(57)【要約】【課題】低雑音かつ低消費電力で動作する電源回路を提供すること。【解決手段】電源回路１１において、オペアンプ１１０には、電力増幅器１２の電力レベルを制御する電力レベル制御信号Ｐａと、電力レベル制御信号Ｐａが所定時間毎に平滑化された内部電流制御信号Ｐｂが入力される。オペアンプ１１０は、電力レベル制御信号Ｐａを増幅すると共に、内部電流制御信号Ｐｂに対して正特性になるように、内部電流を制御する。パワートランジスタ１１１は、オペアンプ１１０の出力を増幅して、電力増幅器１２に電圧を供給する。【選択図】図１Ａ
2008289141.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力増幅器に電圧を供給する電源回路であって、
前記電力増幅器の電力レベルを制御するための電力レベル制御信号を増幅すると共に、前記電力増幅器の電力レベルに応じて、前記電力レベル制御信号を増幅する際の内部電流を制御するオペアンプと、
前記オペアンプの出力信号を増幅して、前記電力増幅器に電圧を供給するパワートランジスタとを備え、
前記オペアンプは、前記電力増幅器の電力レベルを示す信号として内部電流制御信号が入力され、当該入力された内部電流制御信号に応じて前記内部電流を制御することを特徴とする、電源回路。
【請求項２】
前記オペアンプは、前記内部電流制御信号に応じて、ルックアップテーブルに予め記憶された、前記電力増幅器の電力レベルに対応した前記オペアンプの内部電流に関する情報を読み出し、前記電力レベル制御信号を増幅する際の内部電流を制御することを特徴とする、請求項１に記載の電源回路。
【請求項３】
前記オペアンプには、所定時間毎に平滑化された前記電力レベル制御信号が、前記内部電流制御信号として入力されることを特徴とする、請求項１に記載の電源回路。
【請求項４】
前記オペアンプには、ベースバンドから前記電力増幅器のスロット時間毎における平均電力レベルを示す電力情報が、前記内部電流制御信号として入力されることを特徴とする、請求項１に記載の電源回路。
【請求項５】
前記オペアンプは、
前記電力レベル制御信号を増幅する２組のトランジスタと、
前記２組のトランジスタに内部電流を供給する２組の可変電流源とを備え、
前記２組の可変電流源は、前記内部電流制御信号が大きくなれば前記２組のトランジスタに供給する内部電流を大きくし、前記内部電流制御信号が小さくなれば前記２組のトランジスタに供給する内部電流を小さくすることを特徴とする、請求項１に記載の電源回路。
【請求項６】
前記オペアンプは、前記内部電流制御信号と所定の閾値とを比較する比較回路をさらに備え、
前記可変電流源は、
基準電流源と接続された第１のトランジスタと、
前記比較回路によってオンオフを制御されるスイッチと、
前記スイッチを介して、前記基準電流源と接続された第２のトランジスタとを備え、
前記比較回路は、前記内部電流制御信号が前記所定の閾値以上である場合に、前記スイッチをオンし、前記内部電流制御信号が前記所定の閾値より小さい場合に、前記スイッチをオフすることを特徴とする、請求項５に記載の電源回路。
【請求項７】
前記オペアンプは、前記内部電流制御信号と所定の閾値とを比較するｎ個の比較回路をさらに備え、
前記可変電流源は、
前記ｎ個の比較回路によってオンオフを制御されるｎ個のスイッチと、
前記ｎ個のスイッチを介して、基準電流源とそれぞれ接続されたｎ個のトランジスタとを備え、
前記ｎ個の比較回路は、それぞれ昇順に値が大きくなるｎ個の閾値を持ち、前記内部電流制御信号が閾値ｋ以上であり、閾値ｋ＋１より小さい場合に、前記ｎ個のスイッチのうち１〜ｋ番目までのスイッチをオンし、ｋ＋１〜ｎ番目のスイッチまでをオフすることを特徴とする、請求項５に記載の電源回路。
【請求項８】
前記オペアンプは、
前記内部電流制御信号に応じて、前記ルックアップテーブルから前記オペアンプの内部電流に関する情報を読み出す制御回路と、
前記電力レベル制御信号を増幅する２組のトランジスタと、
前記２組のトランジスタに内部電流を供給する２組の可変電流源とを備え、
前記２組の可変電流源は、それぞれ、
基準電流源と接続された第１のトランジスタと、
前記制御回路によってオンオフを制御されるスイッチと、
前記スイッチを介して、前記基準電流源と接続された第２のトランジスタとを備え、
前記制御回路は、前記ルックアップテーブルから読み出した前記オペアンプの内部電流に関する情報に応じて、前記スイッチのオンオフを制御することを特徴とする、請求項２に記載の電源回路。
【請求項９】
前記オペアンプは、
前記内部電流制御信号に応じて、前記ルックアップテーブルから前記オペアンプの内部電流に関する情報を読み出す制御回路と、
前記制御回路によってオンオフを制御されるｎ個のスイッチと、
前記ｎ個のスイッチを介して、基準電流源とそれぞれ接続されたｎ個のトランジスタとを備え、
前記制御回路は、前記ルックアップテーブルから読み出した前記オペアンプの内部電流に関する情報に応じて、前記ｎ個のスイッチのオンオフを制御することを特徴とする、請求項２に記載の電源回路。
【請求項１０】
送信信号を生成する送信回路であって、
振幅信号と角度変調信号を生成する信号生成器と、
前記角度変調信号を増幅して、当該増幅した信号を前記送信信号として出力する電力増幅器と、
前記振幅信号に応じて制御された電圧を前記電力増幅器に供給する電源回路とを備え、
