(57)【要約】【課題】  電力増幅回路のバイアス調整用の半固定抵抗器等の回路部品を不要にし、また、変調方式や電波形式に応じて、できる限り無用の消費電力をなくし、更に、工場出荷時のバイアス調整等の作業も簡便に行うことを可能にする電力増幅回路及びそのバイアス調整方法を提供する。【解決手段】  電波形式、変調方式又は送信チャネル情報に対応してバイアス設定データを記憶したメモリ手段と、前記メモリ手段の出力データをアナログのバイアス信号に変換するＤ／Ａ変換手段と、制御用CPUを備え、電波形式、変調方式又は送信チャネル情報のいずれかが指定されたとき、前記メモリ手段から対応するバイアス設定データを読み出して前記Ｄ／Ａ変換手段を介してバイアス信号として所要部に供給する。【選択図】  図２
2007074039.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線送信機の電力増幅回路であって、電波形式、変調方式又は送信チャネル情報に対応してバイアス設定データを記憶したメモリ手段と、前記メモリ手段の出力データをアナログのバイアス信号に変換するＤ／Ａ変換手段と、当該送信機を動作させる際の電波形式又は変調方式または送信チャネル情報のいずれかが指定されたとき、前記メモリ手段から対応するバイアス設定データを読み出し前記Ｄ／Ａ変換手段を介してバイアス信号として所要部に供給する制御用ＣＰＵと、を備えたことを特徴とする電力増幅回路。
【請求項２】
請求項１において、更に、温度情報検出手段を備えると共に、前記バイアス設定データに温度補償情報を付加し、前記温度情報検出手段により得た温度情報に基づいて、温度補償を施したバイアス信号を所要部に供給することを特徴とする電力増幅回路。
【請求項３】
請求項１又は２において、更に、変調信号の入力の有無を検出する手段を備え、変調信号が入力されていない期間は、バイアス信号を無信号モードに切り替え、アイドリング電流を低減することを特徴とする電力増幅回路。
【請求項４】
無線送信機の電力増幅回路のバイアス制御方法において、電波形式、変調方式又は送信チャネル情報のいずれかが指定されたとき、それら電波形式、変調方式、送信チャネル情報に対応して予め記憶されたバイアス設定データを読み出す処理と、読み出したバイアス設定データをアナログのバイアス信号に変換する処理と、所要部にバイアス信号として供給する処理と、を含むことを特徴とする電力増幅回路のバイアス制御方法。
【請求項５】
請求項４記載の電力増幅回路のバイアス制御方法をコンピュータが制御可能にプログラミングしたことを特徴とする電力増幅回路のバイアス制御プログラム。
【請求項６】
請求項５記載の電力増幅回路のバイアス制御プログラムをコンピュータが読み取り可能な形式で記録したことを特徴とする記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電力増幅回路及びそのバイアス調整方法に関し、詳細には、複数の電波形式や変調方式に対応可能な送信機用電力増幅回路及びそのバイアス調整方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
高周波電力増幅回路、特に、送信機において音声信号やデータ信号で変調された高周波信号を電力増幅する回路においては、電力効率を考慮して変調方式や電波形式によって、Ａ級、Ｂ級、Ｃ級といった異なる動作方式（動作クラス）のなかから最適な方式が採用される。例えば、振幅変調方式（ＡＭ：Amplitude Modulation）では、変調信号波形の振幅値を情報として伝送するものであることから、変調した後の高周波信号の振幅波形を歪みなく増幅する必要があり、通常ＡＢ級増幅回路が使用され、あるいは、振幅波形のプラス側、マイナス側を別個にＢ級又はＡＢ級増幅して合成するＢ級プッシュプル、ＡＢ級プッシュプル回路が使用される。また、位相変調（ＰＭ：Phase Modulation）や周波数変調（Frequency Modulation）では、位相や周波数情報を伝達すればよく、振幅情報が欠落しても差し支えないので、電力効率のよいＣ級増幅回路が使用される。更に、パルス幅変調（ＰＷＭ）等のパルス変調方式においては、電力効率に優れた、Ｄ級、Ｅ級、Ｆ級、・・・・といったものも使用される。
