(57)【要約】      （修正有）【課題】ゲートバイアス電圧を高い精度で調整するための電圧調整装置を提供する。【解決手段】電圧調整装置は、少なくとも１つの増幅器１００、１１０、１ｎ０と、バイアス電圧生成部２００、２１０、２ｎ０と、増幅器と並列に接続され、少なくとも１種類のリファレンス電流を流すリファレンス回路部６００と、ドレイン電流と、リファレンス電流とを切り替えて測定し、ドレイン電流の測定結果をドレイン電圧として、リファレンス電流の測定結果をリファレンス電圧としてそれぞれ出力する電流測定部４００と、ドレイン電圧およびリファレンス電圧に基づいて、ゲートバイアス電圧を調整する調整部３００とを備える。【選択図】図３
2019102910.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの増幅器と、
前記増幅器にゲートバイアス電圧を印加するバイアス電圧生成部と、
前記増幅器と並列に接続され、かつ、少なくとも１種類のリファレンス電流を流すリファレンス回路部と、
前記ゲートバイアス電圧が印加された前記増幅器に流れるドレイン電流と、前記リファレンス電流とを切り替えて測定し、かつ、前記ドレイン電流の測定結果をドレイン電圧として、前記リファレンス電流の測定結果をリファレンス電圧としてそれぞれ出力する電流測定部と、
前記ドレイン電圧および前記リファレンス電圧に基づいて、前記ゲートバイアス電圧を調整する調整部とを備える、
電圧調整装置。
【請求項２】
前記電流測定部は、前記電流測定部における測定結果に混入する周期的雑音成分の周期よりも短い測定時間で、前記ドレイン電流と前記リファレンス電流とを切り替えて測定する、
請求項１に記載の電圧調整装置。
【請求項３】
前記電圧調整装置は、
複数の前記増幅器と、
それぞれの前記増幅器に対応して、前記ゲートバイアス電圧を印加する複数の前記バイアス電圧生成部とを備え、
複数の前記バイアス電圧生成部のうちの第１のバイアス電圧生成部は、複数の前記増幅器のうちの対応する前記増幅器に第１のゲートバイアス電圧を印加し、
複数の前記バイアス電圧生成部のうちの第１のバイアス電圧生成部以外の第２のバイアス電圧生成部は、複数の前記増幅器のうちの対応する前記増幅器に第２のゲートバイアス電圧を印加し、
前記第１のゲートバイアス電圧は、前記増幅器に前記ドレイン電流が流れる電圧値であり、
前記第２のゲートバイアス電圧は、前記増幅器に前記ドレイン電流が流れない電圧値であり、
前記電流測定部は、前記第１のゲートバイアス電圧が印加された前記増幅器に流れる前記ドレイン電流と、前記リファレンス電流とを切り替えて測定する、
請求項１または請求項２に記載の電圧調整装置。
【請求項４】
前記ドレイン電流の電流値が、あらかじめ定められた基準電流値であった場合、
前記調整部は、前記第１のゲートバイアス電圧を対応する前記増幅器の基準電圧値とし、
前記第１のバイアス電圧生成部は、対応する前記増幅器に前記第２のゲートバイアス電圧を印加し、
前記第２のバイアス電圧生成部は、対応する１つの前記増幅器に、前記増幅器に前記ドレイン電流が流れる電圧を印加し、
前記電流測定部は、前記第２のバイアス電圧生成部によって前記第１のゲートバイアス電圧が印加された前記増幅器に流れる前記ドレイン電流と、前記リファレンス電流とを切り替えて測定する、
請求項３に記載の電圧調整装置。
【請求項５】
前記電流測定部は、前記ドレイン電流と、前記リファレンス電流とをそれぞれ複数回ずつ切り替えて測定し、
前記調整部は、それぞれの前記リファレンス電流を用いて校正された対応する前記ドレイン電流の平均値を用いて、前記ゲートバイアス電圧を調整する、
請求項１から請求項４のうちのいずれか１項に記載の電圧調整装置。
【請求項６】
前記リファレンス回路部は、少なくとも１つの抵抗器と、前記抵抗器と直列に接続されるトランジスタとを備える、
請求項１から請求項５のうちのいずれか１項に記載の電圧調整装置。
【請求項７】
前記リファレンス回路部は、複数の前記抵抗器と、それぞれの前記抵抗器と直列に接続される複数の前記トランジスタとを備え、
それぞれの前記抵抗器の抵抗値は、Ｒ、Ｒ／２、Ｒ／４・・・Ｒ／２ｎである、
請求項６に記載の電圧調整装置。
【請求項８】
前記電流測定部に入力される前記ドレイン電流および前記リファレンス電流の入力方向を変更するスイッチ部をさらに備える、
請求項１から請求項７のうちのいずれか１項に記載の電圧調整装置。
【請求項９】
前記電流測定部は、
電流センサーと、
前記電流センサーの電源と、
前記電流センサーの出力電圧および前記電源の電圧とを測定する測定器と、
前記電源の電圧と、前記電流センサーにおける感度およびオフセット値との関係を示すテーブルとを備える、
請求項１から請求項８のうちのいずれか１項に記載の電圧調整装置。
【請求項１０】
前記リファレンス回路部は、あらかじめ定められた基準電流値と等しい前記リファレンス電流を流し、
前記調整部は、前記ドレイン電圧と前記リファレンス電圧との比較結果に基づいて、前記ゲートバイアス電圧を調整する、
請求項１から請求項９のうちのいずれか１項に記載の電圧調整装置。
【請求項１１】
前記ドレイン電圧と前記リファレンス電圧との比較結果に基づいて、前記増幅器の故障の有無を判定する判定部をさらに備える、
請求項１から請求項１０のうちのいずれか１項に記載の電圧調整装置。
【請求項１２】
前記リファレンス回路部は、第１のリファレンス電流と、前記第１のリファレンス電流とは異なる電流値である第２のリファレンス電流とを流し、
前記電流測定部は、前記ドレイン電流と、前記第１のリファレンス電流と、前記第２のリファレンス電流とを切り替えて測定し、かつ、前記ドレイン電流の測定結果をドレイン電圧、前記第１のリファレンス電流の測定結果を第１のリファレンス電圧、前記第２のリファレンス電流の測定結果を第２のリファレンス電圧として出力し、
前記調整部は、前記ドレイン電圧、前記第１のリファレンス電圧および前記第２のリファレンス電圧に基づいて、前記ゲートバイアス電圧を調整する、
請求項１から請求項１１のうちのいずれか１項に記載の電圧調整装置。
【請求項１３】
前記調整部は、前記第１のリファレンス電流Ｉ１、前記第２のリファレンス電流Ｉ２、前記第１のリファレンス電圧Ｖｍｅａｓ１、前記第２のリファレンス電圧Ｖｍｅａｓ２、前記ドレイン電圧Ｖｍｅａｓ３とした場合に、
【数１】
2019102910.tif 000018
で示される校正された前記ドレイン電流に基づいて、前記ゲートバイアス電圧を調整する、
請求項１２に記載の電圧調整装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願明細書に開示される技術は、たとえば、アクティブフェーズドアレイアンテナ（ＡＰＡＡ）に搭載されている高出力増幅器のバイアス電圧調整に関するものであり、特に、バイアス電圧の高精度な調整を可能にするものである。
【背景技術】
【０００２】
第５世代携帯電話システムの基地局装置では、多数のアンテナ素子を活用したビームフォーミング技術によって高ＳＨＦ（ｓｕｐｅｒ  ｈｉｇｈ  ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）帯の高周波数帯域を有効利用する方式が検討されている。そのための方式としては、たとえば、アクティブフェイズドアレーアンテナ（ａｄａｐｔｉｖｅ  ｐｈａｓｅｄ  ａｒｒａｙ  ａｎｔｅｎｎａ、すなわち、ＡＰＡＡ）方式が採用される。
【０００３】
ＡＰＡＡシステムでは、それぞれの素子のアンテナの振幅および位相を制御することによって、アンテナ放射パターンを形成する。そうすることによって、ビームフォーミングを可能にしている。
【０００４】
ＡＰＡＡを構成する素子アンテナの個数は、たとえば、１６個以上、かつ、数千個以下であり、精度よくビームを形成するためには、それぞれの素子の特性が一致している必要がある。したがって、それぞれの素子における増幅器の利得特性および飽和特性を調整する必要がある。
【０００５】
増幅器の利得特性および飽和特性は、無線信号が入力されていない状態（すなわち、無入力状態）におけるドレイン電流Ｉｄｑの値に依存する。それぞれの増幅器のドレイン電流Ｉｄｑの値は、増幅器のゲートバイアス電圧を制御することによって調整することができる。所望のドレイン電流Ｉｄｑの値を実現するゲートバイアス電圧は、それぞれの増幅器で異なることが知られている。
【０００６】
そのため、増幅器の調整では、無入力状態におけるドレイン電流Ｉｄｑを測定しながらゲートバイアス電圧を変化させるという手順をとる。具体的には、シャント抵抗素子または非接触素子（たとえば、ホール素子など）の電流センサーによってそれぞれの増幅器に流れるドレイン電流Ｉｄｑを測定し、当該ドレイン電流Ｉｄｑが所望の値となるように、それぞれの増幅器のゲートバイアス電圧を設定する方法がある（たとえば、特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第４４２９３４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記のように、無入力状態におけるドレイン電流Ｉｄｑを所望の値にするように、それぞれの増幅器のゲートバイアス電圧が調整される。
【０００９】
ここで、電流センサーの個体差および電流センサーの実装状態によって、電流センサーの感度およびオフセット値にはばらつきが生じる。また、発明者の測定によれば、電流センサーの出力電圧に数十秒周期の長周期雑音が混入していることも明らかとなっている。
【００１０】
本願明細書に開示される技術は、以上に記載されたような問題を解決するためになされたものであり、増幅器に流れるドレイン電流の測定精度を向上させることによって、ゲートバイアス電圧を高い精度で調整するための技術を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本願明細書に開示される技術の第１の態様は、少なくとも１つの増幅器と、前記増幅器にゲートバイアス電圧を印加するバイアス電圧生成部と、前記増幅器と並列に接続され、かつ、少なくとも１種類のリファレンス電流を流すリファレンス回路部と、前記ゲートバイアス電圧が印加された前記増幅器に流れるドレイン電流と、前記リファレンス電流とを切り替えて測定し、かつ、前記ドレイン電流の測定結果をドレイン電圧として、前記リファレンス電流の測定結果をリファレンス電圧としてそれぞれ出力する電流測定部と、前記ドレイン電圧および前記リファレンス電圧に基づいて、前記ゲートバイアス電圧を調整する調整部とを備える。
【発明の効果】
【００１２】
本願明細書に開示される技術の第１の態様は、少なくとも１つの増幅器と、前記増幅器にゲートバイアス電圧を印加するバイアス電圧生成部と、前記増幅器と並列に接続され、かつ、少なくとも１種類のリファレンス電流を流すリファレンス回路部と、前記ゲートバイアス電圧が印加された前記増幅器に流れるドレイン電流と、前記リファレンス電流とを切り替えて測定し、かつ、前記ドレイン電流の測定結果をドレイン電圧として、前記リファレンス電流の測定結果をリファレンス電圧としてそれぞれ出力する電流測定部と、前記ドレイン電圧および前記リファレンス電圧に基づいて、前記ゲートバイアス電圧を調整する調整部とを備えるものである。このような構成によれば、ドレイン電流とリファレンス電流とを切り替えて測定することによって、長周期雑音によって生じる電流センサーの出力電圧の時間変化量を少なくすることができる。したがって、電流センサーでの測定誤差を軽減させることができるため、ゲートバイアス電圧の調整精度を向上させることができる。
