(57)【要約】【課題】全体の総合効率を高くすることができる電力増幅装置を提供する。【解決手段】ＲＦ変調波信号を増幅するＲＦ増幅器１と、ＲＦ変調波信号のエンベロープ信号を増幅してＲＦ増幅器に電源として供給するエンベロープ増幅器２と、エンベロープ増幅器の出力電流を検出し、所定の閾値電流より大きい場合に制御信号を出力する電流検出器３と、所定の直流電圧を出力する第１直流固定電源５と、電流検出器からの制御信号に応答してＯＮ状態にされ、第１直流固定電源の出力をＲＦ増幅器に電源として供給する電流ＯＮ／ＯＦＦスイッチ４と、第１直流固定電源から出力される直流電圧より低い直流電圧を出力する第２直流固定電源１５と、電流ＯＮ／ＯＦＦスイッチがＯＦＦ状態時に第２直流固定電源の出力をＲＦ増幅器に電源として供給し、ＯＮ状態時に第１直流固定電源からの電流が第２直流固定電源に逆流するのを阻止する電流逆流阻止部１６を備える。【選択図】図１
2011055401.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力されたＲＦ変調波信号を増幅するＲＦ増幅器と、
前記ＲＦ変調波信号のエンベロープ信号を増幅して前記ＲＦ増幅器に電源として供給するエンベロープ増幅器と、
前記エンベロープ増幅器から出力される電流を検出し、検出した電流が所定の閾値電流より大きい場合に制御信号を出力する電流検出器と、
所定の直流電圧を出力する第１直流固定電源と、
前記電流検出器からの制御信号に応答してＯＮ状態にされ、前記第１直流固定電源の出力を通過させて前記ＲＦ増幅器に電源として供給する電流ＯＮ／ＯＦＦスイッチと、
前記第１直流固定電源から出力される直流電圧より低い直流電圧を出力する第２直流固定電源と、
前記電流ＯＮ／ＯＦＦスイッチがＯＦＦ状態の場合に前記第２直流固定電源の出力を前記ＲＦ増幅器に電源として供給し、前記電流ＯＮ／ＯＦＦスイッチがＯＮ状態の場合に前記第１直流固定電源から前記電流ＯＮ／ＯＦＦスイッチを通過した電流が前記第２直流固定電源に逆流するのを阻止する電流逆流阻止部と、
を備えることを特徴とする電力増幅装置。
【請求項２】
入力されたＲＦ変調波信号を増幅するＲＦ増幅器と、
前記ＲＦ変調波信号のエンベロープ信号を増幅して前記ＲＦ増幅器に電源として供給するエンベロープ増幅器と、
前記エンベロープ増幅器から出力される電流を検出し、検出した電流が第１閾値電流より大きい場合に第１制御信号を出力し、前記第１閾値電流より小さく且つ第２閾値電流より大きい場合に第２制御信号を出力する電流検出器と、
所定の直流電圧を出力する第１直流固定電源と、
前記電流検出器からの第１制御信号に応答してＯＮ状態にされ、前記第１直流固定電源の出力を通過させて前記ＲＦ増幅器に電源として供給する第１電流ＯＮ／ＯＦＦスイッチと、
前記第１直流固定電源から出力される直流電圧より低い直流電圧を出力する第２直流固定電源と、
前記電流検出器からの第２制御信号に応答してＯＮ状態にされ、前記第２直流固定電源の出力を通過させて前記ＲＦ増幅器に電源として供給する第２電流ＯＮ／ＯＦＦスイッチと、
前記第１電流ＯＮ／ＯＦＦスイッチがＯＦＦ状態の場合に前記第２直流固定電源の出力を前記ＲＦ増幅器に電源として供給し、前記第１電流ＯＮ／ＯＦＦスイッチがＯＮ状態の場合に前記第１直流固定電源から前記第１電流ＯＮ／ＯＦＦスイッチを通過した電流が前記第２直流固定電源に逆流するのを阻止する電流逆流阻止部と、
を備えることを特徴とする電力増幅装置。
【請求項３】
前記第１直流固定電源から出力される直流電圧および前記第２直流固定電源から出力される直流電圧より低い直流電圧を出力する第３直流固定電源と、
前記第１電流ＯＮ／ＯＦＦスイッチおよび前記第２電流ＯＮ／ＯＦＦスイッチがＯＦＦ状態の場合に前記第３直流固定電源の出力を前記ＲＦ増幅器に電源として供給し、前記第１電流ＯＮ／ＯＦＦスイッチまたは前記第２電流ＯＮ／ＯＦＦスイッチＯＮが状態の場合に前記第１直流固定電源から前記第１電流ＯＮ／ＯＦＦスイッチを通過した電流または前記第２直流固定電源から前記第２電流ＯＮ／ＯＦＦスイッチを通過した電流が前記第３直流固定電源に逆流するのを阻止する他の電流逆流阻止部と、
