WO2012042832A1 - Power amplifier and power supply circuit - Google Patents

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太造 伊藤
本江　直樹
内田　貴
武田　康弘
永作　俊幸
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株式会社日立国際電気
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Abstract

Improve power transforming efficiency relating to a power amplifier. A power amplifier amplifies an input signal with a differential amplifier (3) and a push-pull amplifier (8, 9), amplifies the output from the differential amplifier with the push-pull amplifier, and generates feedback with the output from the push-pull amplifier treated as input to the differential amplifier. In each power supply voltage generating circuit of a plurality of amplifier elements (8, 9) which configure the push-pull amplifier, with a closed circuit, wherein direct current voltage supplies (12-19), switches (20-27), and diodes (28-35) are connected in series, being treated as one block, a plurality of blocks are connected such that anode terminals of diodes of one block among different adjacent blocks are connected to cathode terminals of diodes of another block thereamong. A power supply voltage control means (38) controls the switches to be on or off depending on either the signal level of the input signal of the power amplifier or the signal level of the output signal from the power amplifier.

Description

電力増幅器及び電源回路Power amplifier and power supply circuit
　本発明は、電力増幅器や、電力増幅器を有する電源回路に関し、特に、電力増幅器に関する電力変換効率を改善する技術に関する。 The present invention relates to a power amplifier and a power supply circuit having the power amplifier, and more particularly to a technique for improving power conversion efficiency related to the power amplifier.
　［背景技術１の説明：電力増幅器について］
　演算増幅器（オペアンプ）は、出力可能な電流が小さいため、駆動できる負荷インピーダンスには限界がある。そこで、小さな負荷インピーダンスを駆動するためには、オペアンプの出力にＮＰＮトランジスタとＰＮＰトランジスタからなるプッシュプル増幅器を接続することで、出力可能な電流を増やすことができる。 [Description of Background Art 1: Power Amplifier]
Since an operational amplifier (op-amp) has a small outputable current, there is a limit to the load impedance that can be driven. Therefore, in order to drive a small load impedance, the output current can be increased by connecting a push-pull amplifier composed of an NPN transistor and a PNP transistor to the output of the operational amplifier.
　図４には、従来方式の電力増幅器の構成例を示してある。
　本例の電力増幅器は、入力端子４１と出力端子４２、演算増幅器（オペアンプ）４３、バイアス回路を構成する抵抗器４４、ダイオード４５、ダイオード４６、抵抗器４７、プッシュプル回路のＮＰＮトランジスタ４８とＰＮＰトランジスタ４９、直流電圧源５０と直流電圧源５１から構成されている。 FIG. 4 shows a configuration example of a conventional power amplifier.
The power amplifier of this example includes an input terminal 41, an output terminal 42, an operational amplifier (op-amp) 43, a resistor 44 constituting a bias circuit, a diode 45, a diode 46, a resistor 47, an NPN transistor 48 of a push-pull circuit, and a PNP. The transistor 49 includes a DC voltage source 50 and a DC voltage source 51.
　具体的には、オペアンプ４３の＋端子に入力端子４１が接続されている。
　また、直流電圧源５０の－側が接地されており、直流電圧源５０の＋側が抵抗器４４の一端に接続されており、抵抗器４４の他端がダイオード４５のアノード端子に接続されており、ダイオード４５のカソード端子がダイオード４６のアノード端子に接続されており、ダイオード４６のカソード端子が抵抗器４７の一端に接続されており、抵抗器４７の他端が直流電圧源５１の－側に接続されており、直流電圧源５１の＋側が接地されている。
　また、ＮＰＮトランジスタ４８のベース（Ｂ）端子が抵抗器４４とダイオード４５との間の接続線に接続されており、ＮＰＮトランジスタ４８のコレクタ（Ｃ）端子が直流電圧源５０と抵抗器４４との間の接続線に接続されており、ＮＰＮトランジスタ４８のエミッタ（Ｅ）端子がＰＮＰトランジスタ４９のエミッタ（Ｅ）端子に接続されている。
　また、ＰＮＰトランジスタ４９のベース（Ｂ）端子がダイオード４６と抵抗器４７との間の接続線に接続されており、ＰＮＰトランジスタ４９のコレクタ（Ｃ）端子が抵抗器４７と直流電圧源５１との間の接続線に接続されている。
　また、オペアンプ４３の出力端子がダイオード４５とダイオード４６との間の接続線に接続されている。
　また、ＮＰＮトランジスタ４８とＰＮＰトランジスタ４９との間の接続線（ここでは、説明のために、接続線Ａと言う）に出力端子４２が接続されており、接続線Ａと出力端子４２との間の接続線にオペアンプ４３の－端子が接続されている。 Specifically, the input terminal 41 is connected to the + terminal of the operational amplifier 43.
The negative side of the DC voltage source 50 is grounded, the positive side of the DC voltage source 50 is connected to one end of the resistor 44, and the other end of the resistor 44 is connected to the anode terminal of the diode 45. The cathode terminal of the diode 45 is connected to the anode terminal of the diode 46, the cathode terminal of the diode 46 is connected to one end of the resistor 47, and the other end of the resistor 47 is connected to the − side of the DC voltage source 51. The + side of the DC voltage source 51 is grounded.
The base (B) terminal of the NPN transistor 48 is connected to a connection line between the resistor 44 and the diode 45, and the collector (C) terminal of the NPN transistor 48 is connected to the DC voltage source 50 and the resistor 44. The emitter (E) terminal of the NPN transistor 48 is connected to the emitter (E) terminal of the PNP transistor 49.
The base (B) terminal of the PNP transistor 49 is connected to a connection line between the diode 46 and the resistor 47, and the collector (C) terminal of the PNP transistor 49 is connected to the resistor 47 and the DC voltage source 51. Connected to the connecting line between.
The output terminal of the operational amplifier 43 is connected to a connection line between the diode 45 and the diode 46.
In addition, an output terminal 42 is connected to a connection line between the NPN transistor 48 and the PNP transistor 49 (referred to here as connection line A for explanation), and between the connection line A and the output terminal 42. The negative terminal of the operational amplifier 43 is connected to the connection line.
　本例の電力増幅器における動作について説明する。
　入力信号は入力端子４１を通ってオペアンプ４３の＋端子に入力され、オペアンプ４３の－端子へは出力信号がフィードバックされる。ダイオード４５はＮＰＮトランジスタ４８のベース－エミッタ間の電圧降下を補償するためのものであり、ダイオード４６はＰＮＰトランジスタ４９のベース－エミッタ間の電圧降下を補償するためのものであり、抵抗器４４、抵抗器４７と共に、バイアス回路を構成する。直流電圧源５１よりも高い電圧値に設定される直流電圧源５０に接続されたＮＰＮトランジスタ４８と、直流電圧源５０よりも低い電圧値に設定される直流電圧源５１に接続されたＰＮＰトランジスタ４９は、プッシュプル増幅器を構成し、ＮＰＮトランジスタ４８は基準電圧よりも高い電圧を出力し、ＰＮＰトランジスタ４９は基準電圧よりも低い電圧を出力する。 The operation of the power amplifier of this example will be described.
The input signal is input to the + terminal of the operational amplifier 43 through the input terminal 41, and the output signal is fed back to the − terminal of the operational amplifier 43. The diode 45 is for compensating for the voltage drop between the base and the emitter of the NPN transistor 48, and the diode 46 is for compensating for the voltage drop between the base and the emitter of the PNP transistor 49, and the resistor 44, A bias circuit is configured together with the resistor 47. An NPN transistor 48 connected to a DC voltage source 50 set to a voltage value higher than the DC voltage source 51 and a PNP transistor 49 connected to a DC voltage source 51 set to a voltage value lower than the DC voltage source 50. Constitutes a push-pull amplifier, the NPN transistor 48 outputs a voltage higher than the reference voltage, and the PNP transistor 49 outputs a voltage lower than the reference voltage.
　図５（ａ）、（ｂ）には、本例のプッシュプル増幅器における出力波形の例を示してある。
　図５（ａ）、（ｂ）のグラフでは、横軸は時間を表しており、縦軸は電圧を表している。また、基準電圧としては、例えば、ゼロ（０）が用いられる。
　具体的には、図５（ａ）には、ＮＰＮトランジスタ４８の出力波形の例（実線）を示してあるとともに、ＰＮＰトランジスタ４９の出力波形の例（破線）を示してある。図５（ｂ）には、これらを合成した波形を示してあり、この波形がプッシュプル増幅器からの出力として出力端子４２へ出力される。 FIGS. 5A and 5B show examples of output waveforms in the push-pull amplifier of this example.
In the graphs of FIGS. 5A and 5B, the horizontal axis represents time, and the vertical axis represents voltage. For example, zero (0) is used as the reference voltage.
Specifically, FIG. 5A shows an example of the output waveform of the NPN transistor 48 (solid line) and an example of the output waveform of the PNP transistor 49 (broken line). FIG. 5B shows a waveform obtained by synthesizing these, and this waveform is output to the output terminal 42 as an output from the push-pull amplifier.
　図５（ａ）に示されるように、ＮＰＮトランジスタ４８とＰＮＰトランジスタ４９の各々の出力波形は、正弦波を半波整流した波形であり、これはＢ級にバイアスされた増幅器に相当する。Ｂ級増幅器が正弦波を出力するときの電力変換効率ηは（式１）で表されることが知られている。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
 As shown in FIG. 5A, the output waveforms of the NPN transistor 48 and the PNP transistor 49 are waveforms obtained by half-wave rectification of a sine wave, which corresponds to an amplifier biased to class B. It is known that the power conversion efficiency η when the class B amplifier outputs a sine wave is expressed by (Equation 1).
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
　ＮＰＮトランジスタ４８について（式１）を説明すると、Ｖｄｄは直流電圧源５０の電源電圧であり、ＶｏｍａｘはＮＰＮトランジスタ４８の出力電圧の最大値である。（式１）のＶｏｍａｘが直流電圧源５０の電圧Ｖｄｄと同じ電圧である場合（つまり、飽和出力時）の電圧変換効率ηは７８．５％となるが、最大出力電圧Ｖｏｍａｘが下がると電力変換効率ηも低下する。 (Formula 1) will be described with respect to the NPN transistor 48. Vdd is the power supply voltage of the DC voltage source 50, and Vomax is the maximum value of the output voltage of the NPN transistor 48. In the case where Vomax in (Equation 1) is the same voltage as the voltage Vdd of the DC voltage source 50 (that is, at the time of saturated output), the voltage conversion efficiency η is 78.5%, but power conversion is performed when the maximum output voltage Vomax decreases. Efficiency η also decreases.
　図６には、従来方式のプッシュプル増幅器における電力変換効率特性の一例を示してある。
　図６のグラフでは、横軸はバックオフ（ｄＢ）を表しており、縦軸は電力変換効率（％）を表しており、出力電圧に対する電力変換効率ηの一例を示してある。
　ここで、横軸はバックオフで、Ｖｏｍａｘ／Ｖｄｄの対数表示をしており、零点が飽和出力を示す。 FIG. 6 shows an example of power conversion efficiency characteristics in a conventional push-pull amplifier.
In the graph of FIG. 6, the horizontal axis represents back-off (dB), the vertical axis represents power conversion efficiency (%), and an example of power conversion efficiency η with respect to the output voltage is shown.
Here, the horizontal axis is backoff, logarithmic display of Vomax / Vdd, and the zero point indicates the saturation output.
　なお、ここでは、ＮＰＮトランジスタ４８について説明したが、ＰＮＰトランジスタ４９についても同様のことが言える。従って、ＮＰＮトランジスタ４８とＰＮＰトランジスタ４９を組み合わせたプッシュプル増幅器の電力変換効率も（式１）及び図６に示すようになる。 Although the NPN transistor 48 has been described here, the same can be said for the PNP transistor 49. Therefore, the power conversion efficiency of the push-pull amplifier in which the NPN transistor 48 and the PNP transistor 49 are combined is also as shown in (Equation 1) and FIG.
　本例の電力増幅器の回路では、プッシュプル増幅器（ＮＰＮトランジスタ４８やＰＮＰトランジスタ４９）の他に、オペアンプ４３やバイアス回路も電力を消費するが、ＮＰＮトランジスタ４８及びＰＮＰトランジスタ４９の電流増幅率ｈｆｅが大きく、オペアンプ４３の消費電力はプッシュプル増幅器の消費電力と比較すると僅かであるため、図６に示されるプッシュプル増幅器の電力変換効率特性とほぼ一致する。 In the power amplifier circuit of this example, in addition to the push-pull amplifier (NPN transistor 48 and PNP transistor 49), the operational amplifier 43 and bias circuit also consume power, but the current amplification factor hfe of the NPN transistor 48 and PNP transistor 49 is Since the power consumption of the operational amplifier 43 is small compared with the power consumption of the push-pull amplifier, it substantially matches the power conversion efficiency characteristic of the push-pull amplifier shown in FIG.
　図６に示されるように、出力が低い場合には電力変換効率も低下する。図４に示される回路は、必ずしも飽和で動作するとは限らない。例えば、音響用増幅器に用いれば音量を調節するために必ずしも飽和で動作しない。従って、出力レベルが低いときには、電力変換効率は低下する。 As shown in FIG. 6, when the output is low, the power conversion efficiency also decreases. The circuit shown in FIG. 4 does not necessarily operate at saturation. For example, if it is used in an acoustic amplifier, it does not always operate at saturation in order to adjust the volume. Therefore, when the output level is low, the power conversion efficiency decreases.
　［背景技術２の説明：電源回路について］
　送信機の電力増幅器への要求として、設置場所の制約や据付コストの低減のために、小型・軽量化が強く求められている。装置の体積や重量としては、電力損失によって発生する熱を放熱するための放熱フィンが多くを占めるが、電力効率を改善することで放熱フィンを小さくすることが可能になり、小型・軽量化に寄与する。
　電力効率を改善する方法として、飽和型の電力増幅器の電源電圧を変動させるＥＥＲ（Ｅｎｖｅｌｏｐ　Ｅｌｉｍｉｎａｔｉｏｎ　ａｎｄ　Ｒｅｓｔｏｒａｔｉｏｎ）方式がある。 [Description of Background Art 2: Power Supply Circuit]
As a requirement for a power amplifier of a transmitter, there is a strong demand for reduction in size and weight in order to limit installation locations and reduce installation costs. As for the volume and weight of the equipment, most of the fins are used to dissipate the heat generated by power loss, but by improving the power efficiency, the fins can be made smaller, making it smaller and lighter. Contribute.
As a method for improving the power efficiency, there is an EER (Envelope Elimination and Restoration) system that varies the power supply voltage of a saturation type power amplifier.
　図７には、ＥＥＲ方式の装置の構成例（ブロック構成例）を示してある。
　本例の装置は、入力端子１０１と出力端子１０２、分配器１０３、ＲＦ（Ｒａｄｉｏ　Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）リミット増幅器１０４、主増幅器１０５、包絡線検波器１０６、電源回路１０７から構成されている。
　具体的には、入力端子１０１、分配器１０３、ＲＦリミット増幅器１０４、主増幅器１０５、出力端子１０２が直列に接続されている。また、分配器１０３には包絡線検波器１０６が接続されており、包絡線検波器１０６には電源回路１０７が接続されており、電源回路１０７が主増幅器１０５の電源回路となっている。 FIG. 7 shows a configuration example (block configuration example) of an EER apparatus.
The apparatus of this example includes an input terminal 101 and an output terminal 102, a distributor 103, an RF (Radio Frequency) limit amplifier 104, a main amplifier 105, an envelope detector 106, and a power supply circuit 107.
Specifically, an input terminal 101, a distributor 103, an RF limit amplifier 104, a main amplifier 105, and an output terminal 102 are connected in series. An envelope detector 106 is connected to the distributor 103, a power circuit 107 is connected to the envelope detector 106, and the power circuit 107 is a power circuit for the main amplifier 105.
　本例の装置における動作について説明する。
　入力端子１０１から入力されたＲＦ信号を分配器１０３で分配し、片方の分配信号を包絡線検波器１０６で検波してその結果（包絡線信号に関する情報）を電源回路１０７へ出力する。電源回路１０７は、主増幅器１０５の電源電圧を包絡線信号に従って変動させる。
　分配器１０３でＲＦ信号を分配したもう一方の分配信号については、ＲＦリミット増幅器１０４で振幅変動分を取り除き位相情報のみを保ちながら主増幅器１０５で増幅し、その増幅結果を出力端子１０２へ出力する。主増幅器１０５の電源電圧は振幅情報に従って変動するため振幅情報は復元され、主増幅器１０５は常に飽和状態で動作することから高効率となる。 The operation of the apparatus of this example will be described.
The RF signal input from the input terminal 101 is distributed by the distributor 103, one distribution signal is detected by the envelope detector 106, and the result (information on the envelope signal) is output to the power supply circuit 107. The power supply circuit 107 varies the power supply voltage of the main amplifier 105 according to the envelope signal.
The other distributed signal obtained by distributing the RF signal by the distributor 103 is amplified by the main amplifier 105 while removing the amplitude variation by the RF limit amplifier 104 and maintaining only the phase information, and the amplification result is output to the output terminal 102. . Since the power supply voltage of the main amplifier 105 fluctuates according to the amplitude information, the amplitude information is restored, and the main amplifier 105 always operates in a saturated state, so that the efficiency becomes high.
　主増幅器１０５は飽和状態で動作するため高効率となるが、ＥＥＲ方式の全体効率については、電源回路１０７の効率も重要になってくる。Ｗ－ＣＤＭＡ（Ｗｉｄｅｂａｎｄ－Ｃｏｄｅ　Ｄｉｖｉｓｏｎ　Ｍｕｌｔｉｐｌｅ　Ａｃｃｅｓｓ）の信号やＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ　Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ　Ｄｉｖｉｓｉｏｎ　Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）の信号のような広帯域の信号の包絡線信号の帯域は広く、この場合、電源回路１０７は高速に動作する必要がある。 Since the main amplifier 105 operates in a saturated state, the efficiency is high. However, the efficiency of the power supply circuit 107 is also important for the overall efficiency of the EER system. The bandwidth of the envelope signal of a wideband signal such as a W-CDMA (Wideband-Code Division Multiple Access) signal or an OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) signal is wide, and in this case, the power supply circuit 107 needs to operate at high speed. There is.
　高速に動作する電源回路としては、例えば、非特許文献１や非特許文献２に記載されている（非特許文献１、２参照。）。
　図８には、高速に動作する電源回路１０７の構成例を示してある。
　本例の電源回路１０７は、入力端子１１１と出力端子１１２、広帯域な電圧源のプッシュプル増幅器を有する電力増幅器６１、制御回路である電流検出器１２０及びヒステリシスコンパレータ１２１、高効率なＤＣ／ＤＣコンバータ１２２から構成されている。
　ここで、入力端子１１１は包絡線検波器１０６の出力端子と接続され、出力端子１１２は主増幅器１０５の電源に関する入力端子と接続される。電流検出器１２０は、例えば、抵抗から構成される。
　ＤＣ／ＤＣコンバータ１２２は、電圧電源１３１、スイッチ素子１３２、ダイオード１３３、インダクタンス１３４から構成されている。 For example, Non-Patent Document 1 and Non-Patent Document 2 describe power supply circuits that operate at high speed (see Non-Patent Documents 1 and 2).
