(57)【要約】線形信号修正のための装置、方法、および製造品が示される。入力信号特性の１つまたは複数に基づいて信号を出力するために、１つまたは複数の非線形電流源を提供して、１つまたは複数の電流源の少なくとも１つを規制することによって、入力信号が修正される。出力信号の修正は、増幅および減衰の両方を含む。
2006502667.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力信号特性によって規制される少なくとも１つの非線形電流源を介して、入力信号の修正を生成することを特徴とする信号修正方法。
【請求項２】
さらに、入力信号を前記少なくとも１つの非線形電流源に供給することを特徴とする請求項１記載の信号修正方法。
【請求項３】
前記少なくとも１つの非線形電流源が、第１非線形電流源および第２非線形電流源からなり、前記第１非線形電流源および前記第２非線形電流源のいずれかの出力が、線形出力信号を備えるように組み合わされることを特徴とする請求項１記載の信号修正方法。
【請求項４】
入力信号特性によって規制される少なくとも１つの非線形電流源を介して、入力信号の修正を生成することが、前記入力信号特性によって制御構成要素を規制することをさらに備え、この制御構成要素が、前記非線形電流源を規制することを特徴とする請求項１記載の信号修正方法。
【請求項５】
少なくとも第１非線形電流源および少なくとも第２非線形電流源を動作し、
入力波の線形増幅または線形減衰を生成するために、前記第１非線形電流源および前記第２非線形電流源によって生成されるいずれかの電流を組み合わせることを特徴とする増幅又は減衰のための方法。
【請求項６】
前記電流源の前記少なくとも一方が、前記入力信号特性によって変調される搬送波信号で前記電流源の前記少なくとも一方を駆動することによって規制されることを特徴とする請求項１記載の増幅又は減衰のための方法。
【請求項７】
前記電流源の前記少なくとも一方が、前記入力信号特性から創出される命令信号によって規制されることを特徴とする請求項１記載の増幅又は減衰のための方法。
【請求項８】
前記命令信号が、前記電流源の前記少なくとも一方に電流を生成させることによって、前記電流源の前記少なくとも一方を規制することを特徴とする請求項７記載の増幅又は減衰のための方法。
【請求項９】
前記出力信号が、前記入力信号の増幅であることを特徴とする請求項１記載の増幅又は減衰のための方法。
【請求項１０】
前記入力信号特性が、振幅特性であることを特徴とする請求項７記載の増幅又は減衰のための方法。
【請求項１１】
前記入力信号特性が、極座標（Ｒ，θ）を備えることを特徴とする請求項１記載の増幅又は減衰のための方法。
【請求項１２】
前記変調搬送波信号が、前記電流源を同時に駆動することを特徴とする請求項６記載の増幅又は減衰のための方法。
【請求項１３】
前記命令信号が、デジタルコードであることを特徴とする請求項７記載の増幅又は減衰のための方法。
【請求項１４】
前記命令信号が、前記入力信号の瞬間振幅を表すことを特徴とする請求項７記載の増幅又は減衰のための方法。
【請求項１５】
前記命令信号が、前記電流源を可能または不能にすることを特徴とする請求項７記載の増幅又は減衰のための方法。
【請求項１６】
前記第１非線形電流源および前記第２非線形電流源が、異なる量の電流を前記出力信号に寄与させるように重み付けされることを特徴とする請求項５記載の増幅又は減衰のための方法。
【請求項１７】
前記第１非線形電流源および前記第２非線形電流源が、２進重み付けされることを特徴とする請求項１６記載の増幅又は減衰のための方法。
【請求項１８】
前記入力信号が、無線周波数信号であることを特徴とする請求項１記載の信号修正方法。
【請求項１９】
非線形ドライバが、前記電流源を駆動することを特徴とする請求項６記載の増幅又は減衰のための方法。
【請求項２０】
前記少なくとも第１非線形電流源および前記少なくとも第２非線形電流源が、ヘテロ接合双極トランジスタを備えることを特徴とする請求項３記載の信号修正方法。
【請求項２１】
前記少なくとも第１非線形電流源および前記少なくとも第２非線形電流源が、電界効果トランジスタを備えることを特徴とする請求項３記載の信号修正方法。
【請求項２２】
前記少なくとも第１非線形電流源および前記少なくとも第２非線形電流源が、双極接合トランジスタを備えることを特徴とする請求項３記載の信号修正方法。
【請求項２３】
前記振幅特性が、そのピークの大きさが、デジタル化のフルスケールにほぼ等しくなるようにデジタル化されることを特徴とする請求項１０記載の増幅又は減衰のための方法。
【請求項２４】
前記振幅特性が、そのピークの大きさが、デジタル化のフルスケールより小さくなるようにデジタル化されることを特徴とする請求項１０記載の増幅又は減衰のための方法。
【請求項２５】
前記入力信号の電力が変更されることを特徴とする請求項１記載の信号修正方法。
【請求項２６】
入力信号特性によって規制される少なくとも１つの非線形電流源を介して、入力信号の修正を生成し、
前記修正を伝送することを特徴とする広帯域振幅変調の方法。
【請求項２７】
少なくとも１つの電流源を提供する手段と、
非線形に動作し線形出力信号を生成するように、前記少なくとも１つの電流源を規制する手段とを備えることを特徴とする線形信号生成装置。
【請求項２８】
入力信号特性によって規制される少なくとも１つの非線形電流源を介して、入力信号の修正を生成する手段を備えることを特徴とする信号修正装置。
【請求項２９】
入力信号を前記少なくとも１つの非線形電流源に供給する手段をさらに備えることを特徴とする請求項２８記載の信号修正装置。
