JP3365428B2 - 高周波パワーアンプのバイアス制御回路 - Google Patents
高周波パワーアンプのバイアス制御回路Info
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- H03F1/0205—Modifications of amplifiers to raise the efficiency, e.g. gliding Class A stages, use of an auxiliary oscillation in transistor amplifiers
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- H03F1/301—Modifications of amplifiers to reduce influence of variations of temperature or supply voltage or other physical parameters in MOSFET amplifiers
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- H03F2200/483—A shunting switch being paralleled to the sensor
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Amplifiers (AREA)
- Transmitters (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、デジタル携帯電話に
好適な高周波パワーアンプのバイアス制御回路に関す
る。
好適な高周波パワーアンプのバイアス制御回路に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】携帯電話や自動車電話などのデジタルセ
ルラーフォンシステムにおいては、一般に送信と受信と
を同一の周波数とし、いわゆるピンポン伝送を行うＴＤ
ＭＡ方式が採用されている。すなわち、例えば図５に示
すように、１つのチャンネル（周波数）が、時間的に送
信タイムスロットＴと、受信タイムスロットＲと、アイ
ドルタイムスロットＩとの繰り返しに分割される。そし
て、移動局は、送信タイムスロットＴに基地局への送信
を行い、受信タイムスロットＲに基地局からの受信を行
う。
ルラーフォンシステムにおいては、一般に送信と受信と
を同一の周波数とし、いわゆるピンポン伝送を行うＴＤ
ＭＡ方式が採用されている。すなわち、例えば図５に示
すように、１つのチャンネル（周波数）が、時間的に送
信タイムスロットＴと、受信タイムスロットＲと、アイ
ドルタイムスロットＩとの繰り返しに分割される。そし
て、移動局は、送信タイムスロットＴに基地局への送信
を行い、受信タイムスロットＲに基地局からの受信を行
う。
【０００３】図６は、その移動局の送信回路の一例を示
す。すなわち、図６において、１０はその送信回路を示
し、送話器１１からの音声信号がデジタル処理回路１２
に供給されて所定のフォーマットで、送信タイムスロッ
トＴごとの間欠的なデジタル信号に変換され、このデジ
タル信号が変調回路１３に供給されて直交変調された送
信信号Ｓ13に変換される。そして、この送信信号Ｓ13
が、電力増幅用の高周波パワーアンプ１４→アイソレー
タ１５→アンテナ共用器１６の信号ラインを通じて送受
信アンテナ１７に供給され、基地局へと送信される。な
お、送信に使用される周波数帯は例えば940〜960ＭHzで
ある。
す。すなわち、図６において、１０はその送信回路を示
し、送話器１１からの音声信号がデジタル処理回路１２
に供給されて所定のフォーマットで、送信タイムスロッ
トＴごとの間欠的なデジタル信号に変換され、このデジ
タル信号が変調回路１３に供給されて直交変調された送
信信号Ｓ13に変換される。そして、この送信信号Ｓ13
が、電力増幅用の高周波パワーアンプ１４→アイソレー
タ１５→アンテナ共用器１６の信号ラインを通じて送受
信アンテナ１７に供給され、基地局へと送信される。な
お、送信に使用される周波数帯は例えば940〜960ＭHzで
ある。
【０００４】この場合、送信信号Ｓ13は被直交変調信号
であって振幅成分を有するので、アンプ１４は送信信号
Ｓ13をリニアに電力増幅する必要があり、このため、ア
ンプ１４はＡ級ないしＡＢ級で動作する必要がある。
であって振幅成分を有するので、アンプ１４は送信信号
Ｓ13をリニアに電力増幅する必要があり、このため、ア
ンプ１４はＡ級ないしＡＢ級で動作する必要がある。
【０００５】ところが、パワーアンプ１４の最終段を構
