(57)【要約】【課題】  無線送信回路における電力増幅回路のための温度補償回路を省略する。【解決手段】  電力増幅回路３１では温度補償を行わず、送信信号発生回路１０の温度補償回路２０で、送信信号発生回路１０内の送信信号用増幅回路１２，１４又は送信信号用周波数変換回路１３の温度補償と、これに続く電力増幅回路３１の温度補償とを合わせて行う。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信信号発生回路と、これに続く電力増幅回路とを有する無線送信回路であって、
前記電力増幅回路では温度補償を行わず、温度補償回路で前記送信信号発生回路内の送信信号用増幅回路又は送信信号用周波数変換回路の温度補償を行うことにより、前記送信信号発生回路自身の温度補償と前記電力増幅回路の温度補償とを合わせて行うことを特徴とする温度補償付き無線送信回路。
【請求項２】
請求項１記載の温度補償付き無線送信回路において、
前記電力増幅回路の電源に微小抵抗を挿入し、その微小抵抗で生じる電圧降下を前記温度補償回路に入力したことを特徴とする温度補償付き無線送信回路。
【請求項３】
請求項２記載の温度補償付き無線送信回路において、
前記電力増幅回路に取り付けた温度センサの情報を前記温度補償回路に入力したことを特徴とする温度補償付き無線送信回路。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の温度補償付き無線送信回路において、
前記温度補償回路の温度補償係数切替抵抗の抵抗値を変えることによって、前記送信信号発生回路の温度補償特性を変更できるようにしたことを特徴とする温度補償付き無線送信回路。
【請求項５】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の温度補償付き無線送信回路において、
前記温度補償回路の温度補償係数切替レジスタに外部から数値を設定することにより、前記送信信号発生回路の温度補償特性を変更できるようにしたことを特徴とする温度補償付き無線送信回路。
【請求項６】
請求項５記載の温度補償付き無線送信回路において、
前記温度補償特性を多項式で表したときの係数を表す数値を、前記温度補償回路の温度補償係数切替レジスタに外部から設定することにより、前記送信信号発生回路の温度補償特性を変更できるようにしたことを特徴とする温度補償付き無線送信回路。
【請求項７】
請求項５記載の温度補償付き無線送信回路において、
前記温度補償特性を、温度補償区間をいくつかの小区間に分けて、それぞれの区間で別々の補間式で表したときの係数を表す数値を、前記温度補償回路の温度補償係数切替レジスタに外部から設定することにより、前記送信信号発生回路の温度補償特性を変更できるようにしたことを特徴とする温度補償付き無線送信回路。
【請求項８】
請求項４〜７のいずれか１項に記載の温度補償付き無線送信回路の調整方法であって、
前記電力増幅回路の生産時の温度検査から求めた温度補正特性に従い、前記温度補償回路の温度補償係数切替抵抗の抵抗値を変更することにより、又は、前記温度補償回路の温度補償係数切替レジスタに外部から数値を設定することにより、前記送信信号発生回路の温度補償特性を変更することを特徴とする調整方法。
【請求項９】
請求項４〜７のいずれか１項に記載の温度補償付き無線送信回路の調整方法であって、
前記送信信号発生回路と、これに続く前記電力増幅回路とを接続した状態で、デューティ比の異なるバースト信号を順次入力して、前記電力増幅回路の出力レベルの変化から求めた温度特性に従い、前記温度補償回路の温度補償係数切替抵抗の抵抗値を変更することにより、又は、前記温度補償回路の温度補償係数切替レジスタに外部から数値を設定することにより、前記送信信号発生回路の温度補償特性を変更することを特徴とする調整方法。
【請求項１０】
低雑音増幅回路と、これに続く受信信号変換回路とを有する無線受信回路において、
前記低雑音増幅回路では温度補償を行わず、温度補償回路で前記受信信号変換回路内の受信信号用増幅回路又は受信信号用周波数変換回路の温度補償を行うことにより、前記受信信号変換回路自身の温度補償と前記低雑音増幅回路の温度補償とを合わせて行うことを特徴とする温度補償付き無線受信回路。
【請求項１１】
請求項１０記載の温度補償付き無線受信回路において、
前記温度補償回路の温度補償係数切替抵抗の抵抗値を変えることによって、前記受信信号変換回路の温度補償特性を変更できるようにしたことを特徴とする温度補償付き無線受信回路。
【請求項１２】
請求項１０記載の温度補償付き無線受信回路において、
前記温度補償回路の温度補償係数切替レジスタに外部から数値を設定することにより、前記受信信号変換回路の温度補償特性を変更できるようにしたことを特徴とする温度補償付き無線受信回路。
【請求項１３】
請求項１２記載の温度補償付き無線受信回路において、
前記温度補償特性を多項式で表したときの係数を表す数値を、前記温度補償回路の温度補償係数切替レジスタに外部から設定することにより、前記受信信号変換回路の温度補償特性を変更できるようにしたことを特徴とする温度補償付き無線受信回路。
【請求項１４】
請求項１２記載の温度補償付き無線受信回路において、
前記温度補償特性を、温度補償区間をいくつかの小区間に分けて、それぞれの区間で別々の補間式で表したときの係数を表す数値を、前記温度補償回路の温度補償係数切替レジスタに外部から設定することにより、前記受信信号変換回路の温度補償特性を変更できるようにしたことを特徴とする温度補償付き無線受信回路。
