WO2011001575A1 - 送信回路及び通信機器 - Google Patents

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WO2011001575A1
WO2011001575A1 PCT/JP2010/002408 JP2010002408W WO2011001575A1 WO 2011001575 A1 WO2011001575 A1 WO 2011001575A1 JP 2010002408 W JP2010002408 W JP 2010002408W WO 2011001575 A1 WO2011001575 A1 WO 2011001575A1
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signal
delay time
operation mode
unit
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北村遼
宮崎崇仁
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パナソニック株式会社
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    • H04B1/38Transceivers, i.e. devices in which transmitter and receiver form a structural unit and in which at least one part is used for functions of transmitting and receiving
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    • H04B1/406Circuits using the same oscillator for generating both the transmitter frequency and the receiver local oscillator frequency with more than one transmission mode, e.g. analog and digital modes
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    • H03F2200/00Indexing scheme relating to amplifiers
    • H03F2200/336A I/Q, i.e. phase quadrature, modulator or demodulator being used in an amplifying circuit

Definitions

  • the present invention relates to a transmission circuit used in a communication device such as a mobile phone or a wireless LAN, and more particularly to a transmission circuit that operates with high accuracy and high efficiency, and a communication device using the transmission circuit.
  • FIG. 18 is a block diagram illustrating an example of a configuration of a conventional transmission circuit 500 disclosed in Non-Patent Document 1. In FIG. In FIG.
  • a conventional transmission circuit 500 includes a signal generation unit 501, a phase modulation unit 502, a regulator 503, a power amplification unit (PA) 504, and a power supply terminal 505.
  • the power amplifying unit 504 includes an amplifying transistor.
  • the signal generation unit 501 generates an amplitude signal and a phase signal.
  • the amplitude signal is input to the regulator 503.
  • the regulator 503 is supplied with a DC voltage from the power supply terminal 505.
  • the regulator 503 supplies a voltage corresponding to the input amplitude signal to the power amplification unit 504.
  • the regulator 503 typically supplies a voltage proportional to the magnitude of the input amplitude signal to the power amplifier 504.
  • the phase signal is input to the phase modulation unit 502.
  • the phase modulation unit 502 performs phase modulation on the phase signal and outputs a phase modulation signal.
  • the phase modulation signal is input to the power amplification unit 504.
  • the power amplifying unit 504 amplitude-modulates the phase-modulated signal with the voltage supplied from the regulator 503, and outputs the modulated signal as a phase-modulated and amplitude-modulated signal.
  • This modulated signal is output from the output terminal as a transmission signal.
  • Such a transmission circuit 500 is referred to as a polar modulation circuit.
  • the conventional quadrature modulation circuit has a characteristic that the linearity is high when the output power is low, but the power efficiency is poor. Also, the conventional polar modulation circuit operates with high accuracy and high efficiency when the output power is above a certain level, but when the output power is low, the linearity deteriorates and the power efficiency deteriorates. was there. This is because when the output power is low, it is difficult to linearly control the power amplification unit 504, and the power amplification unit 504 operates out of the saturation region.
  • FIG. 19 is a block diagram illustrating an example of a configuration of a conventional transmission circuit 600 disclosed in Patent Document 1.
  • the conventional transmission circuit 600 uses the orthogonal modulation method when the output power is low, and uses the polar modulation method when the output power is high.
  • the conventional transmission circuit 600 has a first threshold value and a second threshold value in advance. However, the first threshold value> the second threshold value.
  • the output of the AGC amplifier 610 is connected to the base terminal of the power amplifier 611, and the output of the amplitude modulation circuit 613 is connected to the collector terminal of the power amplifier 611.
  • the output signal is amplified using a polar modulation method.
  • the output of the AGC amplifier 610 is connected to the base terminal of the power amplifying unit 611. The output signal is amplified using the linear region of the power amplifier 611.
  • the signal quality may be deteriorated due to the distortion of the power amplification unit 611 via the power amplification unit 611.
  • the output is connected to the buffer 612, and an output signal is output without going through the power amplifier 611.
  • the conventional transmission circuit 600 can operate with high accuracy and high efficiency, but when used as a portable wireless device, further reduction of power consumption is required.
  • the power amplifying unit 611 that is the output power amplification stage, it is required to further reduce the power consumption of the power amplifying unit 611.
  • Patent Document 2 discloses a high-frequency amplifier that switches a bias voltage using a bias changeover switch in accordance with the operating conditions of the power amplifier. In general, it is only necessary to be able to transmit only a phase change for amplification of an analog FM modulated wave. Therefore, it is preferable to use a C class power amplifier having high power conversion efficiency. On the other hand, in the case of a modulation system that must be able to transmit both amplitude and phase changes such as a digital modulation wave, for example, a ⁇ / 4 shift QPSK modulation wave, it is necessary to use an A class power amplifier with good linearity. Patent Document 2 discloses a configuration in which a bias voltage applied to an amplifying transistor is switched in accordance with a modulation signal to control an operation region of a power amplifying unit.
  • FIG. 20 is a block diagram showing an example of the configuration of a conventional transmission circuit 700 disclosed in Patent Document 2.
  • the modulated wave input from the RF input terminal 711 is amplified by the power amplifier 712 and output from the antenna 713.
  • the power amplifying unit 712 includes an emitter-grounded amplifying transistor 718, an input-side matching unit 717 connected to the base terminal of the amplifying transistor 718, and an output-side matching unit 719 connected to the collector terminal of the amplifying transistor 718. It is the structure containing.
  • the switching control circuit 715 is connected to the base terminal of the amplifying transistor 718 constituting the power amplifying unit 712 by a bias switching switch 720.
  • the bias changeover switch 720 uses the base terminal of the amplifying transistor 718 as the first bias circuit 722 side or the second bias circuit 723 side according to the control signal for selecting the modulation wave input from the control signal input terminal 714. Connect to. Specifically, the bias changeover switch 720 connects the base terminal of the amplifying transistor 718 to the first bias circuit 722 side when the power amplifier 712 functions as a C class power amplifier.
  • the bias changeover switch 720 connects the base terminal of the amplifying transistor 718 to the second bias circuit 723 side when operating the power amplifying unit 712 as an A class power amplifier.
  • the conventional transmission circuit 700 converts the operation region of the power amplification unit 712 by switching the bias circuits 722 and 723 according to the type of the modulated wave amplified by the power amplification unit 712, thereby converting the power conversion. It was improving efficiency.
  • JP 2004-104194 A Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-110348
  • the conventional transmission circuit 600 discloses that the operation mode of the transmission circuit is switched in accordance with the output power, but does not disclose the operation of switching the bias voltage of the power amplification unit 611. For this reason, the same bias voltage is applied to the power amplifying unit 611 both when using the orthogonal modulation method and when using the polar modulation method, which is insufficient to reduce the power of the power amplifying unit 611. .
  • the conventional transmission circuit 700 has a first bias circuit due to a delay of a switch operation at the time of switching between the first bias circuit 722 and the second bias circuit 723 or a delay element existing in the control signal path.
  • a state in which a bias voltage is not applied to the power amplification unit 712 that is, a no-bias state
  • FIG. 21A shows a change in bias voltage when a control signal is input to the control signal input terminal 714 at time t 0 and the first bias circuit 722 is switched to the second bias circuit 723.
  • the bias voltage is changed in steps from V 1 to V 2 by the control signal input to the control signal input terminal 714 before and after time t 0 .
  • FIG. 21B shows an example of delay generation of the bias current applied to the bias control terminal of the amplifying transistor 718.
  • the control signal is input to the control signal input terminal 714 at time t 0 , the delay time until the first bias circuit 722 switches from on to off is d 1 , and the second bias circuit 723 is off to on.
  • the delay time until switching to is d 2 (d 2 > d 1 ).
  • the output signal of the power amplifying unit 712 may be interrupted when the bias voltage is switched. There was a problem that the operation could not be switched.
  • an object of the present invention is to solve the above-described conventional problems, operate with low distortion and high efficiency over a wide range of output power, and smooth when switching the operation mode of the transmission circuit. It is an object of the present invention to provide a transmission circuit capable of switching operation modes.
  • the present invention is directed to a transmission circuit that outputs a transmission signal.
  • the transmission circuit of the present invention determines whether the operation mode of the transmission circuit is switched to the quadrature modulation system or the polar modulation system based on the power information.
  • a control unit that outputs a vector signal composed of I and Q signals when the operation mode is an orthogonal modulation method, and outputs an amplitude signal and a phase signal when the operation mode of the transmission circuit is a polar modulation method;
  • Amplitude phase modulation unit for amplitude phase modulation of the vector signal output from the first phase, a first variable gain amplifier for amplifying the output signal of the amplitude phase modulation unit with a first gain, and a voltage corresponding to the amplitude signal output by the control unit
  • a phase modulation unit that phase-modulates the phase signal output by the control unit, a second variable gain amplifier that amplifies the output signal of the phase modulation unit with a second gain, and a transmission circuit
  • the operation mode is an orthogonal modulation system
  • a predetermined DC voltage is supplied, and the output signal of the first variable gain amplifier is amplified using the supplied DC voltage, and the operation mode of the transmission circuit is a polar modulation system.
  • a voltage corresponding to the amplitude signal is supplied from the regulator, and a power control unit that amplifies the output signal of the second variable gain amplifier using the supplied voltage, and outputs a bias control signal to the power amplification unit A bias circuit.
  • the power amplifying unit receives a first input terminal to which a DC voltage or a voltage corresponding to an amplitude signal is supplied, an output signal of the first variable gain amplifier, or an output signal of the second variable gain amplifier. A second input terminal; and a third input terminal to which a bias control signal is input.
  • the control unit controls switching of the operation mode of the transmission circuit so that at least one of the first input terminal and the second input terminal does not enter the no-input state.
  • the bias circuit has a first bias circuit that outputs a first bias control signal to the power amplifier when the operation mode of the transmission circuit is an orthogonal modulation method, and the operation mode of the transmission circuit is a polar modulation method.
  • the power amplifier includes a second bias circuit that outputs a second bias control signal to the power amplifier.
  • the control unit controls switching of the operation mode of the transmission circuit so that at least one of the first input terminal, the second input terminal, and the third input terminal does not enter the no-input state. .
  • the regulator supplies a predetermined DC voltage to the power amplifier when the operation mode of the transmission circuit is a quadrature modulation method, and according to the amplitude signal output by the control unit when the operation mode of the transmission circuit is a polar modulation method.
  • a voltage may be supplied to the power amplifier.
  • the transmission circuit further includes a third variable gain amplifier that amplifies the amplitude signal output from the control unit with a third gain.
  • the transmission circuit includes a first delay adjustment circuit that delays switching of a DC voltage supplied to the power amplifier by a first delay time, and a switching of the DC voltage supplied to operate the regulator for a second delay time. And a second delay adjustment circuit for delaying.
  • the control unit sets the first delay time and the second delay time so that either the DC voltage or the voltage corresponding to the amplitude signal is always supplied to the first input terminal of the power amplification unit. adjust.
  • the transmission circuit delays switching of the operation of the first variable gain amplifier by a third delay time and delays switching of the operation of the second variable gain amplifier by a fourth delay time. And a fourth delay adjustment circuit.
  • the control unit is configured so that either one of the output signal of the first variable gain amplifier and the output signal of the second variable gain amplifier is always input to the second input terminal of the power amplification unit. The delay time and the fourth delay time are adjusted.
  • the transmission circuit delays the switching of the operation of the first bias circuit by a fifth delay time
  • the sixth delaying circuit delays the switching of the operation of the second bias circuit by a sixth delay time.
  • a delay adjusting circuit The control unit includes the fifth delay time and the sixth delay time so that either the first bias control signal or the second bias control signal is always input to the third input terminal of the power amplification unit. Adjust the delay time.
  • the control unit generates a vector signal when the operation mode of the transmission circuit is a quadrature modulation method, and generates a vector signal when the operation mode of the transmission circuit is a polar modulation method.
  • either the DC voltage or the voltage corresponding to the amplitude signal is always supplied to the first input terminal of the power amplification unit, or the first input terminal of the power amplification unit is connected to the first input terminal.
  • Either the output signal of the variable gain amplifier or the output signal of the second variable gain amplifier is always input, or the first bias control signal and the second signal are input to the third input terminal of the power amplifier.
  • a bias control unit that controls switching of the operation mode of the transmission circuit so as to satisfy at least one condition that either one of the bias control signals is necessarily input, and an operation mode based on the power information Quadrature modulation system, or provided with a mode switching determining section for determining whether or not to switch to the polar modulation scheme, according to the judgment of the mode switching determination unit, the signal generating unit, and a mode switching controller for controlling the bias control unit.
  • the mode switching determination unit determines whether to switch the operation mode of the transmission circuit to a quadrature modulation scheme or a polar modulation scheme based on a lookup table in which the operation mode is defined according to the power information. .
  • the mode switching determination unit determines that the power modulation information is operated with the orthogonal modulation method if the power information is smaller than the predetermined threshold value, and operates with the polar modulation method if the power information is equal to or greater than the predetermined threshold value. You may judge.
  • the transmission circuit includes a distributor that distributes the transmission signal output from the power amplification unit, a detector that detects the output power of the distributor when the operation mode of the transmission circuit is switched, and outputs a voltage value proportional to the output power.
  • the control unit compares the voltage value detected by the detector before switching the operation mode of the transmission circuit with the voltage value detected by the detector after switching the operation mode of the transmission circuit, and outputs a difference between the comparison unit, Control at least one of the first gain and the second gain so that the output power of the power amplifying unit converges to the specified output power level based on the difference output from the comparison unit and the power information And a gain control unit.
  • the transmission circuit includes a distributor that distributes the transmission signal output from the power amplification unit, a detector that detects the output power of the distributor when the operation mode of the transmission circuit is switched, and outputs a voltage value proportional to the output power.
  • the control unit compares the voltage value detected by the detector before switching the operation mode of the transmission circuit with the voltage value detected by the detector after switching the operation mode of the transmission circuit, and outputs a difference between the comparison unit, Based on the difference output from the comparison unit and the power information, the first gain, the second gain, and the third gain are set so that the output power of the power amplification unit converges to the specified output power level.
  • a gain control unit for controlling at least one of them.
  • control unit converges the output power of the power amplification unit to the designated output power level within a certain period before and after the boundary of the symbol.
  • the transmission circuit When the operation mode of the transmission circuit is a quadrature modulation system, the transmission circuit has a first DC power supply generator that supplies a DC voltage to the first input terminal of the power amplifier, and the operation mode of the transmission circuit is a polar modulation system And a second DC power generation unit that supplies a DC voltage for operating the regulator.
  • the transmission circuit When the operation mode of the transmission circuit is a quadrature modulation system, the transmission circuit has a third DC power supply generator that supplies a DC voltage for operating the first variable gain amplifier, and the operation mode of the transmission circuit is a polar modulation system. In some cases, the apparatus further includes a fourth DC power generation unit that supplies a DC voltage for operating the first variable gain amplifier.
  • the transmission circuit When the operation mode of the transmission circuit is a quadrature modulation system, the transmission circuit has a fifth DC power supply generator that supplies a DC voltage for operating the first bias control circuit, and the operation mode of the transmission circuit is a polar modulation system. There is further provided a sixth DC power source generating section for supplying a DC voltage for operating the second bias control circuit.
  • the transmission circuit When switching the operation mode of the transmission circuit from the polar modulation method to the quadrature modulation method, the transmission circuit is connected to convert the I signal output from the control unit into an analog signal and output it to the amplitude phase modulation unit.
  • the first DAC When switching from the quadrature modulation method to the polar modulation method, the first DAC connected to convert the amplitude signal output from the control unit into an analog signal and output it to the regulator, and the operation mode of the transmission circuit from the polar modulation method to the quadrature modulation method
  • the Q signal output from the control unit is converted to analog and output to the amplitude / phase modulation unit.
  • the phase signal output from the control unit is converted to analog.
  • the second DAC connected to output to the phase modulation unit and the operation mode of the transmission circuit are changed from the polar modulation method to the quadrature modulation method.
  • the power amplification A DC power generation unit that supplies a DC voltage to the amplitude phase modulation unit is further provided so that the second input terminal of the unit does not enter the no-input state.
  • the minimum value of the delay time d 1 generated in the path from the control unit to the first input terminal of the power amplification unit is defined as min (d 1 )
  • the second delay time t 1 2 except that the maximum value of the delay time d 2 generated in the path from the control unit to the first input terminal of the power amplification unit via the regulator is max (d 2 )
  • the operation mode of the transmission circuit is orthogonally modulated.
  • the maximum value of the delay time d 1 generated in the path from the control unit to the first input terminal of the power amplification unit is set to max (d 1 ), and the second delay time t 1 2 except, when the minimum value of the delay time d 2 generated in a path from the control unit to the first input terminal of the power amplifier through the regulator and min (d 2), polar modulation operation mode of the transmission circuit
  • the first delay time t 1 and the second delay time t 2 are set so as to satisfy the relationship of the following equation.
  • the minimum value of the delay time d 3 generated in the path from the control unit to the second input terminal via the amplitude phase modulation unit and the first variable gain amplifier is mixed.
  • D 3 except for the third delay time t 3 , the delay time d 4 generated in the path from the control unit to the second input terminal via the phase modulation unit and the second variable gain amplifier.
  • max (d 4 ) when the operation mode of the transmission circuit is switched from the orthogonal modulation method to the polar modulation method, the third delay time t 3 and the fourth delay time t 4 Is set to satisfy the relationship.
  • the maximum value of the delay time d 3 generated in the path from the control unit to the second input terminal via the amplitude phase modulation unit and the first variable gain amplifier is set to max. (D 3 ), except for the fourth delay time t 4 , the delay time d 4 generated in the path from the control unit to the second input terminal via the phase modulation unit and the second variable gain amplifier.
  • the control unit via a first bias circuit, the minimum value of the delay time d 5 that occurs in route to the third input terminal and mix (d 5), the except for the delay time t 6 of 6, from the control unit, via the second bias circuit, and the maximum value of the delay time d 6 occurring in route to the third input terminal and max (d 6), transmission
  • the fifth delay time t 5 and the sixth delay time t 6 are set so as to satisfy the relationship of the following expression.
  • the control unit via a first bias circuit, the maximum value of the delay time d 5 that occurs in route to the third input terminal and max (d 5), the except for the delay time t 6 of 6, from the control unit, via the second bias circuit, if the minimum value of the delay time d 6 occurring in route to the third input terminal and min (d 6), transmission
  • the fifth delay time t 5 and the sixth delay time t 6 are set so as to satisfy the relationship of the following equation.