成する電力増幅用のトランジスタは、かなりの電力を扱
うので、トランジスタ自身の発熱により、その温度がか
なり変化する。そして、一般に、トランジスタの動作点
は温度により変化する。
成する電力増幅用のトランジスタは、かなりの電力を扱
うので、トランジスタ自身の発熱により、その温度がか
なり変化する。そして、一般に、トランジスタの動作点
は温度により変化する。
【０００６】そこで、図６の送信回路１０には、バイア
ス制御回路２０が設けられ、この制御回路２０により、
アンプ１４を構成する電力増幅用のトランジスタのアイ
ドル電流の大きさが、所定値に制御され、アンプ１４が
温度にかかわらずＡ級ないしＡＢ級で動作するようにさ
れている。
ス制御回路２０が設けられ、この制御回路２０により、
アンプ１４を構成する電力増幅用のトランジスタのアイ
ドル電流の大きさが、所定値に制御され、アンプ１４が
温度にかかわらずＡ級ないしＡＢ級で動作するようにさ
れている。
【０００７】そして、以上のような条件を満たすパワー
アンプ１４及び制御回路２０として、図７〜図９に示す
ような回路が考えられている。なお、これらの図は、簡
単のため、原理的な接続あるいは構成を示す。すなわ
ち、図７の回路においては、Ｑ1が最終段の電力増幅用
のトランジスタであり、Ｑ2はそのベースバイアス用の
トランジスタ、Ｄ1は温度補償用のダイオードである。
そして、このダイオードＤ1の端子電圧を含む電圧が、
トランジスタＱ2にそのベース・エミッタ間電圧として
供給されるので、温度変化があっても、トランジスタＱ
2のコレクタ電流は所定値に安定化される。そして、こ
のコレクタ電流は、トランジスタＱ1のベース電流でも
あるから、トランジスタＱ1のアイドル電流（コレクタ
電流）も温度変化に対して安定化されることになる。
アンプ１４及び制御回路２０として、図７〜図９に示す
ような回路が考えられている。なお、これらの図は、簡
単のため、原理的な接続あるいは構成を示す。すなわ
ち、図７の回路においては、Ｑ1が最終段の電力増幅用
のトランジスタであり、Ｑ2はそのベースバイアス用の
トランジスタ、Ｄ1は温度補償用のダイオードである。
そして、このダイオードＤ1の端子電圧を含む電圧が、
トランジスタＱ2にそのベース・エミッタ間電圧として
供給されるので、温度変化があっても、トランジスタＱ
2のコレクタ電流は所定値に安定化される。そして、こ
のコレクタ電流は、トランジスタＱ1のベース電流でも
あるから、トランジスタＱ1のアイドル電流（コレクタ
電流）も温度変化に対して安定化されることになる。
【０００８】また、図８の回路においては、Ｑ3が最終
段の電力増幅用のトランジスタであり、ダイオードＤ3
により得られる電圧が、トランジスタＱ3にベースバイ
アス電圧として供給される。したがって、温度変化があ
っても、トランジスタＱ3のアイドル電流は所定値に安
定化される。
段の電力増幅用のトランジスタであり、ダイオードＤ3
により得られる電圧が、トランジスタＱ3にベースバイ
アス電圧として供給される。したがって、温度変化があ
っても、トランジスタＱ3のアイドル電流は所定値に安
定化される。
【０００９】さらに、図９の回路においては、Ｑ4が最
終段の電力増幅用のＭＯＳ-ＦＥＴであり、サーミスタ
Ｒ4の端子電圧が、ＦＥＴ（Ｑ4）にゲートバイアス電圧
として供給される。したがって、温度変化があっても、
ＦＥＴ（Ｑ4）のアイドル電流は所定値に安定化され
る。
終段の電力増幅用のＭＯＳ-ＦＥＴであり、サーミスタ
Ｒ4の端子電圧が、ＦＥＴ（Ｑ4）にゲートバイアス電圧
として供給される。したがって、温度変化があっても、
ＦＥＴ（Ｑ4）のアイドル電流は所定値に安定化され
る。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】ところが、図７の回路
は、トランジスタＱ1がＡ級で動作する場合には有効で
あるが、ＡＢ級で動作させようとしても、トランジスタ
Ｑ1のコレクタ電流は、送信信号Ｓ13のレベルにしたが
って変化するので、ＡＢ級で動作させることはできな
い。
は、トランジスタＱ1がＡ級で動作する場合には有効で
あるが、ＡＢ級で動作させようとしても、トランジスタ
Ｑ1のコレクタ電流は、送信信号Ｓ13のレベルにしたが
って変化するので、ＡＢ級で動作させることはできな
い。
【００１１】また、図７の回路においては、温度補償用
のダイオードＤ1を、トランジスタＱ2に熱結合する必要
があり、図８及び図９の回路においては、温度補償用の
ダイオードＤ3あるいはサーミスタＲ4を、トランジスタ
Ｑ3あるいはＦＥＴ（Ｑ4）に熱結合する必要があるが、
図７の回路において熱結合されるトランジスタＱ2は単
なる制御用のトランジスタであるのに対し、図８及び図
９の回路において熱結合されるトランジスタＱ3あるい