【請求項１５】
請求項１１〜１４のいずれか１項に記載の温度補償付き無線受信回路の調整方法であって、
前記電力増幅回路の生産時の温度検査から求めた温度補正特性に従い、前記温度補償回路の温度補償係数切替抵抗の抵抗値を変更することにより、又は、前記温度補償回路の温度補償係数切替レジスタに外部から数値を設定することにより、前記受信信号変換回路の温度補償特性を変更することを特徴とする調整方法。
【請求項１６】
請求項１１〜１４のいずれか１項に記載の温度補償付き無線受信回路の調整方法であって、
前記低雑音増幅回路と、これに続く前記受信信号変換回路とを接続した状態で、デューティ比の異なるバースト信号を順次入力して、前記受信信号変換回路の出力レベルの変化から求めた温度特性に従い、前記温度補償回路の温度補償係数切替抵抗の抵抗値を変更することにより、又は、前記温度補償回路の温度補償係数切替レジスタに外部から数値を設定することにより、前記受信信号変換回路の温度補償特性を変更することを特徴とする調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、温度補償付きの無線送信回路及び無線受信回路に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
無線送信回路においては、他の無線局への妨害を防ぎ、周波数の有効利用を図るため、送信電力の公差が電波法により定められている。しかしながら、半導体を用いた増幅回路は、温度偏差が大きく、なんらかの温度補償を行わないと、この公差を守ることが困難である。このため、各種の温度補償回路が考案、使用されている。
【０００３】
第１の従来技術によれば、送信信号発生回路に続く電力増幅回路の出力の一部がカップラで分岐され、ＡＭ検波後、ＬＰＦで高調波成分が除去されて振幅成分が取り出される。振幅成分は、アンプで定格出力時の電圧と比較され、送信信号発生回路に入力される。送信信号発生回路は、入力された比較結果に従い、出力を制御し、定格出力となるように利得を調整する。
【０００４】
第２の従来技術によれば、サーミスタ等を用いたバイアス調整により、送信信号発生回路と電力増幅回路との双方で別々に温度補償を行う。
【０００５】
第３の従来技術によれば、無線送受信回路において、変調及び復調のために局部発振器から周波数変換回路（送信混合器及び受信混合器）に供給されるローカル信号のレベルに温度特性を持たせることにより、高周波回路部分での温度による利得変動の温度補償を行う（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００２−２４６９３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記第１の従来技術は、ＡＭ検波回路で用いられるダイオードが温度特性を持つため、電力増幅回路だけでなく、ダイオードの温度特性も補償しなければならず、そのため回路が複雑化するという問題を有している。
【０００７】
また、上記第２の従来技術は、送信信号発生回路と電力増幅回路との双方に温度補償のための回路が必要となり、回路が複雑化し、小型化、低価格化が困難になるという問題を有している。
【０００８】
また、上記第３の従来技術は、図面を用いて後述するように、ローカル信号レベルを変えた場合、周波数変換回路の変換利得以外に雑音指数も変化してしまうという問題を有している。
【０００９】
上記諸点に鑑み、本発明は、送信信号発生回路と、これに続く電力増幅回路とを有する無線送信回路において、直接的に電力増幅回路の温度補償をせずに、電力増幅回路の温度補償を行うことができる温度補償付き無線送信回路を提供することを目的とする。
【００１０】
また、本発明は、低雑音増幅回路と、これに続く受信信号変換回路とを有する無線受信回路において、直接的に低雑音増幅回路の温度補償をせずに、低雑音増幅回路の温度補償を行うことができる温度補償付き無線受信回路を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記目的を達成するため、本発明に係る無線送信回路は、電力増幅回路では温度補償を行わず、送信信号発生回路の温度補償回路で、送信信号発生回路内の送信信号用増幅回路又は送信信号用周波数変換回路の温度補償と、これに続く電力増幅回路の温度補償とを合わせて行うことを特徴としている。
【００１２】
また、本発明に係る無線受信回路は、低雑音増幅回路では温度補償を行わず、受信信号変換回路の温度補償回路で、受信信号変換回路内の受信信号用増幅回路又は受信信号用周波数変換回路の温度補償と、その前段の低雑音増幅回路の温度補償とを合わせて行うことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、電力増幅回路の温度補償回路を備えずに、当該電力増幅回路の温度補償を行うことができる温度補償付き無線送信回路を提供することができる。
【００１４】
また、本発明によれば、低雑音増幅回路の温度補償回路を備えずに、当該低雑音増幅回路の温度補償を行うことができる温度補償付き無線受信回路を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態に係る温度補償付き無線送信回路及び無線受信回路を詳細に説明する。
【００１６】
《第１の実施形態》