【００１３】
本願明細書に開示される技術に関する目的と、特徴と、局面と、利点とは、以下に示される詳細な説明と添付図面とによって、さらに明白となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】電流センサーの入力電流特性と出力電圧特性との関係を例示する図である。
【図２】電流が入力されていない状態の電流センサーにおける出力電圧と時間との関係を例示する図である。
【図３】実施の形態に関する、電圧調整回路を含む電圧調整装置の構成を概略的に例示する図である。
【図４】電圧調整装置の構成において、リファレンス回路の構成を具体的に例示する図である。
【図５】長周期雑音の周期に対して十分短い測定時間でドレイン電流を測定した場合の、時間波形を例示する図である。
【図６】長周期雑音によって生じるドレイン電流の測定誤差を例示する図である。
【図７】リファレンス電流Ｉ１およびリファレンス電流Ｉ２と、それぞれの増幅器におけるドレイン電流Ｉｄｑとを流した場合の、電流センサーの出力電圧を例示する図である。
【図８】実施の形態に関する、電圧調整装置の動作を例示するフローチャートである。
【図９】図８におけるステップＳＴ７０３に対応する、ドレイン電流の測定動作を例示するフローチャートである。
【図１０】長周期雑音と短周期のランダム雑音とが乗じている電流センサーの、オフセット値の時間波形を例示する図である。
【図１１】長周期雑音および短周期のランダム雑音によって生じるドレイン電流の測定誤差を例示する図である。
【図１２】リファレンス電流Ｉ１およびリファレンス電流Ｉ２と、それぞれの増幅器におけるドレイン電流Ｉｄｑとを流した場合の、電流センサーの出力電圧を例示する図である。
【図１３】図８におけるステップＳＴ７０３に対応する、ドレイン電流の測定動作を例示するフローチャートである。
【図１４】実施の形態に関する、電圧調整装置の動作を例示するフローチャートである。
【図１５】図１４におけるステップＳＴ１１０３に対応する、ドレイン電流の測定動作を例示するフローチャートである。
【図１６】図１４におけるステップＳＴ１１０３に対応する、ドレイン電流の測定動作を例示するフローチャートである。
【図１７】実施の形態に関する、電圧調整装置のヘルスチェック動作を例示するフローチャートである。
【図１８】所望の電流値に対する、増幅器の無線性能および増幅器の効率の関係を例示する図である。
【図１９】実施の形態に関する、電圧調整装置の構成を概略的に例示する図である。
【図２０】実施の形態に関する、電圧調整装置の構成を概略的に例示する図である。
【図２１】電流センサーの電源電圧と感度との関係を例示する図である。
【図２２】電流センサーの電源電圧とオフセット値との関係を例示する図である。
【図２３】電流センサーの電源電圧と、感度およびオフセット値との間の関係を示す図である。
【図２４】実施の形態に関する、電圧調整装置の動作を例示するフローチャートである。
【図２５】実施の形態に関する、電圧調整装置の構成を概略的に例示する図である。
【図２６】電流センサーの入力電流と出力電圧との関係を例示する図である。
【図２７】電圧調整装置を備える送受信装置の構成を概念的に例示する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、添付される図面を参照しながら実施の形態について説明する。
【００１６】
なお、図面は概略的に示されるものであり、説明の便宜のため、適宜、構成の省略、または、構成の簡略化がなされるものである。また、異なる図面にそれぞれ示される構成などの大きさおよび位置の相互関係は、必ずしも正確に記載されるものではなく、適宜変更され得るものである。
【００１７】
また、以下に示される説明では、同様の構成要素には同じ符号を付して図示し、それらの名称と機能とについても同様のものとする。したがって、それらについての詳細な説明を、重複を避けるために省略する場合がある。
【００１８】
また、以下に記載される説明において、「第１の」、または、「第２の」などの序数が用いられる場合があっても、これらの用語は、実施の形態の内容を理解することを容易にするために便宜上用いられるものであり、これらの序数によって生じ得る順序などに限定されるものではない。
【００１９】
＜第１の実施の形態＞
以下、本実施の形態に関する電圧調整装置について説明する。説明の便宜上、まず、電流センサーの入力電流特性および出力電圧特性、さらには、出力電圧と時間との関係について説明する。
【００２０】
図１は、電流センサーの入力電流特性と出力電圧特性との関係を例示する図である。図１において、縦軸は電流センサーの出力電圧［Ｖ］を示し、横軸は入力電流の電流値［Ａ］を示す。図１に例示されるように、電流センサーは、以下の式（１）にしたがい、測定電流（すなわち、入力電流ＩＩＮ）に比例する出力電圧Ｖｍｅａｓを出力するものである。
【００２１】
【数１】
2019102910.tif 000003
【００２２】
ここで、式（１）においてａは感度であり、入力電流ＩＩＮと出力電圧Ｖｍｅａｓとの間の比例定数である。また、Ｖｏｆｆｓｅｔは出力電圧のオフセット値である。
【００２３】
電流センサーの個体差および電流センサーの実装状態によって、上記の感度ａおよびＶｏｆｆｓｅｔの値にはばらつきが生じる。また、発明者の測定によれば、電流センサーの出力電圧に数十秒周期の長周期雑音が混入している。これらが原因となって、電流センサーを用いたドレイン電流の測定精度が低下する。
【００２４】
図２は、電流が入力されていない状態の電流センサーにおける出力電圧と時間との関係を例示する図である。図２において、縦軸は電流センサーの出力電圧［Ｖ］を示し、横軸は時間［ｓ］を示す。図２に例示されるように、電流センサーのオフセット値であるＶｏｆｆｓｅｔ１０１は一定値であるが、数十秒周期の長周期雑音１０２の影響、さらには、温度変化などによって、オフセットとして出力される出力電圧の値が変動する。
【００２５】
図２においては、長周期雑音１０２の影響によって、ΔＬ１、ΔＬ２、ΔＬ３のように出力電圧が変動する様子が例示されている。この場合、電流センサーの電圧が出力されるタイミングの違いによって長周期雑音１０２の電圧値も変動しているため、測定誤差が生じてしまう。
【００２６】
＜電圧調整装置の構成について＞
図３は、本実施の形態に関する電圧調整回路を含む電圧調整装置の構成を概略的に例示する図である。電圧調整装置における電圧調整回路は、増幅器のバイアス電圧を調整する回路である。
【００２７】
図３に例示されるように、電圧調整装置は、ＡＰＡＡの増幅器１００、増幅器１１０・・・増幅器１ｎ０と、対応する増幅器のバイアス電圧をそれぞれ生成するバイアス電圧生成部２００、バイアス電圧生成部２１０・・・バイアス電圧生成部２ｎ０と、これらのバイアス電圧生成部を制御する制御部３００と、増幅器のドレイン電流をそれぞれ測定する電流測定部４００と、電流測定部４００の校正を行うための２種類以上の電流を電流センサーに流すリファレンス回路部６００と、リファレンス回路部６００およびそれぞれの増幅器の電源５００とを備える。
【００２８】
増幅器１００は、ドレイン端子１００Ａおよびゲート端子１００Ｂを有する。当該構成は、増幅器１１０・・・増幅器１ｎ０においても同様である。
【００２９】
バイアス電圧生成部２００は、対応する増幅器１００のゲート端子１００Ｂにゲートバイアス電圧ＶＧ１を印加するデジタルアナログコンバータ（ＤＡＣ）２０１を有する。当該構成は、バイアス電圧生成部２１０・・・バイアス電圧生成部２ｎ０においても同様である。
【００３０】
電流測定部４００は、ｎ個の増幅器に入力される総ドレイン電流ＩＤＤ、または、１つの増幅器に入力されるドレイン電流を測定する電流センサー４０１と、電流センサー４０１の出力を制御部３００に入力するアナログデジタルコンバータ（ＡＤＣ）４０２とを有する。
【００３１】
リファレンス回路部６００は、リファレンス電流Ｉ１およびリファレンス電流Ｉ２を流す、リファレンス電流発生回路６０１を備える。リファレンス回路部６００は、増幅器１１０・・・増幅器１ｎ０と並列に接続される。リファレンス電流Ｉ１およびリファレンス電流Ｉ２は、電流値があらかじめ分かっている電流である。また、リファレンス電流Ｉ１およびリファレンス電流Ｉ２は、互いに異なる電流値である。
【００３２】
制御部３００は、たとえば、ｆｉｅｌｄ−ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  ｇａｔｅ  ａｒｒａｙ（ＦＰＧＡ）または位相同期回路（ｐｈａｓｅ  ｌｏｃｋｅｄ  ｌｏｏｐ、すなわち、ＰＬＬ）などである。制御部３００は信号を発生させ、当該信号を用いてリファレンス回路部６００を動作させ、または、停止させる。
【００３３】
また、制御部３００は信号を発生させ、当該信号を用いてそれぞれのバイアス電圧生成部におけるＤＡＣを介して、それぞれの増幅器にゲートバイアス電圧を印加する。
【００３４】
このとき、制御部３００からそれぞれのＤＡＣに入力する入力信号をｊとし、さらに、ＤＡＣから出力されるゲートバイアス電圧をＶＧｊとする。ＶＧｊは入力信号ｊの値（すなわち、いずれのバイアス電圧生成部に対応するか）によって電圧値が変化する。
【００３５】
図４は、本実施の形態に関する電圧調整装置の構成において、リファレンス回路の構成を具体的に例示する図である。図４に例示されるように、リファレンス回路部６００Ａは、リファレンス電流発生回路６０１Ａを備える。そして、リファレンス電流発生回路６０１Ａは、抵抗器６２１と、抵抗器６２１と並列に接続される抵抗器６２２と、抵抗器６２１と直列に接続されるトランジスタ６１１と、抵抗器６２２と直列に接続されるトランジスタ６１２とを備える。抵抗器６２１にはリファレンス電流Ｉ１が流れ、抵抗器６２２にはリファレンス電流Ｉ２が流れる。
【００３６】
トランジスタ６１１およびトランジスタ６１２は、スイッチング素子として用いられる。リファレンス回路部６００Ａに接続される制御部３００は、トランジスタ６１１およびトランジスタ６１２それぞれのベース（またはゲート）に、ある一定の電圧を印加する。そうすることによって、コレクタ−エミッタ間（またはドレイン−ソース間）を導通させ、また、ベース（またはゲート）の電圧値を０Ｖとすることによって、電流を流れないように制御する。
【００３７】
トランジスタのベース（またはゲート）に一定の電圧を印加している場合のコレクタ−エミッタ間（またはドレイン−ソース間）のインピーダンスは低いため無視すると、リファレンス回路を流れる電流は式（２）のようになる。
【００３８】
【数２】
2019102910.tif 000004
【００３９】
ここで、Ｅは電源５００の電源電圧である。式（２）に例示されるように、抵抗器の抵抗値Ｒ１（すなわち、図４における抵抗器６２１）を調整することによって、リファレンス電流Ｉ１の大きさを所望の値に変化させることができる。