はＦＥＴ（Ｑ4）は送信信号Ｓ13を電力増幅するトラン
ジスタなので、図８及び図９の回路においては、信号Ｓ
13の干渉やリークなどを避けるため、素子や回路の実装
あるいは配置に、特別の工夫が必要となる。
のダイオードＤ1を、トランジスタＱ2に熱結合する必要
があり、図８及び図９の回路においては、温度補償用の
ダイオードＤ3あるいはサーミスタＲ4を、トランジスタ
Ｑ3あるいはＦＥＴ（Ｑ4）に熱結合する必要があるが、
図７の回路において熱結合されるトランジスタＱ2は単
なる制御用のトランジスタであるのに対し、図８及び図
９の回路において熱結合されるトランジスタＱ3あるい
はＦＥＴ（Ｑ4）は送信信号Ｓ13を電力増幅するトラン
ジスタなので、図８及び図９の回路においては、信号Ｓ
13の干渉やリークなどを避けるため、素子や回路の実装
あるいは配置に、特別の工夫が必要となる。
【００１２】しかも、図９の回路においては、さらに、
サーミスタＲ4の温度特性を調整してＦＥＴ（Ｑ4）の温
度特性に合わせる必要があり、生産性に問題がある。
サーミスタＲ4の温度特性を調整してＦＥＴ（Ｑ4）の温
度特性に合わせる必要があり、生産性に問題がある。
【００１３】この発明は、以上のような問題点を一掃し
ようとするものである。
ようとするものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】この発明においては、例
えば、所定の繰り返し周期で間欠的に供給される高周波
信号を、リニアに電力増幅する高周波パワーアンプのバ
イアス制御回路において、送信タイムスロットの先頭部
における所定の期間に、上記電力増幅用素子に所定の値
のバイアス電圧を供給して上記電力増幅用素子のアイド
ル電流を所定の値に設定するバイアス電圧設定回路と、
上記高周波信号が上記電力増幅用素子に実質的に供給さ
れていないとみなせる期間の、上記バイアス電圧をサン
プリング・ホールドするサンプリング・ホールド回路と
を有し、上記高周波信号が上記電力増幅用素子に供給さ
れている期間に、上記サンプリング・ホールド回路の出
力電圧を上記電力増幅用素子にそのバイアス電圧として
供給するようにした高周波パワーアンプのバイアス制御
回路とするものである。
えば、所定の繰り返し周期で間欠的に供給される高周波
信号を、リニアに電力増幅する高周波パワーアンプのバ
イアス制御回路において、送信タイムスロットの先頭部
における所定の期間に、上記電力増幅用素子に所定の値
のバイアス電圧を供給して上記電力増幅用素子のアイド
ル電流を所定の値に設定するバイアス電圧設定回路と、
上記高周波信号が上記電力増幅用素子に実質的に供給さ
れていないとみなせる期間の、上記バイアス電圧をサン
プリング・ホールドするサンプリング・ホールド回路と
を有し、上記高周波信号が上記電力増幅用素子に供給さ
れている期間に、上記サンプリング・ホールド回路の出
力電圧を上記電力増幅用素子にそのバイアス電圧として
供給するようにした高周波パワーアンプのバイアス制御
回路とするものである。
【００１５】
【作用】高周波信号Ｓ13が電力増幅用素子Ｑ14に実質的
に供給されていないとみなせる期間τに、電力増幅用素
子Ｑ14のバイアス電圧が設定され、高周波信号Ｓ13が電
力増幅用素子Ｑ14に実質的に供給されているみなせる期
間に、その電力増幅用素子Ｑ14のバイアス電圧がサンプ
リング・ホールド回路２２により保持される。
に供給されていないとみなせる期間τに、電力増幅用素
子Ｑ14のバイアス電圧が設定され、高周波信号Ｓ13が電
力増幅用素子Ｑ14に実質的に供給されているみなせる期
間に、その電力増幅用素子Ｑ14のバイアス電圧がサンプ
リング・ホールド回路２２により保持される。
【００１６】
【実施例】図１に示す例においては、パワーアンプ１４
の最終段がソース接地のＦＥＴ（Ｑ14）により構成され
るもので、ＦＥＴ（Ｑ14）のゲートが抵抗器Ｒ14を通じ
て接地され、そのソースが接地され、そのドレインがコ
イルＬ14に接続される。そして、変調回路１３からの送
信信号Ｓ13が、パワーアンプ１４のドライブ段１４１を
通じてＦＥＴ（Ｑ14）のゲートに供給され、そのドレイ
ン出力がアイソレータ１５に供給される。
の最終段がソース接地のＦＥＴ（Ｑ14）により構成され
るもので、ＦＥＴ（Ｑ14）のゲートが抵抗器Ｒ14を通じ
て接地され、そのソースが接地され、そのドレインがコ
イルＬ14に接続される。そして、変調回路１３からの送
信信号Ｓ13が、パワーアンプ１４のドライブ段１４１を
通じてＦＥＴ（Ｑ14）のゲートに供給され、そのドレイ
ン出力がアイソレータ１５に供給される。
【００１７】また、３１は電源用の電池、３２はマイク
ロコンピュータなどにより構成されたシステムコントロ