図１は、本発明の第１の実施形態に係る温度補償付き無線送信回路の構成を示している。図１の無線送信回路は、送信信号発生回路１０と、温度補償回路２０と、電力増幅部３０とを備えている。送信信号発生回路１０は、同相入力と直交入力とを受け取る直交変調回路１１と、直交変調回路１１の出力を増幅する第１増幅回路１２と、第１増幅回路１２の出力を受け取る周波数変換回路１３と、周波数変換回路１３の出力を増幅する第２増幅回路１４とを有している。電力増幅部３０は、第２増幅回路１４の出力を電力増幅する電力増幅回路３１と、電力増幅回路３１の出力を受け取るフィルタ３２とを備えている。しかも、電力増幅回路３１では温度補償を行わず、温度補償回路２０で送信信号発生回路１０内の第１増幅回路１２又は周波数変換回路１３又は第２増幅回路１４の温度補償を行う。送信信号発生回路１０と温度補償回路２０とは、１個の無線送信ＩＣ５の中に収められる。つまり、図１では、無線送信ＩＣ５にて送信信号発生回路１０と電力増幅部３０とを合わせた温度補償を行い、電力増幅回路３１と共用器であるフィルタ３２とからなる電力増幅部３０では、直接の温度補償を行っていない。
【００１７】
図２は、図１の無線送信回路全体の温度特性を示している。本実施形態では、図２に示すように、電力増幅部３０の温度特性と逆の温度特性を送信信号発生回路１０に与えることにより、無線送信回路全体の温度特性を平坦化している。続いて、電力増幅部３０と逆の温度特性を実現する一手法について説明する。
【００１８】
図３は、図１中の温度補償回路２０とその補償対象との一例を示している。図３の構成は、トランジスタＱ１〜Ｑ１６と、抵抗Ｒ１〜Ｒ７と、コンデンサＣ１及びＣ２とを備えている。トランジスタＱ１５とＱ１６からなる差動増幅回路は、例えば図１中の周波数変換回路１３の前段に位置する第１増幅回路１２の一部をなす。図３中のその他の回路部分は、当該差動増幅回路に対するバイアス回路をなし、図１中の温度補償回路２０を構成するものである。
【００１９】
最初に、トランジスタＱ２のコレクタ電流Ｉｃ２を求める。トランジスタＱ１とＱ３は、ベース及びエミッタを共通にしているため、ベース・エミッタ間電圧Ｖｂｅが同一になる。このため、トランジスタＱ１及びＱ３のコレクタ電流Ｉｃ１，Ｉｃ３は、
Ｉｃ１＝Ｉｃ３  …式１
と表され、ほぼ同一となる。また回路より、トランジスタＱ２のベース・エミッタ間電圧Ｖｂｅ２は、
Ｖｂｅ２≒Ｒ１・Ｉｃ３  …式２
となる。
【００２０】
一般に、トランジスタに流れるコレクタ電流Ｉｃは、ボルツマン定数ｋ、絶対温度Ｔ、電子電荷ｑとし、
Ｖｔ＝ｋＴ／ｑ
とおくと、飽和電流Ｉｓ、ベース・エミッタ間電圧Ｖｂｅとしたとき、
Ｉｃ＝Ｉｓ・ｅｘｐ（Ｖｂｅ／Ｖｔ）
となるので、これを解くと、
Ｖｂｅ＝Ｖｔ・ｌｎ（Ｉｃ／Ｉｓ）  …式３
となる。
【００２１】
よって、
Ｖｂｅ２＝Ｖｔ・ｌｎ（Ｉｃ２／Ｉｓ）  （∵式３）
＝Ｒ１・Ｉｃ３  （∵式２）
＝Ｒ１・Ｉｃ１  （∵式１）
＝Ｒ１・Ｉｃ２  （∵Ｉｃ２≒Ｉｃ１）
となる。よって、
Ｖｔ・ｌｎ（Ｉｃ２／Ｉｓ）＝Ｒ１・Ｉｃ２
となる。この式は、Ｉｃ２に関してＩｃ２≠０で解を持つ。つまり、Ｉｃ２は、電源電圧Ｖｃｃによらず、抵抗Ｒ１のみで決まる値となる。このとき、
Ｉｃ２＝Ｖｂｅ２／Ｒ１  （∵式２）
となる。
【００２２】
続いて、Ｉｃ２の温度特性を求めるため、Ｉｃ２を温度Ｔで微分すると、
∂Ｉｃ２／∂Ｔ＝１／Ｒ１・（∂Ｖｂｅ２／∂Ｔ）
−Ｖｂｅ２／Ｒ１＾２・（∂Ｒ１／∂Ｔ）
＝Ｉｃ２［１／Ｖｂｅ２・（∂Ｖｂｅ２／∂Ｔ）
−１／Ｒ１・（∂Ｒ１／∂Ｔ）］
となる。ここに、「Ｒ１＾２」はＲ１の２乗を意味する。よって、Ｉｃ２の温度係数ＴＣ２は、
ＴＣ２＝１／Ｉｃ２・（∂Ｉｃ２／∂Ｔ）
＝１／Ｖｂｅ２・（∂Ｖｂｅ２／∂Ｔ）−１／Ｒ１・（∂Ｒ１／∂Ｔ）
となる。ここで、
∂Ｖｂｅ２／∂Ｔ＝２［ｍＶ／℃］、∂Ｒ１／∂Ｔ＝１５００［ｐｐｍ／℃］
程度であるとすると、通常、ＴＣ２＜０となり、Ｉｃ２は負の温度係数を持つ。
【００２３】
次に、トランジスタＱ７のコレクタ電流Ｉｃ７を求める。トランジスタＱ６とＱ８は、ベース及びエミッタを共通にしているため、Ｖｂｅが同一になる。このため、トランジスタＱ６とＱ８のコレクタ電流Ｉｃ６，Ｉｃ８は、
Ｉｃ６＝Ｉｃ８  …式４
と表され、ほぼ同一となる。更にトランジスタＱ９のコレクタ電流をＩｃ９とすると、回路より、
Ｉｃ６≒Ｉｃ７
Ｉｃ８≒Ｉｃ９
である。よって、式４より、
Ｉｃ７＝Ｉｃ９  …式５
となる。式３より、トランジスタＱ７とＱ９のベース・エミッタ間電圧Ｖｂｅ７，Ｖｂｅ９は、各々のトランジスタ飽和電流をＩｓ７，Ｉｓ９とするとき、
Ｖｂｅ７＝Ｖｔ・ｌｎ（Ｉｃ７／Ｉｓ７）  …式６
Ｖｂｅ９＝Ｖｔ・ｌｎ（Ｉｃ９／Ｉｓ９）  …式７
となる。回路より、トランジスタＱ９のエミッタ電流をＩｅ９とすると、
Ｖｂｅ７＝Ｖｂｅ９＋Ｒ２・Ｉｅ９≒Ｖｂｅ９＋Ｒ２・Ｉｃ９
となる。式６、式７より、
Ｖｔ・ｌｎ（Ｉｃ７／Ｉｓ７）＝Ｖｔ・ｌｎ（Ｉｃ９／Ｉｓ９）＋Ｒ２・Ｉｃ９
となる。よって、
Ｒ２・Ｉｃ９＝Ｖｔ・ｌｎ（Ｉｃ７／Ｉｓ７）−Ｖｔ・ｌｎ（Ｉｃ９／Ｉｓ９）
＝Ｖｔ・ｌｎ（Ｉｃ７／Ｉｓ７・Ｉｓ９／Ｉｃ９）
＝Ｖｔ・ｌｎ（Ｉｓ９／Ｉｓ７）  （∵式５）
である。ここで、トランジスタＱ７とＱ９の面積比をｎとすると、
Ｒ２・Ｉｃ９＝Ｖｔ・ｌｎ（ｎ・Ｉｓ７／Ｉｓ７）＝Ｖｔ・ｌｎ（ｎ）
となる。よって、
Ｉｃ９＝Ｖｔ・ｌｎ（ｎ）／Ｒ２
＝Ｉｃ７  （∵式５）
となる。
【００２４】
続いて、Ｉｃ９の温度特性を求める。Ｉｃ９の温度係数ＴＣ９は、
