不要帯域が除去され、 プリアンプ 1 0で前置増幅さ れて受信信号処理系に入力される。 このよ うな基地局からの受信信号 に、 送信出力電力レベルの指示情報が含まれている。
上述した結合伝送路 4は、 主伝送線路 4 a、 結合伝送線路 4 b及び終端 抵抗 4 cからなり、 電力増幅器 3からの送信信号のうち進行波のみが、 結 合伝送線路 4 bの一端から取り出されて検波回路 5に入力される。 検波回 路 5においては、 この送信信号が結合コンデンサ 5 bを介し、 バイアス抵 抗 5 aによってバイアスされて検波ダイオー ド 5 cに入力されて整流さ れ、 その後、 平滑コンデンサ 5 d及び負荷抵抗 5 eによって平滑直流化さ れて検波電力出力 (検波信号) が得られる。 この検波信号は、 実際にァ ンテナ 9から放射される電力レベルに対応した TSSI (transmitting signal strength indicator) 信号としてフィー ドバック制御回路 6に入力される。 制御部 7は、 図示しない基地局からの指示に従って、 所定の出力電力 レベルを表す制御信号をフィ一 ドバック制御信号に与える。 これによ り、 フィー ドバック制御回路 6は、 TSSI信号から認識される現実の出力 電力レベルと、 制御すべき目標電力レベルとの差異を小さくするように 作用するフィ ー ドバック信号 (以下、 FB信号と呼ぶ) を形成して出力す る。 FB信号は、 例えば、 電力増幅器 3において出力電力レベルを可変で きる Vcont入力端子に入力される。
以上のように、 出力電力レベルのフィー ドバックループを形成し、 こ のフィー ドバックル—プに、 制御部 7が制御すベき電力レベルの 標値 を与えて、 その目標電力レベルになるように出力電力レベルを制御す また、 近年においては、 第 3図に示すように、 デジタル処理を一部利 用した出力電力制御装置も適用されことが多くなってきている。 すなわ ち、 検波回路 5からの TSSI信号を A/D変換器 1 1 によってデジタルデ一夕 に変換して制御部 7に入力し、 フィ 一ドバック制御回路 6の機能をも担 う制御部 7が演算処理によつて FB信号デ—タを形成し、 この FB信号デ— タを D/A変換器 1 2力 s'FB信号に変換して出力する。 このように、 フィ ー ドバック制御回路 6に比較用のオペアンプ等のアナログ回路を使用せず に、 デジタル信号に一旦変換して、 制御部 7の演算処理で等価の作用 (フィー ドバック制御回路 6の作用) を実現している。 ここで、 制御部 7は A/D変換器 1 1及び D/A変換器 1 2に制御信号 (クロック信号等) を 与えて、 その変換動作を制御する。 なお、 A/D変換器 1 1力 ί、 例えば 0〜 5 Vの入力範囲として 8ビッ トの分解能を持つとすれば、 約 0 . 0 1 9 V ( = 5 V / 2 5 6 ) の検出分解能を有する。 出力電力 (W) と検波回 路 5からの TSSI信号とは、 一般に正比例の関係にある。 一方、 制御され る出力信号は、 一般に対数的に等間隔で制御される (切り替えられ る) 。 すなわち、 d B m単位で例えば 4 d Β問隔で制御される。 従つ て、 各制御レベルに対応する TSSI信号レベルも対数的に変化することに なる。
しかし、 従来の出力電力制御装置には以下のような課題がある。
第 1 に、 温度安定性が低いという課題があり、 この課題は第 2図に示 した出力電力制御装置及び第 3図に示した出力 力制御装置の双方に存 在する。 例えば、 セルラ自動車電話システムのようなシステムでは、 サ —ビスエリアの範囲 (すなわち、 セル) が狭小化していく。 このマイク ロセル化に応じて、 移動端末の出力電力も従来よ り も小さく絞るように 制御することが要求される。 例えば、 北米のデジタルセルラ方式の移動 端末 (クラス 3 ) においては、 上述したアナログセルラ方式 (クラス 3 ) に比べて、 更に 3ステツブすなわち 1 2 d Bだけ小さい電力レベル まで制御することが必要となる。 従って、 出力電力に対応する TSSI信号 も、 3 2 d Bの範囲で、 リニアリティ と温度安定度が必要となる。 しか しながら、 結合伝送路 4で出力電力を取り出す方法では、 結合度を十分 にとることが難しいため、 十分に温度安定となるような検波電圧を得る ことができない。 また、 結合伝送路 4の結合度を上げても、 損失も増大 するので、 検波電力を十分に大きくすることはできない。 例えば、 80 OMH z帯での結合度が一 1 6 d Bの場合、 出力電力が 1 Wのときで 2 V程度の検波電圧しか得られない。 第 4図に示すように、 32 d Bの電 力制御を考えた場合、 検波電圧は 2 Vから 5 OmVに亘つて変化し、 温 度によって著しく検波特性が変動することが避けられない。
第 2に、 第 3図に示す従来装置、 すなわち A/D変換器 1 1を用いて TSSI 信号を認識する装置においては、 検出分解能の課題がある。 例えば、 最 小出力レベルの P L 1 0の出力電力レベルに対応する 50 m Vの TSSI信 号を A/D変換する場合において、 上述した 8ビッ ト、 1 9mVの分解能 (量子化ステップ) を有する A/D変換器を使用すると、 5 OmVを中心と して 1 9 mVの範囲の値、 又は、 5 OmVから 6 9 mVまでの値が同じ デジタルデ一タに変換されるので (50 + 1 9) 50 = 1. 3 8、 す なわち約 4 d Bの検出分解能しか持っていない。 従って、 このような検 出誤差 (量子化誤差) を有する TSSIデータを処理して FB信号を形成する 場合、 目標出力電力が小さいほど A/D変換器の検出分解能の影響が大き く、 良好な制御を実行し得ない。
上記の第 1及び第 2の課題の双方には、 目標出力電力レベルが小さい ほど顕著であり、 従って、 広範囲な ¾カ範朋を^好に出力制御しようと すると、 目標出力電力レベルが小さい側での問題が大きい。 発明の開示
従って、 この発明の目的は、 温度補償範 βίΐの広い、 良好な出力電力制 御を実行できる出力電力制御装置を提供することである。 この発明のさらなる目的は、 同一の目標出力電力における検波信号レ ベルを従来よりも大き く し、 目標出力電力が比較的小さい場合でも温度 変動の影響を受けにくいレベルまで検波信号レベルを高めた出力電力制 御装置を提供することである。
そこで、 第 1の発明は、