ーラを示す。
ロコンピュータなどにより構成されたシステムコントロ
ーラを示す。
【００１８】そして、バイアス制御回路２０が、バイア
ス電圧設定回路２２と、サンプリング・ホールド回路２
３とにより、次のように構成される。すなわち、電池３
１が、スイッチ回路２１及び抵抗器Ｒ22を通じてコイル
Ｌ14に接続される。また、スイッチ回路２１の出力側
と、接地との間に、温度補償用のダイオードＤ22と、抵
抗器Ｒ23、Ｒ24とが直列接続され、抵抗器Ｒ23、Ｒ24の
接続中点が、トランジスタＱ22のベースに接続され、そ
のエミッタが素子Ｒ22、Ｌ14の接続中点に接続され、そ
のコレクタが抵抗器Ｒ25を通じて電池３１とは逆極性の
電圧端子Ｔ22に接続される。こうして、バイアス設定回
路２２が構成される。
ス電圧設定回路２２と、サンプリング・ホールド回路２
３とにより、次のように構成される。すなわち、電池３
１が、スイッチ回路２１及び抵抗器Ｒ22を通じてコイル
Ｌ14に接続される。また、スイッチ回路２１の出力側
と、接地との間に、温度補償用のダイオードＤ22と、抵
抗器Ｒ23、Ｒ24とが直列接続され、抵抗器Ｒ23、Ｒ24の
接続中点が、トランジスタＱ22のベースに接続され、そ
のエミッタが素子Ｒ22、Ｌ14の接続中点に接続され、そ
のコレクタが抵抗器Ｒ25を通じて電池３１とは逆極性の
電圧端子Ｔ22に接続される。こうして、バイアス設定回
路２２が構成される。
【００１９】さらに、トランジスタＱ22のコレクタに、
サンプリング・ホールド回路２３が接続され、このサン
プリング・ホールド回路２３の出力電圧Ｖ23が、バッフ
ァ用のボルテージフォロワ２４及びコイルＬ15を通じて
ＦＥＴ（Ｑ14）のゲートにそのバイアス電圧として供給
される。
サンプリング・ホールド回路２３が接続され、このサン
プリング・ホールド回路２３の出力電圧Ｖ23が、バッフ
ァ用のボルテージフォロワ２４及びコイルＬ15を通じて
ＦＥＴ（Ｑ14）のゲートにそのバイアス電圧として供給
される。
【００２０】さらに、シスコン３２から、例えば図２Ａ
に示すように、送信タイムスロットＴの期間に“Ｈ”と
なるパルスＰ21が取り出させるとともに、図２Ｂに示す
ように、送信タイムスロットＴの開始時点から所定の短
い期間τに“Ｈ”となるパルスＰ23が取り出される。そ
して、パルスＰ21がスイッチ回路２１にその制御信号と
して供給されてＰ21＝“Ｈ”の期間、スイッチ回路２１
はオンとされる。また、パルスＰ23がサンプリング・ホ
ールド２３にその制御信号として供給され、サンプリン
グ・ホールド２３の入力電圧のうちＰ23＝“Ｈ”の期間
の電圧がサンプリングされ、そのサンプリングされた電
圧が、Ｐ23＝“Ｌ”の期間、ホールドされる。
に示すように、送信タイムスロットＴの期間に“Ｈ”と
なるパルスＰ21が取り出させるとともに、図２Ｂに示す
ように、送信タイムスロットＴの開始時点から所定の短
い期間τに“Ｈ”となるパルスＰ23が取り出される。そ
して、パルスＰ21がスイッチ回路２１にその制御信号と
して供給されてＰ21＝“Ｈ”の期間、スイッチ回路２１
はオンとされる。また、パルスＰ23がサンプリング・ホ
ールド２３にその制御信号として供給され、サンプリン
グ・ホールド２３の入力電圧のうちＰ23＝“Ｈ”の期間
の電圧がサンプリングされ、そのサンプリングされた電
圧が、Ｐ23＝“Ｌ”の期間、ホールドされる。
【００２１】さらに、この例においては、処理回路１２
から出力されるデジタル信号は、図２Ｃに示すように、
送信タイムスロットＴのうち、少なくとも開始期間τを
除く期間に出力される。
から出力されるデジタル信号は、図２Ｃに示すように、
送信タイムスロットＴのうち、少なくとも開始期間τを
除く期間に出力される。
【００２２】このような構成によれば、送信タイムスロ
ットＴになると、パルスＰ21によりスイッチ回路２１が
オンになり、トランジスタＱ22及びＦＥＴ（Ｑ14）にそ
れらの動作電圧が供給されるようになる。すると、トラ
ンジスタＱ22は、ダイオードＤ22の端子電圧を含む電圧
によりベースバイアスされるので、トランジスタＱ22の
コレクタには、温度にかかわらず一定のコレクタ電流が
流れ、この場合、そのコレクタは、温度にかかわらず一
定のコレクタ電圧Ｖ22となる。
ットＴになると、パルスＰ21によりスイッチ回路２１が
オンになり、トランジスタＱ22及びＦＥＴ（Ｑ14）にそ
れらの動作電圧が供給されるようになる。すると、トラ
ンジスタＱ22は、ダイオードＤ22の端子電圧を含む電圧
によりベースバイアスされるので、トランジスタＱ22の
コレクタには、温度にかかわらず一定のコレクタ電流が
流れ、この場合、そのコレクタは、温度にかかわらず一
定のコレクタ電圧Ｖ22となる。