【請求項３０】
前記少なくとも１つの非線形電流源が、第１非線形電流源および第２非線形電流源からなり、前記第１非線形電流源および前記第２非線形電流源のいずれかの出力が、線形出力信号を生成するように組み合わされることを特徴とする請求項２８記載の信号修正装置。
【請求項３１】
入力信号特性によって規制される少なくとも１つの非線形電流源を介して、入力信号の修正を生成する前記手段が、前記入力信号特性によって制御構成要素を制御する手段をさらに備え、この制御構成要素が前記非線形電流源を規制することを特徴とする請求項２８記載の信号修正装置。
【請求項３２】
非線形に動作する第１電流源および第２電流源と、
入力波の線形増幅または線形減衰を生成するために、前記第１電流源および前記第２電流源によって生成されるいずれかの出力を組み合わせる手段とを備えることを特徴とする増幅又は減衰のための装置。
【請求項３３】
前記電流源の前記少なくとも一方が、前記入力信号特性によって変調される搬送波信号で前記電流源の前記少なくとも一方を駆動する手段によって規制されることを特徴とする請求項２８記載の信号修正装置。
【請求項３４】
前記電流源の前記少なくとも一方が、前記入力信号特性から創出される瞬間信号によって規制されることを特徴とする請求項２８記載の信号修正装置。
【請求項３５】
前記命令信号が、前記電流源の前記少なくとも一方に電流を生成させることによって、前記電流源の前記少なくとも一方を規制することを特徴とする請求項３４記載の信号修正装置。
【請求項３６】
前記出力信号が、前記入力信号の増幅であることを特徴とする請求項２８記載の信号修正装置。
【請求項３７】
前記入力信号特性が、振幅特性であることを特徴とする請求項３４記載の信号修正装置。
【請求項３８】
前記入力信号特性が、極座標（Ｒ，θ）を備えることを特徴とする請求項２８記載の信号修正装置。
【請求項３９】
前記変調搬送波信号が、前記電流源を同時に駆動することを特徴とする請求項３３記載の信号修正装置。
【請求項４０】
前記命令信号が、デジタルコードであることを特徴とする請求項３４記載の信号修正装置。
【請求項４１】
前記命令信号が、前記入力信号の瞬間振幅であることを特徴とする請求項３４記載の信号修正装置。
【請求項４２】
前記命令信号が、前記電流源を可能または不能にすることを特徴とする請求項３４記載の信号修正装置。
【請求項４３】
前記第１非線形電流源および前記第２非線形電流源が、異なる量の電流を前記出力信号に寄与させるように重み付けされることを特徴とする請求項２８記載の信号修正装置。
【請求項４４】
前記第１非線形電流源および前記第２非線形電流源が、２進重み付けされることを特徴とする請求項４３記載の信号修正装置。
【請求項４５】
前記入力信号が、無線周波数信号であることを特徴とする請求項２８記載の信号修正装置。
【請求項４６】
前記電流源の前記少なくとも一方を、前記入力信号特性によって変調された搬送波信号で駆動する前記手段が、非線形ドライバをさらに備えることを特徴とする請求項３３記載の信号修正装置。
【請求項４７】
前記少なくとも第１非線形電流源および前記少なくとも第２非線形電流源が、ヘテロ接合双極トランジスタをさらに備えることを特徴とする請求項３０記載の信号修正装置。
【請求項４８】
前記少なくとも第１非線形電流源および前記少なくとも第２非線形電流源が、電界効果トランジスタを備えることを特徴とする請求項３０記載の信号修正装置。
【請求項４９】
前記少なくとも第１非線形電流源および前記少なくとも第２非線形電流源が、双極接合トランジスタを備えることを特徴とする請求項３０記載の信号修正装置。
【請求項５０】
前記振幅特性が、そのピークの大きさが、デジタル化のフルスケールにほぼ等しくなるようにデジタル化されることを特徴とする請求項３７記載の信号修正装置。
【請求項５１】
前記振幅特性が、そのピークの大きさが、デジタル化のフルスケールより小さくなるようにデジタル化されることを特徴とする請求項３７記載の信号修正装置。
【請求項５２】
前記入力信号の電力が変更されることを特徴とする請求項２８記載の信号修正装置。
【請求項５３】
入力信号特性によって規制される少なくとも１つの非線形電流源を介して、入力信号の修正を生成する手段と、
前記修正を伝送する手段とを備えることを特徴とする広帯域振幅変調用の装置。
【請求項５４】
請求項２８に記載の信号処理デバイスを備えることを特徴とする半導体デバイス。
【請求項５５】
電磁処理用の集積回路であって、
振幅特性および位相特性を同期して提供する変換器と、
前記振幅特性および前記位相特性を受信するために、入力信号特性によって規制される少なくとも１つの非線形電流源を介して、電流を生成することができるトランジスタとを備えることを特徴とする電磁処理用の集積回路。
【請求項５６】
電磁処理用の集積回路であって、
波の振幅特性に従って複数の非線形電流源を規制する手段であって、前記複数の非線形電流源が、所定の電流を生成することができる手段を備えることを特徴とする電磁処理用の集積回路。
【請求項５７】
波の振幅特性に従って複数の非線形電流源を規制する前記手段が、前記波の振幅特性に従って規制される制御構成要素を備えることを特徴とする請求項５５記載の電磁処理用の集積回路。
【請求項５８】
広帯域ＤＳＰ機能の直接デジタルインタフェースを有する増幅器を備えることを特徴とする増幅用の装置。
【請求項５９】
電流源として作用するように、未飽和状態において少なくとも第１および第２のトランジスタを動作し、
入力信号の増幅または減衰を生成するために、前記少なくとも第１トランジスタおよび前記少なくとも第２トランジスタによって生成されるいずれかの電流を組み合わせることとを特徴とする信号処理方法。
