(57)【要約】【課題】パワーアンプのバイアス調節【解決手段】検出された出力パワーレベルに基づいて自動的に調節できるバイアスを有するパワーアンプ。アンプは、動作上制御ユニットに接続された一若しくはそれ以上のアンプステージを含む。アンプステージは、（例えば、直列に）統合して接続し、ＲＦ出力信号を供給するためにＲＦ入力信号を受信し、増幅する。パワー検出器は、ＲＦ出力レベル（若しくはパワー）を検出し、検出した信号を供給する。制御ユニットは、少なくとも一の調整された信号を供給するために検出した信号を（例えば、固有の伝達特性で）調整する。バイアス制御発生器は、調整された信号を受信し、少なくとも一のバイアス制御信号を供給する。各バイアス制御信号を用いて、それぞれのアンプステージのバイアスを調節するために使用される。バイアス調節は、電力消費を最小にしつつ、所望の直線性レベルを達成する方法で実施される。【選択図】    図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
統合して接続された、かつ出力信号を供給するために入力信号を受信するため及び増幅するために設置された一若しくはそれ以上のアンプステージ、及び
一若しくはそれ以上のアンプステージに動作上接続された、かつ出力信号のレベルを検出するため、及び検出された出力信号レベルに基づいて少なくとも一のアンプステージのバイアスを調節する少なくとも一のバイアス制御信号を供給するために設置された制御ユニット、
を具備するバイアス制御アンプ。
【請求項２】
各々のバイアス制御信号が、付随するアンプステージのバイアス電流を調節する、請求項１のバイアス制御アンプ。
【請求項３】
出力信号レベルを検出し、及び検出された出力信号レベルを示す検出された信号を供給するために設置されたパワー検出器、
パワー検出器に接続された、かつ少なくとも一の調整された信号を供給するために検出された信号を受信するため及び調整するために設置された調整ユニット、及び
調整ユニットに接続された、かつ少なくとも一の調整された信号を受信するため及び少なくとも一のバイアス制御信号を供給するために設置されたバイアス制御発生器、
を制御ユニットが含む、請求項１のバイアス制御アンプ。
【請求項４】
少なくとも一のアンプステージのバイアス調節のために所望の全伝達特性を与えるために選択された第１の伝達特性を供給するために、調整ユニットは設置される、請求項３のバイアス制御アンプ。
【請求項５】
第１の伝達特性が、対数関数を近似する、請求項４のバイアス制御アンプ。
【請求項６】
調整ユニットの少なくとも一部が、デジタル回路で実行される、請求項４のバイアス制御アンプ。
【請求項７】
第１の伝達特性が、ルックアップテーブルで実行される、請求項６のバイアス制御アンプ。
【請求項８】
フィルタされた信号を供給するために検出された信号を受信するため及びフィルタするために設置されたローパスフィルタ、及び
ここで、調整ユニットが、フィルタされた信号を受信するため及び調整するために設置される、
を制御ユニットがさらに含む、請求項３のバイアス制御アンプ。
【請求項９】
ローパスフィルタが、検出された信号中のエンベロープをフィルタするために設置される、請求項８のバイアス制御アンプ。
【請求項１０】
パワー検出器が、出力信号のパワーレベルを検出するために設置される、請求項３のバイアス制御アンプ。
【請求項１１】
一若しくはそれ以上のアンプステージの出力ステージに動作上接続された、かつ出力信号の一部を制御ユニットに接続するために設置されたカプラー、
をさらに具備する、請求項１のバイアス制御アンプ。
【請求項１２】
制御ユニットが、少なくとも一のバイアス制御信号のアナログ様式の調節を提供するために設置される、請求項１のバイアス制御アンプ。
【請求項１３】
制御ユニットが、出力信号レベルを継続的に検出するため及び少なくとも一のバイアス制御信号をアップデートするために設置される、請求項１のバイアス制御アンプ。
【請求項１４】
各々のバイアス制御信号が、個々の直線性レベルを達成するために付随するアンプステージのバイアスを調節する、請求項１のバイアス制御アンプ。
【請求項１５】
各々のバイアス制御信号が、電力消費を減少させるために付随するアンプステージのバイアスをさらに調節する、請求項１４のバイアス制御アンプ。
【請求項１６】
各々のバイアス制御信号が、出力信号の位相不連続性を減少させる方法で付随するアンプステージのバイアスを調節する、請求項１のバイアス制御アンプ。
【請求項１７】
少なくとも一のアンプステージの各々が、検出された出力信号レベルに対するそれぞれのバイアスの伝達関数に基づいて調節される、請求項１のバイアス制御アンプ。
【請求項１８】
各々のバイアス制御信号が、値の到達範囲内に制限される、請求項１のバイアス制御アンプ。
【請求項１９】
各々のバイアス制御信号が最小値を有する、請求項１のバイアス制御アンプ。
【請求項２０】
一若しくはそれ以上のアンプステージが直列に接続される、請求項１のバイアス制御アンプ。
【請求項２１】
入力信号がＣＤＭＡ変調された信号である、請求項１のバイアス制御アンプ。
【請求項２２】
直列に接続された、かつ出力信号を供給するために入力信号を受信するため及び増幅するために設置された一若しくはそれ以上のアンプステージ、
一若しくはそれ以上のアンプステージの出力ステージに動作上接続された、かつ出力信号の一部を接続するために形成されたカプラー、
カプラーに結合された、かつ結合された部分に基づいて出力信号のレベルを検出するため及び検出された出力信号レベル示す検出された信号を供給するために設置されたパワー検出器、
パワー検出器に接続された、かつ少なくとも一の調整された信号を供給するために検出された信号を受信するため及び調整するために設置された調整ユニット、及び
調整ユニットに接続された、かつ少なくとも一の調整された信号を受信するために及び少なくとも一のアンプステージのバイアスを調節するために少なくとも一のバイアス制御信号を供給するために設置されたバイアス制御発生器、
を具備するバイアス制御パワーアンプ。
【請求項２３】
出力信号を供給するために一若しくはそれ以上のアンプステージで入力信号を受信し及び増幅する、
出力信号のレベルを検出する、
少なくとも一の調整された信号を供給するために検出された出力信号レベルを示す検出された信号を調整する、
少なくとも一の調整された信号に基づいて少なくとも一のバイアス制御信号を形成する、及び
少なくとも一のバイアス制御信号で少なくとも一のアンプステージのバイアスを調節する、
を具備する複数ステージのアンプのバイアスを調節する方法。
【請求項２４】
少なくとも一のアンプステージのバイアス調節に関する所望の総合伝達特性を供給するために選択された第１の伝達特性を有するアナログ回路で、調整が実行される、請求項２３の方法。
【請求項２５】