前記電源回路は、
前記振幅信号を増幅すると共に、前記電力増幅器の電力レベルに応じて、前記振幅信号を増幅する際の内部電流を制御するオペアンプと、
前記オペアンプの出力信号を増幅して、前記電力増幅器に電圧を供給するパワートランジスタとを備え、
前記オペアンプは、前記電力増幅器の電力レベルを示す信号として内部電流制御信号が入力され、当該入力された内部電流制御信号に応じて前記内部電流を制御することを特徴とする、送信回路。
【請求項１１】
通信機器であって、
送信信号を生成する送信回路と、
前記送信回路で生成された送信信号を出力するアンテナとを備え、
前記送信回路は、請求項１０に記載の送信回路であることを特徴とする、通信機器。
【請求項１２】
前記アンテナから受信した受信信号を処理する受信回路と、
前記送信回路で生成された送信信号を前記アンテナに出力し、前記アンテナから受信した受信信号を前記受信回路に出力するアンテナ共用器とをさらに備えることを特徴とする、請求項１１に記載の通信機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力増幅器に電圧を供給する電源回路に関し、より特定的には、内部電流の最適化を図ることで、低雑音かつ低消費電力で動作する電源回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話や無線ＬＡＮ等の通信機器は、出力信号の精度を確保しつつ、かつ低消費電力で動作することが求められている。そして、このような通信機器には、低歪みかつ高効率に動作する送信回路が用いられる。以下に、従来の送信回路について説明する。
【０００３】
従来の送信回路としては、例えば、直交変調等の変調方式を利用して、送信信号を生成する送信回路（以下、直交変調回路と記す）があった。なお、直交変調回路については、広く知られているため説明を省略する。また、直交変調回路よりも小型かつ高効率に動作する従来の送信回路としては、例えば、図１３に示す送信回路５００があった。図１３は、従来の送信回路５００の構成の一例を示すブロック図である。図１３において、従来の送信回路５００は、信号生成器５０１、出力端子５０２、電源回路５０３、電力増幅器（ＰＡ）５０４、及び電源端子５０５を備える。
【０００４】
従来の送信回路５００において、信号生成器５０１は、振幅信号及び角度変調信号を生成する。振幅信号は、電源回路５０３に入力される。電源回路５０３は、入力された振幅信号に応じて制御された電圧を電力増幅器５０４に供給する。電源回路５０３は、典型的には入力された振幅信号の大きさに比例した電圧を電力増幅器５０４に供給する。なお、電源回路５０３には、電源端子５０５から直流電圧が供給されている。
【０００５】
角度変調信号は、電力増幅器５０４に入力される。電力増幅器５０４は、角度変調信号を電源回路５０３から供給された電圧で増幅して出力する。電力増幅器５０４で増幅された信号が、送信信号として出力端子５０２から出力される。このように、従来の送信回路５００は、電源回路５０３が振幅信号に応じて電力増幅器５０４に供給する電圧を制御することで、電力増幅器５０４を低消費電力で動作させることが可能であった。なお、このような送信回路５００をポーラー変調回路という。
【０００６】
また、従来の送信回路としては、特許文献１には、図１４に示す送信回路６００が開示されていた。図１４は、従来の送信回路６００の構成の一例を示すブロック図である。図１４において、従来の送信回路６００は、バイアス制御回路（電源回路）６６０Ａ、６６０Ｂが、利得制御回路６３０からの利得情報６２８に応じて、ＩＦバッファ６４２、ミキサ６４４、ＲＦ  ＶＧＡ５４６、及び電力増幅器（ＰＡ）６５０等のＲＦ回路のバイアス電流を制御していた。すなわち、従来の送信回路６００は、送信回路の信号利得に応じて、電力増幅器６５０等のＲＦ回路のバイアス電流を制御することにより、ＲＦ回路を低消費電力で動作させていた。
【特許文献１】特表２００４−５３０３１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来の送信回路５００は、電力増幅器５０４を低消費電力で動作させることは可能であったが、電源回路５０３自身の低消費電力化を図っていなかった。特に、電力増幅器５０４の電力レベルが小さい場合には、システム全体の消費電力も小さくなり、電源回路５０３の消費電力がシステム全体の消費電力に占める割合が相対的に大きくなっていた。このように、従来の送信回路５００には、電力増幅器５０４の電力レベルが低いときに、電源回路５０３の消費電力によって、送信回路５００の全体的な効率が低下するという課題があった。
【０００８】
また、電源回路５０３の内部電流は、電力増幅器５０４の電力レベルには依存しないため、電源回路５０３の低消費電力化のためには、電源回路５０３の内部電流を絞ればよいとも思われるが、電源回路５０３の内部電流を絞れば雑音が増加するという問題があった。このように、従来の送信回路５００には、電源回路５０３に低雑音化と低消費電力化とを両立させることが難しいという課題があった。
【０００９】
