(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アウトフェーズ領域とエンベロープトラッキング領域とを備える増幅器回路であって、
前記アウトフェーズ領域は、増幅されるべき、振幅変調され、位相変調されている入力信号を受け取って、前記入力信号を、位相変調されている一定振幅の２つの信号である第１の信号および第２の信号に分離するように処理することができる信号処理ブロックを含み、前記第１の信号は第１のＲＦ電力増幅器を駆動するためのものであり、前記第２の信号は第２のＲＦ電力増幅器を駆動するためのものであり、前記第１および第２のＲＦ電力増幅器のそれぞれからの出力信号が、増幅された出力信号を取得するために電力結合器に供給され、
前記エンベロープトラッキング領域は、前記入力信号を受け取って前記入力信号のエンベロープを表すエンベロープ信号を生成し、前記アウトフェーズ領域における前記第１の信号と前記第２の信号が同相であるとき、前記エンベロープ信号の電圧に基づく入力電圧を供給するモジュールと、前記モジュールから供給された前記入力電圧を増幅する線形増幅器と、前記第１および第２のＲＦ電力増幅器を駆動するための増幅された前記入力電圧を供給するために前記線形増幅器に結合された電荷蓄積デバイスとを含み、前記線形増幅器および前記電荷蓄積デバイスが、第１の供給電圧を受け取るように構成されており、
前記増幅器回路が、前記アウトフェーズ領域における前記第１の信号と前記第２の信号が同相であるとき、前記線形増幅器によって駆動される前記第１および第２のＲＦ電力増幅器への第２の供給電圧が、前記第１の供給電圧より上の電圧まで増加されるように、前記電荷蓄積デバイスが前記第１の供給電圧より上の電圧を供給することを可能にするために、前記入力電圧が前記増幅器回路の前記エンベロープトラッキング領域における前記線形増幅器に対して供給されるように構成されている増幅器回路。
【請求項２】
前記電荷蓄積デバイスがキャパシタである請求項１に記載の増幅器回路。
【請求項３】
前記アウトフェーズ領域における前記第１の信号と前記第２の信号との間にゼロでない位相差がある場合、前記増幅器回路によって駆動される負荷に対して前記第１の供給電圧において電荷を供給するために、前記第１の供給電圧がダイオードを通って流れて、前記エンベロープトラッキング領域における前記キャパシタを前記第１の供給電圧まで充電する請求項２に記載の増幅器回路。
【請求項４】
前記アウトフェーズ領域における前記第１の信号と前記第２の信号が同相であるとき、前記線形増幅器に供給される前記入力電圧が、前記第１の供給電圧より上に、前記キャパシタに蓄積された電荷を増加させ、前記第２の供給電圧が前記第１の供給電圧より上に増加されるように、前記キャパシタによって供給される電荷も同一の量だけ増加される請求項２または３に記載の増幅器回路。
【請求項５】
アウトフェーズ領域とエンベロープトラッキング領域とを備える増幅器回路であって、
前記アウトフェーズ領域は、増幅されるべき、振幅変調され、位相変調されている入力信号を受け取って、前記入力信号を、位相変調されている一定振幅の２つの信号である第１の信号および第２の信号に分離するように処理することができる信号処理ブロックを含み、前記第１の信号は第１のＲＦ電力増幅器を駆動するためのものであり、前記第２の信号は第２のＲＦ電力増幅器を駆動するためのものであり、前記第１および第２のＲＦ電力増幅器のそれぞれからの出力信号が、増幅された出力信号を取得するために電力結合器に供給され、
前記エンベロープトラッキング領域は、前記入力信号のエンベロープを表す第１のエンベロープ信号に基づく第１の入力電圧を受け取ることができる第１の線形増幅器と、前記第１のＲＦ電力増幅器を駆動するための増幅された前記第１の入力電圧を供給するために前記第１の線形増幅器に結合された第１の電荷蓄積デバイスとを含み、前記エンベロープトラッキング領域は、前記入力信号の前記エンベロープを表す第２のエンベロープ信号に基づく第２の入力電圧を受け取ることができる第２の線形増幅器と、前記第２のＲＦ電力増幅器を駆動するための増幅された前記第２の入力電圧を供給するために前記第２の線形増幅器に結合された第２の電荷蓄積デバイスとをさらに含み、前記第１および第２の線形増幅器および前記第１および第２の電荷蓄積デバイスが、第１の供給電圧を受け取るように配置されており、
前記増幅器回路は、前記アウトフェーズ領域における前記第１の信号と前記第２の信号が同相であるとき、前記第１の線形増幅器によって駆動される前記第１のＲＦ電力増幅器への第２の供給電圧が、前記第１の供給電圧より上の電圧まで増加されるように、前記第１の電荷蓄積デバイスが前記第１の供給電圧より上の電圧を供給することを可能にするために、前記第１の入力電圧が前記増幅器回路の前記エンベロープトラッキング領域における前記第１の線形増幅器に対して供給されるように構成されており、
前記エンベロープトラッキング領域において、前記第２の供給電圧が最大値に達したことに応答して、前記増幅器回路が、前記第２の線形増幅器によって駆動される前記第２のＲＦ電力増幅器への第３の供給電圧が、前記第１の供給電圧より上の電圧まで増加されるように、前記第２の電荷蓄積デバイスが前記第１の供給電圧より上の電圧を供給することを可能にするために、前記第２の線形増幅器に対して、前記第２の入力電圧が供給されるように構成されている増幅器回路。
【請求項６】
前記エンベロープトラッキング領域が、前記入力信号を受け取って前記第１のエンベロープ信号を生成するための第１のモジュールと、前記入力信号を受け取って前記第２のエンベロープ信号を生成するための第２のモジュールとを含み、前記アウトフェーズ領域における前記第１の信号と前記第２の信号が同相であるとき、前記第１のモジュールが、前記第１のエンベロープ信号の前記電圧に基づく前記第１の入力電圧を前記第１の線形増幅器に供給するように構成されており、前記第２のモジュールが、前記第２のエンベロープ信号の前記電圧に基づく前記第２の入力電圧を前記第２の線形増幅器に供給するように構成されている請求項５に記載の増幅器回路。
【請求項７】
前記第１および第２の電荷蓄積デバイスがキャパシタである請求項５または６に記載の増幅器回路。
【請求項８】
前記アウトフェーズ領域における前記第１の信号と前記第２の信号との間にゼロでない位相差がある場合、前記増幅器回路によって駆動される負荷に対して前記第１の供給電圧において電荷を供給するために、前記第１の供給電圧がダイオードを通って流れて、前記エンベロープトラッキング領域における前記キャパシタを前記第１の供給電圧まで充電する請求項７に記載の増幅器回路。
【請求項９】
前記アウトフェーズ領域における前記第１の信号と前記第２の信号が同相であるとき、前記第１および第２の入力電圧が、前記第１の供給電圧より上に、前記キャパシタに蓄積された電荷を増加させ、前記第１の線形増幅器によって駆動される負荷の出力電圧が前記第１の供給電圧より上に増加されるように、前記キャパシタによって供給される電荷も同一の量だけ増加される請求項７または８に記載の増幅器回路。
【請求項１０】