少なくとも一のアンプステージのバイアス調節に関する所望の総合伝達特性を供給するために選択された第１の伝達特性を実行するために設置されたデジタル回路で、調整が実行される、請求項２３の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回路に係わる。さらに詳しくは、本発明は、高性能及び高効率を達成するパワーアンプ（ＰＡ）のバイアスを調節する卓越したかつ改善された技術に係わる。
【背景技術】
【０００２】
高性能送信機の設計は、種々の目的を考慮することにより、難しいものになってきている。第１に、高性能は、多くのアップリケーションで要求されており、代表的には、送信信号経路における能動装置(active device)（例えば、増幅器、ミキサ、及びその他）の直線性及びその雑音性能により特徴付けられる。第２に、ワイアレス通信システムのようなあるアプリケーションに関して、セルラ電話即ち遠隔ターミナルが携帯されるという性格のため、低電力消費は、重要な設計目標である。高性能と低消費電力は、矛盾する設計上の制約を強いる典型的なものである。
【０００３】
上記設計目標に加え、送信機は、送信出力パワーにおいて広い範囲の調節を提供することが要求されるであろう。このような広い出力調節を要求する１つの応用が、符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）通信システムである。ＣＤＭＡシステムにおいて、各ユーザからの信号は、全システムバンド幅（例えば、１．２２８８ＭＨｚ）にわたりスペクトル拡散される。このようにして、送信している各ユーザからの送信された信号は、そのシステム中の他のユーザの送信信号に対する干渉として作用する。干渉を最小にし、システム能力を増加させるために、送信している各遠隔ターミナルの出力パワーは、他のユーザに対する干渉を最小化する一方で、必要な性能レベル（例えば、特定のビットエラーレート）を維持するように調整される。
【０００４】
遠隔ターミナルから送信された信号は、経路損失及びフェーディングのような各種の送信現象により影響される。送信出力パワーを制御する必要性と組み合わせられて、これらの現象は、要求される送信パワー調整範囲における困難な仕様を強要できる。実際、ＣＤＭＡシステムに関して、各遠隔ターミナル送信機は、ほぼ８５ｄＢの範囲にわたり出力パワーを調整できるように要求される。
【０００５】
遠隔ターミナル送信機の直線性は、（間接的に、隣接チャネルパワー排除(adjacent channel power rejection)（ＡＣＰＲ）仕様により）いくつかのＣＤＭＡシステムに関して、仕様化されている。多くの能動回路（例えば、パワーアンプ）に関して、直線性は、ある部分では、回路をバイアスするために使用された電流の量により決定される。大きな直線性は、典型的には、大きな量のバイアス電流を使用することにより達成される。大きな信号レベルに対して要求される直線性のレベルを維持するためにも、大量のバイアス電流は、典型的に要求される。
【０００６】
全ての出力パワーレベル（高レベルを含む）における要求直線性レベルを達成するために、送信信号経路中の能動回路は、大きな量の電流でバイアスされることができる。このバイアシングスキームは、直線性の要求レベルが、全ての送信パワーレベル、特定の最大出力パワーレベルを含む、において与えられることを確認する。しかしながら、このスキームは、常に、低出力パワーレベルの送信の間でさえ、大量にバイアス電流を消費し、電力を無駄に消費する結果になる。
【０００７】
パワーアンプ（ＰＡ）、代表的には複数のステージを含む、は、典型的には、送信信号経路における最終の利得ステージでもあり、それゆえ、経路において最大の信号レベルを取り扱う。高出力パワーレベルにおいて要求される信号駆動力を与えるために、パワーアンプは、典型的に大電流で（送信経路の他の能動回路と相対的に）バイアスされる。そのため、高性能（例えば、必要な直線性レベル）及び効率（即ち、低消費電力）を与えるためにパワーアンプのバイアス電流を調節する技術が、特に望まれている。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の観点は、パワーアンプから検出された出力パワーレベルに基づいて調節できるバイアスを有するパワーアンプを提供することである。バイアス調節は、消費電力を最小化しつつ、所望レベルの直線性を達成する方法で、実施される。バイアス調節が検出された出力パワーレベルに基づいているため、そして、何らかの間接的なパワーレベルの指標（例えば、パワーアンプの利得セッティング）若しくは入力パワーに基づいていないため、正確なバイアス制御が可能である。
【０００９】
本発明のある特定の実施例は、制御ユニットに動作上接続した一若しくはそれ以上のアンプステージ(amplifier stage)を含む、バイアス制御された（パワー）アンプを提供する。アンプステージは、（例えば、直列に）統合して接続し、ＲＦ出力信号を供給するためにＲＦ入力信号を受信し、増幅する。カプラーは、代表的には、ＲＦ出力信号の一部を制御ユニットに接続するために使用される。
【００１０】
ある設計では、制御ユニットは、パワー検出器、調整ユニット、及びバイアス制御発生器を含む。パワー検出器は、接続した部分に基づいて、ＲＦ出力信号レベル（即ち、パワー）を検出し、及び検出した出力信号レベルを示す検出信号を供給する。調整ユニットは、少なくとも一の調整された信号を供給するために、検出信号（例えば、固有の伝達特性を有する）を調整する。バイアス制御発生器は、調整された信号を受信し、少なくとも一のバイアス制御信号を供給する。各バイアス制御信号は、それぞれのアンプステージのバイアスを調節するために使用される。
【００１１】
本発明は、以下にさらに詳細を述べるように、種々の観点、実施例、及び本発明の特徴を実行する方法、装置、及び素子を、さらに提供する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の特徴、性質、及び利点は、図面を使った以下の詳細な説明から、より明確にされるであろう。図面では、同一の参照符号は、一貫して同じものに対応する。
【００１３】
図１は、本発明のいくつかの観点を実行する送信機１００の特定の設計のブロック図である。デジタルプロセッサ１１０はデータを生成し、データをエンコード及びモジュレートし、そしてデジタル処理されたデータを一若しくはそれ以上のアナログ信号に変換する。アナログ信号は、インフェーズ(inphase)（Ｉ）及びカドラチャ(quadrature)（Ｑ）ベースバンド信号でよく、若しくは中間周波数（ＩＦ）変調された信号であってよい。アナログ信号がベースバンド信号（図１に示されるような）であるならば、モジュレータ（ＭＯＤ）１１２は、ＩＦ変調された信号を生成するために、キャリア信号（ＩＦ＿ＬＯ）でベースバンド信号を受信し、変調する。
【００１４】