を備えることを特徴とする請求項２記載の電力増幅装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばＵＨＦ帯の地上デジタルテレビジョン放送用送信機で使用される電力増幅装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
地上デジタルテレビジョン放送用送信波には、多くの情報を送信するために複雑なＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing；直交波周波数分割多重）変調方式が採用されており、地上デジタルテレビジョン放送用信号では、その平均電力と最大ピーク電力の比が約１０倍にもなっている。
【０００３】
一般に、電力増幅装置の効率は、飽和出力電力時が最も高く、出力電力が下がるに連れて低下する。また、高いバイアス電圧を印加すると大きな出力電力を得ることができるが、低いバイアス電圧では小さい出力電力しか得ることができないという特徴がある。信号の最大ピーク電力が平均電力の１０倍もあると、信号の最大ピーク電力を出力するために高いバイアス電圧が必要となるが、高いバイアス電圧を用いると平均電力を出力する時の効率は大きく低下する。
【０００４】
地上デジタルテレビジョン放送用送信機に用いられる電力増幅装置には高い線形性が要求されているため、電力増幅装置は高い出力電力を確保する必要があるが、平均電力は飽和出力電力の約１／１０であり通常は低い信号レベルで使用されるにもかかわらず、電力増幅装置は大型化し、消費電力も大きいうえに効率が悪い。その結果、製品コスト上昇の原因となっているので、電力増幅装置の高効率化が求められている。
【０００５】
電力増幅装置の高効率化のためには、電力増幅装置を常に飽和または飽和に近い領域で動作させるのが有効である。電力増幅装置を常に飽和または飽和に近い領域で動作させる技術として、ＬＩＮＣ（Linear Amplification Using Nonlinear Components）、ドハティ（Doherty）増幅器、ＥＴ（Envelop Tracking）、ＥＥＲ（Envelop Elimination and Restoration）などが知られている。
【０００６】
これらのうちＥＴ方式を用いた電力増幅装置は、図８に示すように、ＲＦ入力信号を増幅するＲＦ増幅器１と、ＲＦ入力信号のエンベロープ信号成分を増幅し、電源電圧ＶｄｓとしてＲＦ増幅器１に供給するエンベロープ増幅器２とを備えている。ＲＦ増幅器１には、ＲＦ入力信号のエンベロープに追従した電源電圧Ｖｄｓが供給されることにより、常に飽和または飽和に近い領域で動作するので、高い効率が得られる。しかしながら、エンベロープ増幅器２の効率が低いため、全体の総合効率を高くすることができないという欠点を有する。
【０００７】
この欠点を改良するために、図９に示すような、エンベロープ・トラッキング型電圧制御電力増幅装置が提案されている（例えば、非特許文献１参照）。この電力増幅装置は、ＲＦ増幅器１、エンベロープ増幅器２、電流検出器３、電流ＯＮ／ＯＦＦスイッチ４、直流固定電源５およびチョークコイル６を備えている。
【０００８】
ＲＦ増幅器１は、その電源端子に供給される電源電圧に基づいてＲＦ入力信号を電力増幅し、ＲＦ出力信号として出力する。ＲＦ入力信号は、搬送波とエンベロープを含む高周波変調波（ＲＦ変調波）である。
【０００９】
エンベロープ増幅器２には、ＲＦ入力信号のエンベロープを示すエンベロープ信号が入力される。このエンベロープ信号は、図示しない変調器から直接に入力される。なお、エンベロープ信号は、ＲＦ増幅器１の入力側でＲＦ入力信号を分配器やカプラなどで分配した後に検波器で検波することによって取り出すように構成される場合もある。この場合、ＲＦ入力信号を検波してエンベロープ信号を得るために、分配器とＲＦ増幅器１の間にタイミングを合わせるための遅延線路が挿入される。
