JPH08316743A - 増幅器の効率を向上させる方法および装置 - Google Patents
増幅器の効率を向上させる方法および装置Info
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- JPH08316743A JPH08316743A JP7303396A JP30339695A JPH08316743A JP H08316743 A JPH08316743 A JP H08316743A JP 7303396 A JP7303396 A JP 7303396A JP 30339695 A JP30339695 A JP 30339695A JP H08316743 A JPH08316743 A JP H08316743A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03G—CONTROL OF AMPLIFICATION
- H03G3/00—Gain control in amplifiers or frequency changers
- H03G3/007—Control dependent on the supply voltage
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03F—AMPLIFIERS
- H03F1/00—Details of amplifiers with only discharge tubes, only semiconductor devices or only unspecified devices as amplifying elements
- H03F1/02—Modifications of amplifiers to raise the efficiency, e.g. gliding Class A stages, use of an auxiliary oscillation
- H03F1/0205—Modifications of amplifiers to raise the efficiency, e.g. gliding Class A stages, use of an auxiliary oscillation in transistor amplifiers
- H03F1/0211—Modifications of amplifiers to raise the efficiency, e.g. gliding Class A stages, use of an auxiliary oscillation in transistor amplifiers with control of the supply voltage or current
- H03F1/0216—Continuous control
- H03F1/0233—Continuous control by using a signal derived from the output signal, e.g. bootstrapping the voltage supply
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- Amplifiers (AREA)
- Control Of Amplification And Gain Control (AREA)
- Transmitters (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 増幅器の効率を高める方法および装置を提供
する。 【解決手段】 送信機１０７には増幅回路構成２０３
と、増幅回路構成２０３にバイアスをかけてこの回路構
成が効率を増大させた状態で飽和により近づいて動作す
るようにする制御回路構成２１５，２１７，２１９とが
含まれる。ゲート・バイアスを提供するゲート電圧信号
２１３は、増幅回路構成２０３に結合され、増幅回路構
成２０３に結合された増幅器制御電圧２１１の値に応答
してプロセッサ回路構成２１９により動的に可変され
る。増幅回路構成２０３の出力電力を一定に維持する値
を有する増幅器制御電圧２１１は、検出回路構成２１５
により生成された被検出電力出力信号２１６とプロセッ
サ回路構成２１９により生成された電力出力制御信号２
１８との比較に応答して、統合回路構成２１７により生
成される。ゲート電圧信号２１３をその最大強度に動的
に可変して、増幅回路構成２０３が一定の出力電力を維
持しながらできるだけ飽和に近い状態で動作できるよう
にすることによって、高効率が実現される。
する。 【解決手段】 送信機１０７には増幅回路構成２０３
と、増幅回路構成２０３にバイアスをかけてこの回路構
成が効率を増大させた状態で飽和により近づいて動作す
るようにする制御回路構成２１５，２１７，２１９とが
含まれる。ゲート・バイアスを提供するゲート電圧信号
２１３は、増幅回路構成２０３に結合され、増幅回路構
成２０３に結合された増幅器制御電圧２１１の値に応答
してプロセッサ回路構成２１９により動的に可変され
る。増幅回路構成２０３の出力電力を一定に維持する値
を有する増幅器制御電圧２１１は、検出回路構成２１５
により生成された被検出電力出力信号２１６とプロセッ
サ回路構成２１９により生成された電力出力制御信号２
１８との比較に応答して、統合回路構成２１７により生
成される。ゲート電圧信号２１３をその最大強度に動的
に可変して、増幅回路構成２０３が一定の出力電力を維
持しながらできるだけ飽和に近い状態で動作できるよう
にすることによって、高効率が実現される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、一般に増幅器に関し、
さらに詳しくは、増幅器の効率を改善する方法および装
置に関する。
さらに詳しくは、増幅器の効率を改善する方法および装
置に関する。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】消費
者の要求が、電子技術の分野の技術的進歩を促してい
る。電子産業は、積極的な開発と製造を通じて電子部品
をさらに小型化することに成功し、それによってきわめ
て軽量で小型の手持ち式携帯電子装置が出現した。この
ような装置は、携帯無線電話を含めて、バッテリにより
電力を供給されるのが普通である。付属するバッテリの
寿命によって決まる無線電話の動作寿命が、消費者に対
する基本的なセールスポイントになることが多い。バッ
テリの利用度を最大にし、それによって消費者の要求を
満たすために、無線電話は消費電力を最適にするように
開発しなければならない。
者の要求が、電子技術の分野の技術的進歩を促してい
る。電子産業は、積極的な開発と製造を通じて電子部品
をさらに小型化することに成功し、それによってきわめ
て軽量で小型の手持ち式携帯電子装置が出現した。この
ような装置は、携帯無線電話を含めて、バッテリにより
電力を供給されるのが普通である。付属するバッテリの
寿命によって決まる無線電話の動作寿命が、消費者に対
する基本的なセールスポイントになることが多い。バッ
テリの利用度を最大にし、それによって消費者の要求を