送信出力電力を段階的又は連続的に切り替える、 出力電力のフィ 一 ド バック制御系を有する出力電力制御装置において、
電力増幅器の出力側に接続された伝送線路の後段にアイソレータを設 け、 検波回路がこのアイソレー夕の入力点から出力電力の一部を取り出 して、 現実の出力電力の検波信号を形成すると共に、 この検波回路の取 り出し部における寄生リアクタンスキャンセルするリアクタンス整合素 子をアイソレータへの入力点に接続した構成とした。
第 2の発明は、
送信出力電力を段階的又は連続的に切り替える、 出力電力のフィ 一 ド バック制御系を有する出力電力制御装置において、
出力電力をオープン制御するオープン制御系と、 目標出力電力レベル が予め定めた所定値よ り大きいときにフィ ー ドバック制御系を機能さ せ、 目標出力電力レベルが予め定めた所定値より小さいときにオープン 制御系を機能させる制御系切替手段と、 少なく ともオープン制御時にお ける出力電力の温度変動を補償する温度補償手段とを有する構成と し た。 図面の簡単な説明
第 1図は、 第 1の実施例の構成を示すプロック図である。
第 2図は、 従来装置を示すブロック図である。
第 3図は、 従来装置を示すブロック図である。 第 4図は、 従来の出力電力一検波電圧を示す説明図である。
第 5図は、 第 2の実施例の構成を示すブロック図である。
第 6図は、 第 3の実施例の構成を示すブロック図である。
第 7図は、 第 4の実施例の構成を示すプロック図である。
第 8図は、 第 5の実施例の構成を示すブロック図である。
第 9図は、 第 6の実施例の構成を示すブロック図である。
第 1 0図は、 第 7の実施例の構成を示すプロック図である。
第 1 1図は、 第 8の実施例の構成を示すブロック図である。
第 1 2図は、 第 9の実施例の構成を示すプロック図である。
第 1 3図は、 第 1 0の実施例の構成を示すブロック図である。 発明を実施するための最良の形態 以下に、 この発明による出力電力制御装置の第 1の実施例を図面を参 照しながら説明する。 ここで第 1図が第 1の実施例の構成を示すプロッ ク図である。 尚、 この第 1の実施例は、 移動端末に搭載される出力電力 制御装置を意図している。
第 1図において、 電力増幅器 2 1は、 送信信 ¾·を電力増幅し、 伝送線 路 2 2を介してアイ ソレータ 3 0に入力する。 アイソレータ 3 0は、 反 射波成分が電力増幅器側に戻ることを防止しつつ、 電力増幅された送信 信号をアンテナ共用器 2 6に入力する。 アンテナ共用器 2 6は、 アンテ ナ 2 7が電波を捕捉して電気信号に変換した受信信号の不要帯域を除去 して、 前置増幅するプリアンプ 2 8を介して受信信号を受信信号処理系 に入力する。 このよ う な基地局からの受信信号に、 出力電力レベルの指 示情報が含まれている。 伝送線路 2 2のアイ ソレータ 3 0側の端部は、 バイアス抵抗 2 3 a、 結合コンデンサ 2 3 b、 検波ダイォ— ド 2 3 c、 平滑 コンデンサ 2 3 d及び負荷抵抗 2 3 eでなる検波回路 2 3に接続されてい る。 検波回路 2 3において、 結合コンデンサ 2 3 bは、 伝送線路 2 2のァ イ ソレ一タ 3 0側の端部における送信信号の交流成分を取り出すもので ある。 バイアス抵抗 2 3 aは、 この交流成分にバイアス電圧 V biasを重畳 させるために設けられており、 バイアスされた交流信号 (電力増幅され た送信信号の振幅情報をそのまま含む) が検波ダイオー ド 2 3 cのァノー ド端子に印加される。 検波ダイオード 2 3 cは、 バイアスされた交流信号 を整流するものであり、 そのカソ一ド端子には平滑コンデンサ 2 3 d及び 負荷抵抗 2 3 eが接続されている。 平滑コンデンサ 2 3 d及び負荷抵抗 2 3 eは、 整流信号を平滑、 直流電圧化するものであり、 その直流電圧信号 力 ?TSSI信号としてフィー ドバック制御回路 2 4に入力される。 制御部 2 5は所定の出力電力レベル (目標出力電力レベル) を表す制御信号を フィ 一 ドバック制御回路 2 4に与える。 フィ 一 ドバック制御回路 2 4 は、 TSSI信号から認識される現実の出力電力レベルと、 制御信号が指示 する目標電力レベルとの差異を相殺する FB信号を形成して、 ¾力増幅器 2 1の出力電力レベルを可変できる V cont入力端子に印加する。 尚、 制御 部 2 5からフィ— ドバック制御回路 2 4への制御信号は、 フィ一 ドバッ ク制御回路 2 4力5' TSSI信号レベル及び基準電圧レベルを比較する比較器 を備える場合、 その比較器に入力する甚 電圧であってもよく、 比較器 の入力端に D/A変換器を備える場合にはその基準電压を D/A変換器から出 力させるデジタルデ一タであってもよい。
以上の構成に加えて、 第 1の実施例では、 リアクタンス整合素子 2 9 が伝送路 2 2のアイソレータ 3 0側の端部に接続されている。 リアクタ ンス整合素子 2 9は、 検波回路 2 3の等価的なリアクタンス成分を相殺 するために設けられている。 伝送線路 2 2のアイソレータ 3 0側の端部 点 Aから検波回路 2 3側を見込んだリアクタンス成分は、 部品の取付け ノ、。ッ ドゃ引き出し配線のために例えば容量性のリアクタンスを持つ。 こ の寄生リァクタンス成分をキヤンセルするために、 リアクタンス整合素 子 2 9と してイ ンダクタンス素子を付加して寄生リァクタンス成分を キャンセルし、 点 Aより検波回路 2 3を見たインピーダンスを、 伝送線路 インピーダンス (5 0 Ω ) に比べて十分に大きく している。
この第 1の実施例の最も大きな特徴は、 このリアクタンス整合素子 2 9を設けている点に有り、 方向性を与えるために上述したアイソレータ 3 0を設けていることも特徴をなしている。 すなわち、 第 1の実施例 は、 電力増幅器 2 1からアンテナ 2 7に至る送信信号の基本経路から、 出力電力レベルの情報を取り出す構成が従来と與なっており特徴をなし ている。
以下、 第 1の実施例の動作を説明し、 また、 この第 1の実施例の特徴 構成をなすリァクタンス整合素子 2 9やアイソレータ 3 0等がどのよう に機能、 作用するかを併せて説明する。