FIG. 8 shows a configuration example of the power supply circuit 107 that operates at high speed.
The power supply circuit 107 of this example includes an input terminal 111 and an output terminal 112, a power amplifier 61 having a push-pull amplifier with a wide-band voltage source, a current detector 120 and a hysteresis comparator 121 as control circuits, and a high-efficiency DC / DC converter. 122.
Here, the input terminal 111 is connected to the output terminal of the envelope detector 106, and the output terminal 112 is connected to the input terminal related to the power supply of the main amplifier 105. The current detector 120 is composed of a resistor, for example.
The DC / DC converter 122 includes a voltage power supply 131, a switch element 132, a diode 133, and an inductance 134.
　具体的には、電力増幅器６１は図４に示されるものと同様な構成を有しており、電力増幅器６１の入力端子は入力端子１１１と接続されており（或いは、入力端子１１１自体でもよい）、電力増幅器６１の出力端子は電流検出器１２０の一端（ノードＰ１）と接続されている。なお、説明の便宜上から、図８では、図４と同様な構成部については同一の符号を付してある。
　電流検出器１２０の一端（ノードＰ１）と他端（ノードＰ２）のそれぞれが、ヒステリシスコンパレータ１２１の２つの入力端子のそれぞれと接続されている。
　スイッチ素子１３２は例えばトランジスタから構成されており、ヒステリシスコンパレータ１２１の出力端子がスイッチ素子１３２のゲート端子と接続されている。また、スイッチ素子１３２のドレイン端子に電源電圧１３１が接続されており、スイッチ素子１３２のソース端子（ノードＰ）にダイオード１３３のカソード端子及びインダクタンス１３４の一端が接続されている。
　ダイオード１３３のアノード端子は接地されている。
　インダクタンス１３４の他端は出力端子１１２と接続されている。
　インダクタンス１３４と出力端子１１２との間の接続線に電流検出器１２０の他端（ノードＰ２）が接続されている。 Specifically, the power amplifier 61 has the same configuration as that shown in FIG. 4, and the input terminal of the power amplifier 61 is connected to the input terminal 111 (or the input terminal 111 itself may be used). The output terminal of the power amplifier 61 is connected to one end (node P1) of the current detector 120. For convenience of explanation, in FIG. 8, the same components as those in FIG. 4 are denoted by the same reference numerals.
One end (node P 1) and the other end (node P 2) of the current detector 120 are respectively connected to two input terminals of the hysteresis comparator 121.
The switch element 132 is composed of, for example, a transistor, and the output terminal of the hysteresis comparator 121 is connected to the gate terminal of the switch element 132. The power supply voltage 131 is connected to the drain terminal of the switch element 132, and the cathode terminal of the diode 133 and one end of the inductance 134 are connected to the source terminal (node P) of the switch element 132.
The anode terminal of the diode 133 is grounded.
The other end of the inductance 134 is connected to the output terminal 112.
The other end (node P2) of the current detector 120 is connected to a connection line between the inductance 134 and the output terminal 112.
　本例の電源回路における動作について説明する。
　この回路の動作は、追従モードと非追従モードに分かれる。
　（１：追従モードの説明）
　包絡線検波器１０６で検波された信号が、入力端子１１１に入力され、プッシュプル増幅器を有する電力増幅器６１で電圧源に変換される。
　包絡線検波器１０６からの出力が直流（ＤＣ：Ｄｉｒｅｃｔ　Ｃｕｒｒｅｎｔ）成分である場合には、電流検出器１２０のノードＰ１の電圧が上がり、ヒステリシスコンパレータ１２１がスイッチ素子１３２をオンさせるように動く。すると、スイッチ素子１３２とインダクタンス１３４との接続点のノードＰに電源電圧１３１が印加され、インダクタンス１３４を経由して出力端子１１２の電圧が徐々に上昇する。 The operation of the power supply circuit of this example will be described.
The operation of this circuit is divided into a tracking mode and a non-tracking mode.
(1: Explanation of follow-up mode)
The signal detected by the envelope detector 106 is input to the input terminal 111 and converted into a voltage source by the power amplifier 61 having a push-pull amplifier.
When the output from the envelope detector 106 is a direct current (DC) component, the voltage at the node P1 of the current detector 120 increases, and the hysteresis comparator 121 moves so as to turn on the switch element 132. Then, the power supply voltage 131 is applied to the node P at the connection point between the switch element 132 and the inductance 134, and the voltage at the output terminal 112 gradually increases via the inductance 134.
　そして、出力端子１１２の電圧がプッシュプル増幅器を有する電力増幅器６１の出力（電圧）より高くなると、ノードＰ２が高くなり、ヒステリシスコンパレータ１２１はスイッチ素子１３２をオフさせる。すると、インダクタンス１３４を流れていた電流はダイオード１３３経由で流れ、出力端子１１２の電圧は徐々に低下し、これにより、ヒステリシスコンパレータ１２１はスイッチ素子１３２をオンさせ、繰り返し動作になる。すなわち、自ら発振して制御する。 When the voltage at the output terminal 112 becomes higher than the output (voltage) of the power amplifier 61 having a push-pull amplifier, the node P2 becomes higher and the hysteresis comparator 121 turns off the switch element 132. Then, the current flowing through the inductance 134 flows through the diode 133, and the voltage at the output terminal 112 gradually decreases. As a result, the hysteresis comparator 121 turns on the switch element 132 and repeats the operation. That is, it oscillates and controls itself.
　この自励周波数は、自由度のあるヒステリシス幅と、インダクタンス１３４と、電源電圧１３１と、電流検出器１２０の抵抗値で決まるが、高く設定するとスイッチング損失が増加し或いはスイッチ素子１３２の限界値を超えるので限度はある。
　包絡線検波器１０６からの出力がＤＣ成分と低周波分の交流（ＡＣ：Ａｌｔｅｒｎａｔｉｎｇ　Ｃｕｒｒｅｎｔ）成分である場合には、ＤＣ入力の場合と同様に、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２２が追従し、出力電力は効率の良いＤＣ／ＤＣコンバータ１２２から供給される。 This self-excited frequency is determined by the hysteresis width having flexibility, the inductance 134, the power supply voltage 131, and the resistance value of the current detector 120. However, if the frequency is set high, the switching loss increases or the limit value of the switch element 132 is increased. Because it exceeds, there is a limit.
When the output from the envelope detector 106 is a DC component and an alternating current (AC) component for a low frequency, the DC / DC converter 122 follows and the output power is the same as in the case of the DC input. Supplied from an efficient DC / DC converter 122.
　（２：非追従モードの説明）
　包絡線検波器１０６からの出力がＤＣ成分と高い周波数のＡＣ成分になると、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２２からの出力ではインダクタンス１３４で高い周波数のＡＣ成分は除去されるため、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２２から供給されるのはＤＣ成分と低い周波数のＡＣ成分となり、高い周波数のＡＣ成分は、プッシュプル増幅器を有する電力増幅器６１から供給することになる。このとき、電流検出器１２０のノードＰ１とノードＰ２の両端にＤＣ成分とＡＣ高周波成分が発生し、ヒステリシスコンパレータ１２１からの出力は、ＡＣ成分の高周波を基本とする周波数でスイッチ素子１３２を動かす。 (2: Explanation of non-following mode)
When the output from the envelope detector 106 becomes a DC component and a high frequency AC component, the high frequency AC component is removed by the inductance 134 in the output from the DC / DC converter 122, so that the DC / DC converter 122 supplies it. The DC component and the low-frequency AC component are supplied, and the high-frequency AC component is supplied from the power amplifier 61 having a push-pull amplifier. At this time, a DC component and an AC high frequency component are generated at both ends of the node P1 and the node P2 of the current detector 120, and the output from the hysteresis comparator 121 moves the switch element 132 at a frequency based on the high frequency of the AC component.
　以上に説明したように、本例の電源回路１０７では、低い周波数成分は、高効率であるＤＣ／ＤＣコンバータ１２から供給し、高い周波数成分は、高速動作が可能なプッシュプル増幅器を有する電源増幅器６１から供給することで、高効率で高速な動作が可能となる。 As described above, in the power supply circuit 107 of this example, the low frequency component is supplied from the DC / DC converter 12 having high efficiency, and the high frequency component is a power amplifier having a push-pull amplifier capable of high-speed operation. By supplying from 61, high-efficiency and high-speed operation becomes possible.
　本例の電源回路１０７では、自励周波数を高くして追従できるＡＣ成分を増やすことで、つまり高効率なＤＣ／ＤＣコンバータ１２２から出力するエネルギーの割合を増やすことで、電源回路の高効率化を試みることが考えられるが、例えば、ＷｉＭＡＸ（Ｗｏｒｌｄｗｉｄｅ　Ｉｎｔｅｒｏｐｅｒａｂｉｌｉｔｙ　ｆｏｒ　Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ　Ａｃｃｅｓｓ）やＬＴＥ（Ｌｏｎｇ　Ｔｅｒｍ　Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）などの広帯域な通信システムでは包絡線も広帯域になるため、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２２のスイッチング周波数を上げるとスイッチング損失が大きくなり、電源回路の効率は低下する。 In the power supply circuit 107 of the present example, the efficiency of the power supply circuit is increased by increasing the AC component that can be followed by increasing the self-excited frequency, that is, by increasing the proportion of energy output from the high-efficiency DC / DC converter 122. However, for example, in wideband communication systems such as WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access) and LTE (Long Term Evolution), the envelope also becomes wideband, so the switching frequency of the DC / DC converter 122 is increased. Switching loss increases and the efficiency of the power supply circuit decreases.
　そこで、広帯域な通信システムでは、周波数が低いＡＣ成分は効率の高いＤＣ／ＤＣコンバータ１２２から供給し、周波数が高いＡＣ成分はプッシュプル増幅器を有する電力増幅器６１から供給するように、回路定数を設定する。
　このため、ＷｉＭＡＸやＬＴＥなどの広帯域な通信システムでは、ＤＣ成分と低い周波数成分は高効率なＤＣ／ＤＣコンバータ１２２により供給し、高い周波数成分はプッシュプル増幅器を有する電力増幅器６１から供給することになる。 Therefore, in a broadband communication system, circuit constants are set so that an AC component with a low frequency is supplied from a DC / DC converter 122 with high efficiency, and an AC component with a high frequency is supplied from a power amplifier 61 having a push-pull amplifier. To do.
For this reason, in a broadband communication system such as WiMAX or LTE, a DC component and a low frequency component are supplied by a highly efficient DC / DC converter 122, and a high frequency component is supplied from a power amplifier 61 having a push-pull amplifier. Become.
　主増幅器１０５の出力電力が大きい場合には、電源回路１０７からも多くの電流を供給する必要がある。本例の電源回路１０７において、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２２としては、スイッチ素子１３２、ダイオード１３３、インダクタンス１３４が必要な電流を流せる部品を選択すればよいが、高スルーレートで動作するオペアンプ４３については一般的に大電流を流せる部品はない。このため、本例のように、出力にＮＰＮトランジスタ４８とＰＮＰトランジスタ４９を接続することで、出力できる電流の容量を増やすことが可能である。 When the output power of the main amplifier 105 is large, it is necessary to supply a large amount of current from the power supply circuit 107. In the power supply circuit 107 of this example, as the DC / DC converter 122, a switch element 132, a diode 133, and an inductor 134 may be selected so that necessary currents can flow. However, an operational amplifier 43 that operates at a high slew rate is generally used. There are no parts that can carry a large current. For this reason, it is possible to increase the capacity of the current that can be output by connecting the NPN transistor 48 and the PNP transistor 49 to the output as in this example.
　ところで、Ｗ－ＣＤＭＡ信号やＯＦＤＭ信号は、広帯域な信号であるとともに、平均電力とピーク電力との比であるＰＡＰＲ（Ｐｅａｋ　ｔｏ　Ａｖｅｒａｇｅ　Ｐｏｗｅｒ　Ｒａｔｉｏ）が８ｄＢ程度である。
　図９には、ＯＦＤＭ信号における包絡線信号のスペクトラムの累積確率密度分布の一例を示してある。
　図９のグラフでは、横軸は周波数（ＭＨｚ）を表しており、縦軸は累積確率密度分布（％）を表している。
　これは、帯域が１０ＭＨｚでＰＡＰＲが８ｄＢであるＯＦＤＭ変調信号の包絡線を求めて、電力の累積確率密度分布をＤＣから１０ＭＨｚまでプロットしたグラフである。 By the way, the W-CDMA signal and the OFDM signal are wide-band signals, and the PAPR (Peak to Average Power Ratio) which is the ratio of the average power to the peak power is about 8 dB.
FIG. 9 shows an example of the cumulative probability density distribution of the spectrum of the envelope signal in the OFDM signal.
In the graph of FIG. 9, the horizontal axis represents frequency (MHz), and the vertical axis represents cumulative probability density distribution (%).
This is a graph in which an envelope of an OFDM modulation signal having a bandwidth of 10 MHz and a PAPR of 8 dB is obtained, and a cumulative probability density distribution of power is plotted from DC to 10 MHz.
　ここで、電源回路１０７では、ＤＣ成分と低い周波数成分はＤＣ／ＤＣコンバータ１２２から供給し、高い周波数成分はプッシュプル増幅器を有する電力増幅器６１から供給するが、仮に、３ＭＨｚ以下をＤＣ／ＤＣコンバータ１２２から供給し、３ＭＨｚ以上をプッシュプル増幅器を有する電力増幅器６１から供給すると、図９のグラフから、電源回路１０７が供給する電力の内、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２２から９０％の電力を供給し、プッシュプル増幅器を有する電力増幅器６１から１０％の電力を供給することになる。 Here, in the power supply circuit 107, the DC component and the low frequency component are supplied from the DC / DC converter 122, and the high frequency component is supplied from the power amplifier 61 having a push-pull amplifier. When supplying from 122 and supplying from the power amplifier 61 having a push-pull amplifier at 3 MHz or more, 90% of the power supplied from the power supply circuit 107 is supplied from the DC / DC converter 122 from the graph of FIG. 10% of power is supplied from the power amplifier 61 having a push-pull amplifier.
　また、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２２の電力変換効率は、スイッチ素子１３２のオン抵抗やスイッチング損失、ダイオード１３３の順方向電圧、インダクタンス１３４の損失などで決まり、ηｄとする。一方、電力増幅器６１が有するプッシュプル増幅器の電力変換効率は、図６から読み取れ、ＯＦＤＭ信号のＰＡＰＲが８ｄＢであることから、当該電力変換効率は－８ｄＢの電力変換効率となり、ここでは、このときの電力変換効率をηｂとする。 The power conversion efficiency of the DC / DC converter 122 is determined by the on-resistance and switching loss of the switch element 132, the forward voltage of the diode 133, the loss of the inductance 134, and the like, and is ηd. On the other hand, since the power conversion efficiency of the push-pull amplifier included in the power amplifier 61 can be read from FIG. 6 and the PAPR of the OFDM signal is 8 dB, the power conversion efficiency is -8 dB. Is assumed to be ηb.
　以上の条件において、電源回路１０７が主増幅器１０５へ供給する電力の内、１０％を電力増幅器６１が有する電力変換効率ηｂのプッシュプル増幅器から供給し、９０％を電力変換効率ηｄのＤＣ／ＤＣコンバータ１２２から供給することになる。これにより、電源回路１０７の電力変換効率ηｓは（式２）により計算できる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
 Under the above conditions, 10% of the power supplied from the power supply circuit 107 to the main amplifier 105 is supplied from the push-pull amplifier having the power conversion efficiency ηb of the power amplifier 61, and 90% is DC / DC of the power conversion efficiency ηd. It is supplied from the converter 122. Thereby, the power conversion efficiency ηs of the power supply circuit 107 can be calculated by (Equation 2).
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
　仮に、ηｂ＝３０％、ηｄ＝９０％として計算すると、ηｓ＝７５％となる。電源回路１０７の電力変換効率を改善するためには、電力変換効率が低いプッシュプル増幅器の効率を上げることが必要である。 Suppose that ηb = 30% and ηd = 90%, ηs = 75%. In order to improve the power conversion efficiency of the power supply circuit 107, it is necessary to increase the efficiency of the push-pull amplifier having a low power conversion efficiency.
特開２００９－１５９２１８号公報JP 2009-159218 A
　［背景技術１の課題の説明：電力増幅器について］
　図４に示される電力増幅器（プッシュプル増幅器で出力を強化したオペアンプ回路）の電力変換効率は、出力レベルが飽和出力のとき最大となるが、出力レベルが下がるに従って電力変換効率も低下してしまう、という問題があった。 [Description of Background Art 1 Issues: Power Amplifier]
The power conversion efficiency of the power amplifier (an operational amplifier circuit whose output is reinforced with a push-pull amplifier) shown in FIG. 4 becomes maximum when the output level is a saturated output, but the power conversion efficiency also decreases as the output level decreases. There was a problem.
　［背景技術２の課題の説明：電源回路について］
　図８に示される電源回路１０７では、例えば、広帯域で且つＰＡＰＲが高い信号においては、電力増幅器（図４に示されるものと同様なもの）が有するプッシュプル増幅器の電力変換効率が低いため、電源回路の電力変換効率が低い、という問題があった。 [Description of Background Art 2 Issues: Power Supply Circuit]
In the power supply circuit 107 shown in FIG. 8, for example, in the case of a signal having a wide band and a high PAPR, the power conversion efficiency of the push-pull amplifier included in the power amplifier (similar to that shown in FIG. 4) is low. There was a problem that the power conversion efficiency of the circuit was low.
　なお、上述したように、図４や図８に示される電力増幅器の回路では、プッシュプル増幅器（ＮＰＮトランジスタ４８やＰＮＰトランジスタ４９）の他に、オペアンプ４３やバイアス回路も電力を消費するが、ＮＰＮトランジスタ４８及びＰＮＰトランジスタ４９の電流増幅率ｈｆｅが大きく、オペアンプ４３の消費電力はプッシュプル増幅器の消費電力と比較すると僅かであるため、図６に示されるプッシュプル増幅器の電力変換効率特性とほぼ一致する。 As described above, in the power amplifier circuit shown in FIGS. 4 and 8, the operational amplifier 43 and the bias circuit consume power in addition to the push-pull amplifier (NPN transistor 48 and PNP transistor 49). Since the current amplification factor hfe of the transistor 48 and the PNP transistor 49 is large and the power consumption of the operational amplifier 43 is small compared with the power consumption of the push-pull amplifier, it almost matches the power conversion efficiency characteristic of the push-pull amplifier shown in FIG. To do.
　［背景技術１、２に共通な目的の説明］
　本発明は、このような従来の事情に鑑み為されたもので、電力変換効率を改善した電力増幅器や、このような電力増幅器を有する電源回路を提供することを目的とする。 [Description of purpose common to Background Art 1 and 2]
The present invention has been made in view of such a conventional situation, and an object thereof is to provide a power amplifier having improved power conversion efficiency and a power supply circuit having such a power amplifier.