また、従来の送信回路６００においても、電力増幅器６５０等のＲＦ回路の低消費電力化を図るのみで、電源回路６６０Ａ、６６０Ｂ自身の低消費電力化を図っていなかった。このように、従来の送信回路６００においても、電源回路６６０Ａ、６６０Ｂの消費電力によって、送信回路６００の効率が低下するという課題があった。また、従来の送信回路６００においても、電源回路６６０Ａ、６６０Ｂの内部電流を絞れば雑音が増加し、電源回路６６０Ａ、６６０Ｂに低雑音化と低消費電力化とを両立させることが難しいという課題があった。
【００１０】
それ故に、本発明の目的は、電力増幅器の電力レベルに応じて、内部電流の最適化を図ることにより、低雑音かつ低消費電力で動作する電源回路を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、電力増幅器に電圧を供給する電源回路に向けられている。そして、上記目的を達成するために、本発明の電源回路は、電力増幅器の電力レベルを制御するための電力レベル制御信号を増幅すると共に、電力増幅器の電力レベルに応じて、電力レベル制御信号を増幅する際の内部電流を制御するオペアンプと、オペアンプの出力信号を増幅して、電力増幅器に電圧を供給するパワートランジスタとを備える。オペアンプは、電力増幅器の電力レベルを示す信号として内部電流制御信号が入力され、入力された内部電流制御信号に応じて内部電流を制御する。
【００１２】
好ましくは、オペアンプは、内部電流制御信号に応じて、ルックアップテーブルに予め記憶された、電力増幅器の電力レベルに対応したオペアンプの内部電流に関する情報を読み出し、電力レベル制御信号を増幅する際の内部電流を制御する。
【００１３】
好ましくは、オペアンプには、所定時間毎に平滑化された電力レベル制御信号が、内部電流制御信号として入力される。あるいは、オペアンプには、ベースバンドから電力増幅器のスロット時間毎における平均電力レベルを示す電力情報が、内部電流制御信号として入力されてもよい。
【００１４】
好ましくは、オペアンプは、電力レベル制御信号を増幅する２組のトランジスタと、２組のトランジスタに内部電流を供給する２組の可変電流源とを備える。このような場合、２組の可変電流源は、内部電流制御信号が大きくなれば２組のトランジスタに供給する内部電流を大きくし、内部電流制御信号が小さくなれば２組のトランジスタに供給する内部電流を小さくする。
【００１５】
また、オペアンプは、内部電流制御信号と所定の閾値とを比較する比較回路をさらに備えてもよい。このような場合、可変電流源は、基準電流源と接続された第１のトランジスタと、比較回路によってオンオフを制御されるスイッチと、スイッチを介して、基準電流源と接続された第２のトランジスタとを備える。比較回路は、内部電流制御信号が所定の閾値以上である場合に、スイッチをオンし、内部電流制御信号が所定の閾値より小さい場合に、スイッチをオフする。
【００１６】
また、オペアンプは、内部電流制御信号と所定の閾値とを比較するｎ個の比較回路をさらに備える構成であってもよい。このような場合、可変電流源は、ｎ個の比較回路によってオンオフを制御されるｎ個のスイッチと、ｎ個のスイッチを介して、基準電流源とそれぞれ接続されたｎ個のトランジスタとを備える。ｎ個の比較回路は、それぞれ昇順に値が大きくなるｎ個の閾値を持ち、内部電流制御信号が閾値ｋ以上であり、閾値ｋ＋１より小さい場合に、ｎ個のスイッチのうち１〜ｋ番目までのスイッチをオンし、ｋ＋１〜ｎ番目のスイッチまでをオフする。
【００１７】
また、オペアンプは、内部電流制御信号に応じて、ルックアップテーブルからオペアンプの内部電流に関する情報を読み出す制御回路と、電力レベル制御信号を増幅する２組のトランジスタと、２組のトランジスタに内部電流を供給する２組の可変電流源とを備える構成であってもよい。２組の可変電流源は、それぞれ、基準電流源と接続された第１のトランジスタと、制御回路によってオンオフを制御されるスイッチと、スイッチを介して、前記基準電流源と接続された第２のトランジスタとを備える。このような場合、制御回路は、ルックアップテーブルから読み出したオペアンプの内部電流に関する情報に応じて、スイッチのオンオフを制御する。
【００１８】
また、オペアンプは、内部電流制御信号に応じて、ルックアップテーブルからオペアンプの内部電流に関する情報を読み出す制御回路と、制御回路によってオンオフを制御されるｎ個のスイッチと、ｎ個のスイッチを介して、基準電流源とそれぞれ接続されたｎ個のトランジスタとを備える構成であってもよい。このような場合、制御回路は、ルックアップテーブルから読み出したオペアンプの内部電流に関する情報に応じて、ｎ個のスイッチのオンオフを制御する。
【００１９】
また、本発明は、送信信号を生成する送信回路にも向けられている。そして、上記目的を達成するために、送信回路は、振幅信号と角度変調信号を生成する信号生成器と、角度変調信号を増幅して、当該増幅した信号を送信信号として出力する電力増幅器と、振幅信号に応じて制御された電圧を電力増幅器に供給する電源回路とを備える。電源回路は、振幅信号を増幅すると共に、電力増幅器の電力レベルに応じて、振幅信号を増幅する際の内部電流を制御するオペアンプと、オペアンプの出力信号を増幅して、電力増幅器に電圧を供給するパワートランジスタとを備える。オペアンプは、電力増幅器の電力レベルを示す信号として内部電流制御信号が入力され、当該入力された内部電流制御信号に応じて内部電流を制御する。
【００２０】
