(57)【要約】【課題】  無線周波数（ＲＦ）電力増幅装置。【解決手段】  電力増幅システムは、電力トランジスター（３５４、３５８）およびバイアス回路類（３１０）を含む電力制御装置およびパワーアンプ（２２０）を含んでいる。  バイアス回路類は、電力制御装置によって供給される電圧における変化全体にわたって、実質上一次的な動作で自動的に電力トランジスターを維持するような方式によって、１つ以上の電力トランジスター（３５４、３５８）の基部に電流を提供する。
2005530387.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バイアス回路に連結されたＲＦトランジスターの基礎ターミナルとともに、無線周波数（ＲＦ）トランジスターを提供し、
前記バイアス回路を、前記ＲＦトランジスターの集線ターミナルからデカップリングし、
供給電圧から独立した参照電圧にバイアス回路を連結し、
前記ＲＦトランジスターの前記集線ターミナルに前記供給電圧を連結する
ステップを含むパワーアンプの作動方法。
【請求項２】
前記ＲＦトランジスターの前記集線ターミナルに対して前記供給電圧を供給する、電力コントローラーを有する前記バイアス回路のドロー電流をモニターするステップをさらに含む請求項１の方法。
【請求項３】
前記バイアス回路の前記ドロー電流に基づいて前記電力コントローラーの供給電圧を変更するステップをさらに含む請求項２の方法。
【請求項４】
前記パワーアンプによって供給された出力電力に基づいて前記電力コントローラーの前記供給電圧を変更するステップをさらに含む請求項２の方法。
【請求項５】
請求項４の方法において、前記パワーアンプの出力電力は、バイアス回路のドロー電流に比例する。
【請求項６】
請求項４の方法において、前記電力コントローラーは複数の出力パワー・レベルを提供する。
【請求項７】
前記パワーアンプによって供給された各出力パワー・レベルの前記ＲＦトランジスターの前記基礎ターミナルへの前記バイアス電流を、実質上一定に維持するステップをさらに含む請求項６の方法。
【請求項８】
バイアス回路に連結されたＲＦトランジスターの基礎ターミナルとともに、無線周波数（ＲＦ）トランジスターを提供し、
前記バイアス回路を、前記ＲＦトランジスターの集線ターミナルからデカップリングし、
供給電圧から独立した参照電圧にバイアス回路を連結し、
前記ＲＦトランジスターの前記集線ターミナルに前記供給電圧を連結すること；
前記ＲＦトランジスターの前記集線ターミナルに対して前記供給電圧を供給する、電力コントローラーを有する前記バイアス回路のドロー電流をモニターし、
前記バイアス回路の前記ドロー電流に基づいて前記電力コントローラーの供給電圧を変更し、
前記パワーアンプの出力電力を、バイアス回路のドロー電流に比例させ、前記電力コントローラーにより複数の出力パワー・レベルを提供し、前記バイアス回路の前記ドロー電流に基づいて前記電力コントローラーの供給電圧を変更し、
前記パワーアンプによって供給された各出力パワー・レベルの前記ＲＦトランジスターの前記基礎ターミナルへの前記バイアス電流を、実質上一定に維持する
ステップを含むパワーアンプの作動方法。
【請求項９】
バイアス回路に連結されたＲＦトランジスターの基礎ターミナル、およびバイアス回路からデカップリングされた集線ターミナルとともに、無線周波数（ＲＦ）トランジスターを提供し、
前記パワーアンプをイネイブルにする参照電圧に前記バイアス回路を連結すること；
供給電圧に前記バイアス回路および前記ＲＦトランジスターの前記集線ターミナルを連結し、
供給電圧の変化にともなって、ＲＦトランジスターのバイアス・ポイントが自動的に調整され、前記供給電圧の変化に基づいて、前記ＲＦトランジスターの基礎への前記バイアス回路の電流を自動的に変更する
ステップを含むパワーアンプの動作方法。
【請求項１０】
電力コントローラーによって前記供給電圧を供給するステップをさらに含む請求項９の方法。
【請求項１１】
基礎ターミナル、集線ターミナルおよびエミッター・ターミナルを有する少なくとも１つの無線周波数（ＲＦ）トランジスターを含むパワーアンプと、
前記ＲＦトランジスターの前記基礎ターミナルに参照電圧を連結し、前記ＲＦトランジスターの前記基礎ターミナルに実質上一定の電流を供給するバイアス回路とを有し、
前記バイアス回路は、前記ＲＦトランジスターの前記集線ターミナルの供給電圧からデカップリングされて、前記参照電圧から独立し、前記パワーアンプの実質上線形の作用を維持し、前記ＲＦトランジスターの前記集線ターミナルに適用可能である
ことを特徴とする電力増幅システム。
【請求項１２】
請求項１１のシステムにおいて、
前記参照電圧に依存しない供給電圧を供給する電力コントローラーをさらに含み、前記供給電圧は、前記ＲＦトランジスターの前記集線ターミナルに連結され、該供給電圧は、前記ＲＦトランジスターの前記基礎ターミナルにおけるバイアス回路のドロー電流の機能として自動的に変更される。
【請求項１３】
請求項１２のシステムにおいて、前記電力コントローラーは、前記バイアス回路の前記ドロー電流をモニターする構成をさらに有する。
【請求項１４】
請求項１２のシステムにおいて、前記電力コントローラーは、前記バイアス回路のドロー電流に基づいた供給電圧を変更する構成をさらに有する。
【請求項１５】
請求項１３のシステムにおいて、前記電力コントローラーは、前記パワーアンプによって供給される出力電力に基づいて、前記供給電圧を変更する構成をさらに有する。
【請求項１６】
請求項１４のシステムにおいて、前記パワーアンプの出力電力は、前記バイアス回路のドロー電流に比例する。
【請求項１７】
請求項１６のシステムにおいて、電力コントローラーは、複数の出力パワー・レベルの提供機能、電流検出機能、およびルックアップテーブル機能を提供するための構成を有する。
【請求項１８】
請求項１７のシステムにおいて、前記バイアス回路は、前記パワーアンプによって供給される各出力パワー・レベルのＲＦトランジスターの基礎ターミナルへのバイアス電流を実質上一定に維持する構成をさらに含む。
【請求項１９】
請求項１１のシステムにおいて、パーソナル通信装置に用いられる、データ構造、ハードウェア制御、およびソフトウェア制御をさらに含む。
【請求項２０】
請求項１１のシステムにおいて、前記バイアス回路は、定電流ソースおよびカレントミラー回路をさらに含む。
【請求項２１】
請求項１１のシステムにおいて、前記パワーアンプは、該パワーアンプを作動させるイネイブル入力が接続される、少なくとも１つのイネイブルピンをさらに含む。
【請求項２２】
請求項１１のシステムは、前記パワーアンプへの低バイアス電圧に供給するＶモードピンをさらに含む。
【請求項２３】
請求項１１のシステムにおいて、前記バイアス回路は、該バイアス回路のカレントミラー・ソースおよび定電流ソースの組み合わせによって供給される電流と、実質上等しい大きさの電流を供給するドライバー・トランジスターをさらに含む。
【請求項２４】
基礎ターミナル、集線ターミナルおよびエミッター・ターミナルを有する少なくとも１つの無線周波数（ＲＦ）トランジスターを含むパワーアンプと、
前記ＲＦトランジスターの前記基礎ターミナルに参照電圧を連結し、前記ＲＦトランジスターの前記基礎ターミナルに実質上一定の電流を供給し、前記ＲＦトランジスターの前記集線ターミナルの供給電圧からデカップリングされて、前記参照電圧から独立し、前記パワーアンプの実質上線形の作用を維持し、前記ＲＦトランジスターの前記集線ターミナルに適用可能であるバイアス回路と、
前記参照電圧に依存しない供給電圧を供給し、該供給電圧を、前記ＲＦトランジスターの前記集線ターミナルに連結し、該供給電圧を、前記ＲＦトランジスターの前記基礎ターミナルにおけるバイアス回路のドロー電流の機能として自動的に変更し、
前記バイアス回路の前記ドロー電流をモニターする構成を有し、
前記バイアス回路のドロー電流に基づいた供給電圧を変更する構成を有し、
前記パワーアンプによって供給される出力電力に基づいて、前記供給電圧を変更する構成を有し、
前記パワーアンプの出力電力を、前記バイアス回路のドロー電流に比例させ、
複数の出力パワー・レベルの提供機能、電流検出機能、およびルックアップテーブル機能を提供するための構成を有し、
前記パワーアンプによって供給される各出力パワー・レベルのＲＦトランジスターの基礎ターミナルへのバイアス電流を実質上一定に維持する構成をさらに含む
電力コントローラーと、
前記バイアス回路は、定電流ソースおよびカレントミラー回路を含み、
前記パワーアンプは、該パワーアンプを作動させるイネイブル入力が接続される、少なくとも１つのイネイブルピンをさらに含み、  