　上記目的を達成するため、本発明では、入力信号を増幅する電力増幅器において、次のような構成とした。
　すなわち、前記入力信号を増幅する増幅素子と、直流電圧源とスイッチとダイオードが直列に接続された閉回路を１つのブロックとして、複数のブロックが、隣接する異なるブロックのうちの一方のダイオードのブロックのアノード端子と他方のダイオードのブロックのカソード端子とが接続されるように、直列に接続され、前記増幅素子に対して電源電圧を出力する電源電圧生成回路（増幅素子に対して電力を供給する電力供給回路）を備えている。
　当該電力増幅器では、電源電圧制御手段が、当該電力増幅器の入力信号の信号レベル又は前記増幅素子で増幅された出力信号の信号レベルに応じて、前記電源電圧生成回路を構成する前記複数のブロックのスイッチについてそれぞれオン／オフを制御することで、前記電源電圧生成回路から出力される電源電圧を制御する。 In order to achieve the above object, in the present invention, a power amplifier for amplifying an input signal has the following configuration.
That is, an amplifier for amplifying the input signal, a closed circuit in which a DC voltage source, a switch, and a diode are connected in series as one block, and a plurality of blocks are blocks of one of the adjacent different blocks A power supply voltage generating circuit (supplying power to the amplifying element) is connected in series so that the anode terminal of the diode and the cathode terminal of the other diode block are connected, and outputs a power supply voltage to the amplifying element. Power supply circuit).
In the power amplifier, the power supply voltage control means includes a plurality of blocks constituting the power supply voltage generation circuit according to the signal level of the input signal of the power amplifier or the signal level of the output signal amplified by the amplification element. The power supply voltage output from the power supply voltage generation circuit is controlled by controlling on / off of each switch.
　従って、増幅素子に対して電源電圧を出力する電源電圧生成回路（電力供給回路）から出力される電源電圧を制御することにより、電力増幅器の電力変換効率を改善することができる。 Therefore, the power conversion efficiency of the power amplifier can be improved by controlling the power supply voltage output from the power supply voltage generation circuit (power supply circuit) that outputs the power supply voltage to the amplifying element.
　上記目的を達成するため、本発明では、入力信号を差動増幅器及びプッシュプル増幅器により増幅する電力増幅器において、次のような構成とした。
　すなわち、前記差動増幅器からの出力信号を前記プッシュプル増幅器により増幅し、前記プッシュプル増幅器からの出力信号を前記差動増幅器の入力信号として帰還（フィードバック）する構成を有している。
　当該電力増幅器は、前記プッシュプル増幅器を構成する複数の増幅素子の各々の電源電圧を生成する回路（増幅素子に対して電力を供給する回路）として、直流電圧源とスイッチとダイオードが直列に接続された閉回路を１つのブロックとして、複数のブロックが、隣接する異なるブロックのうちの一方のブロックのダイオードのアノード端子と他方のブロックのダイオードのカソード端子とが接続されるように、直列に接続され、前記プッシュプル増幅器を構成する複数の増幅素子の各々に対して電源電圧を出力する電源電圧生成回路（増幅素子に対して電力を供給する電力供給回路）を備えている。
　当該電力増幅器では、電源電圧制御手段が、当該電力増幅器の入力信号の信号レベル又は当該電力増幅器からの出力信号の信号レベルに応じて、前記電源電圧生成回路を構成する前記複数のブロックのスイッチについてオン／オフ（オン状態とオフ状態の切り替え）を制御することで、前記電源電圧生成回路から出力される電源電圧を制御する。 In order to achieve the above object, in the present invention, a power amplifier that amplifies an input signal using a differential amplifier and a push-pull amplifier has the following configuration.
That is, the output signal from the differential amplifier is amplified by the push-pull amplifier, and the output signal from the push-pull amplifier is fed back as an input signal of the differential amplifier.
The power amplifier is a circuit that generates a power supply voltage for each of a plurality of amplifying elements constituting the push-pull amplifier (a circuit that supplies power to the amplifying elements), and a DC voltage source, a switch, and a diode are connected in series. A plurality of blocks are connected in series such that the anode terminal of the diode of one block and the cathode terminal of the diode of the other block are connected to each other, with the closed circuit as one block. And a power supply voltage generation circuit (a power supply circuit for supplying power to the amplifying element) that outputs a power supply voltage to each of the plurality of amplifying elements constituting the push-pull amplifier.
In the power amplifier, the power supply voltage control means is configured to switch the plurality of blocks constituting the power supply voltage generation circuit according to the signal level of the input signal of the power amplifier or the signal level of the output signal from the power amplifier. The power supply voltage output from the power supply voltage generation circuit is controlled by controlling on / off (switching between the on state and the off state).
　従って、プッシュプル増幅器を構成する複数の増幅素子の各々に対して電源電圧を出力する電源電圧生成回路（電力供給回路）から出力される電源電圧を制御することにより、電力増幅器の電力変換効率を改善することができる。 Therefore, the power conversion efficiency of the power amplifier can be improved by controlling the power supply voltage output from the power supply voltage generation circuit (power supply circuit) that outputs the power supply voltage to each of the plurality of amplifying elements constituting the push-pull amplifier. Can be improved.
　本発明では、上記のような電力増幅器を備え、入力信号を増幅して出力する電源回路において、次のような構成とした。
　すなわち、入力信号を増幅する電力増幅器として、上記のような電力増幅器を備えた。
　更に、電流検出器が前記電力増幅器からの出力の電流値を検出し、ヒステリシス回路が前記電流検出器により検出された電流値を入力し、ＤＣ／ＤＣコンバータが前記ヒステリシス回路からの出力信号に応じて制御される。
　そして、前記電力増幅器からの出力信号と前記ＤＣ／ＤＣコンバータからの出力信号が合成されて当該電源回路の出力信号として出力される構成を有する。 In the present invention, a power supply circuit that includes the power amplifier as described above and amplifies and outputs an input signal has the following configuration.
That is, the power amplifier as described above is provided as a power amplifier for amplifying an input signal.
Further, the current detector detects the current value of the output from the power amplifier, the hysteresis circuit inputs the current value detected by the current detector, and the DC / DC converter responds to the output signal from the hysteresis circuit. Controlled.
The output signal from the power amplifier and the output signal from the DC / DC converter are combined and output as an output signal of the power supply circuit.
　従って、電源回路が備える電力増幅器について、プッシュプル増幅器を構成する複数の増幅素子の各々に対して電源電圧を出力する電源電圧生成回路（電力供給回路）から出力される電源電圧を制御することにより、電力増幅器の電力変換効率を改善することができる。 Therefore, by controlling the power supply voltage output from the power supply voltage generation circuit (power supply circuit) that outputs the power supply voltage to each of the plurality of amplifying elements constituting the push-pull amplifier, for the power amplifier provided in the power supply circuit. The power conversion efficiency of the power amplifier can be improved.
　以下に、本発明に係る電力増幅器及び電源回路の構成例を示す。
（構成例１）
　入力信号を増幅する電力増幅器であって、
　前記入力信号を増幅する増幅素子と、
　直流電圧源とスイッチとダイオードが直列に接続された閉回路を１つのブロックとして、複数のブロックが、隣接する異なるブロックのうちの一方のブロックのダイオードのアノード端子と他方のブロックのダイオードのカソード端子とが接続されるように、直列に接続され、前記増幅素子に対して電力を供給する電力供給回路と、
　前記入力信号の信号レベル又は前記増幅素子で増幅された出力信号の信号レベルに応じて、前記電力供給回路を構成する前記複数のブロックのスイッチについてそれぞれオン／オフを制御することで、前記電力供給回路から出力される電源電圧を制御する電源電圧制御手段と、を備えた、
　ことを特徴とする電力増幅器。 Hereinafter, configuration examples of the power amplifier and the power supply circuit according to the present invention will be shown.
(Configuration example 1)
A power amplifier for amplifying an input signal,
An amplifying element for amplifying the input signal;
A closed circuit in which a DC voltage source, a switch, and a diode are connected in series is regarded as one block, and a plurality of blocks include an anode terminal of a diode in one of adjacent blocks and a cathode terminal of a diode in the other block. And a power supply circuit connected in series and supplying power to the amplifying element,
According to the signal level of the input signal or the signal level of the output signal amplified by the amplifying element, the power supply is controlled by controlling on / off of the switches of the plurality of blocks constituting the power supply circuit, respectively. Power supply voltage control means for controlling the power supply voltage output from the circuit,
A power amplifier characterized by that.
（構成例２）
　上記（構成例１）に記載の電力増幅器であって、
　前記複数のブロックの各直流電圧源の電圧は全て同じである、
　ことを特徴とする電力増幅器。 (Configuration example 2)
The power amplifier according to (Configuration Example 1) above,
The voltages of the DC voltage sources of the plurality of blocks are all the same.
A power amplifier characterized by that.
（構成例３）
　上記（構成例１）に記載の電力増幅器であって、
　前記複数のブロックの各直流電圧源の電圧はそれぞれ異なり、特定の１つの直流電圧源の電圧に対して他の直流電圧源の電圧がそれぞれ２のｎ乗倍（ｎは１以上の整数）である、
　ことを特徴とする電力増幅器。 (Configuration example 3)
The power amplifier according to (Configuration Example 1) above,
The voltages of the DC voltage sources of the plurality of blocks are different from each other, and the voltages of other DC voltage sources are each a power of 2 times (n is an integer of 1 or more) with respect to the voltage of a specific DC voltage source. is there,
A power amplifier characterized by that.
（構成例４）
　入力信号の信号レベルに応じた電圧で電力を供給する電源回路であって、
　前記入力信号を増幅する上記（構成例１）に記載の電力増幅器と、
　前記電力増幅器からの出力の電流値を検出する電流検出器と、
　前記電流検出器により検出された電流値を入力するヒステリシス回路と、
　前記ヒステリシス回路からの出力信号に応じて制御されるＤＣ／ＤＣコンバータと、
　前記電力増幅器からの出力と前記ＤＣ／ＤＣコンバータからの出力を合成する合成点と、を備え、
　前記合成点から負荷へ電力を供給する、
　ことを特徴とする電源回路。 (Configuration example 4)
A power supply circuit that supplies power at a voltage according to the signal level of an input signal,
The power amplifier described in (Configuration Example 1) for amplifying the input signal;
A current detector for detecting a current value of an output from the power amplifier;
A hysteresis circuit for inputting a current value detected by the current detector;
A DC / DC converter controlled in accordance with an output signal from the hysteresis circuit;
A synthesis point for synthesizing the output from the power amplifier and the output from the DC / DC converter,
Supplying power from the combined point to the load;
A power supply circuit characterized by that.
（構成例５）
　入力信号を増幅する電力増幅器であって、
　前記入力信号を増幅する増幅素子と、
　直流電圧源とスイッチとダイオードが直列に接続された閉回路を１つのブロックとして、ｍ段（ｍは２以上の整数）のブロックが、隣接する異なるブロックのうちの一方のブロックのダイオードのアノード端子と他方のブロックのダイオードのカソード端子とが接続されるように、直列に接続されて構成された電力供給回路であって、１段目のブロックのダイオードのアノード端子は接地し、ｍ段目のブロックのカソード端子から前記増幅素子に対して電力を供給する電力供給回路と、
　前記入力信号の信号レベル又は前記増幅素子で増幅された出力信号の信号レベルに応じて、前記電力供給回路を構成する前記ｍ個のブロックのスイッチについてそれぞれオン／オフを制御することで、前記電力供給回路から出力される電源電圧を制御する電源電圧制御手段と、を備えた、
　ことを特徴とする電力増幅器。 (Configuration example 5)
A power amplifier for amplifying an input signal,
An amplifying element for amplifying the input signal;
A closed circuit in which a DC voltage source, a switch, and a diode are connected in series is regarded as one block, and an m-stage (m is an integer of 2 or more) block is an anode terminal of a diode in one of adjacent blocks. And the cathode terminal of the diode of the other block are connected in series so that the anode terminal of the diode of the first block is grounded, and the mth stage A power supply circuit for supplying power from the cathode terminal of the block to the amplifying element;
According to the signal level of the input signal or the signal level of the output signal amplified by the amplifying element, the power of the m blocks is controlled by turning on / off the switches of the m blocks. Power supply voltage control means for controlling the power supply voltage output from the supply circuit,
A power amplifier characterized by that.
（構成例６）
　入力信号を増幅する電力増幅器であって、
　前記入力信号を増幅する増幅素子と、
　直流電圧源とスイッチとダイオードが直列に接続された閉回路を１つのブロックとして、ｍ段（ｍは２以上の整数）のブロックが、隣接する異なるブロックのうちの一方のブロックのダイオードのアノード端子と他方のブロックのダイオードのカソード端子とが接続されるように、直列に接続されて構成された電力供給回路であって、１段目のブロックのダイオードのカソード端子は接地し、ｍ段目のブロックのアノード端子から前記増幅素子に対して電力を供給する電力供給回路と、
　前記入力信号の信号レベル又は前記増幅素子で増幅された出力信号の信号レベルに応じて、前記電力供給回路を構成する前記ｍ個のブロックのスイッチについてそれぞれオン／オフを制御することで、前記電力供給回路から出力される電源電圧を制御する電源電圧制御手段と、
を備えた、
　ことを特徴とする電力増幅器。 (Configuration example 6)
A power amplifier for amplifying an input signal,
An amplifying element for amplifying the input signal;
A closed circuit in which a DC voltage source, a switch, and a diode are connected in series is regarded as one block, and an m-stage (m is an integer of 2 or more) block is an anode terminal of a diode in one of adjacent blocks. Is connected in series so that the cathode terminal of the diode in the other block is connected to the cathode terminal of the diode in the first block, the cathode terminal of the diode in the first block is grounded, A power supply circuit for supplying power from the anode terminal of the block to the amplification element;
According to the signal level of the input signal or the signal level of the output signal amplified by the amplifying element, the power of the m blocks is controlled by turning on / off the switches of the m blocks. Power supply voltage control means for controlling the power supply voltage output from the supply circuit;
With
A power amplifier characterized by that.
（構成例７）
　入力信号を差動増幅器及びプッシュプル増幅器により増幅する電力増幅器であって、
　前記差動増幅器は一方の入力へ前記入力信号を入力し、前記プッシュプル増幅器は前記差動増幅器からの出力信号を増幅し、当該出力信号は前記差動増幅器の他方の入力へ帰還信号として入力される構成を有しており、
　当該電力増幅器は、
　前記プッシュプル増幅器を構成する複数の増幅素子の各々に対して電力を供給する回路であって、直流電圧源とスイッチとダイオードが直列に接続された閉回路を１つのブロックとして、複数のブロックが、隣接する異なるブロックのうちの一方のブロックのダイオードのアノード端子と他方のブロックのダイオードのカソード端子とが接続されるように、直列に接続され、前記プッシュプル増幅器を構成する複数の増幅素子の各々に対して電力を供給する電力供給回路と、
　当該電力増幅器の入力信号の信号レベル又は当該電力増幅器からの出力信号の信号レベルに応じて、前記電力供給回路を構成する前記複数のブロックのスイッチについてそれぞれオン／オフを制御することで、前記電力供給回路から出力される電源電圧を制御する電源電圧制御手段と、を備えた、
　ことを特徴とする電力増幅器。 (Configuration example 7)
A power amplifier that amplifies an input signal by a differential amplifier and a push-pull amplifier,
The differential amplifier inputs the input signal to one input, the push-pull amplifier amplifies the output signal from the differential amplifier, and the output signal is input as a feedback signal to the other input of the differential amplifier. Has the structure
The power amplifier
A circuit for supplying power to each of a plurality of amplifying elements constituting the push-pull amplifier, wherein a closed circuit in which a DC voltage source, a switch, and a diode are connected in series is regarded as one block, and the plurality of blocks are A plurality of amplifying elements constituting the push-pull amplifier are connected in series so that the anode terminal of the diode of one block of the adjacent different blocks and the cathode terminal of the diode of the other block are connected. A power supply circuit for supplying power to each;
According to the signal level of the input signal of the power amplifier or the signal level of the output signal from the power amplifier, on / off control is performed for each of the switches of the plurality of blocks constituting the power supply circuit. Power supply voltage control means for controlling the power supply voltage output from the supply circuit,
A power amplifier characterized by that.
（構成例８）
　入力信号を差動増幅器及びプッシュプル増幅器により増幅する電力増幅器であって、
　前記差動増幅器は一方の入力へ前記入力信号を入力し、前記プッシュプル増幅器は前記差動増幅器からの出力信号を増幅し、当該出力信号は前記差動増幅器の他方の入力へ帰還信号として入力される構成を有しており、
　当該電力増幅器は、
　前記プッシュプル増幅器を構成する複数の増幅素子の一方に対して電力を供給する電力供給回路であって、直流電圧源とスイッチとダイオードが直列に接続された閉回路を１つのブロックとして、ｌ段（ｌは２以上の整数）のブロックが、隣接する異なるブロックのうちの一方のブロックのダイオードのアノード端子と他方のブロックのダイオードのカソード端子とが接続されるように、直列に接続されて構成され、１段目のブロックのダイオードのアノード端子は接地し、ｌ段目のブロックのカソード端子から電力を供給する第１の電力供給回路と、
　前記プッシュプル増幅器を構成する複数の増幅素子の他方に対して電力を供給する電力供給回路であって、直流電圧源とスイッチとダイオードが直列に接続された閉回路を１つのブロックとして、ｍ段（ｍは２以上の整数）のブロックが、隣接する異なるブロックのうちの一方のブロックのダイオードのアノード端子と他方のブロックのダイオードのカソード端子とが接続されるように、直列に接続されて構成され、１段目のブロックのダイオードのカソード端子は接地し、ｍ段目のブロックのアノード端子から電力を供給する第２の電力供給回路と、
　当該電力増幅器の入力信号の信号レベル又は当該電力増幅器からの出力信号の信号レベルに応じて、前記第１及び第２の電力供給回路を構成する前記ｌ個及びｍ個のブロックのスイッチについてそれぞれオン／オフを制御することで、前記第１及び第２の電力供給回路から出力される電源電圧を制御する電源電圧制御手段と、を備えた、
　ことを特徴とする電力増幅器。 (Configuration example 8)
A power amplifier that amplifies an input signal by a differential amplifier and a push-pull amplifier,
The differential amplifier inputs the input signal to one input, the push-pull amplifier amplifies the output signal from the differential amplifier, and the output signal is input as a feedback signal to the other input of the differential amplifier. Has the structure
The power amplifier
A power supply circuit for supplying power to one of a plurality of amplifying elements constituting the push-pull amplifier, wherein a closed circuit in which a DC voltage source, a switch, and a diode are connected in series is formed as one block. (1 is an integer of 2 or more) blocks are connected in series so that the anode terminal of the diode of one of the adjacent blocks and the cathode terminal of the diode of the other block are connected. A first power supply circuit for grounding an anode terminal of the diode in the first block and supplying power from a cathode terminal of the l block;
A power supply circuit for supplying power to the other of the plurality of amplifying elements constituting the push-pull amplifier, wherein a closed circuit in which a DC voltage source, a switch, and a diode are connected in series is one block, and m stages (M is an integer of 2 or more) blocks are connected in series so that the anode terminal of the diode of one of the adjacent blocks and the cathode terminal of the diode of the other block are connected. A second power supply circuit for grounding the cathode terminal of the diode of the first block and supplying power from the anode terminal of the m-th block;
According to the signal level of the input signal of the power amplifier or the signal level of the output signal from the power amplifier, the switches of the l and m blocks constituting the first and second power supply circuits are turned on, respectively. Power supply voltage control means for controlling the power supply voltage output from the first and second power supply circuits by controlling / off,
A power amplifier characterized by that.
