(57)【要約】  携帯電話用の電力増幅器は、増幅器の出力における負荷から反射された電力量を表す信号の時間積分に基づいて制御されるＲＦ増幅器（１５）を有する。積分を用いると、可変負荷インピーダンスがある場合、前記制御はより効果的になり得る。これは、増幅器出力における大きな電圧の振れを制限することができる。前記積分は、アナログ信号処理コンポーネント（５０，９０，１００）を用いて決定され得るので、ＲＦ及び他のコンポーネントとともにより容易に集積化され得る。前記積分は、基準に対する差分について決定され得る。反射信号は、オフセットに対する感度を下げるように、積分する前にゼロに中心を合わされ得る。前記基準は当該状況に合うように選択可能である。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
増幅器と、該増幅器の出力における負荷から反射された電力を検出する手段及び前記反射された電力の変化により起きる出力電力の降下を補償するように前記出力電力を増加させる一方、前記反射された電力の変化により起きる出力電力の増加を補償するように前記出力電力を減少させるため、検出された前記反射された電力に応答して前記増幅器の出力電力を制御する手段を持つ制御器とを有するＲＦ電力増幅器。
【請求項２】
前記制御する手段が、前記補償に使用するために、前記検出された反射された電力の時間積分を決定する手段を有する、請求項１に記載の電力増幅器。
【請求項３】
前記積分を決定する手段がアナログ信号処理コンポーネントのみを用いて実施される、請求項１又は２に記載の電力増幅器。
【請求項４】
前記積分を決定する手段が前記増幅器を持つ基板上に集積化される、請求項１乃至３の何れか一項に記載の電力増幅器。
【請求項５】
前記積分を決定する手段が、反射信号と基準との間の差分を決定するとともに、この差分についての積分を決定する手段を有する、請求項１乃至４の何れか一項に記載の電力増幅器。
【請求項６】
選択可能な値で前記基準を出力するように構成された制御可能な基準発生器を有する、請求項５に記載の電力増幅器。
【請求項７】
前記基準発生器が、前記基準を発生するように初期基準を、該初期基準と前記反射信号との差分に加算する手段を有する、請求項６に記載の電力増幅器。
【請求項８】
前記制御が前記増幅器のゲイン制御を有する、請求項１乃至７の何れか一項に記載の電力増幅器。
【請求項９】
ＲＦ増幅器と、該ＲＦ増幅器と同じ基板上に集積化される制御器とを持ち、前記出力における負荷のミスマッチを表す信号の時間積分を決定する手段を持つ電力増幅器であって、前記信号が前記増幅器の出力から導出され、前記制御器が前記増幅器を制御する前記積分を使用するように構成される、電力増幅器。
【請求項１０】
前記増幅器から電力増幅された出力信号からの前記ミスマッチを表す前記信号を導出する手段を有する、請求項９に記載の電力増幅器。
【請求項１１】
さらに前記増幅器の出力における負荷から反射された電力からの前記ミスマッチを表す前記信号を導出する手段を有する、請求項１０に記載の電力増幅器。
【請求項１２】
無線トランシーバを持つ携帯バッテリ電源装置であって、該トランシーバが請求項１乃至１１の何れか一項に記載の電力増幅器を有する、携帯バッテリ電源装置。
【請求項１３】
負荷から反射された信号を検出するステップと、該反射された信号についての積分を決定するステップと、前記積分に従って前記電力増幅器の出力を制御するステップとを有する、電力増幅器を制御する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力増幅器、トランシーバ、これらを持つ集積回路並びにこれらを制御する方法及びこれらを製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電力増幅器は、反射が問題である数多くの用途に使用される。一例は、無線通信においてである。音声及びデータ通信を伝送するために使用される典型的なトランシーバは、アンテナを介して音声及びデータ信号を出力する電力増幅器を持つ送信機を有する。送信効率を促進するために、この電力増幅器は、典型的に予測された負荷に対して最適化される。電力増幅器が予測された負荷とは異なる負荷を接続された場合、電力増幅器による電力出力の大部分が、反射されて増幅器に戻ってきてしまい、伝送されない。結果として実効的な放射電力は、著しく低下され得る。加えて、伝送された信号は、特に増幅器の出力電力が増加するにつれて、歪まされ得る。