【００４０】
本実施の形態に関する電圧調整装置では、電源５００からリファレンス回路部６００Ａおよびそれぞれの増幅器の電源を得る。
【００４１】
電源５００がオン状態で、ゲートバイアス電圧の調整を開始する場合、制御部３００は、すべての増幅器をピンチオフ状態とする電圧（すなわち、ピンチオフ電圧）を印加するように、バイアス電圧生成部２００、バイアス電圧生成部２１０・・・バイアス電圧生成部２ｎ０を制御する。
【００４２】
その後、たとえば、バイアス電圧生成部２００は、対応する増幅器１００にドレイン電流が流れるゲートバイアス電圧ＶＧ１を印加する。そして、増幅器１００を流れるドレイン電流ＩＤ１を電流センサー４０１において測定し、制御部３００は、ドレイン電流ＩＤ１があらかじめ定められた値（基準電流値）となるように、バイアス電圧生成部２００を制御することによってゲートバイアス電圧ＶＧ１を調整する。
【００４３】
ゲートバイアス電圧ＶＧ１が調整された後、基準電流値のドレイン電流ＩＤ１が流れるゲートバイアス電圧ＶＧ１の値を、バイアス電圧生成部２００における基準電圧値として設定する。そして、増幅器１００をピンチオフ状態にしておく。
【００４４】
さらに、調整する増幅器を、たとえば増幅器１００から増幅器１１０に切り替えて同様の作業を行い、対応して印加するゲートバイアス電圧ＶＧ２を調整する。
【００４５】
上記のゲートバイアス電圧の調整に際しては、電流センサー４０１を用いてドレイン電流を測定する。しかしながら、図２に例示されるように、電流センサー４０１の出力電圧には長周期雑音が乗じている。長周期雑音によって電流センサー４０１のオフセット値が時間変動するため、長周期雑音は、ドレイン電流の測定値に対し誤差を生じさせるものとなる。さらに、ホール素子を用いた電流センサーでは、電流センサーの実装状態および電流センサーの個体差、さらには、電流センサーの周辺環境によって、感度およびオフセット値にばらつきが生じる。
【００４６】
そこで、本実施の形態に関する電圧調整装置では、リファレンス回路部６００におけるリファレンス電流Ｉ１およびリファレンス電流Ｉ２とそれぞれの増幅器に流れるドレイン電流とを、長周期雑音の周期に対して十分短い周期で切り替えて測定を行う。ドレイン電流の測定は、長周期雑音の周期に対して十分短い測定時間で行うこととなる。ここで、長周期雑音の周期数十秒に対して、十分に短い測定時間とは、たとえば、１０ｍｓである。
【００４７】
図５は、長周期雑音の周期に対して十分短い測定時間でドレイン電流を測定した場合の、時間波形を例示する図である。図５において、縦軸は電流センサーの出力電圧［Ｖ］を示し、横軸は時間［ｓ］を示す。図５に例示されるように、長周期雑音の周期に対して十分短い時間で、リファレンス電流Ｉ１、ドレイン電流（Ｉｄｑ）、リファレンス電流Ｉ２を切り替えて測定することによって、長周期雑音によって生じる誤差Δ１を極めて小さくすることができる。
【００４８】
また、本実施の形態に関する電圧調整装置のドレイン電流測定について、図６および図７を用いて説明する。ここで、図６は、長周期雑音によって生じるドレイン電流の測定誤差を例示する図である。図６において、縦軸は電流センサーの出力電圧［Ｖ］を示し、横軸は時間［ｓ］を示す。
【００４９】
図６に例示されるように、長周期雑音と電流の測定時間との関係によって、たとえば、ドレイン電流に、ΔＬ１、ΔＬ２、ΔＬ３の測定誤差が生じる。
【００５０】
図７は、リファレンス電流Ｉ１およびリファレンス電流Ｉ２と、それぞれの増幅器におけるドレイン電流Ｉｄｑとを流した場合の、電流センサーの出力電圧を例示する図である。図７において、縦軸は電流センサーの出力電圧［Ｖ］を示し、横軸は電流値［Ａ］を示す。
【００５１】
リファレンス電流Ｉ１を流した場合の電流センサー４０１の出力電圧をＶｍｅａｓ１、リファレンス電流Ｉ２を流した場合の電流センサー４０１の出力電圧をＶｍｅａｓ２、ドレイン電流Ｉｄｑを流した場合の電流センサー４０１の出力電圧をＶｍｅａｓ３とする。そして、長周期雑音によって生じる測定誤差がΔＬ１である場合に、長周期雑音の周期に対して十分短い周期でこれら３種類の電流を測定するものとする。
【００５２】
この場合、出力電圧Ｖｍｅａｓ１、Ｖｍｅａｓ２およびＶｍｅａｓ３は、以下のように示すことができる。
【００５３】
【数３】
2019102910.tif 000005
【００５４】
【数４】
2019102910.tif 000006
【００５５】
【数５】
2019102910.tif 000007
【００５６】
ΔＬ１は長周期雑音によって生じる、出力電圧のオフセット値の変動分である。そして、測定する電流を長周期雑音の周期に対して十分短い周期で切り替えているため、Ｖｍｅａｓ１、Ｖｍｅａｓ２およびＶｍｅａｓ３それぞれにおいて、出力電圧のオフセット値の変動分は同じ値であると考えることができる。
【００５７】
また、上記の式（３）、式（４）および式（５）より、感度ａは以下の式（６）で表すことができる。
【００５８】
【数６】
2019102910.tif 000008
【００５９】
また、上記の式（３）、式（４）および式（５）の連立方程式を解くことによって、増幅器のドレイン電流Ｉｄｑは、以下の式（７）で表すことができる。
【００６０】
【数７】
2019102910.tif 000009
【００６１】
さらに、式（７）に式（６）を代入することによって、以下の式（８）を導くことができる。
【００６２】
【数８】
2019102910.tif 000010
【００６３】
＜電圧調整装置の動作について＞
次に、図８および図９を参照しつつ、本実施の形態に関する電圧調整装置の動作を説明する。
【００６４】
図８は、本実施の形態に関する電圧調整装置の動作を例示するフローチャートである。
【００６５】
まず、制御部３００は、すべての増幅器にピンチオフ電圧を印加させ、それぞれの増幅器にドレイン電流が流れない状態にする（ステップＳＴ７０１）。
【００６６】
次に、制御部３００は、ゲートバイアス電圧を調整する増幅器（ｉ＝１）を選択（ステップＳＴ７０２）し、増幅器１００に流れるドレイン電流ＩＤ１を測定する（ステップＳＴ７０３）。ドレイン電流の測定については、後述する。
【００６７】
ステップＳＴ７０３において測定されたドレイン電流ＩＤ１の値が基準電流値である場合、制御部３００は、増幅器１００に印加されているゲートバイアス電圧ＶＧ１を基準電圧値に設定する（ステップＳＴ７０４）。
【００６８】
次に、制御部３００は、増幅器１００にピンチオフ電圧を印加させ、増幅器１００にドレイン電流が流れないようにする（ステップＳＴ７０５）。そして、制御部３００は、次にゲートバイアス電圧を調整する増幅器（ｉ＝ｉ＋１）を選択する（ステップＳＴ７０６）。
【００６９】
次に、制御部３００は、ステップＳＴ７０６で選択された増幅器（ｉ＝ｉ＋１）が、最後の増幅器（ｉ＝ｎ＋１）であるか否かを判定する（ステップＳＴ７０７）。
【００７０】
そして、ステップＳＴ７０６で選択された増幅器（ｉ＝ｉ＋１）が、最後の増幅器（ｉ＝ｎ＋１）である場合、すなわち、図８に例示されるステップＳＴ７０７から分岐する「ＹＥＳ」に対応する場合には、ゲートバイアス電圧の調整動作を終了する。
【００７１】
一方で、ステップＳＴ７０６で選択された増幅器（ｉ＝ｉ＋１）が、最後の増幅器（ｉ＝ｎ＋１）でない場合、すなわち、図８に例示されるステップＳＴ７０７から分岐する「ＮＯ」に対応する場合には、ステップＳＴ７０３、ステップＳＴ７０４、ステップＳＴ７０５およびステップＳＴ７０６と同様の動作を繰り返す。
【００７２】
次に、ドレイン電流の測定動作について、図９を参照しつつ説明する。なお、図９は、図８におけるステップＳＴ７０３に対応する、ドレイン電流の測定動作を例示するフローチャートである。
【００７３】
まず、制御部３００は、リファレンス電流発生回路６０１を停止させる（ステップＳＴ７０９）。すなわち、リファレンス電流Ｉ１およびリファレンス電流Ｉ２は流れない状態となる。その後、制御部３００は、ＤＡＣに入力する入力信号ｊを初期化（ｊ＝１）する（ステップＳＴ７１０）。
【００７４】
その後、制御部３００は、リファレンス電流発生回路６０１を動作させて、リファレンス電流Ｉ１を電流センサー４０１に入力する（ステップＳＴ７１１）。そして、その際の電流センサー４０１の出力電圧Ｖｍｅａｓ１をＡＤＣ４０２で測定する（ステップＳＴ７１２）。
【００７５】
その後、制御部３００は、リファレンス電流Ｉ１を０Ａとして（ステップＳＴ７１３）、リファレンス電流Ｉ１とは異なる電流値であるリファレンス電流Ｉ２を電流センサーに入力する（ステップＳＴ７１４）。そして、その際の電流センサー４０１の出力電圧Ｖｍｅａｓ２をＡＤＣ４０２で測定する（ステップＳＴ７１５）。その後、制御部３００は、リファレンス電流Ｉ２を０Ａとする（ステップＳＴ７１６）。
【００７６】
次に、制御部３００は、入力信号ｊの入力によってＤＡＣからＶＧｊを出力させ、対応する増幅器のゲートバイアス電圧ＶＧｉを印加する。ゲートバイアス電圧が印加されることによって、対応する増幅器にドレイン電流が流れる（ステップＳＴ７１７）。その際の電流センサー４０１の出力電圧Ｖｍｅａｓ３をＡＤＣ４０２で測定する（ステップＳＴ７１８）。
【００７７】
その後、制御部３００は、対応する増幅器にピンチオフ電圧を印加する（ステップＳＴ７１９）。
【００７８】
以上の動作で取得されたＶｍｅａｓ１、Ｖｍｅａｓ２、Ｖｍｅａｓ３を式（８）に代入することによって、ドレイン電流の値を算出する（ステップＳＴ７２０）。そして、制御部３００は、ステップＳＴ７２０で算出されたドレイン電流が基準電流値であるか否かを判定する（ステップＳＴ７２１）。
【００７９】
そして、算出されたドレイン電流が基準電流値である場合、すなわち、図９に例示されるステップＳＴ７２１から分岐する「ＹＥＳ」に対応する場合には、その際のＤＡＣへの入力信号ｊを記録し（ステップＳＴ７２２）、ドレイン電流の測定動作を終了する。
【００８０】
一方で、算出されたドレイン電流が基準電流値でない場合、すなわち、図９に例示されるステップＳＴ７２１から分岐する「ＮＯ」に対応する場合には、ＤＡＣへの入力信号ｊを入力信号ｊ＋１に変更する（ステップＳＴ７２３）。そして、ステップＳＴ７１１からステップＳＴ７２０までの動作を、基準電流値が得られるまで繰り返す。
【００８１】
ここで、図９におけるステップＳＴ７１１からステップＳＴ７１９までの動作は、長周期雑音の周期に対して十分に短い周期で行われる。
【００８２】
本実施の形態では、図９におけるステップＳＴ７１１からステップＳＴ７１９までの動作を、長周期雑音の周期に対して十分に短い周期で行うことによって、ドレイン電流の測定における長周期雑音の影響を軽減することができる。また、異なる電流値であるリファレンス電流Ｉ１およびリファレンス電流Ｉ２を用いることによって、ドレイン電流を流した場合の電流センサー４０１の出力電圧の値を校正することができる。したがって、精度の高いドレイン電流の測定が可能となり、ゲートバイアス電圧の調整精度を向上させることができる。
【００８３】
＜第２の実施の形態＞
本実施の形態に関する電圧調整装置について説明する。以下の説明においては、以上に記載された実施の形態で説明された構成要素と同様の構成要素については同じ符号を付して図示し、その詳細な説明については適宜省略するものとする。