また、電力増幅回路では、かなりの熱が発生するので、熱によって適正なバイアス電流や電圧範囲から逸脱しないように、温度補償回路が必要である。特にトランジスタやＦＥＴのような半導体では、温度によるバイアス電流／電圧が大きく変化するので、温度補償手段が不可欠である。温度補償回路は、例えば温度に依存して抵抗値が変化するサーミスタ等の感温素子を用いるものや、ダイオードの純方向バイアス電圧の温度依存性を利用するもの等が利用される。
【０００３】
図５は、従来の温度補償手段を備えた高周波電力増幅回路の一例を示す図である。この例に示す回路は、逆Ｌ型入力マッチング回路５１、エミッタ接地のパワートランジスタ５２、そのトランジスタ５２のベースｂに接続されたバイアス供給用チョークコイル５３、該チョークコイル５３の他方端とアース間に接続された高周波バイパス用コンデンサ５４、このコンデンサと並列に接続した温度補償用ダイオード５５、前記パワートランジスタ５２のコレクタｃと電源Ｅ（＋極）間に挿入された電源供給用チョークコイル５６、電源チョークコイル５６の他方端とアース間に接続した高周波バイパス用コンデンサ５７、出力側の出力マッチング回路５８、前記電源Ｅと前記バイアス供給用チョークコイル５３の他方端との間に挿入したスイッチＳＷと半固定抵抗器ＶＲとの直列回路から構成されている。
この回路は、スイッチＳＷと半固定抵抗器５３を介してパワートランジスタ５２のベースにバイアス電流を供給するが、周知のとおりベースからエミッタに流れるバイアス電流に応じて、コレクタからエミッタに大きな電流が流れる電流増幅が行われ、無信号のときの、このベース電流がバイアスを決めるものとなる。なお、この回路の温度補償はダイオード５５によって行われる。即ち、温度が上昇するとパワートランジスタ５２のベース・エミッタ間の順方向のバイアス電圧（常温で約０．７Ｖ）が小さくなって、これと直列に挿入した電流調整用の半固定抵抗器ＶＲの値が一定だとバイアス電流が増大し、それに伴って過大なコレクタ電流が流れる。そこで、同図に示すようにバイアス供給用チョークコイル５３の電源供給端とアース間に、温度補償用ダイオードを挿入しておけば、パワートランジスタのベース・エミッタ間のバイアス電圧と同じようにベースに供給する電位が変化するから、コレクタ電流が一定に保たれることになる。なお、前記スイッチＳＷは、バイアス電圧が必要なとき接状態にするが、このスイッチを開にしてバイアス電圧を供給せずにＣ級動作の増幅回路とし、Ａ級増幅回路もしくはＡＢ級増幅回路として動作させるときは、スイッチＳＷを接状態にして所要のバイアス電圧を供給するように使用することもできる。
【特許文献１】特開平８−３３０８５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上述した従来の電力増幅回路では、バイアス供給回路用の半固定抵抗器は、組み立て製造される送信機の電力増幅器個々のばらつきを吸収するためのもので、工場出荷前の動作調整や検査段階で精密に値を設定することによって、それぞれの製品のバイアス値を適切に設定するもので、品質を保つために不可欠のものである。これらの調整部品は、通常、電力増幅器回路基板上に配置されるが、高周波電力回路は不要な電波信号が漏洩しないように、あるいは、外部から雑音等が混入しないように厳重にシールド用の金属カバーが施されるのが一般的である。パワートランジスタ等の回路部品と同一基板に配置された場合、最終調整時には、送信機の筐体を分解した状態で、シールドカバーに設けた調整孔から非金属のドライバー等の調整治具を使用して調整を行うことになるが、高温度で、しかも、高電圧の回路を動作させた状態で、その近傍の部品を調整するのは、作業者の感電等の危険を伴う。更に、実際の使用状態とは異なる状態での調整は、組み立てたときに正しい値になるように正確に調整するには、相当の熟練と時間を要するのが現状であった。