前記バイアス回路は、該バイアス回路のカレントミラー・ソースおよび定電流ソースの組み合わせによって供給される電流と、実質上等しい大きさの電流を供給するドライバー・トランジスターをさらに含み、
パーソナル通信装置に用いられる、データ構造、ハードウェア制御、およびソフトウェア制御と、
前記パワーアンプへの低バイアス電圧に供給するＶモードピンと、
を有する電力増幅システム。
【請求項２５】
基礎ターミナル、集線ターミナルおよびエミッター・ターミナルを有する少なくとも１つの無線周波数（ＲＦ）トランジスターを含むパワーアンプと、
ＲＦトランジスターの基礎ターミナルにイネイブル参照電圧を接続し、前記ＲＦトランジスターの集線ターミナルからデカップリングされたバイアス回路と、
前記バイアス回路および前記ＲＦトランジスターの前記集線ターミナルに供給電圧を供給し、供給電圧の変化にともなって、ＲＦトランジスターのバイアス・ポイントが自動的に調整され、前記供給電圧の変化に基づいて、前記ＲＦトランジスターの基礎への前記バイアス回路の電流を自動的に変更する電力コントローラーと、
を含む電力増幅システム。
【請求項２６】
請求項２５の電力増幅システムにおいて、バイアス回路は、電力コントローラーの出力、供給電圧から独立した参照電圧ソース、および直接的なバッテリーからの入力を受け取る。
【請求項２７】
請求項２５の電力増幅システムにおいて、バイアス回路は、カレントミラーとして構成されたトランジスターを含む。
【請求項２８】
請求項２５の電力増幅システムにおいて、前記供給電圧は、前記バイアス回路の電流消費に基づいて変更される。
【請求項２９】
請求項２５の電力増幅システムにおいて、前記電流消費は前記パワーアンプのパワー出力に比例する。
【請求項３０】
請求項２５の電力増幅システムは、パーソナル通信装置に用いられる、データ構造、ハードウェア制御、およびソフトウェア制御とをさらに含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、無線通信装置に全般的に係り、特に、無線周波数力増幅システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
セル式電話のようなパーソナル通信装置では、サイズと重量を最小限にする傾向がある。しかしながら、サイズと重量は、パーソナル通信装置を構成する様々な構成要素のサイズおよび重量に左右される。パーソナル通信装置の構成要素が小さければ、パーソナル通信装置全体のサイズおよび重量も低減される。多くのパーソナル通信装置全体のサイズおよび重量の大半は、パーソナル通信装置に供給電圧を提供するバッテリーのサイズおよび重量によって支配されている。
【０００３】
これは、消費者がパーソナル通信装置に対して、動作時間の延長を望むことに起因する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
パーソナル通信装置の動作時間の条件および電力消費が増加すると、これらの状況に応じるべく必要なバッテリーのサイズはさらに大型化する。従って、パーソナル通信装置における電流および電力の消費の低減、および構成要素のサイズの縮小は、バッテリー・サイズの小形化に結びつく。換言すれば、バッテリーのサイズが一定のままであれば、パーソナル通信装置の動作時間は増加させることが可能である。
【０００５】
例えばポータブルトランシーバーのような典型的なパーソナル通信装置では、最大の電力出力が現実に必要かどうかを考慮することなく、最大のパワー出力において、装置の効率が最適化されている。従って、典型的なトランシーバーの電力出力が最大のパワー出力レベル以下に落ちると、トランシーバーの能率も落ちる。これはバッテリー電圧を低減し、トランシーバーの動作時間を制限する。
【０００６】
従って、産業上、幅広い動作パワー範囲を効率的に利用する電力増幅システムの要請がある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明はパーソナル通信装置のために無線周波数（ＲＦ）電力増幅システムを提供する。１つの実施例において電力増幅システムは、電力コントローラー、および電力トランジスターおよびバイアス回路類を含む１つ以上のパワーアンプを含んでいる。バイアス回路類は、実質上の供給電圧の低減を可能とし、結果的に、パワーアンプの電力消費を低減させるために、電力トランジスターの集電ターミナルからデカップリング（分離）される。バイアス回路類は、電力コントローラーによって、供給されるような集電供給電圧における、変化の全体にわたる実質上、一次の動作により、電力トランジスターを維持するのと同様な方式で、１つ以上の電力トランジスターの基部に電流を供給する。
【０００８】
１つの実施例では、バイアス回路に、電力コントローラーによって提供される、規制された供給電圧に依存しない参照電圧が供給される。電力コントローラーは、各パワーアンプのバイアス回路の電流を監視する。供給電圧は、バイアス回路の電流に基づき、自動的に調節され、各パワーアンプのパワー出力レベルに比例する。バイアス回路は、各あらかじめ定められたパワー出力レベルの各パワーアンプの電力トランジスターの基部ターミナルに、実質的な定電流を供給し、これにより、電力トランジスターの実質的な一次動作を維持している。
【０００９】
他の実施例では、電力コントローラーからの供給電圧および個別の参照電圧の両方を、バイアス回路に供給する。電力コントローラーからの供給電圧は、バイアス回路への「コントロール信号」の役割を果たし、それにより、実質上一次の動作を維持するために電力トランジスターのバイアス・ポイントを自動的に調節し、その結果、供給電圧の作用としてバイアス回路電流を自動的に変化させる。
【００１０】
発明の他のシステム、方法、特徴および利点、或いは、以下の図の検討、および詳細な説明上の技術における技量により明らかにされる。発明の範囲内において、追加されるシステム、方法、特徴および利点がすべてこの説明に含まれ、付随する請求項によって保護されることが意図される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
その発明は、パーソナル通信装置のための無線周波数（ＲＦ）電力増幅システム（ＰＡＳ）を提供する。ＰＡＳを使用した例のシステムは、図２に例示したＰＡＳに関するより詳細な説明と共に図１に示される。ＰＡＳのパワーアンプの１つに分離されたバイアス回路類は、図３と関連した発明の１つの実施例に従って記述される。その後、図４−８は、ＰＡＳのコントロールについて種々の機構に基づいたＰＡＳの様々な実施例について記述する。例えば、図４および５では、バイアス回路はＶモードコントロールと共同で記述される。１つの実施例において、Ｖモードコントロールは、トランシーバーコントローラー或いはベースバンドサブシステム・コミュニケーションを通じて（例えばＶモードピンを通じて）遂行される。図４および６、ならびに７は、ＰＡＳのパワーアンプによって送出された出力電力を確定する電流（Ｉｒｅｆ）の監視モニタリングを図示する。この電流は、ベースバンドサブシステムがＰＡＳのパワーアンプへの電力コントローラー出力をコントロールする必要性に対し、電力コントローラーによって、パワーアンプ・トランジスターの集電供給に、自動的に供給された電圧を調節する、実質上低減する、或いは、さらに除去する使用することが可能である。最後に、図８は、Ｉｒｅｆ（ベースバンドサブシステムによってコントロールが可能である）に、Ｖモードピンが加えられるＰＡＳについて記述するために用いられる。パーソナル通信装置への特別の言及で記述されたが、電力増幅システムは、電力増幅システムにおいて効率的に、実質上一次の動作を維持する間に電力消費を低減することが望ましいすべてのシステムで、実施することが可能である。従って、電力増幅システムは、様々な形式で具体化することが可能であり、以下に述べられた実施例に制限されたように解釈されるべきではない。むしろ、この開示が完全になるように、これらの実施例は提供され、当業者に対して十分に発明の範囲を示唆する。さらに、ここに挙げられた「例示」はすべて、制限しないように意図される。
【００１２】