【００８４】
＜電圧調整装置の構成について＞
図１０は、長周期雑音と短周期のランダム雑音とが乗じている電流センサーの、オフセット値の時間波形を例示する図である。図１０において、縦軸は電流センサーの出力電圧［Ｖ］を示し、横軸は時間［ｓ］を示す。
【００８５】
第１の実施の形態では、長周期雑音のみによって生じるドレイン電流の測定誤差を軽減する電圧調整装置が例示されたが、図１０に例示されるように、長周期雑音の他に、長周期雑音の周期よりも短い周期のランダム雑音が電流センサーの出力電圧に乗じており、当該ランダム雑音もドレイン電流の測定誤差を生じさせる。
【００８６】
本実施の形態では、ドレイン電流の複数の測定結果を平均化することによって、短周期のランダム雑音によって生じる測定誤差を軽減する電圧調整装置について説明する。なお、電圧調整装置の構成は、図３に例示されたものと同様である。
【００８７】
以下、本実施の形態に関する電圧調整装置におけるドレイン電流の測定方法について、図１１および図１２を参照しつつ説明する。ここで、図１１は、長周期雑音および短周期のランダム雑音によって生じるドレイン電流の測定誤差を例示する図である。図１１において、縦軸は電流センサーの出力電圧［Ｖ］を示し、横軸は時間［ｓ］を示す。また、図１２は、リファレンス電流Ｉ１およびリファレンス電流Ｉ２と、それぞれの増幅器におけるドレイン電流Ｉｄｑとを流した場合の、電流センサーの出力電圧を例示する図である。図１２において、縦軸は電流センサーの出力電圧［Ｖ］を示し、横軸は電流値［Ａ］を示す。
【００８８】
図１１に例示されるように、長周期雑音によってΔＬ１、ΔＬ２、ΔＬ３の測定誤差が生じるが、それに加えて、図１２に例示されるように、短周期のランダム雑音によってΔｓ１、Δｓ２、Δｓ３の測定誤差が生じる。
【００８９】
第１の実施の形態における場合と同様に、長周期雑音の周期に対して十分短い周期で切り替えて、リファレンス電流Ｉ１、リファレンス電流Ｉ２およびドレイン電流Ｉｄｑの測定を行うことによって、ドレイン電流を流した場合の電流センサー４０１の出力電圧の値を校正することができる。
【００９０】
しかしながら、第１の実施の形態に例示された方法では短周期のランダム雑音（Δｓ１、Δｓ２、Δｓ３）を軽減することはできないので、第１の実施の形態に例示された方法でのドレイン電流の測定を複数回行い、さらに、複数の測定結果の平均値を算出することによって、短周期のランダム雑音を軽減する。
【００９１】
第１の実施の形態と同様に、リファレンス電流Ｉ１を流した場合の電流センサー４０１の出力電圧をＶｍｅａｓ１、リファレンス電流Ｉ２を流した場合の電流センサー４０１の出力電圧をＶｍｅａｓ２、ドレイン電流Ｉｄｑを流した場合の電流センサー４０１の出力電圧をＶｍｅａｓ３とする。そして、長周期雑音によって生じる測定誤差がΔＬ１である場合に、長周期雑音の周期に対して十分短い周期でこれら３種類の電流を測定する。
【００９２】
電流センサー４０１の出力電圧Ｖｍｅａｓ１、Ｖｍｅａｓ２、Ｖｍｅａｓ３にはそれぞれランダム雑音が乗じるため、出力電圧Ｖｍｅａｓ１、Ｖｍｅａｓ２、Ｖｍｅａｓ３は、それぞれ以下のように示すことができる。
【００９３】
【数９】
2019102910.tif 000011
【００９４】
【数１０】
2019102910.tif 000012
【００９５】
【数１１】
2019102910.tif 000013
【００９６】
Δｓ１、Δｓ２、Δｓ３はそれぞれ、ランダム雑音によって生じる出力電圧のオフセット値の変動分である。また、上記の式（８）、式（９）および式（１０）を用いて第１の実施の形態と同様に計算すると、増幅器のドレイン電流Ｉｄｑは、以下の式（１２）で表すことができる。
【００９７】
【数１２】
2019102910.tif 000014
【００９８】
上記と同様に、リファレンス電流Ｉ１、リファレンス電流Ｉ２およびドレイン電流Ｉｄｑの測定、さらには、ドレイン電流Ｉｄｑの算出を複数回行う。なお、これらの作業を複数回行ううちに時間が長くかかってしまい、長周期雑音によって生じる出力電圧のオフセット値の変動分が、たとえば、ΔＬ１からΔＬ２へと変化する場合があるが、１回のドレイン電流Ｉｄｑの算出作業に着目すれば、長周期雑音の周期に対して十分短い周期でリファレンス電流Ｉ１、リファレンス電流Ｉ２およびドレイン電流Ｉｄｑの測定が行われるため、Ｖｍｅａｓ１、Ｖｍｅａｓ２およびＶｍｅａｓ３の間での長周期雑音によって生じるオフセットの変動分は等しくなる。そのため、上記の計算でドレイン電流Ｉｄｑを算出する際に、当該成分はキャンセルすることができる。このため、式（１２）には、長周期雑音の成分が存在しない。
【００９９】
ランダム雑音によって生じる出力電圧のオフセット値の変動分（Δｓ１、Δｓ２、Δｓ３）は、複数回測定されたドレイン電流Ｉｄｑの平均値を算出することによって軽減することができる。ランダム雑音によって生じる出力電圧のオフセット値の変動分を軽減することによって、ドレイン電流の測定精度を向上させることができる。
【０１００】
＜電圧調整装置の動作について＞
次に、図１３を参照しつつ、本実施の形態に関する電圧調整装置の動作を説明する。
【０１０１】
図１３は、図８におけるステップＳＴ７０３に対応する、ドレイン電流の測定動作を例示するフローチャートである。なお、本実施の形態に関する電圧調整装置の他の動作は、図８におけるステップＳＴ７０１、ステップＳＴ７０２、ステップＳＴ７０４からステップＳＴ７０７と同様である。
【０１０２】
まず、制御部３００は、ＤＡＣに入力する入力信号ｊを初期化（ｊ＝１）する（ステップＳＴ１００１）。また、制御部３００は、ドレイン電流の算出回数ｍを初期化（ｍ＝１）する（ステップＳＴ１００２）。
【０１０３】
次に、制御部３００は、リファレンス電流発生回路６０１を停止させる（ステップＳＴ１００３）。すなわち、リファレンス電流Ｉ１およびリファレンス電流Ｉ２は流れない状態となる。
【０１０４】
その後、制御部３００は、リファレンス電流発生回路６０１を動作させて、リファレンス電流Ｉ１を電流センサー４０１に入力する（ステップＳＴ１００４）。そして、その際の電流センサー４０１の出力電圧Ｖｍｅａｓ１をＡＤＣ４０２で測定する（ステップＳＴ１００５）。
【０１０５】
その後、制御部３００は、リファレンス電流Ｉ１を０Ａとして（ステップＳＴ１００６）、リファレンス電流Ｉ１とは異なる電流値であるリファレンス電流Ｉ２を電流センサーに入力する（ステップＳＴ１００７）。そして、その際の電流センサー４０１の出力電圧Ｖｍｅａｓ２をＡＤＣ４０２で測定する（ステップＳＴ１００８）。その後、制御部３００は、リファレンス電流Ｉ２を０Ａとする（ステップＳＴ１００９）。
【０１０６】
次に、制御部３００は、入力信号ｊの入力によってＤＡＣからＶＧｊを出力させ、対応する増幅器のゲートバイアス電圧ＶＧｉを印加する。ゲートバイアス電圧が印加されることによって、対応する増幅器にドレイン電流が流れる（ステップＳＴ１０１０）。その際の電流センサー４０１の出力電圧Ｖｍｅａｓ３をＡＤＣ４０２で測定する（ステップＳＴ１０１１）。
【０１０７】
その後、制御部３００は、対応する増幅器にピンチオフ電圧を印加する（ステップＳＴ１０１２）。
【０１０８】
以上の動作で取得されたＶｍｅａｓ１、Ｖｍｅａｓ２、Ｖｍｅａｓ３を式（１２）に代入することによって、ドレイン電流の値を算出する（ステップＳＴ１０１３）。
【０１０９】
次に、制御部３００は、ステップＳＴ１００３からステップＳＴ１０１３までの動作がＮ回繰り返し行われたか否かを判定する（ステップＳＴ１０１４）。
【０１１０】
そして、ステップＳＴ１００３からステップＳＴ１０１３までの動作がＮ回繰り返し行われた場合、すなわち、図１３に例示されるステップＳＴ１０１４から分岐する「ＹＥＳ」に対応する場合には、Ｎ回分のドレイン電流Ｉｄｑの平均値を算出する（ステップＳＴ１０１５）。
【０１１１】
一方で、ステップＳＴ１００３からステップＳＴ１０１３までの動作がＮ回繰り返し行われていない場合、すなわち、図１３に例示されるステップＳＴ１０１４から分岐する「ＮＯ」に対応する場合には、ドレイン電流の算出回数ｍを算出回数ｍ＋１に変更する（ステップＳＴ１０１８）。そして、ステップＳＴ１００３からステップＳＴ１０１４までの動作を、算出回数がＮ回になるまで繰り返す。
【０１１２】
そして、制御部３００は、ステップＳＴ１０１５で算出されたドレイン電流の平均値が基準電流値であるか否かを判定する（ステップＳＴ１０１６）。
【０１１３】
そして、算出されたドレイン電流の平均値が基準電流値である場合、すなわち、図１３に例示されるステップＳＴ１０１６から分岐する「ＹＥＳ」に対応する場合には、その際のＤＡＣへの入力信号ｊを記録し（ステップＳＴ１０１７）、ドレイン電流の測定動作を終了する。
【０１１４】
一方で、算出されたドレイン電流の平均値が基準電流値でない場合、すなわち、図１３に例示されるステップＳＴ１０１６から分岐する「ＮＯ」に対応する場合には、ＤＡＣへの入力信号ｊを入力信号ｊ＋１に変更する（ステップＳＴ１０１９）。そして、ステップＳＴ１００２からステップＳＴ１０１５までの動作を、基準電流値が得られるまで繰り返す。
【０１１５】
ここで、図１３におけるステップＳＴ１００４からステップＳＴ１０１２までの動作は、長周期雑音の周期に対して十分に短い周期で行われる。
【０１１６】
リファレンス電流およびドレイン電流をそれぞれ連続で複数回測定し、かつ、それぞれの平均値を算出する方法があるが、その方法では、リファレンス電流を測定してからドレイン電流を測定するまでに時間がかかってしまい、長周期雑音によって生じる出力電圧のオフセット値の変動分が変化してしまう。そのため、ドレイン電流の測定誤差を軽減することができない。
【０１１７】
一方で本実施の形態に例示された方法であれば、長周期雑音の周期に対して十分短い周期でリファレンス電流とドレイン電流とを切り替えて測定するため、それらを複数回測定した場合であっても、ドレイン電流における長周期雑音によって生じる誤差、さらには、ドレイン電流におけるランダム雑音によって生じる誤差を軽減することができる。
【０１１８】
＜第３の実施の形態＞
本実施の形態に関する電圧調整装置について説明する。以下の説明においては、以上に記載された実施の形態で説明された構成要素と同様の構成要素については同じ符号を付して図示し、その詳細な説明については適宜省略するものとする。
【０１１９】
＜電圧調整装置の構成について＞
増幅器のゲートバイアス電圧の調整において、通常、増幅器の所望のドレイン電流の値は既知である。
【０１２０】
第１の実施の形態では、２種類のリファレンス電流を用いて電流センサー４０１の感度ａとオフセット値Ｖｏｆｆｓｅｔとを校正した後でドレイン電流を測定することによって、ドレイン電流の測定精度を向上させている。そして、測定されたドレイン電流がターゲットの値（基準電流値）になるように、ゲートバイアス電圧を調整している。
【０１２１】
それに対して、本実施の形態では、リファレンス電流の電流値を基準電流値と等しい値とする。そして、リファレンス電流が流れた際の電流センサー４０１の出力電圧と、増幅器にドレイン電流が流れた際の電流センサー４０１の出力電圧とを比較し、それらが等しくなるように、ゲートバイアス電圧に調整する。
