WO2005076467A1

WO2005076467A1 - 電力増幅装置、通信端末装置及び電力増幅装置の制御方法

Info

Publication number: WO2005076467A1
Application number: PCT/JP2004/001305
Authority: WO
Inventors: Makoto Baba
Original assignee: Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha
Priority date: 2004-02-06
Filing date: 2004-02-06
Publication date: 2005-08-18
Also published as: US20070146076A1; EP1713176A4; EP1713176A1; JPWO2005076467A1; CN1938942A

Abstract

本発明は電力用増幅器を有する電力増幅装置に関し、電力増幅器の動作に支障を来すことなく、電力増幅器を効率的に使用することを目的とする。そして、上記目的を達成するために、制御部１１は想定出力電力値に基づき電力増幅器が低電力出力動作を行う第１の期間であるか高電力出力動作を行う第２の期間であるかを判断し、上記第１の期間は、DC/DCコンバータ２を活性状態にして電源電圧Ｖdd２をＨＰＡ１の動作用電源電圧として供給し、上記第２の期間は、動作用電源電圧検知回路１３より得られる検知電源電圧値ＶＭに基づき、DC/DCコンバータ２の活性／非活性及びスイッチ３のオン／オフを制御し、電源電圧Ｖdd２及び電源電圧Ｖdd３のうち一方を動作用電源電圧として供給する。

Description

電力増幅装置、通信端末装置及び電力増幅装置の制御方法

技術分野

本発明は電力用増幅器を有し、電力用増幅器に供給する動作用電源電圧を制御する電力増幅装置及びその制御方法並びに電力増幅装置を用いた通信端末装置に関する。

背景技術

携帯用の通信端末装置の一つである携帯電話（携帯通信端末）において、マイクロフオンから入力された音声信号は、電力（音声）増幅器によって増幅され、搬送波に重畳されて基地局側へと送信される。従来、上述した電力増幅器の電源電圧端子には、携帯通信端末の電源であるリチウムイオン電池等の充電式電池から直接電力が供給されていた。

この際、電力増幅器の動作用電源電圧を送出電力に応じて制御することにより、電力増幅器の効率を高め、かつ、充電池の消耗を抑制することにより、効率よく充電池を使用することを可能とした電源電圧制御装置及び電源電圧制御装置を備えた携帯通信端末として特開 2 0 0 2 - 2 9 0 2 4 7号公報（以下、「特許文献 1」と略する）で開示された装置がある。

特許文献 1に開示された電源電圧制御装置は、電力増幅器の出力電力と上記電力増幅器の動作用電源電圧値とが関連づけられている電源電圧テーブルと、上記電源電圧テーブルに基づいて、電力増幅器へ供給する電源電圧を制御する電圧制御手段とを具備することを特徴とし、電圧制御手段として DC/DCコンバ一夕を用いている。

しかしながら、特許文献 1に開示された電源電圧制御装置において、 DC/DCコンバ一夕の抵抗値は比較的大きいことから、電力増幅器が所定レベルより高い電力を出力する高出力動作時において、 DC/DCコンバ一夕による電圧降下量が大きくなり、電力増幅器の動作に十分な電源電圧を供給できないという問題点があつた。

発明の開示

本発明は、上記のような問題点を解決し、電力増幅器の動作に支障を来すことなく、電力増幅器を効率的に使用可能な電源電圧制御装置を得ることを目的とする o

本発明に係る電力増幅装置は、第 1の電源電圧を供給源とした動作用電源電圧を受けて動作する電力増幅器（ 1 ) と、前記動作用電源電圧及び前記第 1の電源電圧のうち一方の電源電圧を検知して検知電源電圧値を得る動作用電源電圧検知回路（ 13) と、前記電力増幅器が出力すべき出力電力値を想定出力電力値として想定する電力想定機能を有し、前記想定出力電力値及び前記検知電源電圧値に基づいて決定される前記動作用電源電圧を前記電力増幅器に供給する動作用電源電圧供給部（ 2 , 3 , 4, 1 1， 1 2) とを備えている。

本発明に係る通信端末装置は、送信信号を発生する送信部（ 6) と、電池から出力される第 1の電源電圧を供給源とした動作用電源電圧を受けて動作し、前記送信信号の送信電力を増幅する電力増幅器（ 1 ) と、前記動作用電源電圧及び前記第 1の電源電圧のうち一方の電源電圧を検知して検知電源電圧値を得る動作用電源電圧検知回路（ 1 3) と、前記送信部を制御するとともに、前記電力増幅器が出力すべき出力電力値を想定出力電力値として想定する電力想定機能を有し、前記想定出力電力値及び前記検知電源電圧値に基づいた前記動作用電源電圧を前記電力増幅器に供給する動作用電源電圧供給部（2, 3， 4, 1 1 , 1 2) とを備えている。

本発明に係る電力増幅装置の制御方法は、電池より出力される第 1の電源電圧を供給源とした動作用電源電圧を受けて動作する電力増幅器（ 1 ) を有する電力増幅装置の制御方法であって、（a) 前記動作用電源電圧及び前記第 1の電源電圧のうち一方の電源電圧を検知して検知電源電圧値を得るステップと、（b) 電力増幅器の出力すべき出力電力値を想定出力電力値として想定し、前記想定出力電力値に基づき前記電力増幅器が高電力出力動作を行うか低電力出力動作を行うかを判断するステップと、（c) 前記ステップ (b) で前記電力増幅器が前記低電力出力動作を行うと判断した場合、前記第 1の電源電圧を降圧した電圧を前記動作用電源電圧として供給するステップと、（前記ステップ（b) で前記電力増幅器が前記高電力出力動作を行うと判断した場合、前記検知電源電圧値に基づき、前記第 1の電源電圧を降圧した電圧及び前記第 1の電源電圧のうち一方を前記動作用電源電圧として供給するステップとを備えている。