ＴＣ９＝１／Ｉｃ９・（∂Ｉｃ９／∂Ｔ）
＝１／Ｉｃ９・（∂／∂Ｔ）（Ｖｔ・ｌｎ（ｎ）／Ｒ２）
＝１／Ｉｃ９・［Ｖｔ／Ｒ２・ｌｎ（ｎ）・（１／Ｖｔ・（∂Ｖｔ／∂Ｔ）
−１／Ｒ２・（∂Ｒ２／∂Ｔ））］
＝１／Ｉｃ９・［Ｉｃ９・（１／Ｖｔ・（∂Ｖｔ／∂Ｔ）
−１／Ｒ２・（∂Ｒ２／∂Ｔ））］
＝１／Ｖｔ・（∂Ｖｔ／∂Ｔ）−１／Ｒ２・（∂Ｒ２／∂Ｔ）
となる。∂Ｒ２／∂Ｔ＝１５００［ｐｐｍ／℃］程度であるとすると、通常、ＴＣ９＞０となり、Ｉｃ９は正の温度係数を持つ。
【００２５】
トランジスタＱ１１のコレクタ電流Ｉｃ１１は、トランジスタＱ５とＱ１０のコレクタ電流Ｉｃ５，Ｉｃ１０の和に等しく、
Ｉｃ１１＝Ｉｃ５＋Ｉｃ１０＝Ｉｃ２＋Ｉｃ９
となるので、Ｉｃ２とＩｃ９との比率を変えることにより、Ｉｃ１１の温度特性を正から負まで設定することが可能となる。Ｉｃ２はＲ１によって変えることが可能であり、Ｉｃ９はＲ２によって変えることが可能である。したがって、Ｒ１とＲ２とを選択することにより、Ｉｃ１１の温度特性を自由に設定することができる。
【００２６】
トランジスタＱ１５とＱ１６からなる差動増幅回路の増幅度はバイアス回路の電流値によって変えることが可能であるので、抵抗Ｒ１とＲ２を選択することにより、電力増幅回路３１と逆の温度特性を送信信号発生回路１０に持たせることが可能である。
【００２７】
このように、本実施形態によれば、電力増幅部３０の温度を直接検出する温度補償回路を備えなくても、上記第１の従来技術と違って、カップラ、ＡＭ検波回路、ＬＰＦ等、複数の回路が必要でなくなり、回路の簡素化を図ることができる。
【００２８】
図４は、図１中の周波数変換回路１３のローカル特性を示している。一般的に、周波数変換回路１３のローカル信号レベルに対する変換利得特性変化は、ローカル信号レベルが低い領域においては、ローカル信号レベルに比例する。ローカル信号レベルを更に上げると、利得特性は飽和する。また、雑音指数は、変換利得特性がローカル信号レベルに比例する領域では、ローカル信号レベルを上げるに従い小さくなり、つまり改善し、変換利得特性が飽和する領域内のローカル信号レベルＬ２で最小値ＮＦ２を取り、更にローカル信号レベルを増加すると、雑音指数も上昇して、雑音特性が劣化する。したがって、図１中の周波数変換回路１３に一定の利得Ｇ２で周波数変換を行わせる場合においては、変換利得が飽和し、かつ雑音指数が最小となるローカル信号レベルＬ２で使用される。
【００２９】
図５は、図１中の無線送信ＩＣ５に対する比較例を示している。図５の無線送信ＩＣ５ａでは、上記第３の従来技術の場合と同様に、周波数変換回路１３のローカル信号レベルを変更する温度補償方式を採用している。図５の無線送信ＩＣ５ａは、局部発振器１５と、周波数変換回路１３へローカル信号を供給する可変利得増幅回路１６と、サーミスタ等で構成された温度補償回路２０ａとを備えている。
【００３０】
図６は、図５の無線送信ＩＣ５ａにおいて周波数変換回路１３のローカル信号レベルを変更することにより生じる問題を示している。Ｌ２Ｃは、常温でのローカル信号レベルである。Ｌ２Ｈは、温度変動のため、全体の利得が下がった場合のローカル信号レベルである。ローカル信号レベルをＬ２ＣよりＬ２Ｈに上昇させ、周波数変換回路１３の変換利得をＧ２ＣよりＧ２Ｈに上昇させることにより、全体の利得を一定化させる。Ｌ２Ｌは、温度変動のため、全体の利得が上がった場合のローカル信号レベルである。ローカル信号レベルをＬ２ＣよりＬ２Ｌに減少させ、周波数変換回路１３の変換利得をＧ２ＣよりＧ２Ｌに減少させることにより、全体の利得を一定化させる。このように、図５の構成では、周波数変換回路１３のローカル信号レベルを変えることにより、高周波回路部分の温度特性の一定化を図っている。しかし、このためには、ローカル信号レベルに比例した変換利得となる領域で周波数変換回路１３を使用しなければならない。
【００３１】
先に説明したように、一般的に、周波数変換回路１３の雑音指数は、変換利得が飽和して一定となるローカル信号レベルにおいて、最小値を取る。したがって、図５の構成においては、周波数変換回路１３を雑音指数最小の状態で使用することは不可能である。これに対して、図１に示した本実施形態によれば、雑音指数の改善を図ることができる。
【００３２】
図７は、図１の無線送信回路に対応した、本発明に係る温度補償付き無線受信回路の構成例を示している。図７の無線受信回路は、低雑音増幅回路４０と、受信信号変換回路５０と、温度補償回路６０とを備えている。低雑音増幅回路４０は、受け取った入力を増幅して受信信号変換回路５０へ送る。受信信号変換回路５０は、低雑音増幅回路４０の出力を増幅する第１増幅回路５１と、第１増幅回路５１の出力を周波数変換する周波数変換回路５２と、周波数変換回路５２の出力を増幅する第２増幅回路５３と、第２増幅回路５３の出力を受け取って、同相出力と直交出力とを求める直交復調回路５４とを有している。しかも、低雑音増幅回路４０では温度補償を行わず、温度補償回路６０で受信信号変換回路５０内の第１増幅回路５１又は周波数変換回路５２又は第２増幅回路５３の温度補償を行う。受信信号変換回路５０と温度補償回路６０とは、１個の無線受信ＩＣ６の中に収められる。つまり、図７では、無線受信ＩＣ６にて低雑音増幅回路４０と受信信号変換回路５０とを合わせた温度補償を行い、低雑音増幅回路４０では直接の温度補償を行っていない。温度補償の方法は、図１中の電力増幅回路３１が低雑音増幅回路４０に、図１中の直交変調回路１１が直交復調回路５４に代わった点を除いて、前記無線送信回路の場合と同様である。
