(57)【要約】【課題】入力信号の大小に合わせて増幅器消費電力がダイナミックに変動する電力増幅器においては、電力増幅器全体の消費電力は抑えることはできるが、制御回路部の消費電力が大きくなってしまう問題があった。【解決手段】本発明の電力増幅回路は、入力信号の有無を検知する包絡線検知回路部と、入力信号に基づき直流電圧を整形する電圧整形回路部と、直流電圧に基づき、増幅器のドレイン電流を制御する電流制御回路部と、を有する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力信号の有無を検知する包絡線検知回路部と、
前記入力信号に基づき直流電圧を整形する電圧整形回路部と、
前記直流電圧に基づき、増幅器のドレイン電流を制御する電流制御回路部と、
を有する電力増幅回路。
【請求項２】
前記電流制御回路部は、前記直流電圧に基づき前記増幅器の電源をＯＮ状態とＯＦＦ状態に切り替えることを特徴とする請求項１に記載の電力増幅回路。
【請求項３】
前記電流制御回路部は、ＦＥＴであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電力増幅回路。
【請求項４】
前記電流制御回路部は、フォトカプラであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電力増幅回路。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれかに記載の電力増幅器を備えたモバイル無線通信機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力増幅器に関するものであり、特に無線通信の送信機に用いられる電力増幅器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話をはじめとする無線送信機は、高性能化、高機能化され、継続的に発展を遂げている。それに伴い、必要とされる電力量は増加しており、バッテリーの寿命を延ばすため、消費電力を低減することが要求されている。無線送信機の各部品での消費電力は、電力増幅器の占める割合が大きい。したがって、電力増幅器の低消費電力化を実現することで、バッテリーの寿命を延ばし、更なる高性能化、高機能化を行うことができる。
【０００３】
電力増幅器の消費電力を抑える方法として、エンベロープトラッキング方式によるドレイン電流の制御が挙げられる。エンベロープトラッキング方式は、増幅器の入力信号を用いて増幅器の電源電圧を変調し、入力信号の大小に合わせて増幅器消費電力をダイナミックに変動させる方法である。入力信号の大小に合わせて増幅器消費電力がダイナミックに変動するため、出力電圧が小さいときには増幅器消費電力が抑えられ、電力効率を向上させることができる。その一例が特許文献１に記載されている。特許文献１に記載の電力増幅装置は、まず、高周波増幅器に入力された変調信号が、ＲＦ（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）結合器により取り出され、検波器に入力される。次に検波器に入力された信号は、変調波の包絡線信号に変換され、その後、ＦＥＴ（Ｆｉｅｌｄ  Ｅｆｆｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）によって構成される低周波増幅器によって増幅される。変調信号を包絡線信号に変換した後、増幅することにより、電力増幅器が消費電力を抑えることが可能になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−３３８７１３号公報（段落「００１７」〜「００２４」）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、このような、入力信号の大小に合わせて増幅器消費電力がダイナミックに変動する電力増幅器においては、電力増幅器全体の消費電力は抑えることはできるが、制御回路部の消費電力が大きくなってしまう問題があった。そのため、無線送信機の消費電力の更なる低減を図るためには制御回路部の消費電力を低減する必要がある。
【０００６】
本発明の目的は、上述した課題である制御回路部の消費電力を低減した電力増幅器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の電力増幅回路は、入力信号の有無を検知する包絡線検知回路部と、入力信号に基づき直流電圧を整形する電圧整形回路部と、直流電圧に基づき、増幅器のドレイン電流を制御する電流制御回路部と、を有する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明は、制御回路部の消費電力を低減した電力増幅器を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明による第一の実施形態の電力増幅器を示す回路図である。
【図２】本発明による第一の実施形態の検波器を示す回路図である。
【図３】本発明による第一の実施形態の電力増幅器の動作波形を示す図である。