本発明に係る電力増幅装置は、想定出力電力値に加え、電力増幅器の動作用電源電圧あるいは第 1の電源電圧を検知して得られる検知電源電圧値に基づいて、電力増幅器に供給する動作用電源電圧を制御するため、電力増幅器の動作に支障を来すことなく、電力増幅器を効率的に使用することができる。

本発明に係る通信端末装置における動作用電源電圧供給部は、想定出力電力値に加え、電力増幅器の動作用電源電圧あるいは電池から出力される第 1の電源電圧を検知して得られる検知電源電圧値に基づいて決定される動作用電源電圧を電力増幅器に供給するため、電力増幅器の動作に支障を来すことなく、電力増幅器を効率的に使用することができる。

本発明に係る電力増幅装置の制御方法は、ステップ (b ) , ( c ) による想定出力電力値に基づく制御に加え、ステップ (b) , ( d) によって電力増幅器の動作用電源電圧あるいは電池から出力される第 1の電源電圧を検知して得られる検知電源電圧値に基づいて決定される動作用電源電圧を電力増幅器に供給するため、電力増幅器の動作に支障を来すことなく、電力増幅器を効率的に使用することができる。

この発明の目的、特徴、局面、および利点は、以下の詳細な説明と添付図面とによって、より明白となる。

図面の簡単な説明

図 1はこの発明の実施の形態 1である電力増幅装置を有する通信端末装置の構成を示すブロック図である。

図 2は図 1の R A Mに格納された制御用電源電圧 ·電力テーブルの例を示す説明図である。

図 3は実施の形態 1の通信端末装置の電力増幅装置における動作用電源電圧決定動作を示すフローチャートである。

図 4は高電力出力時における電池の電源電圧値による DC/DCコンバ一夕及びスィツチの使い分け状況を示す説明図である。

図 5は温度，周波数変化時における制御用電源電圧 ·電力テーブルの認識変化を示す説明図である。図 6はこの発明の'実施の形態 2である電力増幅装置を有する通信端末装置の構成を示すプロック図である。

図 7は実施の形態 2の通信端末装置の電力増幅装置による動作用電源電圧決定動作を示すフローチャートである。

発明を実施するための最良の形態

実施の形態 1 .

図 1はこの発明の実施の形態 1である電力増幅装置を有する携帯電話等の通信端末装置の構成を示すプロック図である。

同図に示すように、電力増幅器である H P A (High Power Amplifier) 1は送信部 6より受ける高周波信号（送信信号）を増幅して得られる増幅高周波信号をアイソレー夕 7、高周波スィッチ 8及びアンテナ 1 0を介して送信する。なお、アイソレー夕 7はアンテナ 1 0から反射される電力を減らし、 H P A 1を安定して動作させるために設けられ、高周波スィツチ 8は送信時に送信部 6〜アンテナ 1 0に至る信号経路.を決定し、受信時にアンテナ 1 0〜受信部 9に至る信号経路を決定するために設けられている。また、高周波スィッチ 8は、送信部 6から受信部 9の経路で回り込む信号を遮断するデュプレクサの機能も備えている。

送信部 6は乗算器 6 a及び可変利得増幅器 6 bより構成され、乗算器 6 aによりべ一スパンド信号に対し周波数変換処理を実行することにより高周波信号に周波数変換する。そして、可変利得増幅器 6 bにより高周波信号を増幅して送信信号を発生する。なお、可変利得増幅器 6 bは例えばマイクロコンピュー夕を用いて構成される制御部 1 1の指示する利得制御用電圧値に基づきその利得が変化する。

一方、受信部 9は受信時にアンテナ 1 0及び高周波スィッチ 8を介して高周波信号を受信し、周波数変換処理を実行することにより高周波信号をベースバンド信号に周波数変換する。そして、周波数変換されたベースバンド信号が受信信号として制御部 1 1に取り込まれる。受信信号には送信電力及び送信周波数を規定する命令も含まれる。

H P A 1には動作用電源電圧として、電源電圧変換部である DC/DCコンパ一夕 2を介して得られる電源電圧 Vdd 2 (第 2の電源電圧）あるいはスイッチ 3 (スイッチ部）を介して得られる電源電圧 Vdd3 (第 3の電源電圧）が供給される。 DC/DCコンバータ 2は制御部 1 1により活性非活性が制御され、活性状態時に電源電圧供給源である電池 4より出力される電源電圧 Vddl (第 1の電源電圧）を電源電圧 Vdd2に電圧降下させて HP A 1の動作用電源電圧として供給する。なお、 DC/DCコンパ'一夕 2は、制御部 1 1の指示する制御用電源電圧値 TV cに電源電圧 Vdd 2がー致するように動作する。

一方、スィッチ 3は FET等で構成され、制御部 1 1の制御下でオン状態時に電池 4の電源電圧 Vddlを電源電圧 Vdd3として HP A 1に供給する。電源電圧 Vdd3はほぼ電源電圧 Vddlに等しいが、例えば、スイッチ 3が F E Tで構成される場合、電源電圧 Vdd3は電源電圧 Vddlに比べ F E Tの閾値電圧分は低下する o