【００２３】そして、期間τには、そのコレクタ電圧Ｖ
22が、サンプリング・ホールド回路２３→ボルテージフ
ォロワ２４→コイルＬ15のラインを通じてＦＥＴ（Ｑ1
4）にそのゲートバイアス電圧として供給され、ＦＥＴ
（Ｑ14）には、そのバイアス電圧に対応した大きさのド
レイン電流Ｉ14が流れる。
22が、サンプリング・ホールド回路２３→ボルテージフ
ォロワ２４→コイルＬ15のラインを通じてＦＥＴ（Ｑ1
4）にそのゲートバイアス電圧として供給され、ＦＥＴ
（Ｑ14）には、そのバイアス電圧に対応した大きさのド
レイン電流Ｉ14が流れる。
【００２４】そして、このとき、ＦＥＴ（Ｑ14）のドレ
イン電流Ｉ14が例えば増加すると、これにより抵抗器Ｒ
22における電圧降下が大きくなってトランジスタＱ22の
ベースバイアス電圧は小さくなるので、そのコレクタ電
流は減少してコレクタ電圧Ｖ22は低下する。すると、こ
れはＦＥＴ（Ｑ14）のゲートバイアス電圧の低下である
から、そのドレイン電流Ｉ14が減少する。つまり、ＦＥ
Ｔ（Ｑ14）には、抵抗器Ｒ22を通じてフィードバックが
かかり、そのドレイン電流Ｉ14は、温度変化に対して安
定化されている。
イン電流Ｉ14が例えば増加すると、これにより抵抗器Ｒ
22における電圧降下が大きくなってトランジスタＱ22の
ベースバイアス電圧は小さくなるので、そのコレクタ電
流は減少してコレクタ電圧Ｖ22は低下する。すると、こ
れはＦＥＴ（Ｑ14）のゲートバイアス電圧の低下である
から、そのドレイン電流Ｉ14が減少する。つまり、ＦＥ
Ｔ（Ｑ14）には、抵抗器Ｒ22を通じてフィードバックが
かかり、そのドレイン電流Ｉ14は、温度変化に対して安
定化されている。
【００２５】そして、期間τを過ぎると、サンプリング
・ホールド回路２３により、期間τの電圧Ｖ22が、ボル
テージフォロワ２４及びコイルＬ15を通じてＦＥＴ（Ｑ
14）のゲートにそのバイアス電圧として供給され、この
バイアス電圧によりＦＥＴ（Ｑ14）にはドレイン電流Ｉ
14が流れる。
・ホールド回路２３により、期間τの電圧Ｖ22が、ボル
テージフォロワ２４及びコイルＬ15を通じてＦＥＴ（Ｑ
14）のゲートにそのバイアス電圧として供給され、この
バイアス電圧によりＦＥＴ（Ｑ14）にはドレイン電流Ｉ
14が流れる。
【００２６】すなわち、サンプリング・ホールド回路２
３において、期間τに、コレクタ電圧Ｖ22がサンプリン
グされるとともに、そのサンプリングされた電圧Ｖ22
は、次の期間τまでホールドされるので、サンプリング
・ホールド回路２３からは、図２Ｄに示すように、期間
τにおけるコレクタ電圧Ｖ22に等しい大きさの直流電圧
Ｖ23が出力され、この電圧Ｖ23が、ボルテージフォロワ
２４を通じてＦＥＴ（Ｑ14）のゲートにそのバイアス電
圧として供給される。したがって、ＦＥＴ（Ｑ14）のド
レイン電流Ｉ14は、期間τに所定値に安定化されるとと
もに、その期間τのドレイン電流Ｉ14を与えるゲートバ
イアス電圧Ｖ23が、期間τが過ぎてもＦＥＴ（Ｑ14）に
供給されるので、この期間τを過ぎてからもドレイン電
流Ｉ14は、温度変化に対して安定である。
３において、期間τに、コレクタ電圧Ｖ22がサンプリン
グされるとともに、そのサンプリングされた電圧Ｖ22
は、次の期間τまでホールドされるので、サンプリング
・ホールド回路２３からは、図２Ｄに示すように、期間
τにおけるコレクタ電圧Ｖ22に等しい大きさの直流電圧
Ｖ23が出力され、この電圧Ｖ23が、ボルテージフォロワ
２４を通じてＦＥＴ（Ｑ14）のゲートにそのバイアス電
圧として供給される。したがって、ＦＥＴ（Ｑ14）のド
レイン電流Ｉ14は、期間τに所定値に安定化されるとと
もに、その期間τのドレイン電流Ｉ14を与えるゲートバ
イアス電圧Ｖ23が、期間τが過ぎてもＦＥＴ（Ｑ14）に
供給されるので、この期間τを過ぎてからもドレイン電
流Ｉ14は、温度変化に対して安定である。
【００２７】そして、期間τには、バイアス電圧Ｖ23に
よりＦＥＴ（Ｑ14）をＡ級で動作させることができ、図
２Ｅに示すように、バイアス電圧Ｖ23に対応した大きさ
のドレイン電流Ｉ14、すなわち、アイドル電流を流すこ
とができる。しかし、期間τが過ぎると、ＦＥＴ（Ｑ1
4）に送信信号Ｓ13が供給されるようになるので、図２
Ｅに示すように、ＦＥＴ（Ｑ14）のドレイン電流Ｉ14
は、アイドル電流の大きさを越えるとともに、送信信号
Ｓ13のレベルに比例した大きさとなる。すなわち、この
とき、ＦＥＴ（Ｑ14）はＡＢ級で動作し、電力効率が向
上している。
よりＦＥＴ（Ｑ14）をＡ級で動作させることができ、図
２Ｅに示すように、バイアス電圧Ｖ23に対応した大きさ
のドレイン電流Ｉ14、すなわち、アイドル電流を流すこ
とができる。しかし、期間τが過ぎると、ＦＥＴ（Ｑ1