  • the present invention is also directed to a communication device including the transmission circuit described above.
  • the communication device includes a transmission circuit that generates a transmission signal and an antenna that outputs the transmission signal generated by the transmission circuit.
  • the communication device includes a reception circuit that processes a reception signal received from the antenna, and an antenna sharing unit that outputs the transmission signal generated by the transmission circuit to the antenna and outputs the reception signal received from the antenna to the reception circuit. Further, it may be provided.
  • the transmission circuit of the present invention adjusts the timing for switching the voltage supplied to the collector terminal of the power amplifier when the operation mode is switched, so that the collector terminal of the power amplifier becomes non-input state. Can be prevented. Further, the transmission circuit can prevent the base terminal of the power amplifying unit from being in the no-input state by adjusting the timing for switching the first variable gain amplifier and the second variable gain amplifier. In addition, the transmission circuit can prevent the power amplification unit from being in a non-bias state by adjusting the switching timing of the first bias circuit and the second bias circuit when switching the operation mode. Thus, the transmission circuit prevents the output signal of the power amplification unit from being interrupted when the operation mode is switched, and the operation mode can be switched smoothly.
  • the transmission circuit can quickly detect the fluctuation of the output power of the power amplification unit. For this reason, the transmission circuit can suppress the output power from changing discontinuously in a short time as the operation mode is switched.
  • the communication device of the present invention it is possible to operate with high efficiency while ensuring the accuracy of the output signal with a wide bandwidth by using the transmission circuit described above.
  • FIG. 1 is a block diagram showing an example of the configuration of the transmission circuit 1 according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2A is a block diagram showing an example of the configuration of the regulator 12a according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2B is a block diagram showing an example of the configuration of the regulator 12b according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2C is a block diagram showing an example of the configuration of the regulator 12c according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a functional block diagram illustrating an example of a detailed configuration of the control unit 11 according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a lookup table describing the relationship between the power information P and the operation mode of the transmission circuit 1.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a lookup table describing the relationship between the power information P and the operation mode of the transmission circuit 1.
  • FIG. 5 is a flowchart illustrating an example of an operation at the time of mode switching of the mode switching determination unit 101.
  • FIG. 6A is a block diagram illustrating an example of the configuration of the delay adjustment circuit 20.
  • FIG. 6B is a block diagram illustrating an example of the configuration of the delay adjustment circuit 21.
  • FIG. 7A shows an example of the relationship between the input voltage and the output current of the first variable gain amplifier 171 and the second variable gain amplifier 172 when the first variable gain amplifier 171 is switched to the second variable gain amplifier 172.
  • FIG. FIG. 7B shows an example of the relationship between the input voltage and the output current of the first variable gain amplifier 171 and the second variable gain amplifier 172 when the second variable gain amplifier 172 is switched to the first variable gain amplifier 171.
  • FIG. FIG. 7A shows an example of the relationship between the input voltage and the output current of the first variable gain amplifier 171 and the second variable gain amplifier 172 when the second variable gain amplifier 172 is switched to the first variable gain amplifier 171.
  • FIG. 8A is a block diagram illustrating an example of the configuration of the delay adjustment circuit 22.
  • FIG. 8B is a block diagram illustrating an example of the configuration of the delay adjustment circuit 23.
  • FIG. 9A is a diagram illustrating an example of the relationship between the input voltage and the output current of the first bias circuit 15 and the second bias circuit 16 when the first bias circuit 15 is switched to the second bias circuit 16. is there.
  • FIG. 9B is a diagram illustrating an example of the relationship between the input voltage and the output current of the first bias circuit 15 and the second bias circuit 16 when the second bias circuit 16 is switched to the first bias circuit 15. is there.
  • FIG. 10A is a block diagram illustrating an example of the configuration of the delay adjustment circuit 24.
  • FIG. 10B is a block diagram illustrating an example of the configuration of the delay adjustment circuit 25.
  • FIG. 11A is a diagram illustrating an example of output power transition of the transmission circuit 1 when the delay adjustment using the delay adjustment circuits 20 to 25 is not performed when the operation mode of the transmission circuit 1 is switched.
  • FIG. 11B is a diagram illustrating an example of output power transition of the transmission circuit 1 when delay adjustment using the delay adjustment circuits 20 to 25 is performed when the operation mode of the transmission circuit 1 is switched.
  • FIG. 12A is a block diagram showing an example of the configuration of the transmission circuit 1a according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 12B is a block diagram showing an example of the configuration of the transmission circuit 1b according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 12C is a block diagram illustrating an example of the configuration of the transmission circuit 1c according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a block diagram showing an example of the configuration of the transmission circuit 1d according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 14 is a block diagram showing an example of the configuration of the transmission circuit 1e according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 15 is a block diagram showing an example of the configuration of the transmission circuit 1f according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 16A is a block diagram showing an example of the configuration of the transmission circuit 1g according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 16B is a block diagram showing an example of the configuration of the transmission circuit 1h according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 17 is a block diagram showing an example of the configuration of the communication device 200 according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 18 is a block diagram showing an example of the configuration of a conventional transmission circuit 500.
  • FIG. 19 is a block diagram showing an example of the configuration of a conventional transmission circuit 600.
  • FIG. 20 is a block diagram showing an example of the configuration of a conventional transmission circuit 700.
  • FIG. 21 is a diagram for explaining the switch operation at the time of switching the conventional bias circuit.
  • FIG. 1 is a block diagram showing an example of the configuration of the transmission circuit 1 according to the first embodiment of the present invention.
  • a transmission circuit 1 includes a control unit 11, a regulator 12, a phase modulation unit 13, a power amplification unit (PA) 14, a first bias circuit 15, a second bias circuit 16, and a first variable gain amplifier 171.
  • the power amplifying unit 14 includes an amplifying transistor 141.
  • the baseband signal and power information P are input to the transmission circuit 1.
  • the power information P is information indicating the magnitude of the output power of the transmission circuit 1, and is controlled for each slot time by a base station in a W-CDMA system, for example.
  • the control unit 11 controls the operation of switching the operation mode of the transmission circuit 1 to the orthogonal modulation method or the polar modulation method. Moreover, the control part 11 outputs the vector signal comprised from I and Q signal, when the operation mode of the transmission circuit 1 is a quadrature modulation system. On the other hand, the control unit 11 outputs the amplitude signal M and the phase signal ⁇ when the operation mode of the transmission circuit 1 is a polar modulation method.
  • the amplitude signal M and the phase signal ⁇ are expressed by (Expression 1) and (Expression 2) in relation to the I and Q signals. Details of the control unit 11 will be described later.
  • the control unit 11 When the operation mode of the transmission circuit 1 is a quadrature modulation system, the control unit 11 outputs I and Q signals.
  • the I and Q signals are modulated by the amplitude / phase modulation unit 19, amplified by the power amplification unit 14 via the first variable gain amplifier 171, and output as a modulation signal.
  • This modulated signal is output as a transmission signal from the transmission circuit 1.
  • the control unit 11 when the operation mode of the transmission circuit 1 is a polar modulation method, the control unit 11 outputs an amplitude signal M and a phase signal ⁇ .
  • the amplitude signal M is input to the regulator 12 via the third variable gain amplifier 173.
  • the regulator 12 supplies a voltage corresponding to the amplitude signal M to the power amplification unit 14.
  • the regulator 12 supplies a voltage proportional to the magnitude of the amplitude signal to the power amplification unit 14.
  • the phase signal is input to the phase modulation unit 13.
  • the phase modulation unit 13 performs phase modulation on the phase signal and outputs a phase modulation signal.
  • the phase modulation signal is input to the power amplifier 14 via the second variable gain amplifier 18.
  • the power amplifying unit 14 amplitude-modulates the phase-modulated signal with the voltage supplied from the regulator 12 and outputs the modulated signal as a phase-modulated and amplitude-modulated signal. This modulated signal is output as a transmission signal from the transmission circuit 1.
  • the regulator 12 can be configured using a switching regulator 121, for example, like a regulator 12a shown in FIG. 2A.
  • a bias control signal DC 2 is input to the power supply terminal of the switching regulator 121 via the delay adjustment circuit 21.
  • the switching regulator 121 supplies a voltage corresponding to the amplitude signal M to the power amplification unit 14.
  • the regulator 12 can be configured using a series regulator 122, for example, like a regulator 12b shown in FIG. 2B.
  • a bias control signal DC ⁇ b> 2 is input to the power supply terminal of the series regulator 122 via the delay adjustment circuit 21.
  • the series regulator 122 supplies a voltage corresponding to the amplitude signal M to the power amplification unit 14.
  • the regulator 12 can be configured by combining a switching regulator 121 and a series regulator 122, for example, as a regulator 12c shown in FIG. 2C.
  • a bias control signal DC 2 is input to the power supply terminal of the switching regulator 121 via the delay adjustment circuit 21.
  • power information P is input to the switching regulator 121.
  • a signal obtained by averaging the amplitude signal M every certain time may be input to the switching regulator 121.
  • the switching regulator 121 supplies a voltage corresponding to an input signal such as power information P to the series regulator 122.
  • the series regulator 122 supplies a voltage corresponding to the amplitude signal M to the power amplification unit 14.
  • the regulator 12 can also be configured using a current drive type regulator.
  • FIG. 3 is a functional block diagram illustrating an example of a detailed configuration of the control unit 11.
  • the control unit 11 includes a mode switching determination unit 101, a mode switching control unit 102, a signal generation unit 103, a gain control unit 104, a bias control unit 105, and a comparison unit 106. Note that the control unit 11 is described as a collection of a plurality of functional blocks in FIG. 3, but may be realized as one functional block.
  • the mode switching determination unit 101 is a functional block that determines whether the operation mode of the transmission circuit 1 is switched to the polar modulation method or the orthogonal modulation method according to the power information P. As this determination method, for example, the mode switching determination unit 101 transmits the transmission circuit 1 based on a lookup table (for example, see FIG. 4) describing the relationship between the power information P and the operation mode of the transmission circuit 1. It is determined whether or not to switch the operation mode.
  • a lookup table for example, see FIG. 4
  • the mode switching determination unit 101 determines whether to switch the operation mode of the transmission circuit 1 by comparing the power information P with a predetermined threshold value as shown in FIG. 5 instead of providing a lookup table. May be judged.
  • FIG. 5 is a flowchart illustrating an example of an operation at the time of mode switching of the mode switching determination unit 101. Referring to FIG. 5, mode switching determination unit 101 compares power information P with a predetermined threshold value (step S11). If the power information P is smaller than the predetermined threshold value, it is determined that the next operation mode is the orthogonal modulation method (step S12: Yes, step S13).
  • the mode switching determination unit 101 determines that the next operation mode is the polar modulation method (step S12: No, step S14). When the current operation mode is different from the next operation mode, the mode switching determination unit 101 determines that the operation mode needs to be switched, and instructs the mode switching control unit 102 to switch the operation mode (step S15: Yes, step S16). If the current operation mode is the same as the next operation mode, the mode switching determination unit 101 determines that it is not necessary to switch the operation mode, and ends the process (step S15: No).
  • the mode switching determination unit 101 has a first threshold for determining switching from the orthogonal modulation scheme to the polar modulation scheme, and a second threshold for determining switching from the orthogonal modulation scheme to the polar modulation scheme. You may have two with a threshold value. Thereby, if the power information P is greater than or equal to the first threshold value, the mode switching determination unit 101 determines that the next operation mode is a polar modulation method, and the power information P is less than the second threshold value. If so, it can be determined that the next operation mode is the quadrature modulation method.
  • the mode switching control unit 102 controls switching of operation modes in the signal generation unit 103, the gain control unit 104, and the bias control unit 105 according to the determination of the mode switching determination unit 101.
  • the signal generation unit 103 switches the type of signal to be generated according to the control of the mode switching control unit 102. Specifically, when the operation mode of the transmission circuit 1 is an orthogonal modulation system, the signal generation unit 103 performs predetermined signal processing on the baseband signal and outputs a vector signal composed of I and Q signals. . On the other hand, when the operation mode of the transmission circuit 1 is a polar modulation method, the signal generation unit 103 performs predetermined signal processing on the baseband signal to generate an amplitude signal M and a phase signal ⁇ . The relationship between the amplitude signal M and the phase signal ⁇ and the I and Q signals is as described above.
  • the output signal of the power amplifier 14 is fed back to the comparison unit 106 via the distributor 26 and the detector 27.
  • the comparison unit 106 and the gain control unit 104 are configured so that the gain G1 of the first variable gain amplifier 171 and the second variable gain amplifier are stabilized so as to stabilize the output of the power amplification unit 14 based on the output signal of the power amplifier 14.
  • the gain G2 of 172 and the gain G3 of the third variable gain amplifier 173 are controlled. Details of the distributor 26, the detector 27, the comparison unit 106, and the gain control unit 104 will be described later.
  • the bias control unit 105 outputs bias control signals DC1 and DC2 according to the control of the mode switching control unit 102, and controls switching of the voltage supplied to the power amplification unit 14 (that is, the collector terminal of the amplification transistor 141). Further, the bias control unit 105 outputs bias control signals DC3 and DC4 according to the control of the mode switching control unit 102, and controls switching of the first variable gain amplifier 171 and the second variable gain amplifier 172. In addition, the bias control unit 105 outputs bias control signals DC5 and DC6 according to the control of the mode switching control unit 102, and controls switching of the first bias circuit 15 and the second bias circuit 16.
  • the bias control unit 105 outputs all the sets of bias control signals DC1 and DC2, the sets of bias control signals DC3 and DC4, and the sets of bias control signals DC5 and DC6 when the operation mode of the transmission circuit 1 is switched. There is no need to output at least one set of bias control signals.
  • the bias control unit 105 when switching from the polar modulation method to the quadrature modulation method, the bias control unit 105 turns on the DC voltage supplied to the collector terminal of the amplification transistor 141 and turns off the power supply voltage supplied to the power supply terminal of the regulator 12. Therefore , a bias control signal DC1 that satisfies DC1> Vth1 and a bias control signal DC2 that satisfies DC2 ⁇ Vth2 are output. As a result, a DC voltage corresponding to the bias control signal DC1 is supplied to the collector terminal of the amplifying transistor 141.
  • the bias control unit 105 turns off the DC voltage supplied to the collector terminal of the amplifying transistor 141 and supplies the DC voltage supplied to the power supply terminal of the regulator 12. to turn on, ⁇ a bias control signal DC1 satisfying V th1, DC2> DC1 outputs a bias control signal DC2 satisfying V th2.
  • a DC voltage corresponding to the bias control signal DC2 is supplied to the power supply terminal of the regulator 12. That is, a voltage corresponding to the amplitude signal M is supplied to the collector terminal of the amplifying transistor 141.
  • V th1 and V th2 are thresholds for defining the ON state of the bias control signals DC1 and DC2, and can be set to arbitrary magnitudes. That is, the bias control signals DC1 and DC2 are signals for controlling on / off of the DC voltage supplied to the collector terminal of the amplifying transistor 141 and the DC voltage supplied to the power supply terminal of the regulator 12. As long as the above can be achieved, an arbitrary voltage value may be used. Further, depending on the types of the power amplifying unit 14 and the regulator 12, current values may be used as the bias control signals DC1 and DC2.
  • Delay adjustment circuit 20 delays a bias control signal DC1 predetermined time t 1.
  • Delay adjusting circuit 21 delays the bias control signal DC2 predetermined time t 2. For this reason, the delay adjustment circuit 20 delays switching of the DC voltage supplied to the collector terminal of the amplifying transistor 141 by a predetermined time t 1 .
  • the delay adjustment circuit 21 delays the switching of the DC voltage supplied to the power supply terminal of the regulator 12 by a predetermined time t 2.
  • the delay time generated in the path from the bias control unit 105 to the collector terminal of the amplifying transistor 141 is d 1 .
  • the delay time generated in the path from the bias control unit 105 to the collector terminal of the amplifying transistor 141 through the regulator 12 except for the delay time t 2 by the delay adjustment circuit 21 is d 2 .
  • the delay time t 1 by the delay adjustment circuit 20 when the delay time t 1 by the delay adjustment circuit 20 is combined, the delay time along the path from the bias control unit 105 to the collector terminal of the amplifying transistor 141 is t 1 + d 1 . Further, when the delay time t 2 by the delay adjustment circuit 21 is combined, the delay time by the path from the bias control unit 105 to the collector terminal of the amplifying transistor 141 through the regulator 12 becomes t 2 + d 2 .
  • the minimum value of the delay time d 1 is set to min (d 1 )
  • the maximum value of the delay time d 2 is set to the maximum value.
  • max (d 2 ) when switching from the orthogonal modulation method to the polar modulation method, it is necessary to set the delay times t 1 and t 2 so as to satisfy t 1 + min (d 1 )> t 2 + max (d 2 ). There is.
  • FIG. 6A is a block diagram illustrating an example of the configuration of the delay adjustment circuit 20.
  • the delay adjustment circuit 20 is configured using a first high-speed switch 201, a second high-speed switch 202, a first transmission line 203, and a second transmission line 204.
  • the first transmission line 203 is a transmission line of low delay, the delay time is D 10.
  • the second transmission line 204 is a transmission line having a large delay, the delay time is D 11.
  • the delay time t 1 is set to D 10 or D 11.
  • FIG. 6B is a block diagram illustrating an example of the configuration of the delay adjustment circuit 21.
  • the delay adjustment circuit 21 is configured using a first high-speed switch 211, a second high-speed switch 212, a first transmission line 213, and a second transmission line 214.
  • the first transmission line 213 is a transmission line of low delay, the delay time is D 20.
  • the second transmission line 214 is a transmission line having a large delay, the delay time is D 21.
  • the delay time t 2 is set to D 20 or D 21.
  • a DC voltage corresponding to the bias control signal DC1 or a voltage corresponding to the amplitude signal M is always supplied to the collector terminal of the amplifying transistor 141. Can be prevented from entering the no-input state.
  • the bias control unit 105 When instructed by the mode switching control unit 102 to switch the operation mode, the bias control unit 105 outputs the bias control signal DC3 to the first variable gain amplifier 171 via the delay adjustment circuit 22. Further, the bias control unit 105 outputs the bias control signal DC4 to the second variable gain amplifier 172 via the delay adjustment circuit 23.