【００１０】
エンベロープ増幅器２は、入力されたエンベロープ信号を、ＲＦ増幅器１へ供給するのに最適な電圧Ｖｅｎｖまで増幅する。このエンベロープ増幅器２で増幅された電圧Ｖｅｎｖは、電流検出器３を経由して、ＲＦ増幅器１の電源電圧として該ＲＦ増幅器１に印加される。
【００１１】
電流検出器３は、エンベロープ増幅器２から出力される電流Ｉｅｎｖを検出して予め設定された閾値電流と比較し、この比較結果を示す制御信号Ｖｃｏｎｔを電流ＯＮ／ＯＦＦスイッチ４へ送る。
【００１２】
電流ＯＮ／ＯＦＦスイッチ４は、電流検出器３から送られてくる制御信号Ｖｃｏｎｔに応じてＯＮ／ＯＦＦする。より詳しくは、電流ＯＮ／ＯＦＦスイッチ４は、電流検出器３から送られてくる制御信号が、エンベロープ増幅器２からＲＦ増幅器１へ流れる電流Ｉｅｎｖが閾値電流Ｉｔｈより大きいことを示している場合にＯＮ状態になり、直流固定電源５からの電流Ｉｄｃ１を通過させる。
【００１３】
直流固定電源５は、直流電圧Ｖｄｃを出力する。この直流固定電源５の出力は、電流ＯＮ／ＯＦＦスイッチ４がＯＮ状態の時に、チョークコイル６を介してＲＦ増幅器１へ供給される。
【００１４】
次に、上記のように構成される従来の改良されたエンベロープ・トラッキング型電圧制御電力増幅装置における電源電圧の供給動作を、図１０に示すタイミングチャートを参照しながら説明する。
【００１５】
エンベロープ増幅器２から電流検出器３へ供給される電圧Ｖｅｎｖは、図１０（ｂ）に示すように、図１０（ａ）に示すＲＦ入力信号のエンベロープ入力電圧と相似波形であり、ＲＦ増幅器１が飽和または飽和に近い動作をする電圧値に設定されている。この時、電流検出器３を流れる電流Ｉｅｎｖは、図１０（ｃ）に示すように、電圧Ｖｅｎｖにほぼ比例する波形となる。
【００１６】
この電流検出器３に、所定の閾値電流Ｉｔｈより大きな電流Ｉｅｎｖが流れた場合に、電流検出器３から電流ＯＮ／ＯＦＦスイッチ４へ送られる制御信号Ｖｃｏｎｔは、図１０（ｄ）に示すように、ＯＮ状態になる。この制御信号ＶｃｏｎｔがＯＮ状態の時は、電流ＯＮ／ＯＦＦスイッチ４がＯＮ状態にされ、図１０（ｅ）に示すように、第１直流固定電源５からチョークコイル６を介してＲＦ増幅器１へ電流Ｉｄｃが供給される。
【００１７】
このように、ＲＦ増幅器１へのＲＦ入力信号が大きく、大きな電流が流れる時は、効率の高い直流固定電源５からＲＦ増幅器１へ電流Ｉｄｃが供給される。その結果、効率の低いエンベロープ増幅器２から電流検出器３を経てＲＦ増幅器１へ供給される電流は小さくなり、全体の総合効率が改善される。一方、動作時間の大部分を占める制御信号ＶｃｏｎｔがＯＦＦ状態の時は、電流ＯＮ／ＯＦＦスイッチ４がＯＦＦ状態にされ、ＲＦ増幅器１へ供給されるすべての電流はエンベロープ増幅器２から出力される。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００１８】
【非特許文献１】D.Kinball, et al., "High-Efficiency Envelope-Tracking W-CDMA Base-Station Amplifier Using GaN HFETs", IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, vol. 54, no. 11, pp. 3848-3856, Nov. 2006.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
上述したように、非特許文献１に開示された技術では、エンベロープ増幅器２からＲＦ増幅器１へ供給される電流が大きい短い期間の間のみ直流固定電源５からＲＦ増幅器１へ電流が供給され、他の長い期間ではエンベロープ増幅器２からＲＦ増幅器１へ電流が供給されるので、電力増幅装置の全体の効率は低いままである。
【００２０】
