JP2010041233A - 検波回路及び無線通信システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】バイアス回路6からの電流の一部を検出する検出用抵抗11と、検出用抵抗11を介して得られた電流を電圧に変換する電流−電圧変換回路12とを有する。増幅用トランジスタ1に供給されるバイアス回路6の電流を検出しているため、高周波電力増幅器の負荷が変動した場合には増幅用トランジスタ1の出力電流が変わり、それに比例して入力電流及びバイアス回路電流も変わるので、検波出力電圧は高周波電力増幅器の負荷の変化に追従することができる。
【選択図】図1
Description
入力端子4から入ってきた高周波信号(RF信号)は、増幅用トランジスタ1と同時に検出用トランジスタ7に入力される。従って、検出用トランジスタ7の出力には、検出用トランジスタ7で増幅された信号が出力される。
また、電流の検出先となるトランジスタをバイアス供給用トランジスタと分けることにより、電力検出範囲(ダイナミックレンジ)を広くすることができるという別の優れた効果を発揮する。
図1は、本発明の第1の実施形態に係る検波回路10の概略構成を示す図である。図1において、増幅用トランジスタ1のベースには、入力マッチング回路2の一方端及び増幅用トランジスタ1にバイアスを供給するバイアス回路6が接続されている。増幅用トランジスタ1のコレクタには出力マッチング回路3の一方端が接続されている。入力マッチング回路2の他方端には、入力端子4が接続され、出力マッチング回路3の他方端には出力端子5が接続される。
バイアス回路6から増幅用トランジスタ1に供給されるバイアス電流は、増幅用トランジスタ1に所望のコレクタ電流が流れるように設定されている。また、高周波信号は、入力端子4から入力され、増幅用トランジスタ1で増幅された後、出力端子5から出力される。入力端子4から入ってくる高周波信号の電力が高くなると、増幅用トランジスタ1のベース電圧が大きく振られるようなり、それに従ってバイアス回路6から増幅用トランジスタ1に供給されるバイアス電流も大きく変化する。
検波回路10に流れ込む電流の大小によって、電流−電圧変換回路12から出力される電圧が変わる。通常、検波回路10からの出力電圧は、RF−ICやベースバンドICのA/Dコンバータに接続することでしかるべき制御を行うが、これらのICに与える電源電圧による制約から最大で2.4V程度である。また、RF信号無入力時のバイアス電流が小さいほどダイナミックレンジが広く取れる。このような理由により、検出用抵抗11は数kΩ程度が望ましく、低い場合で1kΩ、高い場合で10kΩに設定される。従って、高インピーダンスで検波回路10が構成されているため、増幅用トランジスタ1に与える影響は少ない。
図6は、本発明の第2の実施形態に係る検波回路10の詳細な回路例を示す図である。この第2の実施形態は、上記第1の実施形態の図2に示した検波回路10と、バイポーラトランジスタ23から電圧検出する部分をコレクタからエミッタに変えていることが異なる。これ以外の構成は、上記第1の実施形態で説明した動作と基本的に同じであるため、詳しい説明を省略する。
図7は、本発明の第3の実施形態に係る検波回路10の詳細な回路例を示す図である。この第3の実施形態は、上記第1の実施形態の図2に示した検波回路10と、抵抗31、32、及び電流分配用トランジスタ30を加え、検波回路10の接続を電流分配用トランジスタ30のエミッタに変えたことが異なる。これ以外の構成は、上記第1の実施形態で説明した動作と基本的に同じであるため、詳しい説明を省略する。
抵抗31は、バイポーラトランジスタ13のベースへの高周波的な影響を防ぐために数10Ωから数100Ωが望ましいが、場合によっては、例えばバイポーラトランジスタ13のベースを容量で高周波的に接地する場合(図示せず)0Ωでも構わない。また、抵抗32は、電流分配用トランジスタ30のコレクタ電流を減らすため、低い場合で1kΩ、高い場合で10kΩ程度に設定される。
図8〜図11は、本発明の第1〜第3の実施形態に係る検波回路10のいずれかを用いた無線通信システムの構成例を示す図である。
又は、予め出力電力レベルと検波電圧との関係をルック・アップ・テーブル(LUT)のようなメモリに記憶させておき、所望の出力電力レベルすなわち検波電圧になるようにバイアス回路6a及び6bへの供給電圧やDC−DCコンバータ35からの出力電圧を調整する。
2 入力マッチング回路
3 出力マッチング回路
4 入力端子
5 出力端子
6、6a、6b バイアス回路
7 検出用トランジスタ
8 二乗平均回路
9、9a、9b 検波出力端子
10、10a、10b 検波回路
11 検出用抵抗
12 電流−電圧変換回路
13〜15、23、27、28、30 バイポーラトランジスタ