図１は単純化されたポータブルトランシーバー１００を示すブロック図である。ポータブルトランシーバー１００は、ベースバンドサブシステム１３０に接続される、スピーカー１０２、ディスプレイ１０４、キーボード１０６およびマイクロホン１０８を含んでいる。特別の実施例において、ポータブルトランシーバー１００は、限定されない例として、携帯電話のようなポータブルテレコミュニケーション送受話器とすることができる。当業者に知られているように、スピーカー１０２およびディスプレイ１０４は、接続１１０および１１２によってベースバンドサブシステム１３０から信号をそれぞれ受信する。同様に、キーボード１０６およびマイクロホン１０８は、接続１１４および１１６によってベースバンドサブシステム１３０に信号をそれぞれ供給する。ベースバンドサブシステム１３０は、バス１２８を介しての通信によるマイクロプロセッサー（ｐｏｐ）１１８と、メモリ１２０と、アナログ回路類１２２およびデジタル・シグナル・プロセッサー（ＤＳＰ）１２４とに加えて、ベースバンドサブシステム１３０およびＲＦサブシステム１４４に電力を供給するバッテリーまたは充電の回路のような電源１２６を含む。全般的に、ベースバンドサブシステム１３０は、実質上、携帯電話のすべての機能についてのコントローラーである。バス１２８は、単一のバスとして示されたが、ベースバンドサブシステム１３０内のサブシステム中において、必要に応じて接続されている多数のバスを使用しながら実施してもよい。マイクロプロセッサー１１８およびメモリ１２０はポータブルトランシーバー１００に信号タイミング、処理および記憶機能を提供する。アナログ回路類１２２はベースバンドサブシステム１３０内の信号についてアナログ処理機能を提供する。ベースバンドサブシステム１３０は接続１３４を介してＲＦサブシステム１４４にコントロール信号を提供する。単一の接続１３４として示されたが、コントロール信号はＤＳＰ１２４から、或いはマイクロプロセッサー１１８から生じることがあり、ＲＦサブシステム１４４内の様々なポイントに供給される。単純化のため、ポータブルトランシーバー１００の基礎的な構成要素だけが図示されていることに注意すべきである。
【００１３】
ベースバンドサブシステム１３０はさらにＡＤ変換器（ＡＤＣ）１３２、ＤＡ変換器（ＤＡＣ）１３６および１３８を含んでいる。ＡＤＣ１３２、ＤＡＣ１３６およびＤＡＣ１３８は、さらにバス１２８を介して、マイクロプロセッサー１１８、メモリ１２０、アナログ回路類１２２およびＤＳＰ１２４と通信する。ＤＡＣ１３６は、接続１４２を介してベースバンドサブシステム１３０内のデジタル通信情報をＲＦサブシステム１４４への送信アナログ信号に変換する。ＤＡＣ１３８は参照電圧の電力レベル信号、或いは接続１４６を介しての電力増幅システム２００への信号を供給する。２つの矢印として示された接続１４２は、デジタル・ドメインからアナログ領域に転換後、ＲＦサブシステム１４４によって送信される情報を含んでいる。
【００１４】
ＲＦサブシステム１４４は、接続１６６を介し、シンセサイザー１６８からローカル・オシレーター信号或いはＬＯと呼ばれる信号、或いは周波数基準信号を受け取った後に、接続１４２についてのアナログ情報を調整し、接続１５０を介してアップコンバーター１５２に調整された信号を提供する変調器１４８を含んでいる。アップコンバーター１５２は、さらに接続１６４を介してシンセサイザー１６８から周波数基準信号を受け取る。シンセサイザー１６８は、アップコンバーター１５２が接続１５０中の調整された信号を、アップコンバーターで変換することが可能である適切な周波数を確定する。シンセサイザー１６８は、符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）の実施中において、パーソナル通信サービス（ＰＣＳ）、或いはセル（ＣＥＬＬ）、手段（コントロール信号１３４によって示す）のいずれかバンドについて、ベースバンドサブシステム１３０から指示を受ける。さらに、下に記述されるように、ベースバンドサブシステム１３０は、コントロール信号１３４によって電力増幅システム（ＰＡＳ）２００の電力コントローラー（図示せず）をコントロールする。調整された信号もしくは接続１５０上の信号は、位相が調整された信号や振幅が調整された信号など、任意に調整された信号であってもよい。さらに、アップコンバーター１５２に位相が調整された信号を供給すること、または、パワーアンプ・コントロール・チャンネルを通じてＰＡＳ２００へ振幅が調整された信号成分を導入することが可能である。あらゆる調整技術は、下に記述される発明から利益を得ることが可能である。
【００１５】
アップコンバーター１５２は接続１５４を介してＰＡＳ２００に調整された信号（複数可）を供給する。アンテナ１７２のためのシングル・アンテナ・ポートは、説明では単純化して図示されるが、通常の当業者において、ＣＤＭＡで使用されるような完全二重トランシーバーでは、同時の送信／受信信号はディプレクサフィルタ（図示せず）を使用することにより単一的に実装で達成されると認識される。ディプレクサフィルタは、通常、周波帯の第１のセットを第１のポート（図示せず）へ、第２のセットを第２のポート（図示せず）へ送出し、同様に、第３のポート装置（例えば、すべての周波数のアンテナ・ポート、受信信号の受信ポート、送信周波数の送信ポート）へも同様に機能する。ＰＣＳについては、当業者において周知であるように、通常、２セットの信号があり、トランシーバーは、通常５つのポート装置がある。ＰＡＳ２００は、１つ以上のパワーアンプ（図示せず）および電力コントローラー（図示せず）を含む。ＰＡＳ２００は、高い効率レベルを維持するために、種々の異なるパワー・レベルへ、信号または接続１５４中の信号を増幅する。ＰＡＳ２００は、接続１５４中の調整された信号（ｓ）を、接続１６２を通じてのアンテナ１７２による送信のために適切なパワー・レベルへ増幅する。接続１６２は、例えば遮断装置やフィルタのようなインターフェースを含んでいてもよい。図示するように、スイッチ１７４は、接続１６２中の増幅された信号を、アンテナ１７２に転送するか、アンテナ１７２からの受信信号をフィルタ１７６に供給するかを制御する。１つの実施例として、スイッチ１７４は、接続１３４によって、ベースバンドサブシステム１３０からの制御信号によって制御される。他の実施例として、上述したように、フルデュプレクス通信機構は、同時に信号を送受信するために使用することができる。
【００１６】
１つの実施例では、接続１６２中の増幅された送信信号エネルギーの一部は、ＰＡＳ２００の接続１６０を通じて電力制御手段（図示せず）に供給される。後述するように、電力制御手段は、閉じた電力制御フィードバックループを形成することができる。上述したように、アンテナ１７２によって受信された信号は、ベースバンドシステム１３０によって決定された適切な時間に、スイッチ１７４によってフィルタ１７６で受け取られるように誘導される。受信フィルタ１７６は、受信信号をフィルタリングし、そのフィルタリングされた接続１７８中の信号を低雑音アンプ（ＬＮＡ）１８０に供給する。受信フィルタ１７６は、ポータブルトランシーバー１００で動作する特別のセルのシステムを通過するすべてのチャンネルのベースバンドフィルタである。例として、９００ＭＨｚのＧＳＭシステム（移動体通信用のグローバルなシステム）では、フィルタ１７６を受け取る、９３５からのすべての周波数が受信フィルタ１７６を通過する。１ＭＨｚ〜９５９．９ＭＨｚでは、２００ｋＨｚの１２４本の隣接するチャンネルすべてを各々カバーする。このフィルタの目的は希望の領域の外側の周波数をすべて拒絶することである。ＬＮＡ１８０は、接続１７８中の弱い信号を、ダウンコンバーター１８４がベースバンド周波数に送信された周波数から信号を変換できるレベルまで増幅する。代わりに、ＬＮＡ１８０およびダウンコンバーター１８４の機能は、低ノイズブロックコンバーター（ＬＮＢ）等（ただし、これに限定されるものではない）の他の要素により実現される。
【００１７】
ダウンコンバーター１８４は、接続１７０を通じて、シンセサイザー１６８から、周波数参照信号またはＬＯと呼ばれるローカル・オシレーター信号を受信する。このＬＯ信号は、接続１８２によってＬＮＡ１８０から受信した信号をダウンコンバートする適切な周波数を、ダウンコンバーター１８４に対して指示する。ダウンコンバートされた周波数は中間周波数、或いは「ＩＦ」と呼ばれる。ダウンコンバーター１８４は、「ＩＦフィルタ」とも呼ばれるチャンネル・フィルタ１８８へ、接続１８６を通じてダウンコンバートされた信号を送る。チャンネル・フィルタ１８８は、ダウンコンバートされた信号をフィルタリングし、それを接続１９０によってアンプ１９２に供給する。チャンネル・フィルタ１８８は、希望するチャンネルを１つ選択し、他のすべてを拒絶する。ＧＳＭシステムを使用した場合を例とすると、１２４本の隣接するチャンネルの１つだけが実際に受信されることとなる。結果的に、すべてチャンネルは、受信フィルタ１７６を通過し、ダウンコンバーター１８４によって周波数中でダウンコンバートされ、１つの希望チャンネルだけが、チャンネル・フィルタ１８８の中心周波数として、正確に出現することとなる。シンセサイザー１６８は、接続１７０でダウンコンバーター１８４に供給されたローカル・オシレーター周波数を制御することによって、選択されたチャンネルを決定する。アンプ１９２は、受信信号を増幅し、この増幅された信号を、接続１９４を通じて、復調器１９６に供給する。復調器１９６は、送信されたアナログ情報を回復し、この情報を示す信号を、接続１９８を通じて、ＡＤＣ１３２に供給する。ＡＤＣ１３２は、ベースバンド周波数でこれらのアナログ信号をデジタル信号に変換し、これをバス１２８を通じて、後続する処理のＤＳＰ１２４に転送する。