【請求項６０】
入力信号を処理する装置であって、
電流源として作用するように、未飽和状態において動作される少なくとも第１および第２のトランジスタであって、第１および第２トランジスタによって生成されるあらゆる電流が組み合わされるように、第１トランジスタおよび第２トランジスタが互いに関連して動作され、第１トランジスタおよび第２トランジスタが、ある時間における前記入力信号の増幅であり、また、ある他の時間における前記入力信号の減衰である出力信号を生成することができる、少なくとも第１トランジスタおよび第２トランジスタを備えることを特徴とする入力信号処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、線形信号修正に関し、より具体的には、線形信号増幅および減衰に関する。
【背景技術】
【０００２】
電磁信号を修正（増幅または減衰）することは、一般に、電気構成要素またはシステムの機能である。修正は、任意の数のシステムにおいて有用である可能性があり、一般に、線形技術または非線形技術によって実施される。線形技術は、一般に、規模を除いて、入力信号に比較的密接に類似した出力信号を提供する。非線形技術は、一般に、入力信号に比較的密接に類似していない出力信号を提供する。
【０００３】
非線形増幅器または線形増幅器が有用である可能性がある。非線形増幅器は、オン／オフ増幅に有用である可能性がある。すなわち、入力信号の精確な増幅を生成する必要はないが、信号を単に増幅する場合、有用である可能性がある。線形増幅器は、精確な増幅再生が所望される場合、有用である可能性がある。
【０００４】
したがって、精確な再生が所望されるとき、線形増幅器が所望されてきた。しかし、線形増幅器の効率が劣悪であるために、いくつかの状況では、使用が望ましくない可能性がある。効率は、ＤＣ電力入力を電力出力に変換する増幅器の能力を指す。線形増幅器は、非線形増幅器より効率が劣るが、その理由は、同じ強度を有する信号を出力するために、非線形増幅器より多くの電力を引き出すからである。さらに、線形増幅器は、増幅していないときでさえ、ゼロ入力電流、または電源からの電流を必要とする。電池電力など限定された電源を有する応用分野では、非線形増幅器が所望される可能性があるが、その理由は、非線形増幅器は、通常、ごくわずかしかゼロ入力電流を必要としない、または全く必要としないからである。
【０００５】
しかし、無線周波数（ＲＦ）など、信号処理のいくつかの分野では、非線形技術は、所望されるより劣る結果をもたらす。たとえば、信号再生精度のために、線形増幅器がＲＦ受信器において所望されるが、線形増幅器によって必要とされる電力の引出しは、特に携帯用電池駆動デバイスでは、有用性を限定する。
【０００６】
これらの課題を克服する試行が、当技術分野において行われてきた。たとえば、増幅器の組合わせ（同じ信号を増幅するために複数の増幅器を使用する）は、線形および非線形の利益を利用することを試行する１つの方法である。しかし、そのような試行は、これまで、様々な難題によって制約されてきた。たとえば、増幅器組合わせ方法は、負荷を駆動するために増幅器の出力を合計するのに、変圧器または４分の１波長線路などの構成要素を使用する。これらの構成要素は、増幅器アレイのコストおよびサイズを増大させる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
したがって、有効な増幅技術を使用するために、線形増幅器技術を非線形技術と組み合わせて使用することができる場合、信号修正の分野に有用である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の実施形態は、線形信号修正のための装置、方法、および製造品を含む。好ましい実施形態は、線形増幅器の相対精度を非線形増幅器の相対効率および電力引出しと組み合わせる増幅器を提供する。
【０００９】
好ましい実施形態の増幅器は、１つまたは複数の非線形電流源を備える。電流源は、入力信号の１つまたは複数の特性によって所望されるとき、可能および／または不能にされる。特に好ましい実施形態では、１つまたは複数の電流源からの出力は、負荷を駆動するために組み合わされる。２つ以上の電流源が使用される場合、電流源は、異なる量の電流を出力に寄与させるように重み付けされる。１つまたは複数の電流源からの出力を組み合わせることによって、信号の線形増幅が提供される。さらに、線形減衰も、様々な実施形態において可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の好ましい実施形態は、線形信号修正のための装置、方法、および製造品を含む。本明細書において使用される「信号」という用語は、たとえば、スイッチオンおよびオフされる直流、または１つまたは複数のデータストリームを含む交流もしくは電磁搬送波を限定的ではなく含めて、電流または電磁場など、１箇所から他へデータを伝達するあらゆる方式を含むように広範に解釈されるべきである。たとえば、データは、変調手段によって搬送電流または波の上に重ね合わされることが可能であり、これは、アナログまたはデジタルの形態で達成されることが可能である。本明細書において使用される「データ」という用語も、たとえば限定としてではなく、ボイスなどの音声、テキスト、および／またはビデオなど、あらゆるタイプの知能または他の情報を備えると広範に解釈されるべきである。
【００１１】