モニタ回路 5は HPA 1の出力電力を測定して得られるモニタ電力値を制御部 1 に出力する。モニタ電力値は確認用であり、制御部 1 1の制御下で行う HP A 1の動作用電源電圧の制御動作には何ら関与しない。モニタ回路 5は、例えば、 HP A 1の出力の電流経路の一部から出力電力の一部分を取り出して、その電力を電圧に変換する等の回路により実現する。

温度センサ一 14は携帯端末装置の所定箇所に設置され、携帯端末装置の装置温度を測定して測定温度を制御部 1 1に出力する。

動作用電源電圧検知回路 13は、 HP A 1の動作用電源電圧の入力ノード（DC /DCコンバ一夕 2及びスィツチ 3の出力ノード）となるノード N 1より得られる電圧を動作用電源電圧として検知し、検知結果である検知電源電圧値 VMを制御部 1 1に出力する。

RAM 12は、調整時想定送信電力に可変利得増幅器 6 bの制御利得用電圧値と H P A 1の制御用電源電圧値とをテーブル形式で関連づけた制御用電源電圧 · 電力テーブル T 12を格納している。なお、調整時想定送信電力とは通信端末装置の製造ライン上での製造時に調整された送信電力を意味する。

制御部 1 1は HP A 1、 DC/DCコンバ一夕 2、スイッチ 3、電池 4、送信部 6、 RAMI 2、動作用電源電圧検知回路 13と共に電力増幅装置 2 1を構成し、後述する HP A 1の動作用電源電圧の制御、送信部 6の制御等、様々な制御を行う。また、電力増幅装置 2 1から HPA1、送信部 6及び動作用電源電圧検知回路 1 3を除いた構成が電源電圧供給部として機能する。

制御部 1 1は後に詳述する想定送信電力を想定する電力想定機能を有し、この想定送信電力に基づき電力増幅器が低電力出力動作を行う第 1の期間であるか高電力出力動作を行う第 2の期間であるかを判断する。

そして、制御部 1 1は、上記第 1の期間は、 DC/DCコンバータ 2を活性状態にして電源電圧 Vdd2を動作用電源電圧を供給し、上記第 2の期間は、検知電源電圧値 VMに基づき、 DC/DCコンバ一夕 2の活性/非活性及びスィツチ 3のオン/ オフを制御し、電源電圧 Vdd 2及び電源電圧 Vdd3のうち一方を動作用電源電圧として供給する。

なお、動作用電源電圧検知回路 13としては例えば抵抗分圧（抵抗分割）による回路を用いている。仮に電源電圧 Vdd4 = 4 V、抵抗分圧を行っている抵抗値 = 2 OkQと想定すると、動作用電源電圧検知回路 13で消費する電流 =4/(20,0 00*2)=0.1mAとなる。一方、電力増幅装置 2 1により削減できる電流は数十 mAォーダ一の為，動作用電源電圧検知回路 13で消費する電流が電力増幅装置 21に悪影響を与えることはない。

図 2は制御用電源電圧 ·電力テーブルの例を示す説明図である。同図に示すように、調整時想定送信電力に対応して、可変利得増幅器 6 bの利得制御用の利得制御用電圧値 Vrf (i) (i = 0, …， 8, …；）及び制御用電源電圧値 T V c ( i) が設定される。なお、利得制御用電圧値 Vr f は Vr f ( i ) >Vr f ( i + j ) ( j≥ 1 ) の大小関係を有しており、制御用電源電圧値 TV cは TV c ( i) >T Vc ( i + j ) の大小関係を有しており、調整時想定送信電力が例えば 22 d B m以上の時に制御用電源電圧値 T V cは最大の制御用電源電圧値 T Vc (0) に設定される。制御用電源電圧 '電力テ一プル T 12を参照して、例えば、想定送信電力を 20 dBmとする場合、調整時においては可変利得増幅器 6 bの利得制御用電圧値 Vr f (5) にし、制御用電源電圧値 TV c (2) に設定すれば実現できることになる。

図 3は、実施の形態 1の通信端末装置の電力増幅装置 21において制御部 1 1 の制御下で行う、 HPA 1に供給する動作用電源電圧の供給動作を示すフローチャ一トである。以下、同図を参照してその処理手順を説明する。なお、図 3では示さないが送信動作開始直後の初期設定として DC/DCコンバ一夕 2よる電源電圧 Vdd2の供給が設定される。また、初期設定としてスィッチ 3による電源電圧 V dd3の供給を設定してもよい。

まず、ステップ S 1において、時々刻々変化し得る DC/DCコンパ一夕 2に与えるべき制御用電源電圧値 TV cと、所定の基準電圧 THVCとを比較し、 TVc >THVCであれば HP A 1は高（電力）出力を行っている期間（第 2の期間）と判断しステップ S 2に移行し、そうでなければ HP A 1は低（電力）出力を行つている期間（第 1の期間）と判断し、ステップ S 3に移行する。

なお、制御部 1 1は制御用電源電圧値 TVcを以下のように決定する。制御部 1 1は、受信信号に含まれる命令に規定された送信電力に基づき、 HPA 1から出力すべき想定出力電力値に相当する想定送信電力を想定する電力想定機能を有している。したがって、想定送信電力値は送信電力を規定する命令が変更される毎に時々刻々変化する。