このため、半固定抵抗器を増幅回路基板の外に配置し、送信機筐体の裏面等から調整可能にする場合もあるが、部品のレイアウトの制限や、厳重な高周波バイパス措置を施した多数の信号線の引き回しや、プリント基板間の接続のためのコネクタの追加等、組み立ての煩雑さの増加や、コスト上昇等の欠点を伴うものであった。
また一方、歪みなく増幅する必要がある振幅変調方式の場合は、電力増幅回路はＡ級もしくはＡＢ級とし、その必要のない周波数変調方式のときは、電力効率を優先させて、Ｃ級動作の電力増幅回路を使用することは、既に説明した通りであるが、このように動作クラスの異なる変調方式の信号を一つの電力増幅回路で増幅する場合、ＡＢ級バイアスとＣ級バイアスとを適宜切り替える必要があるが、従来、実用レベルでは、簡便に、これを達成するものは知られていなかった。例えば、増幅回路基板に、それぞれの変調方式に対応して多数の半固定抵抗器を配列し、増幅回路の動作クラスを変更する毎に、これらを切り替えることが考えられるが、既に説明したように実用性に欠けるものであった。
本発明は、このような従来の送信機用電力増幅回路の諸問題を解決するためになされたものであって、電力増幅回路のバイアス調整用の半固定抵抗器等の回路部品を不要にし、また、変調方式や電波形式に応じて、できる限り無用の消費電力をなくし、更に、工場出荷時のバイアス調整等の作業も簡便に行うことを可能にする電力増幅回路及びそのバイアス調整方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は目的を達成するために請求項１の電力増幅回路では、電波形式、変調方式又は送信チャネル情報に対応してバイアス設定データを記憶したメモリ手段と、前記メモリ手段の出力データをアナログのバイアス信号に変換するＤ／Ａ変換手段と、当該送信機を動作させる際の電波形式、変調方式又は送信チャネル情報のいずれかが指定されたとき、前記メモリ手段から対応するバイアス設定データを読み出して前記Ｄ／Ａ変換手段を介してバイアス信号として所要部に供給する制御用ＣＰＵと、を備えたことを特徴としている。
請求項２記載の発明では、請求項１の電力増幅回路において、更に、温度情報検出手段を備えると共に、前記バイアス設定データに温度補償情報を付加し、前記温度情報検出手段により得た温度情報に基づいて、温度補償を施したバイアス信号を所要部に供給することを特徴としている。
請求項３記載の発明では、請求項１又は２記載の電力増幅回路において、更に、変調信号の入力の有無を検出する手段を備え、変調信号が入力されていない期間は、バイアス信号を無信号モードに切り替え、アイドリング電流を低減することを特徴としている。
請求項４記載の電力増幅回路のバイアス制御方法では、無線送信機の電力増幅回路のバイアス制御方法において、電波形式、変調方式又は送信チャネル情報のいずれかが指定されたとき、それら電波形式、変調方式、送信チャネル情報に対応して予め記憶されたバイアス設定データを読み出す処理と、この読み出したバイアス設定データをアナログのバイアス信号に変換する処理と、所要部にバイアス信号として供給する処理と、を含むことを特徴としている。
請求項５記載の発明では、請求項４記載の電力増幅回路のバイアス制御方法をコンピュータが制御可能にプログラミングした電力増幅回路のバイアス制御プログラムであることを特徴としている。
請求項６記載の発明では、請求項５記載の電力増幅回路のバイアス制御プログラムをコンピュータが読み取り可能な形式で記録した記録媒体であることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の請求項１記載の無線送信機の電力増幅回路では、電波形式、変調方式又は送信チャネル毎に、夫々に必要な電力増幅回路のバイアス情報をメモリしておき、必要に応じ、その情報に基づいて電力増幅回路のバイスを設定するように構成したので、半固定抵抗器等のバイアス調整用部品を不要とすることができる。また、このような機能は、工場出荷する際の調整にも有用であり、調整用測定装置等によって、バイアス電流設定等の微調整をも含めて、前記メモリに記憶しておくことが可能である。