【０００３】
このような無線通信システムは、例えば周波数分割多元接続方式（ＦＤＭＡ）、時間分割多元接続方式（ＴＤＭＡ）及び様々な拡散スペクトル技術を利用したシステムを含み得る。無線通信で使用される１つの普通の拡散スペクトル技術は、符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）信号変調である。ＧＳＭシステムは、ＴＤＭＡ及びＦＤＭＡ変調技術の組み合わせを使用する。無線技術を組み込んだいくつかの無線通信装置の例は、携帯電話、携帯用コンピュータに組み込まれたＰＣＭＣＩＡカード、無線通信機能を備えたパーソナル・デジタル・アシスタント（ＰＤＡ）等を含む。
【０００４】
負荷のミスマッチに関連した不都合な影響を避けるために、いくつかの装置は、固定された負荷を電力増幅器に与えるサーキュレータ又はアイソレータを組み込む。サーキュレータ及びアイソレータは、電力を一方向に通過させるが、反対の方向には通過させず、それゆえ反射信号から装置の出力を保護するために使用される。いくつかの他の装置は、電力増幅器に固定された負荷を与えるためにバランス増幅器を組み込む。
【０００５】
電力増幅器は、その高い出力電力及び大きな電圧の振れのため、トランシーバの集積するのが最も困難な部分の1つである。これは、著しい量の基板雑音を引き起こし得て、チップの他のセクションに結合し、ＶＣＯ（電圧制御発振器）の引き込み効果のような不安定性及び雑音の問題を引き起こす。これらの理由のため、電力増幅器は、通常別体のＲＦモジュールで実施される。更に、別体のＲＦモジュールの性能は、負荷インピーダンスに対して著しく敏感になっている。不幸なことに、たいていの場合負荷インピーダンスは、一貫していないＰＣＢの集積化（又は、ＰＣＢへのアンテナ集積化）及び通話時に人が触れることにより、いくらか変化を示す。この小さな電力増幅器（ＰＡ）の負荷インピーダンス変化は、著しい放射電力の悪化となり得、大きなＰＡ効率低下を引き起こす。
【０００６】
効率的かつ定電力（低損失）のためのインピーダンスマッチング技術は、報告されている。Y,  Sun  and  W.  K.  Lau,  "Antenna  impedance  matching  using  genetic  algorithms",  National  Conference  on  Antenna  and  Propagation,  30  March  1999,  Conference  Publication  No.  461,  IEE  1999は、携帯用ハンドセットユニットに起こり得る高速なインピーダンス変化に適さない複雑なアルゴリズムを示す。M.  Vai  and  S.  Prasad,  "Automatic  impedance  matching  with  a  neural  network",  IEEE  Microwave  and  Guided  wave  letters,  Vol.  3,  No.  10,  Oct  1993は、ＰＩＮダイオードを用いて２つ又は３つの固定されたインピーダンス点間を切り替えることを示す。しかしながら、このＰＩＮダイオードの技術は、切り替え基準パラメータとしてＶＳＷＲを使用し、基本的に負荷インピーダンスの決定の精度を制限する。更に、該切り替え技術は、単に２つ又は３つの固定されたインピーダンス状態を切り替えるだけなので、連続的な負荷の変化を追跡できない。
【０００７】
米国特許出願番号ＵＳ２００３０１１４１８２ Ａ１から、負荷のミスマッチ状態に応答して、無線送信機に関連する電力増幅器の電力出力は、減少され、ひずみを減少させる、ということが知られている。これは、「電力増幅器は、出力電力が増大されると典型的に非線形特性が現れ、信号にひずみを生じさせる」という問題を解決する。該送信機は例えば、携帯電話、衛星無線電話、ポータブルコンピュータに組み込まれたＰＣＭＣＩＡカード、無線通信機能を備えたパーソナル・デジタル・アシスタント（ＰＤＡ）等の中にあり得る。いくつかの実施では、２方向結合器が、電力信号を送信された及び反射されたコンポーネントに分離し、次いで例えば広帯域電力検出器を用いて検出される。無線送信機に関連する負荷のミスマッチ基準は、マイクロプロセッサにより評価される。電力を節約し、信号ひずみを減少させるために、増幅器の電力出力は、負荷のミスマッチが閾値状態を超えたら減少される。加えて、もしミスマッチがさらなる所定の閾値を超えたら、電力増幅器はシャットオフされ得る。電力の減少により応答することの不利な点は、受信側により見られる電力の変化がより悪くなるだろうということである。また、マイクロプロセッサの使用は、当該著者が負荷インピーダンスの高速変化に高速応答をする必要がないとみなしていることを意味する。