【００３３】
《第２の実施形態》
図８は、本発明の第２の実施形態に係る温度補償付き無線送信回路の構成を示している。図８では、図１に示した第１の実施形態と異なり、電力増幅回路３１の電源に微小抵抗３３を挿入し、その端子間電圧を温度補償回路２１に入力している。
【００３４】
図９は、図８中の温度補償回路２１の内部構成例を示している。図９の温度補償回路２１は、温度Ｔｒｆ時の電力増幅回路３１の電源電流Ｉｐａを求めるための電力増幅回路温度特性表（Ｉｐａ（Ｔｒｆ））を記憶するレジスタ７０と、送信信号発生回路１０の温度Ｔｒｆを求めるための温度センサ７１と、Ａ／Ｄコンバータ７２及び７３と、バイアス電圧計算回路７４と、Ｄ／Ａコンバータ７５とを備えている。電力増幅回路電源微小抵抗端子入力は、電力増幅回路３１の電源に挿入された微小抵抗３３の両端に接続される。
【００３５】
図１０は、図８中の電力増幅回路３１の電源電流に係る温度特性の一例を示しており、温度に対する、定格出力時の電源電流をプロットしたものである。
【００３６】
図１１は、図８中の送信信号発生回路１０のバイアス電圧特性の一例を示しており、送信信号発生回路１０のバイアス電圧と出力電力との関係を示したものである。
【００３７】
図１２は、図９中のバイアス電圧計算回路７４の動作を示している。ｎは、送信信号発生回路１０のバイアス電圧を決めるための変数である。ｎを増加させながら対応する電圧をＤ／Ａコンバータ７５から出力し、送信信号発生回路１０のバイアス電圧を設定する。そのときの電力増幅回路３１の電源に挿入された抵抗値Ｒの微小抵抗３３の端子電圧ＶｐａをＡ／Ｄコンバータ７３から入力し、
Ｖｐａ≧Ｉｐａ（Ｔｒｆ）×Ｒ
が成り立つか判定を行う。上式が成り立った時点で、ループを抜け出し終了する。Ｉｐａ（Ｔｒｆ）×Ｒは、定格出力時の電力増幅回路３１の電源に挿入された微小抵抗３３の端子電圧であるので、送信信号発生回路１０のバイアスを定格出力となる点に設定することができる。以上の計算により、送信信号発生回路１０と電力増幅回路３１とを合わせた温度特性の補正が可能となる。
【００３８】
電力増幅回路３１の出力は、温度変動の他に、電源電圧、負荷、送信周波数等、他の要因にも影響される。電力増幅回路３１の出力とその電源電流との間には相関があるため、電力増幅回路３１の電源電流の情報を使用することにより、温度変動のみならず、電源電圧、負荷、送信周波数等の影響を補正することが可能となる。
【００３９】
なお、図７では電力増幅回路温度特性表（Ｉｐａ（Ｔｒｆ））７０を温度補償回路２１の内部に設けた場合を示したが、これを例えば外部メモリ（ＣＰＵ）に設けてもよい。
【００４０】
《第３の実施形態》
図１３は、本発明の第３の実施形態に係る温度補償付き無線送信回路の構成を示している。図１３では、図８に示した第２の実施形態と異なり、電力増幅回路３１の温度を検知する温度センサ３４を備え、電力増幅回路３１の電源に挿入された微小抵抗３３の端子電圧と、温度センサ３４で検知した電力増幅回路３１の温度情報とを温度補償回路２２に入力している。
【００４１】
図１４は、図１３中の温度補償回路２２の内部構成例を示している。図１４の温度補償回路２２は、Ａ／Ｄコンバータ７２及び７３と、Ｄ／Ａコンバータ７５と、電力増幅回路３１の温度がＴｐａである場合の定格出力時の電力増幅回路３１の電源電流を求めるための電力増幅回路温度特性表（Ｉｐａ（Ｔｐａ））を記憶するレジスタ７６と、バイアス電圧計算回路７７とを備えている。
【００４２】
図１５は、図１４中のバイアス電圧計算回路７７の動作を示している。ｎは、送信信号発生回路１０のバイアス電圧を決めるための変数である。ｎを増加させながら対応する電圧をＤ／Ａコンバータ７５から出力し、送信信号発生回路１０のバイアス電圧を設定する。そのときの電力増幅回路３１の電源に挿入された微小抵抗３３の端子電圧ＶｐａをＡ／Ｄコンバータ７３から入力し、
Ｖｐａ≧Ｉｐａ（Ｔｐａ）×Ｒ
が成り立つか判定を行う。上式が成り立った時点で、ループを抜け出し終了する。Ｉｐａ（Ｔｒｆ）×Ｒは、定格出力時の電力増幅回路３１の電源に挿入された微小抵抗３３の端子電圧であるので、送信信号発生回路１０のバイアスを定格出力となる点に設定することができる。以上の計算により、送信信号発生回路１０と電力増幅回路３１とを合わせた温度特性の補正が可能となる。また、送信信号発生回路１０の温度Ｔｒｆと電力増幅回路３１の温度Ｔｐａとが異なっている場合においても、適用が可能である。
【００４３】
このように、第３の実施形態によれば、温度センサ３４を備えたことにより、送信信号発生回路１０の温度と電力増幅回路３１の温度とが異なった場合においても正確に動作するため、送信が長時間にわたった場合に第２の実施形態に比べて精度が向上する。
【００４４】
ここで、上記第２及び第３の実施形態における電力増幅回路温度特性表７０，７６の求め方について説明する。ただし、ここでは電力増幅回路３１の利得Ｇｐａと電力増幅回路３１の温度Ｔｐａとの関係の求め方について説明するが、電力増幅回路３１の電源電流Ｉｐａと送信信号発生回路１０の温度Ｔｒｆとの関係の求め方や、電力増幅回路３１の電源電流Ｉｐａと電力増幅回路３１の温度Ｔｐａとの関係の求め方についても同様である。また、ここでは多項式を用いて温度特性を計算するものとする。以下では、温度測定点が３点の場合を示すが、それ以外の点数の場合も同様である。
【００４５】