前記電力結合器が絶縁型電力結合器または非絶縁型電力結合器である請求項１から９のいずれか一項に記載の増幅器回路。
【請求項１１】
前記アウトフェーズ領域における前記信号処理ブロックが、前記入力信号を、前記第１の信号と前記第２の信号とに分割するための信号分解動作を遂行するように構成された信号成分分離器（ＳＣＳ）であり、前記第１および第２の信号が振幅一定であって位相変調されている請求項１から１０のいずれか一項に記載の増幅器回路。
【請求項１２】
前記電力結合器から取得される結合された出力信号の振幅が、前記アウトフェーズ領域における前記第１の信号と前記第２の信号との間の位相差に基づいて決定され、前記第１の信号と前記第２の信号が同相であるとき、前記位相差がゼロであり、前記結合された出力信号の前記振幅が最大になり、前記第１の信号と前記第２の信号が、前記位相差が最大である逆相のとき、前記振幅がゼロになる請求項１から１１のいずれか一項に記載の増幅器回路。
【請求項１３】
請求項１から１２のいずれか一項に記載の増幅器回路を備える基地局または送信器。
【請求項１４】
請求項１から４および請求項１を直接的または間接的に引用する請求項１０から１２のいずれか一項に記載の増幅器回路を使用して信号を増幅するための方法であって、
増幅されるべき、振幅変調され、位相変調されている入力信号を前記増幅器回路のアウトフェーズ領域に対して供給するステップであって、第１の信号および第２の信号の２つの個別信号を取得するために、前記入力信号が信号処理ブロックに供給され、前記第１の信号および前記第２の信号が、位相変調されている一定振幅の信号であり、前記第１の信号が第１のＲＦ電力増幅器を駆動するための信号であり、前記第２の信号が第２のＲＦ電力増幅器を駆動するための信号である、ステップと、
エンベロープトラッキング領域における線形増幅器に対して、前記入力信号のエンベロープを表すエンベロープ信号に基づく入力電圧を供給するステップと、
増幅された前記入力電圧を供給するために、前記線形増幅器に結合された電荷蓄積デバイスを設けるステップと、
前記線形増幅器と前記電荷蓄積デバイスとに第１の供給電圧を供給するステップとを備え、
前記第１の信号と前記第２の信号が同相であるとき、
前記線形増幅器によって駆動される前記第１および第２のＲＦ電力増幅器への第２の供給電圧が前記第１の供給電圧より上に増加されるように、前記電荷蓄積デバイスが前記第１の供給電圧より上の電圧を供給することを可能にするために、前記線形増幅器に対して、前記エンベロープ信号の電圧に基づく前記入力電圧を供給するステップをさらに備える方法。
【請求項１５】
請求項５から９および請求項５を直接的または間接的に引用する請求項１０から１２のいずれか一項に記載の増幅器回路を使用して信号を増幅するための方法であって、
増幅されるべき、振幅変調され、位相変調されている入力信号を前記増幅器回路のアウトフェーズ領域に対して供給するステップであって、第１の信号および第２の信号の２つの個別信号を取得するために、前記入力信号が信号処理ブロックに供給され、前記第１の信号および前記第２の信号が、位相変調されている一定振幅の信号であり、前記第１の信号が第１のＲＦ電力増幅器を駆動するための信号であり、前記第２の信号が第２のＲＦ電力増幅器を駆動するための信号である、ステップと、
エンベロープトラッキング領域における第１および第２の線形増幅器に対して、前記入力信号のエンベロープを表すエンベロープ信号に基づく第１および第２の入力電圧を供給するステップと、
増幅された前記第１および第２の入力電圧を供給するために、前記第１および第２の線形増幅器に結合された第１および第２の電荷蓄積デバイスを設けるステップと、
前記第１および第２の線形増幅器と前記第１および第２の電荷蓄積デバイスとに第１の供給電圧を供給するステップとを備え、
前記第１の信号Ｓ１と前記第２の信号Ｓ２が同相であるとき、
前記第１および第２の線形増幅器によって駆動される前記第１および第２のＲＦ電力増幅器への第２および第３の供給電圧が前記第１の供給電圧より上に増加されるように、前記第１および第２の電荷蓄積デバイスが前記第１の供給電圧より上の電圧を供給することを可能にするために、前記第１および第２の線形増幅器に対して前記第１および第２の入力電圧を供給するステップをさらに備える方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書で説明される実施形態は、一般に増幅器回路に関し、とりわけ電力効率のよい増幅器回路に関するものである。本明細書で説明される実施形態は、特に、アウトフェーズ増幅器と、ＲＦ増幅器の供給電圧を駆動するための電荷蓄積デバイスが結合されているエンベロープ増幅器とを含む増幅器回路に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
今日使用されている多くの通信システム（すなわちＬＴＥ（登録商標）およびＤＶＢ）は、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）変調に基づくものである。ＯＦＤＭには、遅延拡散に対する許容度およびスペクトル的に効率がよいという利点があるが、これは、ピーク対平均電力比（ＰＡＰＲ：peak-to-average power ratio）が高いという犠牲を伴うものである。ＯＦＤＭのＰＡＰＲが高いと、ＲＦ電力増幅器（ＰＡ）の平均効率が低くなる。
【０００３】
歴史的に、ＲＦ電力増幅器（ＲＦ  ＰＡ）は線形デバイスであった。ＬＴＥおよびＤＶＢのような、ピーク対平均電力比（ＰＡＰＲ）が高い通信および放送規格の出現に伴って、ＲＦ  ＰＡは、信号が高忠実度で増幅されるべきであれば、その伝達関数の低効率の領域において動作することを強いられる。
【０００４】
これらの条件の下でＰＡ効率を向上させるために、多数の増幅器構成が存在する。たとえば、ドハティー（Ｄｏｈｅｒｔｙ）などの負荷変調構成があり、これは、所要出力電力に依拠して互いの負荷を変調する２つの増幅器を有する回路を使用するものである。信号のエンベロープトラッキングのためのエンベロープ変調器を有する増幅器回路も使用されている。ＲＦ  ＰＡ効率を向上させるための別の回路形式にはアウトフェーズ増幅器がある。そのような回路は、高い直線性および優れたピーク効率を達成するために、飽和増幅器段を有する絶縁型結合器を使用する。負荷変調を可能にするために非絶縁型結合器を使用するアウトフェーズ増幅器回路もある。そのような増幅器構成は、理論上はある程度の効率向上をもたらすが、使用するとき、改善は限定的である。ＬＴＥのような新しい通信信号を増幅するときの平均効率が低いという問題がさらに存在する。
【０００５】
最近、アウトフェーズ増幅器をエンベロープトラッキング電源と組み合わせるハイブリッド方式が研究されている。しかしながら、提案されている既存のハイブリッド手法は複雑であり、また、ＲＦ  ＰＡに対する供給電圧／利得の切換えを要することが、システムにノイズを導入する傾向にある。
【０００６】
したがって、標準的なアウトフェーズ構成の制限のあるバックオフ効率と、ＲＦ電力増幅器用途向けのノイズのあるハイブリッド構成の複雑な回路とを克服する必要がある。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１ａ】ＲＦ増幅器用の既存のエンベロープ変調器を示す図。