また、本発明は、上述した送信回路を備える通信機器にも向けられている。通信機器は、送信信号を生成する送信回路と、送信回路で生成された送信信号を出力するアンテナとを備える。また、通信機器は、アンテナから受信した受信信号を処理する受信回路と、送信回路で生成された送信信号をアンテナに出力し、アンテナから受信した受信信号を受信回路に出力するアンテナ共用器とをさらに備えてもよい。
【発明の効果】
【００２１】
以上のように、本発明に係る電源回路によれば、電力増幅器の電力レベルが小さい場合には、内部電流制御信号に合わせて内部電流を小さくすることで、システム全体としての電力効率を向上させつつ、発生する雑音を許容できる範囲内に抑えることができる。また、電力増幅器の電力レベルが大きい場合には、内部電流制御信号に合わせて内部電流を大きくすることで、システム全体としての電力効率を低下させずに、発生する雑音を許容できる範囲内に抑えることができる。これによって、電源回路は、低雑音かつ低消費電力で動作することが可能となる。
【００２２】
本発明のこれらおよび他の目的、特徴、局面、効果は、添付図面と照合して、以下の詳細な説明から一層明らかになるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
（第１の実施形態）
図１Ａは、本発明の第１の実施形態に係る電源回路１１の構成の一例を示すブロック図である。図１Ａにおいて、電源回路１１には、電力増幅器（ＰＡ）１２、電源端子１３、制御部１４、及び制御信号生成回路１５が接続されている。制御部１４は、電力増幅器１２の電力レベルを制御する電力レベル制御信号Ｐａ（図２（ａ）参照）を出力する。制御信号生成回路１５は、電力レベル制御信号Ｐａを所定時間Ｔ毎に平滑化して、当該平滑化した信号を電源回路１１の内部電流を制御する内部電流制御信号Ｐｂ（図２（ｂ）参照）として出力する。制御信号生成回路１５は、例えば、平滑回路によって構成される。図２（ｂ）を参照して、内部電流制御信号Ｐｂは、所定時間Ｔ毎にＤＣ成分が変動する波形となる。ここで、所定時間Ｔは、電力増幅器１２の電力レベルを制御する時間（以下、スロット時間と記す）間隔よりも短い時間に設定されることが好ましい。
【００２４】
電源回路１１は、内部電流制御信号Ｐｂに応じて内部電流を制御すると共に、電力レベル制御信号Ｐａに応じて制御された電圧を電力増幅器１２に供給する。なお、電源回路１１には、電源端子１３から直流電圧が供給されているものとする。電力増幅器１２は、入力信号を電源回路１１から供給された電圧に応じて増幅し、増幅した信号を送信信号として出力する。
【００２５】
具体的には、電源回路１１は、オペアンプ１１０、及びパワートランジスタ１１１を備える。オペアンプ１１０は、内部電流制御信号Ｐｂに応じて内部電流を制御すると共に、電力レベル制御信号Ｐａを増幅し、パワートランジスタ１１１に供給する。パワートランジスタ１１１は、オペアンプ１１０の出力信号を増幅して、電力増幅器１２に電圧を供給する。
【００２６】
次に、オペアンプ１１０の構成の一例について説明する。オペアンプ１１０は、可変電流源１１０１、可変電流源１１０２、トランジスタ１１０３、トランジスタ１１０４及びルックアップテーブル（ＬＵＴ）１１０５を含む。内部電流制御信号Ｐｂは、可変電流源１１０１、及び可変電流源１１０２に入力される。可変電流源１１０１、及び可変電流源１１０２は、内部電流制御信号Ｐｂに応じた内部電流の値をＬＵＴ１１０５から読み出すことで、トランジスタ１１０３、及びトランジスタ１１０４に供給する内部電流を制御する。ただし、ＬＵＴ１１０５には、内部電流制御信号Ｐｂに応じて、トランジスタ１１０３、及びトランジスタ１１０４に供給する最適な内部電流の値が予め記憶されているものとする（例えば、図３参照）。なお、電源回路１１０は、オペアンプ１１０の外部に、ＬＵＴ１１０５を備えていてもよい。
【００２７】
具体的な内部電流の制御の方法としては、可変電流源１１０１、及び可変電流源１１０２は、内部電流制御信号Ｐｂが大きくなれば、内部電流を大きくし、内部電流制御信号Ｐｂが小さくなれば、内部電流を小さくする。すなわち、可変電流源１１０１、及び可変電流源１１０２は、内部電流制御信号Ｐｂに対して正特性になるように内部電流を制御する。図２（ｃ）は、内部電流の波形の一例を示す図である。図２（ｃ）に示すように、内部電流は、内部電流制御信号Ｐｂと同様に、所定時間Ｔ毎にＤＣ成分が変動する波形となる。ただし、内部電流が変動する範囲には、上限値と下限値とが定められていてもよい。図２（ｄ）は、内部電流制御信号Ｐｂと内部電流との関係を示す図である。図２（ｄ）を参照して、例えば、内部電流の上限値には、システムが許容する内部電流の最大値が設定され、内部電流の下限値には、システムが許容する内部電流の最小値が設定される。なお、内部電流が変動する範囲の上限値と下限値は、任意の値に設定できるものとする。
【００２８】
また、ＬＵＴ１１０５には、内部電流制御信号Ｐｂに応じて、トランジスタ１１０３、及びトランジスタ１１０４に供給する最適な内部電流の値を算出するための計算式が予め記憶されていてもよい。この場合、可変電流源１１０１、及び可変電流源１１０２は、ＬＵＴ１１０５から読み出した計算式に内部電流制御信号Ｐｂの値を代入することで、最適な内部電流の値を算出することができる。なお、計算式としては、任意の次数であってよく、単項式であっても多項式であってもよい。