（構成例９）
　入力信号の信号レベルに応じた電圧で電力を供給する電源回路であって、
　前記入力信号を増幅する上記（構成例７）に記載の電力増幅器と、
　前記電力増幅器からの出力の電流値を検出する電流検出器と、
　前記電流検出器により検出された電流値を入力するヒステリシス回路と、
　前記ヒステリシス回路からの出力信号に応じて制御されるＤＣ／ＤＣコンバータと、
　前記電力増幅器からの出力と前記ＤＣ／ＤＣコンバータからの出力を合成する合成点と、を備え、
　前記合成点から負荷へ電力を供給する、
　ことを特徴とする電源回路。 (Configuration example 9)
A power supply circuit that supplies power at a voltage according to the signal level of an input signal,
The power amplifier described in (Configuration Example 7) for amplifying the input signal;
A current detector for detecting a current value of an output from the power amplifier;
A hysteresis circuit for inputting a current value detected by the current detector;
A DC / DC converter controlled in accordance with an output signal from the hysteresis circuit;
A synthesis point for synthesizing the output from the power amplifier and the output from the DC / DC converter,
Supplying power from the combined point to the load;
A power supply circuit characterized by that.
　以上説明したように、本発明によると、電力変換効率を改善した電力増幅器や、このような電力増幅器を有する電源回路を実現することができる。 As described above, according to the present invention, a power amplifier with improved power conversion efficiency and a power supply circuit having such a power amplifier can be realized.
本発明の一実施例（第１実施例）に係る電力増幅器の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the power amplifier which concerns on one Example (1st Example) of this invention. （ａ）はプッシュプル増幅器におけるスイッチ制御信号の一例を示す図であり、（ｂ）はトランジスタのコレクタ（Ｃ）端子の電圧を示す図である。(A) is a figure which shows an example of the switch control signal in a push pull amplifier, (b) is a figure which shows the voltage of the collector (C) terminal of a transistor. プッシュプル増幅器における電力変換効率特性の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the power conversion efficiency characteristic in a push pull amplifier. 従来方式の電力増幅器の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the power amplifier of a conventional system. （ａ）、（ｂ）はプッシュプル増幅器における出力波形の例を示す図である。(A), (b) is a figure which shows the example of the output waveform in a push pull amplifier. 従来方式のプッシュプル増幅器における電力変換効率特性の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the power conversion efficiency characteristic in the push-pull amplifier of a conventional system. ＥＥＲ方式の装置の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the apparatus of an EER system. 高速に動作する電源回路の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the power supply circuit which operate | moves at high speed. ＯＦＤＭ信号における包絡線信号のスペクトラムの累積確率密度分布の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the cumulative probability density distribution of the spectrum of the envelope signal in an OFDM signal. 本発明の一実施例（第２実施例）に係る電力増幅器の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the power amplifier which concerns on one Example (2nd Example) of this invention. （ａ）はプッシュプル増幅器におけるスイッチ制御信号（変換前）の一例を示す図であり、（ｂ）はプッシュプル増幅器におけるスイッチ制御信号（変換後）の一例を示す図であり、（ｃ）はトランジスタのコレクタ（Ｃ）端子の電圧を示す図である。(A) is a figure which shows an example of the switch control signal (before conversion) in a push pull amplifier, (b) is a figure which shows an example of the switch control signal (after conversion) in a push pull amplifier, (c) is It is a figure which shows the voltage of the collector (C) terminal of a transistor. （ａ）はスイッチ制御信号（変換後）ＣＣ１～ＣＣ３の状態の一例を示す図であり、（ｂ）はスイッチ制御信号（変換後）ＣＣ１～ＣＣ３の状態及びスイッチ制御信号（変換前）Ｃ１～Ｃ４の状態の一例を示す図である。(A) is a diagram showing an example of the states of the switch control signals (after conversion) CC1 to CC3, and (b) is the state of the switch control signals (after conversion) CC1 to CC3 and the switch control signals (before conversion) C1 to It is a figure which shows an example of the state of C4.
　本発明に係る実施例を図面を参照して説明する。 Embodiments according to the present invention will be described with reference to the drawings.
　本発明の第１実施例を説明する。
　図１には、本発明の一実施例に係る電力増幅器の構成例を示してある。
　本例の電力増幅器は、入力端子１と出力端子２、演算増幅器（オペアンプ）３、バイアス回路を構成する抵抗器４、ダイオード５、ダイオード６、抵抗器７、プッシュプル回路のＮＰＮトランジスタ８とＰＮＰトランジスタ９、直流電圧源１０と直流電圧源１１を備えており、これらの構成については、概略的には、図４（全体）や図８（電力増幅器６１の部分）に示される対応する部分と同様であるが、本例では、ＮＰＮトランジスタ８のコレクタ（Ｃ）端子（ノードＡ）の接続の仕方と、ＰＮＰトランジスタ９のコレクタ（Ｃ）端子（ノードＢ）の接続の仕方が異なっている。 A first embodiment of the present invention will be described.
FIG. 1 shows a configuration example of a power amplifier according to an embodiment of the present invention.
The power amplifier of this example includes an input terminal 1 and an output terminal 2, an operational amplifier (op-amp) 3, a resistor 4 constituting a bias circuit, a diode 5, a diode 6, a resistor 7, an NPN transistor 8 of a push-pull circuit, and a PNP. The transistor 9, the DC voltage source 10, and the DC voltage source 11 are provided, and their configurations are schematically shown in FIG. 4 (entire) and the corresponding parts shown in FIG. 8 (the power amplifier 61). In this example, the connection method of the collector (C) terminal (node A) of the NPN transistor 8 and the connection method of the collector (C) terminal (node B) of the PNP transistor 9 are different in this example.
　本例の電力増幅器は、上記のような従来方式と同様な構成を有するとともに、更に、複数（本例では、８つ）の直流電圧源１２～１９、これと同数（本例では、８つ）のスイッチ２０～２７、これと同数（本例では、８つ）のダイオード２８～３５、直流電圧源３６と直流電圧源３７、スイッチ制御部３８を備えている。 The power amplifier of this example has the same configuration as the conventional system as described above, and further includes a plurality (eight in this example) of DC voltage sources 12 to 19 and the same number (eight in this example). ) Switches 20 to 27, the same number (8 in this example) of diodes 28 to 35, a DC voltage source 36, a DC voltage source 37, and a switch control unit 38.
　具体的な接続の仕方を説明する。
　まず、ＮＰＮトランジスタ８側について説明する。
　ＮＰＮトランジスタ８のコレクタ（Ｃ）端子（ノードＡ）と直流電圧源３６（電圧Ｖ０）の＋側とが接続されている。
　直流電圧源３６の－側には、直列に設けられた４段の回路のうちの最終段（本例では、４段目）の回路が接続されている。 A specific connection method will be described.
First, the NPN transistor 8 side will be described.
The collector (C) terminal (node A) of the NPN transistor 8 is connected to the + side of the DC voltage source 36 (voltage V0).
The negative side of the DC voltage source 36 is connected to the final stage (fourth stage in this example) of four stages of circuits provided in series.
　各段の回路は、１つのダイオード（それぞれ、２８、２９、３０、３１）と、１つの直流電圧源（それぞれ、１２、１３、１４、１５）と、１つのスイッチ（それぞれ、２０、２１、２２、２３）から構成されている。
　各段の回路のダイオード２８、２９、３０、３１が、次の段にカソード端子が向くようにして、直列に接続されており、また、１段目の回路のダイオード２８のアノード端子は接地されており、４段目の回路のダイオード３１のカソード端子は直流電圧源３６の－側と接続されている。
　また、各段の回路では、ダイオード（それぞれ、２８、２９、３０、３１）のアノード端子側の接続線に直流電圧源（それぞれ、１２、１３、１４、１５）の－側が接続されており、当該直流電圧源の＋側にスイッチ（それぞれ、２０、２１、２２、２３）の一端が接続されており、当該スイッチの他端が当該ダイオードのカソード端子側の接続線に接続されている。
　なお、１段目の回路から４段目の回路まで、順に、直流電圧源１２、１３、１４、１５の電圧をＶ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４とする。 Each stage circuit has one diode (28, 29, 30, 31 respectively), one DC voltage source (12, 13, 14, 15 respectively) and one switch (20, 21, 21, respectively). 22 and 23).
The diodes 28, 29, 30, and 31 in each stage circuit are connected in series so that the cathode terminal faces the next stage, and the anode terminal of the diode 28 in the first stage circuit is grounded. The cathode terminal of the diode 31 of the fourth stage circuit is connected to the negative side of the DC voltage source 36.
In each stage circuit, the negative side of the DC voltage source (12, 13, 14, 15) is connected to the connection line on the anode terminal side of the diode (28, 29, 30, 31). One end of a switch (20, 21, 22, 23, respectively) is connected to the + side of the DC voltage source, and the other end of the switch is connected to a connection line on the cathode terminal side of the diode.
Note that the voltages of the DC voltage sources 12, 13, 14, and 15 are V1, V2, V3, and V4 in order from the first stage circuit to the fourth stage circuit.
　次に、ＰＮＰトランジスタ９側について説明する。
　ＰＮＰトランジスタ９のコレクタ（Ｃ）端子（ノードＢ）と直流電圧源３７（電圧Ｖ０）の－側とが接続されている。
　直流電圧源３７の＋側には、直列に設けられた４段の回路のうちの最終段（本例では、４段目）の回路が接続されている。 Next, the PNP transistor 9 side will be described.
The collector (C) terminal (node B) of the PNP transistor 9 and the negative side of the DC voltage source 37 (voltage V0) are connected.
The + side of the DC voltage source 37 is connected to the final stage (fourth stage in this example) of the four stages of circuits provided in series.
　各段の回路は、１つのダイオード（それぞれ、３２、３３、３４、３５）と、１つの直流電圧源（それぞれ、１６、１７、１８、１９）と、１つのスイッチ（それぞれ、２４、２５、２６、２７）から構成されている。
　各段の回路のダイオード３２、３３、３４、３５が、次の段にアノード端子が向くようにして、直列に接続されており、また、１段目の回路のダイオード３２のカソード端子は接地されており、４段目の回路のダイオード３５のアノード端子は直流電圧源３７の＋側と接続されている。
　また、各段の回路では、ダイオード（それぞれ、３２、３３、３４、３５）のアノード端子側の接続線に直流電圧源（それぞれ、１６、１７、１８、１９）の－側が接続されており、当該直流電圧源の＋側にスイッチ（それぞれ、２４、２５、２６、２７）の一端が接続されており、当該スイッチの他端が当該ダイオードのカソード端子側の接続線に接続されている。
　なお、１段目の回路から４段目の回路まで、順に、直流電圧源１６、１７、１８、１９の電圧をＶ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４とする。 Each stage circuit has one diode (32, 33, 34, 35, respectively), one DC voltage source (16, 17, 18, 19 respectively) and one switch (24, 25, respectively). 26, 27).
The diodes 32, 33, 34, and 35 of each stage circuit are connected in series so that the anode terminal faces the next stage, and the cathode terminal of the diode 32 of the first stage circuit is grounded. The anode terminal of the diode 35 in the fourth stage circuit is connected to the + side of the DC voltage source 37.
In each stage circuit, the negative side of the DC voltage source (16, 17, 18, 19) is connected to the anode terminal side connection line of the diode (32, 33, 34, 35, respectively). One end of a switch (24, 25, 26, 27, respectively) is connected to the + side of the DC voltage source, and the other end of the switch is connected to a connection line on the cathode terminal side of the diode.
Note that the voltages of the DC voltage sources 16, 17, 18, and 19 are V 1, V 2, V 3, and V 4 in order from the first stage circuit to the fourth stage circuit.
　次に、ＮＰＮトランジスタ８側とＰＮＰトランジスタ９側に共通な部分について説明する。
　入力端子１とオペアンプ３の＋端子との間の接続線に、スイッチ制御部３８が接続されている。
　スイッチ制御部３８は、入力端子１から入力される信号に基づいて、ＮＰＮトランジスタ８側の４段の回路のそれぞれのスイッチ２０～２３と、ＰＮＰトランジスタ９側の４段の回路のそれぞれのスイッチ２４～２７を制御する。
　なお、スイッチ制御部３８からＮＰＮトランジスタ８側の４段の回路のそれぞれのスイッチ２０～２３への制御信号（スイッチ制御信号）をＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４とし、スイッチ制御部３８からＰＮＰトランジスタ９側の４段の回路のそれぞれのスイッチ２４～２７への制御信号（スイッチ制御信号）をＣ５、Ｃ６、Ｃ７、Ｃ８とする。 Next, parts common to the NPN transistor 8 side and the PNP transistor 9 side will be described.
A switch control unit 38 is connected to a connection line between the input terminal 1 and the + terminal of the operational amplifier 3.
Based on a signal input from the input terminal 1, the switch control unit 38 switches each of the switches 20 to 23 of the four-stage circuit on the NPN transistor 8 side and each switch 24 of the four-stage circuit on the PNP transistor 9 side. ˜27 are controlled.
The control signals (switch control signals) from the switch control unit 38 to the respective switches 20 to 23 of the four-stage circuit on the NPN transistor 8 side are C1, C2, C3, and C4. The control signals (switch control signals) to the respective switches 24 to 27 of the four-stage circuit on the side are C5, C6, C7, and C8.
　このように、本例の電力増幅器では、図４（全体）や図８（電力増幅器６１の部分）の従来方式との違いは、ＮＰＮトランジスタ８及びＰＮＰトランジスタ９のコレクタ（Ｃ）端子に接続されている電源回路にある。
　なお、従来方式では、ＮＰＮトランジスタ４８のコレクタ（Ｃ）端子には直流電圧源５０が接続されているとともに、ＰＮＰトランジスタ４９のコレクタ（Ｃ）端子には直流電圧源５１が接続されており、ＮＰＮトランジスタ４８及びＰＮＰトランジスタ４９のコレクタ（Ｃ）端子の電圧は固定であった。 In this way, the power amplifier of this example is connected to the collector (C) terminals of the NPN transistor 8 and the PNP transistor 9 in the difference from the conventional system of FIG. 4 (entire) and FIG. 8 (part of the power amplifier 61). Is in the power circuit.
In the conventional system, a DC voltage source 50 is connected to the collector (C) terminal of the NPN transistor 48, and a DC voltage source 51 is connected to the collector (C) terminal of the PNP transistor 49. The voltages at the collector (C) terminals of the transistor 48 and the PNP transistor 49 were fixed.
　これに対して、本例の方式では、スイッチ２０～２７を入力レベルによって切り替えることにより、ＮＰＮトランジスタ８及びＰＮＰトランジスタ９のコレクタ（Ｃ）端子の電圧値が変化する。
　直流電圧源１２とスイッチ２０とダイオード２８で１つのブロック（１つの段の回路）を構成し、このような同じ構成を有するブロックが４段と直流電圧源３６が直列に接続されてＮＰＮトランジスタ８のコレクタ（Ｃ）端子に接続される。同様に、直流電圧源１６とスイッチ２４とダイオード３２で１つのブロック（１つの段の回路）を構成し、このような同じ構成を有するブロックが４段と直流電圧源３７が直列に接続されてＰＮＰトランジスタ９のコレクタ（Ｃ）端子に接続される。
　スイッチ２０～２７は、スイッチ制御部３８から出力されるスイッチ制御信号Ｃ１～Ｃ８で制御される。 On the other hand, in the method of this example, the voltage values of the collector (C) terminals of the NPN transistor 8 and the PNP transistor 9 change by switching the switches 20 to 27 according to the input level.
The DC voltage source 12, the switch 20, and the diode 28 constitute one block (one stage circuit), and four blocks having the same configuration and the DC voltage source 36 are connected in series to form the NPN transistor 8 To the collector (C) terminal. Similarly, the DC voltage source 16, the switch 24, and the diode 32 constitute one block (one-stage circuit), and four blocks having the same configuration and the DC voltage source 37 are connected in series. Connected to the collector (C) terminal of the PNP transistor 9.
The switches 20 to 27 are controlled by switch control signals C1 to C8 output from the switch control unit 38.
　本例の電力増幅器における動作について説明する。
　図２（ａ）には、本例の電力増幅器が有するプッシュプル増幅器におけるスイッチ制御信号Ｃ１～Ｃ８の一例を示してあり、これに対応して、図２（ｂ）には、トランジスタ８、９のコレクタ（Ｃ）端子の電圧を示してある。
　図２（ａ）のグラフでは、横軸は時間を表しており、縦軸はスイッチ制御信号がスイッチをオン（ＯＮ）にする状態（本例では、ハイ（Ｈ）の状態）であるか或いはスイッチをオフ（ＯＦＦ）にする状態（本例では、ロウ（Ｌ）の状態）であるかを表している。
　図２（ｂ）のグラフでは、横軸は時間を表しており、縦軸はノードＡ、Ｂについて電圧を表している。なお、基準電圧としては、例えば、ゼロ（０）が用いられる。 The operation of the power amplifier of this example will be described.
FIG. 2A shows an example of the switch control signals C1 to C8 in the push-pull amplifier included in the power amplifier of this example. Correspondingly, FIG. 2B shows the transistors 8, 9 in FIG. The voltage of the collector (C) terminal is shown.
In the graph of FIG. 2A, the horizontal axis represents time, and the vertical axis represents a state in which the switch control signal turns on the switch (in this example, a state of high (H)) or This indicates whether the switch is in a state of being turned off (in this example, a low (L) state).
In the graph of FIG. 2B, the horizontal axis represents time, and the vertical axis represents voltage for nodes A and B. For example, zero (0) is used as the reference voltage.
　図２（ａ）、（ｂ）により、スイッチ制御信号Ｃ１～Ｃ８の状態に対する、ＮＰＮトランジスタ８のコレクタ（Ｃ）端子（ノードＡ）の電圧及びＰＮＰトランジスタ９のコレクタ（Ｃ）端子（ノードＢ）の電圧の関係が示されている。
　なお、説明のために、時間（時刻）Ｔ１～Ｔ１６を示してある。 2A and 2B, the voltage of the collector (C) terminal (node A) of the NPN transistor 8 and the collector (C) terminal (node B) of the PNP transistor 9 with respect to the states of the switch control signals C1 to C8. The voltage relationship is shown.
For the sake of explanation, times (time) T1 to T16 are shown.
　より具体的に説明する。
　本例では、スイッチ制御信号Ｃ１～Ｃ８がＨであるときに、対応するスイッチ２０～２７がオンする。
　まず、直流電圧源１２とスイッチ２０とダイオード２８からなる１ブロックで、スイッチ２０がオン、オフ切り替えしたときの動作を説明する。
　スイッチ２０のスイッチ制御信号Ｃ１がＬであるときは、直流電圧源１２のパスには電流が流れず、ダイオード２８を電流が流れる。スイッチ２０のスイッチ制御信号Ｃ１がＨであるときは、直流電圧源１２のパスに電流が流れ、ダイオード２８には電流が流れない。
　これは、他のブロックについても同様である。 This will be described more specifically.
In this example, when the switch control signals C1 to C8 are H, the corresponding switches 20 to 27 are turned on.
First, the operation when the switch 20 is switched on and off in one block including the DC voltage source 12, the switch 20, and the diode 28 will be described.