ＩＦ可変利得アンプ（ＩＦ  ＶＧＡ）１１４は、利得制御回路１４０により決定された第１の利得でＩＦ変調された信号を受信し、増幅する。増幅されたＩＦ信号は、フィルタ１１６に供給される。フィルタ１１６は、バンドから外れたノイズ及び不必要な信号を削除するためにフィルタする。フィルタ１１６は、代表的には、バンドパスフィルタ（例えば、ＳＡＷフィルタ）である。
【００１５】
フィルタされたＩＦ信号は、その後、ＩＦバッファ１１８に供給される。ＩＦバッファ１１８は、信号をバッファし、バッファされたＩＦ信号をミキサ１２０に供給する。ミキサ１２０は、また、高周波数（ＲＦ＿ＬＯ）の他の一つのキャリア信号を受信し、ＲＦ信号を発生するために、バッファされたＩＦ信号をＲＦ＿ＬＯでアップコンバートする。ミキサ１２０は、シングルサイドバンドミキサ若しくはダブルサイドバンドミキサであってよい。
【００１６】
ＲＦ  ＶＧＡ１２２は、利得制御回路１４０により決定された第２の利得でＲＦ信号を受信し、増幅する。増幅されたＲＦ信号は、その後、パワーアンプ（ＰＡ）１３０に供給される。パワーアンプ１３０は、信号をバッファし、必要な信号駆動力を有するＲＦ出力信号を供給する。パワーアンプ１３０は、例えば、画像及びスプリアス(spurious)信号をフィルタリングするためのフィルタ、アイソレータ、及びデュプレクサ(duplexer)（単純化のために図１には示されていない）のような種々の回路を経由してアンテナを駆動する。
【００１７】
図１は、ここで説明するパワー制御技術を有効に採用できる、特定の送信機の設計を示す。種々の変形が、図１に示された送信機の設計に行うことができる。例えば、数が少ない若しくは多いフィルタ、バッファ、及びアンプステージが、送信信号経路中に与えられる。その上、信号経路中の素子は、異なった構成に配列できる。さらに、送信信号経路における可変利得は、ＶＧＡ（図１に示される）、可変減衰器、マルチプライヤ、他の可変利得素子、若しくはこれらの組み合わせによって、供給される。他のある送信機の設計では、直接上位変換アーキテクチャが使用され、パワーアンプは、変調されたＲＦ信号を直接受信する。一般に、ここで説明されるパワー制御技術は、変調されたＲＦ信号がどのように発生されるかにかかわらず、パワーアンプに対して使用できる。
【００１８】
特定の実行においては、モジュレータ１２０からパワーアンプ１３０への送信信号経路（おそらくフィルタ１１６を除く）は、一若しくはそれ以上の集積回路中で実行されるが、単体素子を使用することもできる。
【００１９】
ある種のアプリケーションに対して、パワーアンプは、広い範囲の信号レベルにわたり、出力信号を供給することを要求される。例えば、あるＣＤＭＡシステムに対して、遠隔ターミナルからの送信出力パワーは、８５ｄＢの範囲にわたり調節できることが要求され、遠隔ターミナルは、ほぼ−５０ｄＢｍから＋２３ｄＢｍの間で送信するよう設計されることができる。
【００２０】
送信信号経路における回路は、典型的には、信号を増幅若しくは減衰させるように動作し、その結果、適切な信号レベルがパワーアンプに供給される。パワーアンプは、固定利得であるが、可変駆動能力で、設計されることができる。固定利得は、複数の（直列接続した）ステージにより与えられる。
【００２１】
送信信号経路における能動回路は、要求された直線性レベルを与えるために設計され動作される。多くの能動回路の直線性は、バイアス回路に使用された電流の量により、一部は決定される。大きな直線性は、典型的には、大量のバイアス電流を使用することにより達成できる。また、大きな信号レベルに対する要求された直線性レベルを維持するためにも、大量のバイアス電流が、典型的に要求される。
【００２２】
送信信号経路は、代表的には、ワーストケース（即ち、最大）の出力パワーレベルにおいて要求された性能（例えば、直線性）レベルを与えるために設計される。要求された性能レベルは、高バイアス電流で送信信号経路中の回路をバイアスすることにより達成される。しかしながら、ＣＤＭＡ遠隔ターミナル中の送信機のようなある送信機に関しては、最大送信状態は、わずかな時間しか生じない。それゆえ、本発明の観点にしたがって、パワーアンプのバイアス電流は、必要でない場合（即ち、最大出力パワーレベルより小さいレベルで送信する場合）、減少される。
【００２３】
図１に示されたように、バイアス制御回路１５０は、ＲＦ出力信号の一部を受信する。そして、利得制御回路１４０（図示されていない）から一若しくはそれ以上の利得制御信号を、さらに受信できる。バイアス制御回路１５０は、その後、検出された出力パワーレベルに基づいて、パワーアンプ１３０（及び、おそらく、ＩＦバッファ１１８、ミキサ１２０、及びＲＦ  ＶＧＡ１２２）のバイアス電流を調節する。送信信号経路中の素子に対するバイアス制御は、典型的には、一体で行われない。利得制御回路１４０は、プロセッサ１１０及び／若しくは検出されたＲＦ出力パワーからの制御信号に基づいて、ＶＧＡ１１４と１２２及びおそらくパワーアンプ１３０（点線で示されたように）の利得を調節できる。パワーアンプに対するバイアス電流の調節は、以下に詳細に説明される。
【００２４】
図２は、ＣＤＭＡ拡散スペクトル信号及び送信信号経路中の能動回路における非直線性により生成されたひずみ成分のある種の図である。パワーアンプのような、各能動デバイスは、以下の伝達関数を有する：
y(x)=a1・x+ a2・x２+ a3・x3+ a4・x4+ a5・x5+……高次項                式（１）
ここで、xは入力信号、y(x)は出力信号、及びa1, a2, a3, a4, a5, 等は能動回路の直線性を規定する係数である。式（１）で示されるヴォルテラ系列(Volterra series)は、高次の項が、クリッピングに起因する非直線性を表わすために必要であるという理由から、パワーアンプに対しては適切でない。理想的な能動回路に関して、a1以外の全ての係数は0.0であり、出力信号y(x)は、単純にxをa1の割合にしたものである。しかしながら、全ての能動回路は、ある量の非直線性を経験する。非直線性は、種々の係数a2, a3, a4, a5,等により定量化される。係数a2, a4,等は、偶数次の非直線性の量を規定し、係数a3, a5,等は、奇数次の非直線性の量を規定する。奇数次の項は、バンド中の周波数に存在し、それゆえ直線性を決定する。３次及び５次の項は、典型的には、関心のある周波数オフセットにおける隣接チャネルパワー排除（ＡＣＰＲ）に最も寄与する。偶数次の項は、バンドの外であり、もっと容易にフィルタして除去できる。しかしながら、３次が２次の項を含むため、偶数次の項は、バンド内に（例えば、２ω2-ω1）ある影響を有する。
【００２５】
