JP4632882B2 - 高周波電力増幅器および無線通信装置 - Google Patents
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Description
この発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴については、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
すなわち、高周波電力増幅回路の出力電力のレベルを検出する出力電力検出回路の検出出力をフィードバックして高周波電力増幅回路のゲインを制御する無線通信システムにおいて、出力電力が低い領域での出力電力検出回路(出力検波回路)の感度不足を補うような電流を生成して与えるプリチャージ回路(感度アップ回路)を設ける。これとともに、このプリチャージ回路は、周囲温度が変化した場合、プリチャージ回路より出力する電流が温度変化に応じて変動するように構成したものである。
すなわち、本発明に従うと、出力電力のレベルを検出して高周波電力増幅回路のフィードバック制御を行なう無線通信システムにおいて、出力電力が低い領域においても出力電力制御特性の温度依存性の少ない高周波電力増幅器を実現することができる。
図1は、本発明を適用した高周波電力増幅器の実施例を示したものである。この実施例の高周波電力増幅器は、複数の半導体集積回路と抵抗や容量などのディスクリートの電子部品によりモジュールとして構成されている。本明細書においては、表面や内部にプリント配線が施された絶縁基板に複数の半導体チップと電子部品が実装されて上記プリント配線やボンディングワイヤで各部品が所定の役割を果たすように結合されることであたかも一つの電子デバイスとして扱えるように構成された高周波電力増幅回路を高周波電力増幅器(パワーモジュール)と称する。
図10において、110はGSMやDCSのシステムにおけるGMSK変調や復調を行なうことができる変復調回路や送信データ(ベースバンド信号)に基づいてI,Q信号を生成したり受信信号から抽出されたI,Q信号を処理する回路を有する高周波信号処理回路(ベースバンド回路)110である。このベースバンド回路110と受信信号を増幅するロウノイズアンプLNA1,LNA2等が、1つの半導体チップ上に半導体集積回路(ベースバンドIC)として形成されている。
110 ベースバンド回路
200 パワーモジュール
210,210a,210b 高周波電力増幅回路
211,212,213 増幅素子(増幅用FET)
220 RF検出部
221 AC検波回路
222 プリチャージ回路
222A 定電流生成回路
222B 温度補償回路
222C 電流合成回路
223 検波電圧演算回路
230 バイアス制御部
231 誤差アンプ
232 バイアス回路
241〜244 インピーダンス整合回路
300 フロントエンド・モジュール
Claims (5)
- 出力電力制御電圧に応じて高周波信号を増幅する高周波電力増幅回路と、該高周波電力増幅回路の出力電力のレベルを検出する出力電力検出回路とを備え、前記出力電力検出回路の検出出力をフィードバックして前記高周波電力増幅回路のゲインを制御する無線通信システムに用いられる高周波電力増幅器であって、前記出力電力が低い領域で前記出力電力検出回路の感度不足を補うような補償電流を生成して流すプリチャージ回路を備え、該プリチャージ回路は、前記高周波電力増幅回路の前記出力電力が周囲温度の変化で変動しないようにする前記補償電流を生成して、
前記プリチャージ回路は、前記出力電力制御電圧が所定のレベルよりも低い状態では、前記出力電力制御電圧に応じた前記補償電流を生成して前記出力電力検出回路の検波部へ供給して検出感度を向上させ、
外部より供給される出力レベルを指示する出力レベル指示信号と前記出力電力検出回路の前記検波出力とを比較して前記出力電力制御電圧を生成する誤差増幅回路を更に備え、
前記高周波電力増幅回路は複数の増幅用トランジスタを備え、前記出力電力制御電圧に応じて前記複数の増幅用トランジスタにバイアスを与えるバイアス回路を更に備え、
前記プリチャージ回路は、基準となる電圧に基づいて所定の大きさのオフセット電流を生成する定電流生成回路と、周囲温度に比例した温度比例電流を生成する補償電流生成回路と、前記オフセット電流と前記温度比例電流と前記出力電力制御電圧に基づいて該出力電力制御電圧が所定レベル以上のときに該出力電力制御電圧に比例した制御電圧比例電流を生成する可変電流生成回路と、該可変電流生成回路により生成された前記制御電圧比例電流と基準となる電流とを合成して所望の特性に従って変化する前記補償電流を出力する電流合成回路とからなることを特徴とする高周波電力増幅器。 - 前記増幅用トランジスタとカレントミラー接続されたバイアス用トランジスタを備え、前記バイアス回路は温度依存性を有するバイアス電流を生成し前記バイアス用トランジスタに流し、前記バイアス回路の温度依存性は前記増幅用トランジスタの出力電力の温度依存性を低減することを特徴とする請求項1に記載の高周波電力増幅器。
- 前記出力電力検出回路は、前記電力増幅回路の出力部から結合容量を介して入力される交流信号が制御端子に印加された第1トランジスタと、該第1トランジスタと直列に接続された第2トランジスタと、該第2トランジスタとカレントミラー接続された第3トランジスタと、該第3トランジスタと直列に接続された電流−電圧変換用トランジスタとを備え、前記プリチャージ回路により生成された前記補償電流が前記電流−電圧変換用トランジスタに流されるようにされていることを特徴とする請求項1乃至請求項2のいずれかに記載の高周波電力増幅器。
- 前記第1トランジスタの制御端子に動作点を与えるバイアス生成回路と、前記電流−電圧変換用トランジスタにより変換された電圧と前記バイアス生成回路により前記第1トランジスタに付与される電圧との差に応じた電圧を前記検出出力として出力する演算回路とを備えていることを特徴とする請求項3に記載の高周波電力増幅器。
- 請求項1乃至請求項4のいずれかに記載の高周波電力増幅器と、前記高周波電力増幅回路により増幅される高周波信号と前記出力レベル指示信号とを生成して前記高周波電力増幅器へ供給するベースバンド回路とを含む無線通信装置。
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