  • the bias control unit 105 when switching from the polar modulation method to the quadrature modulation method, the bias control unit 105 turns on the first variable gain amplifier 171 and turns off the second variable gain amplifier 172, so that DC3> a bias control signal DC3 satisfying V th3, and outputs a bias control signal DC4 satisfying DC4 ⁇ V th4. Conversely, when switching from the quadrature modulation method to the polar modulation method, the bias control unit 105 turns off the first variable gain amplifier 171 and turns on the second variable gain amplifier 172, so that DC3 ⁇ a bias control signal DC3 satisfying V th3, and outputs a bias control signal DC4 satisfying DC4> V th4.
  • V th3 and V th4 are thresholds for defining the ON state of the bias control signals DC3 and DC4, and can be set to arbitrary magnitudes. That is, since the bias control signals DC3 and DC4 are signals for controlling on / off of the first variable gain amplifier 171 and the second variable gain amplifier 172, if the purpose can be achieved, Any voltage value may be used. Further, depending on the types of the first variable gain amplifier 171 and the second variable gain amplifier 172, current values may be used as the bias control signals DC3 and DC4.
  • Delay adjustment circuit 22 delays a bias control signal DC3 predetermined time t 3.
  • Delay adjustment circuit 23 delays a bias control signal DC4 predetermined time t 4. Therefore, the delay adjustment circuit 22 delays the switching of the first variable gain amplifier 171 by a predetermined time t 3 .
  • the delay adjustment circuit 23 delays the switching of the second variable gain amplifier 172 by a predetermined time t 4.
  • the delay time t 3 by the delay adjustment circuit 22 when the delay time t 3 by the delay adjustment circuit 22 is combined, the path from the bias control unit 105 to the base terminal of the amplifying transistor 141 via the amplitude / phase modulation unit 19 and the first variable gain amplifier 171.
  • the delay time due to becomes t 3 + d 3 .
  • the delay time t 4 by the delay adjustment circuit 23 when the delay time t 4 by the delay adjustment circuit 23 is combined, the delay by the path from the bias control unit 105 to the base terminal of the amplifying transistor 141 through the phase modulation unit 13 and the second variable gain amplifier 18.
  • the time is t 4 + d 4 .
  • the condition of t 3 + d 3 > t 4 + d 4 needs to be satisfied so that the base terminal of the amplifying transistor 141 does not enter the non-input state.
  • the relationship between the input voltage and the output current of the first variable gain amplifier 171 and the second variable gain amplifier 171 at this time is as shown in FIG. 7A, for example.
  • the relationship between the input voltage and the output current of the first variable gain amplifier 171 and the second variable gain amplifier 172 is as shown in FIG. 7B, for example.
  • the minimum value of the delay time d 3 is set to min (d 3 )
  • the maximum value of the delay time d 4 is set to Assuming that max (d 4 ), when switching from the orthogonal modulation method to the polar modulation method, it is necessary to set the delay times t 3 and t 4 so as to satisfy t 3 + min (d 3 )> t 4 + max (d 4 ). There is.
  • FIG. 8A is a block diagram illustrating an example of the configuration of the delay adjustment circuit 22.
  • the delay adjustment circuit 22 is configured using a first high-speed switch 221, a second high-speed switch 222, a first transmission line 223, and a second transmission line 224.
  • the first transmission line 223 is a transmission line of low delay, the delay time is D 30.
  • the second transmission line 224 is a transmission line having a large delay, the delay time is D 31.
  • the delay time t 3 is set to D 30 or D 31.
  • FIG. 8B is a block diagram illustrating an example of the configuration of the delay adjustment circuit 23.
  • the delay adjustment circuit 23 is configured using a first high-speed switch 231, a second high-speed switch 232, a first transmission line 233, and a second transmission line 234.
  • the first transmission line 233 is a transmission line of low delay, the delay time are D 40.
  • the second transmission line 234 is a transmission line having a large delay, the delay time is D 41.
  • the delay time t 4 is set to D 40 or D 41.
  • the bias control unit 105 When instructed by the mode switching control unit 102 to switch the operation mode, the bias control unit 105 supplies a bias control signal DC5 for controlling the first bias circuit 15 to the delay adjustment circuit 24 and the second adjustment circuit 24.
  • a bias control signal DC 6 for controlling the bias circuit 16 is supplied to the delay adjustment circuit 25.
  • the bias control unit 105 when switching from the polar modulation method to the quadrature modulation method, the bias control unit 105 turns on the first bias circuit 15 and turns off the second bias circuit 16, so that the bias satisfying DC5> Vth5 is satisfied. a control signal DC5, and outputs a bias control signal DC6 satisfying DC6 ⁇ V th6.
  • V th5 and V th6 are thresholds for defining the ON state of the bias control signals DC5 and DC6, and can be set to arbitrary magnitudes. That is, the bias control signals DC5 and DC6 are signals for controlling the on / off of the first bias circuit 15 and the second bias circuit 16, and therefore any bias can be used as long as the purpose can be achieved. A voltage value may be used. Further, depending on the types of the first bias circuit 15 and the second bias circuit 16, current values may be used as the bias control signals DC5 and DC6.
  • the first bias circuit 15 applies a bias voltage to the power amplification unit 14. Supply.
  • a bias control signal DC6 supplied via the delay adjustment circuit 25 when the second bias circuit 16 is greater than the threshold value V th6 which is turned on, the second bias circuit 16, the power amplifier 14 Supply a bias voltage.
  • Delay adjustment circuit 24 delays the switching of the first bias circuit 15 for a predetermined time t 5.
  • Delay adjusting circuit 25 delays the switching of the second bias circuit 16 for a predetermined time t 6.
  • the delay adjusting circuit 24 delays the bias control signal DC5 a predetermined time t 5.
  • the delay adjustment circuit 25 delays a bias control signal DC6 predetermined time t 6.
  • the delay time generated in the path from the bias control unit 105 to the base terminal of the amplifying transistor 141 through the first bias circuit 15 is denoted as d 5 .
  • the delay time generated in the path from the bias control unit 105 to the base terminal of the amplifying transistor 141 through the second bias circuit 16 is d 6 . .
  • the delay time t 5 by the delay adjustment circuit 24 is included, and the delay time by the path from the bias controller 105 to the base terminal of the amplifying transistor 141 through the first bias circuit 15 is t 5 + d 5 .
  • the delay time t 6 by the delay adjustment circuit 25 is included, and the delay time by the path from the bias control unit 105 to the base terminal of the amplifying transistor 141 via the second bias circuit 16 is t 6 + d 6. . That is, when switching from the first bias circuit 15 to the second bias circuit 16, the condition of t 5 + d 5 > t 6 + d 6 needs to be satisfied so that the power amplifying unit 14 is not in a biasless state. .
  • the relationship between the input voltage and the output current of the first bias circuit 15 and the second bias circuit 16 at this time is as shown in FIG. 9A, for example.
  • the minimum value of the delay time d 5 is set to min (d 5 )
  • the maximum value of the delay time d 6 is set to Assuming that max (d 6 ), when switching from the first bias circuit 15 to the second bias circuit 16, the delay time t 5 so as to satisfy t 5 + min (d 5 )> t 6 + max (d 6 ), it is necessary to set the t 6.
  • FIG. 10A is a block diagram illustrating an example of the configuration of the delay adjustment circuit 24.
  • the delay adjustment circuit 24 is configured using a first high-speed switch 241, a second high-speed switch 242, a first transmission line 243, and a second transmission line 244.
  • the first transmission line 243 is a transmission line of low delay, the delay time is D 50.
  • the second transmission line 244 is a transmission line having a large delay, the delay time is D 51.
  • the delay time t 5 is set to D 50 or D 51 .
  • FIG. 10B is a block diagram illustrating an example of the configuration of the delay adjustment circuit 25.
  • the delay adjustment circuit 25 is configured using a first high-speed switch 251, a second high-speed switch 252, a first transmission line 253, and a second transmission line 254.
  • the first transmission line 253 is a transmission line of low delay, the delay time is D 20.
  • the second transmission line 254 is a transmission line having a large delay, the delay time is D 21.
  • the delay time t 6 is set to D 60 or D 61 .
  • the same effect can be obtained even if the delay adjusting circuit 24 is installed between the output terminal of the first bias circuit 15 and the base terminal of the amplifying transistor 141 of the power amplifying unit 14.
  • the same effect can be obtained even if the delay adjustment circuit 25 is installed between the output terminal of the second bias circuit 16 and the base terminal of the amplification transistor 141 of the power amplification unit 14.
  • the amplification transistor 141 included in the power amplifier 14 is assumed to be a bipolar transistor. However, even if the amplification transistor 141 is a field effect transistor (FET), the same effect is obtained. Can be obtained. Further, the power amplifying unit 14 may have a multistage configuration.
  • FET field effect transistor
  • the power control loop operates to prevent the output power of the transmission circuit 1 (that is, the power amplification unit 14) from changing discontinuously when the operation mode of the transmission circuit 1 is switched.
  • the power information P is input to the detector 27.
  • the detector 27 Based on the power information P, the detector 27 detects the timing at which the operation mode of the transmission circuit 1 is switched. Note that the detector 27 may detect the timing at which the operation mode of the transmission circuit 1 is switched according to the determination of the mode switching determination unit 101.
  • the detector 27 operates in accordance with the timing at which the operation mode of the transmission circuit 1 is switched, detects the output of the distributor 26, and outputs a voltage value proportional to the output power of the distributor 26 to the comparison unit 106.
  • the gain control unit 104 includes a first variable gain amplifier so that the output power of the power amplification unit 14 converges to a specified output level.
  • a gain G 1 of 171, a gain G 2 of the second variable gain amplifier 172, and a gain G 3 of the third variable amplifier 173 are calculated.
  • the gain control unit 104 can calculate the gain G1, the gain G2, and the gain G3 by a predetermined calculation using the power information P and the difference ⁇ V det output from the comparison unit 106. Alternatively, the gain control unit 104 can calculate the gain G1, the gain G2, and the gain G3 by referring to a lookup table (LUT). However, it is assumed that optimum gains G1, G2, and G3 corresponding to the power information P and the difference ⁇ V det output from the comparison unit 106 are set in the lookup table in advance.
  • LUT lookup table
  • the first variable gain amplifier 171 amplifies the output signal of the amplitude phase modulator 19 with the gain G1 output from the gain controller 104.
  • the second variable gain amplifier 172 amplifies the output signal of the phase modulation unit 13 with the gain G2 output from the gain control unit 104.
  • the third variable gain amplifier 173 amplifies the amplitude signal M with the gain G3 output from the gain control unit 104.
  • the transmission circuit 1 can prevent the output power from fluctuating discontinuously when the operation mode is switched.
  • the third variable gain amplifier 173 can stop operating under the control of the control unit 11 (bias control unit 105) when the operation mode is a quadrature modulation system.
  • FIG. 11A is a diagram illustrating an example of output power transition of the transmission circuit 1 when the delay adjustment using the delay adjustment circuits 20 to 25 is not performed when the operation mode of the transmission circuit 1 is switched.
  • FIG. 11B is a diagram illustrating an example of output power transition of the transmission circuit 1 when delay adjustment using the delay adjustment circuits 20 to 25 is performed when the operation mode of the transmission circuit 1 is switched.
  • the boundary between symbols is set at 0 ⁇ sec.
  • the output signal of the power amplifying unit 14 it is necessary to change the output signal of the power amplifying unit 14 to a designated power level within a predetermined period (for example, 25 ⁇ sec) before and after the symbol boundary.
  • a predetermined period for example, 25 ⁇ sec
  • the rise of the detector 27 that detects the output power of the power amplifier 14 is delayed, and the output power of the power amplifier 14 may not converge to the specified power level within a predetermined period before and after the symbol boundary.
  • the transmission circuit 1 described above is configured to include the first to third variable gain amplifiers 171 to 173, but includes at least one of the first to third variable gain amplifiers 171 to 173. It may be a configuration. In this case, based on the power information P and the difference ⁇ V det output from the comparison unit 106, the gain control unit 104 sets the first output so that the output power of the power amplification unit 14 converges to the designated output level. At least one of the gain G1 of the variable gain amplifier 171, the gain G2 of the second variable gain amplifier 172, or the gain G3 of the third variable amplifier 173 is calculated. Also by this, the transmission circuit 1 can prevent the output power from changing discontinuously when the operation mode is switched.
  • the transmission circuit 1 includes at least one of the I, Q signal, the phase signal ⁇ , and the amplitude signal M output from the control unit 11 instead of including the first to third variable gain amplifiers 171 to 173.
  • size may be sufficient.
  • the regulator 12 supplies a voltage corresponding to the amplitude signal M or a DC voltage to the power amplification unit 14 according to the operation mode of the transmission circuit 1 a. It may be a configuration. In this case, the regulator 12 receives the amplitude signal M or the DC voltage control signal DC1a from the control unit 11 according to the operation mode of the transmission circuit 1a. The regulator 12 supplies the power amplifier 14 with a voltage corresponding to the input amplitude signal M or a DC voltage corresponding to the DC voltage control signal DC1a.
  • the transmission circuit 1 may be configured not to switch the bias circuit according to the operation mode of the transmission circuit 1b, like the transmission circuit 1b shown in FIG. 12B.
  • the control unit 11b outputs a bias control signal DC5b that operates the bias circuit 15b.
  • a bias voltage is supplied to the power amplifier 14 from the bias circuit 15b regardless of the operation mode of the transmission circuit 1b.
  • the transmission circuit 1 may be configured as the transmission circuit 1c shown in FIG. 12C by combining the transmission circuit 1a shown in FIG. 12A and the transmission circuit 1b shown in FIG. 12B.
  • the regulator 12 supplies a voltage corresponding to the amplitude signal M or a DC voltage to the power amplification unit 14 in accordance with the operation mode of the transmission circuit 1c.
  • a bias voltage is supplied to the power amplifier 14 from the bias circuit 15b regardless of the operation mode of the transmission circuit 1c.
  • the control unit 11 outputs the bias control signals DC1 to DC6, so that the power amplification unit 14, the regulator 12, the first variable gain amplifier 171, the second variable gain amplifier 172, The voltage is supplied to the first bias circuit 15, the second bias circuit 16, and the like.
  • the transmission circuit 1d shown in FIG. As in the transmission circuit 1d shown in FIG. .
  • FIG. 13 is a block diagram showing an example of the configuration of the transmission circuit 1d including the DC power generation units 28 to 33.
  • the DC power source generator 28 supplies a DC voltage to the collector terminal of the amplifying transistor 141 in accordance with the bias control signal DC1.
  • the DC power generation unit 29 supplies a DC voltage to the regulator 12 in accordance with the bias control signal DC2.
  • the DC power supply generator 30 supplies a DC voltage to the first variable gain amplifier 171 in accordance with the bias control signal DC3.
  • the DC power generator 31 supplies a DC voltage to the second variable gain amplifier 172 in accordance with the bias control signal DC4.
  • the DC power generation unit 32 supplies a DC voltage to the first bias circuit 15 according to the bias control signal DC5.
  • the DC power generator 33 supplies a DC voltage to the second bias circuit 16 in accordance with the bias control signal DC6.
  • the transmission circuits 1, 1a, 1b, 1c, and 1d described above include the delay adjustment circuits 20 to 25, they do not include the delay adjustment circuits 20 to 25 like the transmission circuit 1e illustrated in FIG.
  • the control unit 11e may have a function corresponding to the delay adjustment circuits 20 to 25. In this case, the control unit 11e adjusts the timing for outputting the bias control signals DC1 to DC6, and adjusts the timing for switching between the orthogonal modulation method and the polar modulation method.
  • the transmission circuits 1, 1a, 1b, 1c, 1d, and 1e described above include a control unit 11, a third variable gain amplifier 173, a phase modulation unit 13, an amplitude / phase modulation unit 19, a detector 27, and the like.
  • a configuration may further include a DAC (digital-to-analog converter) and an ADC (analog-to-digital converter) depending on whether the part is an analog component.
  • a transmission circuit 1f includes DACs 34 to 37.
  • the transmission circuit 1 f includes an ADC 38.
  • the transmission circuit 1f described above includes the DACs 34 to 37
  • the DACs 34 to 37 may be shared.
  • the DAC 34 and the DAC 35 may be shared.
  • the DAC 36 and the DAC 37 may be shared.
  • the transmission circuit 1g can reduce the number of DACs to be used.
  • the description of the delay adjustment circuits 21 to 25 is omitted for the sake of simplicity.
  • the transmission circuit 1g may be one in which the control unit 11 has a function corresponding to the delay adjustment circuits 20-25 instead of including the delay adjustment circuits 21-25.
  • the transmission circuit 1g may include DC power generation units 28 to 33.
  • the above-described transmission circuit 1g may be configured to further include a DC power generation unit 42 as in the transmission circuit 1h illustrated in FIG. 16B.
  • a DAC 40 is one in which a DAC 34 and a DAC 35 are shared.
  • the DAC 36 and the DAC 37 are shared.
  • the connection of the DAC 40 is switched so as to input the amplitude signal M to the regulator 12, and the DAC 41 performs phase modulation of the phase signal ⁇ .
  • the connection is switched to input to the unit 13.
  • the DC power supply generating unit 42 is connected to the I terminal 43 of the amplitude phase modulating unit 19 for a predetermined time so that the input to the base terminal of the amplifying transistor 141 is not input. Connected and supplies a DC voltage to the I terminal 43.
  • the DC power generation unit 42 may be connected to the Q terminal 44 of the amplitude phase modulation unit 19 for a predetermined time and supply a DC voltage to the Q terminal 44.
  • the connection of the DAC 40 is switched so as to input the I signal to the amplitude / phase modulation unit 19, and the DAC 41 converts the Q signal into the amplitude phase.
  • the connection is switched so as to input to the modulation unit 19.
  • the DC power generation unit 42 is connected to the third variable gain amplifier 173 for a predetermined time so that the input to the collector terminal of the amplifying transistor 141 does not enter the no-input state. Supply DC voltage.
  • the DC power supply generating unit 42 performs amplitude phase modulation so that the input to the collector terminal of the amplifying transistor 141 and the input to the base terminal of the amplifying transistor 141 do not enter the non-input state. It is connected to the I terminal 43 (or Q terminal 44) of the unit 19 or the regulator 12, and supplies a DC voltage.
  • the transmission circuit 1g can prevent the input to the collector terminal of the amplifying transistor 141 and the input to the base terminal of the amplifying transistor 141 from being in the no-input state when the operation mode is switched.