4）に送信信号Ｓ13が供給されるようになるので、図２
Ｅに示すように、ＦＥＴ（Ｑ14）のドレイン電流Ｉ14
は、アイドル電流の大きさを越えるとともに、送信信号
Ｓ13のレベルに比例した大きさとなる。すなわち、この
とき、ＦＥＴ（Ｑ14）はＡＢ級で動作し、電力効率が向
上している。
【００２８】こうして、このバイアス制御回路２０によ
れば、送信信号Ｓ13が電力増幅用のＦＥＴ（Ｑ14）に実
質的に供給されていないとみなせる期間τに、ＦＥＴ
（Ｑ14）のゲートバイアス電圧Ｖ23を制御してＦＥＴ
（Ｑ14）のアイドル電流を所定の値に設定し、このとき
のゲートバイアス電圧Ｖ23をサンプリング・ホールド
し、このサンプリング・ホールド電圧Ｖ23を、送信信号
Ｓ13が供給されている期間の、ＦＥＴ（Ｑ14）にそのゲ
ートバイアス電圧Ｖ23として供給しているので、広い範
囲の温度に対してＦＥＴ（Ｑ14）のアイドル電流を設定
値に保持することができる。
れば、送信信号Ｓ13が電力増幅用のＦＥＴ（Ｑ14）に実
質的に供給されていないとみなせる期間τに、ＦＥＴ
（Ｑ14）のゲートバイアス電圧Ｖ23を制御してＦＥＴ
（Ｑ14）のアイドル電流を所定の値に設定し、このとき
のゲートバイアス電圧Ｖ23をサンプリング・ホールド
し、このサンプリング・ホールド電圧Ｖ23を、送信信号
Ｓ13が供給されている期間の、ＦＥＴ（Ｑ14）にそのゲ
ートバイアス電圧Ｖ23として供給しているので、広い範
囲の温度に対してＦＥＴ（Ｑ14）のアイドル電流を設定
値に保持することができる。
【００２９】また、ＦＥＴ（Ｑ14）のアイドル電流を温
度変化にかかわらず設定値に保持することができるの
で、パワーアンプ１４の効率を一定に保つことができ
る。さらに、期間τごとに、すなわち、間欠的な送信信
号Ｓ13の送信ごとに、温度補償が更新されるので、急激
な温度変化に対しても、ＦＥＴ（Ｑ14）のアイドル電流
を設定値に保持することができる。また、ＦＥＴ（Ｑ1
4）のアイドル電流が温度の影響を受けることがないの
で、送信回路１０を温度変化の大きい自動車のトランク
ルームなどに配置して使用することができる。しかも、
ＦＥＴ（Ｑ14）に対する温度補償の保証量を調整する必
要がないので、生産性が向上する。
度変化にかかわらず設定値に保持することができるの
で、パワーアンプ１４の効率を一定に保つことができ
る。さらに、期間τごとに、すなわち、間欠的な送信信
号Ｓ13の送信ごとに、温度補償が更新されるので、急激
な温度変化に対しても、ＦＥＴ（Ｑ14）のアイドル電流
を設定値に保持することができる。また、ＦＥＴ（Ｑ1
4）のアイドル電流が温度の影響を受けることがないの
で、送信回路１０を温度変化の大きい自動車のトランク
ルームなどに配置して使用することができる。しかも、
ＦＥＴ（Ｑ14）に対する温度補償の保証量を調整する必
要がないので、生産性が向上する。
【００３０】図３に示す例においては、フィードバック
用の抵抗器Ｒ22に並列にスイッチ回路４１が接続される
とともに、パルスＰ23がスイッチ回路４１にその制御信
号として供給され、スイッチ回路４１はＰ23＝“Ｌ”の
ときオンとされ、Ｐ23＝“Ｈ”のときオフとされる。
用の抵抗器Ｒ22に並列にスイッチ回路４１が接続される
とともに、パルスＰ23がスイッチ回路４１にその制御信
号として供給され、スイッチ回路４１はＰ23＝“Ｌ”の
ときオンとされ、Ｐ23＝“Ｈ”のときオフとされる。
【００３１】したがって、この例によれば、期間τには
上述と同様の動作が行われてＦＥＴ（Ｑ14）にバイアス
電圧Ｖ23が供給される。しかし、送信信号Ｓ13の期間に
は、抵抗器Ｒ22がスイッチ回路４１によりショートさ
れ、電池３１の電圧が抵抗器Ｒ22により降圧されずにＦ
ＥＴ（Ｑ14）に供給されるので、電源電圧の使用効率が
向上する。
上述と同様の動作が行われてＦＥＴ（Ｑ14）にバイアス
電圧Ｖ23が供給される。しかし、送信信号Ｓ13の期間に
は、抵抗器Ｒ22がスイッチ回路４１によりショートさ
れ、電池３１の電圧が抵抗器Ｒ22により降圧されずにＦ
ＥＴ（Ｑ14）に供給されるので、電源電圧の使用効率が
向上する。
【００３２】さらに、図４に示す例においては、コレク
タ電圧Ｖ22に対するサンプリング・ホールド回路２３を
デジタル回路により実現した場合である。すなわち、ト
ランジスタＱ22のコレクタ電圧Ｖ22が、Ａ／Ｄコンバー
タ５１に供給されてデジタルデータＤ22とされ、このデ
ータＤ22がラッチ用のメモリ５２に供給されて期間τに
おけるデータＤ22が、パルスＰ23によりメモリ５２にラ
ッチされるとともに、メモリ５２から繰り返し取り出さ
れる。
タ電圧Ｖ22に対するサンプリング・ホールド回路２３を
デジタル回路により実現した場合である。すなわち、ト