図１は、好ましい実施形態を示す。入力信号が、デジタル信号プロセッサ１０に提供される。デジタル信号プロセッサ１０は、たとえば、直交座標またはＩ，Ｑデータを使用することによって信号をデジタル化するアナログデジタル変換器１１を備える。次いで、直交極変換器１２が、Ｉ，Ｑデータを受信して、それを極座標に変換する。他の実施形態では、所望であれば、信号のデジタル表示が直交極変換器に提供されることが可能であることに留意されたい。それらの実施形態では、デジタル表示は、当技術分野において既知であるいくつかの方式のいずれかにおいて生成されることが可能である。また、この実施形態は、デジタル信号ならびにＩ，Ｑデータおよび極データに関して使用されるように記述されるが、当業者なら、他の実施形態はこれに限定されず、あらゆるデジタル波形またはアナログ波形もしくはその組合わせを使用することが可能であることを理解するであろう。
【００１２】
ここで図１の実施形態に戻ると、直交極変換器１２が、たとえば、Ｒ、Ｐ（ｓｉｎ）、およびＰ（ｃｏｓ）の形態を取る極座標においてデジタル信号を出力する。この例では、Ｒ座標は、信号の増幅特性を表す。Ｐ（ｓｉｎ）座標およびＰ（ｃｏｓ）座標は、信号の位相特性を表す。本明細書で使用される「特性」は、周波数、電圧、振幅（大きさおよび包絡線を含む）、位相、電流、波形、またはパルスなど、電磁信号特性を指すことに留意されたい。他の実施形態は、所望に応じて、入力信号から１つまたは複数の信号特性を導出することが可能である。
【００１３】
一時的に図２を参照すると、図１の実施形態により変換された信号の概略図が示される。入力信号は、期間ｔ１にわたる入力信号の大きさ特性を備える大きさ成分ｍ、および同じ期間にわたる搬送波に関する位相特性を備える位相成分ｐに変換された。出力信号ｂが、好ましい実施形態による増幅後、示される。この実施形態および他の実施形態の時間期間は、所望通りであることに留意されたい。たとえば、実施形態は、信号の分解能を最大にする、動作速度を最大にするなどのために、様々なサンプリング率を使用して、信号の大きさ特性および位相特性を導出することが可能である。これらのサンプリング率は、サンプリング率が動作中に変化するように、様々な実施形態において動的に決定されることも可能である。好ましい実施形態では、入力信号の部門は、出力の精度を最大にし、かつあらゆるひずみを最小限に抑えるために、同期される。
【００１４】
ここで図１に戻ると、振幅特性および位相特性は、次いで、別々の経路を経て伝送される。入力信号の振幅特性は、変換器１３を介して経路ａｍに沿って、最上位ビット（「ＭＳＢ」）から最下位ビット（「ＬＳＢ」）であるビットＢ０からＢｎ−１に量子化されたデジタルワードを備えるデジタルパルスに変換される。デジタルワードは、様々な実施形態において、可変長とすることが可能である。一般に、ワードが長くなると、入力信号の再生精度が向上する。デジタルワードは、以下でさらに記述される方式で、減衰および／または増幅の命令信号または制御を提供する。当然、以下でさらに記述されるように、他の実施形態では、振幅または他の信号特性の他のタイプの導出および／または提供と同様に、異なる構成のデジタルワードが使用されることが可能である。
【００１５】
図１の実施形態では、７つの制御構成要素線ａｍ１〜ａｍ７が、変換器１３から出て示される。これらの制御構成要素線の数は、好ましい実施形態では、ワードの分解能に依拠する。この好ましい実施形態では、ワードは、７ビットの分解能を有する。図１では、図を見るのを容易にするために、制御構成要素線は、制御構成要素２２ａ〜ｇに至る単一経路ａｍに統合されることに留意されたい。しかし、この実施形態では、以下においてさらに記述されるように、制御構成要素線は、統合されず、代わりに、制御構成要素に個々に供給される。
【００１６】
位相特性は、経路ａｐに沿って進行する。ここで、位相特性は、まず、デジタルアナログ変換器１８およびシンセサイザ２０（特に好ましい実施形態では、電圧制御発振器である）によって波に変調される。シンセサイザ２０は、位相情報からなる出力波を提供する。この出力波は、一定の包絡線を有する。すなわち、振幅は変化しないが、元の入力波の位相特性を有し、ドライバ２４に進行し、次いでドライバ線ａｐ１〜ａｐ７に進行する。ドライバ線の中で分割された波は、次いで、電流源２５ａ〜２５ｇに供給され、以下でさらに記述されるように、電流源２５ａ〜２５ｇを潜在的に駆動するように作用する。他の実施形態では、他の波特性の他の源が、すなわち位相特性の他に、使用されることが可能である。
【００１７】
本実施形態では、トランジスタが、電流源２５ａ〜２５ｇとして使用されることが可能であることに留意されたい。さらに、他の実施形態では、適切にセグメント化された１つまたは複数のトランジスタが、電流源２５ａ〜２５ｇとして使用されることが可能である。電流源２５ａ〜２５ｇは、たとえば、源の所望の電流組合わせを妨害するトランジスタを飽和させることによって、電圧源と同様に振る舞うように構成されるべきではない。
【００１８】
経路ａｍ（上述されたように制御構成要素線ａｍ１〜ａｍ７からなる）は、制御構成要素２２ａ〜ｇにおいて終端する。特に好ましい実施形態では、これらは、切替えトランジスタ、好ましくは電流源であるが、以下でさらに記述されるように、他の実施形態では、他の波特性の他の源が、他の規制方式と同様に、使用されることが可能である。制御構成要素２２ａ〜ｇは、振幅構成要素から出力されるデジタルワードのビットによって切り替えられ、したがって、振幅構成要素から出力されたデジタルワードによって規制される。ビットが「１」すなわち「ハイ」である場合、対応する制御構成要素は、スイッチオンされ、したがって、電流が、偏向制御線２３ａ〜ｇに沿って、制御構成要素から適切な電流源２５ａ〜ｇに流れる。上記で留意されたように、デジタルワードの長さは、変化する可能性があり、したがって、ビット、制御構成要素、制御構成要素線、ドライバ線、偏向制御線、電流源などの数は、様々な実施形態において対応して変化する可能性がある。さらに、これらは、様々な実施形態において、デジタルワード分解能、構成要素、線、および電流源の中で、１対１対応である必要はない。