図２に示したように、ＣＤＭＡ信号は、固有のバンド幅（例えば、１．２２８８ＭＨｚ）及び固有の中心周波数、ｆ１、を有する。中心周波数は、システムの動作バンド（例えば、セルラ若しくはＰＣＳ）に依存する。ひずみ成分は、送信信号経路中の回路における３次及びそれより高次の非直線性に起因してＣＤＭＡ信号自身から生成される。ひずみ成分（時々スペクトラルリグロース(spectral regrowth)と呼ばれる）は、ＣＤＭＡ信号の周波数バンド内に存在するバンド内成分、及び隣接する周波数バンド中に存在するバンド外成分を具備する。ひずみ成分は、ＣＤＭＡ信号に対する及び隣接するバンド中の信号に対する干渉として作用する。
【００２６】
３次の非直線性に関して、ωaとωbの周波数における信号成分は、（２ωa-ωb）及び  （２ωb-ωa）の周波数における中間変調生成物(intermodulation products)を生成する。それゆえ、バンド内信号成分は、バンド内及びバンド近くある中間変調生成物を生成できる。これらの生成物は、ＣＤＭＡ信号自身の及び隣接するバンド中にある信号の劣化を生じさせる。問題を複合化するために、３次の中間変調生成物の強度は、aa・ab2とaa２・abによって縮小される。ここで、aaとabは、それぞれωaとωbにおける信号成分の利得である。このようにして、ＣＤＭＡ信号の強度が２倍になる毎に、３次の生成物の強度が８倍に増加する。より高次の項は、同様な方法で解析できる。
【００２７】
ＣＤＭＡシステムに関して、遠隔ターミナル送信機の直線性は、隣接チャネルパワー排除（ＡＣＰＲ）仕様（例えば、ＩＳ−９５−Ａ，ＩＳ−９８，及びＵＭＴＳ（Ｗ−ＣＤＭＡ）標準中の）により規定されている。ＡＣＰＲ仕様は、一般に、パワーアンプを含む送信信号経路全体に適用する。設計フェーズの期間、ＡＣＰＲ仕様は、典型的には、送信信号経路の異なる部分に“割り当てられる”。そして、各部分は、割り当てられた仕様を満足するように設計される。例えば、プロセッサ１１０からパワーアンプ１３０までの、ただし、パワーアンプ１３０を除く、送信信号経路の部分は、ＣＤＭＡ中心周波数から８８５ＫＨｚのオフセットにおいて３０ＫＨｚバンド幅につき−４２ｄＢｃのひずみ成分、及び１．９８ＭＨｚオフセットにおいて３０ＫＨｚバンド幅につき−５６ｄＢｃのひずみ成分を維持することが要求される。
【００２８】
上記したように、能動回路の直線性は、ある程度まで、回路に供給されるバイアス電流の量に依存する。そして、大きな直線性（即ち、a2, a3,等の小さな値）は、バイアス電流の大きな値で達成できる。また、バイアス電流自身が出力信号を生成するために使用されるため、より大きなバイアス電流は、一般により大きな信号レベルに対して要求される。しかしながら、必要以上の電流の消費は、移動体送信ユニットに対して非常に嫌われることである。
【００２９】
本発明の観点にしたがって、要求されるレベルの直線性を達成するため、及びパワー消費を最小化するために、能動回路（例えば、パワーアンプ）のバイアス電流は、パワーアンプから検出された出力パワーレベルに基づいて調節される。
【００３０】
図３は、本発明の一実施例にしたがって、検出したＲＦ出力パワーレベルに基づいて調節されたバイアス電流を有するパワーアンプ３３０の図である。パワーアンプ３３０は、図１のパワーアンプ１３０に使用でき、そして、カスケードに接続された３３２ａから３３２ｎまでの多くの（Ｎ）ステージを含む。ここで、Ｎは、一若しくはそれ以上の整数である。各ステージ３３２は、パワーアンプＲＦ入力信号（ＲＦ＿ＩＮ）若しくは以前のステージからの出力信号のいずれかを受信する。その後、各ステージは、受信信号を増幅し、次のステージに信号を供給する、若しくはＲＦ出力信号（ＲＦ＿ＯＵＴ）のいずれかを供給する。
【００３１】
ＲＦカプラー３４０は、パワーアンプ３３０の出力に動作上結合し、ＲＦ出力信号の一部を制御ユニット３５０に供給する。結合されるべきＲＦパワーの量は、例えば、ＲＦ出力信号の−２０ｄＢ，−３０ｄＢ、若しくは他の割合とすることができる。
【００３２】
制御ユニット３５０は、結合されたＲＦ出力パワーをカプラー３４０から受信し、パワーアンプ３３０のバイアスを調節するために使用される一若しくはそれ以上のバイアス制御信号を供給する。図３に示された実施例では、制御ユニット３５０は、バイアス制御回路３６０に接続されたＲＦパワー検出器３５２を含む。ＲＦパワー検出器３５２は、結合したＲＦ信号、ＶＲＦ、を受信し、結合されたＲＦ信号の検出ピークＲＦ電圧を表示する検出信号、ＶＤＥＴ、を供給する。ＲＦパワー検出器３５２は、ＲＦ信号のエンベロープ(envelope)を検出するように設計されることができ、そして、検出された信号は、ＲＦ信号のパワーレベル（例えば、ＶＤＥＴ∝ＶＲＦ∝ＰＯＵＴ、ここで、ＰＯＵＴはＲＦ出力パワーである）に関係する振幅を有することができる。代わりの実施例では、真のＲＭＳパワー検出器は、ＲＭＳワット中のＲＦ出力パワー（即ち、ＶＤＥＴ∝ＲＦ Ｐｏｗｅｒ）に比例する検出された信号を供給するために使用されることができる。
【００３３】
バイアス制御回路３６０は、一若しくはそれ以上の調整された信号を供給するために検出された信号を受信し、調整する（例えば、フィルタする、増幅する、及びバッファする）。調整された信号に基づき、バイアス制御回路３６０は、パワーアンプ３３０に対して一若しくはそれ以上のバイアス制御信号を供給する。パワーアンプ３３０の個々の設計に依存して、一若しくはそれ以上のバイアス制御信号は、パワーアンプの一若しくはそれ以上のステージのバイアス電流若しくはバイアス電圧を制御／調節するために使用することができる。
【００３４】
バイアス制御信号は、種々のバイアス調節スキームに基づいて生成される。一般に、パワーアンプ３３０の一若しくはいくつか、若しくは全Ｎステージのバイアスは、所望の結果を達成するために調節できる。各ステージに対するバイアス電流の量は、ステージの個々の設計、ステージ出力パワーレベル（これは、検出されたＲＦ出力パワーレベルから推測することができる）、達成すべき性能、及びおそらく他の要素に依存することができる。検出されたＲＦ出力パワーレベルに基づいてパワーアンプステージのバイアスを調節することにより、要求された直線性のレベルは、達成され、一方、待機電流は、減少される若しくは最小化される。典型的には低出力で送信する送信機に対する低ＲＦ出力パワーレベルを供給することを、パワーアンプが要求されている場合に、バイアス調節は、特に有利である。
【００３５】
図４（ａ）は、図３のそれぞれＲＦパワー検出器３５２及びバイアス制御回路３６０の一インプリメンテーション(implementation)である、ＲＦパワー検出器３５２ａ及びバイアス制御回路３６０ａの一実施例の図である。ＲＦパワー検出器３５２ａは、ＲＦ信号におけるピーク信号振幅を検出するピーク検出器として設計されることができる。このようにして、ＲＦパワー検出器３５２ａ中では、結合されたＲＦ信号は、ピーク検出器４１２に供給される。ピーク検出器４１２は、受信信号におけるピークＲＦ電圧を検出し、検出した信号、ＶＤＥＴ、を供給する。
【００３６】