  • the transmission circuit adjusts the timing of switching the voltage supplied to the collector terminal of the amplifying transistor 141 when switching the operation mode, thereby It is possible to prevent the collector terminal from being in the no-input state.
  • the transmission circuit can prevent the base terminal of the amplifying transistor 141 from being in the no-input state by adjusting the timing at which the first variable gain amplifier 171 and the second variable gain amplifier 172 are switched.
  • the transmission circuit can prevent the power amplifying unit 14 from being in a biasless state by adjusting the switching timing of the first bias circuit 15 and the second bias circuit 16 at the time of switching the operation mode. Thereby, the transmission circuit prevents the output signal of the power amplifier 14 from being interrupted when switching the operation mode, and the operation mode can be switched smoothly.
  • the transmission circuit since the output signal of the power amplification unit 14 that is a feedback signal is not interrupted when the operation mode is switched, the detector 27 can quickly detect the fluctuation of the output power of the power amplification unit 14. For this reason, the transmission circuit 1 can suppress the output power from changing discontinuously in a short time as the operation mode is switched.
  • FIG. 17 is a block diagram showing an example of the configuration of a communication device according to the second embodiment of the present invention.
  • a communication device 200 according to the second embodiment includes a transmission circuit 210, a reception circuit 220, an antenna sharing unit 230, and an antenna 240.
  • the transmission circuit 210 is the transmission circuit according to any one of the first described above.
  • the antenna sharing unit 230 transmits the transmission signal output from the transmission circuit 210 to the antenna 240 and prevents the transmission signal from leaking to the reception circuit 220.
  • the antenna sharing unit 230 transmits the reception signal input from the antenna 240 to the reception circuit 220 and prevents the reception signal from leaking to the transmission circuit 210.
  • the transmission signal is output from the transmission circuit 210 and emitted from the antenna 240 to the space via the antenna sharing unit 230.
  • the received signal is received by the antenna 240 and received by the receiving circuit 220 via the antenna sharing unit 230.
  • the communication device 200 according to the fourth embodiment can achieve low distortion as a wireless device while ensuring the linearity of the transmission signal. Further, since there is no branch such as a directional coupler in the output of the transmission circuit 210, loss from the transmission circuit 210 to the antenna 240 can be reduced, power consumption at the time of transmission can be reduced, and wireless As a communication device, it can be used for a long time.
  • the communication device 200 may include only the transmission circuit 210 and the antenna 240.
  • the transmission circuit according to the present invention can be applied to communication devices such as mobile phones and wireless LANs.

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Abstract

 送信回路の動作モードの切替え時に、滑らかな動作モードの切り替えを可能とする送信回路を提供する。電力増幅部14は、直流電圧、又は振幅信号Mに応じた電圧が供給される第1の入力端子と、第1の可変利得アンプ171の出力信号、又は第2の可変利得アンプ172の出力信号が入力される第2の入力端子と、第1のバイアス回路15の出力信号、又は第2のバイアス回路16の出力信号が入力される第3の入力端子を備える。制御部11は、電力増幅部の第1の入力端子、第2の入力端子、第3の入力端子の少なくとも1つが、無入力状態にならないように、送信回路の動作モードを切替える。

Description

送信回路及び通信機器
 本発明は、携帯電話や無線LAN等の通信機器に用いられる送信回路に関し、より特定的には、高精度かつ高効率に動作する送信回路、及びそれを用いた通信機器に関する。
 近年の高度情報化社会の中で、携帯電話や無線LAN等の通信機器は、広いパワー増幅の範囲で送信信号の線形性を確保し、かつ低消費電力で動作することが求められている。そして、このような通信機器には、帯域幅に関係なく高精度な送信信号を出力し、かつ高効率で動作する送信回路が用いられる。以下に、従来の送信回路について説明する。
 従来の送信回路としては、例えば、直交変調等の変調方式を利用して、送信信号を生成する送信回路(以下、直交変調回路と記す)があった。なお、直交変調回路については、広く知られているため説明を省略する。また、直交変調回路よりも高効率に動作する従来の送信回路としては、例えば、図18に示す送信回路500があった(例えば、非特許文献1参照)。図18は、非特許文献1に開示されている従来の送信回路500の構成の一例を示すブロック図である。図18において、従来の送信回路500は、信号生成部501、位相変調部502、レギュレータ503、電力増幅部(PA)504、及び電源端子505を備える。電力増幅部504は、増幅用トランジスタを含む。
 従来の送信回路500において、信号生成部501は、振幅信号と位相信号とを生成する。振幅信号は、レギュレータ503に入力される。また、レギュレータ503には、電源端子505から直流電圧が供給されている。レギュレータ503は、入力された振幅信号に応じた電圧を電力増幅部504に供給する。なお、レギュレータ503は、典型的には入力された振幅信号の大きさに比例した電圧を電力増幅部504に供給する。
 一方、位相信号は、位相変調部502に入力される。位相変調部502は、位相信号を位相変調して、位相変調信号を出力する。位相変調信号は、電力増幅部504に入力される。電力増幅部504は、位相変調信号をレギュレータ503から供給された電圧で振幅変調して、位相変調及び振幅変調された変調信号として出力する。この変調信号が、送信信号として出力端子から出力される。なお、このような送信回路500をポーラ変調回路という。
 ただし、従来の直交変調回路には、出力パワーが低いときの線形性は高いが、電力効率が悪いという特徴があった。また、従来のポーラ変調回路には、出力パワーが一定以上の大きさのときには、高精度かつ高効率に動作するが、出力パワーが低いときは線形性が劣化し、電力効率が悪化するという特徴があった。これは、出力パワーが低いときには、電力増幅部504を線形制御するのが難しく、かつ電力増幅部504が飽和領域から外れて動作するためである。
 そこで、出力パワーに応じて動作モードを切替える送信回路が従来から開示されている(例えば、特許文献1参照)。図19は、特許文献1に開示されている従来の送信回路600の構成の一例を示すブロック図である。図19において、従来の送信回路600は、出力パワーが低いときは、直交変調方式を利用し、出力パワーが高いときには、ポーラ変調方式を利用する。
 具体的には、従来の送信回路600は、第1のしきい値と、第2のしきい値とを予め有している。ただし、第1のしきい値>第2のしきい値である。そして、出力パワーが第1のしきい値以上のときは、AGCアンプ610の出力を電力増幅部611のベース端子に接続し、振幅変調回路613の出力を電力増幅部611のコレクタ端子に接続し、ポーラ変調方式を用いて出力信号を増幅する。一方、出力パワーが第1のしきい値よりも小さく、かつ第2のしきい値以上のときには、AGCアンプ610の出力を電力増幅部611のベース端子に接続するが、AGCアンプ610で出力レベルを調整することにより、電力増幅部611の線形領域を用いて出力信号を増幅する。さらに、出力パワーが第2のしきい値よりも小さいときには、電力増幅部611を経由すると、電力増幅部611の歪みの影響を受けてかえって信号品質が劣化する場合があるため、AGCアンプ610の出力をバッファ612に接続し、電力増幅部611を経由せずに出力信号を出力する。
 このように従来の送信回路600は、高精度かつ高効率に動作することが可能であるが、携帯無線デバイスとして使用される場合、さらなる消費電力の削減が求められる。特に、電力の大部分は出力のパワー増幅段である電力増幅部611で消費されるため、電力増幅部611の消費電力をさらに削減することが求められる。
 特許文献2には、電力増幅部の動作条件に合わせてバイアス電圧をバイアス切り替えスイッチにより切り替える高周波増幅部が開示されている。一般に、アナログFM変調波の増幅には、位相変化のみ伝送できればよいので、電力変換効率の高いCクラス電力増幅器を使用することが好ましい。一方、ディジタル変調波、例えばπ/4シフトQPSK変調波のような振幅・位相変化ともに伝送できなければならない変調方式の場合には、線形性の良いAクラス電力増幅器を使用する必要がある。特許文献2は、変調信号に応じて増幅用トランジスタに印加するバイアス電圧を切り替え、電力増幅部の動作領域を制御する構成を開示している。
 図20は、特許文献2に開示されている従来の送信回路700の構成の一例を示すブロック図である。図20において、RF入力端子711から入力される変調波は、電力増幅部712で増幅され、アンテナ713から出力される。電力増幅部712は、エミッタ接地の増幅用トランジスタ718と、増幅用トランジスタ718のベース端子に接続された入力側整合部717と、増幅用トランジスタ718のコレクタ端子に接続された出力側整合部719とを含む構成である。
 切り替え制御回路715は、バイアス切替スイッチ720によって、電力増幅部712を構成する増幅用トランジスタ718のベース端子に接続されている。バイアス切替スイッチ720は、制御信号入力端子714から入力される変調波選択用の制御信号に応じて、増幅用トランジスタ718のベース端子を第1のバイアス回路722側、あるいは第2のバイアス回路723側に接続する。具体的には、バイアス切替スイッチ720は、電力増幅部712をCクラス電力増幅器として機能させる時には、増幅用トランジスタ718のベース端子を第1のバイアス回路722側に接続する。
 一方、バイアス切替スイッチ720は、電力増幅部712をAクラス電力増幅器として動作させる時には、増幅用トランジスタ718のベース端子を第2のバイアス回路723側に接続する。このように、従来の送信回路700には、電力増幅部712が増幅する変調波の種類に応じて、バイアス回路722,723を切り替えることで、電力増幅部712の動作領域を変換し、電力変換効率を向上させていた。
特開2004-104194号公報 特開平5-110348号公報
エフ・エッチ・ラーブ(F.H.Raab)他、「ハイ-エフィシェンシー エル-バンド カーン-テクニック トランスミッター(High-efficiency L-band Kahn-technique transmitter)」、1998年 アイトリプルイー・エムティティ-エス イント・マイクロウェーブ・シンポ・ディグ(1998 IEEE MTT-S Int.Microwave Symp.Dig.)
 しかしながら、従来の送信回路600には、出力パワーに応じて送信回路の動作モードを切替えることについては開示されているが、電力増幅部611のバイアス電圧の切替え動作については、開示されていなかった。このため、電力増幅部611には、直交変調方式を利用時にも、ポーラ変調方式を利用時にも、同一のバイアス電圧が印加され、電力増幅部611の電力を削減するには不十分であった。
 また、従来の送信回路700には、第1のバイアス回路722、及び第2のバイアス回路723の切り替え時のスイッチ動作の遅延、あるいは制御信号経路に存在する遅延要素が原因で、第1のバイアス回路722と第2のバイアス回路723との切り替え時に、電力増幅部712にバイアス電圧が印加されない状態(すなわち、無バイアス状態)が発生する可能性があった。
 バイアス回路切り替え時のスイッチ動作を、図21を用いて説明する。図21(a)は、制御信号入力端子714に時刻tで制御信号が入力され、第1のバイアス回路722から第2のバイアス回路723に切り替わった場合のバイアス電圧の変化を示している。図21(a)では、時刻tの前後で、制御信号入力端子714に入力される制御信号によって、バイアス電圧がVからVにステップ状に変化している。
 図21(b)は、増幅用トランジスタ718のバイアス制御端子に印加するバイアス電流の遅延発生の一例を示している。バイアス切替スイッチ720の遅延特性や通信情報信号の伝達経路に存在する遅延要素の影響により、図21(b)に示すように、増幅用トランジスタ718のバイアス制御端子に印加されるバイアス電流の切り替え動作に遅延が発生する。この例では、制御信号入力端子714に時刻tで制御信号が入力され、第1のバイアス回路722がオンからオフに切り替わるまでの遅延時間がd、第2のバイアス回路723がオフからオンに切り替わるまでの遅延時間がd(d>d)となっている。この場合、T=d-dの期間、第1のバイアス回路722と、第2のバイアス回路723の両方がオフとなってしまい、増幅用トランジスタ718は無バイアス状態となってしまう。
 すなわち、上述した送信回路700は、無バイアス状態では、増幅用トランジスタ718が正常動作しないので、バイアス電圧の切り替え時に、電力増幅部712の出力信号が途切れることがあり、電力増幅部712の滑らかな動作切り替えができないという問題点があった。
 また、上述した送信回路600に、特許文献2に開示されているバイアス制御技術を応用したとしても、電力増幅部611が備える増幅用トランジスタが無バイアス状態となることを回避できなかった。また、送信回路600の動作モード切替え時に、電力増幅部611のベース端子、及びコレクタ端子への入力も切替えられるが、切替え時に発生する遅延により、電力増幅部611のベース端子、及びコレクタ端子が無入力状態になる可能性があった。このような原因により、送信回路600は、滑らかな動作モードの切り替えができなかった。
 それ故に、本発明の目的は、上記従来の課題を解決するものであり、広い出力電力の範囲に渡って、低歪みかつ高効率に動作し、かつ送信回路の動作モードの切替え時に、滑らかな動作モードの切り替えを可能とする送信回路を提供することである。
 本発明は、送信信号を出力する送信回路に向けられている。そして、上記目的を達成するために、本発明の送信回路は、パワー情報に基づいて、送信回路の動作モードを直交変調方式か、又はポーラ変調方式に切替えるか否かを判断すると共に、送信回路の動作モードが直交変調方式であるときI,Q信号から構成されるベクトル信号を出力し、送信回路の動作モードがポーラ変調方式であるとき振幅信号及び位相信号を出力する制御部と、制御部が出力したベクトル信号を振幅位相変調する振幅位相変調部と、振幅位相変調部の出力信号を第1の利得で増幅する第1の可変利得アンプと、制御部が出力した振幅信号に応じた電圧を出力するレギュレータと、制御部が出力した位相信号を位相変調する位相変調部と、位相変調部の出力信号を第2の利得で増幅する第2の可変利得アンプと、送信回路の動作モードが直交変調方式であるとき所定の直流電圧が供給され、当該供給された直流電圧を用いて、第1の可変利得アンプの出力信号を増幅し、送信回路の動作モードがポーラ変調方式であるとき、レギュレータから振幅信号に応じた電圧が供給され、当該供給された電圧を用いて、第2の可変利得アンプの出力信号を増幅する電力増幅部と、電力増幅部にバイアス制御信号を出力するバイアス回路とを備える。電力増幅部は、直流電圧、又は振幅信号に応じた電圧が供給される第1の入力端子と、第1の可変利得アンプの出力信号、又は第2の可変利得アンプの出力信号が入力される第2の入力端子と、バイアス制御信号が入力される第3の入力端子とを備える。制御部は、第1の入力端子、又は第2の入力端子の少なくともいずれかが、無入力状態にならないように、送信回路の動作モードの切替えを制御する。