請求項２記載の発明では、請求項１において、温度情報検出手段を備え、前記バイアス信号設定データに温度補償情報を付加したので、請求項１記載の発明の効果に、更に温度補償効果を含めることができる。
請求項３記載の発明では、請求項１又は２において、変調信号の入力の有無を検出する手段を備え、変調信号が入力されていない期間は、バイアス信号を無信号モードに切り替えて、アイドリング電流を低減したので、消費電力を大幅に低減すると共に、発熱量も低減できるので、放熱機構の簡素化や装置全体の小型化を図る上で有用である。
請求項４記載の発明では、電波形式、変調方式又は送信チャネル情報のいずれかが指定されたとき、それら電波形式、変調方式、送信チャネル情報に対応して予め記憶されたバイアス設定データを読み出す処理と、この読み出したバイアス設定データをアナログのバイアス信号に変換する処理と、所要部にバイアス信号として供給する処理と、を含むようにした電力増幅回路のバイアス制御方法を提供するので、ＣＰＵ等の制御手段を用いたソフトウエア処理として、又は、種々の機能ブロックを利用して本発明を実現し、請求項１記載の発明と同様の効果を得ることができる。
請求項５記載の発明では、請求項４記載の電力増幅回路のバイアス制御方法をコンピュータが制御可能にプログラミングしたので、コンピュータが制御可能なＯＳに従ってプログラミングすることによって、同様のＯＳを備えたコンピュータであれば同じ処理方法により制御することができ、コンピュータにインストールすることによって、それぞれの発明と同様の効果を得ることができる。
請求項６記載の発明は、請求項５記載の電力増幅回路のバイアス制御プログラムをコンピュータが読み取り可能な形式で記録したので、この記録媒体を持ち運ぶことにより、何処でもプログラムを実行可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明を図示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載される構成要素、種類、組み合わせ、形状、その相対配置などは特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する主旨ではなく単なる説明例に過ぎない。
先ず、本発明の実施態様例を説明する前に、電力増幅回路の動作クラスとバイアスとの関係について簡単に説明する。図１は、一般的な増幅回路の動作クラスのバイアスの違いを説明するための信号波形と増幅回路の動作点を示す図である。同図（ａ）はＡ級（Ａクラス）で、入力信号の振幅の全体がトランジスタ等の増幅器の動作領域内に含まれるようにバイアス電流を流す。同図の縦軸はコレクタ電流ｉｃを示しており、中央部の波線Ｉｃが入力信号のゼロ点、即ち、入力信号がゼロの時に流れるコレクタ電流（Ｉｃ）のレベルを示している。この図からも明らかなように、入力信号がゼロレベルの時にも電流が流れ、電力が消費されている。理論的にＡ級増幅回路の電力効率は最良状態で５０％となる。図１（ｂ）はＢ級増幅回路を示すもので、入力信号のプラス側かマイナス側一方の半分の振幅信号についてのみコレクタ電流が流れるようにバイアス電流を設定する。入力信号がない期間は電流が流れないので電力効率は向上し、約７８．５％となる。同図１（ｃ）はＡＢ級と称されるもので、Ｂ級における信号レベルゼロ近傍のクロスオーバー歪みを軽減するためにＢ級よりは若干バイアス電流を流すように設定したもので、通常ＡＢ級プッシュプルとして使用される。同図１（ｄ）はＣ級増幅回路で、Ｂ級より更に、バイアス電流を少なくして、信号の波形の一部についてのみコレクタ電流が流れるように設定したものである。Ｃ級増幅回路は、直線性が失われ、高調波等の大きな歪み成分が発生するので、出力側に同調回路や共振回路を付加した同調増幅回路として使用される。