この第 1 の実施例においても、 出力電力を制御する基本的動作は従来 と同様である。 すなわち、 電力増幅器 2 1において電力増幅された送信 信号は、 伝送線路 2 2、 アイ ソレータ 3 0、 アンテナ共用器 2 6を介し てアンテナ 2 7に与えて空間に放射される。 また、 その送信信号は検波 回路 2 3 によってその出力電力レベルを TSS 1信号と して取り出され、 フィ 一 ドバック制御回路 2 4 に入力される。 フ ィ一ドバック制御回路 2 4は、 この TSSI信号のレベル及び制御部 2 5からの制御信号に応じて、 現実の出力電力レベルと目標の出力電力レベル te ¾を相殺する FB信号を 形成して電力増幅器 2 1の電力制御端子 V comに印加する。 これらのフィ ― ドバックループによって、 現実の出力電力レベルは 標とする出カ電 力レベルに合わせ込まれる。
ここで、 基地局からの目標の出力電力レベルの変更が指示された場合 には、 制御部 2 5からの制御信号の指示内容が変化する力、 この場合で も、 上述したフィー ドバックル—ブによる動作により、 現実の出力電力 レベルが新たな目標の出力電力レベルに収束し、 この収束状態において は、 上述したフィー ドバックループによる動作により、 出力電力レベル の安定化が実行される。
上述したように、 電力増幅器 2 1からアンテナ 2 7に至る送信信号の 基本経路から、 出力電力レベルの情報を取り出す構成がこの第 1の実施 例の特徴である。 すなわち、 リアクタンス整合素子 2 9が接続されてい る伝送線路 2 2のアイソレータ 3 0側の端部から、 結合コンデンサ 2 3 a を介してその出力電力情報を取り出していることに特徴がある。 前述し た第 2図及び第 3図に示した従来の装置においては、 結合伝送路 (方向 性結合器) 4によってその情報を取り出しているため、 基本経路を進行 する送信信号の損失とのトレー ドオフから結合度を小さく しており、 例 えば、 — 1 3 d Bにしている。 このとき、 結合伝送路 4の結合伝送線路 4 bのインピーダンスを 5 0 Ωとすると、 検波回路 5の検波効率が 1 0 0 %と しても、 1 W出力時に得られる最大検波電圧 V detは 2 . 2 Vとな る。 すなわち、 実効値で考えて、 電力 Pは電流 I及び電圧 Vの積であ り、 しかも電流 Iは電圧 Vを抵抗 Rで除算したものであるので、 最大検 波電圧 Vdetは^ ( 2 · P · R ) で表すことができ (なお、 ^ 2は実効値 を最大値に変換するピークファクタ一である) 、 Pに一 1 3 d B W = 0 . 0 5 W、 Rに 5 0 Ωを代入することで、 1 W出力時に得られる最大 検波電圧 Vdetが 2 . 2 Vになることが求められる。
一方、 第 1の実施例においては、 結合伝送線路を用いることなく、 基 本経路から送信信号 (RF信号) を取り出しているので、 1 Wの電力がそ のまま印加される。 また、 この第 1の実施例においては、 リアクタンス 整合素子 2 9を用いたことにより、 検波回路 2 3を見込んだリアク夕ン ス成分が 0となっている。 従って、 検波回路 2 9を見込むィンピ一ダン スは、 尖鋭度 Qが十分に高いリアクタンス整合素子 2 9を使うことで、 数 k Ωに上げることができる。 そのため、 伝送線路 22のインピーダン スを 50 Ωとし、 最大検波電圧を Vdetとすると、 Vdet = ^ (2 X 1 X 5 0) = 1 0 Vが得られる。 また、 検波回路 2 3側への入力電力は、 検波 回路 2 3を見込むイ ンピーダンスを 3 k Ωとすると、 P =V 2Z r = 0. 033 Wとなり、 1 Wの出力電力に纣して 0. 1 4 d Bの損失にし かなり得ない。
すなわち、 この第 1の実施例においては、 伝送線路 22の端部から送 信信号を直接取り出すことによ り、 非常に大きな検波電圧を取り出して いるのに拘わらず、 電力増幅器 23の出力損失を小さく抑えることがで きている。 このような場合において、 例えば、 3 2 d Bの出力電力範囲 を考えると、 TSSI信号は最大 1 0 Vから最小 2 50 m Vで変化し、 TSSI 信号が 2 50 mVの最小電力レベルである P L 1 0の点の値をとる出力 電力レベルは、 温度が— 3 0° C〜+ 8 5° Cの範囲で l d Bしか変化 しない (第 4図の範囲 Z参照) 。 すなわち、 この第 1の実施例において は、 TSSI信号の温度安定度が向上し、 安定した電力制御が実行できる。 第 1の実施例の他の特徴は、 アイソレータ 30を使用して反射波の存在 による定在波の ¾ ^を低減して、 検波電圧の周波数特性を安定化してい る点にある。 すなわち、 従来で用いていた結合伝送路 (方向性結合器) 4の反射防止機能をアイソレータ 30に代替えしていると共に、 このァ イ ソレー夕 3 0を設けることによって電力増幅器 2 1の動作安定化を高 めている。 検波電圧の周波数特性の安定化を高めるために、 アイソレー タ 30の入力点より結合コンデンサ 23bを介して送信信号 (出力電力を 表す信号) を取り出している。
以上のように、 第 1の実施例によれば、 ( 1 ) 電力増幅器 2 1に続く 伝送線路 2 2及びアイ ソレータ 30間の接続点から検波回路 2 3への信 号を取り出していること、 (2 ) 取り出し回路部分で発生する寄生リア クタンスを、 リアクタンス整合素子 2 9によってキャンセルしているこ と、 (3 ) 方向性結合器に代えてアイソレータ 3 0を適用していること 等によって、 以下の効果を期待できる。
( 1 ) 十分に大きい検波電圧を取り出すことができ、 広範囲な出力電 カレベルに亘つて温度安定な検波電圧が得られ、 その結果、 温度変化に 拘わらず安定な出力電力制御を実行することができる。
( 2 ) アイソレータ 3 0の使用により、 検波電圧の周波数特性を安定 化でき、 その結果、 安定な出力電力制御を実行することができる。
( 3 ) アイソレータ 3 0の使用により、 電力増幅器 2 1の歪特性の安 定化、 動作安定化が期待できる。
次に、 この発明による出力電力制御装置の第 2の実施例を第 5図を参 照しながら説明する。 なお、 第 5図の構成において、 第 1図と同一のも のについては同一の参照符号を付した。