【０００８】
米国特許出願ＵＳ２００２０１８３０２１に示された携帯電話に対する別の電力増幅器は、異なるアプローチを用いる。この文書では、負荷インピーダンスへの変化は、一般に環境的要因により引き起こされると認識されている。例えば、もし負荷が信号を送信する送信機のアンテナならば、負荷インピーダンスは、アンテナを取り巻く環境に依存する。例として、もし携帯電話が手で持たれていたら、電力増幅器が受けるインピーダンスは、携帯電話がテーブルの上又は車の中にある場合の、電力増幅器が受けるインピーダンスとは異なり得る。出力電力はうまく制御されなければならないので、負荷インピーダンスの変化に関わらず、出力電力を一定に保つことが望ましい。提示された解決策は、（１）測定された信号を基準信号と比較するステップであって、測定された信号が電力増幅器の出力電圧の振幅と電力増幅器に接続された電力源から電力増幅器に流れる電流との和で表されるステップと、（２）測定された信号と基準信号との間の比較の結果に基づいて電力増幅器を制御するステップと、を含む。示された回路は、電力源から電力増幅器に流れる電流を測定する電流検出器と、電力増幅器の出力電圧の振幅を測定する振幅検出器と、電流検出器及び振幅検出器の出力を合計する加算器と、加算器の出力と基準信号とを比較し、基準信号と加算器の出力との間の比較の結果に基づいて電力増幅器を制御する、電力増幅器のバイアスピンに接続された制御回路とを含む。加算器の出力は、電力増幅器における負荷のインピーダンスが変化することに従って変化する。
【０００９】
制御回路の出力が、電力増幅器のバイアス入力に接続されているので、制御回路の出力は、電力増幅器により負荷へ供給された電流を制御し、したがって、負荷に供給された電力を制御する。負荷のインピーダンスが変化する場合、制御回路は、負荷のインピーダンスの変化に依存して、負荷に供給される電流を増加又は減少させる。
【００１０】
負荷インピーダンス変化の改善された対処に対する必要性は依然としてある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の目的は、改善された機器又は方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の第１の態様によると、反射された電力の変化により起きる出力電力の降下を補償するために出力電力を増加させ、反射された電力の変化により起きる出力電力の増加を補償するために出力電力を減少させるため、増幅器の出力における負荷から反射された電力を検出する手段と、検出された前記反射された電力に応答して増幅器の出力電力を制御する手段とを有する増幅器及び制御器を持つＲＦ電力増幅器が供給される。
【００１３】
送信電力のより効率的な利用及び受信機のより大きな電力レベルのような利点を提供しうる。反射された電力を検出することは、ひずみを起こすのに十分な負荷のミスマッチがあることを単に示すよりも、一層役に立ち得るという認識に基づく。これは、負荷の変化を補償する出力電力を制御するより良いエラー信号を、出力電圧又は出力電力自身でエラー信号として直接検出された変化を用いるようなより直接的な方法よりも、さらに良いいくつかの態様で提供し得る。この結果は、更に説明されるだろう。出力電力において検出された変化は、負荷インピーダンスにおける増加若しくは減少又は負荷インピーダンスの位相の変化によって起きるのか、負荷ミスマッチの他の原因又は他の原因によるのか、においてあいまいさを持つ。また、出力電力における変化は、増幅器の出力インピーダンス自身を変化させ、負荷ミスマッチを変化させる。したがって、原因及びどれほどの訂正が電力発振に損害を与えることなく所望のレベルへ出力電力を戻すために必要とされるのかについて不確実性を残す。対照的に、反射された電力を検出することは、より正確かつ信頼できるエラー信号を提供するようにみえるので、負荷のミスマッチにおける変化に対して、出力電力レベルがより正確により早く補償されることを可能にしうる。これは、したがって受信機で見られる電力レベルの変化を低減しうる。このような低減は、同様に例えば高品質の接続又は低ビットエラーレート又は低電力マージン及び低平均電力レベルを導くことができる。