 好ましくは、バイアス回路は、送信回路の動作モードが直交変調方式であるとき、電力増幅部に第1のバイアス制御信号を出力する第1のバイアス回路と、送信回路の動作モードがポーラ変調方式であるとき、電力増幅部に第2のバイアス制御信号を出力する第2のバイアス回路とから構成される。この場合、制御部は、第1の入力端子、第2の入力端子、又は前記第3の入力端子の少なくともいずれかが、無入力状態にならないように、送信回路の動作モードの切替えを制御する。
 レギュレータは、送信回路の動作モードが直交変調方式であるとき、所定の直流電圧を電力増幅部に供給し、送信回路の動作モードがポーラ変調方式のとき、制御部が出力した振幅信号に応じた電圧を電力増幅部に供給するものであってもよい。
 好ましくは、送信回路は、制御部が出力した前記振幅信号を第3の利得で増幅する第3の可変利得アンプをさらに備える。
 送信回路は、電力増幅部に供給する直流電圧の切り替えを第1の遅延時間だけ遅延させる第1の遅延調整回路と、レギュレータを動作させるために供給する直流電圧の切り替えを第2の遅延時間だけ遅延させる第2の遅延調整回路とをさらに備える。制御部は、電力増幅部の第1の入力端子に、直流電圧、及び振幅信号に応じた電圧のどちらか一方が必ず供給されるように、第1の遅延時間、及び第2の遅延時間を調整する。
 送信回路は、第1の可変利得アンプの動作の切替えを第3の遅延時間だけ遅延させる第3の遅延調整回路と、第2の可変利得アンプの動作の切替えを第4の遅延時間だけ遅延させる第4の遅延調整回路とをさらに備える。制御部は、電力増幅部の第2の入力端子に、第1の可変利得アンプの出力信号、及び第2の可変利得アンプの出力信号のどちらか一方が必ず入力されるように、第3の遅延時間、及び第4の遅延時間を調整する。
 送信回路は、第1のバイアス回路の動作の切り替えを第5の遅延時間だけ遅延させる第5の遅延調整回路と、第2のバイアス回路の動作の切り替えを第6の遅延時間だけ遅延させる第6の遅延調整回路とを備えをさらに備える。制御部は、電力増幅部の第3の入力端子に、第1のバイアス制御信号、及び第2のバイアス制御信号のどちらか一方が必ず入力されるように、第5の遅延時間、及び第6の遅延時間を調整する。
 制御部は、送信回路の動作モードが直交変調方式であるときベクトル信号を生成し、送信回路の動作モードがポーラ変調方式であるとき振幅信号及び位相信号を生成する信号生成部と、送信回路の動作モードの切替え時に、電力増幅部の第1の入力端子に直流電圧、及び振幅信号に応じた電圧のどちらか一方が必ず供給されるか、電力増幅部の第2の入力端子に、第1の可変利得アンプの出力信号、及び第2の可変利得アンプの出力信号のどちらか一方が必ず入力されるか、電力増幅部の第3の入力端子に、第1のバイアス制御信号、及び第2のバイアス制御信号のどちらか一方が必ず入力されるかの少なくとも1つの条件を満たすように、送信回路の動作モードの切替えを制御するバイアス制御部と、パワー情報に基づいて、動作モードを直交変調方式、又はポーラ変調方式に切替えるか否かを判断するモード切替判断部と、モード切替判断部の判断に従って、信号生成部、バイアス制御部を制御するモード切替え制御部とを備える。
 好ましくは、モード切替判断部は、パワー情報に応じて、動作モードが規定されたルックアップテーブルに基づいて、送信回路の動作モードを直交変調方式、又はポーラ変調方式に切替えるか否かを判断する。
 また、モード切替判断部は、パワー情報が所定のしきい値よりも小さければ直交変調方式で動作させると判断し、パワー情報が所定のしきい値以上であれば、ポーラ変調方式で動作させると判断してもよい。
 送信回路は、電力増幅部が出力する送信信号を分配する分配器と、送信回路の動作モードの切り替え時に、分配器の出力電力を検波し、当該出力電力に比例した電圧値を出力するディテクタとをさらに備える。制御部は、送信回路の動作モードを切り替える前にディテクタが検出した電圧値と、送信回路の動作モードの切り替えた後にディテクタが検出した電圧値とを比較し、その差分を出力する比較部と、比較部が出力した差分と、パワー情報とに基づいて、電力増幅部の出力パワーが指定された出力パワーレベルに収束するように、第1の利得、及び第2の利得の少なくともいずれかを制御するゲイン制御部とをさらに備える。
 送信回路は、電力増幅部が出力する送信信号を分配する分配器と、送信回路の動作モードの切り替え時に、分配器の出力電力を検波し、当該出力電力に比例した電圧値を出力するディテクタとをさらに備える。制御部は、送信回路の動作モードを切り替える前にディテクタが検出した電圧値と、送信回路の動作モードの切り替えた後にディテクタが検出した電圧値とを比較し、その差分を出力する比較部と、比較部が出力した差分と、パワー情報とに基づいて、電力増幅部の出力パワーが指定された出力パワーレベルに収束するように、第1の利得、第2の利得、及び第3の利得の少なくともいずれかを制御するゲイン制御部とをさらに備える。
 送信回路の動作モードを切り替えた場合、制御部は、シンボルの境界の前後の一定期間内に、電力増幅部の出力パワーを指定された出力パワーレベルに収束させる。
 送信回路は、送信回路の動作モードが直交変調方式であるとき、電力増幅部の第1の入力端子に直流電圧を供給する第1のDC電源発生部と、送信回路の動作モードがポーラ変調方式であるとき、レギュレータを動作させる直流電圧を供給する第2のDC電源発生部とをさらに備える。
 送信回路は、送信回路の動作モードが直交変調方式であるとき、第1の可変利得アンプを動作させる直流電圧を供給する第3のDC電源発生部と、送信回路の動作モードがポーラ変調方式であるとき、第1の可変利得アンプを動作させる直流電圧を供給する第4のDC電源発生部とをさらに備える。
 送信回路は、送信回路の動作モードが直交変調方式であるとき、第1のバイアス制御回路を動作させる直流電圧を供給する第5のDC電源発生部と、送信回路の動作モードがポーラ変調方式であるとき、第2のバイアス制御回路を動作させる直流電圧を供給する第6のDC電源発生部とをさらに備える。
 送信回路は、送信回路の動作モードをポーラ変調方式から直交変調方式に切替える場合、制御部が出力するI信号をアナログ変換し振幅位相変調部に出力するように接続され、送信回路の動作モードを直交変調方式からポーラ変調方式に切替える場合、制御部が出力する振幅信号をアナログ変換しレギュレータに出力するように接続される第1のDACと、送信回路の動作モードをポーラ変調方式から直交変調方式に切替える場合、制御部が出力するQ信号をアナログ変換し振幅位相変調部に出力し、送信回路の動作モードが直交変調方式からポーラ変調方式に切替える場合、制御部が出力する位相信号をアナログ変換し位相変調部に出力するように接続される第2のDACと、送信回路の動作モードがポーラ変調方式から直交変調方式に切替えられる場合、電力増幅部の第1の入力端子が無入力状態にならないように、レギュレータに直流電圧を供給し、送信回路の動作モードが直交変調方式からポーラ変調方式に切替えられる場合、電力増幅部の第2の入力端子が無入力状態にならないように、振幅位相変調部に直流電圧を供給するDC電源発生部をさらに備える。
 第1の遅延時間tを除き、制御部から、電力増幅部の第1の入力端子までの経路で発生する遅延時間dの最小値をmin(d)とし、第2の遅延時間tを除き、制御部からレギュレータを介して電力増幅部の第1の入力端子までの経路で発生する遅延時間dの最大値をmax(d)とすると、送信回路の動作モードを直交変調方式からポーラ変調方式に切替える場合は、第1の遅延時間t、及び第2の遅延時間tは、下記式の関係を満たすように設定される。
   t+min(d)>t+max(d
 第1の遅延時間tを除き、制御部から、電力増幅部の第1の入力端子までの経路で発生する遅延時間dの最大値をmax(d)とし、第2の遅延時間tを除き、制御部からレギュレータを介して電力増幅部の第1の入力端子までの経路で発生する遅延時間dの最小値をmin(d)とすると、送信回路の動作モードをポーラ変調方式から直交変調方式に切替える場合は、第1の遅延時間t、及び第2の遅延時間tは、下記式の関係を満たすように設定される。
   t+max(d)<t+min(d
 第3の遅延時間tを除き、制御部から、振幅位相変調部、及び第1の可変利得アンプを介して、第2の入力端子までの経路で発生する遅延時間dの最小値をmix(d)とし、第3の遅延時間tを除き、制御部から、位相変調部、及び第2の可変利得アンプを介して、第2の入力端子までの経路で発生する遅延時間dの最大値をmax(d)とすると、送信回路の動作モードを直交変調方式からポーラ変調方式に切替える場合は、第3の遅延時間t、及び第4の遅延時間tは、下記式の関係を満たすように設定される。
   t+min(d)>t+max(d
 第3の遅延時間tを除き、制御部から、振幅位相変調部、及び第1の可変利得アンプを介して、第2の入力端子までの経路で発生する遅延時間dの最大値をmax(d)とし、第4の遅延時間tを除き、制御部から、位相変調部、及び第2の可変利得アンプを介して、第2の入力端子までの経路で発生する遅延時間dの最小値をmin(d)とすると、送信回路の動作モードをポーラ変調方式から直交変調方式に切替える場合は、第3の遅延時間t、及び第4の遅延時間tは、下記式の関係を満たすように設定される。
   t+max(d)<t+min(d
 第5の遅延時間tを除き、制御部から、第1のバイアス回路を介して、第3の入力端子までの経路で発生する遅延時間dの最小値をmix(d)とし、第6の遅延時間tを除き、制御部から、第2のバイアス回路を介して、第3の入力端子までの経路で発生する遅延時間dの最大値をmax(d)とすると、送信回路の動作モードを直交変調方式からポーラ変調方式に切替える場合は、第5の遅延時間t、及び第6の遅延時間tは、下記式の関係を満たすように設定される。
   t+min(d)>t+max(d
 第5の遅延時間tを除き、制御部から、第1のバイアス回路を介して、第3の入力端子までの経路で発生する遅延時間dの最大値をmax(d)とし、第6の遅延時間tを除き、制御部から、第2のバイアス回路を介して、第3の入力端子までの経路で発生する遅延時間dの最小値をmin(d)とすると、送信回路の動作モードをポーラ変調方式から直交変調方式に切替える場合は、第5の遅延時間t、及び第6の遅延時間tは、下記式の関係を満たすように設定される。
   t+max(d)<t+min(d
 また、本発明は、上述した送信回路を備える通信機器にも向けられている。通信機器は、送信信号を生成する送信回路と、送信回路で生成された送信信号を出力するアンテナとを備える。また、通信機器は、アンテナから受信した受信信号を処理する受信回路と、送信回路で生成された送信信号をアンテナに出力し、アンテナから受信した受信信号を受信回路に出力するアンテナ共用部とをさらに備えてもよい。
 以上のように、本発明の送信回路は、動作モードの切替え時に、電力増幅部のコレクタ端子に供給する電圧を切替えるタイミングを調整することで、電力増幅部のコレクタ端子が無入力状態になることを防止できる。また、送信回路は、第1の可変利得アンプ、及び第2の可変利得アンプを切替えるタイミングを調整することで、電力増幅部のベース端子が無入力状態になることを防止できる。また、送信回路は、動作モードの切り替え時に、第1のバイアス回路、及び第2のバイアス回路の切り替えタイミングを調整することで、電力増幅部が無バイアス状態になることを防止できる。これによって、送信回路は、動作モードを切り替える時に、電力増幅部の出力信号が途切れることを防止し、動作モードの滑らかな切り替えが可能となる。
 また、送信回路は、動作モードの切り替え時に、帰還信号である電力増幅部の出力信号が途切れないので、ディテクタが電力増幅部の出力パワーの変動を素早く検知することが可能となる。このため、送信回路は、動作モードの切り替えに伴って、出力パワーが不連続に変動することを短時間で抑制することが可能となる。
 また、本発明の通信機器によれば、上述した送信回路を用いることで、広い帯域幅で出力信号の精度を確保しつつ、高効率に動作することができる。
図1は、本発明の第1の実施形態に係る送信回路1の構成の一例を示すブロック図である。 図2Aは、本発明の第1の実施形態に係るレギュレータ12aの構成の一例を示すブロック図である。 図2Bは、本発明の第1の実施形態に係るレギュレータ12bの構成の一例を示すブロック図である。 図2Cは、本発明の第1の実施形態に係るレギュレータ12cの構成の一例を示すブロック図である。 図3は、本発明の第1の実施形態に係る制御部11の詳細な構成の一例を示す機能ブロック図である。 図4は、パワー情報Pと、送信回路1の動作モードとの関係を記述したルックアップテーブルの一例を示す図である。 図5は、モード切替判断部101のモード切替時の動作の一例を示すフローチャートである。 図6Aは、遅延調整回路20の構成の一例を示すブロック図である。 図6Bは、遅延調整回路21の構成の一例を示すブロック図である。 図7Aは、第1の可変利得アンプ171から第2の可変利得アンプ172に切り替えた場合の、第1の可変利得アンプ171及び第2の可変利得アンプ172の入力電圧及び出力電流の関係の一例を示す図である。 図7Bは、第2の可変利得アンプ172から第1の可変利得アンプ171に切り替えた場合の、第1の可変利得アンプ171及び第2の可変利得アンプ172の入力電圧及び出力電流の関係の一例を示す図である。 図8Aは、遅延調整回路22の構成の一例を示すブロック図であり、である。 図8Bは、遅延調整回路23の構成の一例を示すブロック図であり、である。 図9Aは、第1のバイアス回路15から第2のバイアス回路16に切り替えた場合の、第1のバイアス回路15及び第2のバイアス回路16の入力電圧及び出力電流の関係の一例を示す図である。 図9Bは、第2のバイアス回路16から第1のバイアス回路15に切り替えた場合の、第1のバイアス回路15及び第2のバイアス回路16の入力電圧及び出力電流の関係の一例を示す図である。 図10Aは、遅延調整回路24の構成の一例を示すブロック図である。 図10Bは、遅延調整回路25の構成の一例を示すブロック図である。 図11Aは、送信回路1の動作モードの切替え時に、遅延調整回路20~25を用いた遅延調整を行わなかった場合の送信回路1の出力パワー遷移の一例を示す図である。 図11Bは、送信回路1の動作モードの切替え時に、遅延調整回路20~25を用いた遅延調整を行った場合の送信回路1の出力パワー遷移の一例を示す図である。 図12Aは、本発明の第1の実施形態に係る送信回路1aの構成の一例を示すブロック図である。 図12Bは、本発明の第1の実施形態に係る送信回路1bの構成の一例を示すブロック図である。 図12Cは、本発明の第1の実施形態に係る送信回路1cの構成の一例を示すブロック図である。 図13は、本発明の第1の実施形態に係る送信回路1dの構成の一例を示すブロック図である。 図14は、本発明の第1の実施形態に係る送信回路1eの構成の一例を示すブロック図である。 図15は、本発明の第1の実施形態に係る送信回路1fの構成の一例を示すブロック図である。 図16Aは、本発明の第1の実施形態に係る送信回路1gの構成の一例を示すブロック図である。 図16Bは、本発明の第1の実施形態に係る送信回路1hの構成の一例を示すブロック図である。 図17は、本発明の第2の実施形態に係る通信機器200の構成の一例を示すブロック図である。 図18は、従来の送信回路500の構成の一例を示すブロック図である。 図19は、従来の送信回路600の構成の一例を示すブロック図である。 図20は、従来の送信回路700の構成の一例を示すブロック図である。 図21は、従来のバイアス回路切り替え時のスイッチ動作を説明する図である。
 (第1の実施形態)
 図1は、本発明の第1の実施形態に係る送信回路1の構成の一例を示すブロック図である。図1において、送信回路1は、制御部11、レギュレータ12、位相変調部13、電力増幅部(PA)14、第1のバイアス回路15、第2のバイアス回路16、第1の可変利得アンプ171、第2の可変利得アンプ172、第3の可変利得アンプ173、振幅位相変調部19、遅延調整回路20~25、分配器26、及びディテクタ27を備える。電力増幅部14は、増幅用トランジスタ141を含む構成である。
 送信回路1には、ベースバンド信号、及びパワー情報Pが入力される。パワー情報Pは、送信回路1の出力電力の大きさを示す情報であり、例えばW-CDMAシステムでは、基地局によってスロット時間毎に制御される。
 制御部11は、送信回路1の動作モードを直交変調方式か、あるいはポーラ変調方式に切替える動作を制御する。また、制御部11は、送信回路1の動作モードが直交変調方式であるとき、I,Q信号から構成されるベクトル信号を出力する。一方、制御部11は、送信回路1の動作モードがポーラ変調方式であるとき、振幅信号M及び位相信号θを出力する。振幅信号M及び位相信号θは、I,Q信号との関係では、(式1)及び(式2)により表される。制御部11の詳細については、後述する。
 

Figure JPOXMLDOC01-appb-I000001
   ・・・(式1)
 

Figure JPOXMLDOC01-appb-I000002
       ・・・(式2)
 送信回路1の動作モードが直交変調方式である場合、制御部11は、I,Q信号を出力する。I,Q信号は、振幅位相変調部19で変調された後、第1の可変利得アンプ171を介して、電力増幅部14で増幅され、変調信号として出力される。この変調信号が、送信回路1からの送信信号として出力される。
 また、送信回路1の動作モードがポーラ変調方式である場合、制御部11は、振幅信号M、位相信号θを出力する。振幅信号Mは、第3の可変利得アンプ173を介して、レギュレータ12に入力される。レギュレータ12は、振幅信号Mに応じた電圧を電力増幅部14に供給する。典型的には、レギュレータ12は、振幅信号の大きさに比例した電圧を電力増幅部14に供給する。
 位相信号は、位相変調部13に入力される。位相変調部13は、位相信号を位相変調して、位相変調信号を出力する。位相変調信号は、第2の可変利得アンプ18を介して、電力増幅部14に入力される。電力増幅部14は、位相変調信号をレギュレータ12から供給された電圧で振幅変調して、位相変調及び振幅変調された変調信号として出力する。この変調信号が、送信回路1からの送信信号として出力される。
 レギュレータ12は、例えば、図2Aに示すレギュレータ12aのように、スイッチングレギュレータ121を用いて構成することが可能である。スイッチングレギュレータ121の電源端子には、遅延調整回路21を介して、バイアス制御信号DC2が入力される。スイッチングレギュレータ121は、振幅信号Mに応じた電圧を電力増幅部14に供給する。
 また、レギュレータ12は、例えば、図2Bに示すレギュレータ12bのように、シリーズレギュレータ122を用いて構成することが可能である。シリーズレギュレータ122の電源端子には、遅延調整回路21を介して、バイアス制御信号DC2が入力される。シリーズレギュレータ122は、振幅信号Mに応じた電圧を電力増幅部14に供給する。
 また、レギュレータ12は、例えば、図2Cに示すレギュレータ12cのように、スイッチングレギュレータ121と、シリーズレギュレータ122とを組み合わせて構成することが可能である。スイッチングレギュレータ121の電源端子には、遅延調整回路21を介して、バイアス制御信号DC2が入力される。また、スイッチングレギュレータ121には、例えば、パワー情報Pが入力される。また、スイッチングレギュレータ121には、パワー情報Pの代わりに、例えば、振幅信号Mを一定の時間毎に平均化したような信号が入力されてもよい。スイッチングレギュレータ121は、パワー情報Pなどの入力信号に応じた電圧をシリーズレギュレータ122に供給する。シリーズレギュレータ122は、振幅信号Mに応じた電圧を電力増幅部14に供給する。また、レギュレータ12は、電流駆動型のレギュレータを用いて構成することも可能である。