【００１８】
図２は、図１のポータブルトランシーバー１００で用いられる電力増幅システム（ＰＡＳ）２００を例示するブロック図である。ポータブルトランシーバー１００（図１）は、例えばポータブルデュアルバンド、アドバンス携帯電話システム（ＡＭＰＳ）を提供するトリプルモード電話、セルラー、コード分割モバイル・アクセス（ＣＤＭＡ）および／または、パーソナル通信システム（ＰＣＳ）、ＣＤＭＡである。ＰＡＳ２００は、ポータブルトランシーバー１００（図１）のサブシステムであり、ＰＡＳ２００は、電力コントローラー２０２、第１のパワーアンプ２２０および第２のパワーアンプ２４０を含んでいる。ＰＣＳＣＤＭＡおよびセルのＣＤＭＡを提供するデュアルモード電話のようなポータブルトランシーバー１００では、例えば、第１のパワーアンプ２２０は、１９００メガ・ヘルツ（ＭＨｚ）の周波数でＲＦ信号を増幅するために使用することができ、第２のパワーアンプ２４０は８６０ＭＨｚの周波数でＲＦ信号を増幅するために使用することができる。なお、ここでは２つのパワーアンプを示して説明したが、パワーアンプの数の多少は、発明の実施例の範囲内で変更して実施することができる。
【００１９】
電力コントローラー２０２は、バッテリー２１０のような電圧供給から電力を受け取る。バッテリー２１０は、（例えば図１の電源１２６のように）ポータブルトランシーバー１００の外部または内部に配置してもよく、同様に、ＰＡＳ２００の内部或いは外部に配置してもよい。電力コントローラー２０２は、ＰＡＳ２００のための電源およびバッテリーを充電する機能を兼ねている。１つの実施例として、電力コントローラー２０２は、バイパス・スイッチ２０４、調整スイッチ２０６および電圧コントローラー２０８を含んでいる。バイパス・スイッチ２０４および調整スイッチ２０６は、１つ以上のフィールド効果トランジスター（ＦＥＴ）を使用して実施することができる。ただし、バイポーラ結合トランジスター（ＢＪＴ）のような他のトランジスターを使用することもできる。他の実施例として、電気的に動作する機械的なスイッチ装置を使用することができる。
【００２０】
調整スイッチ２０６、電圧コントローラー２０８、インダクタンスコイル２１２およびコンデンサー２１４は、調整装置回路２３０を含む。調整装置回路２３０はバッテリー２１０から電力を受け取り、後述するように、電圧を所定の調整された供給電圧や、トランシーバーコントローラー２８０によって決定されるノード２１８の供給電圧Ｖｏに調整する。同図および他の図に表されている、バッテリー２１０から下方へ向けて示されている矢印は、接地を意味していることに注意すべきである。電圧供給Ｖｏは、ノード２１８で、所定の電圧レベルの中から任意の１つを選ぶことができる。例えば、Ｖｏは、０Ｖとバッテリー２１０の電圧の間の値をとり得る。さらに、Ｖｏは、後述するように、例えば、トランシーバーコントローラー２８０によって提供されるロジック・コントロール入力レベルに従って、０Ｖとバッテリー２１０の電圧の間で直線的に変化する。
【００２１】
トランシーバーコントローラー２８０は、電力コントローラー２０２がパワーアンプ２２０および２４０に供給し、選択されたパワーアンプの希望のパワー出力レベルを達成するためにロジック・コントロール入力レベル（入力ｅｎ、ｓ１およびｓ２経由）に従って選択する電圧を決定する。適正なパワーアンプ２２０或いは２４０は、ベースバンドサブシステム１３０（図１）によって選択され、適正なピンＶｒｅｆ１２２６或いはＶｒｅｆ２２４６へのＶｒｅｆ電圧をコントロールする。従って、１つの実施例では、トランシーバーコントローラー２８０は、ベースバンドサブシステム１３０（図１）によってコントロールされる。ベースバンドサブシステム１３０は、通常、パワーアンプ２２０或いは２４０がどれだけの電力を出力するかを、パワーアンプ（２２０または２４０）に先行するトランジスターＩＣ（図示しない）のアナログ自動利得制御（ＡＧＣ）ピンに適合させて、決定する。パワーアンプは、通常、一定の利得を有するので、パワーアンプ（２２０または２４０）への入力電力が増加するにつれて、パワー出力も増加する。セルラー送信については、通常、携帯電話の送信電力をコントロールするためにパイロットトーンが送信されることに注意する。パイロット・トーンを利用して、ベースバンドサブシステム１３０（図１）は送信出力電力を調整する。トランシーバーコントローラー２８０は、電力コントローラー２０２の外部に配置してもよく、或いはコントローラー２０２に動力を供給するために内蔵されてもよい。さらに、トランシーバーコントローラー２８０は、ＰＡＳ２００の外部に配置されてもよく、内蔵されてもよい。様々な範囲の電圧を、トランシーバーコントローラー２８０によって決定され、要求されたパワー出力に基づいて、パワーアンプ２２０および２４０のどちらかへ出力することにより、電力コントローラー２０２は動作する。他の実施例では、トランシーバーコントローラー２８０は、第１または第２の段階（図示せず）の出力における電流の消費、参照電流或いは実際の電力を検出することができる。
【００２２】
最大のパワー出力が一方のパワーアンプ２２０或いは２４０から要求される場合、トランシーバーコントローラー２８０は電圧コントローラー２０８にロジック・コントロール入力（ｅｎ、ｓ１、ｓ２による）を供給し、これによりバイパス・スイッチ２０４および調整スイッチ２０６を作動させ（例えば閉止させ）、スイッチ（例えば、２０４と２０６）を介して減少する電圧の最小化を支援する。例えば、一方のパワーアンプが、１ミリワットあたり２２−２４デシベル（ｄＢｍ）以上の電力増幅に帰着する電流を得ている場合、トランシーバーコントローラー２８０は、バイパス・スイッチ２０４を閉じるために電圧コントローラー２０８にロジック・コントロール入力を供給する。スイッチ２０４および２０６が閉じている場合、有効パワーアンプ（例えば、トランシーバーコントローラー２８０からの指示に依存するパワーアンプ２２０或いは２４０のいずれか）に適用されたノード２１８の供給電圧Ｖｏは、有効パワーアンプによって最大出力のバッテリー２１０の電圧レベルとほぼ等しいレベルに有効にされる。
【００２３】
送信用のパワー出力要求が最大未満である場合、トランシーバーコントローラー２８０は、電圧コントローラー２０８にいくつかの異なるロジック・コントロール入力レベルの１つを供給し、バイパス・スイッチ２０４がＯＦＦの間、調整装置回路２３０を作動させる。
【００２４】
調整装置回路２３０は、インダクタンスコイル２１２およびコンデンサー２１４を充電するために電流を受け取る。コンデンサー２１４がトランシーバーコントローラー２８０から指定された電圧制御入力レベルの１つに到達する場合、調整スイッチ２０６は開かれ、インダクタンスコイル２１２は、ノード２１８で指定された供給電圧Ｖｏを維持するためにアース用のコンデンサー２１４によって放出された電圧を補充する。ノード２１８の電圧レベルＶｏが、トランシーバーコントローラー２８０によって指定されたレベル以下に減退する場合、調整スイッチ２０６は調整装置回路２３０を充電するために閉じられる。１つの実施例では、有効パワーアンプが、例えばおよび１６ｄＢｍを越え、２２ｄＢｍより低い電力レベルで作動していることを示すロジック・コントロール入力レベルを、トランシーバーコントローラー２８０が供給する場合、調整装置回路２３０は、およそ２．２Ｖ（ＤＣ）の供給電圧Ｖｏを出力する。
【００２５】