【００１４】
さらなる特徴として、制御する手段は、補償において利用するため、検出された前記反射された電力の時間積分を決定する手段を有する。
【００１５】
積分を用いることにより、増幅器はより効果的に制御され得る。これは、電力増幅器の出力インピーダンス、したがってミスマッチが増幅器のゲインと複雑な非線形関係で変化する場合、特に効果的になり得る。反射をゼロのより近くに減少させ、受信機定数で電力を維持するために必要なゲインの変化は、広いレンジで正確に決定するのが困難である。積分コンポーネントなしでの線形フィードバック制御は、それゆえ、発振器なしで反射をゼロに減少させる又は速くそうするように設計するのが困難だろう。積分は単にステップの変化によってよい過渡応答をもたらすだけでなく、定常状態のエラーをゼロ付近に減少させる態様を提供している。したがってこれは、高速に負荷インピーダンスが変化する環境で、例えば増幅器の出力における大きな電圧の振れを制限するのに役立ち得る。これは、装置の他の部分に結合する基板雑音のような問題を減少し、したがって装置のより多くの部分を集積化するのを容易にすることに役立ち得る。これは、製造コストを減少させる及び／又は電力レベルの制御を改善できる。電力レベルのよりよい制御は、携帯電話又は無線接続されたコンピュータ装置のような用途に対して、例えばより長いバッテリ寿命、会話時のよりしっかりした接続性及び放射レベルのより低い又はより少ないピーク、という点で利点を持つ。積分は、例えばパッシブ又はアクティブな低域通過フィルタ回路などを含む積分コンポーネントを含むように意図されている。
【００１６】
追加の特徴としては、積分を決定する手段は、単にアナログ信号処理コンポーネントを用いて実施される。積分の利点は、例えばデジタル処理及び記憶素子を必要とする複雑な計算を必要とせず、相対的に単純なコンポーネントを用いて実施されうることである。単純であると同時にアナログコンポーネントは、しばしばより高速に動作し、高速な状態の変化へよりよい応答を提供できる。
【００１７】
別の追加の特徴として、積分を決定する手段は、増幅器とともに基板上に集積化される。積分を決定する相対的な単純さは、電力を扱うコンポーネントの集積化を容易にでき、これにより、サイズ及び製造コストを低減できる。とりわけ、ＲＦ増幅器に対して、このような高速高電力集積回路を使用するシリコン又はＧａＡｓプロセスは、デジタル処理及びメモリ回路の特徴と組み合わせるのが、困難かつコストがかかる。したがって、もし積分のようなより単純な機能が使用され得るならば、デジタル処理及びメモリ素子に頼らずに実施され得るという利点がある。増幅器の他のコンポーネントもまた集積化され得る。
【００１８】
別の追加の特徴として、積分を決定する手段は、反射信号と基準との間の違いを決定し、この違いの積分を決定する手段を有する。これは、より安定な制御信号を生成するのを手助けできる、役立つ積分を生成する単純で直接的な態様の１つである。
【００１９】
別の追加の特徴は、選択可能な値で基準を出力するように構成された制御可能な基準発生器である。これは、電力増幅器制御が状態に従って変化されることを可能にするのに役立つ。
【００２０】
別の追加の特徴として、基準発生器は、初期の基準にこの初期の基準と反射信号との間の差を、基準を発生させるために加算する手段を有する。これは、基準信号をゼロで中心を合わされ、感度を積分器のオフセットへ減少させることを可能にするのに役立つ。
【００２１】
別の追加の特徴として、制御器は、増幅器のゲイン制御を有する。
【００２２】
別の態様は、ＲＦ増幅器及び同じ基板上にＲＦ増幅器として集積化された制御器及び増幅器の出力から導出された信号の時間積分を決定する手段を有する電力増幅器を提供し、出力における負荷のミスマッチを表すため、制御器は、増幅器を制御する積分を使用するように構成される。
【００２３】