【００２９】
次に、電源回路１１が、内部電流制御信号Ｐｂに応じて内部電流を制御することによる効果について説明する。電力増幅器１２の電力レベルが小さい場合には、システム全体の消費電力も小さくなり、電源回路１１の消費電力がシステム全体の消費電力に占める割合が相対的に大きくなる。また、電力増幅器１２の電力レベルが小さい場合には、電力レベル制御信号Ｐａ、及び内部電流制御信号Ｐｂも小さくなる。このため、電源回路１１は、電力増幅器１２の電力レベルが小さく、内部電流制御信号Ｐｂが小さい場合には、内部電流制御信号Ｐｂに合わせて内部電流を小さくし、電源回路１１の消費電力を低減させることで、システム全体としての電力効率を向上させることができる。
【００３０】
また、電力増幅器１２の電力レベルが小さい場合には、電源回路１１で発生する雑音の増幅レベルも小さくなり、電源回路１１に求められる雑音特性が緩和される。このため、電源回路１１は、内部電流制御信号Ｐｂに合わせて内部電流を小さくしても、電源回路１１で発生する雑音を許容できる範囲に抑えることができる。
【００３１】
一方、電力増幅器１２の電力レベルが大きい場合には、システム全体の消費電力も大きくなり、電源回路１１の消費電力がシステム全体の消費電力に占める割合が相対的に小さくなる。また、電力増幅器１２の電力レベルが大きい場合には、電力レベル制御信号Ｐａ、及び内部電流制御信号Ｐｂも大きくなる。このため、電源回路１１は、電力増幅器１２の電力レベルが大きく、内部電流制御信号Ｐｂが大きい場合には、内部電流制御信号Ｐｂに合わせて内部電流を大きくして、電源回路１１の消費電力を大きくしても、システム全体では大きな電力効率の低下には繋がらない。
【００３２】
また、電力増幅器１２の電力レベルが大きい場合には、電源回路１１で発生する雑音の増幅レベルも大きくなり、電源回路１１に求められる雑音特性が厳しくなる。このため、電源回路１１は、内部電流制御信号Ｐｂに合わせて内部電流を大きくすることで、電源回路１１で発生する雑音を許容できる範囲に抑えることができる。
【００３３】
以上のように、本発明の第１の実施形態に係る電源回路１１は、電力増幅器１２の電力レベルが小さい場合には、内部電流制御信号Ｐｂに合わせて内部電流を小さくすることで、システム全体としての電力効率を向上させつつ、発生する雑音を許容できる範囲内に抑えることができる。また、電力増幅器１２の電力レベルが大きい場合には、内部電流制御信号Ｐｂに合わせて内部電流を大きくすることで、システム全体としての電力効率を低下させずに、発生する雑音を許容できる範囲内に抑えることができる。これによって、電源回路１１は、低雑音かつ低消費電力で動作することが可能となる。
【００３４】
なお、第１の実施形態に係る電源回路１１は、図１Ｂに示す電源回路１１ｂのように、制御信号生成回路１５を内部に備える構成であっても構わない。このような構成によっても、電源回路１１ｂは、上述した電源回路１１と同様の効果を得ることができる。
【００３５】
また、パワートランジスタ１１１は、どのような種類のトランジスタで構成されてもよく、例えば、Ｎ型及びＰ型のＦＥＴや、バイポーラトランジスタなどで構成されてもよい。また、トランジスタ１１０３、及びトランジスタ１１０４についても同様である。
【００３６】
（第２の実施形態）
図４は、本発明の第２の実施形態に係る電源回路２１の構成の一例を示すブロック図である。図４において、電源回路２１は、オペアンプ２１０の構成が第１の実施形態と異なる。オペアンプ２１０は、可変電流源２１０１、可変電流源２１０２、トランジスタ１１０３、トランジスタ１１０４、基準電流源２１０５、基準電流源２１０６、及び比較回路２１０７を備える。
【００３７】
可変電流源２１０１は、基準電流源２１０５と接続されたトランジスタと、比較回路２１０７によってオンオフを制御されるスイッチと、スイッチを介して基準電流源２１０５と接続されたトランジスタとを備える。可変電流源２１０２は、基準電流源２１０６と接続されたトランジスタと、比較回路２１０７によってオンオフを制御されるスイッチと、スイッチを介して基準電流源２１０６と接続されたトランジスタとを備える。図５は、比較回路２１０７の出力とスイッチの動作との関係を説明する図である。図５を参照して、比較回路２１０７は、内部電流制御信号Ｐｂと所定の閾値とを比較し、内部電流制御信号Ｐｂが所定の閾値以上である場合に“Ｈｉｇｈ”を出力し、内部電流制御信号Ｐｂが所定の閾値より小さい場合に“Ｌｏｗ”を出力する。スイッチは、比較回路２１０７から“Ｈｉｇｈ”が入力されると、２つのトランジスタ同士の接続をオンする。一方、スイッチは、比較回路２１０７から“Ｌｏｗ”が入力されると、２つのトランジスタ同士の接続をオフする。
【００３８】
すなわち、比較回路２１０７は、内部電流制御信号Ｐｂと所定の閾値とを比較し、内部電流制御信号Ｐｂが所定の閾値以上である場合に、可変電流源２１０１及び可変電流源２１０２が備えるスイッチをオンし、内部電流制御信号Ｐｂが所定の閾値より小さい場合に、可変電流源２１０１及び可変電流源２１０２が備えるスイッチをオフする。これによって、可変電流源２１０１、及び可変電流源２１０２は、第１の実施形態と同様に、内部電流制御信号Ｐｂが大きくなれば、トランジスタ１１０３、及びトランジスタ１１０４に供給する内部電流を大きくし、内部電流制御信号Ｐｂが小さくなれば、トランジスタ１１０３、及びトランジスタ１１０４に供給する内部電流を小さくすることが可能となる。