【００１９】
電流源２５ａ〜ｇは、制御構成要素がオンである場合、制御構成要素から電流を受け取り、したがって、各電流源は、その構成要素に従って規制される。特に好ましい実施形態では、以下でさらに記述されるように、適切な制御構成要素が、偏向電流を電流源に提供し、したがって、制御構成要素は、偏向制御回路と呼ばれることが可能であり、それらのいくつかは、偏向ネットワークと呼ばれることが可能である。いくつかの実施形態では、所望であれば、切替えネットワークを使用して、１つまたは複数の偏向制御回路を１つまたは複数の電流源に統計的または動的に割り付けることが所望される可能性がある。
【００２０】
ここで図１の実施形態に戻ると、各電流源は、潜在的な電流源として作用し、電流源線２６ａ〜ｇにそれぞれ出力される電流を生成することができる。各電流源は、電流源として作用する、またはしないことが可能であり、したがって、電流を生成する、またはしないことが可能であるが、その理由は、電流源は、適切な命令信号、または制御構成要素を規制するデジタルワード値を介して規制されるからである。任意のセグメントの活動化およびそのセグメントからの電流の生成は、適切な制御構成要素を規制する振幅構成要素のデジタル表示からの適切なビット値に依拠する。電流源は、好ましい実施形態では、１つまたは複数の増幅器ではなく、本明細書において記述されるように、増幅器としての複数の電流源機能であることに留意されたい。実際、増幅および／または減衰は、好ましい実施形態では、それらの実施形態の機能として考慮されることが可能であり、したがって、増幅器および／または減衰器は、増幅および／または減衰する電気構成要素またはシステムであると考慮されることが可能である。
【００２１】
組み合わされた電流、すなわち電流源２５ａ〜ｇから出力されたあらゆる電流の合計は、電流源出力である。したがって、実施形態は、減衰器および／または増幅器として作用することが可能である。各電流源からの電流を組み合わせ、したがって有用な出力電流を提供するために、電流源間において回路または構成要素はさらには必要でない。したがって、線２７の上に出力され、ｂと示される組み合わされた電流は、負荷を駆動するためになど、たとえば増幅器、減衰器などとして所望されるように使用されることが可能である。
【００２２】
好ましい実施形態では、電流源は、電流出力およびサイズが変化する。これは、それらの電流源によって潜在的に供給される電流に対する様々な重み付けを提供する。たとえば、１つの好ましい実施形態では、第１電流源が、次の電流源のサイズの２倍であり、次の電流源は、その次の電流源のサイズの２倍であり、など、最終電流源まで続く。電流源の数は、デジタル制御ワードのビット数に整合させることが可能であり、したがって、最大電流源は、振幅ワードのＭＳＢによって制御され、ワードの次のビットは、次の最大電流源を制御するなど、最小電流源に送られるＬＳＢまで続く。当然、上記で留意されたように、他の実施形態は、切替えネットワークの使用を含めて、ビットを電流源に整合させる異なるパターンを有することが可能である。さらに、特に好ましい実施形態では、複製電流源（同じサイズ）が、サイズが変化する電流源と同様に、提供される。他の実施形態では、他の波特性が他の電流源に提供され、したがってそれらの源を規制することが可能である。
【００２３】
本発明では、電流源は、非線形に偏向されることに留意されたい。したがって、あらゆる電流源は、効率的に動作する。したがって、好ましい実施形態では、電力消費は低減される。さらに、上述されたように、信号特性による電流源規制の結果として、結果的な出力信号は、入力信号に関して、比較的精確な線形性および比例関係を有する。したがって、好ましい実施形態では、線形動作の相対精度が非線形動作の相対効率および電力消費と組み合わされている増幅器が提供されることが可能である。
【００２４】
たとえば、図１の実施形態に戻ると、電流源２５ａ〜ｇの１つがスイッチオンされる場合、これは、付随する相対効率を有する非線形電流源として作用する。電流源がオフの場合、電流源は、わずかな電力を引き出す、または全く引き出さない。線形特性は同様に見られるが、その理由は、オンである各電流源が、入力信号の増幅特性と同様の割合で電流寄与を提供されるからであり、したがって、入力信号の比較的精確な再生が提供される。
【００２５】
電流源２５ａ〜ｇは、図１の好ましい実施形態では、１つまたは複数のＨＢＴトランジスタを備える。他の電流源と同様に、ＦＥＴなど、他のトランジスタも使用されることが可能である。トランジスタセグメント、増幅経路に沿った非線形構成要素などへの駆動電流を低減するために、可変利得増幅器または減衰器など、他の構成要素も重ね合わされることが可能である。
【００２６】
図３は、本発明による、送信器において使用されることが可能であるような他の実施形態を示す。ドライバ５１６が、利得を搬送波信号に導入する。ドライバ５１６は、随意選択でキャパシタ５１８を使用して、１つまたは複数、好ましくは複数の電流源５０８に結合される。電流源５０８は、偏向ネットワークＢ０〜Ｂｎ−１の制御構成要素５２０によって供給される偏向電流に従って、可能または不能にされる。好ましい実施形態では、制御構成要素５２０は、従来の切替え電流源であり、電流源５０８は、トランジスタである。電流源５０８の出力電流の１つまたは複数は、組み合わされて、負荷５０６に入力されることが可能であり、したがって、増幅信号を提供する。この実施形態では、電流源５０８から出力されるあらゆる電流は、組み合わされて、負荷５０６に入力される。組み合わされた負荷電力が入力電力より小さい場合、当然、組み合わされた電流源は、減衰器として作用する。