このように増幅回路の動作クラスを設定するのは、例えばトランジスタにおいてはベース電流・電圧、真空管においてはグリッド電圧、ＦＥＴではゲート電圧の値を設定することによって行う。
【０００８】
図２は、本発明に係る電力増幅回路の実施態様例を示す概要構成図である。
この例に示す回路は、前記図５に示したものに、本発明を適用したものである。同図において１は、逆Ｌ型入力マッチング回路であって、図示を省略した前段増幅回路の出力信号を、インピーダンスマッチングを図りながら、次段のエミッタ接地のパワートランジスタ２の、ベースｂに供給する。パワートランジスタ２のベースｂとアース間には、バイアス供給用チョークコイル３と高周波バイパス用コンデンサ４との直列回路が接続されると共に、両者の接続点には、後述するデジタル・アナログ変換回路（以下Ｄ／Ａという）の出力信号が供給されるようになっている。また、パワートランジスタ２のコレクタｃとアース間には、高周波阻止用の電源チョークコイル６と高周波バイパス用コンデンサ７との直列回路が接続されると共に、電流検出回路９を介して、電源Ｅから電力増幅用電力が供給され、前記パワートランジスタ２のコレクタ側に発生する増幅された高周波信号は、出力マッチング回路８を経て、図示を省略したアンテナ等に導かれる。
【０００９】
本実施例の特徴は、上述した電流検出回路９の検出信号がアナログ・デジタル変換回路（以下Ａ／Ｄという）に供給される他、前記電源Ｅの出力電圧が電圧検出回路１０により検出され、検出結果の信号が前記Ａ／Ｄに供給される。また、前記Ａ／Ｄには、当該電力増幅回路の放熱器の温度を検出する放熱器用温度検出回路１１と、周囲温度を検出する雰囲気用温度検出回路１２が接続されている。更に、当該Ａ／Ｄと、前記Ｄ／Ａとは共に、バイアス制御を行うＣＰＵに接続され、少なくともデータ、クロック信号、イネーブル信号等の授受が行われている。また、前記ＣＰＵにはメモリ１３が備えられており、このメモリ１３には、ＡＭ（振幅）変調、ＦＭ（周波数）変調、ＰＭ（位相）変調等の変調方式情報、あるいは、ＣＷ（Continuous Wave）、ＤＳＢ（Double Side Band）、ＳＳＢ（Single Side Band）等の電波形式、又は、それらに関連したチャネル情報、送信バンド情報等、バイアス制御に必要なデータやプログラム等が記憶されている。
この構成によれば、工場等の出荷調整の際、実際の動作状態において所望のバイアス電流値になるように、コンピュータを含む各種調整治具を使用して、上述したような各種データと共に、必要な微調整データを含めたバイアス設定データをメモリに記憶する。このとき温度試験の際に得た情報に基づいて、各温度において正しいバイアス電流を与えるために必要な補償後のバイアス設定データも含めたものにすれば、同時に温度補償も可能となる。従って、図２に示す例では、温度補償用ダイオードが省略されている。実際の量産時には、予め設計に基づいて大凡のデータが記録されており、出荷調整時に、若干の誤差を微調整する程度で済むことが多い。
【００１０】
このようにして、必要なバイアス設定データが前記メモリに記憶されると、実際に電力回路を使用する際は、送信機を起動するとき、又は、チャネルを設定したとき、あるいは必要に応じてバイアス調整指示をしたとき、前記温度検出回路１１、１２から出力されるアナログ信号がＡ／Ｄによってデジタル信号に変換後、ＣＰＵに取り込まれる。この際、前記電流検出回路９によって無信号時のコレクタ電流が検出されれば、実際のアイドリング電流（無信号時のコレクタ電流、バイアス電流は、無信号時のベース電流をいう）がわかるので、より正確にバイアス電流制御を行う上で有用である。また、電源Ｅの電圧情報が電圧検出回路１０によって検出されるので、この電圧値もＣＰＵに取り込む。