満たすために、無線電話は消費電力を最適にするように
開発しなければならない。
【０００３】増幅器は、他の双方向通信装置の場合と同
様に、無線電話の動作にとって不可欠である。増幅器を
利用して、無線周波数（ＲＦ）信号を増幅して送信し、
無線電話が固定サイトのトランシーバと通信を行えるよ
うにする。また、固定サイトのトランシーバは、地上回
線電話システムと、地域内にある他の多重，携帯または
移動無線電話システムとの間でインターフェースされ
る。通常、既存の増幅器は、ＦＥＴ（電界効果トランジ
スタ）によって構成される増幅素子を利用する。近年、
当産業はシリコンＭＯＳＦＥＴ（金属酸化物半導体ＦＥ
Ｔ）の利用から、効率性を改善するためにガリウムヒ素
ＦＥＴを利用する方向に移っている。ガリウムヒ素ＦＥ
Ｔは、そのゲートに負の電圧を印加することによりバイ
アスがかけられて動作状態に入る。
様に、無線電話の動作にとって不可欠である。増幅器を
利用して、無線周波数（ＲＦ）信号を増幅して送信し、
無線電話が固定サイトのトランシーバと通信を行えるよ
うにする。また、固定サイトのトランシーバは、地上回
線電話システムと、地域内にある他の多重，携帯または
移動無線電話システムとの間でインターフェースされ
る。通常、既存の増幅器は、ＦＥＴ（電界効果トランジ
スタ）によって構成される増幅素子を利用する。近年、
当産業はシリコンＭＯＳＦＥＴ（金属酸化物半導体ＦＥ
Ｔ）の利用から、効率性を改善するためにガリウムヒ素
ＦＥＴを利用する方向に移っている。ガリウムヒ素ＦＥ
Ｔは、そのゲートに負の電圧を印加することによりバイ
アスがかけられて動作状態に入る。
【０００４】ガリウムヒ素ＦＥＴを利用する無線電話の
設計と製造を容易にするために、ガリウムヒ素ＦＥＴに
バイアスをかけて動作状態にするために要するゲート電
圧は、一定の負の電圧に設定されるのが普通である。無
線電話の増幅器は、２９ｄＢｍの強度の電力レベルを出
力するようＲＦ信号を増幅するために５００ｍＡもの電
流を利用することがある。このため、バッテリで電力を
供給される手持ち式無線電話を実現可能にするために
は、増幅器をできるだけ効率的に動作しなければならな
い。
設計と製造を容易にするために、ガリウムヒ素ＦＥＴに
バイアスをかけて動作状態にするために要するゲート電
圧は、一定の負の電圧に設定されるのが普通である。無
線電話の増幅器は、２９ｄＢｍの強度の電力レベルを出
力するようＲＦ信号を増幅するために５００ｍＡもの電
流を利用することがある。このため、バッテリで電力を
供給される手持ち式無線電話を実現可能にするために
は、増幅器をできるだけ効率的に動作しなければならな
い。
【０００５】従って、特にガリウムヒ素ＦＥＴ増幅素子
を利用する増幅器の効率性を増大する方法および装置が
必要である。
を利用する増幅器の効率性を増大する方法および装置が
必要である。
【０００６】
【実施例】本発明は、入力信号を増幅された出力信号に
増幅する増幅回路構成と、増幅回路構成を制御する制御
回路構成とを有する送信機を実現する。増幅回路構成
は、電源に結合され、第１，第２および第３入力と、出
力と、飽和点と、増幅器制御信号の電圧に応答する増幅
強度と、ゲート電圧信号に応答するゲート・バイアスと
を有する。制御回路構成は、被増幅出力信号の出力電力
レベルを検出する検出回路構成と、検出回路構成に応答
して増幅回路構成の増幅強度を設定する増幅器制御信号
を生成し、被増幅出力信号の出力電力レベルが所定の一
定レベルに留まるようにする統合回路構成と、ゲート電
圧信号をその最大の動作強度に動的に可変して増幅回路
構成が飽和点またはその付近で機能して効率を高められ
るようにするプロセッサ回路構成とによって構成され
る。
増幅する増幅回路構成と、増幅回路構成を制御する制御
回路構成とを有する送信機を実現する。増幅回路構成
は、電源に結合され、第１，第２および第３入力と、出
力と、飽和点と、増幅器制御信号の電圧に応答する増幅
強度と、ゲート電圧信号に応答するゲート・バイアスと
を有する。制御回路構成は、被増幅出力信号の出力電力
レベルを検出する検出回路構成と、検出回路構成に応答
して増幅回路構成の増幅強度を設定する増幅器制御信号
を生成し、被増幅出力信号の出力電力レベルが所定の一
定レベルに留まるようにする統合回路構成と、ゲート電
圧信号をその最大の動作強度に動的に可変して増幅回路
構成が飽和点またはその付近で機能して効率を高められ
るようにするプロセッサ回路構成とによって構成され
る。
【０００７】図１は、本発明を採用する無線電話通信シ
ステムを示すブロック図である。通常、この無線電話シ
ステムには、ＲＦ（無線周波数）信号を地域のカバレー
ジ・エリア内の携帯および移動無線電話に送出する固定
トランシーバ１０１が含まれる。このような電話の１つ
に、携帯無線電話１０３がある。
ステムを示すブロック図である。通常、この無線電話シ
ステムには、ＲＦ（無線周波数）信号を地域のカバレー
ジ・エリア内の携帯および移動無線電話に送出する固定
トランシーバ１０１が含まれる。このような電話の１つ
に、携帯無線電話１０３がある。
【０００８】モトローラ社から市販されるモデル番号F1
9UVD0960AAなどの携帯無線電話には、アンテナ１０５，
送信機１０７，受信機１０９，プロセッサ１１１および
ユーザ・インターフェース１１３が含まれる。
9UVD0960AAなどの携帯無線電話には、アンテナ１０５，
送信機１０７，受信機１０９，プロセッサ１１１および
ユーザ・インターフェース１１３が含まれる。
【０００９】アンテナ１０５は、固定トランシーバ１０
１との間でＲＦ信号を送受信するために用いられる。信
号を受信すると、アンテナ１０５はこの信号を電気ＲＦ
信号に変換して、受信機１０９に転送する。受信機１０
９は、受信された電気ＲＦ信号を復調し、復調されたＲ
Ｆ信号をデータ信号に変換し、このデータ信号をプロセ
ッサ１１１に結合する。被受信データ信号は、これで携
帯無線電話１０３の残りの部分によっても使用可能とな
るが、これにはプロセッサ１１１により利用される制御
情報および／またはユーザ・インターフェース１１３に
含まれるスピーカに結合されてユーザに対して可聴出力
を提供する音声データが含まれることがある。
１との間でＲＦ信号を送受信するために用いられる。信
号を受信すると、アンテナ１０５はこの信号を電気ＲＦ
信号に変換して、受信機１０９に転送する。受信機１０
９は、受信された電気ＲＦ信号を復調し、復調されたＲ
Ｆ信号をデータ信号に変換し、このデータ信号をプロセ
ッサ１１１に結合する。被受信データ信号は、これで携
帯無線電話１０３の残りの部分によっても使用可能とな
るが、これにはプロセッサ１１１により利用される制御
情報および／またはユーザ・インターフェース１１３に
含まれるスピーカに結合されてユーザに対して可聴出力
を提供する音声データが含まれることがある。
【００１０】ＲＦ信号を送信すると、プロセッサ１１１
は、送信機１０７に対して、送信すべき情報と制御情報
とを与える。送信機１０７は、送信すべき情報を取り出
し、それを電気ＲＦ信号に変換する。電気ＲＦ信号は送
信機１０７に含まれる増幅器を介して制御情報に従って