【０１２２】
なお、長周期雑音によって生じるドレイン電流の測定誤差の対策として、第１の実施の形態と同様に、長周期雑音の周期に対して十分短い周期でリファレンス電流とドレイン電流とを切り替えて測定する。
【０１２３】
＜電圧調整装置の動作について＞
次に、図１４および図１５を参照しつつ、本実施の形態に関する電圧調整装置の動作を説明する。
【０１２４】
図１４は、本実施の形態に関する電圧調整装置の動作を例示するフローチャートである。
【０１２５】
まず、制御部３００は、すべての増幅器にピンチオフ電圧を印加させ、それぞれの増幅器にドレイン電流が流れない状態にする（ステップＳＴ１１０１）。
【０１２６】
次に、制御部３００は、ゲートバイアス電圧を調整する増幅器（ｉ＝１）を選択（ステップＳＴ１１０２）し、増幅器１００に流れるドレイン電流ＩＤ１を測定する（ステップＳＴ１１０３）。ドレイン電流の測定については、後述する。
【０１２７】
ステップＳＴ１１０３において測定されたドレイン電流ＩＤ１の値が基準電流値である場合、制御部３００は、増幅器１００に印加されているゲートバイアス電圧ＶＧ１を基準電圧値に設定する（ステップＳＴ１１０４）。
【０１２８】
次に、制御部３００は、増幅器１００にピンチオフ電圧を印加させ、増幅器１００にドレイン電流が流れないようにする（ステップＳＴ１１０５）。そして、制御部３００は、次にゲートバイアス電圧を調整する増幅器（ｉ＝ｉ＋１）を選択（ステップＳＴ１１０６）する。
【０１２９】
次に、制御部３００は、ステップＳＴ１１０６で選択された増幅器（ｉ＝ｉ＋１）が、最後の増幅器（ｉ＝ｎ＋１）であるか否かを判定する（ステップＳＴ１１０７）。
【０１３０】
そして、ステップＳＴ１１０６で選択された増幅器（ｉ＝ｉ＋１）が、最後の増幅器（ｉ＝ｎ＋１）である場合、すなわち、図１４に例示されるステップＳＴ１１０７から分岐する「ＹＥＳ」に対応する場合には、ゲートバイアス電圧の調整動作を終了する。
【０１３１】
一方で、ステップＳＴ１１０６で選択された増幅器（ｉ＝ｉ＋１）が、最後の増幅器（ｉ＝ｎ＋１）でない場合、すなわち、図１４に例示されるステップＳＴ１１０７から分岐する「ＮＯ」に対応する場合には、ステップＳＴ１１０３、ステップＳＴ１１０４、ステップＳＴ１１０５およびステップＳＴ１１０６と同様の動作を繰り返す。
【０１３２】
次に、ドレイン電流の測定動作について、図１５を参照しつつ説明する。なお、図１５は、図１４におけるステップＳＴ１１０３に対応する、ドレイン電流の測定動作を例示するフローチャートである。
【０１３３】
まず、制御部３００は、ＤＡＣに入力する入力信号ｊを初期化（ｊ＝１）する（ステップＳＴ１１０９）。
【０１３４】
次に、制御部３００は、リファレンス電流発生回路６０１を停止させる（ステップＳＴ１１１０）。すなわち、リファレンス電流Ｉ１およびリファレンス電流Ｉ２は流れない状態となる。
【０１３５】
その後、制御部３００は、リファレンス電流発生回路６０１を動作させて、リファレンス電流Ｉ１を電流センサー４０１に入力する（ステップＳＴ１１１１）。ここで、リファレンス電流Ｉ１の値は、基準電流値と等しい値に設定する。
【０１３６】
そして、その際の電流センサー４０１の出力電圧Ｖｍｅａｓ４をＡＤＣ４０２で測定する（ステップＳＴ１１１２）。その後、制御部３００は、リファレンス電流Ｉ１を０Ａとする（ステップＳＴ１１１３）。
【０１３７】
次に、制御部３００は、入力信号ｊの入力によってＤＡＣからＶＧｊを出力させ、対応する増幅器のゲートバイアス電圧ＶＧｉを印加する。ゲートバイアス電圧が印加されることによって、対応する増幅器にドレイン電流が流れる（ステップＳＴ１１１４）。その際の電流センサー４０１の出力電圧Ｖｍｅａｓ５をＡＤＣ４０２で測定する（ステップＳＴ１１１５）。
【０１３８】
その後、制御部３００は、対応する増幅器にピンチオフ電圧を印加する（ステップＳＴ１１１６）。
【０１３９】
次に、制御部３００は、測定されたＶｍｅａｓ４とＶｍｅａｓ５とを比較して、Ｖｍｅａｓ５の方が大きいか否かを判定する（ステップＳＴ１１１７）。
【０１４０】
そして、Ｖｍｅａｓ５の方が大きい場合、すなわち、図１５に例示されるステップＳＴ１１１７から分岐する「ＹＥＳ」に対応する場合には、入力信号ｊに対応するＶｍｅａｓ５ｊと、入力信号ｊ−１に対応するＶｍｅａｓ５ｊ−１とのうち、Ｖｍｅａｓ４に近い方、すなわち、Ｖｍｅａｓ４との差の小さい方のＶｍｅａｓ５に対応する入力信号ｊまたは入力信号ｊ−１を記録し（ステップＳＴ１１１８）、ドレイン電流の測定動作を終了する。
【０１４１】
一方で、Ｖｍｅａｓ５の方が大きくない場合、すなわち、図１５に例示されるステップＳＴ１１１７から分岐する「ＮＯ」に対応する場合には、ＤＡＣへの入力信号ｊを入力信号ｊ＋１に変更する（ステップＳＴ１１１９）。そして、ステップＳＴ１１１１からステップＳＴ１１１６までの動作を繰り返す。
【０１４２】
ここで、図１５におけるステップＳＴ１１１１からステップＳＴ１１１６までの動作は、長周期雑音の周期に対して十分に短い周期で行われる。
【０１４３】
本実施の形態では、図１５におけるステップＳＴ１１１１からステップＳＴ１１１６までの動作を、長周期雑音の周期に対して十分に短い周期で行うことによって、ドレイン電流の測定における長周期雑音の影響を軽減することができる。また、リファレンス電流の電流値を基準電流値と等しい値とし、かつ、リファレンス電流とドレイン電流とを比較することによって、電流センサー４０１の感度およびオフセット値を校正しなくとも、精度の高いドレイン電流の測定、さらには、ゲートバイアス電圧の調整ができる。また、本実施の形態の場合では、リファレンス電流Ｉ１のみ、すなわち、１つのリファレンス電流のみを用いてゲートバイアス電圧の調整が可能となる。
【０１４４】
＜第４の実施の形態＞
本実施の形態に関する電圧調整装置について説明する。以下の説明においては、以上に記載された実施の形態で説明された構成要素と同様の構成要素については同じ符号を付して図示し、その詳細な説明については適宜省略するものとする。
【０１４５】
＜電圧調整装置の構成について＞
第３の実施の形態において、図１０に例示されたランダム雑音が出力電圧に乗じてくる場合を考える。
【０１４６】
ランダム雑音に対しては、第２の実施の形態に例示されたように、ドレイン電流の測定値の平均値を算出することによって、ランダム雑音によって生じるドレイン電流の測定誤差を軽減することができる。
【０１４７】
＜電圧調整装置の動作について＞
次に、図１６を参照しつつ、本実施の形態に関する電圧調整装置の動作を説明する。
【０１４８】
図１６は、図１４におけるステップＳＴ１１０３に対応する、ドレイン電流の測定動作を例示するフローチャートである。なお、本実施の形態に関する電圧調整装置の他の動作は、図１４におけるステップＳＴ１１０１、ステップＳＴ１１０２、ステップＳＴ１１０４からステップＳＴ１１０７と同様である。
【０１４９】
まず、制御部３００は、ＤＡＣに入力する入力信号ｊを初期化（ｊ＝１）する（ステップＳＴ１２０１）。また、制御部３００は、ドレイン電流の算出回数ｍを初期化（ｍ＝１）する（ステップＳＴ１２０２）。
【０１５０】
次に、制御部３００は、リファレンス電流発生回路６０１を停止させる（ステップＳＴ１２０３）。すなわち、リファレンス電流Ｉ１およびリファレンス電流Ｉ２は流れない状態となる。
【０１５１】
その後、制御部３００は、リファレンス電流発生回路６０１を動作させて、リファレンス電流Ｉ１を電流センサー４０１に入力する（ステップＳＴ１２０４）。ここで、リファレンス電流Ｉ１の値は、基準電流値と等しい値に設定する。
【０１５２】
そして、その際の電流センサー４０１の出力電圧Ｖｍｅａｓ４をＡＤＣ４０２で測定する（ステップＳＴ１２０５）。その後、制御部３００は、リファレンス電流Ｉ１を０Ａとする（ステップＳＴ１２０６）。
【０１５３】
次に、制御部３００は、入力信号ｊの入力によってＤＡＣからＶＧｊを出力させ、対応する増幅器のゲートバイアス電圧ＶＧｉを印加する。ゲートバイアス電圧が印加されることによって、対応する増幅器にドレイン電流が流れる（ステップＳＴ１２０７）。その際の電流センサー４０１の出力電圧Ｖｍｅａｓ５をＡＤＣ４０２で測定する（ステップＳＴ１２０８）。
【０１５４】
その後、制御部３００は、対応する増幅器にピンチオフ電圧を印加する（ステップＳＴ１２０９）。
【０１５５】
次に、制御部３００は、以下の式（１３）に従って、ΔＶｍｅａｓｍを算出する（ステップＳＴ１２１０）。
【０１５６】
【数１３】
2019102910.tif 000015
【０１５７】
次に、制御部３００は、ΔＶｍｅａｓｍがＮ回測定されたか否かを判定する（ステップＳＴ１２１１）。
【０１５８】
そして、ΔＶｍｅａｓｍがＮ回測定された場合、すなわち、図１６に例示されるステップＳＴ１２１１から分岐する「ＹＥＳ」に対応する場合には、Ｎ回分のΔＶｍｅａｓｍの平均値を算出する（ステップＳＴ１２１２）。
【０１５９】
一方で、ΔＶｍｅａｓｍがＮ回測定されていない場合、すなわち、図１６に例示されるステップＳＴ１２１１から分岐する「ＮＯ」に対応する場合には、ドレイン電流の算出回数ｍを算出回数ｍ＋１に変更する（ステップＳＴ１２１６）。そして、ステップＳＴ１２０３からステップＳＴ１２１０までの動作を繰り返す。
【０１６０】
次に、制御部３００は、Ｎ回分のΔＶｍｅａｓｍの平均値が、あらかじめ定められたしきい値よりも小さいか否かを判定する（ステップＳＴ１２１３）。
【０１６１】
そして、ΔＶｍｅａｓｍの平均値がしきい値よりも小さい場合、すなわち、図１６に例示されるステップＳＴ１２１３から分岐する「ＹＥＳ」に対応する場合には、その際のＤＡＣへの入力信号ｊを記録し（ステップＳＴ１２１４）、ドレイン電流の測定動作を終了する。
【０１６２】
一方で、ΔＶｍｅａｓｍの平均値がしきい値よりも小さくない場合、すなわち、図１６に例示されるステップＳＴ１２１３から分岐する「ＮＯ」に対応する場合には、ＤＡＣへの入力信号ｊを入力信号ｊ＋１に変更する（ステップＳＴ１２１７）。そして、ステップＳＴ１２０２からステップＳＴ１２１２までの動作を繰り返す。
【０１６３】
ここで、図１６におけるステップＳＴ１２０４からステップＳＴ１２０９までの動作は、長周期雑音の周期に対して十分に短い周期で行われる。
【０１６４】
本実施の形態では、リファレンス電流とドレイン電流とを長周期雑音の周期に対して十分短い周期で交互に流す。そして、電流センサー４０１の出力電圧に基づいて、それらの電流値の差を算出する。
【０１６５】
この動作をＮ回実施し、かつ、上記の電流値の差の平均値を算出することによって、長周期雑音の影響を軽減しつつ、ランダム雑音によって生じるドレイン電流の測定誤差を軽減することができる。
【０１６６】
＜第５の実施の形態＞
本実施の形態に関する電圧調整装置について説明する。以下の説明においては、以上に記載された実施の形態で説明された構成要素と同様の構成要素については同じ符号を付して図示し、その詳細な説明については適宜省略するものとする。
【０１６７】
＜電圧調整装置の構成について＞