When the switch control signal C1 of the switch 20 is L, no current flows through the path of the DC voltage source 12, and a current flows through the diode 28. When the switch control signal C1 of the switch 20 is H, current flows through the path of the DC voltage source 12, and no current flows through the diode 28.
The same applies to other blocks.
　次に、ノードＡの電圧に着目して説明する。
　時間が０からＴ１までの間は、スイッチ制御信号Ｃ１～Ｃ４が全てＬであるため、スイッチ２０～２３は全てオフであり、従って、電流はダイオード２８～３１を流れ、ノードＡには直流電圧源３６の電圧Ｖ０がかかる。
　なお、本説明では、ダイオード２８～３５の順方向電圧はゼロとして説明する。 Next, a description will be given focusing on the voltage of the node A.
During the time from 0 to T1, the switch control signals C1 to C4 are all L, so that the switches 20 to 23 are all off, so that current flows through the diodes 28 to 31, and the DC voltage is applied to the node A. The voltage V0 of the source 36 is applied.
In this description, the forward voltages of the diodes 28 to 35 are assumed to be zero.
　続いて、時間Ｔ１からＴ２までの間は、スイッチ制御信号Ｃ１のみがＨでその他のスイッチ制御信号Ｃ２～Ｃ４はＬであるため、スイッチ２０のみがオンしている。すると、直流電圧源１２と直流電圧源３６が直列に接続されるため、ノードＡの電圧はＶ０＋Ｖ１となる。つまり、スイッチがオンになるブロックの直流電圧源の電圧が直流電圧源３６の電圧Ｖ０に加算された結果の電圧がノードＡにかかる。 Subsequently, from time T1 to time T2, only the switch control signal C1 is H and the other switch control signals C2 to C4 are L, so only the switch 20 is on. Then, since the DC voltage source 12 and the DC voltage source 36 are connected in series, the voltage at the node A becomes V0 + V1. That is, the voltage resulting from adding the voltage of the DC voltage source of the block where the switch is turned on to the voltage V 0 of the DC voltage source 36 is applied to the node A.
　続いて、時間Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４のそれぞれでスイッチ制御信号Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４のそれぞれがＨとなりスイッチ２１、２２、２３のそれぞれがオンになることで、ノードＡの電圧としては、電圧Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４のそれぞれが加算される。
　また、時間Ｔ５、Ｔ６、Ｔ７、Ｔ８のそれぞれでスイッチ制御信号Ｃ４、Ｃ３、Ｃ２、Ｃ１のそれぞれがＬとなりスイッチ２３、２２、２１、２０のそれぞれがオフになることで、ノードＡの電圧としては、電圧Ｖ４、Ｖ３、Ｖ２、Ｖ１のそれぞれが減算される。 Subsequently, each of the switch control signals C2, C3, and C4 becomes H at times T2, T3, and T4, and each of the switches 21, 22, and 23 is turned on. As a voltage of the node A, the voltage V2, Each of V3 and V4 is added.
In addition, the switch control signals C4, C3, C2, and C1 become L at time T5, T6, T7, and T8, respectively, and the switches 23, 22, 21, and 20 are turned off. Each of the voltages V4, V3, V2, and V1 is subtracted.
　次に、ノードＢの電圧に着目して説明する。
　ノードＢの電圧についても、ノードＡの電圧について説明したのと同様に、スイッチ制御信号Ｃ５～Ｃ８で制御されるスイッチ２４～２７がオン、オフ切り替えすることで、対応する電圧Ｖ１～Ｖ４の大きさが加算、減算される。
　なお、時間Ｔ９～Ｔ１６におけるノードＢの電圧の変化の例が図２（ａ）、（ｂ）に示されている。ノードＢの電圧については、ノードＡの電圧に対して正負が逆になっている。 Next, a description will be given focusing on the voltage of the node B.
As for the voltage of the node B, as described for the voltage of the node A, the switches 24 to 27 controlled by the switch control signals C5 to C8 are turned on and off, so that the corresponding voltages V1 to V4 are increased. Is added and subtracted.
An example of the change in the voltage at the node B from time T9 to T16 is shown in FIGS. 2 (a) and 2 (b). The voltage at node B is opposite to the voltage at node A.
　スイッチ制御部３８の動作について説明する。
　ノードＡの電圧を制御するためのスイッチ２０～２３を制御するスイッチ制御信号Ｃ１～Ｃ４は、出力波形が正であるときに変化する。
　スイッチ制御信号Ｃ１は出力波形の電圧がＶ０よりも大きいときにＨとなり、スイッチ制御信号Ｃ２は出力波形の電圧がＶ０＋Ｖ１よりも大きいときにＨとなり、スイッチ制御信号Ｃ３は出力波形の電圧がＶ０＋Ｖ１＋Ｖ２よりも大きいときにＨとなり、スイッチ制御信号Ｃ４は出力波形の電圧がＶ０＋Ｖ１＋Ｖ２＋Ｖ３よりも大きいときにＨとなる。 The operation of the switch control unit 38 will be described.
The switch control signals C1 to C4 for controlling the switches 20 to 23 for controlling the voltage at the node A change when the output waveform is positive.
The switch control signal C1 is H when the output waveform voltage is higher than V0, the switch control signal C2 is H when the output waveform voltage is higher than V0 + V1, and the switch control signal C3 is higher than V0 + V1 + V2. Is high, and the switch control signal C4 is H when the voltage of the output waveform is larger than V0 + V1 + V2 + V3.
　ノードＢの電圧を制御するためのスイッチ２４～２７を制御するスイッチ制御信号Ｃ５～Ｃ８は、出力波形が負であるときに変化する。
　スイッチ制御信号Ｃ５は出力波形の電圧が－Ｖ０よりも小さいときにＨとなり、スイッチ制御信号Ｃ６は出力波形の電圧が－Ｖ０－Ｖ１よりも小さいときにＨとなり、スイッチ制御信号Ｃ７は出力波形の電圧が－Ｖ０－Ｖ１－Ｖ２よりも小さいときにＨとなり、スイッチ制御信号Ｃ８は出力波形の電圧が－Ｖ０－Ｖ１－Ｖ２－Ｖ３よりも小さいときにＨとなる。 Switch control signals C5 to C8 for controlling the switches 24 to 27 for controlling the voltage of the node B change when the output waveform is negative.
The switch control signal C5 becomes H when the voltage of the output waveform is smaller than −V0, the switch control signal C6 becomes H when the voltage of the output waveform is smaller than −V0−V1, and the switch control signal C7 has the output waveform. When the voltage is smaller than -V0-V1-V2, the switch control signal C8 becomes H when the output waveform voltage is smaller than -V0-V1-V2-V3.
　その他の条件では、スイッチ制御信号Ｃ１～Ｃ８はＬとなる。
　以上のような条件でスイッチ制御信号Ｃ１～Ｃ８が動作するようにスイッチ制御部３８は構成されており、このような構成は例えばコンパレータ回路を用いることで容易に実現することができる。このコンパレータ回路にはヒステリシス特性を持たせてもよい。 Under other conditions, the switch control signals C1 to C8 are L.
The switch control unit 38 is configured such that the switch control signals C1 to C8 operate under the above conditions, and such a configuration can be easily realized by using, for example, a comparator circuit. This comparator circuit may have hysteresis characteristics.
　図１に示されるように、本例では、スイッチ制御部３８は、入力端子１から入力される信号からスイッチ制御信号Ｃ１～Ｃ８を作成するため、入力レベルに対する出力レベルの利得を考慮して設計される。
　なお、他の構成例として、スイッチ制御部３８が、出力端子２から出力される信号（或いは、他のところの信号）に基づいてスイッチ制御信号Ｃ１～Ｃ８を作成する構成が用いられてもよい。 As shown in FIG. 1, in this example, the switch control unit 38 creates the switch control signals C1 to C8 from the signal input from the input terminal 1, and therefore is designed in consideration of the gain of the output level with respect to the input level. Is done.
As another configuration example, a configuration in which the switch control unit 38 generates the switch control signals C1 to C8 based on a signal (or other signal) output from the output terminal 2 may be used. .
　ここで、各電圧Ｖ０、Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４としては、それぞれ種々な値が用いられてもよく、例えば、同じ電圧であってもよく、また、それぞれ異なった電圧であってもよい。
　また、本例では、ノードＡの電圧及びノードＢの電圧は、それぞれ５段階に変化するように構成されているが、何段でも構わない。
　また、本例では、スイッチ制御信号Ｃ１～Ｃ８について、出力波形とＶ０、Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３の加算又は減算で組み合わせた値とを比較して信号レベルを決めているが、必ずしもそのようにする必要はなく、他の構成が用いられてもよい。 Here, various values may be used as the voltages V0, V1, V2, V3, and V4, for example, the same voltage may be used, or different voltages may be used.
In this example, the voltage of the node A and the voltage of the node B are each configured to change in five stages, but any number of stages may be used.
In this example, the signal levels of the switch control signals C1 to C8 are determined by comparing the output waveform and the value obtained by adding or subtracting V0, V1, V2, and V3. There is no need and other configurations may be used.
　本例の方式では、図２（ａ）、（ｂ）を参照して説明したように、ＮＰＮトランジスタ８のコレクタ（Ｃ）端子（ノードＡ）の電圧及びＰＮＰトランジスタ９のコレクタ（Ｃ）端子（ノードＢ）の電圧が、出力波形に応じて変化する。つまり、出力波形が小さいときはコレクタ（Ｃ）端子の電圧の絶対値も小さくなるように、ノードＡの電圧及びノードＢの電圧を制御する。 In the method of this example, as described with reference to FIGS. 2A and 2B, the voltage at the collector (C) terminal (node A) of the NPN transistor 8 and the collector (C) terminal ( The voltage at node B) varies according to the output waveform. That is, when the output waveform is small, the voltage at the node A and the voltage at the node B are controlled so that the absolute value of the voltage at the collector (C) terminal is also small.
　一方、従来方式では、図６に示されるように、出力レベルが飽和出力から下がるに従って、電力変換効率も下がってしまう。これは（式１）で示される通りである。
　これに対して、本例の方式では、コレクタ（Ｃ）端子の電圧を出力波形に応じて制御するため、常に飽和出力に近い状態で動作する。このため、本例の方式では、従来方式と比較して、電力変換効率が向上する。 On the other hand, in the conventional method, as shown in FIG. 6, as the output level decreases from the saturated output, the power conversion efficiency also decreases. This is as shown in (Formula 1).
On the other hand, in the method of this example, since the voltage of the collector (C) terminal is controlled according to the output waveform, it always operates in a state close to the saturated output. For this reason, in the system of this example, the power conversion efficiency is improved as compared with the conventional system.
　図３には、本例の電力増幅器が有するプッシュプル増幅器における電力変換効率特性の一例を示してある。
　図３のグラフでは、横軸はバックオフ（ｄＢ）を表しており、縦軸は電力変換効率（％）を表しており、出力電圧に対する電力変換効率の一例を示してある。
　ここで、横軸はバックオフで、（式１）におけるＶｏｍａｘ／Ｖｄｄの対数表示をしており、零点が飽和出力を示す。 FIG. 3 shows an example of power conversion efficiency characteristics in the push-pull amplifier included in the power amplifier of this example.
In the graph of FIG. 3, the horizontal axis represents back-off (dB), the vertical axis represents power conversion efficiency (%), and an example of the power conversion efficiency with respect to the output voltage is shown.
Here, the horizontal axis is backoff, and the logarithm of Vomax / Vdd in (Equation 1) is displayed, and the zero point indicates the saturation output.
　図３に示される本例の電力変換特性では、図６に示される従来方式の電力変換特性と比較して、飽和出力よりも低い出力で効率が向上している。
　なお、本例では、バイポーラトランジスタによる回路で説明しているが、電界効果トランジスタによる回路でもよく、同様の効果が得られる。 In the power conversion characteristic of this example shown in FIG. 3, the efficiency is improved at an output lower than the saturated output as compared with the power conversion characteristic of the conventional system shown in FIG.
In this example, a circuit using a bipolar transistor is described. However, a circuit using a field effect transistor may be used, and the same effect can be obtained.
　以上に説明したように、従来方式では、ＮＰＮトランジスタ４８のコレクタ（Ｃ）端子、ＰＮＰトランジスタ４８のコレクタ（Ｃ）端子に接続される直流電圧源５０、直流電圧源５１の電圧は出力レベルに関係なく一定であるため、出力レベルが下がるに従って電力変換効率も低下してしまった。
　そこで、本例では、ＮＰＮトランジスタ８のコレクタ（Ｃ）端子の電圧及びＰＮＰトランジスタ９のコレクタ（Ｃ）端子の電圧を出力レベルに応じて制御するようにした。 As described above, in the conventional system, the voltages of the DC voltage source 50 and the DC voltage source 51 connected to the collector (C) terminal of the NPN transistor 48 and the collector (C) terminal of the PNP transistor 48 are related to the output level. Since the output level is lowered, the power conversion efficiency is also lowered.
Therefore, in this example, the voltage at the collector (C) terminal of the NPN transistor 8 and the voltage at the collector (C) terminal of the PNP transistor 9 are controlled according to the output level.
　直流電圧源の電圧値を変えるために、複数の直流電圧源を直列に接続し、それぞれの直流電圧源をオン、オフ切り替えすることで、直列接続した複数の直流電圧源の電圧を制御することが可能となる。
　ここで、例えば、直列に接続した複数の直流電圧源の各々にスイッチを設ければ、それぞれの直流電圧源をオン、オフ切り替えできるが、これでは、複数の直流電圧源を直列に接続しているため、電流が流れない。
　そこで、本例では、各々の直流電圧源１２～１９に対してスイッチ２０～２７を直列に接続し、直列に接続した直流電圧源１２～１９とスイッチ２０～２７に対してダイオード２８～３５を並列に接続した。このような直流電圧源、スイッチ、ダイオードを一組の回路ブロックとして、同様な回路ブロックを直列に接続した。このとき、ダイオード２８～３５のアノード端子は直流電圧源１２～１９の負（－）側に接続し、ダイオード２８～３５のカソード端子は直流電圧源１２～１９の正（＋）側に接続した。このような回路ブロックを直列に接続し、スイッチ２０～２７のオン、オフ切り替えを制御することで、電圧を制御することが可能となる。 In order to change the voltage value of a DC voltage source, a plurality of DC voltage sources are connected in series, and each DC voltage source is switched on and off to control the voltage of the plurality of DC voltage sources connected in series. Is possible.
Here, for example, if a switch is provided for each of a plurality of DC voltage sources connected in series, each DC voltage source can be switched on and off, but in this case, a plurality of DC voltage sources are connected in series. Current does not flow.
Therefore, in this example, switches 20 to 27 are connected in series to the DC voltage sources 12 to 19, and diodes 28 to 35 are connected to the DC voltage sources 12 to 19 and the switches 20 to 27 connected in series. Connected in parallel. Similar circuit blocks were connected in series with such a DC voltage source, switch, and diode as a set of circuit blocks. At this time, the anode terminals of the diodes 28 to 35 are connected to the negative (−) side of the DC voltage sources 12 to 19, and the cathode terminals of the diodes 28 to 35 are connected to the positive (+) side of the DC voltage sources 12 to 19. . By connecting such circuit blocks in series and controlling on / off switching of the switches 20 to 27, the voltage can be controlled.
　スイッチ２０～２７がオンであるときは、対応する直流電圧源１２～１９の電圧が加算され、電流は直流電圧源１２～１９を流れ、ダイオード２８～３５には順方向の逆電圧があるため流れない。一方、スイッチ２０～２７がオフであるときは、直流電圧源１２～１９の回路が開放になっているため、電圧は加算されないが、電流はダイオード２８～３５を流れ、回路は動作する。このような構成により、トランジスタ８、９のコレクタ（Ｃ）端子の電圧を制御することができる。スイッチ２０～２７の制御としては、出力レベルに応じて適切な電圧になるように制御する。 When the switches 20 to 27 are on, the voltages of the corresponding DC voltage sources 12 to 19 are added, the current flows through the DC voltage sources 12 to 19, and the diodes 28 to 35 have a forward reverse voltage. Not flowing. On the other hand, when the switches 20 to 27 are OFF, since the circuits of the DC voltage sources 12 to 19 are open, no voltage is added, but current flows through the diodes 28 to 35, and the circuit operates. With such a configuration, the voltage at the collector (C) terminals of the transistors 8 and 9 can be controlled. The switches 20 to 27 are controlled so as to have an appropriate voltage according to the output level.
　また、電源電圧を生成する回路（直流電圧源１２～１９やスイッチ２０～２７やダイオード２８～３５から構成される回路）について、更に説明しておく。この電源電圧回路は、増幅素子（本例では、トランジスタ８、９）に対して電力を供給する電力供給回路として機能する。
　本例の電源電圧生成回路は、図１に示されるような構成をとることにより、複数の電源が直列に接続されていてそれぞれの電圧の足し算が供給されるように構成されている。
　このように電源が直列に接続される構成では、スイッチが同時にオン、オフ状態になったとしても不定状態にはならないという構成上の利点があり、出力が大きい増幅器に適用した場合にも、本例の構成は安定した動作を実現し易いと考えられる。
　これに対して、例えば、複数の電源が並列的に用意されていてこれらの電源のうちのどれか１つをスイッチングにより選択するような構成では、スイッチングの過程で、複数のスイッチが同時にオンになる若しくはオフになる瞬間が発生すると、その間が不定状態になってしまうという問題が想定される。 Further, a circuit for generating a power supply voltage (a circuit including DC voltage sources 12 to 19, switches 20 to 27, and diodes 28 to 35) will be further described. This power supply voltage circuit functions as a power supply circuit that supplies power to the amplifying element (in this example, the transistors 8 and 9).
The power supply voltage generation circuit of this example is configured such that a plurality of power supplies are connected in series and the addition of each voltage is supplied by adopting the configuration shown in FIG.
In such a configuration in which the power supplies are connected in series, there is a structural advantage that even if the switches are turned on and off at the same time, there is an indefinite state. The configuration of the example is considered to easily realize a stable operation.
On the other hand, for example, in a configuration in which a plurality of power supplies are prepared in parallel and one of these power supplies is selected by switching, the plurality of switches are simultaneously turned on during the switching process. If a moment that becomes or turns off occurs, a problem that the state becomes indefinite is assumed.
　以上のように、本例の電力増幅器では、プッシュプル増幅器について、トランジスタ８、９のコレクタ（Ｃ）端子の電圧を出力レベルに応じて制御することで、高効率化を実現する。 As described above, in the power amplifier of this example, the push-pull amplifier achieves high efficiency by controlling the voltage at the collector (C) terminal of the transistors 8 and 9 according to the output level.
　一構成例として、入力信号を差動増幅器（本例では、オペアンプ３）及びプッシュプル増幅器（本例では、トランジスタ８、９を用いて構成されるもの）により電力増幅を行う電力増幅器であって、差動増幅器の出力信号をプッシュプル増幅器において増幅すること、プッシュプル増幅器の出力を差動増幅器の入力に帰還すること、プッシュプル増幅器を構成する複数の増幅素子（本例では、トランジスタ８、９）の各々の電源電圧を当該電力増幅器の入力信号若しくは出力信号の信号レベルに応じて制御すること、を行う。 As one configuration example, a power amplifier that amplifies power of an input signal by a differential amplifier (in this example, an operational amplifier 3) and a push-pull amplifier (in this example, configured using transistors 8 and 9), , Amplifying the output signal of the differential amplifier in the push-pull amplifier, feeding back the output of the push-pull amplifier to the input of the differential amplifier, and a plurality of amplifying elements constituting the push-pull amplifier (in this example, transistors 8, 9), each power supply voltage is controlled in accordance with the signal level of the input signal or output signal of the power amplifier.