電圧Ｖｏは、ノードＶｃｃ１２２２およびノードＶｃｃ２２２４でパワーアンプ２２０に供給される。同様に、Ｖｏは、ノードＶｃｃ１２４２およびノードＶｃｃ２２４４でパワーアンプ２４０に供給される。図２の実施例では、パワーアンプ２２０からパワーアンプ２４０（例えば、ＰＣＳからセルラーに）に切り替えるために良好に調整された参照電圧を使用する。ノード２４６の参照電圧Ｖｒｅｆ２は、制御または参照する３．０Ｖの電圧であり、例えば、要求されたときに、セルパワーアンプ２４０を作動させ、或いは有効にするために使用される。例えば、参照電圧Ｖｒｅｆ２は、図１の接続１４６の１つのライン上で供給された参照電圧であってよい。同様に、ノード２２６の参照電圧Ｖｒｅｆ１は、コントロール或いは参照する３．０Ｖの電圧であり、例えばパワーアンプ２２０を作動させるために使用されてもよい。ノード２４６の参照電圧Ｖｒｅｆ２或いはノード２２６の参照電圧Ｖｒｅｆｌに対する０Ｖの値は、対応するパワーアンプ２４０或いは２２０を無効にする（或いは停止する）。上述したように、参照電圧Ｖｒｅｆ２およびＶｒｅｆｌは、１つの実施において、トランシーバーコントローラー２８０によってコントロールされる。
【００２６】
パワーアンプ２２０は、無線周波数（ＲＦ）信号を受信する入力ノード２９０、および増幅されたＲＦ信号を出力する出力ノード２９２を含んでいる。同様に、パワーアンプ２４０は、無線周波数（ＲＦ）信号を受信する入力ノード２９４および増幅されたＲＦ信号を出力する出力ノード２９６を含んでいる。入力ノード２９０或いは２９４は例えば図１中の入力接続１５４であってよい。同様に、出力ノード２９２或いは２９６は図１の出力接続１６２であってよい。パワーアンプ２２０および２４０は砒化ガリウム（ＧａＡｓ）半導体技術を使用して製造することができる。電力コントローラー２０２は、相補形金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）技術を使用して製造することができる。さらに、パワーアンプ２２０および２４０、ならびに電力コントローラー２０２は、単一の集積回路、或いは個別の集積回路上の各構成要素上で構成することができる。
【００２７】
図３は、図２の典型的なＰＡＳ２００のパワーアンプ２２０のために分離されたバイアス回路類を例示する概要図である。この例において、パワーアンプ２２０はバイアス回路３１０および多重段階ＲＦ電力トランジスター回路類を含んでいる。２つのトランジスター段階で示したが、段階の多少は、発明の実施例の範囲内で考慮される。さらに、パワーアンプ２２０により説明したが、パワーアンプ２２０のため記述は、パワーアンプ２４０（図２）に、或いは実施例のように、同様に適用することができる。パワーアンプ２２０は、第１段階電力トランジスター３５４に入力ノード２９０のインピーダンスを一致させる入力マッチングユニット３５２を含んでいる。ここで、この文書内で記述された実施例に含まれている他のバイポーラ結合トランジスター（ＢＪＴ）と同様に、第１電力トランジスター３５４も、文字「Ｂ」によって示された基礎ターミナル、文字「Ｃ」によって示された集線ターミナル、および文字「Ｅ」によって示されたエミッター・ターミナルを含む。電力トランジスター３５４の出力は、第２段階（中間段階）マッチングユニット３５６に接続される。中間マッチングユニット３５６は、第２の電力トランジスター３５８の入力インピーダンスに電力トランジスター３５４の出力インピーダンスを一致させる。出力マッチングユニット３６０は、出力ノード２９２に電力トランジスター３５８の出力インピーダンスを一致させるために提供される。マッチングユニット３５２，３５６および３６０は、当業者によって認識される、分離された、或いは統合された、パッシブまたはアクティブな要素のようなハードウェア、ソフトウェア、或いはハードウェアとソフトウェアの組み合わせにより実施することができる。
【００２８】
ノード２２６の参照電圧Ｖｒｅｆ１は、抵抗器３０６を通じてバイアス回路３１０に連結される。バイアス回路３１０は、図２に示すように、電力コントローラー（図２の電力コントローラー２０２に類似している）から、有効入力を供給されることによって、或いは図２のバッテリー２１０からの電源電圧の印加によって、後述するように、参照電圧Ｖｒｅｆ１の提供により電力が供給される。１つの実施例の中では、Ｖｒｅｆ１は、ＲＦトランジスター集線供給電圧Ｖｃｃ１２２２およびＶｃｃ２２２４に依存せず、Ｖｏ（図２）として供給される。さらに、バイアス回路３１０は、電力トランジスター３５４および３５８の集線ターミナルから分離される。
【００２９】
さらに、Ｖｒｅｆ１は、ノイズが実質上なく、パワーアンプ２２０および２４０（図２）の両方について共通である。１つの実施例において、参照電圧Ｖｒｅｆ１は、３Ｖ（＋３．０のＶＤＣ）であり、実質上一定である。バイアス回路３１０はダイオードで形成されたトランジスター３１２、ドライバー・トランジスター３１４、および３１６、インダクタンスコイル３２２、および３２６（便宜上、点線ブロック３１０に包含されるように示していない）、ならびに定電流ソース３０２を含む。バイアス電流およびブロックＲＦ電力をトランジスター３５４および３５８へ出力するために、インダクタンスコイル３２２および３２６は低パス・フィルタとして使用される。ダイオードで形成されたトランジスター３１２の基礎への集線を短絡させることにより、ダイオードに形成されたトランジスター３１２は、ダイオードとして接続される。ダイオードで形成されたトランジスター３１２は、各々のドライバー・トランジスター３１４および３１６と一致する（すなわち、実質上同様の物理的・電気的な特性をもっている）。統合され、かつ、内部に連結されられて示したが、他の実施例において、パワーアンプ２２０、バイアス回路３１０はパワーアンプ２２０の外部に連結することができる。
【００３０】
１つの実施例では、トランジスター３１２，３１４および３１６は、調整され、それらの相互接続に基づいて、カレントミラーとして形成される。一般に、トランジスターは、限定されたサイズにおいて、どれだけの利得を達成し得るかによって調整される。トランジスターは、通常、１つの金型上で調整される。この調整は、互いに近接したトランジスターを共有することにより向上させ、それによって、ウエハーを介して処理変化を最小限にすることができる。従って、電流のソース３０２からの電流密度（ｍＡ／ｍｍ）（或いは電流と装置サイズ（ミリメートル）の比率：すなわち、単一のトランジスターを２個並列にするように、トランジスター・サイズを２倍にすると、電流も２倍になる）は、ドライバー・トランジスター３１４および３１６の基礎ターミナルに流入される電流密度と等しい。トランジスター３５４および３５８の集線ターミナルからのバイアス回路３１０をデカップリングすることによって、トランジスター３５４および３５８をオフすることなく、トランジスター３５４および３５８の集線に動力を供給するために、低電圧を使用することができる。ノード２２６の実質的定電圧Ｖｒｅｆ１は、バイアス回路３１０のカレントミラーおよび定電流ソースと結合して、各ＲＦ電力トランジスター３５４および３５８の基礎ターミナルに実質上一定の電流Ｉｂを供給し、これにより、それぞれの集線ターミナルの各実質的定電圧集線電流Ｉｃについて、Ｉｃは１＋βｉｂとほぼ等しくなる。ここで、β（ベータ）は、特別のトランジスター用の定数であり、共通のエミッターの電流利得と呼ばれる。実質的定電圧集線電流Ｉｃは低い電力トランジスター飽和レベルに実質上線形の作用を提供し、動作効率を向上させる。
【００３１】
ＢＪＴトランジスターを示し記述したが、他のトランジスター装置も、同様に、基礎電流の実質上一定のソースを提供する電流の装置として使用し構成することができる。
【００３２】