【００３９】
なお、本発明の第２の実施形態に係る電源回路は、図６に示すようなオペアンプ２２０を備えた電源回路２２のように構成してもよい。図６は、本発明の第２の実施形態に係る電源回路２２の構成の一例を示すブロック図である。図６において、オペアンプ２２０は、可変電流源２２０１、可変電流源２２０２、トランジスタ１１０３、トランジスタ１１０４、基準電流源２１０５、基準電流源２１０６、及び比較回路２２０７を備える。
【００４０】
可変電流源２２０１は、比較回路２２０７によってオンオフを制御されるｎ個のスイッチと、ｎ個のスイッチを介して、基準電流源２１０５と接続されたｎ個のトランジスタとを備える。可変電流源２２０２は、比較回路２２０７によってオンオフを制御されるｎ個のスイッチと、ｎ個のスイッチを介して、基準電流源２１０６と接続されたｎ個のトランジスタとを備える。比較回路２２０７は、ｎ個の比較回路を備える。ｎ個の比較回路は、それぞれ昇順に値が大きくなるｎ個の閾値を持っている。ただし、ｎ個の閾値の間には、閾値１＜・・・＜閾値ｋ＜閾値ｋ＋１＜・・＜閾値ｎの関係が成り立つものとする。ｎは１より大きな任意の自然数であり、ｋはｎ以下の任意の自然数である。
【００４１】
図７は、内部電流制御信号Ｐｂと閾値ｋとの比較結果と、スイッチの動作との関係を説明する図である。図７を参照して、比較回路２２０７は、内部電流制御信号Ｐｂと閾値ｋとを比較して、内部電流制御信号Ｐｂが閾値ｋより大きく、閾値ｋ＋１以下である場合に、１〜ｋ番目までのスイッチをオンし、ｋ＋１〜ｎ番目までのスイッチをオフする。これによって、可変電流源２２０１、及び可変電流源２２０２は、第１の実施形態と同様に、内部電流制御信号Ｐｂに応じて、トランジスタ１１０３、及びトランジスタ１１０４に供給する内部電流を制御することが可能となる。
【００４２】
また、本発明の第２の実施形態に係る電源回路は、図８Ａに示すようなオペアンプ２３０を備えた電源回路２３、あるいは図８Ｂに示すようなオペアンプ２４０を備えた電源回路２４のように構成してもよい。図８Ａは、本発明の第２の実施形態に係る電源回路２３の構成の一例を示すブロック図である。図８Ａに示す電源回路２３において、オペアンプ２３０は、図４に示すオペアンプ２１０と比較して、比較回路２１０７の代わりに、スイッチ制御回路２３０７、及びＬＵＴ２３０８を備える。スイッチ制御回路２３０７は、ＬＵＴ２３０８を参照して、可変電流源２１０１及び可変電流源２１０２が備えるスイッチのオンオフを制御する。ＬＵＴ２３０８には、内部電流制御信号Ｐｂに応じて、可変電流源２１０１及び可変電流源２１０２が備えるスイッチをオンするかオフするかを示す情報が予め記憶されているものとする。
【００４３】
図８Ｂは、本発明の第２の実施形態に係る電源回路２４の構成の一例を示すブロック図である。図８Ｂに示す電源回路２４において、オペアンプ２４０は、図６に示すオペアンプ２２０と比較して、比較回路２２０７の代わりに、スイッチ制御回路２４０７、及びＬＵＴ２４０８を備える。スイッチ制御回路２４０７は、ＬＵＴ２４０８を参照して、可変電流源２１０１及び可変電流源２１０２が備えるスイッチのオンオフを制御する。ＬＵＴ２４０８には、内部電流制御信号Ｐｂに応じて、可変電流源２１０１及び可変電流源２１０２が備えるスイッチをオンするかオフするかを示す情報が予め記憶されているものとする。
【００４４】
（第３の実施形態）
図９Ａは、本発明の第３の実施形態に係る電源回路３１の構成の一例を示すブロック図である。図９Ａにおいて、第３の実施形態に係る電源回路３１は、第１〜２の実施形態に係る電源回路と比較して、制御信号生成回路１５から内部電流制御信号Ｐｂが入力される代わりに、ベースバンドから電力情報Ｐｃ（図１０（ｂ）参照）が入力される点が異なる。電力情報Ｐｃとは、ベースバンドから入力される電力増幅器１２のスロット時間毎における平均電力レベルを示す情報である。電源回路３１の構成は、第１〜２の実施形態に係る電源回路と同様である。以下、第３の実施形態に係る電源回路３１の動作について説明する。
【００４５】
制御部１４は、電力増幅器１２の電力レベルを制御する電力レベル制御信号Ｐａ（図１０（ａ）参照）を出力する。電源回路３１は、電力情報Ｐｃに応じて内部電流を制御すると共に、電力レベル制御信号Ｐａに応じて制御された電圧を電力増幅器１２に供給する。具体的には、電源回路３１において、可変電流源１１０１、及び可変電流源１１０２は、電力情報Ｐｃに応じた内部電流の値をＬＵＴ１１０５から読み出すことで、トランジスタ１１０３、及びトランジスタ１１０４に供給する内部電流を制御する。ただし、ＬＵＴ１１０５には、電力情報Ｐｃに応じて、トランジスタ１１０３、及びトランジスタ１１０４に供給する最適な内部電流の値が予め記憶されているものとする。
【００４６】
具体的な内部電流の制御の方法としては、可変電流源１１０１、及び可変電流源１１０２は、電力情報Ｐｃが大きくなれば、内部電流を大きくし、電力情報Ｐｃが小さくなれば、内部電流を小さくする。すなわち、可変電流源１１０１、及び可変電流源１１０２は、内部電流Ｐｃに対して正特性になるように内部電流を制御する。図１０（ｃ）は、内部電流の波形の一例を示す図である。図１０（ｃ）に示すように、内部電流は、電力情報Ｐｃと同じ様に、スロット時間毎にＤＣ成分が変動する波形となる。