【図４】本発明による第一の実施形態の別の電力増幅器を示す回路図である。
【図５】本発明による第一の実施形態の別の電力増幅器を示す回路図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下に図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。
【００１１】
［第一の実施形態］
図１は、本発明の第一の実施形態による電力増幅器を示す回路図である。本発明の電力増幅器１は、増幅器２と包絡線検波器３と電流制御回路部４と遅延回路部５を備える。
【００１２】
電力増幅器１に外部から入力信号（ＲＦ信号）が入力されると、２分岐され、一方は包絡線検波器３に入力され、他方は遅延回路部５に入力される。入力信号が包絡線検波器３入力されると、包絡線検波器３は、包絡線を検出し、一定の直流電圧を電流制御回路部４に出力する。包絡線検波器３は、例えば、図２に示すような、ダイオード６で検波し、コンデンサ８で直流電圧を保持する回路が挙げられる。
【００１３】
電流制御回路部４は、包絡線検波器３から出力される直流電圧に基づき、ＯＮ状態とＯＦＦ状態のいずれかにスイッチングし、増幅器１のドレイン電流を制御する。
【００１４】
遅延回路部５は、入力信号を所定の遅延を持たせて増幅器１に入力する。この遅延時間は、包絡線検波器３と電流制御回路部４を通過するのにかかるのと同じ時間を持たせる。この値は、あらかじめシミュレーションまた実験的に求めておくのが好ましい。増幅器に入力された信号は、上述したドレイン電流によって駆動した増幅器により増幅し出力される。
【００１５】
次に本実施形態の電力増幅器のスイッチ動作を説明する。図３はスイッチ動作と直流電圧を時間変化の一例を示す波形図である。増幅器１に入力信号が入力されると、包絡線検波器３は入力信号を検知する。包絡線検波器３は、入力信号の波長に基づいて直流電圧を生成される電流制御回路部４に出力する。電流制御回路部４は直流電圧が入力されるとＯＮ状態になり、一定の直流電圧が入力されている間は、増幅器２にドレイン電流（ｌｄ）を出力する。一方、増幅器１に入力信号が入力されない場合は、包絡線検波器３は入力信号を検知しない。包絡線検波器３は、一定の直流電圧を電流制御回路部４に出力せず、電流制御回路部４は、ＯＦＦ状態になる。そのため、増幅器２のドレイン電流（ｌｄ）が遮断される。この状態では増幅器に電流が流れないことから、電力増幅器１の消費電力を抑えることができる。
【００１６】
図３の入力信号が単調周波数の例を示したが、変調波信号の場合も同様の効果が得られる。AM変調のような振幅が小さくなる場合では、出力される直流電圧も小さくなるが、オペアンプを使用することにより、適切な電圧が得られ、単調周波数の場合と同様の効果が得られる。
【００１７】
また、本実施形態の電流制御部は、電流制御部のスイッチにＦＥＴを用いることができる。図４は電流制御部のスイッチ部分にＦＥＴを用いた電源装置の構成を示す回路図である。ＦＥＴ９のゲートには、包絡線検波器１２が接続され、出力電圧が入力されている。ドレインには、直流電圧源１１が接続されている。また、ソースは、増幅器のドレインに接続されている。
【００１８】
電流制御部は、包絡線検波器１０の出力電圧の有無によってＦＥＴ９のＯＮ状態とＯＦＦ状態を切り替える。一定の直流電圧が入力されている場合にはＯＮ状態になり、ＦＥＴ９のドレイン−ソース間にドレイン電流が流れる。一定の直流電圧を検出しない場合にはＯＦＦ状態になり、ＦＥＴ９のドレイン−ソース間にドレイン電流は流れない。そのため、ドレイン電流の制御回路部の消費電力を低減することができる。
【００１９】
本実施形態では、電流制御部のスイッチとして、ＦＥＴを用いたが、その他にも図５に示すようなフォトカプラや、リレー回路を用いることができる。図５に示すフォトカプラでは、包絡線検波器１２から出力された電圧を、発光ダイオード１３と受光素子に１４よりＯＮ状態とＯＦＦ状態を切り替え、電流スイッチとして動作させる。
【００２０】
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記記載に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の変形が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００２１】
本発明の活用例として、携帯電話や無線LAN、ＷｉＭＡＸ向けの端末や基地局、地上波デジタル放送局に用いられる送信装置が挙げられる。
【符号の説明】
【００２２】
１  電力増幅器
２  増幅器
３、１０、１２  包絡線検波器
４  電流制御回路部
５  遅延回路部
６  ダイオード
７  抵抗
８  コンデンサ
９  ＦＥＴ
１１  直流電圧源
１３  発光ダイオード
１４  受光素子
【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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