図４は第２の典型的な電力増幅システムを例示するブロック図である。ＰＡＳ３００は、図２の中で示される電力増幅システムに類似している。例えば、イネイブルピンおよびＶｍｏｄｅピンを付加し、これら追加されたピンに対応する機能性を追加することにより、ＰＡＳ３００のパワーアンプ４２０および４４０は、図２のＰＡＳ２００のパワーアンプ２２０および２４０に類似する。さらに、電力コントローラー４０２（図４）は、追加されたＶｒｅｆ−Ｉｓｅｎｓｅピンおよびそれに対応する機能性を備えた図２の電力コントローラー２０２に類似する。デカップリングされたバイアス・スキームと一致し、ノード２１８（Ｖｏは、図２中のＶｃｃ１ノード２２２およびＶｃｃ２ノード２２４に電圧を供給する）のＶｏは、入力として、パワーアンプ４２０および４４０の第１および第２段階のＲＦ電力トランジスターの集線ターミナル（図３中では示していないが、電力トランジスター３５４および３５８の集線ターミナルに類似している。）に供給される。供給電圧Ｖｏはパワーアンプ４２０および４４０の両者に共通である。この実施例では、電力コントローラー４０２はＶｒｅｆ−Ｉｓｅｎｓｅピン４２２を含める。他の実施例では、Ｖｒｅｆ−Ｉｓｅｎｓｅ接続は、トランシーバーコントローラー４８０に直接なすことができる。電力コントローラー４０２は、例えば、ノード４７０で、Ｖｒｅｆ−Ｉｓｅｎｓｅ４２２ピンを通じて各パワーアンプ４２０および４４０に、３．０ＶＤＣの比較的一定の参照電圧Ｖｒｅｆを供給する。Ｖｒｅｆがパワーアンプ４２０および４４０の両者に共通であることに注意する。参照電圧Ｖｒｅｆはパワーアンプ４２０或いは４４０の出力電力を検出するために使用することができる。用語「Ｖｒｅｆ−Ｉｓｅｎｓｅ」中の「Ｉｓｅｎｓｅ」は、トランシーバーコントローラー４８０のように、電力コントローラー４０２に関連した、電力コントローラー４０２、或いは電流のモニタリング回路類（後述する）によってモニターされる、パワーアンプ４２０或いは４４０のバイアス回路に供給された参照電圧Ｖｒｅｆに対応するパワーアンプ（４２０または４４０）の電流の消費（「Ｉｒｅｆ」）を示す。ここで、いくつかの実施例では、トランシーバーコントローラー４８０が電力コントローラー４０２を内蔵してもよい。Ｖｒｅｆ−Ｉｓｅｎｓｅピン４２２は、各パワーアンプのアンプ・バイアスに４０８にある一定の電圧ソースを連結する（さららに関連づける）接続を提供する。従って、パワーアンプ４２０および４４０のバイアス回路のドロー電流は、電力増幅システム３００のパワーアンプ４２０および４４０の各々のパワー出力に比例する。
【００３３】
さらに、各パワーアンプは、パワーアンプ４２０および４４０から、低電力出力レベルにバイアス回路に、より低い供給電圧を供給するために、パワーアンプ４２０および４４０のバイアス回路に逆さまだったロジック回路類（示されない）を連結する、それぞれ任意のＶモードピン４３４および４４４とともに含まれる。Ｖモードコントロールは、パワーアンプ４２０および４４０内のトランジスターのバイアスを変更し、それにより、様々なパワー・レベル範囲で電力消費を全体的に縮小する。イネイブルピン４３２と４４２は、トランシーバーコントローラー４８０或いはベースバンドサブシステム１３０（図１）によって供給される、例えば所定の信号の適用に基づいたイネイブル入力信号に準拠し、または互換性をもって、相補形金属酸化膜（ＣＭＯＳ）かトランジスター・トランジスター・ロジック（ＴＴＬ）への各パワーアンプ４２０および４４０を連結する。このように、イネイブルピン４０２と４０４は、この実施例において、図２の電力増幅システムでのＶｒｅｆ１およびＶｒｅｆ２のイネイブル機能を交換する。
【００３４】
図５は、図４の第２の典型的な電力増幅システム３００のパワーアンプ４２０のバイアス回路４１０へ、典型的なイネイブルピンを配置した例を示す概念図である。パワーアンプ４２０は、図３中のパワーアンプ２２０に類似しているが、バイアス回路４１０で追加されたＶモードピン４３４およびイネイブルピン４３２、および、Ｖモード１ピン４３４およびイネイブルピン４３２の有効性に対応する追加機能性を有している。さらに、パワーアンプ４２０は、図３のＶｒｅｆ１を、パワーアンプ４２０および４４０の両者に共通のＶｒｅｆに置換し、図３のＶｃｃ１およびＶｃｃ２をＶｏに置換する。イネイブルトランジスタ４０８は、基礎バイアス電圧を接地させることによって、トランジスター４１４および４１６を切断する。他の実施例では、イネイブルピントランジスター４０８は、図５中に示す位置から取り除くことができ、電流ソース４０２の出力と、グランドとの間に配置することができる。
【００３５】
図６は３番めの典型的な電力増幅システムを例示するブロック図であり、図４の中で示されるＰＡＳ３００に類似しているが、Ｖモードピン４３４および４４４（図４）を有さない追加供給電圧制御モジュール（ＳＶＣＭ）６１０を備えている。ＳＶＣＭ６１０は電力コントローラー６０２に内蔵されているが、他の実施例では、電力コントローラー６０２の外部に配置してもよい。ＳＶＣＭ６１０は、上述した「Ｖｒｅｆ」の供給に相当する「Ｉｓｅｎｓｅ」機能のために提供される。図６中で例示された電力増幅システム４００は、デカップリングされたバイアス回路類（パワーアンプ４２０に類似している）を備えたパワーアンプ（図５中で、Ｖｍｏｄｅ１ピン４３４なしで図示）を用いる。図６の電力コントローラー６０２は、パワーアンプ６２０用の第１と第２段階ＲＦトランジスターの集線ターミナル（図５には図示していないが、パワーアンプ４２０の電力トランジスター３５４および３５８の集線ターミナルに類似する。）に対する、ノード６５０の供給電圧のような供給電圧Ｖｏを、自動的に変更する。電力コントローラー６０２は、有効パワーアンプ６２０或いは６４０の電流消費（すなわち、ＳＶＣＭ６１０によってモニターされるようなノード６５２の参照電流Ｉｒｅｆ）に基づいたパワーアンプ６２０または６４０に供給電圧Ｖｏを変更する。
【００３６】
図７は、電力コントローラー、図６中の６０２の詳細なブロック図である。続いて図６において、Ｉｒｅｆが、有効パワーアンプ６２０或いは６４０のパワー出力に比例し、図６の有効パワーアンプ６２０或いは６４０のパワー出力は、Ｉｒｅｆのモニターにより間接的にモニターされる点について言及する。ここで、Ｉｒｅｆは、パワーアンプ６２０および６４０に参照電圧を供給することに関連したドロー電流である。１つの実施例では、Ｉｒｅｆは５ｍＡから２５ｍＡの間で変更される。上述したように、電力コントローラー６０２はＳＶＣＭ６１０を含んでいる。ＳＶＣＭ６１０は、実質上一定の参照電圧、電流計６６２およびルックアップテーブル（ＬＵＴ）６６４を提供する電圧調整器６６０を含んでいる。ＳＶＣＭ６１０は参照電流Ｉｒｅｆを供給する。電流計６６２は、有効パワーアンプ（６２０または６４０）によって消費されたＤＣの電流（Ｉｒｅｆ）を測定する（或いは検出）。
【００３７】
各パワーアンプは、各パワーアンプの要求されたパワー出力にともって変化する電流の消費（Ｉｒｅｆ）、またはドロウを有している。従って、参照電流Ｉｒｅｆのモニターによって、有効パワーアンプのパワー出力を決定することが可能である。Ｉｒｅｆの正確な現在値は、ＬＵＴ６６４に供給される。ＬＵＴ６６４は、参照電流Ｉｒｅｆの正確な電流のレベルをマップするデータ・テーブルまたはデータ構造（図示せず）を、所定の供給電圧Ｖｏに関連した対応ロジック入力値に提供する。このロジック入力値は、プロセッサー１１８（ＦＩＧ．１）、および図２のトランシーバーコントローラー２８０によって使用されたメカニズムに類似する電圧コントローラー６０８とすることができる。従って、供給電圧Ｖｏは参照電流Ｉｒｅｆの機能である。１つの実施例では、ＬＵＴ６６４は１６状態（例えば、０．１０Ｖのインクリメント中の５Ｖ〜２．２Ｖ）で、５ｍＡから２５ｍＡの下限・上限でそれぞれマッピングを行う。ＬＵＴ６６４は、５ｍＡおよび２５ｍＡで、０．５Ｖおよび２．２Ｖの対応するＶｏをそれぞれマッピング（調整）する。Ｖｏの実質上線形のプロットは、電流のレベルのＬＵＴ６６４によって５ｍＡと２５ｍＡの間でマッピングされる。ＬＵＴ６６４は、電力コントローラー６０２の必須の部分として組み込むことができる。または、電力コントローラー６０２の外部に配置してもよい。
【００３８】
図８は４番めの典型的なＰＡＳ５００の概念図であり、他のデカップリングバイアス回路を強調した実施例である。ノード２１８に供給電圧Ｖｏを供給するために使用される電力コントローラー８０２は、図２の中で使用される電力コントローラー２０２に類似している。電力コントローラー８０２は、説明を単純化するため、バッテリーを図示せず、単純化されたブロック図として示している。バイアス回路８１０は、各段階電力トランジスター（例えば、第１および第２段階ＲＦ電力トランジスター３５４および３５８）の各基礎ターミナルへの入力に際しデュプリケイトされる。パワーアンプ８２０は、図３のパワーアンプ２２０のために使用されたものに類似しているＲＦ回路を使用し、ノード２９２で増幅されたＲＦ信号を出力するノード２９０でＲＦ信号を受信し、また、入力マッチ３５２、電力トランジスター３５４、および３５８、中間マッチユニット３５６と、出力マッチ３６０およびコンデンサー３６２を使用する。このバイアス回路８１０は、自動的に「Ｉｒｅｆ」検出機能、および図７の電力コントローラーのルックアップテーブルの機能を実行する。ノード２１０のＶバイアスは、バッテリー（図示せず）における電圧に相当する。Ｖバイアスは、「オフ」「高バイアス」、「中間バイアスの３モードを提供し、Ｖモードが有効になったとき、「中間バイアス」では、−１００ｄＢｍから１６ｄＢｍの間の範囲で適用される。トランジスター３５４の基礎に基づいたバイアス電圧は、例えばおよそ１．５Ｖで、バイアスをかけ、および／または、電流ソース９１２のためのオーバーヘッドを仮定して、Ｖバイアスは、２Ｖを越えるレベルで定常的に維持される。