制御部 1 1は、 RAM 12に格納された制御用電源電圧 ·電力テーブル T 12 を参照することにより、上述した想定送信電力に一致する調整時想定送信電力に対応する制御用電源電圧値 TVc (i) をステップ S 1の制御用電源電圧値 TV cとして決定する。例えば、想定出力電力値が 20 dBmであれば、ステップ S 1で用いる制御用電源電圧値 TVcとして TVc (2) を決定する。

このように、制御用電源電圧■電力テーブル T 12を参照して、想定送信電力に対応する制御用電源電圧値 TVcに基づくことにより、 HPA 1の出力状態が高電圧出力状態であるか低電圧出力状態であるかを正確に認識することができる。上述のように、制御部 1 1は HP A 1の出力電力値（送信電力）を想定するに際して、 HP A 1の出力電力のモニタ回路 5によるモニタ結果を利用していないため、確認用にすぎないモニタ回路 5に高精度化（高ダイナミックレンジ化）の必要性はない。

ステップ S 1で TVc<THVC時（第 1の期間）に実行されるステップ S 3 において、 HPA 1は低電力出力を行っていると判断し、 DC/DCコンパ一夕 2を活性状態にし、スィッチ 3をオフ状態にすることにより、 DC/DCコンパ一夕 2を介した電源電圧 Vdd2を動作用電源電圧として供給する。この際、電源電圧 Vdd 2が制御用電源電圧値 TV cとなるように DC/DCコンバ一夕 2を制御する。ステヅプ S 3の実行後は再びステップ S 1に戻る。以降、 T V c >T HV Cになるまでステヅプ S 1 , S 3の処理が繰り返されることになる。

ステップ S 1で TVc >THVC時（第 2の期間）に実行されるステップ S 2 において、動作用電源電圧検知回路 1 3によるノ一ド N 1の動作用電源電圧の検知動作を開始し、検知電源電圧値 VMを得る。したがって、検知電源電圧値 VM として、 DC/DCコンバータ 2の活性状態時には電源電圧 Vdd2の測定結果が得られ、スィッチ 3のォン状態時には電源電圧 Vdd 3の測定結果が得られる。

続いて、ステップ S 4において、現在の電源電圧の供給が DC/DCコンパ一夕 2 によるか否かがチェヅクされる。 DC/DCコンバ一夕 2による場合はステツプ S 5 に移行し、そうでない場合（すなわち、スィッチ 3による場合）はステップ S 8 に移行する。

ステップ S 4で現在の電源電圧の供給が DC/DCコンバ一夕 2によると判定された場合に実行されるステップ S 5において、検知電源電圧値 VMと基準電圧 T C L (第 1の閾値）とを比較し、 VM<T CLであれば HPA 1の動作用電源電圧として電源電圧 V d d 2では低すぎると判断しステヅプ S 6に移行し、そうでなければ動作用電源電圧は電源電圧 Vdd 2で不足なく行われていると判断しステップ S 7に移行する。このように、基準電圧 T C Lは DC/DCコンバータ 2による電源電圧 Vdd2に対する基準電圧として機能する。基準電圧 T CLとしては例えば H P A 1が電源電圧として必要とする最低電圧が考えられる。

ステップ S 6において、 DC/DCコンパ一夕 2を非活性状態にし、スイッチ 3をオン状態にすることにより、スィッチ 3を介した電源電圧 Vdd3の供給に切り換える。ステップ S 6の実行後はステップ S 1に戻る。

一方、ステップ S 7において、ステップ S 3と同様の処理を実行し、 DC/DCコンバ一夕 2を介した電源電圧 Vdd2の供給を維持する。ステップ S 7の実行後はステップ S 1に戻る。

このように、 DC/DCコンパ一夕 2による電源電圧 Vdd2を供給中は、 VM (= Vdd2) ≥VCLであれば、電源電圧 Vdd2が HPA 1の動作用電源電圧として十分であると判断し DC/DCコンバ一夕 2による電源電圧 Vdd2の供給を維持し、 VM ( = Vdd2 ) く VC Lであれば、電源電圧 Vdd 2が H P A 1の動作用電源電圧として不十分であると判断しスィツチ 3による電源電圧 Vdd 3の供給に切り換兄る。

したがって、 HPA 1の髙電力出力期間（第 2の期間）中においても、 HPA 1の動作に支障ない範囲では常に DC/DCコンバ一夕 2による電源電圧 Vdd2の供給が維持されるため、 HP A 1を効率的に動作させることができる。

一方、ステップ S 4で現在の電源電圧の供給がスィツチ 3による電源電圧の供給であると判定された場合に実行されるステツプ S 8において、検知電源電圧値 VM ( = Vdd3) と第 2の閾値である基準電圧 T CH (>T CL) とを比較し、 VM>T CHであれば動作用電源電圧として電源電圧 V dd 3は過剰であり無駄が多いと判断しステップ S 9に移行し、そうでなければ動作用電源電圧として電源電圧 Vdd3が適度であると判断しステップ S 1 0に移行する。このように、基準電圧 T CHはスィッチ 3による電源電圧 Vdd3に対する基準電圧として機能する。基準電圧 T C Hとしては例えば電池 4の初期電圧（電池 4が充電電池の場合充電時の電圧） — a (スイッチ 3を介することによる電圧降下等の若干のマ一ジン）等が考えられる。