第 2の実施例の出力電力制御装置は、 電力増幅器 2 1の前段側にゲイ ン可変増幅器 (減衰器を含む) 3 1 を設け、 このゲイ ン可変増幅器 3 1 の制御入力端子に、 フィ — ドバック制御回路 2 4が形成した FB信号を印 加するようにした。 この他の点は、 第 1の実施例と同様である。 第 2の 実施例によっても、 送信信号の基本経路から、 出力電力を検出するため の信号の取り出し方は第 1の実施例と同様であるので、 第 1の実施例と 同様な効果が得られる。 これに加えて、 第 2の実施例によれば、 FB信号 の帰還先が電力増幅器 2 1 の前段側に設けられたゲイ ン可変増幅器 3 1 であるので、 電力増幅器 2 1へ帰還させる場合と比べて電力增幅器 2 1 を FB信号で制御する際の歪み発生を回避でき、 より一層の温度安定性の 高い出力電力制御が期待できる。
次に、 この発明による出力電力制御装置の第 3の実施例を、 第 6図を 参照しながら説明する。 尚、 第 6図の構成において、 第 1図及び第 5図 と同一のものについては同一の参照符号を付した。
この第 3の実施例は、 FB信号を形成するフィ一ドバックループ制御回 路 2 4が制御回路 2 5に融合されたものである。 検波回路 2 3からの TSSI信号は、 A/D変換器 3 2によってデジタルデータに変換されて制御部 2 5に入力され、 制御部 2 5が入力された TSSI信号データと、 内部管理 する目標出力電力レベルデータとに基づいて、 現実の出力電力レベルと 目標出力電力レベルとの偏差をなくすように FB信号を形成し、 この FB信 号データを D/A変換器 3 3力' FB信号 (アナログ信号) に変換してゲイ ン 可変増幅器 3 1 (電力増幅器でも良い) に入力させるものである。 ま た、 第 3の実施例においては、 検波回路 2 3の負荷抵抗 2 3 eとして、 直 列接続された 2個の抵抗 R 1及び R 2を用い、 これら抵抗 R 1及び R 2 の接続点電圧を TSSI信号としている。 その他の点は、 第 1及び第 2の実 施例と同様である。
仮に、 A/D変換器 3 2として、 0〜 5 Vを 8ビッ トに変換するものを適 用するとする。 これまでにも説明したように、 第 3図に示す従来技術の ような検波のための信号取り出し方法では、 北米のデジタルセルラ方式 (クラス 3 ) の最大出力電力レベルの P L 2の点で 2 . 2 V、 最小出力 電力レベルの P L 1 0の点で 5 0 m Vの検波電圧が得られ、 この場合に は、 A/D変換器 3 2の変換能力を十分には利用していない。 十分に利用し よう とすると、 温度変動の影響を受け易い能動素子 (例えばオペアン プ) を用いて増幅しなければならない。 一方、 この第 3の実施例におい ても、 第 1及び第 2の実施例と同様にして、 送信信号の基本伝送経路か らの検波のための信号を取り出しており、 そのため、 検波ダイオー ド 2 3 cの力ソード側 (B点) の電圧として、 北米のデジタルセルラ方式 (ク ラス 3 ) の最大出力電力レベルの P L 2の点で 1 0 V、 最小出力電カレ ベルの P L 1 0の点で 2 50 m Vの電圧が得られる。 ここで、 直列接続 された 2個の抵抗 R 1及び R 2でなる負荷抵抗 23eの分圧比を例えば 1 /2とすると、 A/D変換器 32への入力電圧範囲を、 能動素子を用いるこ となく、 1 25mV〜5 Vにでき、 A/D変換器 32の変換能力を有効に利 用できる。 また、 上述したように、 A/D変換器を有する第 3図に示す従来 装置においては、 出力電力レベルが小さいほど、 A/D変換後の相纣的な検 出分解能は低く、 同一のデジタルデータになる電圧範囲が 0. 0 1 9 V の範囲のため、 P L 1 0の点では約 4 d Bの検出分解能しか持っておら ず、 細かい電力制御を行うことができない。 これに対して、 第 3の実施 例においては、 P L 2の点近傍における TSSI信号レベルが 2 50 m Vで あるため、 検出分解能は (2 50 + 1 9) Z2 50 - 1. 1 52であつ て、 0. 6 1 d Bとなる。 すなわち、 従来装置と比較すると、 最小電力 制御時でも、 電力検出分解能が大幅に改善される。
以上のように、 第 3の実施例によっても、 送信信号の基本経路から、 出力電力を検出するための信号の取り出し方は第 1の実施例と同様であ るので、 第 1の実施例と同様の効果を得ることができる。 また、 第 2の 实施例と同様に、 FB信号の帰還先が電力増幅器 2 1の前段側に設けられ たゲイン可変増幅器 3 1であるので、 電力増幅器 2 〗 に帰還させる場合 と比較して、 電力増幅器 2 1を FB信号で制御する際の歪みを回避でき、 より一層の温度安定な出力電力制御を期待することができる。 さらに、 第 3の実施例によれば、 FB信号の形成構成をデジタル構成とした場合で も、 A/D変換器のダイナミックレンジを有効に利用でき、 十分な検出分解 能を得ることができると共に、 A/D変換器に入力する電压も、 能動素子を 用いた増幅によらず、 単純な抵抗分割で実現でき、 温度安定性の高い細 かい電力制御を達成することができる。
次に、 この発明による出力電力制御装置の第 4の実施例を第 7図を参 照しながら説明する。 尚、 第 7図の構成において、 第 6図と同一のもの については同一の参照符号を付した。
この第 4の実施例においては、 検波回路 2 3内の一方の分割抵抗 R 1 に並列にオンオフ切替スィツチ 3 4を設けている。 このオンオフ切替ス イッチ 3 4には、 制御部 2 5からオンオフ制御信号が与えられる。 オン オフ切替スィッチ 3 4がオン (閉成) した時には、 抵抗 R 1が短絡され て負荷抵抗が抵抗 R 2だけとなり、 検波電圧は、 抵抗 R 1及び R 2で分 圧されることなく、 TSSI信号として出力される。 一方、 オンオフ切替ス イッチ 3 4がオフ (開放) したときには、 検波電圧は抵抗 R 1及び R 2 で分圧され TSSI信号として出力される。 ここで制御部 2 5は、 目標出力 電力レベルが大きいときに、 オンオフ切替スィツチ 3 4をオフさせるォ ンオフ制御信号を出力し、 目標出力電力レベルが小さいときに、 オンォ フ切替スィ ツチ 3 4をオンさせるオンオフ制御信号を出力する。 また、 制御部 2 5は、 オンオフ制御信号の指示内容に応じて、 八/0変換器3 2か らの TSSI信号デ—タの取り扱いを変更する。 例えば、 抵抗 R 1及び R 2 が同一抵抗値である場合には、 スィッチ 3 4がオンしたときの TSSI信号 データと、 スィ ッチ 3 4がオフしたときの TSSI信号データとは、 同じデ -夕値であつても 2倍の関係があり、 制御部 2 5はこの点を考慮して FB 信号デ—タの作成を行う。 