【図１ｂ】従来のアウトフェーズ増幅器回路を示す図。
【図２】ＲＦ増幅器用の既存の多重レベルのアウトフェーズ構成を示す図。
【図３】図１ｂと図２の既知の増幅器回路の動作における差を表す図。
【図４】既知のチャージポンプ倍電圧器を示す図。
【図５】電荷蓄積デバイスに対して結合されたエンベロープ増幅器と、アウトフェーズ増幅器とを含む、一実施形態による増幅器回路を示す図。
【図６】図５の増幅器回路の動作と効率プロファイルとを表すグラフ。
【図７】実施形態の好ましい態様による増幅器回路を示す図。
【図８】図７の増幅器回路の動作と効率プロファイルとを表すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
各実施形態は、ＲＦ電力増幅器（ＲＦ  ＰＡ：RF Power Amplifier）の効率を向上させるためのアウトフェーズ増幅器と、電荷蓄積デバイスに結合されたエンベロープ増幅器とを有する増幅器回路を提供するものである。
【０００９】
一態様では、本発明は、アウトフェーズ領域とエンベロープトラッキング領域とを備える増幅器回路に関し、
アウトフェーズ領域は、増幅されるべき、振幅変調され、位相変調されている入力信号を受け取って、前記信号を、位相変調されている一定振幅の２つの信号Ｓ１、Ｓ２に分離するように処理することができる信号処理ブロックを含み、第１の信号Ｓ１は第１のＲＦ電力増幅器ＲＦ  ＰＡ１を駆動するためのものであり、第２の信号Ｓ２は第２のＲＦ電力増幅器ＲＦ  ＰＡ２を駆動するためのものであり、ＲＦ  ＰＡのそれぞれからの出力信号は、増幅された出力信号（ＲＦ出力）を取得するために電力結合器（ＰＣ：power combiner）に供給され、
エンベロープトラッキング領域は、増幅されるべき入力信号のエンベロープを表す入力を受け取ることができる線形増幅器（Ｅｎｖ  Ａｍｐ）と、ＲＦ  ＰＡを駆動するための増幅されたエンベロープ信号を供給するために前記増幅器に結合された電荷蓄積デバイスとを含み、前記増幅器および電荷蓄積デバイスは、供給電圧Ｖ＋を受け取るように構成されており、
増幅器回路は、アウトフェーズ回路における第１の信号Ｓ１と第２の信号Ｓ２が同相であるとき、増幅器によって駆動された両方のＲＦ  ＰＡの出力電圧が供給電圧Ｖ＋より上のＶ２だけ増加されるように、電荷蓄積デバイスが供給電圧Ｖ＋より上の電圧Ｖ２を供給することを可能にするために、受け取られたエンベロープ信号の電圧に基づく入力電圧Ｖ１が、増幅器回路のエンベロープトラッキング領域における増幅器に対して供給されるように構成されている。
【００１０】
別の態様では、本発明は、アウトフェーズ領域とエンベロープトラッキング領域とを備える増幅器回路を提供するものであり、
アウトフェーズ領域は、増幅されるべき、振幅変調され、位相変調されている入力信号を受け取って、前記信号を、位相変調されている一定振幅の２つの信号（Ｓ１、Ｓ２）に分離するように処理することができる信号処理ブロックを含み、第１の信号Ｓ１は第１のＲＦ電力増幅器ＲＦ  ＰＡ１を駆動するためのものであり、第２の信号Ｓ２は第２のＲＦ電力増幅器ＲＦ  ＰＡ２を駆動するためのものであり、ＲＦ  ＰＡ）のそれぞれからの出力信号は、増幅された出力信号（ＲＦ出力）を取得するために電力結合器（ＰＣ）に供給され、
エンベロープトラッキング領域１は、増幅されるべき入力信号のエンベロープを表す入力を受け取ることができる第１の線形増幅器（Ｅｎｖ  Ａｍｐ）と、第１のＲＦ  ＰＡを駆動するための増幅されたエンベロープ信号を供給するために前記第１の増幅器に結合された第１の電荷蓄積デバイスとを含み、エンベロープトラッキング領域は、入力信号のエンベロープを表す入力を受け取ることができる第２の線形増幅器（Ｅｎｖ  Ａｍｐ）と、第２のＲＦ  ＰＡを駆動するための増幅されたエンベロープ信号を供給するために前記第２の増幅器に結合された第２の電荷蓄積デバイスとをさらに含み、前記増幅器および電荷蓄積デバイスも、供給電圧Ｖ＋を受け取るように配置されており、
増幅器回路は、アウトフェーズ回路における第１の信号Ｓ１と第２の信号Ｓ２が同相であるとき、第１の線形増幅器によって駆動された第１のＲＦ  ＰＡの出力電圧が供給電圧Ｖ＋より上のＶ２だけ増加されるように、第１の電荷蓄積デバイスが供給電圧Ｖ＋より上の電圧Ｖ２を供給することを可能にするために、受け取られたエンベロープ信号の電圧に基づく入力電圧Ｖ１が、増幅器回路のエンベロープトラッキング領域における第１の線形増幅器に対して供給されるように構成されており、
エンベロープトラッキング回路において、ＲＦ  ＰＡ１を駆動するためのＶ２の最大値が達せられるのに応答して、増幅器回路は、第２の線形増幅器によって駆動された第２のＲＦ  ＰＡの出力電圧が、供給電圧Ｖ＋より上のＶ４だけ増加されるように、第２の電荷蓄積デバイスが供給電圧Ｖ＋より上の電圧Ｖ４を供給することを可能にするために、第２の線形増幅器に対して、受け取られたエンベロープ信号の電圧に基づく入力電圧Ｖ３が供給されるように構成されている。
【００１１】
さらなる態様では、本発明は、上記で説明されたような増幅器回路を使用して信号を増幅するための方法を提供するものであり、この方法は、
増幅されるべき、振幅変調され、位相変調されている入力信号を増幅器回路のアウトフェーズ領域に対して供給するステップと、ここにおいて、第１の信号Ｓ１と第２の信号Ｓ２との２つの個別信号を取得するために、入力信号が信号処理ブロックに供給され、Ｓ１およびＳ２が、位相変調されている一定振幅の信号であり、Ｓ１が第１の電力増幅器ＲＦ  ＰＡ１を駆動するための信号であり、Ｓ２が第２の電力増幅器ＲＦ  ＰＡ２を駆動するための信号であり、
（エンベロープトラッキング領域１における少なくとも１つの増幅器に対して、増幅されるべき信号のエンベロープを表すステップと、
増幅されたエンベロープ信号を供給するために、増幅器に結合された電荷蓄積デバイスを設けるステップと、
増幅器と電荷蓄積デバイスとに供給電圧Ｖ＋を供給するステップとを備え、
第１の信号Ｓ１と第２の信号Ｓ２が同相であるとき、この方法は、
増幅器によって駆動されたＲＦ  ＰＡの出力電圧が供給電圧Ｖ＋より上だけ増加されるように、電荷蓄積デバイスが供給電圧Ｖ＋より上の電圧（Ｖ２、Ｖ４）を供給することを可能にするために、エンベロープ増幅器に対して、入力信号のエンベロープの電圧に基づいて入力電圧（Ｖ１、Ｖ３）を供給するステップをさらに備える。
【００１２】
従来の増幅器は、ＬＴＥのような最新の通信信号を増幅するとき平均効率が低い。高いピーク対平均電力比（ＰＡＰＲ）とＬＴＥおよびＤＶＢのような放送規格とを有する信号に対するＲＦ電力増幅器（ＰＡ）の効率を向上させるための、多数の増幅器構成が存在する。
【００１３】