　更に、一構成例として、上記した電力増幅器において、電源電圧の制御に関して、次のような構成とする。
　すなわち、直流電圧源１２～１９とスイッチ２０～２７とダイオード２８～３５が直列に接続された回路を１つのブロックとして、複数のブロックが、異なるブロックのダイオード２８～３５のアノード端子とカソード端子が互いに接続されるように接続され、プッシュプル増幅器を構成する各々の増幅素子８、９に対して電源電圧を出力する電源電圧生成回路と、
　電源電圧生成回路を構成する複数のスイッチ２０～２７についてオン／オフを制御することにより電源電圧生成回路から出力される電源電圧を制御する電源電圧制御部（本例では、スイッチ制御部３８）と、を備えた。 Further, as one configuration example, the power amplifier described above has the following configuration with respect to control of the power supply voltage.
That is, a circuit in which DC voltage sources 12 to 19, switches 20 to 27, and diodes 28 to 35 are connected in series is regarded as one block, and a plurality of blocks are connected to anode terminals and cathode terminals of diodes 28 to 35 in different blocks. A power supply voltage generation circuit that is connected to be connected to each other and outputs a power supply voltage to each of the amplifying elements 8 and 9 constituting the push-pull amplifier;
A power supply voltage control unit (in this example, a switch control unit 38) that controls the power supply voltage output from the power supply voltage generation circuit by controlling on / off of the plurality of switches 20 to 27 constituting the power supply voltage generation circuit; , With.
　従って、本例では、増幅器（本例では、電力増幅器）において、オペアンプ３の出力を補助するために接続される増幅器（主に、本例のようにプッシュプル増幅器）の高効率化を実現して増幅効率を向上させることができる。
　具体的には、本例では、プッシュプル増幅器の電力変換効率を向上させることが可能となり、消費電力の低減、電力損失により発生する熱を放熱するための放熱フィンの小型化に寄与する。また、本例では、トランジスタ８、９のコレクタ電圧を出力レベル（出力レベル自体が参照されずに、出力レベルに関する他の指標が参照されてもよい）に応じて制御することから、トランジスタ８、９のコレクタ－エミッタにかかる電圧を低く抑えることができるため、設計時に低い耐圧のトランジスタを選択することが可能である。
　このように、本例では、従来方式の電力増幅器（プッシュプル増幅器で出力を強化したオペアンプ回路）の電力変換効率が、出力レベルが下がるに従って低下する、という問題を改善することができる。 Therefore, in this example, in an amplifier (in this example, a power amplifier), an amplifier (mainly a push-pull amplifier as in this example) connected to assist the output of the operational amplifier 3 is realized with high efficiency. As a result, amplification efficiency can be improved.
Specifically, in this example, it becomes possible to improve the power conversion efficiency of the push-pull amplifier, which contributes to reduction of power consumption and miniaturization of the radiation fin for radiating heat generated by power loss. In this example, since the collector voltages of the transistors 8 and 9 are controlled in accordance with the output level (the output level itself may be referred to, other indicators relating to the output level may be referred to), Since the voltage applied to the collector-emitter 9 can be kept low, it is possible to select a low breakdown voltage transistor at the time of design.
Thus, in this example, it is possible to improve the problem that the power conversion efficiency of a conventional power amplifier (an operational amplifier circuit whose output is enhanced by a push-pull amplifier) decreases as the output level decreases.
　なお、図１に示される本例の電力増幅器では、差動増幅器（本例では、オペアンプ３）、プッシュプル増幅器（本例では、トランジスタ８、９を用いて構成されるもの）、直流電圧源１２～１９とスイッチ２０～２７とダイオード２８～３５を用いて構成されたプッシュプル増幅器の各増幅素子（本例では、トランジスタ８、９）の電源電圧生成回路、電源電圧生成回路の電源電圧を制御する電源電圧制御手段（本例では、スイッチ制御部３８の機能）を備えている。
　ここで、電源電圧制御手段により行われる制御の態様としては、種々なものが用いられてもよく、また、例えば、電力増幅器の入力信号の信号レベルに応じて制御が行われてもよく、或いは、電力増幅器からの出力信号の信号レベルに応じて制御が行われてもよく、或いは、これらの両方に応じて制御が行われてもよく、或いは、他の構成例として、他のところの信号のレベルに応じて制御が行われてもよい。
　また、電源電圧生成回路としては、例えば、複数段のブロック（本例では、電圧Ｖ１～Ｖ４）からなる回路だけでなく、図１に示される固定の直流電圧源３６、３７（電圧Ｖ０）も含んだ回路としてとらえることも可能である。 In the power amplifier of this example shown in FIG. 1, a differential amplifier (in this example, the operational amplifier 3), a push-pull amplifier (in this example, configured using the transistors 8 and 9), a DC voltage source 12 to 19, switches 20 to 27 and diodes 28 to 35, the power supply voltage generation circuit of each amplifying element ( transistors 8 and 9 in this example) of the push-pull amplifier, and the power supply voltage of the power supply voltage generation circuit Power supply voltage control means for controlling (in this example, the function of the switch control unit 38) is provided.
Here, various modes of control performed by the power supply voltage control means may be used. For example, the control may be performed according to the signal level of the input signal of the power amplifier, or The control may be performed in accordance with the signal level of the output signal from the power amplifier, or the control may be performed in accordance with both of them, or as another configuration example, the signal in other places Control may be performed according to the level.
Further, as the power supply voltage generation circuit, for example, not only a circuit composed of a plurality of blocks (voltages V1 to V4 in this example) but also the fixed DC voltage sources 36 and 37 (voltage V0) shown in FIG. It can also be considered as an included circuit.
　本発明の第２実施例を説明する。
　図１０には、本発明の一実施例に係る電力増幅器の構成例を示してある。
　本例の電力増幅器は、入力端子１と出力端子２、演算増幅器（オペアンプ）３、バイアス回路を構成する抵抗器４、ダイオード５、ダイオード６、抵抗器７、プッシュプル回路のＮＰＮトランジスタ８とＰＮＰトランジスタ９、直流電圧源１０と直流電圧源１１を備えており、これらの構成については、図１に示される対応する部分と同様であるが、本例では、ＮＰＮトランジスタ８のコレクタ（Ｃ）端子（ノードＡ）の接続の仕方と、ＰＮＰトランジスタ９のコレクタ（Ｃ）端子（ノードＢ）の接続の仕方が異なっている。 A second embodiment of the present invention will be described.
FIG. 10 shows a configuration example of a power amplifier according to an embodiment of the present invention.
The power amplifier of this example includes an input terminal 1 and an output terminal 2, an operational amplifier (op-amp) 3, a resistor 4 constituting a bias circuit, a diode 5, a diode 6, a resistor 7, an NPN transistor 8 of a push-pull circuit, and a PNP. A transistor 9, a DC voltage source 10 and a DC voltage source 11 are provided, and their configurations are the same as the corresponding parts shown in FIG. 1, but in this example, the collector (C) terminal of the NPN transistor 8 The connection method of (node A) is different from the connection method of the collector (C) terminal (node B) of the PNP transistor 9.
　本例の電力増幅器は、上記のような構成を有するとともに、更に、複数（本例では、６つ）の直流電圧源２０１～２０６、これと同数（本例では、６つ）のスイッチ２１１～２１６、これと同数（本例では、６つ）のダイオード２２１～２２６、スイッチ制御部２３１、スイッチ制御信号変換回路２３２を備えている。 The power amplifier of this example has the above-described configuration, and further includes a plurality (six in this example) of DC voltage sources 201 to 206 and the same number (six in this example) of switches 211 to 206. 216, the same number (six in this example) of diodes 221 to 226, a switch control unit 231, and a switch control signal conversion circuit 232.
　具体的な接続の仕方を説明する。
　まず、ＮＰＮトランジスタ８側について説明する。
　ＮＰＮトランジスタ８のコレクタ（Ｃ）端子（ノードＡ）には、直列に設けられた３段の回路のうちの最終段（本例では、３段目）の回路が接続されている。 A specific connection method will be described.
First, the NPN transistor 8 side will be described.
The collector (C) terminal (node A) of the NPN transistor 8 is connected to the final stage (third stage in this example) of the three stages of circuits provided in series.
　各段の回路は、１つのダイオード（それぞれ、２２１、２２２、２２３）と、１つの直流電圧源（それぞれ、２０１、２０２、２０３）と、１つのスイッチ（それぞれ、２１１、２１２、２１３）から構成されている。
　ここで、各段の回路の構成は、図１に示される各段の回路の構成と同様である。本例では、３段目の回路のダイオード２２３のカソード端子はＮＰＮトランジスタ８のコレクタ（Ｃ）端子（ノードＡ）と接続されている。 Each stage circuit is composed of one diode (221, 222, 223, respectively), one DC voltage source (201, 202, 203, respectively), and one switch (211, 212, 213, respectively). Has been.
Here, the circuit configuration of each stage is the same as the circuit configuration of each stage shown in FIG. In this example, the cathode terminal of the diode 223 in the third-stage circuit is connected to the collector (C) terminal (node A) of the NPN transistor 8.
　本例では、１段目の回路から３段目の回路まで、順に、直流電圧源２０１、２０２、２０３の電圧をＶａ、Ｖｂ、Ｖｃとする。
　本例では、直流電圧源の電圧値について、Ｖａを単位電圧として、Ｖｂ＝Ｖａ×２、Ｖｃ＝Ｖａ×４という関係になるように設定する。つまり、１段目の電圧値（単位電圧Ｖａ）に対して、２段目以降の電圧値が、それぞれ、２倍、４倍、８倍、１６倍、・・・というように２のｎ（ｎは１以上の整数）乗倍になるように設定する。 In this example, the voltages of the DC voltage sources 201, 202, and 203 are assumed to be Va, Vb, and Vc in order from the first stage circuit to the third stage circuit.
In this example, the voltage value of the DC voltage source is set so that Va is a unit voltage and Vb = Va × 2 and Vc = Va × 4. That is, with respect to the voltage value of the first stage (unit voltage Va), the voltage values of the second and subsequent stages are respectively 2 times, 4 times, 8 times, 16 times,. n is an integer greater than or equal to 1).
　次に、ＰＮＰトランジスタ９側について説明する。
　ＰＮＰトランジスタ９のコレクタ（Ｃ）端子（ノードＢ）には、直列に設けられた３段の回路のうちの最終段（本例では、３段目）の回路が接続されている。 Next, the PNP transistor 9 side will be described.
The collector (C) terminal (node B) of the PNP transistor 9 is connected to the final stage (third stage in this example) of the three stages of circuits provided in series.
　各段の回路は、１つのダイオード（それぞれ、２２４、２２５、２２６）と、１つの直流電圧源（それぞれ、２０４、２０５、２０６）と、１つのスイッチ（それぞれ、２１４、２１５、２１６）から構成されている。
　ここで、各段の回路の構成は、図１に示される各段の回路の構成と同様である。本例では、３段目の回路のダイオード２２６のアノード端子はＰＮＰトランジスタ９のコレクタ（Ｃ）端子（ノードＢ）と接続されている。 Each stage circuit is composed of one diode (224, 225, 226, respectively), one DC voltage source (204, 205, 206, respectively), and one switch (214, 215, 216, respectively). Has been.
Here, the circuit configuration of each stage is the same as the circuit configuration of each stage shown in FIG. In this example, the anode terminal of the diode 226 of the third stage circuit is connected to the collector (C) terminal (node B) of the PNP transistor 9.
　本例では、１段目の回路から３段目の回路まで、順に、直流電圧源２０４、２０５、２０６の電圧をＶａ、Ｖｂ、Ｖｃとする。
　本例では、直流電圧源の電圧値について、Ｖａを単位電圧として、Ｖｂ＝Ｖａ×２、Ｖｃ＝Ｖａ×４という関係になるように設定する。つまり、１段目の電圧値（単位電圧Ｖａ）に対して、２段目以降の電圧値が、それぞれ、２倍、４倍、８倍、１６倍、・・・というように２のｎ（ｎは１以上の整数）乗倍になるように設定する。 In this example, the voltages of the DC voltage sources 204, 205, and 206 are assumed to be Va, Vb, and Vc in order from the first stage circuit to the third stage circuit.
In this example, the voltage value of the DC voltage source is set so that Va is a unit voltage and Vb = Va × 2 and Vc = Va × 4. That is, with respect to the voltage value of the first stage (unit voltage Va), the voltage values of the second and subsequent stages are respectively 2 times, 4 times, 8 times, 16 times,. n is an integer greater than or equal to 1).
　次に、ＮＰＮトランジスタ８側とＰＮＰトランジスタ９側に共通な部分について説明する。
　入力端子１とオペアンプ３の＋端子との間の接続線に、スイッチ制御部２３１が接続されており、その後段に、スイッチ制御信号変換回路２３２が接続されている。
　スイッチ制御部３８は、入力端子１から入力される信号に基づいて、ＮＰＮトランジスタ８側の３段の回路のそれぞれのスイッチ２１１～２１３と、ＰＮＰトランジスタ９側の３段の回路のそれぞれのスイッチ２１４～２１６を、スイッチ制御信号変換回路２３２を介して、制御する。 Next, parts common to the NPN transistor 8 side and the PNP transistor 9 side will be described.
A switch control unit 231 is connected to a connection line between the input terminal 1 and the + terminal of the operational amplifier 3, and a switch control signal conversion circuit 232 is connected to the subsequent stage.
Based on the signal input from the input terminal 1, the switch control unit 38 switches each of the switches 211 to 213 of the three-stage circuit on the NPN transistor 8 side and each switch 214 of the three-stage circuit on the PNP transistor 9 side. ˜216 are controlled through the switch control signal conversion circuit 232.
　なお、ＮＰＮトランジスタ８側の３段の回路のスイッチ２１１～２１３に関してスイッチ制御部２３１から出力される制御信号（スイッチ制御信号）をＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４とし、ＰＮＰトランジスタ９側の３段の回路のスイッチ２１４～２１６に関してスイッチ制御部２３１から出力される制御信号（スイッチ制御信号）をＣ５、Ｃ６、Ｃ７、Ｃ８とする。 The control signals (switch control signals) output from the switch control unit 231 for the switches 211 to 213 of the three-stage circuit on the NPN transistor 8 side are C1, C2, C3, and C4, and the three-stage circuits on the PNP transistor 9 side are Control signals (switch control signals) output from the switch control unit 231 regarding the switches 214 to 216 of the circuit are C5, C6, C7, and C8.
　スイッチ制御信号変換回路２３２は、スイッチ制御部２３１から出力されるスイッチ制御信号Ｃ１～Ｃ８を入力して、入力Ｃ１～Ｃ４に基づいて、ＮＰＮトランジスタ８側の３段の回路のそれぞれのスイッチ２１１、２１２、２１３へスイッチ制御信号（変換後のスイッチ制御信号）ＣＣ１、ＣＣ２、ＣＣ３を出力するとともに、入力Ｃ５～Ｃ８に基づいて、ＰＮＰトランジスタ９側の３段の回路のそれぞれのスイッチ２１４、２１５、２１６へスイッチ制御信号（変換後のスイッチ制御信号）ＣＣ４、ＣＣ５、ＣＣ６を出力する。 The switch control signal conversion circuit 232 receives the switch control signals C1 to C8 output from the switch control unit 231, and based on the inputs C1 to C4, the respective switches 211 of the three-stage circuit on the NPN transistor 8 side. 212, 213, switch control signals (switch control signals after conversion) CC1, CC2, CC3 are output, and based on inputs C5 to C8, switches 214, 215, Switch control signals (converted switch control signals) CC4, CC5, and CC6 are output to 216.
　本例の方式では、スイッチ２１１～２１６を入力レベルによって切り替えることにより、ＮＰＮトランジスタ８及びＰＮＰトランジスタ９のコレクタ（Ｃ）端子の電圧値が変化する。
　スイッチ２１１～２１６は、スイッチ制御信号変換回路２３２から出力されるスイッチ制御信号（変換後のスイッチ制御信号）ＣＣ１～ＣＣ６で制御される。 In the method of this example, the voltage values of the collector (C) terminals of the NPN transistor 8 and the PNP transistor 9 change by switching the switches 211 to 216 according to the input level.
The switches 211 to 216 are controlled by switch control signals (switch control signals after conversion) CC1 to CC6 output from the switch control signal conversion circuit 232.
　このように、本例の図１０に示される構成では、図１に示される構成と比べて、ノードＡとノードＢの電圧制御方法が異なり、具体的には、直流電圧源の数（回路の段数）と電圧値や、スイッチ制御部２３１の後にスイッチ制御信号変換回路２３２を挿入した点が異なる。 Thus, the configuration shown in FIG. 10 of this example differs from the configuration shown in FIG. 1 in the voltage control method for node A and node B. Specifically, the number of DC voltage sources (the circuit The number of stages) and the voltage value, and the point that the switch control signal conversion circuit 232 is inserted after the switch control unit 231 is different.
　本例の電力増幅器における動作について説明する。
　図１１（ａ）には、本例の電力増幅器が有するプッシュプル増幅器におけるスイッチ制御信号（変換前）Ｃ１～Ｃ８の一例を示してあり、これに対応して、図１１（ｂ）には、本例の電力増幅器が有するプッシュプル増幅器におけるスイッチ制御信号（変換後）ＣＣ１～ＣＣ６の一例を示してあり、これらに対応して、図１１（ｃ）には、トランジスタ８、９のコレクタ（Ｃ）端子の電圧を示してある。 The operation of the power amplifier of this example will be described.
FIG. 11 (a) shows an example of switch control signals (before conversion) C1 to C8 in the push-pull amplifier included in the power amplifier of this example. Correspondingly, FIG. 11 (b) shows An example of the switch control signals (after conversion) CC1 to CC6 in the push-pull amplifier included in the power amplifier of this example is shown. Corresponding to these, FIG. 11 (c) shows collectors (C of the transistors 8 and 9). ) Terminal voltage is shown.
　図１１（ａ）のグラフでは、横軸は時間を表しており、縦軸はスイッチ制御信号（変換前）がオン（ＯＮ）の状態（本例では、ハイ（Ｈ）の状態）であるか或いはオフ（ＯＦＦ）の状態（本例では、ロウ（Ｌ）の状態）であるかを表している。
　図１１（ｂ）のグラフでは、横軸は時間を表しており、縦軸はスイッチ制御信号がスイッチをオン（ＯＮ）にする状態（本例では、ハイ（Ｈ）の状態）であるか或いはスイッチをオフ（ＯＦＦ）にする状態（本例では、ロウ（Ｌ）の状態）であるかを表している。
　図１１（ｃ）のグラフでは、横軸は時間を表しており、縦軸はノードＡ、Ｂについて電圧を表している。なお、基準電圧としては、例えば、ゼロ（０）が用いられる。 In the graph of FIG. 11A, the horizontal axis represents time, and the vertical axis represents whether the switch control signal (before conversion) is in an ON state (in this example, a high (H) state). Alternatively, it indicates whether it is in an OFF state (in this example, a low (L) state).