例えば、 検波ダイオード 2 3 cのカソ—ド側の 電圧として、 北米のデジタルセルラ方式 (クラス 3 ) の最大出力電力レ ベル P L 2の点で 1 0 V、 最小出力電力レベルの P L 1 0の点で 2 5 0 m Vの電圧が得られるとし、 直列接続された 2個の抵抗 R 1及び R 2で なる負荷抵抗 2 3 eの分圧比を 1ノ2とする。 最大出力電力レベルの P L 2の点が目標出力電力レベルの時には、 スィッチ 3 4をオフさせて分圧 電圧 5 Vの TSSI信号を A/D変換器 3 2に入力させる。 これにより、 検波電 圧力 A/D変換器 3 2の処理し得る最大電圧 (例えば 5 V ) より大き場合 でも、 A/D変換器 3 2を有効に機能させることができる。 一方、 最小出力 電力レベル P L 1 0の点が目標出力電力レベルのときには、 スィッチ 3 4をオンさせて検波電圧 2 5 0 m Vそのものでなる TSSI信号を A D変換器 3 2に入力させる。 これにより、 A/D変換器 3 2からの TSSI信号デ―タの 分解能を第 3の実施例以上に高めることができる。 従って、 この第 4の 実施例によれば、 既述の実施例の効果に加えて、 A/D変換器 3 2の変換可 能範囲を越えた電力制御範囲で電力制御を実行できると共に、 出力電力 レベルが小さい範囲では一段と細かい電力制御を実行できるという効果 ¾:奏する。
次にこの発明による出力電力制御装置の第 5の実施例を、 第 8図を参 照しながら説明する。 なお、 第 8図の構成において、 第 7図と同一のも のについては同一の参照符号を付した。
この第 5の実施例は、 上記の第 4の実施例と冋一の 術思想に従う も のである。 第 5の実施例においては、 検波ダイォ― ド 2 3 cの力ソ一ド側 に得られた検波電圧を、 そのまま出力するか分圧して出力するかを切り 替えるスィッチ 3 5力 ;'、 第 4の実施例のスィ ツチ 3 4 とは異なってい る。 すなわち、 第 5の実施例においては、 2入力 1出力構成のいわゆる c接点構造のスィツチ 3 5を適用しており、 このスィ ッチ 3 5の一方の 入力端子 3 5 aを、 検波ダイォー ド 2 3 cのカソ一 ドと抵抗 R 1 との接続 点に接続し、 スィッチ 3 5の他方の入力端子 3 5 bを、 両抵抗 R 1及び R 2間の接続点に接続している。 制御部 2 5は、 目標出力電力レベルが大 きいときにスィッチ 3 5をその入力端子 3 5 bに接続させ、 目標出力電力 レベルが小さいときに、 スィッチ 3 5を他方の入力端子 3 5 aに接絞させ るスイツチ制御信号を出力する。 その他の点は第 4の¾施例と同様であ り、 この第 5の実施例によっても、 第 4の実施例と同様の効朵を得るこ とができる。 なお、 第 4の実施例及び第 5の実施例においては、 分圧比 が 2段階で切り替えられるものを示したが、 3段階以上で切り替えても 良いことは勿論である。
次にこの発明の出力電力制御装置の第 6の実施例を、 第 9図を参照し ながら説明する。 なお、 第 9図の構成において、 第 6図と同一のものに は同一の参照符号を付した。
この第 6の実施例から後述する第 1 0実施例においては、 送信信号の 基本経路から、 出力電力制御のための信号を取り出す方法が従来と同じ であるとして説明を行う力 特徴がその取り出す方法ではないため、 既 述した第 1の実施例から第 5の実施例が採用している取り出し方法を適 用しても良いことは勿論である。 尚、 この第 6の実施例以降の説明で は、 目標出力電力レベルを大小 2つの範囲に分類し、 それぞれの場合に おいて異なる出力電力制御を行っている。 その際の目標出力電力レベル が大きいとは、 その目標出力電力レベルに対応する検波信号レベルが大 き く、 温度変動の影響を受けてもフィ―ドバック制御に影響がない範囲 を指す。 逆に、 目標出力電力レベルが小さいとは、 その目標出力電力レ ベルに対応する検波信号レベルが小さく、 温度変動の影響を受けてフィ — ドバック制御に影響が大きい範囲を指す。 つまり、 検波信号を検出し ても正確なフィ一ドバック制御が行われない場合を指す。
この第 6の実施例における特徴は、 発振器 4 0からの搬送波信号を增 幅駆動する ドライバアンプ 4 1 に、 サ—ミスタ等の感温素子 4 2を接続 している点と、 制御部 2 5として、 目標出力電力レベルが大きいときに は、 A/D変換器 3 2からの TSS I信号データを取り込んで FB信号データ (制御デ一夕) を形成すると共に、 目標出力電力が小さいときには、 A/D 変換器 3 2からの TSSI信号デ一タを取り込むことなく制御データを形成 する点にある。 制御部 2 5は、 目標出力電力レベルが小さい場合用の固 定の制御データを内蔵する記憶部 2 5 aに格納している。 なお、 第 9図に おいては、 ドライバアンプ 4 1の電源端子に感温素子 4 2に接続してい るように示している力、 ドライバアンプ 4 1のゲインを制御できるよう に感温素子を接続すればよく、 その接続端子が電源端子に限定されるも のではない。 ここで、 感温素子 4 2は、 ドライバアンプ 4 1のゲインが 温度補償されるように設けられたものである。 感温素子 4 2の温度特性 は、 ドライバアンプ 4 1のゲインだけを考慮して定められたものではな く、 発振器 4 0からアンテナ共用器 2 6に至る経路上の全ての回路 (例 えば無線周波数帯のフィルタ、 増幅器、 周波数変換器) による総合的な リニアゲインの温度変動を相殺できるように、 ドライバアンプ 4 1のゲ インを温度補償できる特性に選定されている。
このように、 無線周波数帯のリニアゲインを温度補償することによ り、 電力増幅器 2 1の電力制御端子 V contの制御電圧を一定とした場合の アンテナ 2 7の端部に現れる出力電力は、 温度変化したときでもかなり 安定となる。 例えば送信系を構成するブロック (回路) 数にもよる力 \ 上述のような簡単な温度補償により、 温度が一 3 0 ° C〜+ 8 5 ° Cの 範囲の変動を ± 2 d B以内に抑えることができる。