これらの情報を元に、前記メモリからチャネル情報に関連して記憶してある変調方式、電波形式等に対応したバイアス設定データを読み出し、ＣＰＵによって種々の演算を行い、正しいバイアス電流制御信号がＤ／Ａに供給される。Ｄ／Ａでは、供給されたバイアス電流制御信号を、直流電流／電圧（電流／電圧は、電流又は電圧のいずれか一方、又は両者を示す）のアナログ信号に変換して、バイアス供給用チョークコイル３を介してパワートランジスタ２のベースに供給する。例えば、設定したチャネルが、ＦＭ送信機として起動させるものである場合は、Ｃ級電力増幅回路として起動するようにバイアス電流が演算設定され、ＡＭの場合は、ＡＢ級電力増幅回路となるようにバイアス電流が設定される。この制御は、電力増幅回路が実際に使用されている期間においても、定期的に、又は、送信機が起動していないスタンバイ状態や、受信中において実施することも可能であろう。例えば、送信機起動開始前と、しばらく送信したときとでは、放熱器の温度が異なるから、少なくとも温度監視とそれに伴うバイアス電流制御は、所要サイクルで監視し、バイアス電流／電圧を制御する必要がある。
【００１１】
なお、Ｄ／Ａは入力されたデジタル信号を、所定のアルゴリズム従って、アナログ信号に変換するものであるから、その辺を加味してＣＰＵからバイアス電流制御信号（デジタル信号）が出力され、Ｄ／Ａからは、必要な直流電圧／電流値としてパワートランジスタに供給される。
また、この例では、温度情報として、放熱器用温度検出回路１１、と（雰囲気温度検出回路１２とを備えたので、その両者から、電力増幅回路自体による発熱量を知ることができるので、その情報に基づいてバイアス電流制御を実施すれば、より正確な温度管理が可能となるが、いずれか一方の温度検出によってもバイアス電流制御は可能である。温度検出回路としては、例えば従来技術の例として示した特許文献２にも記載されているようなサーミスタと抵抗との回路網等を使用すれば良い。
なお、上記説明では、ＦＭ変調の場合とＡＭ変調の場合について、Ｃ級動作とＡ級動作に切り替えるようにバイアス電流／電圧制御を行う例を示したが、それ以外にも、色々の場面に本発明は適用可能である。例えば、搬送波（キャリア）信号の有無によって情報を伝達するＣＷ（Continuous Wave）は、振幅変調方式に類するものであるが、キャリアの有無が伝達されればよいので、ＦＭ変調と同じようにＣ級動作の電力増幅で良い。また、ＳＳＢでは従来からＡＢ級動作の電力増幅回路を使用するので、これらの変調方式や、電波形式に応じて、細かくバイアス制御を切り替えて、無用のアイドリング電流を極力消費しないバイアス設定を行うことが可能となる。逆にＳＳＢで歪みを減らす目的でＡ級動作とすることも可能である。
【００１２】
図３は、本発明の変形例を示すもので、前記図２と異なる点は、温度補償手段として、図５に示した従来のダイオード５を使用したものである。上述したように温度補償は、電力増幅回路の発熱にリアルタイムで即応する必要があるので、従来の温度補償手段を用いる方が、効率的な場合があり得る。この場合は、温度補償用ダイオード５の順方向バイアス電圧の温度依存性を利用し、その電圧が温度に依存して変化しても、所要の電流を流す必要性から、Ｄ／Ａの出力と温度補償用ダイオード５との間に電流バッファ回路１４を挿入した方がよいであろう。このように温度補償手段として、従来の方法を併用すれば、メモリ１３に記憶しておくデータ量も少なくなり、ＣＰＵの負担も軽減される。なお、前記図２に示したものと、図３に示す方法を併用して、工場出荷時の調整や、定期的な温度補補償でのバイアス調整には、前記図２に示す方法を使用し、電力増幅回路使用中の温度補償は、従来方法で行うことも可能である。
【００１３】
図４は、本発明のその他の変形例を示すもので、この例ではトランジスタの代わりに電界効果トランジスタ（FET Field Effect Transistor）４２を使用したもので、ＦＥＴは真空管と類似した特性を持っており、バイアス制御のためのゲート電圧制御にはほとんど電流消費を伴わないので、図３の電流バッファ回路１４は必ずしも必要ではない。また、ＦＥＴはパワートランジスタほど熱暴走による破損の虞が少ないので、保護的意味合いの強い温度補償回路は、トランジスタ回路程には必要ではないので、電力増幅回路の出力電力と使用するＦＥＴの最大損失電力能力に余裕がある場合は省略してもかまわない。