【００２７】
この実施形態の電圧源５３０は、ノード５０９においてほぼ一定のＤＣ電位を維持する。インダクタ５３２が、電圧源５３０を含む回路経路における瞬間的な電流変化を阻止する、好ましくは防止するために含まれ、それにより、電流源５０８からの電流の流れによって、負荷５０６が駆動されることが可能になる。キャパシタ５３４は、ＤＣブロックとして提供することができる。
【００２８】
位相特性は、搬送波信号、好ましくはＲＦ信号によって変調される。電流源５０８は、変調搬送波信号で、好ましくは同時に駆動される。非線形ドライバが、この実施形態において使用されることが可能であるが、その理由は、搬送波信号は、振幅情報を含まないからである。次いで、電流源からの出力電流は、ほぼ線形の出力信号を得るために追加されるが、その理由は、上述されたように、あらゆる電流をノード５０９において直接組み合わせることができ、それにより、増幅および／または減衰された信号が駆動負荷５０６に提供されるからである。追加された電流、または電流源からの出力は、変圧器または４分の１波長伝送線など、追加の構成要素を必要とせずに、負荷に直接入力することができる。
【００２９】
図３の実施形態では、各可能電流源は、２進重み付き電流を修正出力信号、したがって負荷に寄与させ、それにより、電流源５０８Ａ／２は、電流源５０８Ａ／４としてオンのとき、２倍の電流を寄与し、電流源５０８Ａ／４は、電流源５０８Ａ／８としてオンのとき、２倍の電流を寄与するなどであるが、理解されるように、他の適切なタイプの重み付けも、所望であれば使用されることが可能である。
【００３０】
この実施形態では、電流源５０８Ａ／２〜Ａ／Ｎが、電流を各デバイスに偏向させることによって可能または不能にされ、可能にされる電流源を選択する制御機構は、デジタル制御ビットＢ０からＢｎ−１によって表される大きさ特性から創出されたデジタルコードを使用する。したがって、命令信号が、電流源５０８Ａ／２〜Ａ／Ｎに入力され、それにより、各電流源を可能または不能にする。しかし、電流源の制御機構は、たとえばトランジスタのベースなど、電流源の制御端子に供給される対応する切替え電流源によって展開された偏向電流とすることが可能であることを理解されたい。
【００３１】
好ましい実施形態によれば、振幅特性は、デジタル化されることが好ましい。一実施形態では、ピーク振幅は、線形性を改善するために、デジタル化のフルスケール（すなわちすべてのビットがハイに設定されるとき）に等しく設定される。代替として、ピーク振幅は、デジタル化のフルスケール以外（すなわち、より大きいまたはより小さい）に設定されることが可能である。ピーク振幅がフルスケールより小さい場合、利得の増大が経験されるが、その理由は、平均出力電力レベルが、位相変調搬送波信号の所与の電力レベルについて増大されるからである。
【００３２】
好ましい実施形態の使用は、関連する送信器において広範な帯域振幅を修正する能力を提供することが可能であるが、その理由は、比較的低い入力キャパシタンスのために、比較的大きい周波数スペクトルにわたる線形増幅および／または減衰が可能になるからである。したがって、実施形態は、以下で記述されるように、セルラおよび他の送信器に使用されることが可能である。
【００３３】
本発明の実施形態は、従来の電力増幅より効率を改善することが可能であるが、その理由は、伝送の線形性が、増幅器の線形性に依拠せず、代わりに、電流がどの程度線形に負荷に加えられるかに依拠するからである。したがって、各電流源は、効率を最大にするために、クラスＢまたはＣなど、非線形電流源として偏向することができる。効率は、さらに改善されることが可能であるが、その理由は、不能電流源では、ゼロ入力電流の引出しが、ほとんどまたは全くないからである。
【００３４】
示された実施形態では、電量制御は、容易に達成されることが可能であるが、その理由は、出力電流が、主に信号駆動レベルに依拠するからである。たとえば、可変利得増幅器または減衰器で信号レベルを増大または減少させることにより、対応して出力電流が増大または減少する。さらに、駆動制御装置に対する偏向の増大または減少も、出力電流をそれぞれ増大または減少させる。
【００３５】
理解されるように、たとえば、他のトランジスタセグメントおよび／またはフォーマットなどのあらゆる適切なタイプの電流源、ならびに他のデバイスまたは方法が、所望であれば、本発明の実施形態のいずれかと共に使用されることが可能である。
【００３６】
単一集積回路として製造される好ましい実施形態では、重み付けは、異なる半導体領域を有するセグメントを提供することによって達成されることが可能である。図４Ａ〜Ｂは、それぞれ領域ＡおよびＡ／２を有する２つのセグメントについて、出力特性（すなわち、負荷線）を示す。セグメントの領域が半分のサイズに低減されるとき、セグメントによって負荷に加えられる電流も、半分に低減される。これは、より小さいセグメントは、より大きいセグメントの電流密度の半分を有するからである。
【００３７】