【００４７】
また、ＬＵＴ１１０５には、電力情報Ｐｃに応じて、トランジスタ１１０３、及びトランジスタ１１０４に供給する最適な内部電流の値を算出するための計算式が予め記憶されていてもよい。この場合、可変電流源１１０１、及び可変電流源１１０２は、ＬＵＴ１１０５から読み出した計算式に電力情報Ｐｃの値を代入することで、最適な内部電流の値を算出することができる。
【００４８】
以上のように、本発明の第３の実施形態に係る電源回路３１は、電力増幅器１２の電力レベルが小さい場合には、電力情報Ｐｃに合わせて内部電流を小さくすることで、システム全体としての電力効率を向上させつつ、発生する雑音を許容できる範囲内に抑えることができる。また、電力増幅器１２の電力レベルが大きい場合には、電力情報Ｐｃに合わせて内部電流を大きくすることで、システム全体としての電力効率を低下させずに、発生する雑音を許容できる範囲内に抑えることができる。これによって、電源回路３１は、低雑音かつ低消費電力で動作することが可能となる。
【００４９】
ここで、第３の実施形態に係る電源回路３１と、第１〜２の実施形態に係る電源回路の効果の違いについて説明する。第３の実施形態に係る電源回路３１は、図１０（ｂ）に示すような電力情報Ｐｃに応じて内部電流を制御することで、第１〜２の実施形態に係る電源回路と比較して、平滑回路を備える必要がないという効果がある。一方、第１〜２の実施形態に係る電源回路は、所定時間Ｔをスロット時間よりも短く設定することで、第３の実施形態に係る電源回路３よりも、内部電流を細かく制御することができるという効果がある。
【００５０】
なお、本発明の第３の実施形態に係る電源回路３１は、図９Ｂ〜９Ｅに示す電源回路３１ｂ〜ｅのように、第２の実施形態に係る電源回路と同様の構成であっても構わない。このような構成によっても、電源回路３１ｂ、及び電源回路３１ｃは、上述した電源回路３１と同様の効果を得ることができる。
【００５１】
（第４の実施形態）
図１１Ａは、本発明の第４の実施形態に係る送信回路３００の構成の一例を示すブロック図である。図１１Ａにおいて、送信回路３００は、信号生成器３０１、電源回路３０２、電力増幅器（ＰＡ）３０３、電源端子３０４、出力端子３０５、及び制御信号生成回路３０６を備える。信号生成器３０１は、振幅信号及び角度変調信号を生成する。振幅信号は、電源回路３０２及び制御信号生成回路３０６に入力される。制御信号生成回路３０６は、振幅信号を所定時間毎に平滑化して、当該平滑化した信号を電源回路３０２の内部電流を制御するための内部電流制御信号Ｐｂとして出力する。制御信号生成回路３０６は、例えば、平滑回路によって構成される。
【００５２】
電源回路３０２には、上述した第１〜２のいずれかの実施形態に記載の電源回路が用いられる。電源回路３０２は、内部電流制御信号Ｐｂに応じて内部電流を制御すると共に、振幅信号に応じて制御された電圧を電力増幅器３０３に供給する。電源回路３０２は、典型的には振幅信号の大きさに比例した電圧を電力増幅器３０３に供給する。なお、電源回路３０２には、電源端子３０４から直流電圧が供給されている。電力増幅器３０３は、角度変調信号を電源回路３０２から供給された電圧に応じて増幅し、増幅した信号を送信信号として出力する。
【００５３】
なお、送信回路３００は、図１１Ｂに示す送信回路３００ｂのように、電源回路３０２ｂが制御信号生成回路３０６を内部に備えた構成であってもよい。
【００５４】
また、送信回路３００は、図１１Ｃに示す送信回路３００ｃのように、ベースバンドから電力情報Ｐｃが電源回路３０２ｃに入力される構成であっても構わない。このような場合、電源回路３０２ｃには、上述した第３の実施形態に係る電源回路が用いられる。電源回路３０２ｃは、電力情報Ｐｃに応じて内部電流を制御すると共に、振幅信号に応じて制御された電圧を電力増幅器３０３に供給する。
【００５５】
以上のように、本発明の第４の実施形態に係る送信回路３００ａ〜３００ｃによれば、電源回路に上述した第１〜第３のいずれかに記載の電源回路を用いることで、低歪みかつ高効率に動作することが可能となる。
【００５６】
（第５の実施形態）
図１２は、本発明の第５の実施形態に係る通信機器の構成の一例を示すブロック図である。図１２を参照して、第５の実施形態に係る通信機器４００は、送信回路４１０、受信回路４２０、アンテナ共用器４３０、及びアンテナ４４０を備える。送信回路４１０は、上述した第４の実施形態に記載の送信回路３００である。アンテナ共用器４３０は、送信回路４１０から出力された送信信号をアンテナ４４０に伝達し、受信回路４２０に送信信号が漏れるのを防ぐ。また、アンテナ共用器４３０は、アンテナ４４０から入力された受信信号を受信回路４２０に伝達し、受信信号が送信回路４１０に漏れるのを防ぐ。
【００５７】
従って、送信信号は、送信回路４１０から出力され、アンテナ共用器４３０を介してアンテナ４４０から空間に放出される。受信信号は、アンテナ４４０で受信され、アンテナ共用器４３０を介して受信回路４２０で受信される。第５の実施形態に係る通信機器４００は、第４の実施形態に係る送信回路３００を用いることで、送信信号の線形性を確保しつつ、かつ無線装置としての低歪みを実現することができる。また、送信回路４１０の出力に方向性結合器などの分岐がないため、送信回路４１０からアンテナ４４０までの損失を低減することが可能であり、送信時の消費電力を低減することができ、無線通信機器として、長時間の使用が可能となる。なお、通信機器４００は、送信回路４１０とアンテナ４４０とのみを備えた構成であってもよい。