16〜19、22、24、25、31、32 抵抗
20、21 電源端子
26 容量
29 電界効果トランジスタ
33、34 増幅回路
35 DC−DCコンバータ
36 制御回路
Claims (11)
- 増幅用トランジスタと、当該増幅用トランジスタにバイアスを供給するバイアス回路から構成される電力増幅回路に用いられる検波回路であって、
前記バイアス回路と前記増幅用トランジスタのベースとの接続点に一方端が接続され、前記バイアス回路から供給されるバイアス電流の一部を検知する抵抗と、
前記抵抗の他方端と接続され、前記抵抗を介した電流を電圧に変換する電流―電圧変換回路とを備える、検波回路。 - 前記電流―電圧変換回路は、バイポーラトランジスタを用いていることを特徴とする、請求項1に記載の検波回路。
- 前記電流―電圧変換回路は、電界効果トランジスタを用いていることを特徴とする、請求項1に記載の検波回路。
- 増幅用トランジスタと、当該増幅用トランジスタにバイアスを供給するバイアス回路から構成される電力増幅回路に用いられる検波回路であって、
前記増幅用トランジスタのベースにバイアス電流を供給する前記バイアス回路のエミッタフォロアトランジスタとコレクタ及びベースが接続された電流分配用トランジスタと、
前記電流分配用トランジスタのエミッタに一方端が接続され、前記電流分配用トランジスタから供給されるエミッタ電流の一部を検知する抵抗と、
前記抵抗の他方端と接続され、前記抵抗を介した電流を電圧に変換する電流―電圧変換回路とを備える、検波回路。 - 前記電流―電圧変換回路は、バイポーラトランジスタを用いていることを特徴とする、請求項4に記載の検波回路。
- 前記電流―電圧変換回路は、電界効果トランジスタを用いていることを特徴とする、請求項4に記載の検波回路。
- 2段の増幅回路で構成される高周波電力増幅器を使用する無線通信システムであって、
高周波信号を増幅する前段増幅回路と、
前記前段増幅回路からの出力を更に増幅する後段増幅回路と、
前記前段増幅回路の入力側にバイアス電流を供給する前段バイアス回路と、
前記後段増幅回路の入力側にバイアス電流を供給する後段バイアス回路と、
前記前段バイアス回路に接続される請求項1〜6のいずれかに記載の検波回路とを備える、無線通信システム。 - 2段の増幅回路で構成される高周波電力増幅器を使用する無線通信システムであって、
高周波信号を増幅する前段増幅回路と、
前記前段増幅回路からの出力を更に増幅する後段増幅回路と、
前記前段増幅回路の入力側にバイアス電流を供給する前段バイアス回路と、
前記後段増幅回路の入力側にバイアス電流を供給する後段バイアス回路と、
前記後段バイアス回路に接続される請求項1〜6のいずれかに記載の検波回路とを備える、無線通信システム。 - 2段の増幅回路で構成される高周波電力増幅器を使用する無線通信システムであって、
高周波信号を増幅する前段増幅回路と、
前記前段増幅回路からの出力を更に増幅する後段増幅回路と、
前記前段増幅回路の入力側にバイアス電流を供給する前段バイアス回路と、
前記後段増幅回路の入力側にバイアス電流を供給する後段バイアス回路と、
前記前段バイアス回路に接続される請求項1〜6のいずれかに記載の第1の検波回路と、
前記後段バイアス回路に接続される請求項1〜6のいずれかに記載の第2の検波回路とを備える、無線通信システム。 - 2段の増幅回路で構成される高周波電力増幅器を使用する無線通信システムであって、
高周波信号を増幅する前段増幅回路と、
前記前段増幅回路からの出力を更に増幅する後段増幅回路と、
前記前段増幅回路の入力側にバイアス電流を供給する前段バイアス回路と、
前記後段増幅回路の入力側にバイアス電流を供給する後段バイアス回路と、
前記後段バイアス回路に接続される請求項1〜6のいずれかに記載の検波回路と、
前記検波回路の出力電圧値に応じて、前記前段バイアス回路及び前記後段バイアス回路のバイアス電流を制御する制御回路とを備える、無線通信システム。 - 2段の増幅回路で構成される高周波電力増幅器を使用する無線通信システムであって、
高周波信号を増幅する前段増幅回路と、
前記前段増幅回路からの出力を更に増幅する後段増幅回路と、
前記前段増幅回路及び前記後段増幅回路の出力側に電圧を供給するDC−DCコンバータと、
前記前段増幅回路の入力側にバイアス電流を供給する前段バイアス回路と、
前記後段増幅回路の入力側にバイアス電流を供給する後段バイアス回路と、
前記後段バイアス回路に接続される請求項1〜6のいずれかに記載の検波回路と、
前記検波回路の出力電圧値に応じて、前記前段バイアス回路及び前記後段バイアス回路のバイアス電流、及び前記DC−DCコンバータからの出力電圧を制御する制御回路とを備える、無線通信システム。
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