本発明は、上述した問題を解消するためになされたものであり、その課題は、全体の総合効率を高くすることができる電力増幅装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
上記課題を解決するために、第１の発明は、入力されたＲＦ変調波信号を増幅するＲＦ増幅器と、ＲＦ変調波信号のエンベロープ信号を増幅してＲＦ増幅器に電源として供給するエンベロープ増幅器と、エンベロープ増幅器から出力される電流を検出し、検出した電流が所定の閾値電流より大きい場合に制御信号を出力する電流検出器と、所定の直流電圧を出力する第１直流固定電源と、電流検出器からの制御信号に応答してＯＮ状態にされ、第１直流固定電源の出力を通過させてＲＦ増幅器に電源として供給する電流ＯＮ／ＯＦＦスイッチと、第１直流固定電源から出力される直流電圧より低い直流電圧を出力する第２直流固定電源と、電流ＯＮ／ＯＦＦスイッチがＯＦＦ状態の場合に第２直流固定電源の出力をＲＦ増幅器に電源として供給し、電流ＯＮ／ＯＦＦスイッチがＯＮ状態の場合に第１直流固定電源から電流ＯＮ／ＯＦＦスイッチを通過した電流が第２直流固定電源に逆流するのを阻止する電流逆流阻止部を備えることを特徴とする。
【００２２】
また、第２の発明は、入力されたＲＦ変調波信号を増幅するＲＦ増幅器と、ＲＦ変調波信号のエンベロープ信号を増幅してＲＦ増幅器に電源として供給するエンベロープ増幅器と、エンベロープ増幅器から出力される電流を検出し、検出した電流が第１閾値電流より大きい場合に第１制御信号を出力し、第１閾値電流より小さく且つ第２閾値電流より大きい場合に第２制御信号を出力する電流検出器と、所定の直流電圧を出力する第１直流固定電源と、電流検出器からの第１制御信号に応答してＯＮ状態にされ、第１直流固定電源の出力を通過させてＲＦ増幅器に電源として供給する第１電流ＯＮ／ＯＦＦスイッチと、第１直流固定電源から出力される直流電圧より低い直流電圧を出力する第２直流固定電源と、電流検出器からの第２制御信号に応答してＯＮ状態にされ、第２直流固定電源の出力を通過させてＲＦ増幅器に電源として供給する第２電流ＯＮ／ＯＦＦスイッチと、第１電流ＯＮ／ＯＦＦスイッチがＯＦＦ状態の場合に第２直流固定電源の出力をＲＦ増幅器に電源として供給し、第１電流ＯＮ／ＯＦＦスイッチがＯＮ状態の場合に第１直流固定電源から第１電流ＯＮ／ＯＦＦスイッチを通過した電流が第２直流固定電源に逆流するのを阻止する電流逆流阻止部を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２３】
第１の発明によれば、エンベロープ増幅器からＲＦ増幅器へ供給される電流を検出し、その電流が大きい時に電流ＯＮ／ＯＦＦスイッチをＯＮ状態にさせ、ＯＮ状態の間は第１直流固定電源からもＲＦ増幅器への電流を供給することにより、エンベロープ増幅器の使用比率を下げ、その分を効率の高い第１直流固定電源で補うことに加え、電流ＯＮ／ＯＦＦスイッチがＯＦＦ状態となってエンベロープ増幅器からＲＦ増幅器への電流が小さい時であっても、第２直流固定電源からＲＦ増幅器へ電流を供給し、エンベロープ増幅器の使用比率をさらに下げ、その分を効率の高い第２直流固定電源で補うので、全体の総合効率を高くすることができる。
【００２４】
第２の発明によれば、エンベロープ増幅器からＲＦ増幅器へ供給される電流を検出し、その電流が大きい時に第１電流ＯＮ／ＯＦＦスイッチをＯＮ状態にさせ、第１電流ＯＮ／ＯＦＦスイッチがＯＮ状態の間は第１直流固定電源からもＲＦ増幅器への電流を供給してエンベロープ増幅器の使用比率を下げ、その分を効率の高い第１直流固定電源で補うことに加え、エンベロープ増幅器からＲＦ増幅器へ供給される電流が中程度の時にも第２電流ＯＮ／ＯＦＦスイッチをＯＮ状態にさせ、第１電流ＯＮ／ＯＦＦスイッチがＯＦＦ状態で第２電流ＯＮ／ＯＦＦスイッチがＯＮ状態の間は第２直流固定電源からもＲＦ増幅器へ電流を供給するので、エンベロープ増幅器の使用比率をさらに下げ、全体の総合効率を高くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施例１に係る電力増幅装置の構成を示す回路図である。