ＲＦ  ＰＡの効率を向上させるための既知の増幅器構成の１つのタイプは、エンベロープ変調器の電圧出力がＲＦ  ＰＡの電圧供給入力に直接印加されるように、エンベロープ変調器を使用する。これは、たとえばエンベロープ変調器が単一バンドタイプである構成を示す図１ａに示されている。この構成では、エンベロープ信号の全体の帯域幅が増幅器の入力に印加される。図１ａにおいてＧ級増幅器の構成が使用されると、これはエンベロープ信号の全体の帯域幅を増幅するのに十分な帯域幅を有し、その結果、増幅器によって供給される出力信号が低周波数またはＤＣの出力ならびに高周波数のＡＣ出力を供給し、どちらも入力エンベロープ信号の低周波数／ＤＣ成分およびＡＣ成分を反映している。次いで、図１ａにおけるエンベロープ変調器の増幅器による電圧出力が、ＲＦ増幅器に直接印加される。しかしながら、そのようなタイプのエンベロープ変調器は、信号の全体の帯域幅を増幅するので、効率が低い。
【００１４】
高いピーク対平均電力比（ＰＡＰＲ）を有するＯＦＤＭ信号に対するＲＦ  ＰＡ効率を改善するための既知の増幅器構成は、図１ｂに示されるようなアウトフェーズ増幅器構成である。この回路は、ＲＦ  ＰＡ１およびＲＦ  ＰＡ２の２つのＲＦ電力増幅器から成り、これらは、伝達特性の高効率領域において動作するように、飽和領域へ駆動される。これら２つのＲＦ  ＰＡの出力信号は、電力結合器（ＰＣ）１０において合計される。図１ｂの回路に見られるように、ＲＦ  ＰＡ１向けのＳ１とＲＦ  ＰＡ２向けのＳ２との２つの駆動信号を導出する信号成分分離器（ＳＣＳ：signal component separator）４に対して、ベースバンド入力信号２が印加される。これら２つの信号の間の位相関係が、結合信号の振幅を決定する。２つの信号Ｓ１とＳ２は同相のとき合計し、すなわち最大振幅が達せられる。信号Ｓ１とＳ２は逆相のとき互いに打ち消し合い、結果として振幅がゼロになり、すなわち最小振幅またはゼロ振幅になる。２つの信号Ｓ１とＳ２の間の位相関係は、アウトフェーズ増幅器において任意の振幅の組合せを再現することができる。
【００１５】
アウトフェーズ構成は、前述のようにわずかに異なる原理で動作するように見える増幅器のクラスに関するものであるが、同一、すなわちＣｈｉｒｅｉｘ、Ａｍｐｌｉｐｈａｓｅ、混合アナログ同期ループ汎用変調器（ＣＡＬＬＵＭ：Combined Analogue-Locked Loop Universal Modulator）、非線形要素を使用する線形増幅（ＬＩＮＣ：Linear amplification using Nonlinear Components）であると見なされる。
【００１６】
図１ｂは、ＬＩＮＣアウトフェーズ構成の単純形を表すものであり、すなわち、電力結合器１０はウィルキンソン型電力結合器すなわち絶縁型電力結合器である。このために、ＬＩＮＣ増幅器には負荷変調効果がない。これで、必要な信号出力が小さいときでさえ増幅器が一定電力で動作するので、ピーク対平均（ＰＡＲ）の値が大きい信号は効率が悪くなる。
【００１７】
しかしながら、このことが、すべてのアウトフェーズ構成に当てはまるとは限らない。Ｃｈｉｒｅｉｘ増幅器の場合には、非絶縁型電力結合器が使用されることにより、一方のＰＡ負荷からの出力信号が他方のＰＡを「引っ張る」。この設計が、振幅変調を伴う信号に対する改善された平均効率をもたらす負荷変調を可能にするので、これは、理論上、より効率的であり得る。しかしながら、負荷プリングの程度を計算するのが難しく、これらの効果がシミュレートされ得ないので、そのような回路を設計して動作させるのは、はるかに困難である。
【００１８】
アウトフェーズ構成は理論上のＲＦ  ＰＡ効率を向上させるが、その当初の設計において改善は限定されている。これに対処して、より優れた動作効率を有する増幅器回路を提供する試みにおいて、最近になって、アウトフェーズ構成とエンベロープトラッキング構成の両方を組み合わせるハイブリッド方式が導入されている。既存のハイブリッド方式は、ＲＦ  ＰＡに対する供給電圧を、エンベロープ入力信号に基づき複数の個別レベルの間で動的に切り換えることと、図２に示されるようなアウトフェーズ増幅器も使用することとに基づく。この設計では、ＲＦ  ＰＡに対する供給電圧が、切換えレベル発生器（ＳＬＧ：Switching level generator）によって、異なる大きさの４つのレベル（Ｖ１＋〜Ｖ４＋）の間で切り換えられる。任意数の供給電圧が使用され得る。この例では、両方のＲＦ  ＰＡが共通の切り換えられた供給電圧を共有するが、これらは独立したものであり得る。残りの構成要素は、図１ｂの従来のアウトフェーズ構成と同一のものである。
【００１９】
図２のシステムは、多重レベルＬＩＮＣ（Ｍ−ＬＩＮＣ）と称される。図１ｂの従来のアウトフェーズ増幅器と比較したその動作が、図３において、その効率プロファイルとともに表されている。図１ｂの従来のアウトフェーズ増幅器については、出力電力が下がるのにつれて効率が急速に低下するのが見られる。図２の回路において供給電圧を切り換えることにより、効率プロファイルが、ここでは４つのピークを有する。ＬＴＥ信号の確率密度関数（ＰＤＦ）も図３に示されている。信号の大多数が、ピーク値よりも大幅に小さい平均値に存在することが理解され得る。平均値において、図２のＭ−ＬＩＮＣアウトフェーズ増幅器は、従来のものよりも高い効率を有するのが理解され得、したがって、ＬＴＥ信号を増幅するとき平均効率が向上される。
【００２０】
図２のＭ−ＬＩＮＣ増幅器では、２台のＲＦ増幅器によって生成された２つの信号が同一の振幅を有する。アウトフェーズ増幅器の上記議論の例では、両方のＲＦ増幅器が、共通の切り換えられた供給電圧を共有した。したがって、これらは同一の出力振幅を生成する。
【００２１】
上記で説明されたように、図１ａのものなどの従来のエンベロープ変調器は、ＬＴＥのような最新の通信信号を増幅するとき平均効率が低い。図１ｂに見られるような従来のアウトフェーズ増幅器回路を使用すると、効率における改善が非常に制限される。図２に示された構成は平均効率を向上させるが、既存のハイブリッド回路は複雑であり、供給電圧／利得の切換えが、システムにノイズを導入する。
【００２２】
したがって、標準的なアウトフェーズ構成の制限されたバックオフ効率と、既存のハイブリッド構成の複雑でノイズのある回路との短所を克服する増幅器構成が必要である。
【００２３】
本明細書で説明された実施形態は、特に、高いピーク対平均電力比（ＰＡＰＲ）を有する信号すなわちＬＴＥおよびＤＶＢのような放送規格の信号に対するＲＦ電力増幅器の効率を向上させるため、既存のアウトフェーズ増幅器構成の短所を克服するものである。本実施形態は、ＲＦ電力増幅器（ＲＦ  ＰＡ）の効率を向上させるためのアウトフェーズ増幅器と、電荷蓄積デバイスに結合されたエンベロープ増幅器とを使用することによって、エンベロープトラッキングとアウトフェーズの両方を使用するハイブリッド増幅器回路を提案するものである。
【００２４】
本実施形態は、エンベロープ変調器に線形チャージポンプを組み込むものである。図４に示されるチャージポンプの一例は、その入力の２倍の出力電圧を生成することができる。チャージポンプ倍電圧器用の既知の機構では、１つのキャパシタを供給電圧から充電し、次いで、そのキャパシタを供給電圧に対して直列に切り換えるためにスイッチが使用される。供給電圧に対して直列に接続されたとき、電荷が出力キャパシタに渡され、出力キャパシタが供給電圧の２倍を維持する。より高い出力電圧を達成するために、多数のチャージポンプが縦続接続され得る。しかしながら、そのようなチャージポンプは、一般に動的に制御可能ではなく、出力電圧が非線形であって常に入力の倍数である。