【００３９】
パワーアンプにより縮小された電力要求により、バッテリー電圧（Ｖｂｉａｓ）が低減され、バッテリーからの電流も低減される。従って、フィードバック・パスは、パワーアンプの電力消費とＶバイアスの間で確立される。
【００４０】
ノード２１８の供給電圧Ｖｏは、電力コントローラー８０２の供給電圧に相当する。ノード２２６の参照電圧Ｖｒｅｆ１は参照電圧を表し、例えばバッテリー（図示せず）のフロート電圧を下回る、例えば３．０ＶＤＣの、調整電圧である。Ｖｒｅｆ１は、図２に関して記述したように、パワーアンプをイネイブルにするか無効にする。トランジスター９００〜９０６、９１０および９１２は、カレントミラー・バイアス回路を含む。ダイオード構成トランジスター９０８およびトランジスター３５４は、例えば１０：１など、抵抗器９１８を介してのカレントドレインにおける所定の比率を提供するために、調整され、スケーリングされる。抵抗器９２４は、トランジスター９１０および９１２のための参照抵抗器を含み、抵抗器９２４は、ＲＦ電力トランジスター３５４の基礎ターミナルで電圧をセットするために使用される。抵抗器９２４および９２２は抵抗分配ネットワークを含む。トランジスター９００および９０６は、ダイオード構成トランジスター９０２および９０４によって部分的に設定された電圧における電流レベルをそれぞれ出力する。図８は、＋３．０ＶＤＣを越え、３．０ＶＤＣ未満の、供給電圧Ｖｏの動作を例示する。３．０ＶＤＣ以上（パワーアンプ出力での増加要求の結果）の供給電圧Ｖｏで、トランジスター９０６および９００が作動し、抵抗器９２２を通じる供給電圧を増加させ、およびトランジスター９１２の基礎ターミナルへの電流を増加させる。トランジスター９１２による電流の増加は、ＲＦ電力トランジスター３５４の基礎ターミナルへより多くの電流を入力させる。このバイアスをかける配置の効果の１つは、電力コントローラー８０２からＲＦ電力トランジスター３５４の基礎ターミナルへの供給電圧Ｖｏの変化が、自動的にバイアス電流を変更するということである。事実上、ＲＦ電力トランジスター３５４のバイアス・ポイントは、最適の効率で連続的にかつ自動的に調整される。
【００４１】
３．０ＶＤＣを下回るＶｏ（すなわち、パワーアンプの低減されたパワー出力要求によるより低電力コントローラー出力電圧Ｖｏ）においては、トランジスター９０６は、Ｖｒｅｆ１２２６からのトランジスター９００を通じて増加されたドロー電流の発生を停止させる。この抵抗分配器９２２および９２４を介して増加されたドロー電流は、トランジスター９１２の基礎ターミナルへの電流の供給を減少させ、ＲＦトランジスター３５４の基礎ターミナルへの電流を縮小する。
【００４２】
上記電力増幅システムは、ソフトウェア、ハードウェア或いはソフトウェアとハードウェアの組み合わせにより実施することができる。上述された各実施例において、例えば、パワーアンプはハードウェアで実施され、電力コントローラーは、調整回路などのハードウェアや、ＳＣＶＭ６１０の一部であるソフトウェアとの組み合わせとして実施される。電力増幅システムのハードウェア部分は専用のハードウェア・ロジックを使用して実施することができる。ソフトウェア部分はメモリに格納することができ、適切な命令実行システム（マイクロプロセッサー）はその部分を実行することができる。電力増幅システムのハードウェア実施は下記の技術や周知技術のいずれか、或いはこれらのコンビネーションを含ませることができる。分離した論理回路は、データ信号上のロジック機能を実施するロジック・ゲート、特定用途向け集積回路、プログラム可能なゲート・アレイ（ＰＧＡ）、フィールドプログラム可能なゲート・アレイなど（ＦＰＧＡ）を有する。
【００４３】
さらに電力増幅システムの電力コントローラーソフトウェア部分（および、図１のベースバンドサブシステム１３０中）は、部分的に、命令実行システムによって、或いはそのシステムにおいて、使用するためのコンピューター判読可能な媒体で具体化することができる、論理的機能を実施するための実行可能な命令の順序づけられたリストと、コンピューターベースのシステムのような機器または装置、プロセッサーを含むシステム、或いは命令実行システムから命令をフェッチし、命令を実行する他のシステム、機器または装置を含む。
【００４４】
この文書のコンテキスト中において、「コンピューター判読可能な媒体」とは、命令実行システム、機器或いは装置による、或いはそのシステムに関する使用のためのプログラムを含むか、格納するか、通信するか、伝搬させるか、運搬できるすべての手段である。コンピューター読取り可能な媒体としては、制限されない例として、電子、磁気、光学、電磁気、赤外線、半導体システム、機器、装置或いは伝達媒体が挙げられる。コンピューター判読可能な媒体のより明確な例（非限定リスト）は、下記を含む。
【００４５】
１つ以上の有線の電気（電子）的な接続、ポータブルコンピューター・ディスク（磁気）、ランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、消去可能プログラマブル読み出し専用メモリ（ＥＰＲＯＭまたはフラッシュ・メモリ）（磁気）、光ファイバー（光学）およびポータブルコンパクト・ディスク読み出し専用メモリ（ＣＤＲＯＭ）（光学）。ここで、コンピューター判読可能な媒体は、さらにプログラムが印刷される紙或いはこれに相応する他の媒体であってもよく、例えば紙或いは他の媒体の光学的スキャニングを通じて、プログラムとして電子的にキャプチャーされ、適切な方式でコンパイルされ、解釈され、演算され、必要に応じて、コンピューター・メモリに格納することができる。
【００４６】
発明の様々な実施例を記述したが、当業者において明白なさらに多くの実施例および実施が可能であり、それらは発明の範囲内に含まれる。
【００４７】
本発明は、以下の図を参照することにより、より理解することが可能である。図示された構成要素は、必然的な縮尺ではなく、発明の原理を説明することに重点をおいて配置されている。図に関し、各図における参照数字は、全体にわたって対応する部分を示す。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】図１は単純化されたポータブルトランシーバーを示すブロック図である。
【図２】図２は、パーソナル通信装置用の典型的な無線周波数（ＲＦ）電力増幅システムを示すブロック図である。
【図３】図３は、図２の電力増幅システムのパワーアンプの１つのために、分離されたバイアス回路類を示す概念図である。
【図４】図４は、第２の典型的な電力増幅システムを示すブロック図である。
【図５】図５は、図４の第２の典型的な電力増幅システムのパワーアンプの１つに、イネイブルピン配置を含むバイアス回路を示す概念図である。
【図６】図６は、３番めの典型的な電力増幅システムを示すブロック図である。
【図７】図７は、図６の第３の典型的な電力増幅システムの電力コントローラーの詳細なブロック図である。
【図８】図８は、第４の典型的な電力増幅システムの概念図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【手続補正書】
【提出日】平成17年4月4日(2005.4.4)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
次のステップを含むパワーアンプの作動方法：
バイアス回路に連結されたＲＦトランジスターの基礎ターミナルとともに、無線周波数（ＲＦ）トランジスターを提供すること；
前記ＲＦトランジスターのバイアス回路からデカップリングされたＲＦトランジスターの集線ターミナルへ供給電圧を連結する電力コントローラーを提供すること；
供給電圧から独立した参照電圧にバイアス回路を連結すること。
【請求項２】
前記ＲＦトランジスターの前記集線ターミナルに対して前記供給電圧を連結する前記電力コントローラーを有する前記バイアス回路のドロー電流をモニターするステップをさらに含む請求項１の方法。
【請求項３】
前記バイアス回路の前記ドロー電流に基づいて前記電力コントローラーの供給電圧を変更するステップをさらに含む請求項２の方法。
【請求項４】
前記パワーアンプによって供給された出力電力に基づいて前記電力コントローラーの前記供給電圧を変更するステップをさらに含む請求項２の方法。
【請求項５】
請求項４の方法において、前記パワーアンプの出力電力は、バイアス回路のドロー電流に比例する。
【請求項６】
請求項４の方法において、前記電力コントローラーは複数の出力パワー・レベルを提供する。
【請求項７】