積分の使用は、上記のことを開始するのに対応する利点を持ち得る。これは、反射を検出する又は増幅器から電力増幅された出力信号の小さい部分をタップすること又は、瞬間的なミスマッチの表示を導出する別の態様によって出力から導出された信号を含むことを意図されている。増幅器で制御器の積分を可能にすることにより、一般の電力増幅器モジュールは、異なるベースバンド回路のレンジ及びマッチングネットワーク及びアンテナ生成物に互換性があるように生成され得る。特に洗練された電力増幅器制御器の性能の利点のいくつかは、別体の制御又は論理チップを必要とするコストなしで得られうる。このような別体の制御又は論理チップは、一般的であるよりむしろおそらく専用かつ独自であることが必要とされ、通常の電力増幅器の柔軟性は失われるだろう。
【００２４】
別の態様は、上記の電力増幅器を持つ集積回路を提供する。
【００２５】
別の態様は、無線トランシーバを持つ携帯バッテリ電源装置であって、該トランシーバは上記の電力増幅器を持つ、装置を提供する。
【００２６】
別の態様は、第１の態様に対応する電力増幅器を制御する方法を提供する。
【００２７】
追加の特徴のいくつかは、当業者には明らかであるように、本発明の態様のいくつかと又は一緒に組み合わされ得る。特に発明者たちには知られていない別の先行技術の、別の利点は、当業者には明らかであるかもしれない。
【００２８】
本発明の実施例は、例として添付の図を参照して説明されるだろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
図１は、可変負荷インピーダンスを追跡するための、電力増幅器出力インピーダンス制御技術を有する既知の送信機フロントエンドシステムの図を示す。図は、反射された信号コンポーネントを分離する結合器２０と、増幅器１５とを有する集積増幅器１０を有する。固定マッチングネットワーク３０は、結合器２０とアンテナ１１０との間に結合される。固定マッチングネットワーク３０は、増幅器１５の出力負荷インピーダンスを最大効率又は最大の導出された電力出力でマッチングするように設計される。しかしながら実際には、最適に設計された固定マッチングネットワーク３０は、負荷インピーダンスがこの動作中に継続的に変化するので、設計されたように完全には機能しないだろう。製造プロセス時に集積化される際の例えばプリント回路ボード及び電力増幅器モジュールにおけるもののような製造の変動により、異なる装置間でわずかに異なる負荷インピーダンスを持つこともあり得る。例えば、増幅器の出力インピーダンスをアンテナ１１０にマッチングする固定マッチングネットワーク３０を考える。アンテナのインピーダンス（Ｚａｎｔ）が、
０から４マイクロ秒では、５−ｊ５オーム
４から８マイクロ秒では、１０−ｊ５オーム
８から１２マイクロ秒では、１５−ｊ５オーム
１２から１６マイクロ秒では、１５−ｊ１５オーム
１６から３０マイクロ秒では、１０−ｊ１０オーム
のように４マイクロ秒ごとに変化すると仮定する。
この結果、固定マッチングネットワーク３０のインピーダンス及び可変アンテナインピーダンスを含む全体の負荷インピーダンスは、
０から４マイクロ秒では、３５＋ｊ９．３オーム
４から８マイクロ秒では、３２．４５−ｊ６．５オーム
８から１２マイクロ秒では、２９．７＋ｊ５．８５オーム
１２から１６マイクロ秒では、４２．２５＋ｊ２５．８オーム
１６から３０マイクロ秒では、５１．６２＋ｊ０．５オーム
となる。全体の負荷インピーダンスの変化は図２において示され、位相及び振幅特性は別々に示される。図１では、結合器２０からの反射信号は、電力電圧変換をするダイオード８０に供給され、反射率及びしたがってミスマッチの量を計算するプロセッサ１３０に供給される。増幅器１５のゲインは、ミスマッチの量にしたがって減少される。増幅器１５は、プロセッサ１３０からの制御線１５０において、ミスマッチの量を表す制御電圧により制御される。
【００３０】
小さな負荷インピーダンスの変化は、送信効率の損失という点で、著しい性能の低下を起こし、それゆえバッテリ寿命を短縮させるだろう。図２のグラフの２本の線からわかるように、インピーダンスの位相及び振幅は、時間に対して異なる変化を示す。図３は、図２に示されたもののような負荷インピーダンスの変化により起きる、増幅器１５の出力電力Ｐｏｕｔの時間に対する変化（及びその結果放射電力の変化）を示すグラフである。このような負荷インピーダンスの変化に対して、出力電力の変化は１．３ｄＢｍより大きくなり得る。