増幅される。送信機１０７は、被増幅電気ＲＦ信号をア
ンテナ１０５に結合し、アンテナ１０５は電気ＲＦ信号
を固定トランシーバ１０１が用いるために空中に送信さ
れるＲＦ信号に変換する。
は、送信機１０７に対して、送信すべき情報と制御情報
とを与える。送信機１０７は、送信すべき情報を取り出
し、それを電気ＲＦ信号に変換する。電気ＲＦ信号は送
信機１０７に含まれる増幅器を介して制御情報に従って
増幅される。送信機１０７は、被増幅電気ＲＦ信号をア
ンテナ１０５に結合し、アンテナ１０５は電気ＲＦ信号
を固定トランシーバ１０１が用いるために空中に送信さ
れるＲＦ信号に変換する。
【００１１】図２は、本発明を採用する、増幅回路構成
２０３と、検出回路構成２１５，統合回路構成２１７お
よびプロセッサ回路構成２１９などを具備する対応の制
御回路構成とを有する送信機１０７を示すブロック図で
ある。図３および図４にさらによく図示される基本的な
ブロックを具体化する回路構成は、１つ以上の回路基板
上に配置され、無線電話１０３などの任意の携帯ＲＦ通
信装置のハウジング内に収納される。
２０３と、検出回路構成２１５，統合回路構成２１７お
よびプロセッサ回路構成２１９などを具備する対応の制
御回路構成とを有する送信機１０７を示すブロック図で
ある。図３および図４にさらによく図示される基本的な
ブロックを具体化する回路構成は、１つ以上の回路基板
上に配置され、無線電話１０３などの任意の携帯ＲＦ通
信装置のハウジング内に収納される。
【００１２】増幅回路構成２０３には、少なくとも１つ
の増幅素子、好ましくはガリウムヒ素ＦＥＴ（電界効果
トランジスタ）が含まれる。バッテリなどの電源２０９
は、ＶＢ＋で示され、増幅回路構成２０３に電力を供給
する。電源２０９を構成するバッテリは、定格に充電さ
れると６．０Ｖなど特定の電圧を提供するように作成さ
れるが、増幅回路構成２０３は、バッテリがこの特定電
圧より低い電圧まで大幅に放電された場合にも機能する
ことができなければならない。
の増幅素子、好ましくはガリウムヒ素ＦＥＴ（電界効果
トランジスタ）が含まれる。バッテリなどの電源２０９
は、ＶＢ＋で示され、増幅回路構成２０３に電力を供給
する。電源２０９を構成するバッテリは、定格に充電さ
れると６．０Ｖなど特定の電圧を提供するように作成さ
れるが、増幅回路構成２０３は、バッテリがこの特定電
圧より低い電圧まで大幅に放電された場合にも機能する
ことができなければならない。
【００１３】増幅回路構成２０３は、ＲＦ入力回路構成
２０５により提供されたＲＦ入力信号２０４（通常、送
信すべき音声とデータとを含む）を、被増幅ＲＦ出力信
号２０６に増幅する。ＲＦ入力信号２０４は、ＲＦ出力
信号２０６内の電力量が送信機１０７の動作を定義する
複数の所定の電力出力レベルの１つに対応するよう増幅
される。増幅器回路構成２０３は、次にＲＦ出力信号２
０６をＲＦ出力回路構成２０７に出力する。
２０５により提供されたＲＦ入力信号２０４（通常、送
信すべき音声とデータとを含む）を、被増幅ＲＦ出力信
号２０６に増幅する。ＲＦ入力信号２０４は、ＲＦ出力
信号２０６内の電力量が送信機１０７の動作を定義する
複数の所定の電力出力レベルの１つに対応するよう増幅
される。増幅器回路構成２０３は、次にＲＦ出力信号２
０６をＲＦ出力回路構成２０７に出力する。
【００１４】図２のブロック図には、相関して増幅回路
構成２０３の動作の効率性を最大にする出力電力制御ル
ープおよびゲート・バイアス制御ループを含むいくつか
の制御ループが含まれる。出力電力制御ループとゲート
・バイアス制御ループの動作には、プロセッサ回路構成
２１９が共通する。送信機１０７は、一体型のプロセッ
サ回路構成２１９を利用するが、送信機１０７のプロセ
ッサに依存する機能は、図１に示されるプロセッサ１１
１などの装置中央プロセッサにより単独に提供されるこ
ともある。
構成２０３の動作の効率性を最大にする出力電力制御ル
ープおよびゲート・バイアス制御ループを含むいくつか
の制御ループが含まれる。出力電力制御ループとゲート
・バイアス制御ループの動作には、プロセッサ回路構成
２１９が共通する。送信機１０７は、一体型のプロセッ
サ回路構成２１９を利用するが、送信機１０７のプロセ
ッサに依存する機能は、図１に示されるプロセッサ１１
１などの装置中央プロセッサにより単独に提供されるこ
ともある。
【００１５】出力電力制御ループは、増幅回路構成２０
３の増幅強度を、増幅器制御信号２１１を介して可変す
ることにより、ＲＦ出力信号２０６内の電力量を一定の
レベルに保つ。出力電力制御ループは、検出回路構成２
１５，プロセッサ回路構成２１９および統合回路構成２
１７によって構成される。さらに、出力電力制御ループ
は、送信機１０７が動作中に機能する。
３の増幅強度を、増幅器制御信号２１１を介して可変す
ることにより、ＲＦ出力信号２０６内の電力量を一定の
レベルに保つ。出力電力制御ループは、検出回路構成２
１５，プロセッサ回路構成２１９および統合回路構成２
１７によって構成される。さらに、出力電力制御ループ
は、送信機１０７が動作中に機能する。
【００１６】検出回路構成２１５は、増幅回路構成２０
３とＲＦ出力回路構成２０６との間に結合され、さらに
統合回路構成２１７にも結合されてＲＦ出力信号２０６
の電力レベルを検出する。検出回路構成２１５は、これ
を検出すると、被検出電力出力信号２１６を生成し、統
合回路構成２１７に出力する。被検出電力出力信号２１
６は、ＲＦ出力信号２０６内の電力量に対応する。
３とＲＦ出力回路構成２０６との間に結合され、さらに
統合回路構成２１７にも結合されてＲＦ出力信号２０６
の電力レベルを検出する。検出回路構成２１５は、これ
を検出すると、被検出電力出力信号２１６を生成し、統
合回路構成２１７に出力する。被検出電力出力信号２１
６は、ＲＦ出力信号２０６内の電力量に対応する。
【００１７】プロセッサ回路構成２１９は、統合回路構
成２１７に結合されて、そこに電力出力制御信号２１８
を提供する。電力出力制御信号２１８には、ＲＦ出力信
号２０６内にあるべき電力量を定義する所定の値を持
つ。この所定の値は、製造中にプロセッサ回路構成２１
９のメモリに格納される複数の位相調整値（phasing va
lue ）のうちの１つである。
成２１７に結合されて、そこに電力出力制御信号２１８
を提供する。電力出力制御信号２１８には、ＲＦ出力信
号２０６内にあるべき電力量を定義する所定の値を持
つ。この所定の値は、製造中にプロセッサ回路構成２１
９のメモリに格納される複数の位相調整値（phasing va
lue ）のうちの１つである。
【００１８】統合回路構成２１７は、被検出電力出力信
号２１６と電力出力制御信号２１８とを有効に比較し
て、ＲＦ出力信号２０６内にある電力量と、そこにある
べき電力量との間の整合性を確認する。統合回路２１７
は、それに従って増幅器制御信号２１１の強度を調整し
て、増幅回路構成２０３が正確で一定したＲＦ出力信号
２０６を提供するようにする。
号２１６と電力出力制御信号２１８とを有効に比較し
て、ＲＦ出力信号２０６内にある電力量と、そこにある
べき電力量との間の整合性を確認する。統合回路２１７
は、それに従って増幅器制御信号２１１の強度を調整し