 次に、制御部11の詳細について説明する。図3は、制御部11の詳細な構成の一例を示す機能ブロック図である。図3において、制御部11は、モード切替判断部101、モード切替制御部102、信号生成部103、ゲイン制御部104、バイアス制御部105、及び比較部106を備える。なお、制御部11は、図3では複数の機能ブロックの集まりとして説明しているが、1つの機能ブロックとして実現してもよい。
 モード切替判断部101は、パワー情報Pに応じて、送信回路1の動作モードをポーラ変調方式、又は直交変調方式に切替えるか否かを判断する機能ブロックである。この判断手法としては、例えば、モード切替判断部101は、パワー情報Pと、送信回路1の動作モードとの関係を記述したルックアップテーブル(例えば、図4を参照)に基づいて、送信回路1の動作モードを切り替えるか否かを判断する。
 あるいは、モード切替判断部101は、ルックアップテーブルを備える代わりに、図5に示すように、パワー情報Pを所定のしきい値と比較することにより、送信回路1の動作モードを切り替えるか否かを判断してもよい。図5は、モード切替判断部101のモード切替時の動作の一例を示すフローチャートである。図5を参照して、モード切替判断部101は、パワー情報Pと所定のしきい値とを比較する(ステップS11)。そして、パワー情報Pが所定のしきい値よりも小さければ、次の動作モードが直交変調方式であると判断する(ステップS12:Yes、ステップS13)。
 一方、モード切替判断部101は、パワー情報Pが所定のしきい値以上であれば、次の動作モードがポーラ変調方式であると判断する(ステップS12:No、ステップS14)。モード切替判断部101は、現在の動作モードと、次の動作モードとが異なる場合は、動作モードの切り替えが必要であると判断し、動作モードの切替えをモード切替制御部102に指示する(ステップS15:Yes、ステップS16)。モード切替判断部101は、現在の動作モードと、次の動作モードとが同じであれば、動作モードの切り替えが必要ないと判断し、処理を終了する(ステップS15:No)。
 なお、パワー情報Pと比較するしきい値の数は、1つに限られず、複数であってもよい。例えば、モード切替判断部101は、直交変調方式からポーラ変調方式への切り替えを判断するための第1のしきい値と、直交変調方式からポーラ変調方式への切り替えを判断するための第2のしきい値との2つを持っていてもよい。これにより、モード切替判断部101は、パワー情報Pが第1のしきい値以上であれば、次の動作モードがポーラ変調方式であると判断し、パワー情報Pが第2のしきい値未満であれば、次の動作モードが直交変調方式であると判断することができる。
 モード切替制御部102は、モード切替判断部101の判断に従って、信号生成部103、ゲイン制御部104、及びバイアス制御部105における動作モードの切替えを制御する。
 信号生成部103は、モード切替制御部102の制御に従って、生成する信号の種類を切替える。具体的には、信号生成部103は、送信回路1の動作モードが直交変調方式であるとき、ベースバンド信号に所定の信号処理を施して、I,Q信号から構成されるベクトル信号を出力する。一方、信号生成部103は、送信回路1の動作モードがポーラ変調方式であるとき、ベースバンド信号に所定の信号処理を施して、振幅信号Mと位相信号θとを生成する。振幅信号M及び位相信号θと、I,Q信号との関係は、上述した通りである。
 また、比較部106には、分配器26及びディテクタ27を介して、電力増幅器14の出力信号がフィードバックされる。比較部106及びゲイン制御部104は、電力増幅器14の出力信号に基づいて、電力増幅部14の出力を安定化させるように、第1の可変利得アンプ171の利得G1、第2の可変利得アンプ172の利得G2、及び第3の可変利得アンプ173の利得G3を制御する。分配器26、ディテクタ27、比較部106、及びゲイン制御部104の詳細については、後述する。
 バイアス制御部105は、モード切替制御部102の制御に従って、バイアス制御信号DC1、DC2を出力し、電力増幅部14(すなわち、増幅用トランジスタ141のコレクタ端子)に供給する電圧の切替えを制御する。また、バイアス制御部105は、モード切替制御部102の制御に従って、バイアス制御信号DC3、DC4を出力し、第1の可変利得アンプ171、及び第2の可変利得アンプ172の切替えを制御する。また、バイアス制御部105は、モード切替制御部102の制御に従って、バイアス制御信号DC5、DC6を出力し、第1のバイアス回路15、及び第2のバイアス回路16の切替えを制御する。
 なお、バイアス制御部105は、送信回路1の動作モードの切替時に、バイアス制御信号DC1、DC2の組と、バイアス制御信号DC3、DC4の組と、バイアス制御信号DC5、DC6の組を全て出力する必要はなく、少なくとも1つの組のバイアス制御信号を出力するものであってもよい。
 ここで、バイアス制御部105が、バイアス制御信号DC1、DC2を出力し、増幅用トランジスタ141のコレクタ端子に供給する電圧を切替える場合の動作の詳細について説明する。例えば、バイアス制御部105は、ポーラ変調方式から直交変調方式に切替える場合は、増幅用トランジスタ141のコレクタ端子に供給する直流電圧をオンして、レギュレータ12の電源端子に供給する電源電圧をオフするために、DC1>Vth1を満たすバイアス制御信号DC1と、DC2<Vth2を満たすバイアス制御信号DC2とを出力する。これによって、増幅用トランジスタ141のコレクタ端子には、バイアス制御信号DC1に応じた、直流電圧が供給される。
 また、逆に、バイアス制御部105は、直交変調方式からポーラ変調方式に切替える場合は、増幅用トランジスタ141のコレクタ端子に供給する直流電圧をオフして、レギュレータ12の電源端子に供給する直流電圧をオンするために、DC1<Vth1を満たすバイアス制御信号DC1と、DC2>Vth2を満たすバイアス制御信号DC2とを出力する。これによって、レギュレータ12の電源端子には、バイアス制御信号DC2に応じた直流電圧が供給される。すなわち、増幅用トランジスタ141のコレクタ端子には、振幅信号Mに応じた電圧が供給される。
 ここで、Vth1、Vth2とは、バイアス制御信号DC1、DC2のオン状態を規定するための閾値であり、任意の大きさに設定可能である。すなわち、バイアス制御信号DC1、DC2は、増幅用トランジスタ141のコレクタ端子に供給する直流電圧、及びレギュレータ12の電源端子に供給する直流電圧のオン/オフを制御するための信号であるので、その目的を達成できるのであれば、任意の電圧値を用いても構わない。さらに、電力増幅部14、及びレギュレータ12の種類によっては、バイアス制御信号DC1、DC2として、電流値を用いても構わない。
 遅延調整回路20は、バイアス制御信号DC1を所定の時間tだけ遅延させる。遅延調整回路21は、バイアス制御信号DC2を所定の時間tだけ遅延させる。このため、遅延調整回路20は、増幅用トランジスタ141のコレクタ端子に供給する直流電圧の切り替えを所定の時間tだけ遅延させる。同様に、遅延調整回路21は、レギュレータ12の電源端子に供給する直流電圧の切り替えを所定の時間tだけ遅延させる。これらの遅延時間t、tは、送信回路1の動作モード切り替え時に、増幅用トランジスタ141のコレクタ端子が、無入力状態にならないように調整される。
 ここで、遅延調整回路20による遅延時間tを除き、バイアス制御部105から、増幅用トランジスタ141のコレクタ端子までの経路で発生する遅延時間をdとする。また、遅延調整回路21による遅延時間tを除き、バイアス制御部105から、レギュレータ12を介して、増幅用トランジスタ141のコレクタ端子までの経路で発生する遅延時間をdとする。
 この場合、遅延調整回路20による遅延時間tを合わせると、バイアス制御部105から、増幅用トランジスタ141のコレクタ端子までの経路による遅延時間はt+dとなる。また、遅延調整回路21による遅延時間tを合わせると、バイアス制御部105から、レギュレータ12を介して、増幅用トランジスタ141のコレクタ端子までの経路による遅延時間はt+dとなる。
 すなわち、直交変調方式からポーラ変調方式に切替える場合は、増幅用トランジスタ141のコレクタ端子が無入力状態にならないためには、t+d>t+dという条件を満たす必要がある。逆に、ポーラ変調方式から直交変調方式に切り替える場合は、増幅用トランジスタ141のコレクタ端子が無入力状態にならないためには、t+d<t+dという条件を満たす必要がある。
 ここで、遅延時間d、dは、回路素子のばらつきや温度変化等によって値が変化するので、遅延時間dの最小値をmin(d)とし、遅延時間dの最大値をmax(d)とすると、直交変調方式からポーラ変調方式に切り替える場合は、t+min(d)>t+max(d)を満たすように遅延時間t、tを設定する必要がある。逆に、ポーラ変調方式から直交変調方式に切替える場合は、遅延時間dの最大値をmax(d)とし、遅延時間dの最小値をmin(d)とすると、t+max(d)<t+min(d)を満たすように遅延時間t、tを設定する必要がある。
 図6Aは、遅延調整回路20の構成の一例を示すブロック図である。図6Aにおいて、遅延調整回路20は、第1の高速スイッチ201と、第2の高速スイッチ202と、第1の伝送線路203と、第2の伝送線路204とを用いて構成される。第1の伝送線路203は、低遅延の伝送線路であり、その遅延時間はD10である。一方、第2の伝送線路204は、大遅延の伝送線路であり、その遅延時間はD11である。第1の高速スイッチ201、及び第2の高速スイッチ202の切り替えにより、遅延時間tは、D10もしくはD11に設定される。
 図6Bは、遅延調整回路21の構成の一例を示すブロック図である。図6Bにおいて、遅延調整回路21は、第1の高速スイッチ211と、第2の高速スイッチ212と、第1の伝送線路213と、第2の伝送線路214とを用いて構成される。第1の伝送線路213は、低遅延の伝送線路であり、その遅延時間はD20である。一方、第2の伝送線路214は、大遅延の伝送線路であり、その遅延時間はD21である。高速スイッチ211、212の切り替えにより、遅延時間tは、D20もしくはD21に設定される。
 直交変調方式からポーラ変調方式に切り替える際は、t=D11、t=D20と設定し、ポーラ変調方式から直交変調方式に切り替える際は、t=D10、t=D21と設定する。D11は、(D11-D20)>max(d)-min(d)を満たし、D21は、(D21-D10)> max(d)-min(d)を満たすように設計される。
 バイアス回路切り替え後は、次の切り替えに備えて、tとtとの値を設定する。例えば、直交変調方式からポーラ変調方式に切り替えた後は、t=D10、t=D21に設定する。逆に、ポーラ変調方式から直交変調方式に切替えた場合は、t=D11、t=D20に設定する。このように遅延時間を制御することによって、常に増幅用トランジスタ141のコレクタ端子に、バイアス制御信号DC1の応じた直流電圧、又は振幅信号Mに応じた電圧が供給され、増幅用トランジスタ141のコレクタ端子が無入力状態になることを防ぐことができる。
 なお、送信回路1は、t=0のときに、増幅用トランジスタ141のコレクタ端子が無入力状態になることを防ぐことができる場合は、遅延調整回路20を備える必要はない。同様に、送信回路1は、t=0のときに、増幅用トランジスタ141のコレクタ端子が無入力状態になることを防ぐことができる場合は、遅延調整回路21を備える必要はない。
 次に、バイアス制御部105が、バイアス制御信号DC3、DC4を出力し、第1の可変利得アンプ171、及び第2の可変利得アンプ172を切替える場合の動作について説明する。バイアス制御部105は、モード切替制御部102から動作モードの切替を指示されると、バイアス制御信号DC3を、遅延調整回路22を介して、第1の可変利得アンプ171に出力する。また、バイアス制御部105は、バイアス制御信号DC4を、遅延調整回路23を介して、第2の可変利得アンプ172に出力する。
 具体的には、バイアス制御部105は、ポーラ変調方式から直交変調方式に切替える場合は、第1の可変利得アンプ171をオンして、第2の可変利得アンプ172をオフするために、DC3>Vth3を満たすバイアス制御信号DC3と、DC4<Vth4を満たすバイアス制御信号DC4とを出力する。また、逆に、バイアス制御部105は、直交変調方式からポーラ変調方式に切替える場合は、第1の可変利得アンプ171をオフして、第2の可変利得アンプ172をオンするために、DC3<Vth3を満たすバイアス制御信号DC3と、DC4>Vth4を満たすバイアス制御信号DC4とを出力する。
 ここで、Vth3、Vth4とは、バイアス制御信号DC3、DC4のオン状態を規定するための閾値であり、任意の大きさに設定可能である。すなわち、バイアス制御信号DC3、DC4とは、第1の可変利得アンプ171、及び第2の可変利得アンプ172のオン/オフを制御するための信号であるので、その目的を達成できるのであれば、任意の電圧値を用いても構わない。さらに、第1の可変利得アンプ171、及び第2の可変利得アンプ172の種類によっては、バイアス制御信号DC3、DC4として、電流値を用いても構わない。
 遅延調整回路22は、バイアス制御信号DC3を所定の時間tだけ遅延させる。遅延調整回路23は、バイアス制御信号DC4を所定の時間tだけ遅延させる。このため、遅延調整回路22は、第1の可変利得アンプ171の切り替えを所定の時間tだけ遅延させる。同様に、遅延調整回路23は、第2の可変利得アンプ172の切り替えを所定の時間tだけ遅延させる。これらの遅延時間t、tは、送信回路1の動作モード切り替え時に、増幅用トランジスタ141のベース端子が無入力状態にならないように調整される。
 ここで、遅延調整回路22による遅延時間tを除き、バイアス制御部105から、振幅位相変調部19、及び第1の可変利得アンプ171を介して、増幅用トランジスタ141のベース端子までの経路で発生する遅延時間をdとする。また、遅延調整回路23による遅延時間tを除き、バイアス制御部105から、位相変調部13、及び第2の可変利得アンプ172を介して、増幅用トランジスタ141のベース端子までの経路で発生する遅延時間をdとする。
 この場合、遅延調整回路22による遅延時間tを合わせると、バイアス制御部105から、振幅位相変調部19、及び第1の可変利得アンプ171を介して、増幅用トランジスタ141のベース端子までの経路による遅延時間はt+dとなる。また、遅延調整回路23による遅延時間tを合わせると、バイアス制御部105から、位相変調部13、及び第2の可変利得アンプ18を介して、増幅用トランジスタ141のベース端子までの経路による遅延時間はt+dとなる。
 すなわち、直交変調方式からポーラ変調方式に切替える場合は、増幅用トランジスタ141のベース端子が無入力状態にならないためには、t+d>t+dという条件を満たす必要がある。このときの、第1の可変利得アンプ171及び第2の可変利得アンプ171の入力電圧及び出力電流の関係は、例えば、図7Aに示すようになる。また、逆に、ポーラ変調方式から直交変調方式に切り替える場合は、増幅用トランジスタ141のベース端子が無入力状態にならないためには、t+d<t+dという条件を満たす必要がある。このときの、第1の可変利得アンプ171及び第2の可変利得アンプ172の入力電圧及び出力電流の関係は、例えば、図7Bに示すようになる。
 ここで、遅延時間d、dは、回路素子のばらつきや温度変化等によって値が変化するので、遅延時間dの最小値をmin(d)とし、遅延時間dの最大値をmax(d)とすると、直交変調方式からポーラ変調方式に切り替える場合は、t+min(d)>t+max(d)を満たすように遅延時間t、tを設定する必要がある。逆に、ポーラ変調方式から直交変調方式に切替える場合は、遅延時間dの最大値をmax(d)とし、遅延時間dの最小値をmin(d)とすると、t+max(d)<t+min(d)を満たすように遅延時間t、tを設定する必要がある。
 図8Aは、遅延調整回路22の構成の一例を示すブロック図である。図8Aにおいて、遅延調整回路22は、第1の高速スイッチ221と、第2の高速スイッチ222と、第1の伝送線路223と、第2の伝送線路224とを用いて構成される。第1の伝送線路223は、低遅延の伝送線路であり、その遅延時間はD30である。一方、第2の伝送線路224は、大遅延の伝送線路であり、その遅延時間はD31である。第1の高速スイッチ221、及び第2の高速スイッチ222の切り替えにより、遅延時間tは、D30もしくはD31に設定される。
 図8Bは、遅延調整回路23の構成の一例を示すブロック図である。図8Bにおいて、遅延調整回路23は、第1の高速スイッチ231と、第2の高速スイッチ232と、第1の伝送線路233と、第2の伝送線路234とを用いて構成される。第1の伝送線路233は、低遅延の伝送線路であり、その遅延時間はD40である。一方、第2の伝送線路234は、大遅延の伝送線路であり、その遅延時間はD41である。高速スイッチ231、232の切り替えにより、遅延時間tは、D40もしくはD41に設定される。
 直交変調方式からポーラ変調方式に切り替える際は、t=D31、t=D40と設定し、ポーラ変調方式から直交変調方式に切り替える際は、t=D30、t=D41と設定する。D31は、(D31-D40)>max(d)-min(d)を満たし、D41は、(D41-D30)> max(d)-min(d)を満たすように設計される。
 切替え後は、次の切り替えに備えて、tとtとの値を設定する。例えば、直交変調方式からポーラ変調方式に切り替えた後は、t=D30、t=D41に設定する。逆に、ポーラ変調方式から直交変調方式に切替えた場合は、t=D31、t=D40に設定する。このように遅延時間を制御することによって、常に第1の可変利得アンプ171と、第2の可変利得アンプ172のうち少なくとも一方がオンとなり、増幅用トランジスタ141のベース端子が無入力状態になることを防ぐことができる。
 なお、送信回路1は、t=0のときに、増幅用トランジスタ141のベース端子が、無入力状態になることを防ぐことができる場合は、遅延調整回路22を備える必要はない。同様に、送信回路1は、t=0のときに、増幅用トランジスタ141のベース端子が無入力状態になることを防ぐことができる場合は、遅延調整回路23を備える必要はない。
 次に、バイアス制御部105が、バイアス制御信号DC5、DC6を出力し、電力増幅部14のバイアス電圧を切替える場合の動作の詳細について説明する。バイアス制御部105は、モード切替制御部102から動作モードの切替を指示されると、第1のバイアス回路15を制御するためのバイアス制御信号DC5を、遅延調整回路24に供給すると共に、第2のバイアス回路16を制御するためのバイアス制御信号DC6を、遅延調整回路25に供給する。例えば、バイアス制御部105は、ポーラ変調方式から直交変調方式に切替える場合は、第1のバイアス回路15をオンして、第2のバイアス回路16をオフするために、DC5>Vth5を満たすバイアス制御信号DC5と、DC6<Vth6を満たすバイアス制御信号DC6とを出力する。
 ここで、Vth5、Vth6とは、バイアス制御信号DC5、DC6のオン状態を規定するための閾値であり、任意の大きさに設定可能である。すなわち、バイアス制御信号DC5、DC6とは、第1のバイアス回路15、及び第2のバイアス回路16のオン/オフを制御するための信号であるので、その目的を達成できるのであれば、任意の電圧値を用いても構わない。さらに、第1のバイアス回路15、及び第2のバイアス回路16の種類によっては、バイアス制御信号DC5、DC6として、電流値を用いても構わない。