図３に例示された構成の電圧調整装置を用いて、ＡＰＡＡ運用中にそれぞれの増幅器の正常および故障の判定を行うことを、以下説明する。
【０１６８】
ＡＰＡＡ運用中に、制御部３００は、それぞれの増幅器にゲートバイアス電圧を印加するＤＡＣへの入力信号を変化させる。そして、電流測定部４００において測定されたドレイン電流の変化量に基づいて、それぞれの増幅器が正常に動作しているか、または、故障しているかの判定を行う。
【０１６９】
電流測定部４００における電流センサー４０１は、周囲環境（すなわち、周囲の磁界または周囲の温度）の影響によって感度が変化する。また、電流センサー４０１の出力電圧には、長周期雑音が混入する。したがって、電流センサー４０１の出力電圧に基づいて算出されるドレイン電流の測定値には誤差が生じ、増幅器の正常および故障の判定を誤る可能性がある。
【０１７０】
そこで、本実施の形態に関する電圧調整装置では、リファレンス回路部６００を利用し、リファレンス電流を電流センサー４０１に入力し、精度の高い増幅器のヘルスチェックを実施する。
【０１７１】
＜電圧調整装置の動作について＞
次に、図１７を参照しつつ、本実施の形態に関する電圧調整装置のヘルスチェック動作を説明する。図１７は、本実施の形態に関する電圧調整装置のヘルスチェック動作を例示するフローチャートである。ＡＰＡＡ運用中において、制御部３００は、一定の周期でそれぞれの増幅器のヘルスチェックを行うものとする。
【０１７２】
まず、制御部３００は、リファレンス電流発生回路６０１を停止させる（ステップＳＴ１３０１）。すなわち、リファレンス電流Ｉ１およびリファレンス電流Ｉ２は流れない状態となる。
【０１７３】
そして、制御部３００は、ヘルスチェックを行う増幅器（ｉ＝１）を選択（ステップＳＴ１３０２）し、この状態で電流センサー４０１の出力電圧Ｖｍｅａｓ１をＡＤＣ４０２で測定する（ステップＳＴ１３０３）。
【０１７４】
次に、制御部３００は、増幅器１００にピンチオフ電圧を印加させ、増幅器１００にドレイン電流が流れないようにする（ステップＳＴ１３０４）。
【０１７５】
その後、制御部３００は、リファレンス電流発生回路６０１を動作させて、リファレンス電流Ｉ１を電流センサー４０１に入力する（ステップＳＴ１３０５）。ここで、リファレンス電流Ｉ１の値は、正常に動作している増幅器のドレイン電流と等しい値に設定する。
【０１７６】
そして、その際の電流センサー４０１の出力電圧Ｖｍｅａｓ２をＡＤＣ４０２で測定する（ステップＳＴ１３０６）。
【０１７７】
増幅器１００が故障している場合には、増幅器１００が正常に動作している場合よりもドレイン電流が低下する。そのため、増幅器１００が故障している場合には、Ｖｍｅａｓ２よりもＶｍｅａｓ１が小さくなる。
【０１７８】
次に、制御部３００は、以下の式（１４）に従って、ΔＶｍｅａｓｆを算出する。
【０１７９】
【数１４】
2019102910.tif 000016
【０１８０】
次に、制御部３００は、ΔＶｍｅａｓｆが、あらかじめ定められたしきい値よりも小さいか否かを判定する（ステップＳＴ１３０７）。
【０１８１】
そして、ΔＶｍｅａｓｆがしきい値よりも小さい場合、すなわち、図１７に例示されるステップＳＴ１３０７から分岐する「ＹＥＳ」に対応する場合には、ゲートバイアス電圧ＶＧｉを電圧基準値に戻し（ステップＳＴ１３０８）、次にヘルスチェックを行う増幅器（ｉ＝ｉ＋１）を選択する（ステップＳＴ１３１０）。
【０１８２】
一方で、ΔＶｍｅａｓｆがしきい値よりも小さくない場合、すなわち、図１７に例示されるステップＳＴ１３０７から分岐する「ＮＯ」に対応する場合には、故障しているとみなし、当該増幅器（ｉ＝１）の番号を登録する（ステップＳＴ１３０９）。そして、次にヘルスチェックを行う増幅器（ｉ＝ｉ＋１）を選択する（ステップＳＴ１３１０）。
【０１８３】
次に、制御部３００は、ステップＳＴ１３１０で選択された増幅器（ｉ＝ｉ＋１）が、最後の増幅器（ｉ＝ｎ＋１）であるか否かを判定する（ステップＳＴ１３１１）。
【０１８４】
そして、ステップＳＴ１３１０で選択された増幅器（ｉ＝ｉ＋１）が、最後の増幅器（ｉ＝ｎ＋１）である場合、すなわち、図１７に例示されるステップＳＴ１３１１から分岐する「ＹＥＳ」に対応する場合には、故障しているとして登録されているすべての増幅器の番号を通知して（ステップＳＴ１３１２）、ヘルスチェック動作を終了する。
【０１８５】
一方で、ステップＳＴ１３１０で選択された増幅器（ｉ＝ｉ＋１）が、最後の増幅器（ｉ＝ｎ＋１）でない場合、すなわち、図１７に例示されるステップＳＴ１３１１から分岐する「ＮＯ」に対応する場合には、ステップＳＴ１３０３からステップＳＴ１３１０まで動作を繰り返す。
【０１８６】
ここで、図１７におけるステップＳＴ１３０３からステップＳＴ１３０６までの動作は、長周期雑音の周期に対して十分に短い周期で行われる。
【０１８７】
また、上記の方法以外にも、以下のような方法でヘルスチェックを行うことも可能である。すなわち、電流センサー４０１ですべての増幅器のドレイン電流を測定しながら、ある１つの増幅器（たとえば、増幅器１００）のゲートバイアス電圧を印加するＤＡＣ（たとえば、ＤＡＣ２０１）へピンチオフ制御を行い、一時的に増幅器（たとえば、増幅器１００）の１つを停止させる。
【０１８８】
その際の電流変化量（すなわち、減衰量）を測定し、その電流変化量がその増幅器（すなわち、増幅器１００）１つ分のドレイン電流に相当する値である場合は、当該増幅器（すなわち、増幅器１００）が正常に動作していると判定し、ＤＡＣ（すなわち、ＤＡＣ２０１）の入力信号の値をもとに戻す。
【０１８９】
一方で、電流変化量が増幅器１つ分のドレイン電流に相当しない場合は、当該増幅器（すなわち、増幅器１００）が故障していると判定し、ＤＡＣ（すなわち、ＤＡＣ２０１）をピンチオフ制御のままにしつつ、故障している増幅器の番号を記録する。
【０１９０】
本実施の形態によれば、リファレンス回路部６００を利用することによって、高い精度で、誤判定の少ないヘルスチェックを行うことができる。
【０１９１】
＜第６の実施の形態＞
本実施の形態に関する電圧調整装置について説明する。以下の説明においては、以上に記載された実施の形態で説明された構成要素と同様の構成要素については同じ符号を付して図示し、その詳細な説明については適宜省略するものとする。
【０１９２】
＜電圧調整装置の構成について＞
増幅器の無線特性または増幅器の効率は、ゲートバイアス電圧（すなわち、所望のドレイン電流値）によって変動する。
【０１９３】
図１８は、所望の電流値に対する、増幅器の無線性能および増幅器の効率の関係を例示する図である。図１８において、それぞれの数字は性能の高さを示しており、３が高く、１が低いことを示す。
【０１９４】
図１８に例示されるように、所望の電流値が変化することによって、増幅器の無線性能および増幅器の効率を複数通りにカスタマイズすることが可能である。
【０１９５】
たとえば、複数の基地局を備える無線通信装置において、他の基地局に与える干渉を低減させる必要性が高い場所に設置される増幅器の場合、効率を低下させてでも、帯域外の輻射を低減させる、すなわち、無線性能を高める必要がある。図１８に例示される場合では、たとえば、所望の電流値がＢ［ｍＡ］である場合に、当該要求を満たす増幅器を実現することができる。
【０１９６】
また、比較的建物などが少ない地域に設置される増幅器の場合、効率を低下させてでも、送信電力を大きくして送信可能領域を広げる必要がある。図１８に例示される場合では、たとえば、所望の電流値がＢ［ｍＡ］である場合に、当該要求を満たす増幅器を実現することができる。
【０１９７】
一方で、バッテリー駆動される基地局における増幅器、バッテリー駆動される移動端末における増幅器、または、屋内使用される基地局における増幅器の場合には、最大送信電力が低くなってでも、効率をよくする必要がある。図１８に例示される場合では、たとえば、所望の電流値がＸ［ｍＡ］である場合に、当該要求を満たす増幅器を実現することができる。
【０１９８】
それぞれの設置状況によって必要となる増幅器の性能を実現する場合、それぞれの増幅器において所望のドレイン電流の値が異なる。そのため、第３の実施の形態のように、リファレンス電流の電流値を基準電流値と等しい値とする場合には、複数種のリファレンス電流が必要となる。
【０１９９】
従来は、増幅器のリファレンス電流の大きさを変更するため、リファレンス電流発生回路における抵抗の値を変更する必要があった。しかしながら、増幅器の設置状況に応じて抵抗器が異なると、リファレンス電流発生回路の構成が複雑になる問題があった。
【０２００】
図１９は、本実施の形態に関する電圧調整装置の構成を概略的に例示する図である。図１９に例示されるように、リファレンス回路部８００は、リファレンス電流Ｉ１、リファレンス電流Ｉ２、リファレンス電流Ｉ３・・・リファレンス電流Ｉｎを流す、リファレンス電流発生回路８０１を備える。また、増幅器７００は、アンプ７０１と、アンプ７０１と直列に接続されるアンプ７０２と、アンプ７０２と直列に接続されるアンプ７０３とを備える。また、バイアス電圧生成部２００Ａは、ＡＤＣ２０１と、ＡＤＣ２０１と並列に接続されるＡＤＣ２０２と、ＡＤＣ２０２と並列に接続されるＡＤＣ２０３とを備える。
【０２０１】
リファレンス電流発生回路８０１は、抵抗器６２１と、抵抗器６２１と並列に接続される抵抗器６２２と、抵抗器６２１と並列に接続される抵抗器６２３と、・・・抵抗器６２１と並列に接続される抵抗器６２ｎと、抵抗器６２１と直列に接続されるトランジスタ６１１と、抵抗器６２２と直列に接続されるトランジスタ６１２と、抵抗器６２３と直列に接続されるトランジスタ６１３と、・・・抵抗器６２ｎと直列に接続されるトランジスタ６１ｎとを備える。抵抗器６２１にはリファレンス電流Ｉ１が流れ、抵抗器６２２にはリファレンス電流Ｉ２が流れ、抵抗器６２３にはリファレンス電流Ｉ３が流れ、・・・抵抗器６２ｎにはリファレンス電流Ｉｎが流れる。
【０２０２】
抵抗器６２１の抵抗値をＲ、抵抗器６２２の抵抗値をＲ／２、抵抗器６２３の抵抗値をＲ／４、・・・抵抗器６２ｎの抵抗値をＲ／２ｎとすることによって、制御部３００は、リファレンス電流をｎビットで調整を行うことが可能となる。そのため、複数種のリファレンス電流を生成することができ、仕向け先ごとにそれぞれの仕向け先に合わせた増幅器の性能のカスタマイズが可能となる。
【０２０３】
なお、図１９には記載されていないが、たとえば、制御部３００に設けられるディップスイッチ（ｄｕａｌ  ｉｎ−ｌｉｎｅ  ｐａｃｋａｇｅ  ｓｗｉｔｃｈ）、不揮発性メモリ（たとえば、フラッシュＲＯＭ、ＥＰ−ＲＯＭ、ハードディスクなど）、または、制御部３００にアクセスすることができる外部インターフェイスを設けることによって、図１８に例示されるドレイン電流の所望値（ターゲット値）を指示する。ここで、ドレイン電流の所望値を直接指示するのではなく、所望値に相当する指標値（すなわち、インデックス）を指示するようにすると、制御情報量を低減することができるため有効である。たとえば、指標値＝１の場合は、Ａ［ｍＡ］、指標値＝２の場合は、Ｂ［ｍＡ］のようにすることができる。
【０２０４】
＜第７の実施の形態＞