て、増幅回路構成２０３が正確で一定したＲＦ出力信号
２０６を提供するようにする。
【００１９】ゲート・バイアス制御ループは、増幅回路
構成２０３のゲート・バイアスを動的に可変して、その
所望の動作点を設定する。ゲート・バイアスは、プロセ
ッサ回路構成２１９により増幅回路構成２０３に結合さ
れたゲート電圧信号２１３に応答する。好適な実施例に
おいては、増幅器回路構成２０３の増幅素子を構成する
ガリウムヒ素ＦＥＴは、負の電圧でバイアスをかけられ
るので、ゲート電圧信号２１３は、負の電圧によって構
成される。ゲート・バイアス制御ループは、プロセッサ
回路構成２１９，電源２０９および増幅器制御信号２１
１によって構成される。ゲート・バイアス制御ループ
は、レベル変化，チャネル変化または無線電話１０３の
初期電源投入があるたびに実行される。
構成２０３のゲート・バイアスを動的に可変して、その
所望の動作点を設定する。ゲート・バイアスは、プロセ
ッサ回路構成２１９により増幅回路構成２０３に結合さ
れたゲート電圧信号２１３に応答する。好適な実施例に
おいては、増幅器回路構成２０３の増幅素子を構成する
ガリウムヒ素ＦＥＴは、負の電圧でバイアスをかけられ
るので、ゲート電圧信号２１３は、負の電圧によって構
成される。ゲート・バイアス制御ループは、プロセッサ
回路構成２１９，電源２０９および増幅器制御信号２１
１によって構成される。ゲート・バイアス制御ループ
は、レベル変化，チャネル変化または無線電話１０３の
初期電源投入があるたびに実行される。
【００２０】プロセッサ回路構成２１９は、ゲート電圧
信号２１３の負の電圧を動的に可変して、増幅回路構成
２０３ができるだけ飽和に近く、あるいはクラスＢ動作
に近くなるよう、さらにクラスＢ動作に入って動作する
ようにする。クラスＢ動作は、増幅素子の動作点がその
特性の最終端にあるとき（すなわちゲート電圧信号２１
３が増幅回路構成２０３の飽和点を定義するカットオフ
電圧にほぼ等しくなるとき）に起こる。増幅回路構成２
０３が飽和付近で動作するように制御することにより、
増幅回路構成２０３の動作の効率性は、使用電流の削減
という形で実現される。
信号２１３の負の電圧を動的に可変して、増幅回路構成
２０３ができるだけ飽和に近く、あるいはクラスＢ動作
に近くなるよう、さらにクラスＢ動作に入って動作する
ようにする。クラスＢ動作は、増幅素子の動作点がその
特性の最終端にあるとき（すなわちゲート電圧信号２１
３が増幅回路構成２０３の飽和点を定義するカットオフ
電圧にほぼ等しくなるとき）に起こる。増幅回路構成２
０３が飽和付近で動作するように制御することにより、
増幅回路構成２０３の動作の効率性は、使用電流の削減
という形で実現される。
【００２１】プロセッサ回路構成２１９は、増幅回路構
成２１３を制御して、ゲート電圧信号２１３の負の電圧
を増減することにより動作が飽和付近に留まるようにす
る。増幅回路構成２０３は、増幅器制御信号２１１の強
度が電源２０９の強度の所定値内にあるときに、飽和点
付近で動作すると見なすことができる。増幅器制御信号
２１１と電源２０９とをプロセッサ回路構成２１９に結
合することにより、プロセッサ回路構成２１９は、増幅
回路構成２０３が飽和点に近づきすぎたか否かを判定し
て、近づきすぎた場合には、ゲート電圧信号２１３の負
の電圧をより小さな負の値に調整して、飽和を防ぐこと
もできる。増幅器を飽和状態で動作させることは、通常
は望ましくない。これは増幅素子のある特性に損傷をき
たし、その後で増幅回路構成の動作の効率性を下げるこ
とがあるためである。
成２１３を制御して、ゲート電圧信号２１３の負の電圧
を増減することにより動作が飽和付近に留まるようにす
る。増幅回路構成２０３は、増幅器制御信号２１１の強
度が電源２０９の強度の所定値内にあるときに、飽和点
付近で動作すると見なすことができる。増幅器制御信号
２１１と電源２０９とをプロセッサ回路構成２１９に結
合することにより、プロセッサ回路構成２１９は、増幅
回路構成２０３が飽和点に近づきすぎたか否かを判定し
て、近づきすぎた場合には、ゲート電圧信号２１３の負
の電圧をより小さな負の値に調整して、飽和を防ぐこと
もできる。増幅器を飽和状態で動作させることは、通常
は望ましくない。これは増幅素子のある特性に損傷をき
たし、その後で増幅回路構成の動作の効率性を下げるこ
とがあるためである。
【００２２】飽和を防ごうとしながら、プロセッサ回路
構成２１９は同様に、増幅回路構成２０３ができるだけ
飽和点近くで動作して、増幅器の効率性を増大させるこ
とにも関与する。増幅器制御信号２１１が飽和点を示す
前述の所定値内にないときは、プロセッサ回路構成２１
９はゲート電圧信号２１３の電圧をより大きな負の値に
調整する。
構成２１９は同様に、増幅回路構成２０３ができるだけ
飽和点近くで動作して、増幅器の効率性を増大させるこ
とにも関与する。増幅器制御信号２１１が飽和点を示す
前述の所定値内にないときは、プロセッサ回路構成２１
９はゲート電圧信号２１３の電圧をより大きな負の値に
調整する。
【００２３】増幅回路構成２０３が飽和状態に近づくに
つれて、あるいは飽和状態になると、ＲＦ出力信号２０
６内の電力量が減るので、出力電力制御ループおよびゲ
ート・バイアス制御ループが相関して、出力電力制御ル
ープがＲＦ出力信号２０６内の電力量を一定のレベルに
保つことができ、なおかつゲート・バイアス制御ループ
は、ゲート電圧信号２１３を許容範囲内の最も大きな負
の電圧に動的に可変させ、それによって増幅回路構成２
０３がより飽和に近づき、効率が増大するようにする。
つれて、あるいは飽和状態になると、ＲＦ出力信号２０
６内の電力量が減るので、出力電力制御ループおよびゲ
ート・バイアス制御ループが相関して、出力電力制御ル
ープがＲＦ出力信号２０６内の電力量を一定のレベルに
保つことができ、なおかつゲート・バイアス制御ループ
は、ゲート電圧信号２１３を許容範囲内の最も大きな負
の電圧に動的に可変させ、それによって増幅回路構成２
０３がより飽和に近づき、効率が増大するようにする。
【００２４】さらに前述の方法でゲート電圧信号２１３
を動的に可変することにより、本発明は、ＲＦ出力信号
２０６内の必要な一定量の電力を、設定された負のゲー
ト電圧で機能する現在の送信機のガリウムヒ素ＦＥＴ増
幅器に関して最悪の場合の温度条件または挿入損失条件
下で、さらに維持することができる。
を動的に可変することにより、本発明は、ＲＦ出力信号
２０６内の必要な一定量の電力を、設定された負のゲー
ト電圧で機能する現在の送信機のガリウムヒ素ＦＥＴ増
幅器に関して最悪の場合の温度条件または挿入損失条件
下で、さらに維持することができる。
【００２５】図３は、本発明を採用する、増幅回路構成
２０３と、検出回路構成２１５，統合回路構成２１７お
よびプロセッサ回路構成２１９などを含む対応する制御
回路構成とを有する送信機１０７をさらに詳しく示す概
略図である。図３では、増幅回路構成２０３および出力
電力制御ループとゲート・バイアス制御ループとを維持
して増幅回路構成２０３の効率的動作を可能にする制御
回路構成を含む送信機１０７の部品をさらに詳しく定義
する。