ピーク検出器４１２から検出された信号、ＶＤＥＴ、は、ロガリズミック（ログ）アンプ４1４に供給される。ログアンプ４１４は、対数伝達関数に基づいてフィルタされた信号を増幅し、検出された信号、ＶＤＥＴ、の対数である強度（例えば、電圧）を有する調整された信号、ＶＣＯＮ、を供給する。ＶＤＥＴ∝ＶＲＦ，ＶＲＦ２∝ＰＯＵＴ(linear)，及びＶＤＥＴ２∝ＰＯＵＴ(linear)であるから、２ｌｏｇＶＤＥＴ∝ｌｏｇＰＯＵＴ、及び２ｌｏｇＶＤＥＴ∝ＰＯＵＴ（ｄＢｍ）である。ログアンプ４１４の関数は、ＲＦ出力パワー（即ち、ＶＣＯＮ∝ＰＯＵＴ（ｄＢｍ））の関数である、調整された信号、ＶＣＯＮ、を供給するためである。しかしながら、ログアンプ４１４は、温度に関してその関数中にエラーを導入し、内部で補償される。
【００３７】
ログアンプ４１４からの調整された信号は、その後、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）４１６に供給される。ＬＰＦ４１６は、検出された信号のＲＦエンベロープをフィルタし、フィルタされた信号を供給する。ある送信され変調された信号は、時間変化するエンベロープ若しくはＡＭ変調された成分を示す。例えば、ＣＤＭＡシステムは、代表的には、ベースバンドデータに適用された有限インパルス応答(finite impulse response)（ＦＩＲ）フィルタに対応するほぼ１ＭＨｚのＲＦエンベロープを含む。このエンベロープ及び他の高周波数ノイズ及びスプリアス信号は、ローパスフィルタ４１６でフィルタできる。ローパスフィルタ４１６は、例えば、１０ｋＨｚから１００ｋＨｚのバンド幅で単純な（例えば、１次の）ＲＣフィルタとして実行されることができる。
【００３８】
ローパスフィルタ４１６からのフィルタされた信号は、その後、バイアス制御発生器３６０ａに供給される。バイアス制御発生器３６０ａは、調節可能なバイアスを有する各パワーアンプステージに対して、バイアス制御信号、ＶＢＩＡＳ、を生成する。パワーアンプステージの特定の設計に依存して、バイアス制御信号、ＶＢＩＡＳ、は、電圧若しくは電流とすることができる。各調節可能なパワーアンプステージのバイアス電流（若しくは電圧、特定の設計に依存する）は、その後、付随するバイアス制御信号に基づいて調節される。
【００３９】
バイアス制御発生器３６０ａの機能は、ログアンプ４１４の出力を所望のバイアス電圧若しくは電流に変換することである。所望のバイアス電圧若しくは電流は、ＲＦ出力パワー及び温度の関数として、パワーアンプを補償するために設計される。このようにして、バイアス電流、ＩＢＩＡＳ、と検出された信号、ＶＤＥＴ、との間の全体の所望の（直線的な）伝達特性が、達成される。ログアンプ４１４の出力は、システム中のどこかで使用できるので、パワーアンプの伝達関数は、バイアス制御発生器３６０ａにより適用される。
【００４０】
図４（ｂ）は、バイアス制御回路３６０ｂの他の一実施例の図である。バイアス制御回路３６０ｂは、図３のバイアス制御回路３６０にも使用できるデジタルインプリメンテーションである。回路３６０ｂ中で、ＲＦパワー検出器３５２からの検出された信号、ＶＤＥＴ、は、ローパスフィルタ４１８に供給される。ローパスフィルタ４１８は、検出された信号のＲＦエンベロープをフィルタし、フィルタされた信号を供給する。アナログ−デジタル変換器（ＡＤＣ）４２４は、その後、フィルタされた信号を受信し、デジタル化し、そしてプロセッサ４２６にサンプルを供給する。
【００４１】
プロセッサ４２６は、バイアス制御アルゴリズムを実行し、所望の結果が達成されるように、パワーアンプステージに対する適切なバイアスを決定する。検出されたＲＦパワーレベル及びバイアス制御アルゴリズムに基づいて、プロセッサ４２６は、一若しくはそれ以上のパワーアンプステージに対して一若しくはそれ以上のデジタル制御を供給する。デジタル制御は、それぞれのデジタル−アナログ変換器（ＤＡＣ）４２８に供給される。デジタル−アナログ変換器４２８は、デジタル制御を一若しくはそれ以上のパワーアンプステージに関して対応するアナログバイアス制御信号、ＶＢＩＡＳ、に変換する。ＡＤＣ４２４、プロセッサ４２６、及びＤＡＣ４２８は、デジタル調整ユニット４２０を形成する。デジタル調整ユニット４２０は、パワーアンプバイアス調節に関する所望の全体の特性を供給する。
【００４２】
プロセッサ４２６を使用するバイアス制御回路３６０ｂのデジタルインプリメンテーションは、これから調節されるべき各パワーアンプステージ関する所望の伝達特性の柔軟かつ正確なインプリメンテーションを可能にする。パワーアンプステージに対するバイアスと検出された信号、ＶＤＥＴ（若しくはＲＦ出力パワーレベル）、との間の所望の総合伝達関数は、（例えば、経験的な観測を通して、若しくはコンピュータシミュレーションを通して）得られる。バイアス調節ループ中の各回路の伝達関数も、特徴付けられる。プロセッサ４２６は、その後、個々の伝達特性を実行するために設計される。その伝達特性は、バイアス調節ループ中の他の回路の伝達特性と組み合わせられて、所望の総合伝達特性を与える。プロセッサ４２６は、例えば、ルックアップテーブル(look-up table)若しくは他のある種の関数を使用して各々の調節可能なパワーアンプステージに対して伝達関数を実行できる。
【００４３】
図４（ａ）及び（ｂ）は、バイアス制御回路３６０の２つの実施例である。アナログ及び／若しくはデジタル回路を使用する他の設計も使用でき、本発明の範囲内である。バイアス制御回路３６０ａ及びパワーアンプステージいくつかの素子の設計例が、以下に説明される。
【００４４】
図５（ａ）は、アンプ３３２ｘの特定の設計の模式図である。アンプ３３２ｘは、図３のステージ３３２ａから３３２ｎのいずれにも使用できる。アンプ３３２ｘの中で、ステージに対するＲＦ入力、ＲＦ＿ＳＩＮ、は、ＡＣカップリングキャパシタ５１０の一端に供給される。キャパシタ５１０の他端は、キャパシタ５１２の一端及びインダクタ５１４の一端に接続する。キャパシタ５１２の他端は、ＡＣグランドに接続し、インダクタ５１４の他端は、レジスタ５１６の一端及びトランジスタ５２０のベースに接続する。
【００４５】
ある実施例では、トランジスタ５２０は、ＲＦトランジスタ（例えば、ジーメンスのＢＦＰ４２０、これはこの分野では普通に使用されている）である。トランジスタ５２０のエミッタは、ＡＣグランドに接続され、コレクタは、インダクタ５２２と５２４の一端に接続する。インダクタ５２２の他端は、正電源、ＶＣＣ、に接続し、インダクタ５２４の他端は、キャパシタ５２６と５２８の一端に接続する。キャパシタ５２６の他端は、ＡＣグランドに接続し、キャパシタ５２８の他端は、ステージに対するＲＦ出力、ＲＦ＿ＳＯＵＴ、を含む。バイパスキャパシタ５３０は、ＶＣＣとＡＣグランドとの間を接続する。
【００４６】