【００２５】
以下で説明され、図５から図８を参照しながら理解されるように、説明される実施形態は、既存のハイブリッド増幅器設計よりもかなり簡易な回路を提供し、すべての前述の既存の短所を克服するものである。本発明は、アウトフェーズならびに信号エンベロープトラッキングを使用する増幅器回路を提供するものである。回路１００は線形チャージポンプを組み込むものであり、すなわち、回路１００は、アウトフェーズ増幅器回路における信号の最大振幅が達せられると、ＲＦ電力増幅器に対する供給電圧Ｖ＋を入力信号のエンベロープに基づいて駆動するために、電荷蓄積デバイスと結合されたエンベロープ増幅器を組み込むものである。
【００２６】
図５は、第１の実施形態による増幅器回路１００を示す。回路１００は、アウトフェーズ回路すなわちアウトフェーズ領域１００ａと、エンベロープトラッキング回路すなわちエンベロープトラッキング領域１００ｂとから成る。図５に示されるアウトフェーズ回路１００ａは、図１ｂに示された従来のアウトフェーズ構成に類似である。図５の増幅器回路１００では、他の適切なアウトフェーズ増幅器の構成も使用され得る。図５に示される実施形態のアウトフェーズ回路１００ａは、２つのＲＦ電力増幅器ＲＦ  ＰＡ１およびＲＦ  ＰＡ２と、信号成分分離器（ＳＣＳ）４と、電力結合器（ＰＣ）１０とを含む。ベースバンド入力信号２はＳＣＳ  ４に対する入力として印加される。
【００２７】
ＳＣＳ  ４は、入力信号２の信号分解または信号分割の機能を遂行する、アウトフェーズに特有の信号処理ブロックである。信号分割動作において、振幅変調と位相変調の両方を施された１つの入力信号２が、位相変調された一定振幅の２つの個別信号Ｓ１およびＳ２、すなわち２つのアウトフェーズの一定エンベロープの信号Ｓ１およびＳ２へと変換される。アウトフェーズ領域１００ａについては、２つの信号Ｓ１とＳ２が共通位相変調成分と、差動位相変調成分とを有する。共通位相変調は、原信号の位相情報を搬送する。差動位相変調は、もとの振幅変調に関する情報を含む。この分解は、すべてのタイプのアウトフェーズ増幅器に対して共通である。信号Ｓ１およびＳ２には経時変化する振幅成分がない。これら２つのエンベロープ一定の信号は、再結合されたとき、振幅および位相の情報に関してもとの入力信号２を再現する。
【００２８】
したがって、ＳＣＳ  ４は、ＲＦ  ＰＡ１およびＲＦ  ＰＡ２に対する入力としてそれぞれ供給されて別々に増幅される２つの駆動信号Ｓ１とＳ２とを導出する。２つのＲＦ  ＰＡは、それらの伝達特性の高効率領域において動作するように、それぞれ飽和領域へ駆動される。これら２つのＲＦ  ＰＡの出力信号Ｓ１outおよびＳ２outは、図１ｂの回路に見られた電力結合器に類似する、電力結合器１０すなわち絶縁型または非絶縁型の電力結合器回路（ＰＣ）１０において合計される。これら２つの信号の間の位相関係が、ＰＣ  １０のＲＦ出力において見られる結合信号の振幅を決定する。２つの信号Ｓ１とＳ２が同相であるとき、これらは合計する。これらは逆相のとき互いに打ち消し合い、それによってＲＦ出力における振幅がゼロになる。
【００２９】
図５に示される本実施形態では、アウトフェーズ回路１００ａにおいて最大の振幅が達成されたとき、すなわち２つの信号Ｓ１とＳ２の間の位相差がゼロのとき、エンベロープトラッキング動作またはエンベロープトラッキング領域が始められ、すなわち、そのとき、２つのＲＦ増幅器ＲＦ  ＰＡ１とＲＦ  ＰＡ２とを駆動するためにエンベロープトラッキング回路１００ｂが使用される。この領域１００ｂでは、入力信号２のエンベロープ２ｅを導出するために、エンベロープの生成および処理の回路６に対して入力信号２が供給される。ここで、アウトフェーズ領域１００ａにおける信号Ｓ１とＳ２は同相に保たれ、エンベロープトラッキング段階または領域１００ｂが始められたとき、それぞれのＰＡに対するプラスの供給電圧Ｖ＋が増加され、すなわちチャージポンプによって２倍にされる。エンベロープトラッキング回路１００ｂは、エンベロープ増幅器（Ｅｎｖ  Ａｍｐ）８と、ダイオードＤ１と、電荷蓄積デバイスすなわちキャパシタＣ１とを含む。Ｅｎｖ  Ａｍｐ  ８は線形増幅器である。供給電圧Ｖ＋は、Ｅｎｖ  Ａｍｐ  ８からの出力信号のエンベロープとともに直線的に増加される。このことが信号のピークを再現する。図５に示される実施形態では、両方のＲＦ  ＰＡ、ＲＦ  ＰＡ１とＲＦ  ＰＡ２が、同一の線形チャージポンプ回路すなわち電荷蓄積デバイスＣ１によって駆動される。エンベロープトラッキング領域１００ｂの構成要素および動作が以下で説明される。
【００３０】
エンベロープ増幅器Ｅｎｖ  Ａｍｐ  ８に対してエンベロープ入力２ｅが供給される。このエンベロープ入力信号２ｅは、エンベロープの生成および処理のモジュール６から供給される信号、または増幅器回路１００によって増幅されるべきＲＦ入力信号２のエンベロープの瞬時値を示すベースバンド処理（図５には示されていない）から供給される信号を表す。両方のＲＦ増幅器、ＲＦ  ＰＡ１とＲＦ  ＰＡ２に供給される出力信号の効率と線形性とを向上させるために、図５のＥｎｖ  Ａｍｐ  ８の出力信号が、線形チャージポンプすなわち電荷蓄積デバイスＣ１を駆動する。
【００３１】
エンベロープトラッキング回路１００ｂにおいて、プラスの供給電圧Ｖ＋が、線形増幅器Ｅｎｖ  Ａｍｐ  ８と、Ｅｎｖ  Ａｍｐ  ８に結合された電荷蓄積デバイスＣ１とに供給される。Ｅｎｖ  Ａｍｐ  ８の出力は、図５の２つのＲＦ電力増幅器ＲＦ  ＰＡ１およびＲＦ  ＰＡ２によって表された出力負荷を駆動するように構成されている。２つのＲＦ  ＰＡがチャージポンプから供給電圧Ｖ＋を受け取って、出力ＲＦ負荷すなわち電力結合器１０の出力に対してＡＣ電圧を供給する。
【００３２】
回路１００は、エンベロープ増幅器Ｅｎｖ  Ａｍｐ  ８がＲＦ搬送波入力２の全体のエンベロープを常にトラッキングするとは限らないように構成されている。回路１００のエンベロープトラッキング回路１００ｂが有効にされるのは、回路１００のアウトフェーズ領域１００ａにおいて信号の最大振幅が達成された場合のみである。したがって、アウトフェーズ領域１００ａにおける入力信号２の２つの成分Ｓ１とＳ２の間の差がゼロになったとき、すなわち振幅が最大になったときのみ、次いで、エンベロープの生成および処理の回路６の出力に（エンベロープ信号２ｅの）電圧Ｖ１が出現して、これがＥｎｖ  Ａｍｐ  ８に入力される。これによって、２つのＲＦ電力増幅器に対する電圧供給Ｖ＋は、チャージポンプＣ１によって２倍にされるかまたはＶ１だけ増加される。Ｖ１は、好ましくは、特定のしきい値よりも高い入力エンベロープ信号２ｅの電圧範囲に基づくものである。より好ましくは、電圧Ｖ１は、もとのＲＦ入力信号２のエンベロープ信号２ｅのダイナミック電圧範囲の高い方の電圧範囲を常にトラッキングするように、エンベロープ信号２ｅのダイナミック電圧範囲の平均値以上に設定される。したがって、低い方の電圧範囲はＥｎｖ  Ａｍｐ  ８によってトラッキングされない。エンベロープトラッキング領域において、次いで、エンベロープ増幅器Ｅｎｖ  Ａｍｐ  ８への信号Ｖ１が電荷蓄積デバイスＣ１に渡され、電荷蓄積デバイスＣ１は、ＲＦ  ＰＡ１とＲＦ  ＰＡ２とを駆動するために、これらのＲＦ  ＰＡに対して供給電圧Ｖ＋よりも高い出力信号Ｖ２を供給するための線形チャージポンプとして働く。エンベロープトラッキング領域１００ｂにおいて、両方のＲＦ  ＰＡが非線形モードまたは飽和モードで、すなわち、好ましくは平均電圧範囲よりも上で動作し、したがって、このモードでは、エンベロープ入力信号２ｅのピークがＥｎｖ  Ａｍｐ  ８によってトラッキングされる。したがって、両方のＲＦ  ＰＡの飽和モードにおいて、Ｅｎｖ  Ａｍｐ  ８を通って電流が流れて、電荷蓄積デバイスＣ１を供給電圧Ｖ＋の上へ、すなわち電圧Ｖ２まで押し上げる。