２０３と、検出回路構成２１５，統合回路構成２１７お
よびプロセッサ回路構成２１９などを含む対応する制御
回路構成とを有する送信機１０７をさらに詳しく示す概
略図である。図３では、増幅回路構成２０３および出力
電力制御ループとゲート・バイアス制御ループとを維持
して増幅回路構成２０３の効率的動作を可能にする制御
回路構成を含む送信機１０７の部品をさらに詳しく定義
する。
【００２６】多段構造の増幅回路構成２０３は、ＲＦ入
力回路構成２０５からＲＦ入力信号２０４を受信する。
ＲＦ入力信号２０４は、ＲＦ入力回路構成２０５によっ
て生成された周波数変調情報信号によって構成される。
ＲＦ入力回路構成２０５は、通常は無線電話１０３のユ
ーザにより、マイクロホン（図示せず）を介して供給さ
れる変換された音声信号またはデータ信号からなる電気
情報信号を受信する。ＶＣＯ（電圧制御発振器）３０１
は、情報信号をある周波数の発振信号と合成して、周波
数変調情報信号を生成する。周波数変調情報信号は、次
に、通常は帯域通過フィルタであるフィルタと周波数変
調情報信号の強度を増大する増幅装置の両方として機能
するバッファ３０３に結合される。増幅器回路構成２０
３によって増幅される前に、ＲＦ入力信号２０４は可変
抵抗で構成される可変減衰器３０５に結合される。可変
減衰器３０５は、送信機１０７が送信していないときは
高い減衰を、またＲＦ入力信号２０４を送信するために
は低い減衰を提供するよう調整することができる。
力回路構成２０５からＲＦ入力信号２０４を受信する。
ＲＦ入力信号２０４は、ＲＦ入力回路構成２０５によっ
て生成された周波数変調情報信号によって構成される。
ＲＦ入力回路構成２０５は、通常は無線電話１０３のユ
ーザにより、マイクロホン（図示せず）を介して供給さ
れる変換された音声信号またはデータ信号からなる電気
情報信号を受信する。ＶＣＯ（電圧制御発振器）３０１
は、情報信号をある周波数の発振信号と合成して、周波
数変調情報信号を生成する。周波数変調情報信号は、次
に、通常は帯域通過フィルタであるフィルタと周波数変
調情報信号の強度を増大する増幅装置の両方として機能
するバッファ３０３に結合される。増幅器回路構成２０
３によって増幅される前に、ＲＦ入力信号２０４は可変
抵抗で構成される可変減衰器３０５に結合される。可変
減衰器３０５は、送信機１０７が送信していないときは
高い減衰を、またＲＦ入力信号２０４を送信するために
は低い減衰を提供するよう調整することができる。
【００２７】ＲＦ入力信号２０４は、増幅回路構成２０
３の初期段を形成する電力増幅器ドライバ３０７に結合
される。電力増幅器ドライバ３０７は、ＲＦ入力信号２
０４を、独占的に電力増幅器ドライバ３０７に結合され
る増幅器制御信号２１１により決定される強度まで増幅
する。好適な実施例においては、電力増幅器ドライバ３
０７は、増幅器制御信号２１１に応答して、ＲＦ入力信
号２０４を約＋８ｄＢｍの電力レベルから約＋１７ｄＢ
ｍという高い電力レベルまで増幅することができる。
３の初期段を形成する電力増幅器ドライバ３０７に結合
される。電力増幅器ドライバ３０７は、ＲＦ入力信号２
０４を、独占的に電力増幅器ドライバ３０７に結合され
る増幅器制御信号２１１により決定される強度まで増幅
する。好適な実施例においては、電力増幅器ドライバ３
０７は、増幅器制御信号２１１に応答して、ＲＦ入力信
号２０４を約＋８ｄＢｍの電力レベルから約＋１７ｄＢ
ｍという高い電力レベルまで増幅することができる。
【００２８】電力増幅器３０９は、電力増幅器ドライバ
３０７の出力に結合され、増幅回路構成２０３の最終段
を形成する。電力増幅器ドライバ３０７からすでに増幅
されているＲＦ入力信号２０４を受信すると、電力増幅
器３０９は、ＲＦ入力信号２０４を約＋３０ｄＢｍとい
う高い電力レベルまでさらに増幅する。電力増幅器３０
９は、ゲート電圧信号２１３の印加を介して動作状態に
バイアスをかけられる。好適な実施例においては、電力
増幅器３０９は、約０Ｖないし−５．４Ｖの負のバイア
ス電圧を動作に必要とするガリウムヒ素ＦＥＴである。
電力増幅器ドライバ３０７および電力増幅器３０９によ
ってアンテナ（図１のアンテナ１０５など）を介する送
信に適したレベルまですでに増幅されたＲＦ入力信号２
０４が、ＲＦ出力信号２０６の形で増幅回路構成２０３
から出力される。ＲＦ出力信号２０６は、送信前にＲＦ
出力回路構成２０７の二重帯域消去フィルタ３１１によ
り濾波されることもある。
３０７の出力に結合され、増幅回路構成２０３の最終段
を形成する。電力増幅器ドライバ３０７からすでに増幅
されているＲＦ入力信号２０４を受信すると、電力増幅
器３０９は、ＲＦ入力信号２０４を約＋３０ｄＢｍとい
う高い電力レベルまでさらに増幅する。電力増幅器３０
９は、ゲート電圧信号２１３の印加を介して動作状態に
バイアスをかけられる。好適な実施例においては、電力
増幅器３０９は、約０Ｖないし−５．４Ｖの負のバイア
ス電圧を動作に必要とするガリウムヒ素ＦＥＴである。
電力増幅器ドライバ３０７および電力増幅器３０９によ
ってアンテナ（図１のアンテナ１０５など）を介する送
信に適したレベルまですでに増幅されたＲＦ入力信号２
０４が、ＲＦ出力信号２０６の形で増幅回路構成２０３
から出力される。ＲＦ出力信号２０６は、送信前にＲＦ
出力回路構成２０７の二重帯域消去フィルタ３１１によ
り濾波されることもある。
【００２９】出力電力制御ループは、増幅回路構成２０
３の増幅強度を直接的に制御する増幅器制御信号２１１
を可変することにより、ＲＦ出力信号２０６内の電力量
を一定のレベルに保つ。明記されたように、出力電力制
御ループは、検出回路構成２１５，プロセッサ回路構成
２１９および統合回路構成２１７によって構成される。
３の増幅強度を直接的に制御する増幅器制御信号２１１
を可変することにより、ＲＦ出力信号２０６内の電力量
を一定のレベルに保つ。明記されたように、出力電力制
御ループは、検出回路構成２１５，プロセッサ回路構成
２１９および統合回路構成２１７によって構成される。
【００３０】検出回路構成２１５は、増幅回路構成２０
３とＲＦ出力回路構成２０７との間に結合され、ＲＦ出
力回路構成２０７で濾波する前にＲＦ出力信号２０６の
電力レベルを検出する。検出回路構成２１５には、方向
性結合器３１３が含まれる。方向性結合器３１３には、
ＲＦ出力信号２０６に過剰な損失を起こさずにＲＦ出力
信号２０６を検出器３１５に結合する電磁結合器が含ま
れる。方向性結合器３１３には、抵抗と、結合されたＲ
Ｆ出力信号２０６を検出器３１５に向けるダイオードと
がさらに含まれる。低域通過フィルタである検出器３１
５は、ＲＦ出力信号２０６内の電力量に対応する電圧を
有する被検出電力出力信号２１６を効果的に出力する。
被検出電力出力信号２１６は、次に統合回路構成２１７
に結合される。
３とＲＦ出力回路構成２０７との間に結合され、ＲＦ出
力回路構成２０７で濾波する前にＲＦ出力信号２０６の
電力レベルを検出する。検出回路構成２１５には、方向
性結合器３１３が含まれる。方向性結合器３１３には、
ＲＦ出力信号２０６に過剰な損失を起こさずにＲＦ出力
信号２０６を検出器３１５に結合する電磁結合器が含ま
れる。方向性結合器３１３には、抵抗と、結合されたＲ