本実施の形態に関する電圧調整装置について説明する。以下の説明においては、以上に記載された実施の形態で説明された構成要素と同様の構成要素については同じ符号を付して図示し、その詳細な説明については適宜省略するものとする。
【０２０５】
＜電圧調整装置の構成について＞
図２０は、本実施の形態に関する電圧調整装置の構成を概略的に例示する図である。図２０に例示されるように、リファレンス回路部９００は、リファレンス電流発生回路９０１を備える。そして、リファレンス電流発生回路９０１は、抵抗器９０２と、抵抗器９０２と直列に接続されるトランジスタ９０３とを備える。抵抗器９０２にはリファレンス電流Ｉｒｅｆが流れる。また、電流測定部４００Ａは、電流センサー４０１と、電流センサー４０１の電源４１１と、電流センサー４０１の出力電圧および電源４１１の電圧を制御部３００に入力するＡＤＣ４０２Ａとを有する。電流センサー４０１の電源４１１は、電源電圧ＶＤＤを印加する。
【０２０６】
ここで、図２１は、電流センサーの電源電圧と感度との関係を例示する図である。図２１において、縦軸は電流センサーの感度［ｍＶ／Ａ］を示し、横軸は電流センサーの電源電圧［Ｖ］を示す。また、図２２は、電流センサーの電源電圧とオフセット値との関係を例示する図である。図２２において、縦軸は電流センサーのオフセット値［ｍＶ］を示し、横軸は電流センサーの電源電圧［Ｖ］を示す。
【０２０７】
図２１および図２２に例示されるように、電流センサー４０１の感度およびオフセット値は、電源電圧に比例する。そのため、電流センサーの電源電圧と、感度およびオフセット値との間の関係を示すテーブルを作成することができる。
【０２０８】
図２３は、電流センサーの電源電圧と、感度およびオフセット値との間の関係を示す図である。図２３に例示されるように、電流センサーの電源電圧に応じて、電源電圧と比例関係にある感度、および、電源電圧と比例関係にあるオフセット値とを、それぞれテーブルで示すことができる。
【０２０９】
図２３においては、電源電圧［Ｖ］がＡ［Ｖ］の場合に、感度［ｍＶ／Ａ］がａ１［ｍＶ／Ａ］であり、オフセット値［ｍＶ］がｂ１［ｍＶ］である。また、電源電圧［Ｖ］がＢ［Ｖ］の場合に、感度［ｍＶ／Ａ］がａ２［ｍＶ／Ａ］であり、オフセット値［ｍＶ］がｂ２［ｍＶ］である。また、電源電圧［Ｖ］がＸ［Ｖ］の場合に、感度［ｍＶ／Ａ］がａｘ［ｍＶ／Ａ］であり、オフセット値［ｍＶ］がｂｘ［ｍＶ］である。図２３に例示されるテーブルは、たとえば、電流測定部４００Ａの内部または外部の記憶媒体に記憶されている。
【０２１０】
本実施の形態に関する電圧調整装置によれば、電流センサー４０１の出力電圧をＡＤＣ４０２Ａで測定する際に、電流センサー４０１の電源４１１の電圧もＡＤＣ４０２Ａで測定することによって、電流センサー４０１の電源電圧を用いて、電流センサー４０１の感度およびオフセット値を校正することができる。
【０２１１】
＜電圧調整装置の動作について＞
次に、図２４を参照しつつ、本実施の形態に関する電圧調整装置の動作を説明する。なお、図２４は、本実施の形態に関する電圧調整装置の動作を例示するフローチャートである。
【０２１２】
まず、ＡＤＣ４０２Ａは、電流センサー４０１の出力電圧および電源４１１の電圧を測定する（ステップＳＴ１７０１）。そして、ＡＤＣ４０２Ａは、測定した電圧値を制御部３００に出力する。
【０２１３】
次に、制御部３００は、図２３に例示されるテーブルを参照しつつ、電流センサー４０１の出力電圧に対応する電流センサー４０１の感度およびオフセット値を抽出する（ステップＳＴ１７０２）。
【０２１４】
次に、制御部３００は、ステップＳＴ１７０２において抽出した感度およびオフセット値を用いて、電流センサー４０１の出力電圧における感度およびオフセット値を更新して、出力電圧の校正を行う（ステップＳＴ１７０３）。
【０２１５】
本実施の形態に関する電圧調整装置によれば、電流センサー４０１の感度およびオフセット値を電流センサー４０１の電源４１１の値を用いて校正することができる。
【０２１６】
＜第８の実施の形態＞
本実施の形態に関する電圧調整装置について説明する。以下の説明においては、以上に記載された実施の形態で説明された構成要素と同様の構成要素については同じ符号を付して図示し、その詳細な説明については適宜省略するものとする。
【０２１７】
＜電圧調整装置の構成について＞
電流測定部の測定レンジは、ＡＤＣの定格入力電圧と、電流センサー４０１のオフセット値とによって決められる。
【０２１８】
ただし、オフセット値のばらつきなどによってオフセット値が高くなり、電流センサー４０１の測定レンジが狭くなってしまう場合がある。特に、ホール素子を用いた電流センサー４０１は、外部磁界によってオフセットの値が大きく変動してしまうため、測定レンジの確保が難しい。
【０２１９】
そこで、本実施の形態では、電流センサー４０１のオフセット値が高いために測定レンジを確保できない場合に、電流センサー４０１への電流の入力および電流センサー４０１からの電流の出力を、スイッチを用いて制御することによって、電流測定部の測定レンジを確保する。
【０２２０】
図２５は、本実施の形態に関する電圧調整装置の構成を概略的に例示する図である。図２５に例示されるように、リファレンス回路部９００は、リファレンス電流発生回路９０１を備える。そして、リファレンス電流発生回路９０１は、抵抗器９０２と、抵抗器９０２と直列に接続されるトランジスタ９０３とを備える。また、電流測定部４００Ｂは、電流センサー４０１と、電流センサー４０１の出力電圧を制御部３００に入力するＡＤＣ４０２と、電流センサー４０１と電源５００との間に配置されるスイッチ４２１と、電流センサー４０１に対してスイッチ４２１とは反対側に配置されるスイッチ４２２とを有する。
【０２２１】
また、図２６は、電流センサーの入力電流と出力電圧との関係を例示する図である。図２６において、縦軸は電流センサーの出力電圧［Ｖ］を示し、横軸は入力電流［Ａ］を示す。図２６においては、定格入力電圧値１０００と、電流センサー４０１のオフセット値１００１と、電流センサー４０１に正方向の電流が流れた場合の入力電流−出力電圧特性１０１１と、電流センサー４０１に負方向の電流が流れた場合の入力電流−出力電圧特性１０１２とが例示されている。
【０２２２】
図２６に例示されるように、電流センサー４０１に入力される電流の向きが正方向から負方向になると、電流センサー４０１の感度が逆（正から負）となる。
【０２２３】
このため、オフセット値１００１が高すぎるために測定レンジが確保できない場合（たとえば、図２６における入力電流−出力電圧特性１０１１の測定レンジ１０２１）に、電流センサー４０１に入力される電流の向きをスイッチ４２１およびスイッチ４２２を切り替えることによって逆方向とすることによって、たとえば、図２６における入力電流−出力電圧特性１０１２の測定レンジ１０２２のように、測定レンジを広く確保することができる。
【０２２４】
以上の実施の形態においては、電圧調整装置について説明されたが、たとえば、図２７に例示されるような送受信装置において、上記の技術が適用可能である。
【０２２５】
図２７は、電圧調整装置を備える送受信装置の構成を概念的に例示する図である。図２７に例示されるように、送受信装置は、制御ベースバンド部２１００と、制御ベースバンド部２１００とそれぞれ接続される無線部２０００、無線部２０１０・・・無線部２０ｎ０とを備える。
【０２２６】
無線部２０００は、アンテナ２００１と、アンテナ２００１に接続される送信増幅器２００２と、アンテナ２００１に接続される受信増幅器２００３と、送信増幅器２００２に接続される移相器２００５と、受信増幅器２００３に接続される移相器２００４と、移相器２００４および移相器２００５に接続される直交変復調部２００６とを備える。当該構成は、無線部２０１０・・・無線部２０ｎ０においても同様である。
【０２２７】
上記の構成のうち、送信増幅器２００２、送信増幅器２０１２・・・送信増幅器２０ｎ２、受信増幅器２００３、受信増幅器２０１３・・・受信増幅器２０ｎ３のバイアス電圧を、上記の技術によって適切に調整することができる。なお、ヘルスチェックにおける故障検出単位は、送受信装置単位となる。
【０２２８】
＜以上に記載された実施の形態によって生じる効果について＞
次に、以上に記載された実施の形態によって生じる効果を例示する。なお、以下の説明においては、以上に記載された実施の形態に例示された具体的な構成に基づいて当該効果が記載されるが、同様の効果が生じる範囲で、本願明細書に例示される他の具体的な構成と置き換えられてもよい。
【０２２９】
また、当該置き換えは、複数の実施の形態に跨ってなされてもよい。すなわち、異なる実施の形態において例示されたそれぞれの構成が組み合わされて、同様の効果が生じる場合であってもよい。
【０２３０】
以上に記載された実施の形態によれば、電圧調整装置は、少なくとも１つの増幅器（たとえば、増幅器１００）と、バイアス電圧生成部２００と、リファレンス回路部（たとえば、リファレンス回路部６００）と、電流測定部（たとえば、電流測定部４００）と、調整部とを備える。ここで、調整部は、たとえば、制御部３００に対応するものである。バイアス電圧生成部２００は、増幅器１００にゲートバイアス電圧を印加する。リファレンス回路部６００は、増幅器１００と並列に接続される。また、リファレンス回路部６００は、少なくとも１種類のリファレンス電流を流す。電流測定部４００は、ゲートバイアス電圧が印加された増幅器１００に流れるドレイン電流と、リファレンス電流とを切り替えて測定する。また、電流測定部４００は、ドレイン電流の測定結果をドレイン電圧として、リファレンス電流の測定結果をリファレンス電圧としてそれぞれ出力する。そして、制御部３００は、ドレイン電圧およびリファレンス電圧に基づいて、ゲートバイアス電圧を調整する。
【０２３１】
このような構成によれば、ドレイン電流とリファレンス電流とを切り替えて測定することによって、長周期雑音によって生じる電流センサーの出力電圧の時間変化量を少なくすることができる。したがって、電流センサーでの測定誤差を軽減させることができるため、ゲートバイアス電圧の調整精度を向上させることができる。
【０２３２】
なお、これらの構成以外の本願明細書に例示される他の構成については適宜省略することができる。すなわち、少なくともこれらの構成を備えていれば、以上に記載された効果を生じさせることができる。
【０２３３】
しかしながら、本願明細書に例示される他の構成のうちの少なくとも１つを以上に記載された構成に適宜追加した場合、すなわち、以上に記載された構成としては言及されなかった本願明細書に例示される他の構成が適宜追加された場合であっても、同様の効果を生じさせることができる。
【０２３４】
また、以上に記載された実施の形態によれば、電流測定部４００は、電流測定部４００における測定結果に混入する周期的雑音成分の周期よりも短い測定時間（長周期雑音の周期数十秒に対して、十分に短い測定時間とは、たとえば、１０ｍｓ）で、ドレイン電流とリファレンス電流とを切り替えて測定する。このような構成によれば、ドレイン電流とリファレンス電流とを長周期雑音の周期よりも十分に短い周期で切り替えて測定することによって、長周期雑音によって生じる電流センサーの測定誤差を極めて小さくすることができる。したがって、電流センサーでの測定誤差を軽減させることができるため、ゲートバイアス電圧の調整精度を向上させることができる。