次に、 この第 6の実施例の出力電力制御装置における出力電力の制御 動作について説明する。 目標出力電力が大きい場合は、 八/0変換器3 2の 電圧検出分解能が十分に良好なので、 制御部 2 5は、 A/D変換器 3 2から の TSSI信号データを取り込んでフィ―ドバック演算を行って FB信号デ— 夕を形成して D/A変換器 3 1 に出力する。 0標出力電力が小さい場合に は、 A/D変換器 3 2の電圧検出分解能が大きくなつてしまい、 背景技術の 項で述べた課題が生じる。 そこで、 この第 6の実施例において、 制御部 2 5は、 目標出力電力レベルが小さい場合には、 八 変換器3 2からの TSSI信号デー夕を取り込むことなく、 記愤部 2 5 aからのそのときの目標 出力電力に応じた制御データを取り出して D/A変換器 3 3に出力し、 固定 の制御信号を電力増幅器 2 1の電力制御端子 V contに印加させる。 なお、 固定の制御データは、 例えば装置の製造初期に所要の出力電力を達成す るデータ値を検出して格納しておけばよい。 従って、 目標出力電カレべ ルが小さい場合には、 フィードバックループ制御ではなく、 上述したォ ープン制御になる力、 送信系全体のリニアゲインは、 上述したように、 感温素子 4 2によって温度補償されているので、 温度変動に対しても安 定である。 また、 オープン制御になっているので、 八/0変換器3 2の検出 分解能や検波電圧の温度変動の問題は発生しない。 以上のように、 第 6 の実施例によれば、 広い出力電力範囲に亘つて温度補償が良好なしかも 細かい出力電力制御を実行することができる。
次に、 この発明による出力電力制御装置の第 7の実施例を第 1 0図を 参照しながら説明する。 なお、 第 1 0の構成において、 第 9図と同一の ものについては同一の参照符号を付した。
この第 7の実施例は、 第 6の実施例と同じ技術思想に従ってなされた ものである。 すなわち、 目標出力電力レベルに応じてフィードバック制 御及びオープン制御を切り替えると共に、 感温素子 4 2を利用して送信 系の温度補償を実行するものである。 第 6の实施例との相違は、 感温素 子 4 2を電力増幅器 2 1 に接続した点、 制御信 の帰還先 (印加先) を 電力増幅器 2 1 よ り前段のゲイン可変の増幅器 (例えばドライバアン ブ) 4 l aにした点にある。 このような相違はある力 f、 この第 7の実施例 によっても第 6の実施例と同様な作用効朵が得られる。
次に、 本発明による出力電力制御装置の第 8の実施例を第 1 1図を参 照しながら説明する。 なお、 第 1 1図の構成において、 第 9図と同一の ものには同一の参照符号を付した。
この第 8の実施例も、 第 6の実施例と jじ技術思想に従ってなされた ものである。 第 6の英施例との相違は、 感温素子 4 2からの制御電圧信 号と、 D/A変換器 3 3からの FB信号とを合成部 4 4によって重畳して電 力増幅器 2 1の電力制御端子 V contに印加した点にある。 このような相違 点はある力、'、 この第 8の実施例によっても第 6の実施例と同様な作用、 効果が得られる。 なお、 温度補償用の感温素子 4 2の接続先が任意であ ることを第 6〜第 8の実施例を用いて説明してきたが、 温度補償用の感 温素子 4 2の接続先としては、 さらに図示を省略しているフィルタゃミ キサであってもよい。
次に、 この発明による出力電力制御装置の第 9の実施例を、 第 1 2図を 参照しながら説明する。 なお、 第 1 2図の構成において、 第 1 1と同一の ものには同一の参照符号を付した。
この第 9の実施例においては、 出力電力を制御する制御電圧信号が印 加される増幅器が 2個になっている。 すなわち、 ドライバアンプ 4 1及び 電力増幅器 2 1に制御電圧信号が印加されるようになっている。 電力增 幅器 2 1への第 1の制御電圧信号の構成は、 既述の実施例と同様に、 制 御部 2 5及び D/A変換器 3 3が該当する。 ここで、 D/A変換器 4 5からの 第 2の制御電圧信号は、 合成部 4 4において、 感温素子 4 2からの制御 電圧信号と重畳されてドライバアンプ 4 1の制御端子に印加される。 こ の第 9の実施例の制御部 2 5は、 目標出力電力レベルが大きいときに は、 A/D変換器 3 2からの TSSI信号データを取り込んで FB信号デ—夕を 形成し、 D/A変換器 3 3に与えて電力増幅器 2 1に第 1の制御電圧信号を 印加させるものである。 また、 制御部 2 5は、 目標出力電力レベルが小 さいときには、 A/D変換器 3 2からの TSSI信号デ一タを取り込むことな く、 内蔵する記憶部 2 5 bから、 そのときの目標出力電力レベルに応じた 固定の第 1及び第 2の制御電圧信号デ—タを取り出し、 第 1の制御電圧 信号デ—タを D/A変換器 3 3に与え、 第 2の制御電 ) デ—タを D/A変換器 4 5に与えるものである。 なお、 第 1の制御電圧信号データは目標出力 電力レベルに応じて絶対的に定めた固定値であり、 第 2の制御電圧信号 データは、 例えば装置の製造初期時に所要の出力電力を達成すべく検出 されたデータ値であり、 これらが記憶部 2 5 bに格納させている。
次に、 この第 9の実施例の出力電力制御装置における制御動作につい て説明する。 目標出力電力が大きい場合は、 A/D変換器 3 2の電圧検出分 解能が十分に小さいので、 制御部 2 5は、 A/D変換器 3 2からの TSSI信号 データを取り込んでフィ 一ドバック演算を行って FB信号データを形成し て D/A変換器 3 3に出力し、 電力増幅器 2 1に第 1の制御電圧信号を印加 させる。 すなわち、 この場合には、 通常のフィ ー ドバッ ク制御が実行さ れる。 なお、 この場合には、 制御部 2 5から D/A変換器 4 5へのデータの 出力は実行されないが、 感温素子 4 2からの制御電圧信号は合成部 4 4 を介してドライバアンプ 4 1の制御端子に印加され、 フィ ー ドバッ クル —プによる温度補償だけでなく、 感温素子 4 2を利用した温度補償も実 行される。 目標出力電力が小さい場合には、 制御部 2 5は、 A/D変換器 3 2からの TSSI信号データを取り込むことなく、 記愤部 2 5 bからそのとき の目標出力電力レベルに応じた固定の第 1及び第 2の制御電圧信号デー タを取り出し、 第 1の制御電圧信号デ—夕を D/A変換器 3 3に与え、 第 2 の制御電圧信号データを D/A変換器 4 5に与える。 これにより、 電力増幅 器 2 1の電力制御端子 V contには第 1の電圧信号と感温素子 4 2からの制 御電圧信号とが重畳された制御電圧信号が印加される。 すなわち、 この 第 9の実施例においても、 第 6〜第 8の实施例と同様に、 目標出力電力 が小さい場合には、 オープン制御を採用している。 従って、 この第 9の 実施例によっても、 目標出力電力レベルに応じてフィ 一 ドバック制御及 びオープン制御を切り替えると共に、 感温素子 4 2を利用した温度補償 を行っているので、 A/D変換器の検出分解能や温度変動の課題を回避で き、 広い出力電力制御範囲に!:つて温度補償が 好なしかも細かい安定 した出力電力制御を実行することができる。 この第 9の実施例によれ ば、 オープン制御時のゲイン制御部を 2系統に分散させているので、 ォ —プン制御時においても全体としてのゲイン制御特性の安定化を図れる という効果をも奏する。