アンプ３３２ｘの中で、キャパシタ５１０と５２８は、それぞれ、ＲＦ入力及びＲＦ出力のＡＣカップリングを与える。キャパシタ５１２及びインダクタ５１４は、アンプ入力に対するインピーダンスマッチングを与え、これに対応して、キャパシタ５２６及びインダクタ５２４は、アンプ出力に対するインピーダンスマッチングを与える。インダクタ５２２は、トランジスタ５２０のバイアス電流に対するＤＣ経路を与える。
【００４７】
バイアス制御電圧、ＶＢＩＡＳ、抵抗５１６に供給され、トランジスタ５２０に対するＤＣバイアス電流、ＩＢＩＡＳ、を設定するために使用される。バイアス制御電圧、ＶＢＩＡＳ、が増加するならば、より大きな電流がトランジスタ５２０のベースに供給され、コレクタ電流が対応して増加する。トランジスタ５２０に対するバイアス電流の量は、アンプ３３２ｘの性能（例えば、直線性）を決定し、そして一般に、より大きなバイアス電流が、より大きなＲＦ出力パワーレベルに対して要求される。
【００４８】
アンプ３２２ｘは、図３のパワーアンプステージ３３２に対して使用できる、多くの設計の一つである。他の設計は、少ない数若しくは多い数の受動素子及び能動素子を含むことができる。さらに、種々タイプの能動素子（例えば、バイポーラトランジスタ（ＢＪＴ）、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）、等、若しくはこれらの組み合わせ）を使用するアンプ設計も、使用できる。例えば、アンプ３３２ｘに対してアナログ的な回路は、ＦＥＴを使用して設計できる。そして、このアナログ回路は、ここで説明したバイアス制御技術を使用すると同じ利点を与えることができる。アンプ３３２ｘは、アンプ設計の一例であり、それによりバイアス電流は、外部で生成されたバイアス制御信号により調節される。
【００４９】
図５（ｂ）は、図５（ａ）のアンプ３３２ｘに対するバイアス電圧発生器５５０の特定の設計の模式図である。バイアス電圧発生器５５０は、図４（ａ）及び４（ｂ）のバイアス制御発生器４１６の一部であり、そして、アンプ３３２ｘに対するバイアス電流を設定するために使用するバイアス制御電圧、ＶＢＩＡＳ、を発生する。他の設計は、バイアス制御電圧を発生させるために使用でき、本発明の範囲内である。
【００５０】
バイアス電圧発生器５５０中で、電流源５５４は、トランジスタ５５６のコレクタ、トランジスタ５６０のベース、及びキャパシタ５５２の一端に接続する。トランジスタ５５６のベースは、抵抗５５８の一端に接続する。トランジスタ５６０のエミッタは、抵抗５５８の他端及びキャパシタ５６２の一端に接続し、そして、バイアス制御電圧、ＶＢＩＡＳ、を供給する。キャパシタ５５２と５６２の他端及びトランジスタ５５６のエミッタは、ＡＣグランドに接続する。トランジスタ５６０のコレクタ及び電流源５５４は、電源、ＶＣＣ、に接続する。
【００５１】
トランジスタ５５６は、アンプ３３２ｘのトランジスタ５２０に相応させられるが、面積で調整される。抵抗５５８も、抵抗５１６に相応させられ、トランジスタ５２０の大きさのトランジスタ５５６の大きさに対する割合で調整される。このようにして、トランジスタ５２０と５５６は、効率的に電流ミラーを形成する。そして、トランジスタ５２０を通るバイアス電流は、トランジスタ５５６を通る電流に関係する。特に、アンプ３３２ｘのバイアス電流、ＩＢＩＡＳ、は、電流源５５４の電流、ＩＣＴＲＬ、に以下のように関係する：
ＩＢＩＡＳ＝Ｋ・      ＩＣＴＲＬ            式（２）
ここで、Ｋは、（１）トランジスタ５５６の面積に対するトランジスタ５２０の面積の割合、（２）熱的及び抵抗接触の詳細に関係する因子、及び他の因子である。１次近似として、Ｋは、一定と見なされる。電流、ＩＣＴＲＬ、は、性能と電力消費の良い組み合わせを達成するためにパワーアンプＲＦ出力パワーの関数として調節される。電流、ＩＣＴＲＬ、は、温度及び電源変動に対して所望のアンプバイアス電流を供給するために補償されることができる。
【００５２】
バイアス電圧発生器５５０中で、キャパシタ５６２は、ＲＦデカップリングを与え、キャパシタ５５２は、バイアス電圧発生器の安定性を制御する。トランジスタ５６０（これは、バイポーラ電流ミラーにおいて“ベータヘルパー(beta helper)”として従来から知られている）は、バイアス電圧発生器の（電流）駆動能力を改善する。トランジスタ５６０は、バイアス制御電圧、ＶＢＩＡＳ、のための信号駆動力を与える。
【００５３】
単純化のために図５（ｂ）には示してないが、バイアス制御発生器４１６は、ログアンプ４１４からの調整された信号、ＶＣＯＮ、に基づいて電流、ＩＣＴＲＬ、を発生する若しくは調節する回路を含む。この回路は、この分野で知られている方法により設計することができ、それゆえ、ここでは説明しない。
【００５４】
図５（ａ）及び５（ｂ）は、アンプステージ及び付随するバイアス電圧発生器の特定の設計を示す。バイアス電圧発生器は、ここで説明されるバイアス調節に使用できる。このアンプ設計は、図面を使用して説明される。そして、他の多くのアンプ設計も、ここで説明したバイアス調節技術とともに使用できる。
【００５５】
図６（ａ）は、アンプステージの利得対特定のバイアスセッティングに関するＲＦ出力パワーレベルを示す図である。プロット６１０は、図５（ａ）に示したアンプ３３２ｘに対して発生されたものである。このプロット６１０に関して、アンプのバイアス電流は、固有のレベルに維持され、そして、ＲＦ出力パワーレベルは、ＲＦ入力パワーレベルが、固有の範囲を変化して横切るように観測される。アンプの利得、ＧＴ、は、その後、観測されたＲＦ入力及び出力パワーレベルに基づいて計算され、ＲＦ出力パワーレベル、ＰＯＵＴ、に対してプロットされる。
【００５６】
プロット６１０により示されるように、個々のバイアス電流セッティング、ＩＢＩＡＳｘ、に対して、アンプ利得は、ＲＦ出力パワーレベル、ＰＯＵＴ、が第１の値、ＰＯＵＴ１（例えば、＋１０ｄＢｍ）まで増加したとしても、ほぼ一定である。その後、アンプ利得は、増大し、ＲＦ出力パワーレベルは、ＲＦ入力パワーレベルより早く増加する。その結果、より大きなアンプ利得及びプロット６１０のピークとなる。ＲＦ出力パワーレベルがさらに増加するにつれ、アンプは、ついに収縮し、ＲＦ出力パワーレベルは、第２の値、ＰＯＵＴ２（例えば、＋３２ｄＢｍ）、に漸近的に到達する。アンプ利得は、ＲＦ出力パワーレベルが漸近値、ＰＯＵＴ２、に近づくにつれ急激に落ち込む。
【００５７】
ＣＤＭＡシステムに関して、（例えば、ＰＯＵＴ１より十分低い）非常に低いパワーからパワーアンプが性能（直線性）を維持できる最大レベルまで変化するＰＯＵＴの広い範囲にわたり、パワーアンプが動作することが必要である。最適なバイアスセッティングは、この範囲の全パワーレベルに対して選択されることができる。そのようなバイアスセッティングの一つが、図６（ｂ）に示されている。
【００５８】
図６（ａ）は、一つのバイアス電流セッティングに対して発生したプロットを示す。同様なプロットは、一連のバイアス電流セッティングに対して発生される。これらのプロットは、その後、種々のＲＦ出力パワーレベルに対して使用されるであろうバイアス電流の量を認識するために使用できる。