 遅延調整回路24を介して供給されるバイアス制御信号DC5が、第1のバイアス回路15がオンとなる閾値Vth5よりも大きい場合、第1のバイアス回路15は、電力増幅部14にバイアス電圧を供給する。同様に、遅延調整回路25を介して供給されるバイアス制御信号DC6が、第2のバイアス回路16がオンとなる閾値Vth6よりも大きい場合、第2のバイアス回路16は、電力増幅部14にバイアス電圧を供給する。
 遅延調整回路24は、第1のバイアス回路15の切り替えを所定の時間tだけ遅延させる。遅延調整回路25は、第2のバイアス回路16の切り替えを所定の時間tだけ遅延させる。具体的には、遅延調整回路24は、バイアス制御信号DC5を所定の時間tだけ遅延させる。同様に、遅延調整回路25は、バイアス制御信号DC6を所定の時間tだけ遅延させる。これらの遅延時間t、tは、送信回路1の動作モード切り替え時に、電力増幅部14が無バイアス状態にならないように調整される。
 ここで、遅延調整回路24による遅延時間tを除き、バイアス制御部105から、第1のバイアス回路15を介して、増幅用トランジスタ141のベース端子までの経路で発生する遅延時間をdとする。また、遅延調整回路25による遅延時間tを除き、バイアス制御部105から、第2のバイアス回路16を介して、増幅用トランジスタ141のベース端子までの経路で発生する遅延時間をdとする。
 この場合、遅延調整回路24による遅延時間tを含み、バイアス制御部105から、第1のバイアス回路15を介して、増幅用トランジスタ141のベース端子までの経路による遅延時間はt+dとなる。また、遅延調整回路25による遅延時間tを含み、バイアス制御部105から、第2のバイアス回路16を介して、増幅用トランジスタ141のベース端子までの経路による遅延時間はt+dとなる。すなわち、第1のバイアス回路15から第2のバイアス回路16に切り替える場合は、電力増幅部14が無バイアス状態にならないためには、t+d>t+dという条件を満たす必要がある。このときの、第1のバイアス回路15及び第2のバイアス回路16の入力電圧及び出力電流の関係は、例えば、図9Aに示すようになる。
 また、逆に、第2のバイアス回路16から第1のバイアス回路15に切り替える場合は、電力増幅部14が無バイアス状態にならないためには、t+d<t+dという条件を満たす必要がある。このときの、第1のバイアス回路15及び第2のバイアス回路16の入力電圧及び出力電流の関係は、例えば、図9Bに示すようになる。
 ここで、遅延時間d、dは、回路素子のばらつきや温度変化等によって値が変化するので、遅延時間dの最小値をmin(d)とし、遅延時間dの最大値をmax(d)とすると、第1のバイアス回路15から第2のバイアス回路16に切り替える場合は、t+min(d)>t+max(d)を満たすように遅延時間t、tを設定する必要がある。逆に、第2のバイアス回路16から第1のバイアス回路15に切り替える場合は、遅延時間dの最大値をmax(d)とし、遅延時間dの最小値をmin(d)とすると、t+max(d)<t+min(d)を満たすように遅延時間t、tを設定する必要がある。
 図10Aは、遅延調整回路24の構成の一例を示すブロック図である。図10Aにおいて、遅延調整回路24は、第1の高速スイッチ241と、第2の高速スイッチ242と、第1の伝送線路243と、第2の伝送線路244とを用いて構成される。第1の伝送線路243は、低遅延の伝送線路であり、その遅延時間はD50である。一方、第2の伝送線路244は、大遅延の伝送線路であり、その遅延時間はD51である。高速スイッチ241、242の切り替えにより、遅延時間tは、D50もしくはD51に設定される。
 図10Bは、遅延調整回路25の構成の一例を示すブロック図である。図10Bにおいて、遅延調整回路25は、第1の高速スイッチ251と、第2の高速スイッチ252と、第1の伝送線路253と、第2の伝送線路254とを用いて構成される。第1の伝送線路253は、低遅延の伝送線路であり、その遅延時間はD20である。一方、第2の伝送線路254は、大遅延の伝送線路であり、その遅延時間はD21である。高速スイッチ251、252の切り替えにより、遅延時間tは、D60もしくはD61に設定される。
 第1のバイアス回路15から第2のバイアス回路16に切り替える際は、t=D51、t=D60と設定し、第2のバイアス回路16から第1のバイアス回路15に切り替える際は、t=D50、t=D61と設定する。D51は、(D51-D60)>max(d)-min(d)を満たし、D61は、(D61-D50)>max(d)-min(d)を満たすように設計される。
 バイアス回路切り替え後は、次の切り替えに備えて、tとtとの値を設定する。例えば、第1のバイアス回路15から第2のバイアス回路16に切り替えた後は、t=D50、t=D61に設定する。このように遅延時間を制御することによって、常に第1のバイアス回路15と、第2のバイアス回路16のうち少なくとも一方のバイアス回路がオンとなり、電力増幅部14が無バイアス状態になることを防ぐことができる。
 なお、送信回路1は、t=0のときに、電力増幅部14が無バイアス状態になることを防ぐことができる場合は、遅延調整回路24を備える必要はない。同様に、送信回路1は、t=0のときに、電力増幅部14が無バイアス状態になることを防ぐことができる場合は、遅延調整回路25を備える必要はない。
 また、遅延調整回路24は、第1のバイアス回路15の出力端子と電力増幅部14の増幅用トランジスタ141のベース端子との間に設置しても同様の効果が得られる。同様に、遅延調整回路25は、第2のバイアス回路16の出力端子と電力増幅部14の増幅用トランジスタ141のベース端子との間に設置しても同様の効果が得られる。
 なお、上述した説明では、電力増幅部14が備える増幅用トランジスタ141がバイポーラトランジスタであることを想定して説明したが、増幅用トランジスタ141が電界効果トランジスタ(FET)であっても、同様の効果を得ることができる。また、電力増幅部14は、多段構成であってもよい。
 次に、分配器26、ディテクタ27、比較部106、及びゲイン制御部104で構成されるループ(以下、パワー制御ループと記す)の動作について説明する。パワー制御ループは、送信回路1の動作モードを切り替えたときに、送信回路1(すなわち、電力増幅部14)の出力パワーが不連続に変動することを防止するために動作する。この場合、例えば、ディテクタ27には、パワー情報Pが入力される。ディテクタ27は、パワー情報Pに基づいて、送信回路1の動作モードが切り替わるタイミングを検出する。なお、ディテクタ27は、モード切替判断部101の判断に従って、送信回路1の動作モードが切り替わるタイミングを検出してもよい。ディテクタ27は、送信回路1の動作モードが切り替わるタイミングに合わせて動作し、分配器26の出力を検波し、分配器26の出力電力に比例した電圧値を比較部106に出力する。
 比較部106は、モード切り替え前に検出したディテクタ27の検出電圧Vdet0と、モード切り替え直後のディテクタ27の検出電圧Vdet1とを比較し、それらの差分ΔVdetをゲイン制御部104に出力する。ゲイン制御部104は、パワー情報Pと比較部106から出力される差分ΔVdetとに基づいて、電力増幅部14の出力パワーが指定された出力レベルに収束するように、第1の可変利得アンプ171の利得G1、第2の可変利得アンプ172の利得G2、及び第3の可変アンプ173の利得G3を算出する。ゲイン制御部104は、パワー情報Pと、比較部106から出力される差分ΔVdetとを用いた所定の演算によって、利得G1と、利得G2と、利得G3とを算出することが可能である。あるいは、ゲイン制御部104は、ルックアップテーブル(LUT)を参照することで、利得G1と、利得G2と、利得G3とを算出することも可能である。ただし、ルックアップテーブルには、パワー情報Pと、比較部106から出力される差分ΔVdetとに対応した最適な利得G1、G2、G3が予め設定されているものとする。
 第1の可変利得アンプ171は、ゲイン制御部104が出力した利得G1で、振幅位相変調部19の出力信号を増幅する。第2の可変利得アンプ172は、ゲイン制御部104が出力した利得G2で、位相変調部13の出力信号を増幅する。第3の可変利得アンプ173は、ゲイン制御部104が出力した利得G3で、振幅信号Mを増幅する。これによって、送信回路1は、動作モードを切り替えたときに、出力パワーが不連続に変動することを防止できる。なお、第3の可変利得アンプ173は、動作モードが直交変調方式である場合は、制御部11(バイアス制御部105)の制御により、動作を停止することが可能である。
 次に、W-CDMA規格において、送信回路1の動作モードをポーラ変調方式から、直交変調方式に切替える場合の例を用いて、本実施形態の効果について説明する。図11Aは、送信回路1の動作モードの切替え時に、遅延調整回路20~25を用いた遅延調整を行わなかった場合の送信回路1の出力パワー遷移の一例を示す図である。図11Bは、送信回路1の動作モードの切替え時に、遅延調整回路20~25を用いた遅延調整を行った場合の送信回路1の出力パワー遷移の一例を示す図である。図11A,11Bでは、シンボルとシンボルとの境界を0μsecのところに設定してある。
 上述したように、W-CDMA規格では、シンボル境界の前後の所定期間(例えば、25μsec)内に、電力増幅部14の出力信号を指定されたパワーレベルに変更する必要がある。図11Aに示すように、遅延調整回路20~25を用いた調整をしなかった場合、増幅用トランジスタ141の各端子が無入力状態になる期間が発生し、電力増幅部14の出力信号が一旦途切れることになる。このため、電力増幅部14の出力パワーを検出するディテクタ27の立ち上がりが遅れ、シンボル境界の前後の所定期間内に、電力増幅部14の出力パワーが指定されたパワーレベルに収束しない可能性がある。
 一方、図11Bに示すように、増幅用トランジスタ141の各端子が無入力状態にならないように、遅延調整回路20~25を用いて調整調整した場合、電力増幅部14の出力信号が一旦途切れることを防止できる。このため、電力増幅部14の出力パワーを検出するディテクタ27がすぐに立ち上がり、シンボル境界の前後の所定期間内に、電力増幅部14の出力信号が指定されたパワーレベルに収束する可能性が高くなる。
 なお、上述した送信回路1は、第1~3の可変利得アンプ171~173を備える構成であるとしたが、第1~3の可変利得アンプ171~173のうち、少なくともいずれか1つを備える構成であってもよい。この場合、ゲイン制御部104は、パワー情報Pと比較部106から出力される差分ΔVdetとに基づいて、電力増幅部14の出力パワーが指定された出力レベルに収束するように、第1の可変利得アンプ171の利得G1、第2の可変利得アンプ172の利得G2、又は第3の可変アンプ173の利得G3のうち、少なくともいずれか1つの利得を算出する。これによっても、送信回路1は、動作モードを切り替えたときに、出力パワーが不連続に変動することを防止できる。
 また、送信回路1は、第1~3の可変利得アンプ171~173を備える代わりに、制御部11が、出力するI,Q信号、位相信号θ、及び振幅信号Mのうち、少なくともいずれか1つの大きさを調整する構成であってもよい。
 また、送信回路1は、図12Aに示す送信回路1aように、レギュレータ12が、送信回路1aの動作モードに応じて、振幅信号Mに応じた電圧、又は直流電圧を電力増幅部14に供給する構成であってもよい。この場合、レギュレータ12には、制御部11から、送信回路1aの動作モードに応じて、振幅信号M又は直流電圧制御信号DC1aが入力される。レギュレータ12は、入力された振幅信号Mに応じた電圧、又は直流電圧制御信号DC1aに応じた直流電圧を電力増幅部14に供給する。
 また、送信回路1は、図12Bに示す送信回路1bのように、送信回路1bの動作モードに応じて、バイアス回路の切り替えを行わない構成であってもよい。この場合、制御部11bは、バイアス回路15bを動作させるバイアス制御信号DC5bを出力する。電力増幅部14には、送信回路1bの動作モードに関係なく、バイアス回路15bからバイアス電圧が供給される。
 また、送信回路1は、図12Aに示す送信回路1aと、図12Bに示す送信回路1bとを組み合わせて、図12Cに示す送信回路1cのような構成であってもよい。図12Cにおいて、レギュレータ12は、送信回路1cの動作モードに応じて、振幅信号Mに応じた電圧、又は直流電圧を電力増幅部14に供給する。電力増幅部14には、送信回路1cの動作モードに関係なく、バイアス回路15bからバイアス電圧が供給される。
 また、上述した送信回路1では、制御部11がバイアス制御信号DC1~DC6を出力することで、電力増幅部14、レギュレータ12、第1の可変利得アンプ171、第2の可変利得アンプ172、第1のバイアス回路15、及び第2のバイアス回路16等に電圧を供給していたが、図13に示す送信回路1dのように、DC電源発生部28~33をさらに備える構成であってもよい。
 図13は、DC電源発生部28~33を備える送信回路1dの構成の一例を示すブロック図である。図13において、DC電源発生部28は、バイアス制御信号DC1に従って、増幅用トランジスタ141のコレクタ端子に直流電圧を供給する。DC電源発生部29は、バイアス制御信号DC2に従って、レギュレータ12に直流電圧を供給する。DC電源発生部30は、バイアス制御信号DC3に従って、第1の可変利得アンプ171に直流電圧を供給する。DC電源発生部31は、バイアス制御信号DC4に従って、第2の可変利得アンプ172に直流電圧を供給する。DC電源発生部32は、バイアス制御信号DC5に従って、第1のバイアス回路15に直流電圧を供給する。DC電源発生部33は、バイアス制御信号DC6に従って、第2のバイアス回路16に直流電圧を供給する。
 また、上述した送信回路1、1a、1b、1c、1dは、遅延調整回路20~25を備えていたが、図14に示す送信回路1eのように、遅延調整回路20~25を備えず、遅延調整回路20~25に相当する機能を制御部11eが備えるものであってもよい。この場合、制御部11eは、バイアス制御信号DC1~DC6を出力するタイミングを調整し、直交変調方式と、ポーラ変調方式とを切替えるタイミングを調整する。
 また、上述した送信回路1,1a,1b、1c、1d、1eは、制御部11、第3の可変利得アンプ173、位相変調部13、振幅位相変調部19、及びディテクタ27等が、デジタル部品かアナログ部品かに応じて、DAC(デジタルアナログ変換器)、及びADC(アナログデジタル変換器)をさらに備える構成であってもよい。例えば、図15に示すように、制御部11がデジタル部品で構成され、第3の可変利得アンプ173、位相変調部13、振幅位相変調部19がアナログ部品で構成される場合には、送信回路1fは、DAC34~37を備える。また、図15に示すように、制御部11がデジタル部品で構成され、ディテクタ27がアナログ部品で構成される場合は、送信回路1fは、ADC38を備える。
 また、上述した送信回路1fは、それぞれ個別にDAC34~37を備えていたが、これらのDAC34~37は共用されていてもよい。例えば、図16Aに示す送信回路1gのように、DAC34とDAC35とが共用されていてもよい。同様に、DAC36とDAC37とが共用されていてもよい。これによって、送信回路1gは、使用するDACの数を減らすことができる。なお、図16Aに示す送信回路1gでは、説明を簡単にするため、遅延調整回路21~25の記載を省略している。なお、送信回路1gは、遅延調整回路21~25を備える代わりに、制御部11が遅延調整回路20~25に相当する機能を備えるものであってもよい。同様に、送信回路1gは、DC電源発生部28~33を備えるものであってもよい。
 ただし、図16Aに示す送信回路1gにおいて、DAC34とDAC35とが共用され、DAC36とDAC37とが共用された場合、送信回路1gの動作モードの切替え時に、増幅用トランジスタ141のコレクタ端子への入力、及び増幅用トランジスタ141のベース端子への入力が無入力状態になる可能性があった。これを防ぐために、上述した送信回路1gは、図16Bに示す送信回路1hのように、DC電源発生部42をさらに備える構成であってもよい。図16Bにおいて、DAC40は、DAC34とDAC35とが共用されたものである。DAC41は、DAC36とDAC37とが共用されたものである。
 図16Bにおいて、送信回路1hの動作モードを直交変調方式からポーラ変調方式に切り替える場合、DAC40は、振幅信号Mをレギュレータ12に入力するように接続が切り替えられ、DAC41は、位相信号θを位相変調部13に入力するように接続が切り替えられる。また、DAC40,41の接続の切り替えと同時に、DC電源発生部42は、増幅用トランジスタ141のベース端子への入力が無入力状態にならないように、振幅位相変調部19のI端子43に所定時間接続され、I端子43に直流電圧を供給する。なお、DC電源発生部42は、振幅位相変調部19のQ端子44に所定時間接続され、Q端子44に直流電圧を供給するものであってもよい。
 逆に、送信回路1hの動作モードをポーラ変調方式から直交変調方式に切り替える場合、DAC40は、I信号を振幅位相変調部19に入力するように接続が切り替えられ、DAC41は、Q信号を振幅位相変調部19に入力するように接続が切り替えられる。また、DAC40,41の接続の切り替えと同時に、DC電源発生部42は、増幅用トランジスタ141のコレクタ端子への入力が無入力状態にならないように、第3の可変利得アンプ173に所定時間接続され、直流電圧を供給する。これら接続の切り替えは、制御部11の制御により行われる。
 すなわち、この動作モードの切替え時に、増幅用トランジスタ141のコレクタ端子への入力、及び増幅用トランジスタ141のベース端子への入力が無入力状態にならないように、DC電源発生部42は、振幅位相変調部19のI端子43(又はQ端子44)、又はレギュレータ12に接続され、直流電圧を供給する。これによって、送信回路1gは、動作モードの切替え時に、増幅用トランジスタ141のコレクタ端子への入力、及び増幅用トランジスタ141のベース端子への入力が無入力状態になることを防止できる。
 以上のように、本発明の第1の実施形態に係る送信回路は、動作モードの切替え時に、増幅用トランジスタ141のコレクタ端子に供給する電圧を切替えるタイミングを調整することで、増幅用トランジスタ141のコレクタ端子が無入力状態になることを防止できる。また、送信回路は、第1の可変利得アンプ171、及び第2の可変利得アンプ172を切替えるタイミングを調整することで、増幅用トランジスタ141のベース端子が無入力状態になることを防止できる。また、送信回路は、動作モードの切り替え時に、第1のバイアス回路15、及び第2のバイアス回路16の切り替えタイミングを調整することで、電力増幅部14が無バイアス状態になることを防止できる。これによって、送信回路は、動作モードを切り替える時に、電力増幅部14の出力信号が途切れることを防止し、動作モードの滑らかな切り替えが可能となる。
 また、送信回路は、動作モードの切り替え時に、帰還信号である電力増幅部14の出力信号が途切れないので、ディテクタ27が電力増幅部14の出力パワーの変動を素早く検知することが可能となる。このため、送信回路1は、動作モードの切り替えに伴って、出力パワーが不連続に変動することを短時間で抑制することが可能となる。
 なお、本実施形態においては、制御部11は、送信回路1の動作モードを直交変調方式か、あるいはポーラ変調方式かに切り替える動作を制御する場合の説明を行ったが、切り替える動作モードが直交変調方式とポーラ変調方式以外でも、本発明の効果を得ることは可能である。すなわち、電力増幅部14の第1の入力端子に入力される信号と、第2の入力端子に入力される信号の少なくともどちらかが動作モードの切り替えに応じて切り替えられる場合、切り替えが発生する経路の遅延調整回路を上述のように制御することにより、電力増幅部14の第1の入力端子、および第2の入力端子は無入力状態にならないため、同様の効果を得ることができる。