例えば、 4 0 d Bを越えるゲイ ン制御を 1系統のゲイン制御部で実行 しょうとすると、 そのゲイン制御部において十分なゲインを得なければ ならず、 また、 十分なアイソレーショ ンを実現しなければならない。 し かし、 例えば 1 0 O M H zを越える周波数帯域で十分なゲイン及びアイ ソレーションを実現しょうとすると、 発振等が起こる恐れがあって安定 の点で問題がある。 また、 制御電圧に対するゲイン変化の感度が高くな るので、 ゲイン制御部自身の温度特性や変化量やそのバラツキが大き く なる。 そのため、 感温素子 4 2を利用した温度補償を行っても、 温度変 化量のバラツキのために、 温度補償の効果が阻害される。 また、 線形化 させようと した場合に、 1系統のゲイン制御部では歪みレベルを所要値 に維持し得ないゲイン範囲が生じる問題がある。 2系統のゲイン制御部 にゲイン制御を分担させることによ り、 これらの問題を軽減でき、 全体 としてのゲイン制御特性の安定化を図れる。
次に第 1 0の実施例による出力電力制御装置を第 1 3図を参照しなが ら説明する。 但し、 第 1 0の実施例の構成において、 第 1 2図と同一の ものについては、 同一の参照符号を付した。
この第 1 0の実施例は、 技術思想としては第 9の実施例とほぽ同様で ある。 すなわち、 目標出力電力レベルに応じてフィ ー ドバック制御及び オープン制御を切り替えること、 感温素子 4 2を利用した温度補償を行 うこと、 及びオープン制御時のゲイン制御部を 2系統に分散させること を採用している。 この第 1 0の実施例は、 オープン制御時に機能する 2 系統のゲイン制御部のうち、 片方のゲイン制御部を構成する回路部分が 第 9の実施例と異なっている。 第 1 3図において、 直交データ作成部
(DSP) 4 6は、 例えば、 DSP (デジタルシグナルプロセッサ) でなり、 制御部 2 5の制御下で、 送信したい原データから Iデータ及び Qデータを 作成するものである。 また、 D/A変換器 4 7は、 制御部 2 5の制御下で、 直交データ作成部 4 6からの Iデータ及び Qデータをそれぞれデジタル アナログ変換して Iベースバン ド信号及び Qベースバン ド信号を形成して 直交変調器 4 8に入力するものである。 直交変調器 4 8は、 発信機 4 0 からの搬送波信号を、 Iベースバンド信号及び Qベースバン ド信号に基づ いて直交変調し、 ドライバアンプ 4 1に出力するものである。 なお、 デ ジタル方式の無線機においては、 このような直交変調構成が採用されて いることが多い。 この第 1 0の実施例の制御部 2 5は、 オープン制御時 においては、 内蔵する記憶部 2 5 bに格納されている第 2の制御電圧信号 データを、 直交デ―タ作成部 4 6及び又は D/A変換器 4 7に与えて、 D/A 変換器 4 7からの Iベースバン ド信号及び Qベースバン ド信号の振幅を目 標出力電力レベルに応じて可変させるようになされている。 ここで、 直 交変調器 4 8は、 AM線形変調器の一種であるので、 Iベースバン ド信号 及び Qベースバンド信号の振幅に、 直交変調器 4 8からの出力電力は比例 する。 したがって、 上述した直交変調構成は、 一方のゲイン制御部をな している。
次に、 この第 1 0の実施例の出力電力制御装 における出力電力の制 御動作について説明する。 Ξ標出力電力が大きい場合は、 制御部 2 5 は、 A/D変換器 3 2からの TSSI信号データを取り込んでフィ 一ドバック演 算を行って FB信号データを形成して D/A変換器 3 3に出力し、 電力増幅 器 2 1に第 1の制御電圧信号を印加させる。 すなわち、 この場合には、 通常のフィー ドバック制御が実行される。 なお、 この場合には、 制御部 2 5は、 D/A変換器 4 7からの Iベ—スパン ド信号及び Qベースバン ド信号 の振幅を、 直交変調器 4 8からの変調信号が線形となり得る最大振幅を 取らせるようにさせる。 一方、 目標出力電力が小さい場合には、 制御部 2 5は、 A/D変換器 3 2からの TSSI信号データを取り込むことなく、 記憶 部 2 5 bからそのときの目標出力電力レベルに応じた固定の第 1及び第 2 の制御電圧信号データを取り出し、 第 1の制御電圧信号データを D/A変換 器 3 3に与え、 第 2の制御電圧信号データを直交データ作成部 4 6に与 える。 これにより、 電力増幅器 2 1の電力制御端子 V contには第 1の制御 電圧信号が印加され、 また、 D/A変換器 4 7からの Iベースバン ド信号及 び Qベースバンド信号の振幅が可変される。 すなわち、 この第 1 0の実施 例においても、 第 6〜第 9の実施例と同様に、 目標出力電力が小さい場 合には、 オーブン制御を採用している。