Ｆ出力信号２０６を検出器３１５に向けるダイオードと
がさらに含まれる。低域通過フィルタである検出器３１
５は、ＲＦ出力信号２０６内の電力量に対応する電圧を
有する被検出電力出力信号２１６を効果的に出力する。
被検出電力出力信号２１６は、次に統合回路構成２１７
に結合される。
【００３１】ＲＦ出力信号２０６内の電力量を一定のレ
ベルに保つために、出力電力制御ループはプロセッサ回
路構成２１９に依存して、電力出力制御信号２１８を提
供する。ＲＦ出力信号２０６内に含まれるべき電力量に
対応する電圧によって構成される電力出力制御信号２１
８は、プロセッサ回路構成２１９に含まれる、モトロー
ラ社製の68HC11マイクロコントローラなどのマイクロプ
ロセッサ３１７により生成される。第１に、マイクロプ
ロセッサ３１７は、複数の所定の電力出力レベルのうち
どのレベルで送信機１０７が動作すべきかを、固定トラ
ンシーバ１０１（図１参照）によって送付された電力制
御命令（図示せず）を識別することにより判定する。
ベルに保つために、出力電力制御ループはプロセッサ回
路構成２１９に依存して、電力出力制御信号２１８を提
供する。ＲＦ出力信号２０６内に含まれるべき電力量に
対応する電圧によって構成される電力出力制御信号２１
８は、プロセッサ回路構成２１９に含まれる、モトロー
ラ社製の68HC11マイクロコントローラなどのマイクロプ
ロセッサ３１７により生成される。第１に、マイクロプ
ロセッサ３１７は、複数の所定の電力出力レベルのうち
どのレベルで送信機１０７が動作すべきかを、固定トラ
ンシーバ１０１（図１参照）によって送付された電力制
御命令（図示せず）を識別することにより判定する。
【００３２】第２に、マイクロプロセッサ３１７は、付
属のメモリ３１９内に格納される位相調整値にアクセス
して、電力出力制御信号２１８の電圧を設定する。無線
電話１０３の製造中に、位相調整値はメモリ３１９内に
プログラミングされる。格納された位相調整値は、複数
の所定の電力出力レベルで構成されるのが普通である。
複数の所定の電力出力レベルのそれぞれは、特定の所定
の電力出力レベルにより増幅された後にＲＦ出力信号２
０６内に含まれるべき電力量を定義する実際の電力値と
関連する。たとえば、８０（hex ）は２７．５ｄＢｍに
相当する。マイクロプロセッサ３１７は、所定の電力出
力レベルを電力制御命令によって決まる電力出力レベル
で参照することにより、メモリ３１９内に格納された位
相調整値から実際の電力値を検索することができる。マ
イクロプロセッサ３１７は、検索された実際の電力値に
対応する電力出力制御信号２１８の電圧を設定する。
属のメモリ３１９内に格納される位相調整値にアクセス
して、電力出力制御信号２１８の電圧を設定する。無線
電話１０３の製造中に、位相調整値はメモリ３１９内に
プログラミングされる。格納された位相調整値は、複数
の所定の電力出力レベルで構成されるのが普通である。
複数の所定の電力出力レベルのそれぞれは、特定の所定
の電力出力レベルにより増幅された後にＲＦ出力信号２
０６内に含まれるべき電力量を定義する実際の電力値と
関連する。たとえば、８０（hex ）は２７．５ｄＢｍに
相当する。マイクロプロセッサ３１７は、所定の電力出
力レベルを電力制御命令によって決まる電力出力レベル
で参照することにより、メモリ３１９内に格納された位
相調整値から実際の電力値を検索することができる。マ
イクロプロセッサ３１７は、検索された実際の電力値に
対応する電力出力制御信号２１８の電圧を設定する。
【００３３】マイクロプロセッサ３１７により出力され
た電力出力制御信号２１８は、第１デジタル−アナログ
（Ｄ／Ａ）変換器３２１を通過してから、統合回路構成
２１７に結合される。第１デジタル−アナログ（Ｄ／
Ａ）変換器３２１は、マイクロプロセッサ３１７により
出力されたデジタル電力出力制御信号２１８を、統合回
路構成２１７が識別することのできるアナログの電力出
力制御信号２１８に変換する。
た電力出力制御信号２１８は、第１デジタル−アナログ
（Ｄ／Ａ）変換器３２１を通過してから、統合回路構成
２１７に結合される。第１デジタル−アナログ（Ｄ／
Ａ）変換器３２１は、マイクロプロセッサ３１７により
出力されたデジタル電力出力制御信号２１８を、統合回
路構成２１７が識別することのできるアナログの電力出
力制御信号２１８に変換する。
【００３４】統合回路構成２１７は、被検出電力出力信
号２１６と電力出力制御信号２１８との比較に応答し
て、増幅器制御信号２１１を可変することによりＲＦ出
力信号２０６内の電力量を制御する。統合回路構成２１
７は、被検出電力出力信号２１６と電力出力制御信号２
１８とを比較する積分器３２３を含む。被検出電力出力
信号２１６と電力出力制御信号２１８は、それぞれ、積
分器３２３の負（−）の入力と正（＋）の入力に結合さ
れる。被検出電力出力信号２１６の電圧が電力出力制御
信号２１８の電圧より低い場合は、積分器３２３の出力
の電圧が増大される。逆に、被検出電力出力信号２１６
の電圧が電力出力制御信号２１８の電圧より大きい場合
には、積分器３２３の出力の電圧は下げられる。
号２１６と電力出力制御信号２１８との比較に応答し
て、増幅器制御信号２１１を可変することによりＲＦ出
力信号２０６内の電力量を制御する。統合回路構成２１
７は、被検出電力出力信号２１６と電力出力制御信号２
１８とを比較する積分器３２３を含む。被検出電力出力
信号２１６と電力出力制御信号２１８は、それぞれ、積
分器３２３の負（−）の入力と正（＋）の入力に結合さ
れる。被検出電力出力信号２１６の電圧が電力出力制御
信号２１８の電圧より低い場合は、積分器３２３の出力
の電圧が増大される。逆に、被検出電力出力信号２１６
の電圧が電力出力制御信号２１８の電圧より大きい場合
には、積分器３２３の出力の電圧は下げられる。
【００３５】統合回路構成２１７には、積分器３２３の
出力と電力増幅器ドライバ３０７との間に結合されたバ
ッファ３２５がさらに含まれる。バッファ３２５は、主
にｎｐｎトランジスタ３２７とｐチャネル・エンハンス
メント・モードＭＯＳＦＥＴ（金属酸化物半導体電界効
果トランジスタ）３２９によって構成される。抵抗３３
１は、ｎｐｎトランジスタ３２７のベースを積分器３２
３の出力に結合する。被検出電力出力信号２１６が電力
出力制御信号２１８よりも低い場合など、積分器３２３
の出力の電圧が上がると、ｎｐｎトランジスタ３２７の
ベースに流れ込む電流が増えて、ｎｐｎトランジスタ３
２７のコレクタに流れ込む電流が増える。ｎｐｎトラン
ジスタ３２７のコレクタは、ＭＯＳＦＥＴ３２９のゲー
トに結合される。
出力と電力増幅器ドライバ３０７との間に結合されたバ
ッファ３２５がさらに含まれる。バッファ３２５は、主
にｎｐｎトランジスタ３２７とｐチャネル・エンハンス
メント・モードＭＯＳＦＥＴ（金属酸化物半導体電界効
果トランジスタ）３２９によって構成される。抵抗３３
１は、ｎｐｎトランジスタ３２７のベースを積分器３２
３の出力に結合する。被検出電力出力信号２１６が電力
出力制御信号２１８よりも低い場合など、積分器３２３
の出力の電圧が上がると、ｎｐｎトランジスタ３２７の