なお、過剰な動作用電源電圧が HP A 1に供給された場合、過剰分の電圧は H P A 1の発熱要因となる。小型化、高密度化が進む携帯電話等の携帯通信端末装置においては発熱による温度上昇は無視できない問題であり、この観点からも H PA 1を効率的に動作させることは重要である。特に、本携帯通信端末装置の電池 4の充電中に通話（送信）を行う際には、 HPA 1の発熱を緩和することができ、例えば、 1 0 OmW程度の発熱量を減らすことができる。

ステップ S 9において、ステップ S 3及び S 7と同様の処理を実行し、 DC/DC コンパ一夕 2を介した電源電圧 Vdd 2の供給に切り換える。ステップ S 9の実行後はステツプ S 1に戻る。

ステップ S 1 0において、ステップ S 6と同様の処理を行い、スイッチ 3を介した電源電圧 Vdd3の供給を維持する。ステップ S 1 0の実行後はステップ S 1 に厌る。このように、スィッチ 3による電源電圧 Vdd3を供給中は、 VM ( = Vdd3) V C Hであれば、電源電圧 Vdd 3が H P A 1の動作用電源電圧として適度であると判断しスィッチ 3による電源電圧 Vdd3の供給を維持し、 VM ( = Vdd3) > V C Hであれば、電源電圧 Vdd 3が H P A 1の動作用電源電圧として過剰であると判断し DC/DCコンパ一夕 2による電源電圧 Vdd2の供給に切り換える。

したがって、 HP A 1の高電力出力期間（第 2の期間）中において、スイッチ 3による電源電圧 Vdd 3の供給中でも電源電圧 Vdd3が十分高く、電源電圧 Vdd 2を HP A 1の動作用電源電圧としても用いても HP A 1の動作に支障がないと判断すれば、速やかに DC/DCコンパ一夕 2による電源電圧 Vdd2の供給に切り換えられるため、 HPA 1を効率的に動作させることができる。

上述したように、制御部 1 1は制御用電源電圧値 TV c及び検知電源電圧値 V Mに基づき以下のように H P A 1の動作用電源電圧を制御することにより、 HP A 1の動作に支障無く、 H P A 1を効率的に動作させることができる。

(1) TVc≤THVCを満足する時

DC/DCコンパ一夕 2による電源電圧 Vdd2の供給（HP A 1は低電力出力期間中であるため電源電圧 Vdd2で十分な動作用電源電圧となるとの判断）

(2) T V c >T H V Cを満足する時

(2-1) VM>T CH … DC/DCコンパ一夕 2による電源電圧 Vdd2の供給 (電源電圧 Vdd3から電源電圧 Vdd2に切り替えても、十分な動作用電源電圧となるとの判断）

(2-Z) VMく T C L … スイッチ 3による電源電圧 Vdd3の供給

(電源電圧 Vdd 2では動作用電源電圧として不十分であると判断）

(2-3) T CL≤VM≤T CH … 現状の電源電圧の供給を維持する。

(現在の電源電圧の供給を維持させるのが最善と判断）

このように、動作用電源電圧自体を検知し、 2つの状況（動作用電源電圧が電源電圧 Vdd2あるいは電源電圧 Vdd3の場合）それそれにおいて異なる閾値（T CL、 T CH) と検知電源電圧値とを比較することにより、 '上記 2つの状況のうちいずれの状況下においても適切な動作用電源電圧を HP A 1に供給することができる。図 4は高電力出力時における電池 4の電源電圧 V dd 4における DC/DCコンバー夕 2及びスィッチ 3の使い分け状況を示す説明図である。同図において、電池 4 が例えばリチウムイオン電池等の充電電池の場合に、電源電圧 Vdd 4は当初は 4 . 3 Vであり使用による経時変化により 3 . 1 V程度にまで低下するケースを想定しいる。また、 DC/DCコンバータ 2は、少なくとも 3 . 5 Vの動作用電源電圧の供給があれば動作に支障が生じない場合を想定している。

図 4に示すように、電源電圧 Vdd4が 3 . 7 V以上では DC/DCコンバータ 2から電源電圧 Vdd 2を H P A 1の動作用電源電圧として供給した方が、 H P A 1を効率的に正常動作させることができ、上述した発熱による問題も回避できる。一方、電源電圧 Vdd 4が 3 . 7 V未満ではスイッチ 3からの電源電圧 Vdd 3を H P A 1の動作用電源電圧として供給することにより、 H P A 1を確実に正常動作作させることができる。

このように、高電力出力時において、検知電源電圧値 V Mに基づき DC/DCコンバ一夕 2及びスィツチ 3のうち一方を選択することにより、電池 4の電源電圧 V dd 4の経時変化に応じて適切な動作用電源電圧を H P A 1に供給することができる o

図 5は温度，周波数変化時における制御用電源電圧 ·電力テ一ブル T 1 2の認識変化を示す説明図である。

制御用電源電圧 ·電力テーブル T 1 2で示す関係は、基準装置温度及び基準送信周波数の時における、調整時想定送信電力に対応して利得制御用電圧値 V r f を関連づけた関係である。つまり、制御用電源電圧 '電力テ一ブル T 1 2は可変利得増幅器 6 bの利得制御用テ一ブルの機能も備えている。

したがって、装置温度（通信端末温度）及び送信周波数のうち少なくとも一方が基準（基準装置温度あるいは基準送信周波数）から変化すると上記関係も変化する。具体的には、装置温度と送信電力との関係及び送信周波数と送信電力の関係は共に負の相関がある。