ランジスタＱ22のコレクタ電圧Ｖ22が、Ａ／Ｄコンバー
タ５１に供給されてデジタルデータＤ22とされ、このデ
ータＤ22がラッチ用のメモリ５２に供給されて期間τに
おけるデータＤ22が、パルスＰ23によりメモリ５２にラ
ッチされるとともに、メモリ５２から繰り返し取り出さ
れる。
【００３３】そして、この繰り返し取り出されたデータ
Ｄ22が、Ｄ／Ａコンバータ５３に供給されて期間τの電
圧Ｖ22に対応し時間的に連続する電圧、すなわち、サン
プリング・ホールド電圧Ｖ23が取り出され、この電圧Ｖ
23がＦＥＴ（Ｑ14）のゲートにそのバイアス電圧として
供給される。
Ｄ22が、Ｄ／Ａコンバータ５３に供給されて期間τの電
圧Ｖ22に対応し時間的に連続する電圧、すなわち、サン
プリング・ホールド電圧Ｖ23が取り出され、この電圧Ｖ
23がＦＥＴ（Ｑ14）のゲートにそのバイアス電圧として
供給される。
【００３４】なお、上述においては、パワーアンプ１４
の最終段が、シングル接続のＦＥＴ（Ｑ14）であった
が、これは、プッシュプル接続やバイポーラトランジス
タとすることもできる。
の最終段が、シングル接続のＦＥＴ（Ｑ14）であった
が、これは、プッシュプル接続やバイポーラトランジス
タとすることもできる。
【００３５】
【発明の効果】送信信号Ｓ13が電力増幅用のＦＥＴ（Ｑ
14）に実質的に供給されていないとみなせる期間に、Ｆ
ＥＴ（Ｑ14）のゲートバイアス電圧Ｖ23を制御してＦＥ
Ｔ（Ｑ14）のアイドル電流を所定の値に設定し、このと
きのゲートバイアス電圧Ｖ23をサンプリング・ホールド
し、このサンプリング・ホールド電圧を、送信信号Ｓ13
が供給されている期間の、ＦＥＴ（Ｑ14）にそのゲート
バイアス電圧Ｖ23として供給しているので、広い範囲の
温度に対してＦＥＴ（Ｑ14）のアイドル電流を設定値に
保持することができる。
14）に実質的に供給されていないとみなせる期間に、Ｆ
ＥＴ（Ｑ14）のゲートバイアス電圧Ｖ23を制御してＦＥ
Ｔ（Ｑ14）のアイドル電流を所定の値に設定し、このと
きのゲートバイアス電圧Ｖ23をサンプリング・ホールド
し、このサンプリング・ホールド電圧を、送信信号Ｓ13
が供給されている期間の、ＦＥＴ（Ｑ14）にそのゲート
バイアス電圧Ｖ23として供給しているので、広い範囲の
温度に対してＦＥＴ（Ｑ14）のアイドル電流を設定値に
保持することができる。
【００３６】また、ＦＥＴ（Ｑ14）のアイドル電流を温
度変化にかかわらず設定値に保持することができるの
で、パワーアンプ１４の効率を一定に保つことができ
る。さらに、間欠的な送信信号Ｓ13の送信ごとに、温度
補償が更新されるので、急激な温度変化に対しても、Ｆ
ＥＴ（Ｑ14）のアイドル電流を設定値に保持することが
できる。また、ＦＥＴ（Ｑ14）のアイドル電流が温度の
影響を受けることがないので、送信回路１０を温度変化
の大きい自動車のトランクルームなどに配置して使用す
ることができる。しかも、ＦＥＴ（Ｑ14）に対する温度
補償の保証量を調整する必要がないので、生産性が向上
する。
度変化にかかわらず設定値に保持することができるの
で、パワーアンプ１４の効率を一定に保つことができ
る。さらに、間欠的な送信信号Ｓ13の送信ごとに、温度
補償が更新されるので、急激な温度変化に対しても、Ｆ
ＥＴ（Ｑ14）のアイドル電流を設定値に保持することが
できる。また、ＦＥＴ（Ｑ14）のアイドル電流が温度の
影響を受けることがないので、送信回路１０を温度変化
の大きい自動車のトランクルームなどに配置して使用す
ることができる。しかも、ＦＥＴ（Ｑ14）に対する温度
補償の保証量を調整する必要がないので、生産性が向上
する。
【図１】この発明の一例を示す回路図である。
【図２】図１の例を説明するための波形図である。
【図３】この発明の他の例の一部を示す回路図である。
【図４】この発明の他の例の一部を示す回路図である。
【図５】ＴＤＭＡシステムを説明するための図である。
【図６】送信回路の一例を示す系統図である。
【図７】従来例を示す回路図である。
【図８】従来例を示す回路図である。
【図９】従来例を示す回路図である。
１０ 送信回路
１３ 変調回路
１４ パワーアンプ
２０ バイアス制御回路
２２ バイアス電圧設定回路
２３ サンプリング・ホールド回路
２４ ボルテージフォロワ
３２ システムコントローラ
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平３−6109（ＪＰ，Ａ)
国際公開92／17944（ＷＯ，Ａ１)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H03F 1/30
H04B 1/04
H04B 1/16
H03F 3/193