【００５９】
アンプの性能対バイアス電流の特性を示す他のタイプのプロットも、発生できる。例えば、１つのプロットが、ＩＩＰ３対バイアス電流に関して得ることができ、この分野ではよく知られている。
【００６０】
図６（ｂ）は、アンプステージのバイアス電流対所望の性能レベルに関するＲＦ出力パワーレベルを示す図である。プロット６２０は、図６（ａ）について上記したように生成された一連のプロット、若しくは、アンプの性能の特性を示すために使用された他のプロットから生成された一連のプロットに基づいて生成されることができる。各バイアス電流セッティングに対して、所望の性能に対してアンプによって供給されることができる最大のＲＦ出力パワーが、決定される。バイアス電流セッティング及びそれに対応するＲＦ出力パワーレベルは、その後、プロット６２０を発生するために使用される。
【００６１】
ある実施例ではそして図６（ｂ）に示されたように、バイアス電流は、ＩＭＩＮとＩＭＡＸとの間の範囲に制限される。ある実施例では、たとえ、ＲＦ出力が小さな値に減少するか、あるいはゲートを閉じる場合であっても、アンプのバイアス電流は、アンプの適正な動作を確認するために、最小値のＩＭＩＮで若しくはそれ以上の値に維持される。これに対応して、アンプのバイアス電流は、過剰電流使用に対するセーフガードとして最大値のＩＭＡＸで若しくはそれ以下の値で維持される。
【００６２】
プロット６２０は、単一のアンプステージに対して生成される。同様なプロットは、調節可能なバイアス電流を有する各々のアンプステージに対して生成できる。これらのプロットは、その後、対応するアンプステージに対する適正なバイアス電流を供給するために使用できる。その結果、電力消費を最小にしつつ、所望の性能が得られる。
【００６３】
パワーアンプステージのバイアス電流は、種々のバイアス調節スキームに基づいて調節される。バイアス電流とＲＦ出力パワーレベルとの間の伝達関数は、代表的には、パワーアンプステージ、所望の性能レベル、及びおそらく他の因子の特定の設計に依存する。あるスキームでは、パワーアンプＲＦ出力パワーレベルが検出される。各アンプステージに対する利得は、その後、（例えば、ステージの以前の評価に基づいて）決定できる。ステージを通して後方へ作用すると、前のステージ（ｎ−１）に対するＲＦ出力パワーレベルは、現在のステージ（ｎ）からのＲＦ出力パワーレベル及び現在のステージの利得に基づいて決定できる。各ステージに対して、そのステージに対するバイアス電流は、そのステージに対して決定されたＲＦ出力パワーレベル及びそのステージに対して生成されたプロット６２０に基づいて決定できる。
【００６４】
パワーアンプステージに対するバイアス電流を生成するための他のスキームも、実行することができ、本発明の範囲内である。
【００６５】
ＲＦ出力パワー、ＰＯＵＴ、は、種々の技術を使用してサンプルされることができ、これらのサンプリング技術は、本発明の範囲内である。このような技術は、抵抗カップリング、カプラーライン(coupler line)、及びその他を含むことができる。ＲＦ出力パワーをサンプルするための回路の設計例は、以下に説明される。
【００６６】
図７は、パワー検出器４１２ｘの一実施例の模式図である。パワー検出器４１２ｘは、ＲＦ出力信号のパワーレベルを検出するために使用されることができる。パワー検出器４１２ｘは、図３のピーク検出器４１２のある特定のインプリメンテーションである。パワー検出器４１２ｘは、ＲＦ入力、ＲＦ＿ＤＥＴ＿ＩＮ、及び参照電圧、ＲＦ＿ＲＥＦ、を受信し、そして、差分検出器出力信号、ＶＤＥＴＰとＶＤＥＴＮ、を供給する。検出器ＲＦ入力は、パワーアンプＲＦ出力信号の一部分であり、そして、カプラー３４０により供給される。
【００６７】
パワー検出器４１２ｘ中で、検出器ＲＦ入力は、キャパシタ７０８の一端に供給され、そして、キャパシタの他端は、トランジスタ７１０ａのベースに接続する。トランジスタ７１０ａと７１０ｂのベースは、検出器ＲＦ入力及び基準電圧をそれぞれ受信し、そしてさらに、それぞれ抵抗７１４ａと７１４ｂの一端に接続する。トランジスタ７１０ａと７１０ｂのエミッタは、それぞれ、電流源７１２ａと７１２ｂに接続し、差分検出器出力信号、ＶＤＥＴＰとＶＤＥＴＮ、を構成する。トランジスタ７１０ａと７１０ｂのコレクタは、電源、ＶＣＣ、に接続する。抵抗７１４ａと７１４ｂの他端は、統合され電流源７１６、ダイオード７１８のアノード、及びキャパシタ７２２の一端に接続する。ダイオード７１８のカソードは、抵抗７２０の一端に接続する。抵抗７２０及びキャパシタ７２２の他端は、ＡＣグランドに接続する。キャパシタ７２４は、検出器出力、ＶＤＥＴＰ、及びＡＣグランドに接続する。
【００６８】
キャパシタ７０８は、検出器ＲＦ入力のＡＣカップリングを与え、そして、検出器ＲＦ入力の整流は、トランジスタ７１０ａにより行われる。電流源７１６は、ノード７３０においてほぼ一定電圧を供給する。各々の電流源７１２ａと７１２ｂにおける電流は、電流源７１６における電流（即ち、Ｉ２∝Ｉ１）と関係する。検出器ＲＦ入力電圧が増加するならば、トランジスタ７１０ａのベース−エミッタ電圧、ＶＢＥ、は、増加し、そして、より大きな電流がトランジスタ７１０ａを通して流れる。電流源７１２ａは、ほぼ一定電流、Ｉ２、を供給するので、過剰な電流がキャパシタ７２４を充電し、出力電圧、ＶＤＥＴＰ、を増加する。逆に、ＲＦ入力電圧が減少する場合、トランジスタ７１０ａを流れる電流は減少し、そして、キャパシタ７２４は、放電する。その結果、トランジスタ７１０ａからのエミッタ電流及びキャパシタ７２４からの放電電流の合計は、電流源７１２ａにより必要とされる一定電流を満足する。トランジスタ７１０ｂ及び電流源７１２ｂは、動作している場所に関係する非信号を追跡する、そして、出力電圧、ＶＤＥＴＮ、を生成する。この電圧ＶＤＥＴＮが、ＶＤＥＴＰから差し引かれた場合、（温度及びＩＣプロセスに関係するであろう）バイアス点オフセットは除去される。
【００６９】
図７は、ＲＦ信号のパワーを決定するために使用されることができる、パワー検出器のある特定の設計を示す。数多くの他の設計も使用でき、本発明の範囲内である。
【００７０】
図８は、ログアンプ４１４ｘの一実施例の模式図である。これは、図４（ａ）のログアンプ４１４のある特定のインプリメンテーションである。ログアンプ４１４ｘは、差分パワー検出器出力、ＶＤＥＴＰとＶＤＥＴＮ、を受信し、そして、調整された信号、ＶＣＯＮ、を供給する。
【００７１】