一方、 H P A 1は固定された所定の増幅率で電力増幅動作を行い、送信電力は H P A 1の所定の増幅率と可変利得増幅器 6 bの利得とに基づき決定する。したがって、送信電力と装置温度あるいは送信周波数との関係が変化した場合、想定時送信電力に対応する可変利得増幅器 6 bの制御用利得電圧値を変化させる必要がある。

図 5の例では、装置温度あるいは送信周波数の減少に伴い、図 2で示す制御用電源電圧 ·電力テーブル T 12をそのまま参照して取得した制御用電力値 Vr f により可変利得増幅器 6 bの利得を制御すると、送信電力が 3 dB上昇してしまうという、 3 dBの変化が生じた場合を示している。

この場合、制御部 1 1は、制御用電源電圧■電力テーブル T 12から、利得制御用電圧値 V r f を 3 dB分下方修正した仮想制御用電源電圧 ·電力テーブル T 12 Vに置き換えて認識する。

図 5の例では、制御用電源電圧 ·電力テーブル T 12の調整時想定送信電力 2 0 dBmに対応する利得制御用電圧値 Vr f (5) が 3 dB下方修正され、仮想制御用電源電圧 ·電力テーブル T 12 Vに示すように、利得制御用電圧値 Vr f (8) (調整時では送信電力 17 dBmに対応する利得制御用電圧値）に変更される。なお、制御用電源電圧値 TVc自体は変化せず、制御用電源電圧値 TVc (2) を維持する。制御部 1 1は上述した制御用電源電圧 '電力テーブル T 12 から仮想制御用電源電圧 ·電力テーブル T 12 Vへの認識変更を装置温度及び送信周波数に基づき自動的に行う。

このように、制御部 1 1は、制御用電源電圧 ·電力テーブル T 12を参照する際、装置温度と基準装置温度との温度差に基づく認識内容（仮想制御用電源電圧 •電力テーブル T 12 Vで示す対応で認識する）で利得制御用電圧値 Vr f を認識したり、送信周波数と基準送信周波数との周波数差に基づく認識内容で利得制御用電圧値 Vr f を認識する。

したがって、送信時に、携帯端末装置の装置温度、送信周波数が調整時の基準装置温度及び送信周波数から変化しても、常に安定した送信電力で送信することできる。

なお、制御部 1 1は温度センサー 14により得られる測定温度から上記装置温度を認識することができる。一方、送信周波数は以下のように認識される。制御部 1 1は、基地局から発された命令をアンテナ 10、高周波スィツチ 8、及び受信部 9の経路で受信信号として受け、命令で規定された送信周波数及び送信電力で送信するように送信部 6を制御する。したがって、制御部 1 1自体が常に送信周波数を常に認識することができる。

このように、制御部 1 1は装置温度と基準装置温度との差あるいは送信周波数と基準送信周波数との差に基づき制御用電源電圧 ·電力テーブル T 1 2の認識内容を変更することにより、常に適切な利得制御用電圧値 V r f に基づき送信部 6 の可変利得増幅器 6 bの利得を制御することができるため、常に安定した送信電力で送信することできる。

加えて、装置温度あるいは送信周波数の変化に対応して可変利得増幅器 6 bの利得制御用電圧値 V r f を変化させることにより、制御用電源電圧値 T V cに影響が生じないようにしているため、装置温度あるいは送信周波数の変化が生じても、電力増幅装置 2 1による H P A 1の電源電圧制御（制御用電源電圧値 T V c を利用している）を精度良く行うことができる。

なお、実施の形態 1では動作用電源電圧検知回路 1 3によって H P A 1の電源電圧入力端子であるノー F N 1における電圧を動作用電源電圧として測定しているため、送信時以外は DC/DCコンパ一夕 2を非活性、スイッチ 3をオフ状態にしておくことにより、動作用電源電圧検知回路 1 3に余分な電流が消費されることはない。

実施の形態 2 .

図 6はこの発明の実施の形態 2である電力増幅装置を有する通信端末装置の構成を示すプロック図である。

同図に示すように、実施の形態 1の動作用電源電圧検知回路 1 3の代わりに動作用電源電圧検知回路 1 5を新たに設け、ノード N 2より得られる電池 4からの電源電圧 Vdd lを検知して得られる検知電源電圧値 V Mを制御部 1 1に与えている o

したがって、 H P A 1、 DC/DCコンパ一夕 2、スイッチ 3、電池 4、送信部 6、制御部 1 1、 R A M I 2、及び動作用電源電圧検知回路 1 5によって電力増幅装置 2 2を構成する。また、電力増幅装置 2 2から H P A 1、送信部 6、動作用電源電圧検知回路 1 5を除いた構成が電源電圧供給部として機能する。なお、他の構成は図 1で示した実施の形態 1と同様であるため説明は省略する。図 7は実施の形態 2の通信端末装置の電力増幅装置 22において制御部 1 1の制御下で行う、 HP A 1に供給する電源電圧制御動作を示すフローチャートである。以下、同図を参照してその処理手順を説明する。

まず、ステップ S 1 1において、実施の形態 1と同様、 DC/DCコンバータ 2に与えるべき制御用電源電圧値 TV cと所定の基準電圧 THVCとを比較し、 TV 0 >丁£[ 0でぁれば11卩 1は高電力出力を行っていると判断しステップ S 1 2に移行し、そうでなければ低電力出力を行っていると判断しステップ S 13に移行する。