まず、温度Ｔｐａ１，Ｔｐａ２，Ｔｐａ３の場合の利得がＧｐａ１，Ｇｐａ２，Ｇｐａ３であるものとする。このとき、利得Ｇｐａを温度Ｔｐａの２次式で表した場合、定数ａ０，ａ１，ａ２を用いて、
Ｇｐａ＝ａ２・Ｔｐａ＾２＋ａ１・Ｔｐａ＾１＋ａ０
となる。ここに、「Ｔｐａ＾２」はＴｐａの２乗を、「Ｔｐａ＾１」はＴｐａの１乗をそれぞれ意味する。温度Ｔｐａ１，Ｔｐａ２，Ｔｐａ３の場合の利得Ｇｐａ１，Ｇｐａ２，Ｇｐａ３を代入すると、上式は、
Ｇｐａ１＝ａ２・Ｔｐａ１＾２＋ａ１・Ｔｐａ１＾１＋ａ０
Ｇｐａ２＝ａ２・Ｔｐａ２＾２＋ａ１・Ｔｐａ２＾１＋ａ０
Ｇｐａ３＝ａ２・Ｔｐａ３＾２＋ａ１・Ｔｐａ３＾１＋ａ０
となる。これら３式はａ０，ａ１，ａ２に関する連立１次方程式をなし、解くことが可能である。
【００４６】
以上のように、多項式を用いて温度特性を求めることが可能である。この方式を用いると、少ない測定データで、精度良く、温度特性を表現することが可能である。
【００４７】
図１６は、図９及び図１４中の電力増幅回路温度特性表７０，７６の作成方法の他の例を示している。この方法では、温度特性をいくつかの小区間に分けて、各区間について多項式を用いて計算する。図１６によれば、まず全温度範囲を３分割して、各区間において多項式で温度特性を表す。以下では、小区間が３分割で、各区間を１次式で計算する場合を示すが、それ以外の分割数、多項式次数の場合も同様である。
【００４８】
ここでは、下限をｔＬ、上限をｔＨとした場合の小区間を［ｔＬ、ｔＨ］と表すことにする。全温度補償区間を、Ｈ（０）＝［ｔ（０），ｔ（１）］と、Ｈ（１）＝［ｔ（１），ｔ（２）］と、Ｈ（２）＝［ｔ（２），ｔ（３）］とに３分割する。このとき、ｉ＝０，１，２とする場合の各小区間Ｈ（ｉ）において、上記と同じ方法にて多項式で温度特性を表しておく。このとき、各小区間Ｈ（ｉ）において、温度特性は、左端の利得ｇ（ｉ）と右端の利得ｇ（ｉ＋１）とを用いて、
Ｇｐａ（ｉ）（ｔ）＝（ｇ（ｉ＋１）−ｇ（ｉ））／（ｔ（ｉ＋１）−ｔ（ｉ））
・（ｔ−ｔ（ｉ））＋ｇ（ｉ）
と表される。任意の温度ｔにおいて、
ｔ（ｉ）≦ｔ＜ｔ（ｉ＋１）
を満たす小区間Ｈ（ｉ）に属する補間式Ｇｐａ（ｉ）を用いて、温度特性Ｇｐａ（ｉ）（ｔ）を計算することが可能である。
【００４９】
この方法を用いると、１つの多項式で全体が表せないような特性の場合も、少ない測定データで、精度良く、温度特性を表現することが可能である。
【００５０】
《第４の実施形態》
図１７は、本発明の第４の実施形態に係る温度補償付き無線送信回路の構成を示している。本実施形態は、工場調整時における温度特性表の作成に関するものであり、送信信号発生回路１０と電力増幅回路３１とを接続した状態で、順次異なるオン／オフ比を持つバースト信号を試験信号として送信信号発生回路１０に加え、そのときの加熱を利用して、電力増幅回路３１の温度特性の測定を行うものである。
【００５１】
図１７中の温度補償回路２３は、電力増幅回路温度特性表入力端子と動作モード選択端子とを備えたものである。電力増幅回路温度特性表入力端子は、調整工程で得られた温度特性を温度補償回路２３の内部に設けられた温度特性表に入力する端子である。動作モード選択端子は、通常動作モードと、電力増幅回路３１の温度特性を測定する温度特性測定モードとの切替端子である。
【００５２】
図１８は、図１７中の温度補償回路２３の内部構成例を示している。図１８の温度補償回路２３は、送信信号発生回路１０の温度Ｔｒｆを求めるための温度センサ７１と、Ａ／Ｄコンバータ７２と、送信信号発生回路１０の温度がＴｒｆのときの利得設定がｎの場合の送信信号発生回路１０の利得Ｇｒｆを求めるための送信信号発生回路温度特性表（Ｇｒｆ（Ｔｒｆ））を記憶するためのレジスタ８０と、電力増幅回路３１の温度がＴｒｆであるものとしたときの電力増幅回路３１の利得Ｇｐａを求めるための電力増幅回路温度特性表（Ｇｐａ（Ｔｒｆ））を記憶するためのレジスタ８１と、利得設定計算回路８２とを備えている。
【００５３】
図１９は、図１７の無線送信回路の温度特性測定モードにおける試験信号のオン／オフ比の定義を示している。試験信号は、Ｔｏｎ時間の出力期間と、Ｔｏｆｆ時間の無出力期間とを繰り返す。この場合のオン／オフ比をＴｏｎ／（Ｔｏｎ＋Ｔｏｆｆ）で定義する。
【００５４】
図２０は、図１７中の電力増幅回路３１の温度と試験信号のオン／オフ比との関係の一例を示している。オン／オフ比の増加に伴い、電力増幅回路３１の温度は上昇する。
【００５５】
図２１は、試験信号のオン／オフ比を順次変えた場合の図１７中の電力増幅回路３１の温度変化の一例を示している。ここでは、時刻ｔ１まではオン／オフ比＝ｒ１、時刻ｔ２まではオン／オフ比＝ｒ２、時刻ｔ３まではオン／オフ比＝ｒ３と、オン／オフ比を順次増加させる。オン／オフ比を変えてある程度時間が経つと、電力増幅回路３１の温度は、ほぼ一定の値となる。この場合、ｒ１ではＴｐａ（ｒ１）に、ｒ２ではＴｐａ（ｒ２）に、ｒ３ではＴｐａ（ｒ３）にそれぞれ収束する。同一の回路構成の場合、Ｔｐａ（１）、Ｔｐａ（２）、Ｔｐａ（３）は、ほぼ一定となるため、一度だけ測定しておけばよい。
【００５６】
図２２は、試験信号のオン／オフ比を順次変えて得られた図１７中の電力増幅回路３１の利得温度特性の一例を示している。Ｇ０は試験信号入力直後の利得、Ｇ１はオン／オフ比ｒ１の場合の温度収束時の利得、Ｇ２はオン／オフ比ｒ２の場合の温度収束時の利得、Ｇ３はオン／オフ比ｒ３の場合の温度収束時の利得である。
【００５７】