In the graph of FIG. 11 (b), the horizontal axis represents time, and the vertical axis represents a state in which the switch control signal turns on the switch (in this example, a state of high (H)) or This indicates whether the switch is in a state of being turned off (in this example, a low (L) state).
In the graph of FIG. 11C, the horizontal axis represents time, and the vertical axis represents voltage for nodes A and B. For example, zero (0) is used as the reference voltage.
　ここで、図１１（ａ）のグラフの内容は、図２（ａ）のグラフの内容と同様である。
　また、図１１（ｃ）のグラフの内容は、本例では電圧をＶａ、Ｖｂ、Ｖｃを用いて表しているという点を除いて、図２（ｂ）のグラフの内容と同様である。
　具体的には、ノードＡの電圧については、時間が０からＴ１までの間は電圧Ｖａがかかり、時間がＴ１からＴ２までの間は電圧Ｖｂ（＝２×Ｖａ）がかかり、時間がＴ２からＴ３までの間は電圧Ｖａ＋Ｖｂ（＝３×Ｖａ）がかかり、時間がＴ３からＴ４までの間は電圧Ｖｃ（＝４×Ｖａ）がかかり、時間がＴ４からＴ５までの間は電圧Ｖａ＋Ｖｃ（＝５×Ｖａ）がかかり、時間がＴ５からＴ６までの間は電圧Ｖｃがかかり、時間がＴ６からＴ７までの間は電圧Ｖａ＋Ｖｂがかかり、時間がＴ７からＴ８までの間は電圧Ｖｂがかかり、時間がＴ８以降は電圧Ｖａがかかる。
　また、ノードＢの電圧については、図１１（ｃ）に示されるように、時間Ｔ９～Ｔ１６において、ノードＡの電圧（時間Ｔ１～Ｔ８）に対して正負が逆になって変化する。 Here, the content of the graph of FIG. 11A is the same as the content of the graph of FIG.
Moreover, the content of the graph of FIG.11 (c) is the same as the content of the graph of FIG.2 (b) except that the voltage is represented using Va, Vb, and Vc in this example.
Specifically, with respect to the voltage of the node A, the voltage Va is applied from time 0 to T1, the voltage Vb (= 2 × Va) is applied from time T1 to T2, and the time from T2 is applied. The voltage Va + Vb (= 3 × Va) is applied until T3, the voltage Vc (= 4 × Va) is applied from time T3 to T4, and the voltage Va + Vc (= 5) is applied from time T4 to T5. XVa) is applied, voltage Vc is applied between time T5 and T6, voltage Va + Vb is applied between time T6 and T7, voltage Vb is applied between time T7 and T8, time is The voltage Va is applied after T8.
Further, as shown in FIG. 11C, the voltage at the node B changes at times T9 to T16 with the positive and negative being reversed with respect to the voltage at the node A (time T1 to T8).
　図１１（ｂ）のグラフについて説明する。
　図１１（ｂ）には、スイッチ制御部２３１から出力された図１１（ａ）に示されるスイッチ制御信号（変換前）Ｃ１～Ｃ８がスイッチ制御信号変換回路２３２によって変換された後のスイッチ制御信号（変換後）ＣＣ１～ＣＣ６を示してある。
　ここで、スイッチ制御信号（変換前）Ｃ１～Ｃ４（又は、Ｃ５～Ｃ８）は、出力波形の電圧値の絶対値が高くなるにつれて、Ｃ１からＣ４へ（又は、Ｃ５からＣ８へ）順にＬ（ＯＦＦ）からＨ（ＯＮ）へ切り替わる。 The graph of FIG. 11B will be described.
11B shows a switch control signal after the switch control signals C1 to C8 (before conversion) C1 to C8 shown in FIG. 11A output from the switch control unit 231 are converted by the switch control signal conversion circuit 232. CC1 to CC6 are shown (after conversion).
Here, the switch control signals (before conversion) C1 to C4 (or C5 to C8) are L (in order) from C1 to C4 (or from C5 to C8) as the absolute value of the voltage value of the output waveform increases. Switch from OFF) to H (ON).
　図１２（ａ）の表には、ノードＡを例として、時間に応じたスイッチ制御信号（変換後）ＣＣ１～ＣＣ３の状態の一例を示してあり、また、ノードＡの電圧を示してある。
　本例では、各時間Ｔ０、Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４においてスイッチ制御信号（変換後）ＣＣ１～ＣＣ３を切り替える状態を示してある。スイッチ制御信号（変換後）ＣＣ１～ＣＣ３について、１はＨ（ＯＮ）を表しており、０はＬ（ＯＦＦ）を表している。 In the table of FIG. 12A, an example of the state of the switch control signals (after conversion) CC1 to CC3 according to time is shown with the node A as an example, and the voltage of the node A is shown.
In this example, the switch control signals (after conversion) CC1 to CC3 are switched at each time T0, T1, T2, T3, and T4. For switch control signals (after conversion) CC1 to CC3, 1 represents H (ON) and 0 represents L (OFF).
　また、ノードＡの電圧は、電圧Ｖａを単位電圧として、その倍数となる。本例では、Ｖａ、Ｖｂ、Ｖｃの関係は、Ｖａを単位電圧として、Ｖｂ＝２×Ｖａ、Ｖｃ＝４×Ｖａであるため、Ｖａを１とすれば、１０進数で表現されたノードＡの電圧をスイッチ制御信号ＣＣ１～ＣＣ３により２進数で表現していることになる。 Further, the voltage of the node A is a multiple of the voltage Va as a unit voltage. In this example, the relationship between Va, Vb, and Vc is Vb = 2 × Va and Vc = 4 × Va, where Va is a unit voltage. Therefore, when Va is 1, the node A expressed in decimal number The voltage is expressed in binary numbers by the switch control signals CC1 to CC3.
　図１２（ｂ）の表には、ノードＡを例として、時間に応じたスイッチ制御信号（変換後）ＣＣ１～ＣＣ３の状態及びスイッチ制御信号（変換前）Ｃ１～Ｃ４の状態の一例を示してある。これにより、スイッチ制御信号（変換後）ＣＣ１～ＣＣ３とスイッチ制御信号（変換前）Ｃ１～Ｃ４の関係が示される。
　本例では、このような関係が満たされるように、スイッチ制御信号変換回路２３２として、スイッチ制御信号（変換前）Ｃ１～Ｃ４をスイッチ制御信号（変換後）ＣＣ１～ＣＣ３へ変換する論理回路を設計する。このような論理回路としては、種々な構成で設計されてもよい。 The table of FIG. 12B shows an example of the state of the switch control signals (after conversion) CC1 to CC3 and the state of the switch control signals (before conversion) C1 to C4 according to time, taking the node A as an example. is there. This shows the relationship between the switch control signals (after conversion) CC1 to CC3 and the switch control signals (before conversion) C1 to C4.
In this example, a logic circuit that converts the switch control signals (before conversion) C1 to C4 to the switch control signals (after conversion) CC1 to CC3 is designed as the switch control signal conversion circuit 232 so that such a relationship is satisfied. To do. Such a logic circuit may be designed with various configurations.
　なお、図１２（ａ）、（ｂ）では、ノードＡ、スイッチ制御信号（変換後）ＣＣ１～ＣＣ３、スイッチ制御信号（変換前）Ｃ１～Ｃ４について説明したが、ノードＢ、スイッチ制御信号（変換後）ＣＣ４～ＣＣ６、スイッチ制御信号（変換前）Ｃ５～Ｃ８についても、同様に考えることができる。
　また、本例では、スイッチ制御部２３１の後段にスイッチ制御信号変換回路２３２を配置しているが、他の構成例として、スイッチ制御部２３１とスイッチ制御信号変換回路２３２とが一体で構成されてもよく、この場合、例えば、入力に基づいて（スイッチ制御信号（変換前）を特定せずに又は特定して）スイッチ制御信号（変換後）を出力する。 12A and 12B, node A, switch control signals (after conversion) CC1 to CC3, and switch control signals (before conversion) C1 to C4 have been described. However, node B, switch control signals (conversion) After) CC4 to CC6 and switch control signals (before conversion) C5 to C8 can be considered similarly.
In this example, the switch control signal conversion circuit 232 is arranged at the subsequent stage of the switch control unit 231, but as another configuration example, the switch control unit 231 and the switch control signal conversion circuit 232 are integrally configured. In this case, for example, the switch control signal (after conversion) is output based on the input (without specifying the switch control signal (before conversion) or specifying).
　図１０に示されるように、本例では、スイッチ制御部２３１やスイッチ制御信号変換回路２３２は、入力端子１から入力される信号からスイッチ制御信号（変換前）Ｃ１～Ｃ８やスイッチ制御信号（変換後）ＣＣ１～ＣＣ６を作成するため、入力レベルに対する出力レベルの利得を考慮して設計される。
　なお、他の構成例として、スイッチ制御部２３１やスイッチ制御信号変換回路２３２が、出力端子２から出力される信号（或いは、他のところの信号）に基づいてスイッチ制御信号（変換前）Ｃ１～Ｃ８やスイッチ制御信号（変換後）ＣＣ１～ＣＣ６を作成する構成が用いられてもよい。 As shown in FIG. 10, in this example, the switch control unit 231 and the switch control signal conversion circuit 232 convert the switch control signals (before conversion) C1 to C8 and switch control signals (conversion) from the signal input from the input terminal 1. Later) In order to create CC1 to CC6, it is designed in consideration of the gain of the output level with respect to the input level.
As another configuration example, the switch control unit 231 and the switch control signal conversion circuit 232 are configured so that the switch control signal (before conversion) C1 to C1˜ is based on a signal output from the output terminal 2 (or another signal). A configuration for creating C8 and switch control signals (after conversion) CC1 to CC6 may be used.
　以上のように、本例の電力増幅器では、図１に示される電力増幅器と比較して、ノードＡ（又は、ノードＢ）の電圧を同じステップ数で制御する場合には、直流電圧源の数を減らすことができる。具体的には、図１に示される電力増幅器では、直流電圧源が１０個であるが、本例の図１０に示される電力増幅器では、直流電圧源が６個である。 As described above, in the power amplifier of this example, when the voltage of node A (or node B) is controlled with the same number of steps as compared with the power amplifier shown in FIG. Can be reduced. Specifically, the power amplifier shown in FIG. 1 has 10 DC voltage sources, but the power amplifier shown in FIG. 10 of this example has 6 DC voltage sources.
　このように、直流電圧源の電圧を加算する方式では、電圧のステップ数よりも少ない直流電圧源で実現することが可能となる。
　これに対して、例えば、複数の電源が並列的に用意されていて、これらの電源のうちのいずれか１つをスイッチングにより選択するような構成では、電圧のステップ数と同じ数の直流電圧源が必要となる。
　よって、本例の方式では、低コストで高効率な電力増幅器を実現することが可能となる。 As described above, the method of adding the voltages of the DC voltage sources can be realized with a DC voltage source having a smaller number of voltage steps.
In contrast, for example, in a configuration in which a plurality of power supplies are prepared in parallel and any one of these power supplies is selected by switching, the same number of DC voltage sources as the number of voltage steps Is required.
Therefore, with the system of this example, it is possible to realize a low-cost and highly efficient power amplifier.
　なお、図１０に示される本例の電力増幅器では、差動増幅器（本例では、オペアンプ３）、プッシュプル増幅器（本例では、トランジスタ８、９を用いて構成されるもの）、直流電圧源２０１～２０６とスイッチ２１１～２１６とダイオード２２１～２２６を用いて構成されたプッシュプル増幅器の各増幅素子（本例では、トランジスタ８、９）の電源電圧生成回路、電源電圧生成回路の電源電圧を制御する電源電圧制御手段（本例では、スイッチ制御部２３１及びスイッチ制御信号変換回路２３２の機能）を備えている。 In the power amplifier of this example shown in FIG. 10, a differential amplifier (in this example, the operational amplifier 3), a push-pull amplifier (in this example, configured using the transistors 8 and 9), a DC voltage source The power supply voltage generation circuit of each amplifying element ( transistors 8 and 9 in this example) of the push-pull amplifier configured by using 201 to 206, switches 211 to 216, and diodes 221 to 226, and the power supply voltage of the power supply voltage generation circuit Power supply voltage control means for controlling (in this example, functions of the switch control unit 231 and the switch control signal conversion circuit 232) are provided.
　本発明の第３実施例を説明する。
　本発明の一実施例として、第１実施例の図１に示される電力増幅器を適用した電源回路の例を示す。なお、第２実施例の図１０に示される電力増幅器を適用した電源回路についても、同様に実現することができる。
　本例の電源回路は、図８に示される電源回路において、図８に示される構成の電力増幅器６１（図４に示されるものと同様なもの）の代わりに、図１に示される構成の電力増幅器（第１実施例に係る電力増幅器）を用いた構成となっている。
　具体的には、図１に示される電力増幅器の入力端子１は図８に示される電源回路の入力端子１１１と接続されており（或いは、入力端子１１１自体でもよい）、図１に示される電力増幅器の出力端子２は図８に示される電源回路の電流検出器１２０の一端（ノードＰ１）と接続されている。 A third embodiment of the present invention will be described.
As an embodiment of the present invention, an example of a power supply circuit to which the power amplifier shown in FIG. 1 of the first embodiment is applied is shown. The power supply circuit to which the power amplifier shown in FIG. 10 of the second embodiment is applied can be similarly realized.
The power supply circuit of this example is different from the power amplifier 61 having the configuration shown in FIG. 8 (similar to that shown in FIG. 4) in the power supply circuit shown in FIG. An amplifier (a power amplifier according to the first embodiment) is used.
Specifically, the input terminal 1 of the power amplifier shown in FIG. 1 is connected to the input terminal 111 of the power supply circuit shown in FIG. 8 (or may be the input terminal 111 itself), and the power shown in FIG. The output terminal 2 of the amplifier is connected to one end (node P1) of the current detector 120 of the power supply circuit shown in FIG.
　本例のように、図１に示される電力増幅器を図８に示される電源回路に適用すると、効率が改善する。例えば、（式２）において、ηｂ＝５５％、ηｄ＝９０％として計算するとηｓ＝８４．６％となり、従来方式のηｓ＝７５％から電力変換効率が９．６％向上する。これにより、図７に示されるＥＥＲ方式の装置の全体の効率が向上する。
　本例の装置（図７に示されるのと同様な装置）は、種々なものに適用されてもよく、例えば、広帯域の高周波信号で無線通信を行う送信機で使用される。 When the power amplifier shown in FIG. 1 is applied to the power supply circuit shown in FIG. 8 as in this example, the efficiency is improved. For example, in (Expression 2), when ηb = 55% and ηd = 90% are calculated, ηs = 84.6%, and the power conversion efficiency is improved by 9.6% from ηs = 75% of the conventional method. This improves the overall efficiency of the EER system apparatus shown in FIG.
The device of the present example (the device similar to that shown in FIG. 7) may be applied to various devices, and is used in, for example, a transmitter that performs wireless communication using a broadband high-frequency signal.
　以上のように、本例の電源回路では、プッシュプル増幅器（本例では、トランジスタ８、９を用いて構成されるもの）とＤＣ／ＤＣコンバータ１２２による高速追従電源のプッシュプル増幅器において、トランジスタ８、９のコレクタ（Ｃ）端子の電圧を出力レベルに応じて制御することで、高効率化を実現する。
　なお、例えば、ＥＥＲ方式やＥＴ（Ｅｎｖｅｌｏｐｅ　Ｔｒａｃｋｉｎｇ）方式の増幅器における電源回路に、図１に示される電力増幅器を線形増幅器として適用することができる。 As described above, in the power supply circuit of this example, the push-pull amplifier (in this example, configured using the transistors 8 and 9) and the push-pull amplifier of the high-speed follow-up power supply using the DC / DC converter 122 have the transistor 8 , 9 by controlling the voltage of the collector (C) terminals according to the output level, thereby realizing high efficiency.
For example, the power amplifier shown in FIG. 1 can be applied as a linear amplifier to a power supply circuit in an EER or ET (Envelope Tracking) amplifier.
　一構成例として、入力信号を増幅して出力する電源回路であって、
　入力信号を増幅する差動増幅器（本例では、オペアンプ３）を用いた電力増幅器（例えば、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２２に比べて広帯域な信号を増幅するもので、主に電圧源となるもの）と、
　電力増幅器からの出力電流値を検出して出力する電流検出器１２０と、
　電流検出器１２０で検出した電流値を入力するヒステリシスコンパレータ１２１と、
　ヒステリシスコンパレータ１２１の出力信号に応じて制御されるＤＣ／ＤＣコンバータ１２２と、
　電力増幅器の出力信号とＤＣ／ＤＣコンバータ１２２の出力信号を合成して当該電源回路の出力信号として出力する合成部（本例では、電力増幅器の出力信号とＤＣ／ＤＣコンバータ１２２の出力信号を合成する回路構成部分）と、を備え、
　更に、電力増幅器として、図１に示されるような増幅器（第１実施例に係る電力増幅器）を用いる。 As one configuration example, a power supply circuit that amplifies and outputs an input signal,
A power amplifier using a differential amplifier (in this example, the operational amplifier 3) for amplifying an input signal (for example, an amplifier that amplifies a wideband signal compared to the DC / DC converter 122 and is mainly a voltage source); ,
A current detector 120 for detecting and outputting an output current value from the power amplifier;
A hysteresis comparator 121 for inputting a current value detected by the current detector 120;
A DC / DC converter 122 controlled in accordance with an output signal of the hysteresis comparator 121;
A combining unit that combines the output signal of the power amplifier and the output signal of the DC / DC converter 122 and outputs the combined signal as the output signal of the power supply circuit (in this example, combines the output signal of the power amplifier and the output signal of the DC / DC converter 122) Circuit component part), and
Further, as the power amplifier, an amplifier as shown in FIG. 1 (the power amplifier according to the first embodiment) is used.
　従って、本例の電源回路では、電力増幅器においてオペアンプ３の出力を補助するために接続される増幅器（主に、本例のようにプッシュプル増幅器）の高効率化を実現して増幅効率を向上させることができる。
　具体的には、本例では、例えば、ＥＥＲ方式の電力変換効率を向上させることが可能となり、消費電力の低減、電力損失により発生する熱を放熱するための放熱フィンの小型化に寄与する。また、本例では、トランジスタ８、９のコレクタ電圧を出力レベル（出力レベル自体が参照されずに、出力レベルに関する他の指標が参照されてもよい）に応じて制御することから、トランジスタ８、９のコレクタ－エミッタにかかる電圧を低く抑えることができるため、設計時に低い耐圧のトランジスタを選択することが可能である。 Therefore, in the power supply circuit of this example, the amplifier (mainly push-pull amplifier as in this example) connected to assist the output of the operational amplifier 3 in the power amplifier is realized to improve the amplification efficiency. Can be made.
Specifically, in this example, for example, it becomes possible to improve the power conversion efficiency of the EER system, which contributes to reduction of power consumption and miniaturization of the radiation fin for radiating heat generated by power loss. In this example, since the collector voltages of the transistors 8 and 9 are controlled in accordance with the output level (the output level itself may be referred to, other indicators relating to the output level may be referred to), Since the voltage applied to the collector-emitter 9 can be kept low, it is possible to select a low breakdown voltage transistor at the time of design.