なお、図示は省略するが、上述したバイアス調整手順を所要のＯＳに基づいてコンピュータが制御可能にプログラミングすれば、同一のＯＳを搭載するコンピュータ（ＣＰＵ）を用いることによって、如何なる送信機においても本発明を利用することができる。本発明をバイアス制御方法として使用するときの処理手順としては、例えば、電波形式、変調方式又は送信チャネル情報のいずれかが指定されたとき、上述したように予め記憶したバイアス設定データメモリから、それら電波形式、変調方式、送信チャネル情報に対応して予め記憶されたバイアス信号設定データを読み出す処理と、この読み出したバイアス設定データをＡ／Ｄによってアナログのバイアス信号に変換する処理と、この信号を所要部にバイアス信号として供給する処理と、を含むように電力増幅回路のバイアスを制御すればよい。また、このような電力増幅回路のバイアス制御方法をコンピュータが制御可能なＯＳに基づいてプログラミングすれば、同様のＯＳを搭載したＣＰＵによって、簡単に本発明を実施可能となる。更に、このバイアス制御プログラムをコンピュータが読み取り可能な形式で記録すれば、この記録媒体を持ち運ぶことにより、何処でもプログラムを実行可能となる。
【００１４】
以上本発明の具体的回路構成について説明したが、本発明はこれらに限定する必要はなく、いくつかの機能のみを採用するものであってもよく、その他、種々変形が可能である。
例えば、電流検出回路９は、送信機負荷が変動した場合の過剰電流防止のために機能させるものである場合は、実際の運用時に電流検出結果をバイアス電流／電圧制御に反映させる必要はなく、過剰電流発生の監視にのみ使用しても良い。この場合は、工場出荷時に、テストモードにして過剰電流検出機能を確認すればよい。あるいは、前記電流検出回路９の電流検出精度を高め、微少電流値の検出が可能であれば、変調信号がない無信号時の電流をアイドリング電流値そのものとして監視できるので、アイドリング電流の自動制御を行うことも可能となる。
また、ＡＭ変調送信回路として機能させる場合であっても、実際に変調信号が入力される期間のみ電力増幅回路がＡ級もしくはＡＢ級動作すれば良い場合があるので、変調信号の有無を検出して、変調信号が検出されたときのみ、バイアス電流／電圧をＡ級もしくはＡＢ級にし、それ以外の無信号の期間は、無信号モードとしてアイドリング電流をゼロにすることも考えられる。更には、ＡＭ変調においても、信号入力レベルが大きいときは、アイドリング電流を大きくし、変調入力信号が小さいときは、それに応じてアイドリング電流を小さくする制御を行えば、信号の振幅情報の欠損なく（歪みなく）、しかもトータル的に消費電流が大幅に低減できる。即ち、変調信号の振幅レベルに応じて、バイアス電流／電圧を変化させて、必要最小限のアイドリング電流にするものである（アイドリング電流とは、増幅回路を各クラス動作させるためのバイアス電流／電圧を与えた際の、無信号時に流れるコレクタ電流等を意味する）。
【００１５】
近年、変調信号等の処理にＤＳＰ（Digital Signal Processor）を使用するものが増えているので、変調信号の有無の検出や、変調信号レベルの検出は比較的容易である。また、その際、バイアス電流／電圧をＡ級に変更しても、立ち上がりに時間を要する場合や、レベル検出等に時間を要する場合は、その時間分変調信号を遅延させて送信機に供給することも実現可能である。この方法によれば、Ａ級電力増幅回路であっても、アイドリング電流が大幅に減少し、発熱量も減少するので、送信回路の小型化、省電力化を図る上で極めて大きな効果がある。
本発明を採用して、バイアス調整回路の可変抵抗器を削除しＣＰＵによってデジタル的に制御するように構成すれば、工場出荷時の送信機のバイアス調整や、運用時のバイアス変更が自由自在となるので、以上説明した以外の使用例や効果が期待できる。