本発明の実施形態による増幅器は、ベースバンドＤＳＰ機能の直接デジタルインタフェースを提供することができる。増幅器は、複数の変調フォーマットおよび無線ネットワーク規格に対応するように、動的にプログラムされることも可能である。利点は、本発明のこの態様に基づく増幅器を使用するデバイスのコストおよびサイズを低減することができることである。さらに、出力電流は、振幅特性のアナログ表示とすることができる電圧を展開するために、負荷に組み合わされ、それにより、増幅器は、デジタルアナログ変換を実施することもできる。
【００３８】
様々なタイプのシステムアーキテクチャが、本発明の実施形態を構築するために使用されることが可能である。したがって、当業者なら、本発明の実施形態またはその様々な構成要素および／もしくは特徴が、ハードウエア、ソフトウエアから完全になることが可能であり、あるいは、ソフトウエアおよびハードウエアの組合わせとすることが可能であることを理解するであろう。実施形態または様々な構成要素は、集積回路または特定用途向け集積回路組成など、所望であれば、半導体デバイスに関して提供されることも可能である。いくつかの例には、シリコン（Ｓｉ）、シリコンゲルマニウム（ＳｉＧｃ）、またはガリウム樹脂（ＧａＡｓ）基板がある。
【００３９】
様々な実施形態は、本発明の精神および範囲から逸脱せずに、様々なパラメータを修正することが可能である。たとえば、デジタルワードの長さは、様々な実施形態においてより長くまたはより短くすることが可能であり、これにより、波のある程度精確なデジタル化を提供することが可能である。他の例として、上記でさらに記述されたように、ビット、制御構成要素、制御構成要素線、ドライバ線、偏向制御線、電流源などの数は、所望通りに変更されることが可能である。
【００４０】
本発明は、例示的な実施形態によって記述されたが、当業者なら、追加の利点および修正を思い付くであろう。したがって、最も広範な態様における本発明は、本明細書において示され、かつ記述された特定の詳細に限定されるものではない。たとえば、修正は、本発明の精神および範囲から逸脱せずに実施されることが可能である。さらに、好ましい実施形態は、特定の入力信号、搬送波、および出力信号などについて特化される増幅器を含むことが可能であり、たとえば、実施形態は、ＣＤＭＡ、ＣＤＭＡ２０００、Ｗ−ＣＤＭＡ、ＧＳＭ、ＴＤＭＡなどのセルフォンなどの様々なＲＦ、マイクロプロセッサ、マイクロ制御装置、および／またはコンピュータデバイス、ならびにブルートゥース、８０２．１１ａ、−ｂ、−ｇ、レーダ、ＩｘＲＴＴ、双方向無線、ＧＰＲＳ、コンピュータおよびコンピュータ通信デバイス、ＰＤＡおよび他の手持ち式デバイスなどの他の無線デバイスおよび有線デバイスにおいて使用されることが可能である。したがって、本発明は、特定の例示的な実施形態に限定されるのではなく、添付の請求項およびその等価物の完全な精神および範囲内にあると解釈されることを意図する。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】好ましい実施形態を示す図である。
【図２】図１の実施形態の動作の概略図である。
【図３】好ましい実施形態を示す図である。
【図４Ａ】領域Ａを有する電流源の出力特性を示す図である。
【図４Ｂ】領域Ａ／２を有する電流源の出力特性を示す図である。
【図１】
2006502667.tif 000003
【図２】
2006502667.tif 000004
【図３】
2006502667.tif 000005
【図４Ａ】
2006502667.tif 000006
【図４Ｂ】
2006502667.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成17年4月27日(2005.4.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力信号（ａ）を電磁処理する装置であって、
活動化されるとき、前記入力信号の位相特性（ａｐ）を表すアナログ位相信号に基づいて、複数の出力信号（２６ａ〜ｇ）を生成するために、前記入力信号の振幅特性（ａｍ）を表す複数のデジタル振幅信号（ａｍ１〜ａｍ７）をそれぞれの１つに従ってそれぞれが駆動される、複数の独立制御可能電流源（２５ａ〜ｇ）と、
組合わせ出力信号（２７）を生成するために、前記複数の出力信号を組み合わせるように構成される電流コンバイナとを備えることを特徴とする入力信号電磁処理装置。
【請求項２】
前記デジタル振幅信号のそれぞれの１つに従って制御信号（２３ａ〜ｇ）を生成するようにそれぞれが構成される、複数の制御構成要素（２２ａ〜ｇ）をさらに備え、
前記複数の独立制御可能電流源の前記駆動が、前記制御信号のそれぞれの１つによることを特徴とする請求項１記載の入力信号電磁処理装置。
【請求項３】
前記複数の独立制御可能電流源が、駆動されるとき重み付き出力信号を生成するように構成されることを特徴とする請求項２記載の入力信号電磁処理装置。
【請求項４】
前記電流コンバイナが、前記組合わせ出力信号を生成するために、前記複数の出力信号を合計することを特徴とする請求項２記載の入力信号電磁処理装置。
【請求項５】
前記独立制御可能電流源のそれぞれが、非線形増幅器を備え、
前記複数の出力信号のそれぞれが、前記アナログ位相信号の重み付き非線形増幅を備え、
前記組合わせ出力信号が、前記入力信号の線形増幅を備えることを特徴とする請求項２記載の入力信号電磁処理装置。
【請求項６】
前記複数の独立制御可能電流源のそれぞれが、トランジスタ（５０８）を備え、
前記トランジスタのそれぞれが、ドライバ信号によってベースにおいて駆動されるように構成され、
前記ドライバ信号のそれぞれが、前記アナログ位相信号および前記制御信号のそれぞれの１つの組合わせを備えることを特徴とする請求項２記載の入力信号電磁処理装置。
【請求項７】