【００３３】
回路１００のアウトフェーズ領域１００ａにおいて最大電圧が達せられていないとき、すなわちＳ１とＳ１の間の位相差がゼロでないときには、Ｖ１において、エンベロープの生成および処理の回路６からの入力電圧が出現しない。この場合、Ｅｎｖ  Ａｍｐ  ８に対する入力は、ゼロボルトすなわちグラウンド電位になるはずである。この場合、エンベロープトラッキング回路１００ｂにおけるＲＦ  ＰＡ１とＲＦ  ＰＡ２とに対する出力信号Ｖ２は、供給電圧Ｖ＋に固定される。したがって、ＲＦ  ＰＡが供給電圧Ｖ＋において線形モードで動作するとき、入力エンベロープ信号はＥｎｖ  Ａｍｐ  ８によって考慮されない。ＲＦ  ＰＡの線形モードにおいて、あるいはアウトフェーズ領域１００ａがむしろ作動状態または活動状態のとき、供給電圧Ｖ＋によって、図５に示されるダイオードＤ１を通って電流が流れ、キャパシタＣ１を充電する。アウトフェーズ回路１００ａにおいて最大振幅が既に達せられているときの非線形モードまたは飽和モードにおいてのみ、Ｅｎｖ  Ａｍｐ  ８を通ってＲＦ  ＰＡに電流が流れる。
【００３４】
図５に見られる実施形態は、既存のエンベロープトラッキングおよびアウトフェーズの増幅器の回路方式と比較してかなり簡易である。図６に示される効率プロファイルにおいて、効率増進が見られ得る。この図から見られるように、２つの効率ピークがあり、効率プロファイルは２つの別個の領域を有し、低い方の領域ではアウトフェーズが使用され、すなわちアウトフェーズ回路１００ａが作動状態であり、高い方の領域ではエンベロープトラッキング回路１００ｂによってエンベロープトラッキングが使用される。低い方の領域では、２つのＲＦ  ＰＡが飽和状態へ駆動される従来のアウトフェーズ動作が維持され、それらの出力信号の位相関係が、結果として生じる信号の振幅を決定する。図６に示されるように、アウトフェーズ領域１００ａのピーク効率が達成されるのは、信号が同相のときのみである。
【００３５】
アウトフェーズ領域１００ａにおいて最大振幅が達成されたとき、すなわち２つの信号間の位相差がゼロのとき、エンベロープトラッキング領域１００ｂが始められる。ここでは信号が同相に保たれ、Ｅｎｖ  Ａｍｐ  ８と、ダイオードＤ１と、キャパシタＣ１とから形成されたチャージポンプによって、ＲＦ  ＰＡに対する供給電圧が増加される。供給電圧は、出力信号のエンベロープとともに直線的に増加される。このことが図６の信号のピークを再現する。
【００３６】
図５に示される実施形態では、両方のＲＦ  ＰＡがＥｎｖ  Ａｍｐ  ８と、Ｃ１と、Ｄ１とによって形成された同一のチャージポンプによって駆動される。しかしながら、ＲＦ  ＰＡのそれぞれについて個別のチャージポンプを使用することも可能である。この実施形態は図７の増幅器回路２００に示されている。この機構は、図８に見られる増幅器回路２００に関する効率プロファイルから示されるように、効率ピークの数をさらに増加させるという利点を有する。図７の増幅器回路１００と同様に、アウトフェーズは、低い方のエンベロープ領域においてのみ使用される。図５と同様に、アウトフェーズ増幅器回路２００ａは、アウトフェーズ領域２００ａにおいて最大振幅が達成されるまで、すなわちＳＣＳ  ４からの２つの信号Ｓ１とＳ２の間の位相差がゼロになるときまで作動状態である。エンベロープトラッキング回路２００ｂは、アウトフェーズ回路２００ａにおいて最大振幅が達成されたときのみ、始められる。キャパシタＣ１とダイオードＤ１とによって形成されたチャージポンプは、ＲＦ  ＰＡ１に対する供給電圧Ｖ＋を最初に増加するように構成されている。
【００３７】
エンベロープトラッキング領域２００ｂにおける動作は、図５に関連して上記で説明されたものと同一である。したがって、ＲＦ  ＰＡ１に対する供給電圧は、ＲＦ  ＰＡ１用のチャージポンプ回路によってＶ１だけ増加される。エンベロープ増幅器Ｅｎｖ  Ａｍｐ  ８ａへの信号Ｖ１が電荷蓄積デバイスＣ１に渡され、電荷蓄積デバイスＣ１は、ＲＦ  ＰＡ１に対してのみ出力信号Ｖ２を供給するための線形チャージポンプとして働く。
【００３８】
増加された供給電圧が、その最大値（Ｖ２の最大値）に到達したときのみ、次いで、エンベロープ増幅器８ｂ、キャパシタＣ２およびダイオードＤ２が、ＲＦ  ＰＡ２に対する供給電圧をＶ＋より上に増加させるように動作することになる。
【００３９】
次いで、エンベロープの生成および処理の回路６ｂの出力において、Ｅｎｖ  Ａｍｐ  ８ｂに対する入力である、（エンベロープ信号２ｅの）電圧Ｖ３が出現する。これで、ＲＦ  ＰＡ２に対する電圧供給Ｖ＋は、Ｅｎｖ  Ａｍｐ  ８ｂと、ダイオードＤ２と、キャパシタＣ２とによって形成されたチャージポンプによって２倍にされるかまたはＶ３だけ増加される。Ｖ１と同様に、Ｖ３も、供給電圧が、Ｅｎｖ  Ａｍｐ  ８ａと、キャパシタＣ１と、ダイオードＤ１とによって供給された出力信号Ｖ２よりも高くなるように、好ましくはエンベロープの生成および処理の回路６ａに対して供給される電圧Ｖ１を超える特定のしきい値よりも高い入力エンベロープ信号２ｅの電圧範囲に基づくものである。次いで、エンベロープ増幅器Ｅｎｖ  Ａｍｐ  ８ｂへの信号Ｖ３が電荷蓄積デバイスＣ２に渡され、電荷蓄積デバイスＣ２は、ＲＦ  ＰＡ２を駆動するために、供給電圧Ｖ＋よりも高く、また電圧Ｖ２よりも高い電圧にある出力信号Ｖ４をＲＦ  ＰＡ２に供給するための線形チャージポンプとして働く。
【００４０】