この第 1 0の実施例においても、 第 9の実施例と同様な効果を奏する ことができる。 これに加えて、 以下の効果を得ることができる。 D/A変換 器 4 7からの Iベースバンド信号及び Qベースバンド信号の振幅を、 DSP構 成の直交データ作成部 4 6の演算処理によって可変しているので、 非常 に正確な振幅設定を行うことが可能であり、 波形歪みが問題となるレべ ルまで振幅を制御できる。 通常、 出力電力を小さく制御する場合は、 移 動端末と基地局との距離が小さい場合であり、 基地局受信側において十 分な C/N比を確保できる。 したがって、 ベースバン ド信号の品質 (波形歪 み率等) を考慮したとしても、 8〜 1 2 d B程度の振幅制御は実用的に 可能である。 振幅制御を良好に実行できるので、 ゲイン制御も良好に行 うことができる。 また、 第 2のゲイン制御部と して機能する直交データ 作成部 4 6、 D/A変換器 4 7及び直交変調器 4 8は、 ゲイン制御に関係な く、 無線機が備えているものである。 言い換えると、 既存構成をゲイン 制御部と しても利用している。 したがって、 第 9の実施例とは異なつ て、 新たな構成を不要とすることができている。 上記第 6〜第 1 0の実施例においては、 制御構成と してデジタル処理 構成を用いたものを示したが、 フィ ー ドバック制御とオープン制御とを 切り替えて用いること、 感温素子 4 2を利用した温度補償を行うこと等 を、 アナ口グ構成での制御を採用している出力電力制御装置にも適用で きる。 上記各実施例においては、 本発明の出力電力制御装置がデジタル セルラ方式又はアナログセルラ方式に従う移動端末に搭載されることを 前提に説明したが、 本発明の出力電力制御装置を搭載する無線機の種類 はこれに限定されるものではない。 例えば、 基地局側に設けてもよい。 また、 自動車電話システムや携帯電話システム以外の通信システム用の 無線機に適用することができる。
産業上の利用可能性
これまでに説明してきたように、 この発明によれば、 温度補償範囲の 出力電力制御を実行できる出力電力制御装置を提供できる。
この出力電力制御装置は、 デジタルセルラ方式又はアナログセルラ方 式における移動無線機及び基地局に適用して有効であることは勿論、 出 力電力制御を必要とする通信システムの移動無線機及び基地局に適用し ても有効である。

Claims

請求の範囲
1、 送信出力電力を段階的又は連続的に切り替えると共に、 出力電力 のフィ—ドバック制御系を有する出力電力制御装置において、
送信信号を電力増幅する電力増幅器と、
この電力増幅器によって、 電力増幅された送信信号が電力増幅器の出 力側に接続された伝送線路を介して入力されると共に、 その進行波成分 だけを通過させるアイソレータと、
このアイソレータの入力点から出力電力の一部を取り出して、 現実の 出力電力の検波信号を形成すると共に、 フィー ドバック制御系の入力段 を構成する検波回路と、
この検波回路の取り出し部における寄生リアクタンスをキャンセルす ると共に、 前記アイソレー夕への入力点に接続されたリァクタンス整合 素子と、
を有することを特徴とする出力電力制御装置。
2、 現実の出力電力と目標出力電力との差分を除去させるためのフィ 一 ドバック信号を前記電力増幅器の出力電力制御端子に帰還させること を特徴とする請求項 1に記載の出力電力制御装置
3、 現実の出力電力と目標出力電力との差分を除去するためのフィ ― ドバック制御信号を前記電力増幅器の前段に設けられたゲイン可変増幅 器又はゲイン可変減衰機の制御端子へ帰還させることを特徴とする請求
1に記載の出力電力制御装置。
4、 前記フィ ー ドバッ ク制御系力、 前記検波回路と、 前記検波回路か らの検波信号をアナログ/デジタル変換するアナログ Zデジタル変換器 と、 前記アナログ Zデジタル変換器からの検波データに基づいて、 フィ 一 ドバックデータを形成する制御部と、 前記制御部からのフィー ドバッ クデータをデジタルノアナログ変換して帰還先の制御端子に与えるデジ タルノアナログ変換器とから構成され、
前記検波回路が、 検波ダイオードと、 前記検波ダイオー ドの力ソー ド 側に接続された負荷抵抗とを備え、 前記負荷抵抗が前記検波ダイォー ド のカソ一ド側電圧を分圧して検波信号として前記アナログノデジタル変 換器に与えられる
ことを特徴とする請求項 1から 3のいずれかに記載の出力電力制御装
5、 送信出力電力を段階的又は連続的に切り替える、 出力電力のフィ 一ドバック制御系を有する出力電力制御装置において、
出力電力をォ一プン制御するォ一プン制御系と、
目標出力電力レベルが予め定めた所定値より大きいときに、 前記フィ 一ドバック制御系を機能させ、 目標出力電力レベルがが予め定めた所定 値より小さいときに、 前記オープン制御系を機能させる制御系切替手段 と、
少なく ともオープン制御時における出力電力の温度変動を補償する温 度補償手段と、
を有することを特徴とする出力電力制御装置。
6、 前言 フイー ドバック制御系力 出力電力を検波する検波回路と、 前記検波回路からの検波信号をアナログ Zデジタル変換するアナログ/ デジタル変換器と、 前記アナ口グ Zデジタル変換器からの検波データに 基づいて、 制御データを形成する制御部と、 前記制御部からの制御デ— 夕をデジタル アナログ変換するデジタル アナログ変換器と、 前記デ ジ夕ルノアナログ変換からの制御信号に応じて出力電力レベルを可変さ せるゲイン可変手段とでなり、
前記オープン制御系が、 前記フィ― ドバック制御系を構成する前記制 御部、 前記デジタル アナ口グ変換器及び前記ゲイン可変手段とから構 成され、
前記制御部が前記制御系切替手段として動作する
ことを特徴とする請求項 5に記載の出力電力制御装置。
7、 前記制御部からの第 2の制御データをデジタルノアナログ変換す る第 2のデジタル/アナ口グ変換器と、
前記第 2のデジタル アナログ変換器からの第 2の制御信号に応じて 出力電力レベルを可変させる第 2のゲイン可変手段とをさらに備え、 前記制御部が、
フィ 一 ドバック制御時には、 検波データに応じた制御データを前記デ ジ夕ル アナ口グ変換器に供給し、
オープン制御時には、 目標出力電力レベルによって固定的に定まる制 御データを前記デジタルノアナログ変換器に供給すると共に目標出力電 力レベルによって固定的に定まる第 2の制御データを前記第 2のデジ夕 ルノアナログ変換器に供給する
ことを特徴とする請求項 6に記載の出力電力制御装置。
8、 送信情報に応じて Iベースバン ド信号及び Qベースバン ド信号を形 成する直交信号形成手段と、
搬送波信号を前記 Iベースバン ド信号及び Qベースバン ド信号に応じて 直交変調する直交変調器とをさらに備え、
前記制御部が、
フィ一 ドバック制御時には、 検波データに応じた制御データを前記デ ジタル アナログ変換器に供給し、
オープン制御時には、 目標出力電力レベルによって固定的に定まる制 御データを前記デジタル アナ口グ変換器に供給すると共に、 前記直交 信号形成手段からの Iベースバン ド信号及び Qベースバン ド信号の振幅 を、 目標出力電力によって固定的に定まる振幅に制御する ことを特徴とする請求項 6に記載の出力電力制御装置。
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