【図２】本発明の実施例１に係る電力増幅装置の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図３】本発明の実施例２に係る電力増幅装置の構成を示す回路図である。
【図４】本発明の実施例２に係る電力増幅装置の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図５】本発明の実施例２の第１の変形例に係る電力増幅装置の構成を示す回路図である。
【図６】本発明の実施例２の第２の変形例に係る電力増幅装置の構成を示す回路図である。
【図７】本発明の実施例３に係る電力増幅装置の構成を示す回路図である。
【図８】従来のＥＴ方式を用いた電力増幅装置の構成を示す回路図である。
【図９】従来の改良されたエンベロープ・トラッキング型電圧制御電力増幅装置の構成を示す回路図である。
【図１０】従来の改良されたエンベロープ・トラッキング型電圧制御電力増幅装置の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下においては、背景技術の欄で説明した構成部分と同一または相当する部分には、背景技術の欄で使用した符号と同じ符号を用いて説明する。
【実施例１】
【００２７】
図１は、本発明の実施例１に係る電力増幅装置の構成を示す回路図である。この電力増幅装置は、図９に示した従来の電力増幅装置に第２直流固定電源１５および電流逆流阻止部１６が追加されて構成されている。なお、図１においては、従来の電力増幅装置の「直流固定電源５」が「第１直流固定電源５」に変更されているが、直流固定電源５と第１直流固定電源５は同じである。
【００２８】
第２直流固定電源１５は、直流電圧Ｖｄｃ２を出力する。この第２直流固定電源１５から出力される直流電圧Ｖｄｃ２は、第１直流固定電源５から出力される直流電圧Ｖｄｃ１より小さい。この第２直流固定電源１５の出力は、電流逆流阻止部１６へ供給される。
【００２９】
電流逆流阻止部１６は、例えばダイオードから構成されており、順方向バイアス時、換言すれば、電流ＯＮ／ＯＦＦスイッチ４がＯＦＦ状態である時に、第２直流固定電源１５の出力を通過させる。これにより、電流Ｉｄｃがチョークコイル６を介してＲＦ増幅器１へ供給される。
【００３０】
次に、上記のように構成される本発明の実施例１に係る電力増幅装置における電源電圧の供給動作を説明する。図９に示した従来の電力増幅装置では、電流検出器３で検出された電流Ｉｅｎｖが所定の閾値電流Ｉｔｈより大きい時には電流ＯＮ／ＯＦＦスイッチ４がＯＮ状態にされる。これにより、直流固定電源５から電流ＯＮ／ＯＦＦスイッチ４およびチョークコイル６を介してＲＦ増幅器１へ電流Ｉｄｃが供給される。
【００３１】
一方、電流検出器３で検出された電流Ｉｅｎｖが閾値電流Ｉｔｈより小さい時には電流ＯＮ／ＯＦＦスイッチ４がＯＦＦ状態にされる。これにより、ＲＦ増幅器１への電流はすべて効率の低いエンベロープ増幅器２から供給される。
【００３２】
これに対し、実施例１に係る電力増幅装置では、電流ＯＮ／ＯＦＦスイッチ４がＯＮ状態の時に、効率の高い第１直流固定電源５からチョークコイル６を介してＲＦ増幅器１へ電流Ｉｄｃ１が供給される点は従来の電力増幅装置と同じであるが、電流ＯＮ／ＯＦＦスイッチ４がＯＦＦ状態の時にも、効率の高い第２直流固定電源１５から電流逆流阻止部１６およびチョークコイル６を介してＲＦ増幅器１へ電流Ｉｄｃ２が供給され、効率の低いエンベロープ増幅器２からＲＦ増幅器１への電流供給が抑えられている。
【００３３】
この際、電流逆流阻止部１６は、電流ＯＮ／ＯＦＦスイッチ４がＯＮ状態で、効率の高い第１直流固定電源５からチョークコイル６を介してＲＦ増幅器１へ電流が供給される時に、第１直流固定電源５から第２直流固定電源１５への電流の逆流を防止する。
【００３４】