【００３１】
図４は、本発明の実施例を示す。図１のものと同じ参照数が適宜使用されている。とりわけ、回路１７０は、反射信号からエラー信号を生成し、負荷におけるミスマッチを示すように設けられる。この回路１７０は、増幅器１５が反射信号に応答して制御されることを可能にするように、信号をゲイン制御器１２０に出力する。ゲイン制御器１２０は、回路１７０からの制御信号と、ターゲット電力レベルを表す入力４０におけるＤＣ制御電圧とを合計する。場合によって制御器は、増幅器の出力からの出力信号に基づいてさらに動作することができる。回路１７０は、積分器を含む従来のアナログ信号処理コンポーネントを使用することができる。適切な積分器は、コンデンサ、抵抗器、オペアンプなどのような従来の回路素子を使用して組み立てられ得る。このような回路は、電力増幅器を１つの基板１９０上に集積化することを可能にすることができる。この場合マッチングネットワーク３０及びアンテナ１１０以外のすべてのコンポーネントは、同じ基板上に集積化され得る。これは、独自の制御チップに依存しない一般的な電力増幅器モジュールが作製されるのを可能にする。これは、別体のチップの追加費用なしで、高電力ＲＦ増幅回路と同じ基板上にデジタル回路及びメモリ素子を集積化しようとする困難さなしで、より洗練された増幅器制御の利点のいくつかを提供することができる。マッチングネットワーク３０でさえ、所望であれば用途に依存して集積化され得る。
【００３２】
図５では、携帯装置２００に使用する一実施例が示され、回路１７０の実施のさらなる詳細を示している。図１及び４のものと同じ参照数が再び適宜使用される。装置２００は、負荷インピーダンスが変化する場合、以前のように反射された電力を感知するように結合器２０を採用する。反射された電力はとても弱いので、結合器は１０ｄＢより下になるだろう。反射及び結合電力は、反射された電力を電圧信号に変換するダイオード検出器８０で感知されるだろう。反射電圧信号Ｒ(ｔ)は、減算器９０及び積分器５０（この場合、２つの入力を持つ差動入力積分器）に結合される。減算器９０への反射入力電圧Ｒ(ｔ)は、所望の基準値とゼロに減少されるべきエラー値との差分とみなされ得て、言い換えるとＲ（ｔ）＝ｒ１（ｔ）−ｅ１（ｔ）となる。Ｒ（ｔ）は、第１基準電圧ｒ１（ｔ）から減算され得て、その結果第１エラー信号ｅ１（ｔ）となる。第１エラー信号ｅ１（ｔ）は、加算器１００により第１参照信号ｒ１（ｔ）へ加算されて、第２基準信号ｒ２（ｔ）を発生し、これは、積分器５０の別の入力として使用されるだろう。積分器５０は、反射信号Ｒ（ｔ）及び第２基準信号ｒ２（ｔ）を比較して、その出力電圧である第２エラー信号ｅ２（ｔ）を、ｒ２（ｔ）＞Ｒ（ｔ）の場合には増加させ、ｒ２（ｔ）＜Ｒ（ｔ）の場合には減少させる。反射電圧が基準発生器により発生された基準と適合する場合、第１エラー信号ｅ１（ｔ）はゼロになるので、第２エラー信号ｅ２（ｔ）は、ゼロで中心を合わされるだろう。第２エラー信号ｅ２（ｔ）は、出力負荷のミスマッチにより起こされる実際のエラー信号を表す。最終的にｅ２（ｔ）は、入力４０上の従来の電力増幅器ゲイン制御電圧Ｃ１（ｔ）に加算され、制御電圧制御Ｃ２（ｔ）を形成し、これは、増幅器１５のゲインを補正し、検出された反射の変化を補償するように印加される。
【００３３】
図６は、図２及び３で示されたものと同じ負荷の変化に対して提案された技術を通じて発生された、対応する制御信号を示す。図６は、直線である従来の電力増幅器ゲイン制御電圧Ｃ１（ｔ）、ゲイン制御１２０により増幅器１５に出力された電力増幅器制御電圧Ｃ２（ｔ）及び積分器５０により出力されたエラー信号ｅ２（ｔ）の値を示す。図７及び８は、提案された技術が図２，３及び６に示された同じ時間間隔で適用された場合の、電力増幅器出力の効率及び電力の結果をそれぞれに示す。図７では、ｙ軸は、パーセンテージ効率を表す。負荷インピーダンスが図２に示されたように変化する場合、そのカーブには山又は谷がある。制御回路１７０は、このような変化に対して補償するように急速に反応する。図８では、ｙ軸は電力出力をｄＢｍで表す。ここでも負荷インピーダンスが変化する場合、カーブに山又は谷がある。示されたように負荷インピーダンス変化が４マイクロ秒で瞬間的に突然の出力電力の増加を引き起こす場合、補償制御は出力電力を急速にその前の値へ戻そうと減少させるように振舞う。負荷インピーダンスの増加により起きる８マイクロ秒の瞬間的な突然の減少は、出力電力を急速にその前の値に戻す電力出力における補償の増加によって満たされる。１２マイクロ秒での瞬間的な変化は、急速に補償されるが、完全にもとの値に戻るわけではない。負荷インピーダンス変化の広いレンジにわたって完全に補償することは、増幅器１５の性能を超え得る。それにもかかわらずこのような部分補償は、依然として電力調整を改善し、電力レベルの変化を減少させるので、請求項によって組み込まれることが意図されている。