増幅器回路２００は、ＲＦ  ＰＡ１向けの増加した供給電圧（Ｖ２）およびＲＦ  ＰＡ２向けのさらに増加した供給電圧（Ｖ４）のために、図８のグラフにおける増幅器回路２００の効率プロファイルから示されるように、より多数の効率ピークをもたらす。図８に示されるように、効率プロファイルには３つの別個の領域がある。低い方の領域（図８のグラフにおけるアウトフェーズ領域）では、Ｅｎｖ  Ａｍｐ  ８ａとＥｎｖ  Ａｍｐ  ８ｂの両方の出力が低く、アウトフェーズ動作だけが起こる。信号Ｓ１とＳ２が同相であるとき、すなわちアウトフェーズ領域２００ａにおいて最大振幅が達成されたとき、次いで増幅器Ｅｎｖ  Ａｍｐ  ８ａの出力が増加し始めることになり、これは第２の別個の領域（図におけるＲＦ  ＰＡ１のエンベロープトラッキング領域）である。このとき、さらなるＥｎｖ  Ａｍｐ  ８ｂの出力が固定されているので、これは準エンベロープトラッキング領域と見なされ得る。ＲＦ  ＰＡ１の出力に出現する信号とＲＦ  ＰＡ２の出力に出現する信号とは等しくない。Ｅｎｖ  Ａｍｐ  ８ａの出力は、Ｖ２がその最大値に到達するまで、エンベロープ電圧２ｅの範囲をトラッキングし続けることになる。Ｖ２の最大値が達せられると、Ｅｎｖ  Ａｍｐ  ８ｂの出力は、エンベロープ電圧２ｅの範囲をトラッキングし始めることになる。これは第３の別個の領域（図におけるＲＦ  ＰＡ２のエンベロープトラッキング領域）である。Ｖ４もその最大値になったとき、最大出力が達せられる。この値は、たとえば供給電圧Ｖ＋の２倍であり得る。
【００４１】
図５および図７に示される実施形態については、いくつかの実際のシステムが非理想的なこと（たとえば振幅変調−位相変調の非線形性など）および／または様々な入力信号間の時間のずれが考慮に入れられたとき、システムの性能と線形性とを劣化させる可能性がある。しかしながら、本実施形態の増幅器回路１００および２００では、エンベロープトラッキング領域１００ｂおよび２００ｂにおける入力信号の位相関係を制御することにより、これが克服され得る。
【００４２】
図１ａ、図１ｂおよび図２に見られた従来のアウトフェーズ構成と比較して、本実施形態は、より高い効率をもたらすことになり、したがって消費電力を低減する。この利点は、図６に示された増幅器回路１００の効率プロファイルから理解され得る。図６に示された効率プロファイル上のバックオフにおける第２のピークは、向上した効率の証拠である。
【００４３】
効率プロファイルは、ＲＦ  ＰＡに対する供給電圧が、アウトフェーズ領域１００ａにおける動作の間は一定であるが、次いで、エンベロープトラッキング領域１００ｂの間に増加したことも示す。対照的に、ＲＦ  ＰＡ１とＦＲ  ＰＡ  ２によってもたらされた信号の位相関係は、エンベロープトラッキング領域１００ｂの間はゼロで一定であって、アウトフェーズ領域１００ａの間は出力電力を低減するように変化することが示されている。図５に見られるように、２つの増幅器出力が同相（ゼロ度）の場合にのみ、エンベロープトラッキング領域１００ｂが始められる。出力電力が下がるとき、２つの増幅器出力は＋９０°と−９０°に離れ、そのため最小出力電力において逆相であり、その故に互いに打ち消し合う。
【００４４】
その上、図２に見られるような従来技術のＭ−ＬＩＮＣシステムは、一般に、異なる電圧のそれぞれに対して複数の電源を必要とする。これは高くつき、大きなボリュームを消費する。図５および図７に示される実施形態は、チャージポンプがピークの電圧を２倍にするので、１つの電源しか必要としない。
【００４５】
図５の増幅器回路１００および図７の増幅器回路２００については、予期される出力電力レベルは１〜５Ｗである。したがって、この増幅器回路の構成は、Ｗｉ−Ｆｉデバイスと、携帯電話と、小さい基地局および中継器／中継ネットワークと、他の種類のトランシーバおよび類似のデバイスとを使用するものなど、広範囲の用途に適している。
【００４６】
特定の実施形態が説明されてきたが、これらの実施形態は例としてのみ示されており、本発明の範囲を限定するようには意図されていない。実際、本明細書で説明された斬新なデバイス、方法、および製品は、様々な他の形態で具現化されてよく、さらに、本明細書で説明された方法およびシステムの形態における様々な省略、置換、および変更が、本発明の精神から逸脱することなくなされ得る。添付の特許請求の範囲およびそれらの均等物は、そのような形態または修正形態を、実施形態の範囲内に入るはずのものとして包含するように意図されている。
以下、本願出願当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［Ｃ１］
アウトフェーズ領域１００ａとエンベロープトラッキング領域１００ｂとを備える増幅器回路１００であって、
前記アウトフェーズ領域１００は、増幅されるべき、振幅変調され、位相変調されている入力信号２を受け取って、前記信号２を、位相変調されている一定振幅の２つの信号（Ｓ１、Ｓ２）に分離するように処理することができる信号処理ブロック４を含み、第１の信号Ｓ１は第１のＲＦ電力増幅器（ＲＦ  ＰＡ）ＲＦ  ＰＡ１を駆動するためのものであり、第２の信号Ｓ２は第２のＲＦ電力増幅器（ＲＦ  ＰＡ）ＲＦ  ＰＡ２を駆動するためのものであり、前記ＲＦ  ＰＡ（ＲＦ  ＰＡ１、ＲＦ  ＰＡ２）のそれぞれからの出力信号が、増幅された出力信号（ＲＦ出力）を取得するために電力結合器（ＰＣ）１０に供給され、
エンベロープトラッキング領域１００ｂが、増幅されるべき前記入力信号２のエンベロープを表す入力２ｅを受け取ることができる線形増幅器（Ｅｎｖ  Ａｍｐ）８と、前記ＲＦ  ＰＡ（ＲＦ  ＰＡ１およびＲＦ  ＰＡ２）を駆動するための増幅されたエンベロープ信号を供給するために前記増幅器８に結合された電荷蓄積デバイスＣ１とを含み、前記増幅器８および電荷蓄積デバイスＣ１が、供給電圧Ｖ＋を受け取るように構成されており、
前記増幅器回路１００が、前記アウトフェーズ回路１００ａにおける前記第１の信号Ｓ１と前記第２の信号Ｓ２が同相であるとき、前記増幅器８によって駆動される両方のＲＦ  ＰＡの出力電圧が、前記供給電圧Ｖ＋より上のＶ２だけ増加されるように、前記電荷蓄積デバイスＣ１が前記供給電圧Ｖ＋より上の電圧Ｖ２を供給することを可能にするために、前記受け取られたエンベロープ信号２ｅの電圧に基づく入力電圧Ｖ１が前記増幅器回路１００の前記エンベロープトラッキング領域１００ｂにおける前記増幅器８に対して供給されるように構成されている増幅器回路１００。
［Ｃ２］
前記エンベロープトラッキング領域１００ａが、前記入力信号２を受け取って前記エンベロープ信号２ｅを生成するための、エンベロープの生成および処理のモジュール６を含み、前記モジュール６が、前記アウトフェーズ回路１００ａにおける前記第１の信号Ｓ１と前記第２の信号Ｓ２が同相であるとき、前記エンベロープ信号２ｅの前記電圧に基づき、前記増幅器８に対して前記入力信号Ｖ１を供給することがさらに可能である［Ｃ１］に記載の増幅器回路１００。
［Ｃ３］
アウトフェーズ領域１００ａとエンベロープトラッキング領域１００ｂとを備える増幅器回路１００であって、
前記アウトフェーズ領域１００ａは、増幅されるべき、振幅変調され、位相変調されている入力信号２を受け取って、前記信号２を、位相変調されている一定振幅の２つの信号（Ｓ１、Ｓ２）に分離するように処理することができる信号処理ブロック４を含み、第１の信号Ｓ１は第１のＲＦ電力増幅器（ＲＦ  ＰＡ）ＲＦ  ＰＡ１を駆動するためのものであり、第２の信号Ｓ２は第２のＲＦ電力増幅器（ＲＦ  ＰＡ）ＲＦ  ＰＡ２を駆動するためのものであり、前記ＲＦ  ＰＡ（ＲＦ  ＰＡ１、ＲＦ  ＰＡ２）のそれぞれからの出力信号が、増幅された出力信号（ＲＦ出力）を取得するために電力結合器（ＰＣ）１０に供給され、