次に、上述した電源電圧の供給動作を、図２に示すタイミングチャートを参照しながら更に詳細に説明する。エンベロープ増幅器２から電流検出器３へ供給される電圧Ｖｅｎｖは、図２（ｂ）に示すように、図２（ａ）に示すＲＦ入力信号のエンベロープ入力電圧と相似波形であり、ＲＦ増幅器１が飽和または飽和に近い動作をする電圧値に設定されている。この時、電流検出器３を流れる電流Ｉｅｎｖは、図２（ｃ）に示すように、電圧Ｖｅｎｖにほぼ比例する波形となる。
【００３５】
この電流検出器３に、所定の閾値電流Ｉｔｈより大きな電流Ｉｅｎｖが流れた場合に、電流検出器３から電流ＯＮ／ＯＦＦスイッチ４へ送られる制御信号Ｖｃｏｎｔは、図２（ｄ）に示すように、ＯＮ状態になる。この制御信号ＶｃｏｎｔがＯＮ状態の時は、電流ＯＮ／ＯＦＦスイッチ４がＯＮ状態にされ、図２（ｅ）に示すように、第１直流固定電源５からチョークコイル６を介してＲＦ増幅器１へ電流Ｉｄｃ１が供給される。
【００３６】
一方、電流検出器３に、所定の閾値電流Ｉｔｈより小さな電流Ｉｅｎｖが流れた場合は、電流検出器３から電流ＯＮ／ＯＦＦスイッチ４へ送られる制御信号Ｖｃｏｎｔは、図２（ｄ）に示すように、ＯＦＦ状態になる。この制御信号ＶｃｏｎｔがＯＦＦ状態の時は、電流ＯＮ／ＯＦＦスイッチ４がＯＦＦ状態にされるので、第２直流固定電源１５から電流逆流阻止部１６およびチョークコイル６を介してＲＦ増幅器１へ電流Ｉｄｃ２が供給される。
【００３７】
このように、電流ＯＮ／ＯＦＦスイッチ４がＯＦＦ状態となるエンベロープ増幅器２からＲＦ増幅器１への電流が小さい第１直流固定電源５から電流Ｉｄｃ１が供給されない時にも、第２直流固定電源１５からＲＦ増幅器１へ電流Ｉｄｃ２が供給されることにより、効率の低いエンベロープ増幅器２の使用比率をさらに下げ、その分を効率の高い第２直流固定電源１５で補う。これにより、全体の総合効率を高くすることができる。
【実施例２】
【００３８】
図３は、本発明の実施例２に係る電力増幅装置の構成を示す回路図である。この電力増幅装置は、図１に示した実施例１に係る電力増幅装置の第２直流固定電源１５と電流逆流阻止部１６との間に第２電流ＯＮ／ＯＦＦスイッチ１４が追加されるとともに、電流検出器３の機能が変更されて構成されている。
【００３９】
なお、図３においては、実施例１に係る電力増幅装置の「電流ＯＮ／ＯＦＦスイッチ４」が「第１電流ＯＮ／ＯＦＦスイッチ４」に変更されるとともに、第１電流ＯＮ／ＯＦＦスイッチ４に入力される「制御信号Ｖｃｏｎｔ」が「第１制御信号Ｖｃｏｎｔ１」に変更されているが、第１電流ＯＮ／ＯＦＦスイッチ４は電流ＯＮ／ＯＦＦスイッチ４と同じであり、第１制御信号Ｖｃｏｎｔ１は制御信号Ｖｃｏｎｔと同じである。
【００４０】
また、実施例１に係る電力増幅装置では、実施例１に係る電力増幅装置の「閾値電流Ｉｔｈ」が「第１閾値電流Ｉｔｈ１」に変更されているが、閾値電流Ｉｔｈは第１閾値電流Ｉｔｈ１と同じである。
【００４１】
第２電流ＯＮ／ＯＦＦスイッチ１４は、電流検出器３から送られてくる第２制御信号Ｖｃｏｎｔ２に応じてＯＮ／ＯＦＦする。より詳しくは、第２電流ＯＮ／ＯＦＦスイッチ１４は、エンベロープ増幅器２からＲＦ増幅器１へ流れる電流Ｉｅｎｖが第２閾値電流Ｉｔｈ２（Ｉｔｈ２＜Ｉｔｈ１）より大きい場合にＯＮ状態にされ、第２直流固定電源１５から電流逆流阻止部１６およびチョークコイル６を介してＲＦ増幅器１へ電流Ｉｄｃを供給する。
【００４２】
次に、上記のように構成される本発明の実施例２に係る電力増幅装置における電源電圧の供給動作を、図４に示すタイミングチャートを参照しながら説明する。
【００４３】
図９に示した従来の電力増幅装置では、電流検出器３で検出された電流Ｉｅｎｖが所定の閾値電流Ｉｔｈより大きい時には電流ＯＮ／ＯＦＦスイッチ４がＯＮ状態にされる。これにより、直流固定電源５から電流ＯＮ／ＯＦＦスイッチ４およびチョークコイル６を介してＲＦ増幅器１へ電流Ｉｄｃが供給される。一方、電流検出器３で検出された電流Ｉｅｎｖが閾値電流Ｉｔｈより小さい時には電流ＯＮ／ＯＦＦスイッチ４がＯＦＦ状態にされる。これにより、ＲＦ増幅器１への電流はすべて効率の低いエンベロープ増幅器２から供給される。