【０２３５】
また、以上に記載された実施の形態によれば、電圧調整装置は、複数の増幅器と、それぞれの増幅器に対応して、ゲートバイアス電圧を印加する複数のバイアス電圧生成部とを備える。複数のバイアス電圧生成部のうちの第１のバイアス電圧生成部（たとえば、バイアス電圧生成部２００）は、複数の増幅器のうちの対応する増幅器１００に第１のゲートバイアス電圧を印加する。また、複数のバイアス電圧生成部のうちのバイアス電圧生成部２００以外の第２のバイアス電圧生成部（たとえば、バイアス電圧生成部２１０）は、複数の増幅器のうちの対応する増幅器１１０に第２のゲートバイアス電圧を印加する。ここで、第１のゲートバイアス電圧は、増幅器１００にドレイン電流が流れる電圧値である。また、第２のゲートバイアス電圧は、増幅器１００にドレイン電流が流れない電圧値、すなわち、ピンチオフ電圧である。そして、電流測定部４００は、第１のゲートバイアス電圧が印加された増幅器１００に流れるドレイン電流と、リファレンス電流とを切り替えて測定する。このような構成によれば、複数の増幅器が備えられる電圧調整装置において、ドレイン電流を測定する増幅器以外の増幅器に関してはピンチオフ制御することができる。そして、ドレイン電流を測定する増幅器を順次変更することができる。
【０２３６】
また、以上に記載された実施の形態によれば、ドレイン電流の電流値が、あらかじめ定められた基準電流値であった場合、制御部３００は、第１のゲートバイアス電圧を対応する増幅器１００の基準電圧値とする。そして、バイアス電圧生成部２００は、対応する増幅器１００に第２のゲートバイアス電圧を印加する。一方で、バイアス電圧生成部２１０は、対応する１つの増幅器１１０にドレイン電流が流れる電圧を印加する。そして、電流測定部４００は、バイアス電圧生成部２１０によって第１のゲートバイアス電圧が印加された増幅器１１０に流れるドレイン電流と、リファレンス電流とを切り替えて測定する。このような構成によれば、複数の増幅器が備えられる電圧調整装置において、ドレイン電流を測定する増幅器以外の増幅器はピンチオフ制御しつつ、ドレイン電流を測定する増幅器を順次変更することができる。
【０２３７】
また、以上に記載された実施の形態によれば、電流測定部４００は、ドレイン電流と、リファレンス電流とをそれぞれ複数回ずつ切り替えて測定する。そして、制御部３００は、それぞれのリファレンス電流を用いて校正された対応するドレイン電流の平均値を用いて、ゲートバイアス電圧を調整する。このような構成によれば、測定されたドレイン電流に混入する短周期のランダム雑音によって生じる測定誤差を軽減することができる。
【０２３８】
また、以上に記載された実施の形態によれば、リファレンス回路部９００は、少なくとも１つの抵抗器９０２と、抵抗器９０２と直列に接続されるトランジスタ９０３とを備える。このような構成によれば、制御部３００の制御によって、所望の電流値のリファレンス電流を発生させることができる。
【０２３９】
また、以上に記載された実施の形態によれば、リファレンス回路部８００は、複数の抵抗器６２１、抵抗器６２２および抵抗器６２３と、抵抗器６２１と直列に接続されるトランジスタ６１１と、抵抗器６２２と直列に接続されるトランジスタ６１２と、抵抗器６２３と直列に接続されるトランジスタ６１３とを備える。そして、抵抗器６２１の抵抗値は、Ｒであり、抵抗器６２２の抵抗値は、Ｒ／２であり、抵抗器６２３の抵抗値は、Ｒ／４である。このような構成によれば、制御部３００によって電流を発生させる抵抗器を制御することができるため、ｎビット単位で所望の電流値のリファレンス電流を発生させることができる。
【０２４０】
また、以上に記載された実施の形態によれば、電流測定部４００Ｂに入力されるドレイン電流およびリファレンス電流の入力方向を変更するスイッチ部を備える。ここで、スイッチ部は、たとえば、スイッチ４２１およびスイッチ４２２に対応するものである。このような構成によれば、電流センサー４０１に対する入力電流の向きを変化させることができるため、電流センサー４０１の測定範囲を広く確保することができる。
【０２４１】
また、以上に記載された実施の形態によれば、電流測定部４００Ａは、電流センサー４０１と、電流センサー４０１の電源４１１と、測定器と、テーブルとを備える。ここで、測定器は、たとえば、ＡＤＣ４０２Ａに対応するものである。ＡＤＣ４０２Ａは、電流センサー４０１の出力電圧および電源４１１の電圧とを測定する。また、テーブルは、電源４１１の電圧と、電流センサー４０１における感度およびオフセット値との関係を示す。このような構成によれば、電流センサー４０１の電源電圧を用いて、電流センサー４０１の感度およびオフセット値を校正することができる。
【０２４２】
また、以上に記載された実施の形態によれば、リファレンス回路部９００は、あらかじめ定められた基準電流値と等しいリファレンス電流を流す。そして、制御部３００は、ドレイン電圧とリファレンス電圧との比較結果に基づいて、ゲートバイアス電圧を調整する。このような構成によれば、たとえば、リファレンス電圧に近いドレイン電圧が流れるようにゲートバイアス電圧を制御することによって、電流センサー４０１の感度およびオフセット値を校正しなくとも、ゲートバイアス電圧の調整ができる。
【０２４３】
また、以上に記載された実施の形態によれば、ドレイン電圧とリファレンス電圧との比較結果に基づいて、増幅器１００の故障の有無を判定する判定部を備える。ここで、判定部は、たとえば、制御部３００に対応するものである。このような構成によれば、リファレンス電圧との差が大きいドレイン電圧が測定された場合に、対応する増幅器が故障していることを判定することができる。
【０２４４】
また、以上に記載された実施の形態によれば、リファレンス回路部６００は、第１のリファレンス電流と、第１のリファレンス電流とは異なる電流値である第２のリファレンス電流とを流す。電流測定部４００は、ドレイン電流と、第１のリファレンス電流と、第２のリファレンス電流とを切り替えて測定する。また、電流測定部４００は、ドレイン電流の測定結果をドレイン電圧、第１のリファレンス電流の測定結果を第１のリファレンス電圧、第２のリファレンス電流の測定結果を第２のリファレンス電圧として出力する。そして、制御部３００は、ドレイン電圧、第１のリファレンス電圧および第２のリファレンス電圧に基づいて、ゲートバイアス電圧を調整する。このような構成によれば、２つのリファレンス電流と、２つのリファレンス電圧と、ドレイン電圧とに基づいてドレイン電流を算出することができるため、長周期雑音によって生じる測定誤差を軽減しつつ、ゲートバイアス電圧の調整精度を向上させることができる。
【０２４５】
また、以上に記載された実施の形態によれば、制御部３００は、第１のリファレンス電流Ｉ１、第２のリファレンス電流Ｉ２、第１のリファレンス電圧Ｖｍｅａｓ１、第２のリファレンス電圧Ｖｍｅａｓ２、ドレイン電圧Ｖｍｅａｓ３とした場合に、
【０２４６】
【数１５】
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【０２４７】
で示される校正されたドレイン電流に基づいて、ゲートバイアス電圧を調整する。このような構成によれば、長周期雑音に起因する変動分がドレイン電流および２つのリファレンス電流に等しく生じているものとして、２つのリファレンス電流と、２つのリファレンス電圧と、ドレイン電圧とに基づいてドレイン電流を算出することができるため、長周期雑音によって生じる測定誤差を軽減しつつ、ゲートバイアス電圧の調整精度を向上させることができる。
【０２４８】
＜以上に記載された実施の形態における変形例について＞
以上に記載された実施の形態では、電流センサー４０１の数は１つであったが、複数の電流センサーを備え、それぞれの電流センサーの測定範囲内でピンチオフ制御することによってドレイン電流を順次測定する構成であってもよい。
【０２４９】
以上に記載された実施の形態では、それぞれの構成要素の寸法、形状、相対的配置関係または実施の条件などについても記載する場合があるが、これらはすべての局面において例示であって、本願明細書に記載されたものに限られることはないものとする。
【０２５０】
したがって、例示されていない無数の変形例、および、均等物が、本願明細書に開示される技術の範囲内において想定される。たとえば、少なくとも１つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合、さらには、少なくとも１つの実施の形態における少なくとも１つの構成要素を抽出し、他の実施の形態の構成要素と組み合わせる場合が含まれるものとする。
【０２５１】
また、矛盾が生じない限り、以上に記載された実施の形態において「１つ」備えられるものとして記載された構成要素は、「１つ以上」備えられていてもよいものとする。
【０２５２】
さらに、以上に記載された実施の形態におけるそれぞれの構成要素は概念的な単位であって、本願明細書に開示される技術の範囲内には、１つの構成要素が複数の構造物から成る場合と、１つの構成要素がある構造物の一部に対応する場合と、さらには、複数の構成要素が１つの構造物に備えられる場合とを含むものとする。
【０２５３】
また、以上に記載された実施の形態におけるそれぞれの構成要素には、同一の機能を発揮する限り、他の構造または形状を有する構造物が含まれるものとする。
【０２５４】
また、本願明細書における説明は、本技術に関するすべての目的のために参照され、いずれも、従来技術であると認めるものではない。
【０２５５】
また、以上に記載された実施の形態で記載されたそれぞれの構成要素は、ソフトウェアまたはファームウェアとしても、それと対応するハードウェアとしても想定され、その双方の概念において、それぞれの構成要素は「部」または「処理回路」などと称される。
【符号の説明】
【０２５６】
１００，１１０，７００  増幅器、１００Ａ  ドレイン端子、１００Ｂ  ゲート端子、１０１  Ｖｏｆｆｓｅｔ、１０２  長周期雑音、２００，２００Ａ，２１０  バイアス電圧生成部、２０１  ＤＡＣ、２０１，２０２，２０３，４０２，４０２Ａ  ＡＤＣ、３００  制御部、４００，４００Ａ，４００Ｂ  電流測定部、４０１  電流センサー、４１１，５００  電源、４２１，４２２  スイッチ、６００，６００Ａ，８００，９００  リファレンス回路部、６０１，６０１Ａ，８０１，９０１  リファレンス電流発生回路、６１１，６１２，６１３，９０３  トランジスタ、６２１，６２２，６２３，９０２  抵抗器、７０１，７０２，７０３  アンプ、１０００  定格入力電圧値、１００１  オフセット値、１０１１，１０１２  入力電流−出力電圧特性、１０２１，１０２２  測定レンジ、２０００，２０１０  無線部、２００１  アンテナ、２００２，２０１２  送信増幅器、２００３，２０１３  受信増幅器、２００４，２００５  移相器、２００６  直交変復調部、２１００  制御ベースバンド部。
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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