図２３は、図１８中の利得設定計算回路８２の動作を示している。ｍｏｄｅ＝０の場合は、通常動作モードであり、第３の実施形態の送信信号発生回路１０における利得設定ｎの計算とほぼ同様である。ｍｏｄｅ＝１の場合は、温度特性測定モードである。このときの電力増幅回路３１の利得は、利得Ｇの計算に加えられない。Ｇｔｏｔａｌには、送信信号発生回路１０の利得のみを設定する。したがって、ｎは、送信信号発生回路１０の利得をＧｔｏｔａｌに設定するように計算される。以上の計算方法を用いることにより、温度特性測定モード時には、電力増幅回路３１の温度特性の補正は行われず、送信信号発生回路１０の利得のみが温度補償され設定される。このとき、送信信号発生回路１０と電力増幅回路３１とを合わせた利得Ｇａｌｌを実測することにより、
Ｇｐａ＝Ｇａｌｌ−Ｇｔｏｔａｌ
より、電力増幅回路３１の利得を求めることが可能となる。
【００５８】
上記方法を用いると、恒温槽等の設備を用いることなく、試験信号を加えることにより、電力増幅回路３１の温度特性を測定することが可能である。したがって、温度特性測定に必要な設備（例えば、恒温槽）、恒温槽の温度調整時間（加熱、冷却時間）を削減することが可能となり、生産に要する費用を削減することが可能となる。
【００５９】
《第５の実施形態》
図２４は、本発明の第５の実施形態に係る温度補償付き無線送信回路の構成を示している。図２４では、図１７に示した第４の実施形態と比較して、温度補償回路２４に接続された微小抵抗３３が追加されている。これにより、温度補償の精度を向上することができる。
【００６０】
図２５は、図２４中の温度補償回路２４の内部構成例を示している。これは、第２の実施形態に係る温度補償回路２１（図９参照）に電力増幅回路温度特性表入力端子と、動作モード選択端子とを加えたものである。
【００６１】
図２６は、図２５中のバイアス電圧計算回路７４による送信信号発生回路１０の利得設定ｎの計算動作を示している。ｍｏｄｅ＝０の場合は、通常動作モードであり、第２の実施形態の送信信号発生回路１０の利得設定ｎの計算と同様である。ｍｏｄｅ≠０の場合は、温度特性測定モードである。このときには、Ｄ／Ａコンバータ７５からｍｏｄｅに対応する電圧が出力され終了する。以上の計算方法を用いることにより、温度特性測定モード時には、電力増幅回路３１の温度特性の補正は行われず、送信信号発生回路１０の利得のみが温度補償され設定される。このとき、入力又はｍｏｄｅを変え、出力を定格に合わせ、そのときの電力増幅回路３１の電源電流を測定することにより、電源電流特性を求めることが可能となる。
【００６２】
上記方法を用いると、試験信号を入力した場合の発熱を利用したため、恒温槽等の設備を用いることなく、電力増幅回路３１の温度特性を測定することが可能となる。したがって、温度特性測定に必要な設備（例えば、恒温槽）、恒温槽の温度調整時間（加熱、冷却時間）を削減することが可能となり、生産に要する費用を削減することが可能となる。
【００６３】
《第６の実施形態》
図２７は、本発明の第６の実施形態に係る温度補償付き無線送信回路の構成を示している。図２７では、図２４に示した第５の実施形態と比較して、電力増幅回路３１の温度を検知する温度センサ３４が追加されている。図２７中の温度補償回路２５は、この温度センサ３４に接続された温度情報入力端子を持つ。
【００６４】
図２８は、図２７中の温度補償回路２５の内部構成例を示している。これは、第５の実施形態に係る温度補償回路２４（図２５参照）に、電力増幅回路温度センサ入力端子を加えたものである。しかも、図２５中の電力増幅回路温度特性表（Ｉｐａ（Ｔｒｆ））７０は、電力増幅回路温度特性表（Ｉｐａ（Ｔｐａ））７６に置き換えられている。
【００６５】
図２９は、図２８中のバイアス電圧計算回路７７による送信信号発生回路１０の利得設定ｎの計算動作を示している。これは、第５の実施形態の送信信号発生回路１０の利得設定ｎの計算のＩｐａ（Ｔｒｆ）をＩｐａ（Ｔｐａ）に変えたものである。ｍｏｄｅ≠０の場合は、温度特性測定モードである。このときには、Ｄ／Ａコンバータ７５からｍｏｄｅに対応する電圧が出力され終了する。以上の計算方法を用いることにより、温度特性測定モード時には、電力増幅回路３１の温度特性の補正は行われず、送信信号発生回路１０の利得のみが温度補償され設定される。このとき、入力又はｍｏｄｅを変え、出力を定格に合わせ、そのときの電力増幅回路３１の電源電流を測定することにより、電源電流特性を求めることが可能となる。
【００６６】
上記方法を用いると、恒温槽等の設備を用いることなく、試験信号を加えることにより、電力増幅回路３１の温度特性を測定することが可能である。したがって、温度特性測定に必要な設備（例えば、恒温槽）、恒温槽の温度調整時間（加熱、冷却時間）を削減することが可能となり、生産に要する費用を削減することが可能となる。また、送信信号発生回路１０の温度Ｔｒｆと電力増幅回路３１の温度Ｔｐａとが異なっている場合においても、適用が可能である。このように、本実施形態は、第５の実施形態に加え、温度センサ３４を更に備えた構成であるため、更に温度補償の精度を向上することができる。
【００６７】
以上第１〜第６の実施形態について説明してきたが、第２〜第６の実施形態において説明した事項は、図７に示したような低雑音増幅回路４０の後段に受信信号変換回路５０を備えた無線受信回路についても同様に適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