【００４４】
これに対し、実施例２に係る電力増幅装置では、電流検出器３で検出された電流Ｉｅｎｖが第１閾値電流Ｉｔｈ１より大きい時には、電流検出器３から第１電流ＯＮ／ＯＦＦスイッチ４へ送られる第１制御信号Ｖｃｏｎｔ１がＯＮになって、第１電流ＯＮ／ＯＦＦスイッチ４がＯＮ状態になり、効率の高い第１直流固定電源５からチョークコイル６を介してＲＦ増幅器１へ電流Ｉｄｃ１が供給される点は従来の電力増幅装置と同じである。
【００４５】
一方、ＲＦ増幅器１への供給する電流が第１閾値電流Ｉｔｈ１より小さいが第２閾値電流Ｉｔｈ２より大きい中程度の時には、電流検出器３から第２電流ＯＮ／ＯＦＦスイッチ１４へ供給される第２制御信号Ｖｃｏｎｔ２がＯＮになって、第２電流ＯＮ／ＯＦＦスイッチ１４がＯＮ状態になる。
【００４６】
これにより、効率の高い第２直流固定電源１５から電流逆流阻止部１６およびチョークコイル６を介してＲＦ増幅器１へ電流Ｉｄｃ２が供給され、効率の低いエンベロープ増幅器２からＲＦ増幅器１への電流供給が抑えられている。
【００４７】
この際、電流逆流阻止部１６は、第１電流ＯＮ／ＯＦＦスイッチ４がＯＮ状態で、効率の高い第１直流固定電源５からチョークコイル６を介してＲＦ増幅器１へ電流が供給される時に、第１直流固定電源５から第２直流固定電源１５へ電流が逆流するのを防止している。なお、第１電流ＯＮ／ＯＦＦスイッチ４と第２電流ＯＮ／ＯＦＦスイッチ１４が同時にＯＮ状態にならないように制御する場合は、この電流逆流阻止部１６を省略することができる。
【００４８】
次に、上述した電源電圧の供給動作を、図４に示すタイミングチャートを参照しながら更に詳細に説明する。エンベロープ増幅器２から電流検出器３へ供給される電圧Ｖｅｎｖは、図４（ｂ）に示すように、図４（ａ）に示すＲＦ入力信号のエンベロープ入力電圧と相似波形であり、ＲＦ増幅器１が飽和または飽和に近い動作をする電圧値に設定されている。この時、電流検出器３を流れる電流Ｉｅｎｖは、図４（ｃ）に示すように、電圧Ｖｅｎｖにほぼ比例する波形となる。
【００４９】
この電流検出器３に、第１閾値電流Ｉｔｈ１より大きな電流Ｉｅｎｖが流れた場合は、電流検出器３から第１電流ＯＮ／ＯＦＦスイッチ４へ送られる第１制御信号Ｖｃｏｎｔ１は、図４（ｄ）に示すように、ＯＮ状態になる。この第１制御信号Ｖｃｏｎｔ１がＯＮ状態の時は、第１電流ＯＮ／ＯＦＦスイッチ４がＯＮ状態にされ、図４（ｆ）に示すように、第１直流固定電源５からチョークコイル６を介してＲＦ増幅器１へ電流Ｉｄｃ１が供給される。
【００５０】
一方、電流検出器３に、第１閾値電流Ｉｔｈ１より小さく、且つ、第２閾値電流Ｉｔｈ２より大きな電流Ｉｅｎｖが流れた場合は、電流検出器３から第２電流ＯＮ／ＯＦＦスイッチ１４へ送られる第２制御信号Ｖｃｏｎｔ２は、図４（ｅ）に示すように、ＯＮ状態になる。この第２制御信号Ｖｃｏｎｔ２がＯＮ状態の時は、第１電流ＯＮ／ＯＦＦスイッチ４がＯＦＦ状態にされるので、図４（ｆ）に示すように、第２直流固定電源１５から電流逆流阻止部１６およびチョークコイル６を介してＲＦ増幅器１へ電流Ｉｄｃ２が供給される。
【００５１】
さらに、電流検出器３に、第２閾値電流Ｉｔｈ２より小さな電流Ｉｅｎｖが流れた場合は、電流検出器３から第１電流ＯＮ／ＯＦＦスイッチ４へ送られる第１制御信号Ｖｃｏｎｔ１および第２電流ＯＮ／ＯＦＦスイッチ１４へ送られる第２制御信号Ｖｃｏｎｔ２は、図４（ｄ）および図４（ｅ）に示すように、ＯＦＦ状態になる。この第１制御信号Ｖｃｏｎｔ１および第２制御信号Ｖｃｏｎｔ２がＯＦＦ状態の時は、第１電流ＯＮ／ＯＦＦスイッチ４および第２電流ＯＮ／ＯＦＦスイッチ１４がＯＦＦ状態にされるので、エンベロープ増幅器２からＲＦ増幅器１へ電流が供給される。
【００５２】
このように、ＲＦ増幅器１への供給電流が第１閾値電流Ｉｔｈ１より小さいが第２閾値電流Ｉｔｈ２より大きい中程度の時に第２電流ＯＮ／ＯＦＦスイッチ１４をＯＮ状態にし、第２直流固定電源１５からＲＦ増幅器１へ電流Ｉｄｃ２が供給されるので、効率の低いエンベロープ増幅器２の使用比率をさらに下げ、その分を効率の高い第２直流固定電源１５で補う。これにより、全体の総合効率を高くすることができる。