ベースに流れ込む電流が増えて、ｎｐｎトランジスタ３
２７のコレクタに流れ込む電流が増える。ｎｐｎトラン
ジスタ３２７のコレクタは、ＭＯＳＦＥＴ３２９のゲー
トに結合される。
【００３６】ｎｐｎトランジスタ３２７のコレクタに流
れ込む電流が増えると、電源２０９およびＭＯＳＦＥＴ
３２９のソースの両方をＭＯＳＦＥＴ３２９のゲートに
結合する第２抵抗３３３の両端の電圧が上がり、ＭＯＳ
ＦＥＴ３２９がオンになる。オンになると、増幅器制御
信号２１１を構成するＭＯＳＦＥＴ３２９のドレイン電
流の一部が電力増幅器ドライバ３０７に流れる。電力増
幅器ドライバ３０７は、増幅器制御信号２１１の強度に
従って増幅回路構成２０３の増幅強度を大きくする。さ
らにドレイン電流の別の部分が第３抵抗３３５および第
４抵抗３３７に流れて、トランジスタ３２７のエミッタ
に電圧を発生させ、トランジスタ３２７をオフにする。
れ込む電流が増えると、電源２０９およびＭＯＳＦＥＴ
３２９のソースの両方をＭＯＳＦＥＴ３２９のゲートに
結合する第２抵抗３３３の両端の電圧が上がり、ＭＯＳ
ＦＥＴ３２９がオンになる。オンになると、増幅器制御
信号２１１を構成するＭＯＳＦＥＴ３２９のドレイン電
流の一部が電力増幅器ドライバ３０７に流れる。電力増
幅器ドライバ３０７は、増幅器制御信号２１１の強度に
従って増幅回路構成２０３の増幅強度を大きくする。さ
らにドレイン電流の別の部分が第３抵抗３３５および第
４抵抗３３７に流れて、トランジスタ３２７のエミッタ
に電圧を発生させ、トランジスタ３２７をオフにする。
【００３７】あるいは、積分器３２３の出力の電圧が下
がると、ｎｐｎトランジスタ３２７のベースに流れ込む
電流が減る。これにより、ｎｐｎトランジスタ３２７の
コレクタに流れ込む電流が減少して、抵抗３３３の両端
の電圧降下をさらに小さくする。抵抗３３３の両端の電
圧降下が小さくなると、ＭＯＳＦＥＴ３２９がオフにな
り、増幅器制御信号２１１を低下させる。増幅器制御信
号が低下すると、電力増幅器ドライバ３０７は増幅回路
構成２０３の増幅強度を下げさせる。
がると、ｎｐｎトランジスタ３２７のベースに流れ込む
電流が減る。これにより、ｎｐｎトランジスタ３２７の
コレクタに流れ込む電流が減少して、抵抗３３３の両端
の電圧降下をさらに小さくする。抵抗３３３の両端の電
圧降下が小さくなると、ＭＯＳＦＥＴ３２９がオフにな
り、増幅器制御信号２１１を低下させる。増幅器制御信
号が低下すると、電力増幅器ドライバ３０７は増幅回路
構成２０３の増幅強度を下げさせる。
【００３８】ゲート・バイアス制御ループは、出力電力
制御ループが必要な量の電力をＲＦ出力信号２０６内に
維持することを禁止せずに、増幅回路構成２０３をでき
るだけ飽和に近い状態で動作させる。前述のように、増
幅回路構成２０３は、電力増幅器３０９を構成するガリ
ウムヒ素ＦＥＴのゲートに供給するゲート電圧信号２１
３の負の強度を制御することによって、飽和に近い状態
で機能させられる。増幅回路構成２０３が飽和に近づい
て機能するにつれて出力電力は小さくなるので、ゲート
電圧信号２１３の負の強度は、動的に増大または減少し
て、ＲＦ出力信号２０６内の必要量の電力を維持し、増
幅回路構成２０３の効率を最大にする。プロセッサ回路
構成２１９のマイクロプロセッサ３１７は、電源２０９
および増幅器制御信号２１１の電圧レベルに応答して、
ゲート電圧信号２１３の負の強度を動的に増大または減
少するようにさらに機能する。電源２０９および増幅器
制御信号２１１の両方の電圧レベルは、プロセッサ回路
構成２１９に含まれるそれぞれのアナログ−デジタル
（Ａ／Ｄ）変換器３３９，３４１を介してマイクロプロ
セッサ３１７に結合される。アナログ−デジタル変換器
３３９，３４１は、電源２０９と増幅器制御信号２１１
の連続した時間変化アナログ電圧をマイクロプロセッサ
３１７が識別することのできる個別のデジタル値に変換
する。
制御ループが必要な量の電力をＲＦ出力信号２０６内に
維持することを禁止せずに、増幅回路構成２０３をでき
るだけ飽和に近い状態で動作させる。前述のように、増
幅回路構成２０３は、電力増幅器３０９を構成するガリ
ウムヒ素ＦＥＴのゲートに供給するゲート電圧信号２１
３の負の強度を制御することによって、飽和に近い状態
で機能させられる。増幅回路構成２０３が飽和に近づい
て機能するにつれて出力電力は小さくなるので、ゲート
電圧信号２１３の負の強度は、動的に増大または減少し
て、ＲＦ出力信号２０６内の必要量の電力を維持し、増
幅回路構成２０３の効率を最大にする。プロセッサ回路
構成２１９のマイクロプロセッサ３１７は、電源２０９
および増幅器制御信号２１１の電圧レベルに応答して、
ゲート電圧信号２１３の負の強度を動的に増大または減
少するようにさらに機能する。電源２０９および増幅器
制御信号２１１の両方の電圧レベルは、プロセッサ回路
構成２１９に含まれるそれぞれのアナログ−デジタル
（Ａ／Ｄ）変換器３３９，３４１を介してマイクロプロ
セッサ３１７に結合される。アナログ−デジタル変換器
３３９，３４１は、電源２０９と増幅器制御信号２１１
の連続した時間変化アナログ電圧をマイクロプロセッサ
３１７が識別することのできる個別のデジタル値に変換
する。
【００３９】マイクロプロセッサ３１７は、電源２０９
と増幅器制御信号２１１の電圧レベルをメモリ３１９内
に格納された所定の値と比較する。電源２０９の電圧レ
ベルが増幅器制御信号２１１の電圧レベルの所定値内に
ある場合は、マイクロプロセッサ３１７は、増幅回路構
成２０３が飽和しないようにするためには、増幅回路構
成２０３の負の強度を減少させることが必要であると判
断する。あるいは、電源２０９の電圧レベルが増幅器制
御信号２１１の電圧レベルの所定値内にない場合は、マ
イクロプロセッサ３１７は、増幅回路構成２０３を飽和
に近づけて電力増幅器２０３の効率を改善するために
は、増幅回路構成２０３の負の強度を増大すれば良いと
判断する。
と増幅器制御信号２１１の電圧レベルをメモリ３１９内
に格納された所定の値と比較する。電源２０９の電圧レ
ベルが増幅器制御信号２１１の電圧レベルの所定値内に
ある場合は、マイクロプロセッサ３１７は、増幅回路構
成２０３が飽和しないようにするためには、増幅回路構
成２０３の負の強度を減少させることが必要であると判
断する。あるいは、電源２０９の電圧レベルが増幅器制
御信号２１１の電圧レベルの所定値内にない場合は、マ
イクロプロセッサ３１７は、増幅回路構成２０３を飽和
に近づけて電力増幅器２０３の効率を改善するために
は、増幅回路構成２０３の負の強度を増大すれば良いと
判断する。
【００４０】マイクロプロセッサ３１７は、すでに判断
されたゲート電圧信号２１３の負の強度の増大または減
少に対応するデジタル信号を生成する。このデジタル信
号は、プロセッサ回路構成２１９の第２デジタル−アナ
ログ（Ｄ／Ａ）変換器３４３に出力される。デジタル−
アナログ（Ｄ／Ａ）変換器３４３は、このデジタル信号
を比例する正のアナログ電圧に変換する。この正のアナ
ログ電圧は、演算増幅器構造３４５を構成する演算増幅
器の負の入力に結合される。
されたゲート電圧信号２１３の負の強度の増大または減
少に対応するデジタル信号を生成する。このデジタル信