図８に示された実施例では、ログアンプ４１４ｘは、抵抗８１２ａの一端、トランジスタ８１４のコレクタ、及びキャパシタ８１６ａの一端に接続する反転入力(inverting input)を有するアンプ８１０を含む。抵抗８１２ａの他端は、検出器出力、ＶＤＥＴＰ、を受け取る。アンプ８１０の反転されない入力は、抵抗８１２ｂの一端及びキャパシタ８１６ｂの一端に接続する。抵抗８１２ｂの他端は、検出器出力、ＶＤＥＴＮ、を受け取り、キャパシタ８１６ｂの他端は、ＡＣグランドに接続する。トランジスタ８１４のベースは、ＡＣグランドに接続し、要求されたバイアス電圧にバイアスされる。その結果、トランジスタ８１４は、全入力電圧（及び出力電圧）範囲にわたって導通（ＯＮ）する。アンプ８１０の出力は、トランジスタ８１４のエミッタ及びキャパシタ８１６ａの他端に接続し、そして、調整された出力、ＶＣＯＮ、を構成する。ログアンプ８１４ｘの動作は、この分野では知られており、ここでは説明しない。
【００７２】
単純化のために図８に示していないが、ログアンプ４１４ｘは温度補償を与えるように設計できる。式（２）に示したように、ＶＢＥとＩＤＥＴとの間の伝達関数は、温度に依存する項であるＶＴに依存する。温度補償は、トランジスタ８１４のベース、アンプ８１０の出力、若しくは両方に接続した温度補償回路により達成されることができる。そのような温度補償回路の設計は、この分野では知られており、ここでは説明しない。
【００７３】
上記で注意したように、ログアンプ４１４ｘは、ピーク検出器の出力をｄＢｍ中のＰＯＵＴに比例するように変換するために使用される。ログアンプの他の設計も使用でき、本発明の範囲内である。さらに、ある種の他のパワーアンプ及び／若しくは制御回路の設計に関して、（対数伝達関数の代わりに）伝達特性の他の補償が、実行できる。
【００７４】
図４（ｂ）に示されたデジタル設計に関して、補償伝達関数は、プロセッサ４２６により（例えば、ルックアップテーブルを使用して）デジタル的に実行できる。これは、いかなる形を有する補償伝達関数のインプリメンテーションを可能にする。さらに、異なる補償伝達関数は、（全てのステージに対して１つのログアンプを使用する代わりに）各バイアス調節可能なパワーアンプステージに対して実行できる。このようにして、デジタル設計は、ステージについてのより正確な調節を提供できる。
【００７５】
ここで説明されたバイアス制御技術は、所望の性能を達成しつつ、電力消費を最小にするパワーアンプバイアスの効率的かつ正確な調節を提供する。バイアス制御技術は、パワーアンプのバイアス電流をＲＦ出力パワーレベルの関数として自動的に調節する。この調節は、フィードバックループに基づいて継続的に実行される（そして、ある種の従来のバイアス制御スキームで行われたように、利得セッティングの変化に基づいて不定期に調節されるものではない）。さらに、この調節は、検出されたＲＦ出力パワーレベルに基づく（そして、利得セッティングのような、パワーレベルの間接的なある種の指標に基づかない）。ここで説明した技術は、このようにして、改善されたＲＦ性能及び低減した電流消費を提供する。
【００７６】
第２に、ここで説明した技術は、連続的な、バイアス電流のアナログ的制御／調節を提供する。これは、バイアス電流が調節されたように、ＲＦ出力における位相不連続性の量を大幅に減少する若しくはおそらく削除できる。これに対して、バイアス電流が、別々のステップで調節される場合、（代表的には大きな）別々のステップでバイアス電流を調節する従来スキームは、位相不連続性（及びより大きな強さ）を発生させやすい。この位相不連続性は、特に、より新しい世代の通信システムによりサポートされた高データレートにおいて、システムの性能を劣化させる。
【００７７】
図３で、パワーアンプ３３０及び制御ユニット３５０は、２つのユニットとして示されている。これらのユニットは、単一の集積回路（ＩＣ）中で、別々のＩＣｓ中で、若しくは他の回路と統合されて実行できる。例えば、パワーアンプ３３０は、ＲＦ  ＩＣ中に統合できる。ＲＦ  ＩＣは、制御ユニット３５０（例えば、パワー検出器３５２、バイアス制御発生器３６０ａ、及びおそらく他の回路）の全て若しくは一部を含むことができる。制御ユニット３５０の特定の実施に依存して、ある種の素子（例えば、プロセッサ４２６）は、デジタルユニット（例えば、プロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途集積回路（ＡＳＩＣ）、コントローラ、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ），プログラマブルロジックデバイス、等）中で実行できる。
【００７８】
開示された実施例のこれまでの説明は、この分野に知識のあるいかなるものが、本発明を製作できる若しくは使用できるようにする。これらの実施例の種々の変形は、この分野に知識のある者にとって、容易に実現できるであろう。そして、ここで規定した一般的な原理は、本発明の精神及び範囲から逸脱しないで他の実施例にも適用できる。それゆえ、本発明は、ここに示された実施例に限定することを意図したのではなく、ここで開示した原理及び卓越した特性と整合する広い観点を容認するものである。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】図１は、本発明のいくつかの観点を実行する送信機の特定の設計のブロック図である。
【図２】図２は、ＣＤＭＡ拡散スペクトル信号、及び送信信号経路中の能動回路における非直線性により発生されたひずみ成分のある種の図である。
【図３】図３は、本発明の一実施例にしたがった、検出したＲＦ出力パワーレベルに基づいて調節されたバイアスを有するパワーアンプの図である。
【図４】図４（ａ），（ｂ）は、パワーアンプステージに関するバイアス制御信号を発生するためのバイアス制御回路の２つの実施例の図である。
【図５】図５（ａ），（ｂ）は、それぞれパワーアンプステージ及び付随するバイアス電圧発生器の特定の設計の模式図である。
【図６】図６（ａ），（ｂ）は、（１）アンプステージの利得対個々のバイアス電流セッティングに対するＲＦ出力パワーレベル、及び（２）アンプステージのバイアス電流対所望の性能レベルに対するＲＦ出力パワーレベル、をそれぞれ示す図である。
【図７】図７は、パワー検出器の一実施例の模式図である。
【図８】図８は、ログアンプの一実施例の模式図である。
【符号の説明】
【００８０】
１２０…ミキサ、
３３０…パワーアンプ、
３３２ｘ…アンプステージ、
３４０…ＲＦカプラー、
３５０…制御ユニット、
３５２…パワー検出器、
３６０ｂ…バイアス制御回路、
４２０…デジタル調整ユニット、
５５０…バイアス制御発生器、
４１２ｘ…ピーク検出器、
４１４ｘ…ログアンプ。
【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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【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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