【００３４】
第１エラー信号ｅ１（ｔ）が基準信号として積分器５０を直接駆動する場合（この場合全システムは、積分器のオフセット電圧に対してより高感度になる）、同じような結果が原則として単一入力の積分器で達成され得る。原則として積分器５０は、いくつかの用途において、検出された反射電力の変化に対して補償するように適当な制御信号を発生させる、比例する又は他のタイプの制御器により置き換えられ得る。
【００３５】
基準発生器６０からの第１基準信号ｒ１（ｔ）は、固定基準電圧又は選択可能基準電圧を提供するように構成され得る。後者の態様は、例えば参照テーブルを採用又は従来のアナログ回路、例えばアナログ基準発生器及び切り替え器を使用することができる。基準電圧値は、測定を通じて決定され得る。したがって、固定マッチングネットワーク３０を用いて、基準電圧ｒ１（ｔ）は期待された又は目標とされた（例えば最大効率又は最大電力状態を目標とする）負荷状態に従って選択され得て、反射された電力の量は測定され得る。この測定された電圧は、基準電圧ｒ１（ｔ）として採用されるだろう。選択可能な出力参照テーブルでは、測定は、いくつかの異なる負荷状態に対してなされ得る。動作時に、状態が十分に変化するならば、基準ｒ１（ｔ）に対して異なる値が選択され得る。
【００３６】
上記のように、携帯電話用の電力増幅器は、増幅器出力の負荷から反射された電力量を表す信号の時間積分に基づいて制御されたＲＦ増幅器（１５）を有する。積分を用いると、可変負荷インピーダンスがある場合、制御はより効果的になり得る。これは、増幅器の出力における大きな電圧の振れを制限することができる。アナログ信号処理コンポーネント（５０，９０，１００）を用いて積分が決定され得るので、ＲＦ及び他のコンポーネントとともにより容易に集積化され得る。積分は、基準に対する差分について決定され得る。反射信号は、オフセットに対する感度を下げるように、積分する前にゼロに中心を合わされ得る。基準は状態に合うように選択可能である。
【００３７】
本明細書及び請求項において、要素に対して単数の表記は、その要素が複数存在することを排除するわけではない。更に、「有する」という表記は、列挙した以外の要素又はステップの存在を排除するものではない。
【００３８】
請求項で括弧書きの引用符号を含めることは、理解を補助するものとして解釈され、制限するものと解釈されない。
【００３９】
本開示を読むことから、当業者には他の変形例が明らかになるだろう。このような変形例は、電力増幅器設計の技術において既知の特徴及びここにおいて既に記載の特徴の代わりに又は加えて利用されうる他の特徴に関しうる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】比較のため、電力制限のみの補償なしの構成を示す。
【図２】比較のため補償なしの回路の特性のグラフを示す。
【図３】比較のため補償なしの回路の特性のグラフを示す。
【図４】一実施例による増幅器を示す。
【図５】別の一実施例による増幅器を持つ携帯装置を示す。
【図６】図５の実施例の特性のグラフを示す。
【図７】図５の実施例の特性のグラフを示す。
【図８】図５の実施例の特性のグラフを示す。
【図１】
2007525901.tif 000003
【図２】
2007525901.tif 000004
【図３】
2007525901.tif 000005
【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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【国際調査報告】
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