【００５８】
以上、本発明を詳細に説明してきたが、前述の説明はあらゆる点において本発明の例示にすぎず、その範囲を限定しようとするものではない。本発明の範囲を逸脱することなく種々の改良や変形を行うことができることは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
本発明に係る電源回路は、携帯電話や無線ＬＡＮ等に用いられる電力増幅器に電圧を供給する電源回路等に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１Ａ】本発明の第１の実施形態に係る電源回路１１の構成の一例を示すブロック図
【図１Ｂ】本発明の第１の実施形態に係る電源回路１１ｂの構成の一例を示すブロック図
【図２】電力レベル制御信号Ｐａ、内部電流制御信号Ｐｂ及び内部電流の波形の一例を示す図
【図３】ＬＵＴ１１０５の記憶内容の一例を示す図
【図４】本発明の第２の実施形態に係る電源回路２１の構成の一例を示すブロック図
【図５】比較回路２１０７の出力とスイッチの動作との関係を説明する図
【図６】本発明の第２の実施形態に係る電源回路２２の構成の一例を示すブロック図
【図７】内部電流制御信号Ｐｂと閾値ｋとの比較結果と、スイッチの動作との関係を説明する図
【図８Ａ】本発明の第２の実施形態に係る電源回路２３の構成の一例を示すブロック図
【図８Ｂ】本発明の第２の実施形態に係る電源回路２４の構成の一例を示すブロック図
【図９Ａ】本発明の第３の実施形態に係る電源回路３１の構成の一例を示すブロック図
【図９Ｂ】本発明の第３の実施形態に係る電源回路３１ｂの構成の一例を示すブロック図
【図９Ｃ】本発明の第３の実施形態に係る電源回路３１ｃの構成の一例を示すブロック図
【図９Ｄ】本発明の第３の実施形態に係る電源回路３１ｄの構成の一例を示すブロック図
【図９Ｅ】本発明の第３の実施形態に係る電源回路３１ｅの構成の一例を示すブロック図
【図１０】電力レベル制御信号Ｐａ、電力情報Ｐｃ及び内部電流の波形の一例を示す図
【図１１Ａ】本発明の第４の実施形態に係る送信回路３００の構成の一例を示すブロック図
【図１１Ｂ】本発明の第４の実施形態に係る送信回路３００ｂの構成の一例を示すブロック図
【図１１Ｃ】本発明の第４の実施形態に係る送信回路３００ｃの構成の一例を示すブロック図
【図１２】本発明の第５の実施形態に係る通信機器の構成の一例を示すブロック図
【図１３】従来の送信回路５００の構成の一例を示すブロック図
【図１４】従来の送信回路６００の構成の一例を示すブロック図
【符号の説明】
【００６１】
１１、２１〜２４、３１    電源回路
１２    電力増幅器（ＰＡ）
１３    電源端子
１４    制御部
１５    制御信号生成回路
１１０、２１０〜２４０    オペアンプ
１１０１，１１０２、２１０１，２１０２、２２０１，２２０２  可変電流源
１１０３，１１０４  トランジスタ
１１０５    ＬＵＴ
１１１    パワートランジスタ
２１０５，２１０６    基準電流源
２１０７、２２０７    比較回路
３００    送信回路
３０１    信号生成器
３０２    電源回路
３０３    電力増幅器（ＰＡ）
３０４    電源回路
３０５    出力端子
４００    通信機器
４１０    送信回路
４２０    受信回路
４３０    アンテナ共用器
４４０    アンテナ
【図１Ａ】
2008289141.tif 000003
【図１Ｂ】
2008289141.tif 000004
【図２】
2008289141.tif 000005
【図３】
2008289141.tif 000006
【図４】
2008289141.tif 000007
【図５】
2008289141.tif 000008
【図６】
2008289141.tif 000009
【図７】
2008289141.tif 000010
【図８Ａ】
2008289141.tif 000011
【図８Ｂ】
2008289141.tif 000012
【図９Ａ】
2008289141.tif 000013
【図９Ｂ】
2008289141.tif 000014
【図９Ｃ】
2008289141.tif 000015
【図９Ｄ】
2008289141.tif 000016
【図９Ｅ】
2008289141.tif 000017
【図１０】
2008289141.tif 000018
【図１１Ａ】
2008289141.tif 000019
【図１１Ｂ】
2008289141.tif 000020
【図１１Ｃ】
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【図１２】
2008289141.tif 000022
【図１３】
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【図１４】
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