ステップ S 13において、 DC/DCコンパ一夕 2を活性状態にし、スィッチ 3をオフ状態にすることにより、 DC/DCコンバ一夕 2を介した電源電圧 Vdd 2の供給を実行する。この際、電源電圧 Vdd2が制御用電源電圧値 TVcとなるように DC /DCコンパ一夕 2を制御する。ステップ S 13実行後は再びステップ S 1 1に戻る。以降、 TVc>THVCになるまでステップ S l l, S 13の処理が繰り返されることになる。

ステップ S 12において、動作用電源電圧検知回路 15による電源電圧 Vdd 1 の検知を開始し、検知電源電圧値 VMを得る。

ステップ S 14において、検知電源電圧値 VM ( = Vddl ) と基準電圧 TCM (T CL<T CM<T CH) とを比較し、 VMく T CMであれば HP A 1への供給する電源電圧が低すぎると判断しステップ S 15に移行し、そうでなければ H P A 1への電源電圧供給は十分に行われていると判断しステップ S 16に移行する o

ステップ S 15において DC/DCコンパ一夕 2を非活性状態にし、スィヅチ 3をオン状態にすることにより、スィツチ 3を介した電源電圧 Vdd 3の供給を行う。ステップ S 15の実行後はステヅプ S 1 1に戻る。

一方、ステップ S 16において、ステップ S 13と同様の処理を実行し、 DC/D Cコンバータ 2を介した電源電圧 Vdd2の供給を実行する。ステップ S.16の実行後はステップ S 1 1に戻る。

このように、実施の形態 2の電力増幅装置は、 VM (二 Vddl) く TCMであれぱ、電源電圧 Vdd 3が HP A 1の動作用電源電圧として適切であると判断しスイッチ 3による電源電圧 Vdd3の供給を実行し、 VM ( = Vddl ) ≥TCMであれば、電源電圧 Vdd 2が HP A 1の動作用電源電圧として適切であると判断し DC /DCコンバ一夕 2による電源電圧 Vdd2の供給を実行する。

したがって、 HP A 1の高電力出力期間（第 2の期間）中においても、 HPA 1の動作に支障ない期間（VM VCMの期間）では常に DC/DCコンパ一夕 2による電源電圧 Vdd2の供給が維持されるため、 HPA 1を効率的に動作させることができる。

このように、実施の形態 2の通信端末装置は電池 4の電源電圧 Vdd 1を直接モ二夕することにより常に一つの基準電圧 T CMによって DC/DCコンバ一夕 2を介した電源電圧 Vdd2の供給及びスィツチ 3を介した電源電圧 Vdd3の供給を選択的に制御することができる。

加えて、実施の形態 2では、電池 4の電源電圧 Vddlを直接検知しているため、図 4で示した電池 4の電源電圧 Vddlに基づく DC/DCコンバ一夕 2及びスィツチ 3の選択を精度良く行うことができる。

ただし、送信時以外は動作用電源電圧検知回路 15に電流が流れるのを阻止すベく、動作用電源電圧検知回路 15と電池 4との間に送信時以外はオフ状態となるスィツチを設けることが望ましい。

なお、上述した実施の形態では、携帯通信端末装置を例に挙げたが、電力増幅装置 2 1 , 22を必要とする無線 LANシステム等に適用可能である。

また、上述した電力増幅装置 2 1 , 22内の構成を I C化する場合、例えば、 HP A U DC/DCコンバータ 2、スィツチ 3及び動作用電源電圧検知回路 13 (動作用電源電圧検知回路 15) を 1チップで I C化することが考えられる。

Claims

請求の範囲

1. 第 1の電源電圧を供給源とした動作用電源電圧を受けて動作する電力増幅器（1) と、

前記動作用電源電圧及び前記第 1の電源電圧のうち一方の電源電圧を検知して検知電源電圧値を得る動作用電源電圧検知回路（ 13) と、

前記電力増幅器が出力すべき出力電力値を想定出力電力値として想定する電力想定機能を有し、前記想定出力電力値及び前記検知電源電圧値に基づいて決定される前記動作用電源電圧を前記電力増幅器に供給する動作用電源電圧供給部（ 2 , 3, 4, 1 1, 12) とを備える、

電力増幅装置。

2. 前記動作用電源電圧供給部は、

前記第 1の電源電圧（Vddl) を出力する電池（4) と、

前記電池と前記電力増幅器との間に介挿され、前記第 1の電源電圧を、前記第 1の電源電圧より低い第 2の電源電圧（Vdd2) に変換する電源電圧変換部 (2) と、

前記電池と前記電力増幅器との間に前記電源電圧変換部と並列に介挿され、前記第 1の電源電圧を第 3の電源電圧（Vdd3) として供給するスイッチ部（3) とを備え、前記第 3の電源電圧は前記第 2の電源電圧より高く、

前記電源電圧変換部及び前記スィツチ部の動作制御機能を有し、前記想定出力電力値に基づき前記電力増幅器が低電力出力動作を行う第 1の期間であるか高電力出力動作を行う第 2の期間であるかを判断し、前記第 1の期間は、前記電源電圧変換部より得られる前記第 2の電源電圧を前記動作用電源電圧として供給し、前記第 2の期間は、前記検知電源電圧値に基づき前記第 2及び第 3の電源電圧のうち一方を前記動作用電源電圧として供給する制御部（ 1 1) をさらに備える、請求の範囲 1記載の電力増幅装置。