　なお、図１及び図８を例として説明すると、本例の電源回路は、図１に示される電力増幅器と、図８に示される電流検出器１２０、ヒステリシスコンパレータ１２１、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２２を備えている。また、本例の電源回路では、電力増幅器の出力側が電流検出器１２０を介して出力端子１１２に接続されているとともに、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２２の出力側が出力端子１１２に接続されており、これらの出力が合成されて出力端子１１２から出力される構成となっている。
　また、本例では、電流検出器１２０で検出した電流値を入力するヒステリシス回路としてヒステリシスコンパレータ１２１を用いているが、コンパレータにより構成される必要はなく、入力される電流値に対してヒステリシス特性を有する出力を行えればよい。 1 and FIG. 8 as an example, the power supply circuit of this example includes the power amplifier shown in FIG. 1, the current detector 120, the hysteresis comparator 121, and the DC / DC converter 122 shown in FIG. ing. In the power supply circuit of this example, the output side of the power amplifier is connected to the output terminal 112 via the current detector 120, and the output side of the DC / DC converter 122 is connected to the output terminal 112. The output is synthesized and output from the output terminal 112.
In this example, the hysteresis comparator 121 is used as a hysteresis circuit for inputting the current value detected by the current detector 120. However, the hysteresis comparator 121 does not need to be configured by the comparator, and has hysteresis characteristics with respect to the input current value. What is necessary is just to be able to perform the output which has.
　ここで、本発明に係るシステムや装置などの構成としては、必ずしも以上に示したものに限られず、種々な構成が用いられてもよい。また、本発明は、例えば、本発明に係る処理を実行する方法或いは方式や、このような方法や方式を実現するためのプログラムや当該プログラムを記録する記録媒体などとして提供することも可能であり、また、種々なシステムや装置として提供することも可能である。
　また、本発明の適用分野としては、必ずしも以上に示したものに限られず、本発明は、種々な分野に適用することが可能なものである。
　また、本発明に係るシステムや装置などにおいて行われる各種の処理としては、例えばプロセッサやメモリ等を備えたハードウエア資源においてプロセッサがＲＯＭ（Ｒｅａｄ
　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）に格納された制御プログラムを実行することにより制御される構成が用いられてもよく、また、例えば当該処理を実行するための各機能手段が独立したハードウエア回路として構成されてもよい。
　また、本発明は上記の制御プログラムを格納したフロッピー（登録商標）ディスクやＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ　Ｄｉｓｃ）－ＲＯＭ等のコンピュータにより読み取り可能な記録媒体や当該プログラム（自体）として把握することもでき、当該制御プログラムを当該記録媒体からコンピュータに入力してプロセッサに実行させることにより、本発明に係る処理を遂行させることができる。 Here, the configuration of the system and apparatus according to the present invention is not necessarily limited to the configuration described above, and various configurations may be used. The present invention can also be provided as, for example, a method or method for executing the processing according to the present invention, a program for realizing such a method or method, or a recording medium for recording the program. It is also possible to provide various systems and devices.
The application field of the present invention is not necessarily limited to the above-described fields, and the present invention can be applied to various fields.
In addition, as various processes performed in the system and apparatus according to the present invention, for example, a hardware resource including a processor, a memory, etc., a processor is read by a ROM (Read
A configuration controlled by executing a control program stored in (Only Memory) may be used. For example, each functional unit for executing the processing may be configured as an independent hardware circuit. .
Further, the present invention can be grasped as a computer-readable recording medium such as a floppy (registered trademark) disk or a CD (Compact Disc) -ROM storing the control program, or the program (itself). The processing according to the present invention can be performed by inputting the program from the recording medium to the computer and causing the processor to execute the program.
　１、４１、１０１、１１１・・入力端子、　２、４２、１０２、１１２・・出力端子、
　３、４３・・オペアンプ、　４、７、４４、４７・・抵抗器、　５、６、４５、４６、１３３・・ダイオード、　８、４８・・ＮＰＮトランジスタ、　９、４９・・ＰＮＰトランジスタ、　１０～１９、３６、３７、５０、５１、２０１～２０６・・直流電圧源、　２０～２７、２１１～２１６・・スイッチ、　２８～３５、２２１～２２６・・ダイオード、　３８、２３１・・スイッチ制御部、　Ｃ１～Ｃ８・・スイッチ制御信号、　６１・・電力増幅器、　１０３・・分配器、　１０４・・ＲＦリミット増幅器、　１０５・・主増幅器、　１０６・・包絡線検波器、　１０７・・電源回路、　１２０・・電流検出器、
　１２１・・ヒステリシスコンパレータ、　１２２・・ＤＣ／ＤＣコンバータ、　１３１・・電源電圧、　１３２・・スイッチ素子、　１３４・・インダクタンス、　２３２・・スイッチ制御信号変換回路、
  1, 41, 101, 111 .. input terminal, 2, 42, 102, 112 .. output terminal,
3, 43 ·· operational amplifier 4, 7, 44, 47 · · resistor, 5, 6, 45, 46, 133 · · diode, 8, 48 · · NPN transistor, 9, 49 · · PNP transistor, 10 ~ 19, 36, 37, 50, 51, 201 to 206, DC voltage source, 20 to 27, 211 to 216, switch 28 to 35, 221 to 226, diode, 38, 231, switch control unit, C1 to C8, switch control signal 61, power amplifier 103, distributor, 104 RF limit amplifier 105, main amplifier 106, envelope detector 107, power circuit 120・ Current detector,
121 ·· Hysteresis comparator, 122 ·· DC / DC converter, 131 ·· Power supply voltage, 132 ·· Switch element, 134 ·· Inductance, 232 ·· Switch control signal conversion circuit,

Claims (9)

  1. 　入力信号を増幅する電力増幅器であって、
    　前記入力信号を増幅する増幅素子と、
    　直流電圧源とスイッチとダイオードが直列に接続された閉回路を１つのブロックとして、複数のブロックが、隣接する異なるブロックのうちの一方のブロックのダイオードのアノード端子と他方のブロックのダイオードのカソード端子とが接続されるように、直列に接続され、前記増幅素子に対して電力を供給する電力供給回路と、
    　前記入力信号の信号レベル又は前記増幅素子で増幅された出力信号の信号レベルに応じて、前記電力供給回路を構成する前記複数のブロックのスイッチについてそれぞれオン／オフを制御することで、前記電力供給回路から出力される電源電圧を制御する電源電圧制御手段と、を備えた、
    　ことを特徴とする電力増幅器。     A power amplifier for amplifying an input signal,
    An amplifying element for amplifying the input signal;
    A closed circuit in which a DC voltage source, a switch, and a diode are connected in series is regarded as one block, and a plurality of blocks include an anode terminal of a diode in one of adjacent blocks and a cathode terminal of a diode in the other block. And a power supply circuit connected in series and supplying power to the amplifying element,
    According to the signal level of the input signal or the signal level of the output signal amplified by the amplifying element, the power supply is controlled by controlling on / off of the switches of the plurality of blocks constituting the power supply circuit, respectively. Power supply voltage control means for controlling the power supply voltage output from the circuit,
    A power amplifier characterized by that.
  2. 　請求項１に記載の電力増幅器であって、
    　前記複数のブロックの各直流電圧源の電圧は全て同じである、
    　ことを特徴とする電力増幅器。     The power amplifier according to claim 1, wherein
    The voltages of the DC voltage sources of the plurality of blocks are all the same.
    A power amplifier characterized by that.
  3. 　請求項１に記載の電力増幅器であって、
    　前記複数のブロックの各直流電圧源の電圧はそれぞれ異なり、特定の１つの直流電圧源の電圧に対して他の直流電圧源の電圧がそれぞれ２のｎ乗倍（ｎは１以上の整数）である、
    　ことを特徴とする電力増幅器。     The power amplifier according to claim 1, wherein
    The voltages of the DC voltage sources of the plurality of blocks are different from each other, and the voltages of other DC voltage sources are each a power of 2 times (n is an integer of 1 or more) with respect to the voltage of a specific DC voltage source. is there,
    A power amplifier characterized by that.
  4. 　入力信号の信号レベルに応じた電圧で電力を供給する電源回路であって、
    　前記入力信号を増幅する請求項１に記載の電力増幅器と、
    　前記電力増幅器からの出力の電流値を検出する電流検出器と、
    　前記電流検出器により検出された電流値を入力するヒステリシス回路と、
    　前記ヒステリシス回路からの出力信号に応じて制御されるＤＣ／ＤＣコンバータと、
    　前記電力増幅器からの出力と前記ＤＣ／ＤＣコンバータからの出力を合成する合成点と、を備え、
    　前記合成点から負荷へ電力を供給する、
    　ことを特徴とする電源回路。     A power supply circuit that supplies power at a voltage according to the signal level of an input signal,
    The power amplifier according to claim 1, which amplifies the input signal;
    A current detector for detecting a current value of an output from the power amplifier;
    A hysteresis circuit for inputting a current value detected by the current detector;
    A DC / DC converter controlled in accordance with an output signal from the hysteresis circuit;
    A synthesis point for synthesizing the output from the power amplifier and the output from the DC / DC converter,
    Supplying power from the combined point to the load;
    A power supply circuit characterized by that.
  5. 　入力信号を増幅する電力増幅器であって、
    　前記入力信号を増幅する増幅素子と、
    　直流電圧源とスイッチとダイオードが直列に接続された閉回路を１つのブロックとして、ｍ段（ｍは２以上の整数）のブロックが、隣接する異なるブロックのうちの一方のブロックのダイオードのアノード端子と他方のブロックのダイオードのカソード端子とが接続されるように、直列に接続されて構成された電力供給回路であって、１段目のブロックのダイオードのアノード端子は接地し、ｍ段目のブロックのカソード端子から前記増幅素子に対して電力を供給する電力供給回路と、
    　前記入力信号の信号レベル又は前記増幅素子で増幅された出力信号の信号レベルに応じて、前記電力供給回路を構成する前記ｍ個のブロックのスイッチについてそれぞれオン／オフを制御することで、前記電力供給回路から出力される電源電圧を制御する電源電圧制御手段と、を備えた、
    　ことを特徴とする電力増幅器。     A power amplifier for amplifying an input signal,
    An amplifying element for amplifying the input signal;
    A closed circuit in which a DC voltage source, a switch, and a diode are connected in series is regarded as one block, and an m-stage (m is an integer of 2 or more) block is an anode terminal of a diode in one of adjacent blocks. And the cathode terminal of the diode of the other block are connected in series so that the anode terminal of the diode of the first block is grounded, and the mth stage A power supply circuit for supplying power from the cathode terminal of the block to the amplifying element;
    According to the signal level of the input signal or the signal level of the output signal amplified by the amplifying element, the power of the m blocks is controlled by turning on / off the switches of the m blocks. Power supply voltage control means for controlling the power supply voltage output from the supply circuit,
    A power amplifier characterized by that.
  6. 　入力信号を増幅する電力増幅器であって、
    　前記入力信号を増幅する増幅素子と、
    　直流電圧源とスイッチとダイオードが直列に接続された閉回路を１つのブロックとして、ｍ段（ｍは２以上の整数）のブロックが、隣接する異なるブロックのうちの一方のブロックのダイオードのアノード端子と他方のブロックのダイオードのカソード端子とが接続されるように、直列に接続されて構成された電力供給回路であって、１段目のブロックのダイオードのカソード端子は接地し、ｍ段目のブロックのアノード端子から前記増幅素子に対して電力を供給する電力供給回路と、
    　前記入力信号の信号レベル又は前記増幅素子で増幅された出力信号の信号レベルに応じて、前記電力供給回路を構成する前記ｍ個のブロックのスイッチについてそれぞれオン／オフを制御することで、前記電力供給回路から出力される電源電圧を制御する電源電圧制御手段と、
    を備えた、
    　ことを特徴とする電力増幅器。     A power amplifier for amplifying an input signal,
    An amplifying element for amplifying the input signal;
    A closed circuit in which a DC voltage source, a switch, and a diode are connected in series is regarded as one block, and an m-stage (m is an integer of 2 or more) block is an anode terminal of a diode in one of adjacent blocks. Is connected in series so that the cathode terminal of the diode in the other block is connected to the cathode terminal of the diode in the first block, the cathode terminal of the diode in the first block is grounded, A power supply circuit for supplying power from the anode terminal of the block to the amplification element;
    According to the signal level of the input signal or the signal level of the output signal amplified by the amplifying element, the power of the m blocks is controlled by turning on / off the switches of the m blocks. Power supply voltage control means for controlling the power supply voltage output from the supply circuit;
    With
    A power amplifier characterized by that.
  7. 　入力信号を差動増幅器及びプッシュプル増幅器により増幅する電力増幅器であって、
    　前記差動増幅器は一方の入力へ前記入力信号を入力し、前記プッシュプル増幅器は前記差動増幅器からの出力信号を増幅し、当該出力信号は前記差動増幅器の他方の入力へ帰還信号として入力される構成を有しており、
    　当該電力増幅器は、
    　前記プッシュプル増幅器を構成する複数の増幅素子の各々に対して電力を供給する回路であって、直流電圧源とスイッチとダイオードが直列に接続された閉回路を１つのブロックとして、複数のブロックが、隣接する異なるブロックのうちの一方のブロックのダイオードのアノード端子と他方のブロックのダイオードのカソード端子とが接続されるように、直列に接続され、前記プッシュプル増幅器を構成する複数の増幅素子の各々に対して電力を供給する電力供給回路と、
    　当該電力増幅器の入力信号の信号レベル又は当該電力増幅器からの出力信号の信号レベルに応じて、前記電力供給回路を構成する前記複数のブロックのスイッチについてそれぞれオン／オフを制御することで、前記電力供給回路から出力される電源電圧を制御する電源電圧制御手段と、を備えた、
    　ことを特徴とする電力増幅器。     A power amplifier that amplifies an input signal by a differential amplifier and a push-pull amplifier,
    The differential amplifier inputs the input signal to one input, the push-pull amplifier amplifies the output signal from the differential amplifier, and the output signal is input as a feedback signal to the other input of the differential amplifier. Has the structure
    The power amplifier
    A circuit for supplying power to each of a plurality of amplifying elements constituting the push-pull amplifier, wherein a closed circuit in which a DC voltage source, a switch, and a diode are connected in series is regarded as one block, and the plurality of blocks are A plurality of amplifying elements constituting the push-pull amplifier are connected in series so that the anode terminal of the diode of one block of the adjacent different blocks and the cathode terminal of the diode of the other block are connected. A power supply circuit for supplying power to each;
    According to the signal level of the input signal of the power amplifier or the signal level of the output signal from the power amplifier, on / off control is performed for each of the switches of the plurality of blocks constituting the power supply circuit. Power supply voltage control means for controlling the power supply voltage output from the supply circuit,
    A power amplifier characterized by that.
  8. 　入力信号を差動増幅器及びプッシュプル増幅器により増幅する電力増幅器であって、
    　前記差動増幅器は一方の入力へ前記入力信号を入力し、前記プッシュプル増幅器は前記差動増幅器からの出力信号を増幅し、当該出力信号は前記差動増幅器の他方の入力へ帰還信号として入力される構成を有しており、
    　当該電力増幅器は、
    　前記プッシュプル増幅器を構成する複数の増幅素子の一方に対して電力を供給する電力供給回路であって、直流電圧源とスイッチとダイオードが直列に接続された閉回路を１つのブロックとして、ｌ段（ｌは２以上の整数）のブロックが、隣接する異なるブロックのうちの一方のブロックのダイオードのアノード端子と他方のブロックのダイオードのカソード端子とが接続されるように、直列に接続されて構成され、１段目のブロックのダイオードのアノード端子は接地し、ｌ段目のブロックのカソード端子から電力を供給する第１の電力供給回路と、
    　前記プッシュプル増幅器を構成する複数の増幅素子の他方に対して電力を供給する電力供給回路であって、直流電圧源とスイッチとダイオードが直列に接続された閉回路を１つのブロックとして、ｍ段（ｍは２以上の整数）のブロックが、隣接する異なるブロックのうちの一方のブロックのダイオードのアノード端子と他方のブロックのダイオードのカソード端子とが接続されるように、直列に接続されて構成され、１段目のブロックのダイオードのカソード端子は接地し、ｍ段目のブロックのアノード端子から電力を供給する第２の電力供給回路と、
    　当該電力増幅器の入力信号の信号レベル又は当該電力増幅器からの出力信号の信号レベルに応じて、前記第１及び第２の電力供給回路を構成する前記ｌ個及びｍ個のブロックのスイッチについてそれぞれオン／オフを制御することで、前記第１及び第２の電力供給回路から出力される電源電圧を制御する電源電圧制御手段と、を備えた、
    　ことを特徴とする電力増幅器。     A power amplifier that amplifies an input signal by a differential amplifier and a push-pull amplifier,
    The differential amplifier inputs the input signal to one input, the push-pull amplifier amplifies the output signal from the differential amplifier, and the output signal is input as a feedback signal to the other input of the differential amplifier. Has the structure
    The power amplifier
    A power supply circuit for supplying power to one of a plurality of amplifying elements constituting the push-pull amplifier, wherein a closed circuit in which a DC voltage source, a switch, and a diode are connected in series is formed as one block. (1 is an integer of 2 or more) blocks are connected in series so that the anode terminal of the diode of one of the adjacent blocks and the cathode terminal of the diode of the other block are connected. A first power supply circuit for grounding an anode terminal of the diode of the first stage block and supplying power from a cathode terminal of the l stage block;
    A power supply circuit for supplying power to the other of the plurality of amplifying elements constituting the push-pull amplifier, wherein a closed circuit in which a DC voltage source, a switch, and a diode are connected in series is one block, and m stages (M is an integer of 2 or more) blocks are connected in series so that the anode terminal of the diode of one of the adjacent blocks and the cathode terminal of the diode of the other block are connected. A second power supply circuit that grounds the cathode terminal of the diode of the first block and supplies power from the anode terminal of the m-th block;
    According to the signal level of the input signal of the power amplifier or the signal level of the output signal from the power amplifier, the switches of the l and m blocks constituting the first and second power supply circuits are turned on, respectively. Power supply voltage control means for controlling the power supply voltage output from the first and second power supply circuits by controlling / off,
    A power amplifier characterized by that.
  9. 　入力信号の信号レベルに応じた電圧で電力を供給する電源回路であって、
    　前記入力信号を増幅する請求項７に記載の電力増幅器と、
    　前記電力増幅器からの出力の電流値を検出する電流検出器と、
    　前記電流検出器により検出された電流値を入力するヒステリシス回路と、
    　前記ヒステリシス回路からの出力信号に応じて制御されるＤＣ／ＤＣコンバータと、
    　前記電力増幅器からの出力と前記ＤＣ／ＤＣコンバータからの出力を合成する合成点と、を備え、
    　前記合成点から負荷へ電力を供給する、
    　ことを特徴とする電源回路。
          A power supply circuit that supplies power at a voltage according to the signal level of an input signal,
    The power amplifier according to claim 7 for amplifying the input signal;
    A current detector for detecting a current value of an output from the power amplifier;
    A hysteresis circuit for inputting a current value detected by the current detector;
    A DC / DC converter controlled in accordance with an output signal from the hysteresis circuit;
    A synthesis point for synthesizing the output from the power amplifier and the output from the DC / DC converter,
    Supplying power from the combined point to the load;
    A power supply circuit characterized by that.
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