H03F 3/20
Claims (3)
- 【請求項１】所定の繰り返し周期で間欠的に供給される
高周波信号を、リニアに電力増幅する高周波パワーアン
プのバイアス制御回路において、 送信タイムスロットの先頭部における所定の期間に、上
記電力増幅用素子に所定の値のバイアス電圧を供給して
上記電力増幅用素子のアイドル電流を所定の値に設定す
るバイアス電圧設定回路と、 上記高周波信号が上記電力増幅用素子に実質的に供給さ
れていないとみなせる期間の、上記バイアス電圧をサン
プリング・ホールドするサンプリング・ホールド回路と
を有し、 上記高周波信号が上記電力増幅用素子に供給されている
期間に、上記サンプリング・ホールド回路の出力電圧を
上記電力増幅用素子にそのバイアス電圧として供給する
ようにした高周波パワーアンプのバイアス制御回路。 - 【請求項２】請求項１のバイアス制御回路において、 上記バイアス電圧設定回路が、温度補償用のダイオード
と、 このダイオードの端子電圧を含む電圧がバイアス電圧と
して供給されるトランジスタと、 上記電力増幅用素子に流れる出力電流を、上記トランジ
スタにフィードバックする回路とを有し、 上記トランジスタの出力電圧を上記サンプリング・ホー
ルド回路に供給し、 上記高周波信号が上記電力増幅用素子に供給されている
期間には、上記フィードバックする回路にかかわらず電
源電圧を上記電力増幅用素子に供給するようにした高周
波パワーアンプのバイアス制御回路。 - 【請求項３】請求項１あるいは請求項２のバイアス制御
回路において、 上記サンプリング・ホールド回路を、 入力電圧をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄコンバータと、 このＡ／Ｄコンバータの出力データをホールドするメモ
リと、 このメモリのホールドしたデータをＤ／Ａ変換するＤ／
Ａコンバータとから構成するようにした高周波パワーア
ンプのバイアス制御回路。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35206592A JP3365428B2 (ja) | 1992-12-09 | 1992-12-09 | 高周波パワーアンプのバイアス制御回路 |
| DE69315042T DE69315042T2 (de) | 1992-12-09 | 1993-11-25 | Schaltungsanordnung zur Steuerung der Vorspannung eines Leistungsverstärkers für Hochfrequenzsignale |
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| US08/158,766 US5406225A (en) | 1992-12-09 | 1993-11-30 | Bias control circuit for radio-frequency power amplifier |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35206592A JP3365428B2 (ja) | 1992-12-09 | 1992-12-09 | 高周波パワーアンプのバイアス制御回路 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06177658A JPH06177658A (ja) | 1994-06-24 |
| JP3365428B2 true JP3365428B2 (ja) | 2003-01-14 |
Family
ID=18421545
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35206592A Expired - Fee Related JP3365428B2 (ja) | 1992-12-09 | 1992-12-09 | 高周波パワーアンプのバイアス制御回路 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5406225A (ja) |
| EP (1) | EP0601410B1 (ja) |
| JP (1) | JP3365428B2 (ja) |
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- 1992-12-09 JP JP35206592A patent/JP3365428B2/ja not_active Expired - Fee Related
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