3. 前記動作用電源電圧検知回路は前記動作用電源電圧を検知する回路を含み、前記制御部は、前記 2の期間において、

前記第 2の電源電圧を前記動作用電源電圧として供給中に、前記検知電源電圧値が第 1の閾値を下回るとき、前記第 2の電源電圧に替えて前記第 3の電源電圧を前記動作用電源電圧として供給し、

前記第 3の電源電圧を前記動作用電源電圧として供給中に、前記検知電源電圧値が前記第 1の閾値より高い第 2の閾値を上回るとき、前記第 3の電源電圧に替えて前記第 2の電源電圧を前記動作用電源電圧として供給する、

請求の範囲 2記載の電力増幅装置。

4 . 前記動作用電源電圧検知回路は前記第 1の電源電圧を検知する回路を含み、前記制御部は、前記 2の期間において、

前記検知電源電圧値が所定の閾値より低いとき、前記第 3の電源電圧を前記動作用電源電圧として供給し、それ以外のとき、前記第 2の電源電圧を前記動作用電源電圧として供給する、

請求の範囲 2記載の電力増幅装置。

5 . 前記動作用電源電圧供給部は、

前記電力増幅器の出力電力値と前記電力増幅器の制御用電源電圧値とを関連づけた制御用電源電圧 ·電力テーブル（T 1 2 ) を格納した記憶部（ 1 2 ) をさらに備え、

前記制御部は、前記記憶部の制御用電源電圧 ·電力テーブルを参照して、前記想定出力電力値に対応する前記制御用電源電圧値を認識し、該制御用電源電圧値と所定の基準電圧との比較結果に基づき、前記第 1及び第 2の期間を判断する、請求の範囲 2ないし請求の範囲 4のうち、いずれかの請求の範囲に記載の電力増幅装置。

6 . 送信信号を発生する送信部（ 6 ) と、

電池から出力される第 1の電源電圧を供給源とした動作用電源電圧を受けて動作し、前記送信信号の送信電力を増幅する電力増幅器（ 1 ) と、

前記動作用電源電圧及び前記第 1の電源電圧のうち一方の電源電圧を検知して検知電源電圧値を得る動作用電源電圧検知回路（ 1 3 ) と、

前記送信部を制御するとともに、前記電力増幅器が出力すべき出力電力値を想定出力電力値として想定する電力想定機能を有し、前記想定出力電力値及び前記検知電源電圧値に基づいた前記動作用電源電圧を前記電力増幅器に供給する動作用電源電圧供給部（ 2 , 3 , 4， 1 1 , 1 2 ) とを備える、通信端末装置。

7 . 前記送信部は可変利得増幅器（ 6 b ) を含み、前記電力増幅器の前記出力電力値は前記可変利得増幅器の利得と前記電力増幅器の有する電力増幅率とに基づき決定され、

前記動作用電源電圧供給部は、前記電力増幅器の出力電力値と前記可変利得増幅器の利得制御用電圧値とを関連づけた利得制御用テーブル（T 1 2 ) を格納した記憶部（ 1 2 ) を備え、

前記動作用電源電圧供給部は、前記記憶部の利得制御用テーブルを参照して、前記想定出力電力値に対応する前記利得制御用電圧値を認識し、該利得制御用電圧値に基づき前記可変利得増幅器の利得を制御する利得制御処理を実行する、請求の範囲 6記載の通信端末装置。

8 . 前記通信端末装置の装置温度を検出する温度センサ一（ 1 4 ) をさらに備え、

前記動作用電源電圧供給部は、前記記憶部の利得制御用テーブルを参照し、前記想定出力電力値に対応する前記利得制御用電圧値を、前記装置温度と所定の基準装置温度との差に基づき認識する、

請求の範囲 7記載の通信端末装置。

9 . 外部より受信信号を受信する受信部（ 9 ) をさらに備え、

前記動作用電源電圧供給部は、前記受信信号中に含まれる送信周波数を規定した命令に基づき送信周波数を認識可能であり、前記記憶部の利得制御用テーブルを参照し、前記想定出力電力値に対応する前記利得制御用電圧値を、前記送信周波数と所定の基準送信周波数との差に基づき認識する、

請求の範囲 7記載の通信端末装置。

1 0 . 電池より出力される第 1の電源電圧を供給源とした動作用電源電圧を受けて動作する電力増幅器（ 1 ) を有する電力増幅装置の制御方法であって、

(a) 前記動作用電源電圧及び前記第 1の電源電圧のうち一方の電源電圧を検知して検知電源電圧値を得るステップと、

( b ) 電力増幅器の出力すべき出力電力値を想定出力電力値として想定し、前記想定出力電力値に基づき前記電力増幅器が高電力出力動作を行うか低電力出力動作を行うかを判断するステップと、

( c ) 前記ステップ (b) で前記電力増幅器が前記低電力出力動作を行うと判断した場合、前記第 1の電源電圧を降圧した電圧を前記動作用電源電圧として供給するステツプと、

( d) 前記ステップ (b) で前記電力増幅器が前記高電力出力動作を行うと判断した場合、前記検知電源電圧値に基づき、前記第 1の電源電圧を降圧した電圧及び前記第 1の電源電圧のうち一方を前記動作用電源電圧として供給するステツプとを備える、

電力増幅装置の制御方法。