前記パワーアンプによって供給された各出力パワー・レベルの前記ＲＦトランジスターの前記基礎ターミナルへの前記バイアス電流を、実質上一定に維持するステップをさらに含む請求項６の方法。
【請求項８】
次のステップを含むパワーアンプの作動方法：
バイアス回路に連結されたＲＦトランジスターの基礎ターミナルとともに、無線周波数（ＲＦ）トランジスターを提供すること；
前記ＲＦトランジスターのバイアス回路からデカップリングされた集線ターミナルを提供すること；
供給電圧から独立した参照電圧にバイアス回路を連結すること；  
前記ＲＦトランジスターの前記集線ターミナルに前記供給電圧を連結すること；
前記ＲＦトランジスターの前記集線ターミナルに対して前記供給電圧を供給する、電力コントローラーを有する前記バイアス回路のドロー電流をモニターすること；
前記バイアス回路の前記ドロー電流に基づいて前記電力コントローラーの供給電圧を変更すること；
前記パワーアンプの出力電力を、バイアス回路のドロー電流に比例させ、前記電力コントローラーにより複数の出力パワー・レベルを提供し、前記バイアス回路の前記ドロー電流に基づいて前記電力コントローラーの供給電圧を変更すること；
前記パワーアンプによって供給された各出力パワー・レベルの前記ＲＦトランジスターの前記基礎ターミナルへの前記バイアス電流を、実質上一定に維持すること。
【請求項９】
次のステップを含むパワーアンプの動作方法：
バイアス回路に連結されたＲＦトランジスターの基礎ターミナル、およびバイアス回路からデカップリングされた集線ターミナルとともに、無線周波数（ＲＦ）トランジスターを提供すること；
前記パワーアンプをイネイブルにする参照電圧に前記バイアス回路を連結すること；
供給電圧に前記バイアス回路および前記ＲＦトランジスターの前記集線ターミナルを連結すること；
および、
供給電圧の変化にともなって、ＲＦトランジスターのバイアス・ポイントが自動的に調整され、前記供給電圧の変化に基づいて、前記ＲＦトランジスターの基礎への前記バイアス回路の電流を自動的に変更すること。
【請求項１０】
電力コントローラーによって前記供給電圧を供給するステップをさらに含む請求項９の方法。
【請求項１１】
基礎ターミナル、集線ターミナルおよびエミッター・ターミナルを有する少なくとも１つの無線周波数（ＲＦ）トランジスターを含むパワーアンプと、
前記ＲＦトランジスターの前記基礎ターミナルに参照電圧を連結し、前記ＲＦトランジスターの前記基礎ターミナルに実質上一定の電流を供給するバイアス回路と、
前記参照電圧に依存しない供給電圧を、前記集線ターミナルへ連結する電力コントローラーと
を備え、
前記電力コントローラーにより提供される供給電圧は、前記パワーアンプの実質上線形の作用を維持し、前記ＲＦトランジスターの前記集線ターミナルに適用可能であることを特徴とする電力増幅システム。
【請求項１２】
請求項１１のシステムにおいて、
前記電力コントローラは、参照電圧に依存しない供給電圧を供給し、前記供給電圧は、前記ＲＦトランジスターの前記集線ターミナルに連結され、該供給電圧は、前記ＲＦトランジスターの前記基礎ターミナルにおけるバイアス回路のドロー電流の機能として自動的に変更される。
【請求項１３】
請求項１２のシステムにおいて、前記電力コントローラーは、前記バイアス回路の前記ドロー電流をモニターする構成をさらに有する。
【請求項１４】
請求項１２のシステムにおいて、前記電力コントローラーは、前記バイアス回路のドロー電流に基づいた供給電圧を変更する構成をさらに有する。
【請求項１５】
請求項１３のシステムにおいて、前記電力コントローラーは、前記パワーアンプによって供給される出力電力に基づいて、前記供給電圧を変更する構成をさらに有する。
【請求項１６】
請求項１４のシステムにおいて、前記パワーアンプの出力電力は、前記バイアス回路のドロー電流に比例する。
【請求項１７】
請求項１６のシステムにおいて、電力コントローラーは、複数の出力パワー・レベルの提供機能、電流検出機能、およびルックアップテーブル機能を提供するための構成を有する。
【請求項１８】
請求項１７のシステムにおいて、前記バイアス回路は、前記パワーアンプによって供給される各出力パワー・レベルのＲＦトランジスターの基礎ターミナルへのバイアス電流を実質上一定に維持する構成をさらに含む。
【請求項１９】
請求項１１のシステムにおいて、パーソナル通信装置に用いられる、データ構造、ハードウェア制御、およびソフトウェア制御をさらに含む。
【請求項２０】
請求項１１のシステムにおいて、前記バイアス回路は、定電流ソースおよびカレントミラー回路をさらに含む。
【請求項２１】
請求項１１のシステムにおいて、前記パワーアンプは、該パワーアンプを作動させるイネイブル入力が接続される、少なくとも１つのイネイブルピンをさらに含む。
【請求項２２】
請求項１１のシステムは、前記パワーアンプへの低バイアス電圧に供給するＶモードピンをさらに含む。
【請求項２３】
次のものを含む電力増幅システムであって：
基礎ターミナル、集線ターミナルおよびエミッター・ターミナルを有する少なくとも１つの無線周波数（ＲＦ）トランジスターを含むパワーアンプと、
前記ＲＦトランジスターの前記基礎ターミナルに参照電圧を連結し、前記ＲＦトランジスターの前記基礎ターミナルに実質上一定の電流を供給し、前記ＲＦトランジスターの前記集線ターミナルの供給電圧からデカップリングされて、前記参照電圧から独立し、前記パワーアンプの実質上線形の作用を維持し、前記ＲＦトランジスターの前記集線ターミナルに適用可能であるバイアス回路と、
前記参照電圧に依存しない供給電圧を供給し、該供給電圧を、前記ＲＦトランジスターの前記集線ターミナルに連結し、該供給電圧を、前記ＲＦトランジスターの前記基礎ターミナルにおけるバイアス回路のドロー電流の機能として自動的に変更し、
前記バイアス回路の前記ドロー電流をモニターする構成を有し、
前記バイアス回路のドロー電流に基づいた供給電圧を変更する構成を有し、
前記パワーアンプによって供給される出力電力に基づいて、前記供給電圧を変更する構成を有し、
前記パワーアンプの出力電力を、前記バイアス回路のドロー電流に比例させ、
複数の出力パワー・レベルの提供機能、電流検出機能、およびルックアップテーブル機能を提供するための構成を有し、
前記パワーアンプによって供給される各出力パワー・レベルのＲＦトランジスターの基礎ターミナルへのバイアス電流を実質上一定に維持する構成をさらに含む
電力コントローラーと、
前記バイアス回路は、定電流ソースおよびカレントミラー回路を含み、
前記パワーアンプは、該パワーアンプを作動させるイネイブル入力が接続される、少なくとも１つのイネイブルピンをさらに含み、  
前記バイアス回路は、該バイアス回路のカレントミラー・ソースおよび定電流ソースの組み合わせによって供給される電流と、実質上等しい大きさの電流を供給するドライバー・トランジスターをさらに含み、
パーソナル通信装置に用いられる、データ構造、ハードウェア制御、およびソフトウェア制御と、
前記パワーアンプへの低バイアス電圧に供給するＶモードピンと、
を有する。
【請求項２４】
基礎ターミナル、集線ターミナルおよびエミッター・ターミナルを有する少なくとも１つの無線周波数（ＲＦ）トランジスターを含むパワーアンプと、
ＲＦトランジスターの基礎ターミナルにイネイブル参照電圧を接続し、前記ＲＦトランジスターの集線ターミナルからデカップリングされたバイアス回路と、
前記バイアス回路および前記ＲＦトランジスターの前記集線ターミナルに供給電圧を供給し、供給電圧の変化にともなって、ＲＦトランジスターのバイアス・ポイントが自動的に調整され、前記供給電圧の変化に基づいて、前記ＲＦトランジスターの基礎への前記バイアス回路の電流を自動的に変更する電力コントローラーと、
を含む電力増幅システム。
【請求項２５】
請求項２４の電力増幅システムにおいて、バイアス回路は、電力コントローラーの出力、供給電圧から独立した参照電圧ソース、および直接的なバッテリーからの入力を受け取る。
【請求項２６】
請求項２４の電力増幅システムにおいて、バイアス回路は、カレントミラーとして構成されたトランジスターを含む。
【請求項２７】
請求項２４の電力増幅システムにおいて、前記供給電圧は、前記バイアス回路の電流消費に基づいて変更される。
【請求項２８】
請求項２４の電力増幅システムにおいて、前記電流消費は前記パワーアンプのパワー出力に比例する。
【請求項２９】
請求項２４の電力増幅システムは、パーソナル通信装置に用いられる、データ構造、ハードウェア制御、およびソフトウェア制御とをさらに含む。
【国際調査報告】
2005530387.tif 000011