エンベロープトラッキング領域１００ｂが、増幅されるべき前記入力信号２のエンベロープを表す入力２ｅを受け取ることができる第１の線形増幅器（Ｅｎｖ  Ａｍｐ）８ａと、前記第１のＲＦ  ＰＡ（ＲＦ  ＰＡ１）を駆動するための増幅されたエンベロープ信号を供給するために前記第１の線形増幅器８に結合された第１の電荷蓄積デバイスＣ１とを含み、前記エンベロープトラッキング領域１００ｂが、前記入力信号２の前記エンベロープを表す入力２ｅを受け取ることができる第２の線形増幅器（Ｅｎｖ  Ａｍｐ）８ｂと、前記第２のＲＦ  ＰＡ（ＲＦ  ＰＡ２）を駆動するための増幅されたエンベロープ信号を供給するために前記第２の線形増幅器８ｂに結合された第２の電荷蓄積デバイスＣ２とをさらに含み、前記増幅器８ｂおよび電荷蓄積デバイスＣ２も、供給電圧Ｖ＋を受け取るように配置されており、
前記増幅器回路１００が、前記アウトフェーズ回路１００ａにおける前記第１の信号Ｓ１と前記第２の信号Ｓ２が同相であるとき、前記第１の線形増幅器８ａによって駆動される前記第１のＲＦ  ＰＡ（ＲＦ  ＰＡ１）の出力電圧が、前記供給電圧Ｖ＋より上のＶ２だけ増加されるように、前記第１の電荷蓄積デバイスＣ１が前記供給電圧Ｖ＋より上の電圧Ｖ２を供給することを可能にするために、前記受け取られたエンベロープ信号２ｅの電圧に基づく入力電圧Ｖ１が、前記増幅器回路１００の前記エンベロープトラッキング領域１００ａにおける前記第１の線形増幅器８ａに対して供給されるように構成されており、
前記エンベロープトラッキング回路１００ｂにおいて、前記ＲＦ  ＰＡ１を駆動するためのＶ２の最大値が達せられるのに応答して、前記増幅器回路１００が、前記第２の線形増幅器８ｂによって駆動された前記第２のＲＦ  ＰＡ（ＲＦ  ＰＡ２）の出力電圧が、前記供給電圧Ｖ＋より上のＶ４だけ増加されるように、前記第２の電荷蓄積デバイスＣ２が前記供給電圧Ｖ＋より上の電圧Ｖ４を供給することを可能にするために、前記第２の線形増幅器８ｂに対して、前記受け取られたエンベロープ信号２ｅの前記電圧に基づく入力電圧Ｖ３が供給されるように構成されている増幅器回路１００。
［Ｃ４］
前記エンベロープトラッキング領域１００ａが、前記入力信号２を受け取って前記エンベロープ信号２ｅを生成するための、第１のエンベロープの生成および処理のモジュール６ａと第２のエンベロープの生成および処理のモジュール６ｂとを含み、前記アウトフェーズ回路１００ａにおける前記第１の信号Ｓ１と前記第２の信号Ｓ２が同相であるとき、前記第１のモジュール６ａが、前記エンベロープ信号２ｅの前記電圧に基づく前記入力信号Ｖ１を前記増幅器８ａに供給するように構成されており、前記第２のモジュール６ｂが、前記エンベロープ信号２ｅの前記電圧に基づく前記入力信号Ｖ３を前記増幅器８ｂに供給するように構成されている［Ｃ３］に記載の増幅器回路１００。
［Ｃ５］
ＰＣ  １０が絶縁型電力結合器または非絶縁型電力結合器である［Ｃ１］から［Ｃ４］のいずれか一項に記載の増幅器回路１００。
［Ｃ６］
前記アウトフェーズ領域１００ａにおける前記信号処理ブロック４が、前記入力信号２を、前記第１の信号Ｓ１と前記第２の信号Ｓ２とに分割するための信号分解動作を遂行するように構成された信号成分分離器（ＳＣＳ）であり、前記２つの信号が振幅一定であって位相変調されている［Ｃ１］から［Ｃ５］のいずれか一項に記載の増幅器回路１００。
［Ｃ７］
ＰＣ  １０から取得される結合された出力信号（ＲＦ出力）の振幅が、前記アウトフェーズ領域１００ａにおける前記第１の信号Ｓ１と前記第２の信号Ｓ２の間の位相差に基づいて決定され、Ｓ１とＳ２が同相であるとき、そのような前記位相差がゼロであり、前記結合された信号の前記振幅がＲＦ出力において最大になり、
前記第１の信号と前記第２の信号が、前記位相差が最大である逆相のとき、前記振幅がＲＦ出力においてゼロになる［Ｃ１］から［Ｃ６］のいずれか一項に記載の増幅器回路１００。
［Ｃ８］
前記電荷蓄積デバイス（Ｃ１、Ｃ２）がキャパシタである［Ｃ１］から［Ｃ７］のいずれか一項に記載の増幅器回路１００。
［Ｃ９］
前記アウトフェーズ領域１００ａにおける前記第１の信号Ｓ１と前記第２の信号Ｓ２の間にゼロでない位相差がある場合、前記増幅器回路１００によって駆動される負荷（ＲＦ出力）に対して前記供給電圧Ｖ＋において電荷を供給するために、前記供給電圧Ｖ＋がダイオードを通って流れて、前記エンベロープトラッキング領域１００ｂにおける前記１つまたは複数のキャパシタを前記供給電圧Ｖ＋まで充電する［Ｃ８］に記載の増幅器回路。
［Ｃ１０］
前記アウトフェーズ領域１００ａにおける前記第１の信号Ｓ１と前記第２の信号Ｓ２が同相であるとき、前記線形増幅器（８、８ａ）に供給される前記入力信号（Ｖ１、Ｖ３）が、前記供給電圧Ｖ＋より上に、前記キャパシタ（Ｃ１、Ｃ２）に蓄積された電荷を増加させ、前記増幅器（８ａ、８ｂ）によって駆動される前記負荷の前記出力電圧が前記供給電圧Ｖ＋より上に増加されるように、前記キャパシタ（Ｃ１、Ｃ２）によって供給される電荷（Ｖ２、Ｖ４）も同一の量だけ増加される［Ｃ８］または［Ｃ９］に記載の増幅器回路１００。
［Ｃ１１］
［Ｃ１］から［Ｃ１０］のいずれか一項に記載の増幅器回路１００を備える基地局または送信器。
［Ｃ１２］
［Ｃ１］から［Ｃ１０］のいずれか一項に記載の増幅器回路１００を使用して信号を増幅するための方法であって、
増幅されるべき、振幅変調され、位相変調されている入力信号２を前記増幅器回路１００のアウトフェーズ領域１００ａに対して供給するステップと、ここにおいて、第１の信号Ｓ１および第２の信号Ｓ２の２つの個別信号を取得するために、前記入力信号２が信号処理ブロック２に供給され、Ｓ１およびＳ２が、位相変調されている一定振幅の信号であり、Ｓ１が第１の電力増幅器ＲＦ  ＰＡ１を駆動するための信号であり、Ｓ２が第２の電力増幅器ＲＦ  ＰＡ２を駆動するための信号であり、
エンベロープトラッキング領域１００ｂにおける少なくとも１つの増幅器（８；８ａ、８ａ）に対して、増幅されるべき前記信号のエンベロープを表すステップと、
増幅されたエンベロープ信号を供給するために、前記増幅器に結合された電荷蓄積デバイスＣ１、Ｃ２を設けるステップと、
前記増幅器と電荷蓄積デバイスＣ１、Ｃ２とに供給電圧Ｖ＋を供給するステップとを備え、
前記第１の信号Ｓ１と前記第２の信号Ｓ２が同相であるとき、
前記増幅器によって駆動された前記ＲＦ  ＰＡの出力電圧が前記供給電圧Ｖ＋より上だけ増加されるように、前記電荷蓄積デバイスＣ１、Ｃ２が供給電圧Ｖ＋より上の電圧Ｖ２、Ｖ４を供給することを可能にするために、エンベロープ増幅器８、８ａに対して、前記入力信号２の前記エンベロープ２ｅの前記電圧に基づいて入力電圧Ｖ１、Ｖ３を供給するステップをさらに備える方法。
【図１ａ】
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【図１ｂ】
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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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