以上説明してきたとおり、本発明に係る無線送信回路又は無線受信回路は、電力増幅回路用又は低雑音増幅回路用の温度補償回路を備えずに該各増幅回路の温度補償を行うことができ、携帯電話等の無線送信回路、無線受信回路、又は無線送受信回路等に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る温度補償付き無線送信回路の構成を示すブロック図である。
【図２】図１の無線送信回路全体の温度特性を示す図である。
【図３】図１中の温度補償回路とその補償対象との一例を示す回路図である。
【図４】図１中の周波数変換回路の動作点を説明するための特性図である。
【図５】図１中の無線送信ＩＣに対する比較例を示すブロック図である。
【図６】図５の無線送信ＩＣにおいて周波数変換回路のローカル信号レベルを変更することにより生じる問題を説明するための特性図である。
【図７】図１の無線送信回路に対応した、本発明に係る温度補償付き無線受信回路の構成例を示すブロック図である。
【図８】本発明の第２の実施形態に係る温度補償付き無線送信回路の構成を示すブロック図である。
【図９】図８中の温度補償回路の内部構成例を示すブロック図である。
【図１０】図８中の電力増幅回路の電源電流に係る温度特性の一例を示す図である。
【図１１】図８中の送信信号発生回路のバイアス電圧特性の一例を示す図である。
【図１２】図９中のバイアス電圧計算回路の動作を示すフローチャート図である。
【図１３】本発明の第３の実施形態に係る温度補償付き無線送信回路の構成を示すブロック図である。
【図１４】図１３中の温度補償回路の内部構成例を示すブロック図である。
【図１５】図１４中のバイアス電圧計算回路の動作を示すフローチャート図である。
【図１６】図９及び図１４中の電力増幅回路温度特性表の作成方法の一例を示す図である。
【図１７】本発明の第４の実施形態に係る温度補償付き無線送信回路の構成を示すブロック図である。
【図１８】図１７中の温度補償回路の内部構成例を示すブロック図である。
【図１９】図１７の無線送信回路の温度特性測定モードにおける試験信号のオン／オフ比の定義を示す図である。
【図２０】図１７中の電力増幅回路の温度と試験信号のオン／オフ比との関係の一例を示す図である。
【図２１】試験信号のオン／オフ比を順次変えた場合の図１７中の電力増幅回路の温度変化の一例を示す図である。
【図２２】試験信号のオン／オフ比を順次変えて得られた図１７中の電力増幅回路の温度特性の一例を示す図である。
【図２３】図１８中の利得設定計算回路の動作を示すフローチャート図である。
【図２４】本発明の第５の実施形態に係る温度補償付き無線送信回路の構成を示すブロック図である。
【図２５】図２４中の温度補償回路の内部構成例を示すブロック図である。
【図２６】図２５中のバイアス電圧計算回路の動作を示すフローチャート図である。
【図２７】本発明の第６の実施形態に係る温度補償付き無線送信回路の構成を示すブロック図である。
【図２８】図２７中の温度補償回路の内部構成例を示すブロック図である。
【図２９】図２８中のバイアス電圧計算回路の動作を示すフローチャート図である。
【符号の説明】
【００７０】
５  無線送信ＩＣ
６  無線受信ＩＣ
１０  送信信号発生回路
１１  直交変調回路
１２，１４  増幅回路
１３  周波数変換回路
２０〜２５  温度補償回路
３０  電力増幅部
３１  電力増幅回路
３２  フィルタ
３３  微小抵抗
３４  温度センサ
４０  低雑音増幅回路
５０  受信信号変換回路
５１，５３  増幅回路
５２  周波数変換回路
５４  直交復調回路
６０  温度補償回路
Ｃ１，Ｃ２  コンデンサ
Ｑ１〜Ｑ１６  トランジスタ
Ｒ１〜Ｒ７  抵抗
【図１】
2006165985.tif 000003
【図２】
2006165985.tif 000004
【図３】
2006165985.tif 000005
【図４】
2006165985.tif 000006
【図５】
2006165985.tif 000007
【図６】
2006165985.tif 000008
【図７】
2006165985.tif 000009
【図８】
2006165985.tif 000010
【図９】
2006165985.tif 000011
【図１０】
2006165985.tif 000012
【図１１】
2006165985.tif 000013
【図１２】
2006165985.tif 000014
【図１３】
2006165985.tif 000015
【図１４】
2006165985.tif 000016
【図１５】
2006165985.tif 000017
【図１６】
2006165985.tif 000018
【図１７】
2006165985.tif 000019
【図１８】
2006165985.tif 000020
【図１９】
2006165985.tif 000021
【図２０】
2006165985.tif 000022
【図２１】
2006165985.tif 000023
【図２２】
2006165985.tif 000024
【図２３】
2006165985.tif 000025
【図２４】
2006165985.tif 000026
【図２５】
2006165985.tif 000027
【図２６】
2006165985.tif 000028
【図２７】
2006165985.tif 000029
【図２８】
2006165985.tif 000030
【図２９】
2006165985.tif 000031