 (第2の実施形態)
 図17は、本発明の第2の実施形態に係る通信機器の構成の一例を示すブロック図である。図17を参照して、第2の実施形態に係る通信機器200は、送信回路210、受信回路220、アンテナ共用部230、及びアンテナ240を備える。送信回路210は、上述した第1のいずれかに記載の送信回路である。アンテナ共用部230は、送信回路210から出力された送信信号をアンテナ240に伝達し、受信回路220に送信信号が漏れるのを防ぐ。また、アンテナ共用部230は、アンテナ240から入力された受信信号を受信回路220に伝達し、受信信号が送信回路210に漏れるのを防ぐ。
 従って、送信信号は、送信回路210から出力され、アンテナ共用部230を介してアンテナ240から空間に放出される。受信信号は、アンテナ240で受信され、アンテナ共用部230を介して受信回路220で受信される。第4の実施形態に係る通信機器200は、第1の実施形態に係る送信回路を用いることで、送信信号の線形性を確保しつつ、かつ無線装置としての低歪みを実現することができる。また、送信回路210の出力に方向性結合器などの分岐がないため、送信回路210からアンテナ240までの損失を低減することが可能であり、送信時の消費電力を低減することができ、無線通信機器として、長時間の使用が可能となる。なお、通信機器200は、送信回路210とアンテナ240とのみを備えた構成であってもよい。
 本発明に係る送信回路は、携帯電話や無線LANなどの通信機器等に適用することができる。
 1  送信回路
 11 制御部
 12 レギュレータ
 13 位相変調部
 14 電力増幅部
 15、16  バイアス回路
 171,172,173  可変利得アンプ
 19 振幅位相変調部
 20~25 遅延調整回路
 26 分配器
 27 ディテクタ
 28~33、42 DC電源発生部
 34~37、40、41 DAC
 38 ADC
 101 モード切替判断部
 102 モード切替制御部
 103 信号生成部
 104 ゲイン制御部
 105 バイアス制御部
 106 比較部
 121 スイッチングレギュレータ
 122 シリーズレギュレータ
 141 増幅用トランジスタ
 201,211,221,231 第1の高速スイッチ
 202,212,222,232 第2の高速スイッチ
 203,213,223,233 第1の伝送線路
 204,214,224,234 第2の伝送線路
 200 通信機器
 210 送信回路
 220 受信回路
 230 アンテナ共用器
 240 アンテナ
 500、600、700 送信回路
 501 信号生成部
 502 位相変調部
 503 レギュレータ
 504、611 電力増幅部
 610 AGCアンプ
 612 バッファ
 613 振幅変調回路
 711 RF入力端子
 712 電力増幅部
 713 アンテナ
 714 制御信号入力端子
 715 切り替え制御回路
 717 入力側整合部
 718 増幅用トランジスタ
 719 出力側整合部
 720 バイアス切り替えスイッチ
 721 電源端子
 722 第1のバイアス回路
 723 第2のバイアス回路

Claims (26)

  1.  送信信号を出力する送信回路であって、
     パワー情報に基づいて、前記送信回路の動作モードを直交変調方式か、又はポーラ変調方式に切替えるか否かを判断すると共に、前記送信回路の動作モードが直交変調方式であるときI,Q信号から構成されるベクトル信号を出力し、前記送信回路の動作モードがポーラ変調方式であるとき振幅信号及び位相信号を出力する制御部と、
     前記制御部が出力した前記ベクトル信号を振幅位相変調する振幅位相変調部と、
     前記振幅位相変調部の出力信号を第1の利得で増幅する第1の可変利得アンプと、
     前記制御部が出力した前記振幅信号に応じた電圧を出力するレギュレータと、
     前記制御部が出力した前記位相信号を位相変調する位相変調部と、
     前記位相変調部の出力信号を第2の利得で増幅する第2の可変利得アンプと、
     前記送信回路の動作モードが直交変調方式であるとき所定の直流電圧が供給され、当該供給された直流電圧を用いて、前記第1の可変利得アンプの出力信号を増幅し、前記送信回路の動作モードがポーラ変調方式であるとき、前記レギュレータから前記振幅信号に応じた電圧が供給され、当該供給された電圧を用いて、前記第2の可変利得アンプの出力信号を増幅する電力増幅部と、
     前記電力増幅部にバイアス制御信号を出力するバイアス回路とを備え、
     前記電力増幅部は、前記直流電圧、又は前記振幅信号に応じた電圧が供給される第1の入力端子と、前記第1の可変利得アンプの出力信号、又は前記第2の可変利得アンプの出力信号が入力される第2の入力端子と、前記バイアス制御信号が入力される第3の入力端子とを備え、
     前記制御部は、前記第1の入力端子、又は前記第2の入力端子の少なくともいずれかが、無入力状態にならないように、前記送信回路の動作モードの切替えを制御する、送信回路。
  2.  前記バイアス回路は、
      前記送信回路の動作モードが直交変調方式であるとき、前記電力増幅部に第1のバイアス制御信号を出力する第1のバイアス回路と、
      前記送信回路の動作モードがポーラ変調方式であるとき、前記電力増幅部に第2のバイアス制御信号を出力する第2のバイアス回路とから構成され、
     前記制御部は、前記第1の入力端子、前記第2の入力端子、又は前記第3の入力端子の少なくともいずれかが、無入力状態にならないように、前記送信回路の動作モードの切替えを制御することを特徴とする、請求項1に記載の送信回路。
  3.  前記レギュレータは、前記送信回路の動作モードが直交変調方式であるとき、前記所定の直流電圧を前記電力増幅部に供給し、前記送信回路の動作モードがポーラ変調方式のとき、前記制御部が出力した前記振幅信号に応じた電圧を前記電力増幅部に供給することを特徴とする、請求項1に記載の送信回路。
  4.  前記制御部が出力した前記振幅信号を第3の利得で増幅する第3の可変利得アンプをさらに備えることを特徴とする、請求項1に記載の送信回路。
  5.  前記送信回路は、
      前記電力増幅部に供給する前記直流電圧の切り替えを第1の遅延時間だけ遅延させる第1の遅延調整回路と、
      前記レギュレータを動作させるために供給する直流電圧の切り替えを第2の遅延時間だけ遅延させる第2の遅延調整回路とをさらに備え、
     前記制御部は、前記電力増幅部の前記第1の入力端子に、前記直流電圧、及び前記振幅信号に応じた電圧のどちらか一方が必ず供給されるように、前記第1の遅延時間、及び前記第2の遅延時間を調整することを特徴とする、請求項1に記載の送信回路。
  6.  前記送信回路は、
      前記第1の可変利得アンプの動作の切替えを第3の遅延時間だけ遅延させる第3の遅延調整回路と、
      前記第2の可変利得アンプの動作の切替えを第4の遅延時間だけ遅延させる第4の遅延調整回路とをさらに備え、
     前記制御部は、前記電力増幅部の前記第2の入力端子に、前記第1の可変利得アンプの出力信号、及び前記第2の可変利得アンプの出力信号のどちらか一方が必ず入力されるように、前記第3の遅延時間、及び前記第4の遅延時間を調整することを特徴とする、請求項1に記載の送信回路。
  7.  前記送信回路は、
      前記第1のバイアス回路の動作の切り替えを第5の遅延時間だけ遅延させる第5の遅延調整回路と、
      前記第2のバイアス回路の動作の切り替えを第6の遅延時間だけ遅延させる第6の遅延調整回路とを備えをさらに備え、
     前記制御部は、前記電力増幅部の前記第3の入力端子に、前記第1のバイアス制御信号、及び前記第2のバイアス制御信号のどちらか一方が必ず入力されるように、前記第5の遅延時間、及び前記第6の遅延時間を調整することを特徴とする、請求項2に記載の送信回路。
  8.  前記制御部は、
      前記送信回路の動作モードが直交変調方式であるとき前記ベクトル信号を生成し、前記送信回路の動作モードがポーラ変調方式であるとき前記振幅信号及び前記位相信号を生成する信号生成部と、
      前記送信回路の動作モードの切替え時に、前記電力増幅部の前記第1の入力端子に前記直流電圧、及び前記振幅信号に応じた電圧のどちらか一方が必ず供給されるか、前記電力増幅部の前記第2の入力端子に、前記第1の可変利得アンプの出力信号、及び前記第2の可変利得アンプの出力信号のどちらか一方が必ず入力されるか、前記電力増幅部の前記第3の入力端子に、前記第1のバイアス制御信号、及び前記第2のバイアス制御信号のどちらか一方が必ず入力されるかの少なくとも1つの条件を満たすように、前記送信回路の動作モードの切替えを制御するバイアス制御部と、
      前記パワー情報に基づいて、前記動作モードを前記直交変調方式、又は前記ポーラ変調方式に切替えるか否かを判断するモード切替判断部と、
      前記モード切替判断部の判断に従って、前記信号生成部、前記バイアス制御部を制御するモード切替え制御部とを備える、請求項2に記載の送信回路。
  9.  前記モード切替判断部は、前記パワー情報と、前記動作モードとが規定されたルックアップテーブルに基づいて、前記送信回路の動作モードを直交変調方式、又は前記ポーラ変調方式に切替えるか否かを判断することを特徴とする、請求項8に記載の送信回路。
  10.  前記モード切替判断部は、前記パワー情報が所定のしきい値よりも小さければ直交変調方式で動作させると判断し、前記パワー情報が前記所定のしきい値以上であれば、前記ポーラ変調方式で動作させると判断することを特徴とする、請求項85に記載の送信回路。
  11.  前記送信回路は、
      前記電力増幅部が出力する送信信号を分配する分配器と、
      前記送信回路の動作モードの切り替え時に、前記分配器の出力電力を検波し、当該出力電力に比例した電圧値を出力するディテクタとをさらに備え、
     前記制御部は、
      前記送信回路の動作モードを切り替える前に前記ディテクタが検出した電圧値と、前記送信回路の動作モードの切り替えた後に前記ディテクタが検出した電圧値とを比較し、その差分を出力する比較部と、
      前記比較部が出力した差分と、前記パワー情報とに基づいて、前記電力増幅部の出力パワーが指定された出力パワーレベルに収束するように、前記第1の利得、及び前記第2の利得の少なくともいずれかを制御するゲイン制御部とをさらに備えることを特徴とする、請求項1に記載の送信回路。
  12.  前記送信回路は、
      前記電力増幅部が出力する送信信号を分配する分配器と、
      前記送信回路の動作モードの切り替え時に、前記分配器の出力電力を検波し、当該出力電力に比例した電圧値を出力するディテクタとをさらに備え、
     前記制御部は、
      前記送信回路の動作モードを切り替える前に前記ディテクタが検出した電圧値と、前記送信回路の動作モードの切り替えた後に前記ディテクタが検出した電圧値とを比較し、その差分を出力する比較部と、
      前記比較部が出力した差分と、前記パワー情報とに基づいて、前記電力増幅部の出力パワーが指定された出力パワーレベルに収束するように、前記第1の利得、前記第2の利得、及び前記第3の利得の少なくともいずれかを制御するゲイン制御部とをさらに備えることを特徴とする、請求項2に記載の送信回路。
  13.  前記送信回路の動作モードを切り替えた場合、前記制御部は、シンボルの境界の前後の一定期間内に、前記電力増幅部の出力パワーを指定された出力パワーレベルに収束させることを特徴とする、請求項11に記載の送信回路。
  14.  前記送信回路は、
      前記送信回路の動作モードが直交変調方式であるとき、前記電力増幅部の前記第1の入力端子に前記直流電圧を供給する第1のDC電源発生部と、
      前記送信回路の動作モードがポーラ変調方式であるとき、前記レギュレータを動作させる直流電圧を供給する第2のDC電源発生部とをさらに備えることを特徴とする、請求項1に記載の送信回路。
  15.  前記送信回路は、
      前記送信回路の動作モードが直交変調方式であるとき、前記第1の可変利得アンプを動作させる直流電圧を供給する第3のDC電源発生部と、
      前記送信回路の動作モードがポーラ変調方式であるとき、前記第1の可変利得アンプを動作させる直流電圧を供給する第4のDC電源発生部とをさらに備えることを特徴とする、請求項1に記載の送信回路。
  16.  前記送信回路は、
      前記送信回路の動作モードが直交変調方式であるとき、前記第1のバイアス制御回路を動作させる直流電圧を供給する第5のDC電源発生部と、
      前記送信回路の動作モードがポーラ変調方式であるとき、前記第2のバイアス制御回路を動作させる直流電圧を供給する第6のDC電源発生部とをさらに備えることを特徴とする、請求項2に記載の送信回路。
  17.  前記送信回路は、
      前記送信回路の動作モードをポーラ変調方式から直交変調方式に切替える場合、前記制御部が出力する前記I信号をアナログ変換し、前記振幅位相変調部に出力するように接続され、前記送信回路の動作モードを直交変調方式からポーラ変調方式に切替える場合、前記制御部が出力する前記振幅信号をアナログ変換し、前記レギュレータに出力するように接続される第1のDACと、
      前記送信回路の動作モードをポーラ変調方式から直交変調方式に切替える場合、前記制御部が出力する前記Q信号をアナログ変換し、前記振幅位相変調部に出力し、前記送信回路の動作モードが直交変調方式からポーラ変調方式に切替える場合、前記制御部が出力する前記位相信号をアナログ変換し前記位相変調部に出力するように接続される第2のDACと、
      前記送信回路の動作モードがポーラ変調方式から直交変調方式に切替えられる場合、前記電力増幅部の前記第1の入力端子が無入力状態にならないように、前記レギュレータに直流電圧を供給し、前記送信回路の動作モードが直交変調方式からポーラ変調方式に切替えられる場合、前記電力増幅部の第2の入力端子が無入力状態にならないように、前記振幅位相変調部に直流電圧を供給するDC電源発生部をさらに備えることを特徴とする、請求項1に記載の送信回路。
  18.  前記第1の遅延時間tを除き、前記制御部から、前記電力増幅部の前記第1の入力端子までの経路で発生する遅延時間dの最小値をmin(d)とし、前記第2の遅延時間tを除き、前記制御部から前記レギュレータを介して前記電力増幅部の前記第1の入力端子までの経路で発生する遅延時間dの最大値をmax(d)とすると、
     前記送信回路の動作モードを前記直交変調方式から前記ポーラ変調方式に切替える場合は、前記第1の遅延時間t、及び前記第2の遅延時間tは、下記式の関係を満たすように設定されることを特徴とする、請求項5に記載の送信回路。
       t+min(d)>t+max(d
  19.  前記第1の遅延時間tを除き、前記制御部から、前記電力増幅部の前記第1の入力端子までの経路で発生する遅延時間dの最大値をmax(d)とし、前記第2の遅延時間tを除き、前記制御部から前記レギュレータを介して前記電力増幅部の前記第1の入力端子までの経路で発生する遅延時間dの最小値をmin(d)とすると、
     前記送信回路の動作モードを前記ポーラ変調方式から前記直交変調方式に切替える場合は、前記第1の遅延時間t、及び前記第2の遅延時間tは、下記式の関係を満たすように設定されることを特徴とする、請求項5に記載の送信回路。
       t+max(d)<t+min(d
  20.  前記第3の遅延時間tを除き、前記制御部から、前記振幅位相変調部、及び前記第1の可変利得アンプを介して、前記第2の入力端子までの経路で発生する遅延時間dの最小値をmix(d)とし、前記第3の遅延時間tを除き、前記制御部から、前記位相変調部、及び前記第2の可変利得アンプを介して、前記第2の入力端子までの経路で発生する遅延時間dの最大値をmax(d)とすると、
     前記送信回路の動作モードを前記直交変調方式から前記ポーラ変調方式に切替える場合は、前記第3の遅延時間t、及び前記第4の遅延時間tは、下記式の関係を満たすように設定されることを特徴とする、請求項6に記載の送信回路。
       t+min(d)>t+max(d
  21.  前記第3の遅延時間tを除き、前記制御部から、前記振幅位相変調部、及び前記第1の可変利得アンプを介して、前記第2の入力端子までの経路で発生する遅延時間dの最大値をmax(d)とし、前記第4の遅延時間tを除き、前記制御部から、前記位相変調部、及び前記第2の可変利得アンプを介して、前記第2の入力端子までの経路で発生する遅延時間dの最小値をmin(d)とすると、
     前記送信回路の動作モードを前記ポーラ変調方式から前記直交変調方式に切替える場合は、前記第3の遅延時間t、及び前記第4の遅延時間tは、下記式の関係を満たすように設定されることを特徴とする、請求項6に記載の送信回路。
       t+max(d)<t+min(d
  22.  前記第5の遅延時間tを除き、前記制御部から、前記第1のバイアス回路を介して、前記第3の入力端子までの経路で発生する遅延時間dの最小値をmix(d)とし、前記第6の遅延時間tを除き、前記制御部から、前記第2のバイアス回路を介して、前記第3の入力端子までの経路で発生する遅延時間dの最大値をmax(d)とすると、
     前記送信回路の動作モードを前記直交変調方式から前記ポーラ変調方式に切替える場合は、前記第5の遅延時間t、及び前記第6の遅延時間tは、下記式の関係を満たすように設定されることを特徴とする、請求項7に記載の送信回路。
       t+min(d)>t+max(d
  23.  前記第5の遅延時間tを除き、前記制御部から、前記第1のバイアス回路を介して、前記第3の入力端子までの経路で発生する遅延時間dの最大値をmax(d)とし、前記第6の遅延時間tを除き、前記制御部から、前記第2のバイアス回路を介して、前記第3の入力端子までの経路で発生する遅延時間dの最小値をmin(d)とすると、
     前記送信回路の動作モードを前記ポーラ変調方式から前記直交変調方式に切替える場合は、前記第5の遅延時間t、及び前記第6の遅延時間tは、下記式の関係を満たすように設定されることを特徴とする、請求項7に記載の送信回路。
       t+max(d)<t+min(d
  24.  送信信号を出力する送信回路であって、
     パワー情報に基づいて、第1の動作モードと第2の動作モードとを切り替える制御部と、
     第1の入力端子から入力される信号に基づいて、第2の入力端子から入力される信号を増幅する電力増幅部とを備え、
     前記電力増幅部の前記第1の入力端子に入力される信号と前記第2の入力端子に入力される信号の少なくともどちらかは、前記送信回路の動作モードの切り替えに応じて切り替えられ、
     前記制御部は、前記第1の入力端子、または前記第2の入力端子の少なくとも1つが、無入力状態にならないように、前記送信回路の動作モードの切り替えを制御する、送信回路。
  25.  通信機器であって、
     送信信号を生成する送信回路と、
     前記送信回路で生成された送信信号を出力するアンテナとを備え、
     前記送信回路は、請求項1に記載の送信回路であることを特徴とする、通信機器。
  26.  前記アンテナから受信した受信信号を処理する受信回路と、
     前記送信回路で生成された送信信号を前記アンテナに出力し、前記アンテナから受信した受信信号を前記受信回路に出力するアンテナ共用部とをさらに備えることを特徴とする、請求項25に記載の通信機器。
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