【００５３】
なお、上述した実施例２に係る電力増幅装置においては、実施例１に係る電力増幅装置に、第２電流ＯＮ／ＯＦＦスイッチ１４、第２直流固定電源１５および電流逆流阻止部１６を追加するとともに、電流検出器３では２種類の閾値電流を検出して第１電流ＯＮ／ＯＦＦスイッチ４および第２電流ＯＮ／ＯＦＦスイッチ１４を制御するように構成したが、以下のように変形することもできる。
【００５４】
図５は、実施例２の第１変形例に係る電力増幅装置の構成を示す回路図である。この電力増幅装置は、実施例１に係る電力増幅装置に、電流ＯＮ／ＯＦＦスイッチ、直流固定電源および電流逆流阻止部を一組とするハードウェアを３組追加するとともに、電流検出器３では３種類の閾値電流を検出して第１電流ＯＮ／ＯＦＦスイッチ４〜第３電流ＯＮ／ＯＦＦスイッチ２４を制御するよう構成することもできる。この場合、第１直流固定電源５〜第３直流固定電源２５から出力される直流電圧Ｖｄｃ１〜Ｖｄｃ３は、Ｖｄｃ１＞Ｖｄｃ２＞Ｖｄｃ３となるように設定される。
【００５５】
図６は、実施例２の第２の変形例に係る電力増幅装置の構成を示す回路図である。この電力増幅装置は、この実施例２の第１の変形例に係る電力増幅装置において、第１直流固定電源５〜第３直流固定電源２５の代わりに、３個の異なる電圧を出力する３個のタップを備えた直流固定電源を１個だけ設け、この直流固定電源の各タップからｎ種類の直流電圧Ｖｄｃ１〜Ｖｄｃ３（Ｖｄｃ１＞Ｖｄｃ２＞Ｖｄｃ３）を取り出すように構成したものである。この第２の変形例に係る電力増幅装置によれば、直流固定電源の構成を簡単化することができる。
【実施例３】
【００５６】
本発明の実施例３に係る電力増幅装置は、上述した実施例１に係る電力増幅装置と実施例２に係る電力増幅装置とを組み合わせて構成したものである。
【００５７】
図７は、本発明の実施例３に係る電力増幅装置の構成を示す回路図である。この電力増幅装置は、図３に示した実施例２に係る電力増幅装置に、図１に示した実施例１に係る電力増幅装置の第３直流固定電源２５および電流逆流阻止部１６が追加されて構成されている。
【００５８】
なお、図７の第３直流固定電源２５は、実施例１に係る電力増幅装置の第２直流固定電源１５に対応する。この場合、第１直流固定電源５〜第３直流固定電源２５から出力される直流電圧Ｖｄｃ１〜Ｖｄｃ３は、Ｖｄｃ１＞Ｖｄｃ２＞Ｖｄｃ３となるように設定される。
【００５９】
この実施例３に係る電力増幅装置における電源電圧の供給動作は、上述した実施例１に係る電力増幅装置の動作と実施例２に係る電力増幅装置の動作とを組み合わせた動作になるので、ここではその説明は省略する。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
本発明は、上述した地上デジタルテレビジョン放送用送信機の他に、例えば携帯電話の基地局などといった大きい電力の信号を送信する局側の電力増幅装置に利用することができる。
【符号の説明】
【００６１】
１  ＲＦ増幅器
２  エンベロープ増幅器
３  電流検出器
４  電流ＯＮ／ＯＦＦスイッチ、第１電流ＯＮ／ＯＦＦスイッチ
５  第１の直流固定電源
６  チョークコイル
１４〜２４  第２電流ＯＮ／ＯＦＦスイッチ〜第３電流ＯＮ／ＯＦＦスイッチ
１５〜２５  第１直流固定電源〜第３直流固定電源
１６  電流逆流阻止部
【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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【図９】
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【図１０】
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