前記ドライバ信号のそれぞれが、前記アナログ位相電流信号および前記制御信号のそれぞれの１つの電流合計を備えることを特徴とする請求項６記載の入力信号電磁処理装置。
【請求項８】
前記複数の制御構成要素が、Ｎの制御構成要素を備え、
前記複数の独立制御可能電流源が、Ｎの独立制御可能電流源を備え、
前記デジタル振幅信号が、複数のデジタルワードを備え、各デジタルワードが、Ｎビット（Ｂ０からＢＮ−１）を備え、Ｂ０が最下位ビットを表し、ＢＮ−１が最上位ビットを表すことを特徴とする請求項２記載の入力信号電磁処理装置。
【請求項９】
前記Ｎの制御構成要素のそれぞれが、前記複数のデジタルワードのそれぞれのビットＢｎ（０≦ｎ≦Ｎ−１）を受信し、
前記Ｎの制御構成要素のそれぞれの駆動が、受信ビットＢｎの値に依拠し、
前記Ｎの制御構成要素のそれぞれが、駆動されるとき前記制御信号のそれぞれの１つを生成するように構成されることを特徴とする請求項８記載の入力信号電磁処理装置。
【請求項１０】
前記複数の独立制御可能電流源のそれぞれが、前記制御信号のそれぞれの１つに応答して、重み付き出力信号ｉｎ（０≦ｎ≦Ｎ−１）を生成するように構成され、
前記重み付き出力信号のそれぞれｉｎが、２ｎを乗算されたｉ０に等しくなるように重み付けされることを特徴とする請求項９記載の入力信号電磁処理装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
本発明のうち請求項１に係る入力信号電磁処理装置は、入力信号（ａ）を電磁処理する装置であって、活動化されるとき、前記入力信号の位相特性（ａｐ）を表すアナログ位相信号に基づいて、複数の出力信号（２６ａ〜ｇ）を生成するために、前記入力信号の振幅特性（ａｍ）を表す複数のデジタル振幅信号（ａｍ１〜ａｍ７）をそれぞれの１つに従ってそれぞれが駆動される、複数の独立制御可能電流源（２５ａ〜ｇ）と、組合わせ出力信号（２７）を生成するために、前記複数の出力信号を組み合わせるように構成される電流コンバイナとを備えることを特徴としている。
また、本発明のうち請求項２に係る電磁処理装置は、請求項１記載の入力信号電磁処理装置において、前記デジタル振幅信号のそれぞれの１つに従って制御信号（２３ａ〜ｇ）を生成するようにそれぞれが構成される、複数の制御構成要素（２２ａ〜ｇ）をさらに備え、前記複数の独立制御可能電流源の前記駆動が、前記制御信号のそれぞれの１つによることを特徴としている。
本発明のうち請求項３に係る入力信号電磁処理装置は、請求項２記載の入力信号電磁処理装置において、前記複数の独立制御可能電流源が、駆動されるとき重み付き出力信号を生成するように構成されることを特徴としている。
本発明のうち請求項４に係る入力信号電磁処理装置は、請求項２記載の入力信号電磁処理装置において、前記電流コンバイナが、前記組合わせ出力信号を生成するために、前記複数の出力信号を合計することを特徴としている。
本発明のうち請求項５に係る入力信号電磁処理装置は、請求項２記載の入力信号電磁処理装置において、前記独立制御可能電流源のそれぞれが、非線形増幅器を備え、前記複数の出力信号のそれぞれが、前記アナログ位相信号の重み付き非線形増幅を備え、前記組合わせ出力信号が、前記入力信号の線形増幅を備えることを特徴としている。
本発明のうち請求項６に係る入力信号電磁処理装置は、請求項２記載の入力信号電磁処理装置において、前記複数の独立制御可能電流源のそれぞれが、トランジスタ（５０８）を備え、前記トランジスタのそれぞれが、ドライバ信号によってベースにおいて駆動されるように構成され、前記ドライバ信号のそれぞれが、前記アナログ位相信号および前記制御信号のそれぞれの１つの組合わせを備えることを特徴としている。
本発明のうち請求項７に係る入力信号電磁処理装置は、請求項６記載の入力信号電磁処理装置において、前記ドライバ信号のそれぞれが、前記アナログ位相電流信号および前記制御信号のそれぞれの１つの電流合計を備えることを特徴としている。
本発明のうち請求項８に係る入力信号電磁処理装置は、請求項２記載の入力信号電磁処理装置において、前記複数の制御構成要素が、Ｎの制御構成要素を備え、前記複数の独立制御可能電流源が、Ｎの独立制御可能電流源を備え、前記デジタル振幅信号が、複数のデジタルワードを備え、各デジタルワードが、Ｎビット（Ｂ０からＢＮ−１）を備え、Ｂ０が最下位ビットを表し、ＢＮ−１が最上位ビットを表すことを特徴としている。
本発明のうち請求項９に係る入力信号電磁処理装置は、請求項８記載の入力信号電磁処理装置において、前記Ｎの制御構成要素のそれぞれが、前記複数のデジタルワードのそれぞれのビットＢｎ（０≦ｎ≦Ｎ−１）を受信し、前記Ｎの制御構成要素のそれぞれの駆動が、受信ビットＢｎの値に依拠し、前記Ｎの制御構成要素のそれぞれが、駆動されるとき前記制御信号のそれぞれの１つを生成するように構成されることを特徴としている。
また、本発明のうち請求項１０に係る入力信号電磁処理装置は、請求項９記載の入力信号電磁処理装置において、前記複数の独立制御可能電流源のそれぞれが、前記制御信号のそれぞれの１つに応答して、重み付き出力信号ｉｎ（０≦ｎ≦Ｎ−１）を生成するように構成され、前記重み付き出力信号のそれぞれｉｎが、２ｎを乗算されたｉ０に等しくなるように重み付けされることを特徴としている。
本発明の実施形態は、線形信号修正のための装置、方法、および製造品を含む。好ましい実施形態は、線形増幅器の相対精度を非線形増幅器の相対効率および電力引出しと組み合わせる増幅器を提供する。
【国際調査報告】
2006502667.tif 000008
2006502667.tif 000009
2006502667.tif 000010
2006502667.tif 000011