なお、本発明において必要とする、ＣＰＵや電流検出回路、温度検出回路等は、従来から、他の目的のために搭載している無線機が多いので、本発明の実施に際して、大幅に部品点数や配線数が大幅に増加することにはならないであろうし、仮にコスト上昇を伴うとしても工場出荷時の調整工数の削減効果の方を、はるかに大きなものとすることもできるであろう。
【００１６】
本発明は、上述した実施形態のみに限定されたものではない。上述した実施形態の電力増幅回路のバイアス制御回路を構成する各機能をそれぞれプログラム化し、あらかじめＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体に書き込んでおき、コンピュータに搭載したＣＤ−ＲＯＭドライブのような媒体駆動装置にこのＣＤ−ＲＯＭ等を装着して、これらのプログラムをコンピュータのメモリあるいは記憶装置に格納し、それを実行することによって、本発明の目的が達成されることは言うまでもない。
この場合、記録媒体から読み出されたプログラム自体が上述した実施形態の機能を実現することになり、そのプログラムおよびそのプログラムを記録した記録媒体も本発明を構成することになる。
なお、プログラムを格納する記録媒体としては半導体媒体（例えば、ＲＯＭ、不揮発性メモリカード等）、光媒体（例えば、ＤＶＤ、ＭＯ、ＭＤ、ＣＤ等）、磁気媒体（例えば、磁気テープ、フレキシブルディスク等）等のいずれであってもよい。
また、ロードしたプログラムを実行することにより上述した実施形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムの指示に基づき、オペレーティングシステムあるいは他のアプリケーションプログラム等と共同して処理することによって上述した実施形態の機能が実現される場合も含まれる。
市場に流通させる場合には、可搬型の記録媒体にプログラムを格納して流通さることや、インターネット等を介して接続されたサーバコンピュータの記憶装置にプログラムを格納しておき、インターネット等を通じて他のコンピュータに転送することもできる。この場合、このサーバコンピュータの記憶装置も本発明の記録媒体に含まれる。
なお、コンピュータでは、可搬型の記録媒体上のプログラム、または転送されてくるプログラムを、コンピュータに接続した記録媒体にインストールし、そのインストールされたプログラムを実行することによって上述した実施形態の機能が実現される。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明において制御するバイアス電流と増幅回路の動作の一例を示す信号波形図である。
【図２】本発明に係る電力増幅回路の一実施形態を示す概要構成図である。
【図３】本発明に係る電力増幅回路の変形実施形態を示す概要構成図である。
【図４】本発明に係る電力増幅回路の他の一実施形態を示す概要構成図である。
【図５】従来の電力増幅回路の一例を示す概要構成図である。
【符号の説明】
【００１８】
１、５１  入力マッチング回路、２、５２  パワートランジスタ、３、５３  バイアス供給用チョークコイル、４、７、５４、５７  高周波バイパス用コンデンサ、５、５５  温度補償用ダイオード、６、５６  電源供給用チョークコイル、８、５８  出力側の出力マッチング回路、９  電流検出回路、１０  電圧検出回路、１１、１２  温度検出回路、１３  メモリ、１４  バッファ回路、４２  ＦＥＴ、Ｄ／Ａ  デジタル・アナログ変換回路、Ａ／Ｄ  アナログ・デジタル変換回路、Ｅ  電源回路、ＣＰＵ  制御回路、ＶＲ  可変抵抗器、ＳＷ  スイッチ。
【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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