号は、プロセッサ回路構成２１９の第２デジタル−アナ
ログ（Ｄ／Ａ）変換器３４３に出力される。デジタル−
アナログ（Ｄ／Ａ）変換器３４３は、このデジタル信号
を比例する正のアナログ電圧に変換する。この正のアナ
ログ電圧は、演算増幅器構造３４５を構成する演算増幅
器の負の入力に結合される。
【００４１】演算増幅器構造３４５は、デジタル−アナ
ログ変換器３４３によって出力された正のアナログ電圧
を反転および増幅する。増幅回路構成２０３の電力増幅
器３０９を構成するガリウムヒ素ＦＥＴは、そのゲート
に印加された負の電圧によって動作状態にバイアスをか
けられるので、反転が必要になる。演算増幅器構造３４
５内に含まれる抵抗の値は、マイクロプロセッサ３１７
が生成した電圧を増幅回路構成２０３にバイアスをかけ
るのに適切な値に増幅するよう選択される。演算増幅器
構造３４５によって生成された増幅された負のアナログ
電圧は、ゲート電圧信号２１３として増幅回路構成２０
３に出力される。
ログ変換器３４３によって出力された正のアナログ電圧
を反転および増幅する。増幅回路構成２０３の電力増幅
器３０９を構成するガリウムヒ素ＦＥＴは、そのゲート
に印加された負の電圧によって動作状態にバイアスをか
けられるので、反転が必要になる。演算増幅器構造３４
５内に含まれる抵抗の値は、マイクロプロセッサ３１７
が生成した電圧を増幅回路構成２０３にバイアスをかけ
るのに適切な値に増幅するよう選択される。演算増幅器
構造３４５によって生成された増幅された負のアナログ
電圧は、ゲート電圧信号２１３として増幅回路構成２０
３に出力される。
【００４２】図４に、ゲート電圧信号２１３を生成する
代替の装置を示す。図４は、プロセッサ回路構成２１９
の構造と機能に関してのみ図３と異なる。図３のマイク
ロプロセッサ３１７は、増幅器制御信号３４１とそれに
結合された電源２０９との比較に応答して、ゲート電圧
信号２１３に対応する電圧を生成する。図４では、この
ような比較は必要ない。従って、図４のプロセッサ回路
構成２１９は、そこに含まれるマイクロプロセッサ４１
７が電源２０９および増幅器制御信号２１１からの入力
を必要としないので、第１および第２アナログ−デジタ
ル変換器３３９，３４１またはデジタル−アナログ変換
器３４３を持つ必要がない。ゲート電圧信号２１３は、
（出力電力制御ループの）増幅器制御信号２１１の電圧
の変更に直接的に応答して代替の演算増幅器構造４４５
によって生成される。
代替の装置を示す。図４は、プロセッサ回路構成２１９
の構造と機能に関してのみ図３と異なる。図３のマイク
ロプロセッサ３１７は、増幅器制御信号３４１とそれに
結合された電源２０９との比較に応答して、ゲート電圧
信号２１３に対応する電圧を生成する。図４では、この
ような比較は必要ない。従って、図４のプロセッサ回路
構成２１９は、そこに含まれるマイクロプロセッサ４１
７が電源２０９および増幅器制御信号２１１からの入力
を必要としないので、第１および第２アナログ−デジタ
ル変換器３３９，３４１またはデジタル−アナログ変換
器３４３を持つ必要がない。ゲート電圧信号２１３は、
（出力電力制御ループの）増幅器制御信号２１１の電圧
の変更に直接的に応答して代替の演算増幅器構造４４５
によって生成される。
【００４３】マイクロプロセッサ４１７は、ゲート電圧
信号２１３を間接的に生成しないが、基準電圧を定電圧
源４４３と抵抗Ｒ１とを介して、演算増幅器構造４４５
を構成する演算増幅器の負（−）の入力に結合する。さ
らにマイクロプロセッサ４１７によって制御された負の
電源電圧４４７が、演算増幅器構造４４５にバイアスを
かける。
信号２１３を間接的に生成しないが、基準電圧を定電圧
源４４３と抵抗Ｒ１とを介して、演算増幅器構造４４５
を構成する演算増幅器の負（−）の入力に結合する。さ
らにマイクロプロセッサ４１７によって制御された負の
電源電圧４４７が、演算増幅器構造４４５にバイアスを
かける。
【００４４】ゲート電圧信号２１３は、基準電圧と演算
増幅器構造４４５を構成する演算増幅器の正（＋）の入
力に結合された増幅器制御信号２１１との比較から得ら
れる。抵抗Ｒ２によって構成される帰還ループは、演算
増幅器の出力と演算増幅器の負の入力との間に結合され
る。抵抗分割器は、これも演算増幅器の正の入力に結合
された抵抗Ｒ３と、演算増幅器の正の入力と接地との間
に結合された抵抗Ｒ４によって構成される（*1）。その
結果、出力電力制御ループによって、増幅器制御信号２
１１が高となり、ＲＦ出力信号２０６内の電力量が増大
すると、演算増幅器の出力のゲート電圧信号２１３は、
負の値が小さくなって、増幅回路構成２０３の飽和を防
ぎ、増幅回路構成はＲＦ出力信号２０６内の一定量の電
力を維持することが難しくなくなる。あるいは、出力電
力制御ループにより、増幅器制御信号２１１の電圧が低
となり、ＲＦ出力信号２０６内の電力量が小さくなる
と、演算増幅器の出力のゲート電圧信号２１３は、負の
値が大きくなって、増幅回路構成２０３を飽和に近づ
け、効率を増大させる。
増幅器構造４４５を構成する演算増幅器の正（＋）の入
力に結合された増幅器制御信号２１１との比較から得ら
れる。抵抗Ｒ２によって構成される帰還ループは、演算
増幅器の出力と演算増幅器の負の入力との間に結合され
る。抵抗分割器は、これも演算増幅器の正の入力に結合
された抵抗Ｒ３と、演算増幅器の正の入力と接地との間
に結合された抵抗Ｒ４によって構成される（*1）。その
結果、出力電力制御ループによって、増幅器制御信号２
１１が高となり、ＲＦ出力信号２０６内の電力量が増大
すると、演算増幅器の出力のゲート電圧信号２１３は、
負の値が小さくなって、増幅回路構成２０３の飽和を防
ぎ、増幅回路構成はＲＦ出力信号２０６内の一定量の電
力を維持することが難しくなくなる。あるいは、出力電
力制御ループにより、増幅器制御信号２１１の電圧が低
となり、ＲＦ出力信号２０６内の電力量が小さくなる
と、演算増幅器の出力のゲート電圧信号２１３は、負の
値が大きくなって、増幅回路構成２０３を飽和に近づ
け、効率を増大させる。
【００４５】好適な実施例においては、代替の演算増幅
器構造４４５は、以下の等式によってモデル化される
（ただし、Ｖgateは、ゲート電圧信号２１３を、Ｖ
control は増幅器制御信号２１１の電圧を、Ｖref はマ
イクロプロセッサ４１７によって提供される電圧基準の
電圧を指す）：
器構造４４５は、以下の等式によってモデル化される
（ただし、Ｖgateは、ゲート電圧信号２１３を、Ｖ
control は増幅器制御信号２１１の電圧を、Ｖref はマ
イクロプロセッサ４１７によって提供される電圧基準の
電圧を指す）：
【００４６】
【数１】Ｖgate＝（Ｖcontrol ｘＲ４）／（Ｒ３＋Ｒ
４）−（Ｒ２ｘＶref ）／Ｒ１＋（Ｖcontrol ｘＲ４ｘ
Ｒ２）／（Ｒ１ｘ（Ｒ３＋Ｒ４）） 抵抗値Ｒ１＝Ｒ２＝Ｒ３＝１０ＫオームとＲ４＝１Ｋオ
ームと基準電圧Ｖref ＝４．７５Ｖを代入すると、以下
の等式が得られる：
４）−（Ｒ２ｘＶref ）／Ｒ１＋（Ｖcontrol ｘＲ４ｘ
Ｒ２）／（Ｒ１ｘ（Ｒ３＋Ｒ４）） 抵抗値Ｒ１＝Ｒ２＝Ｒ３＝１０ＫオームとＲ４＝１Ｋオ
ームと基準電圧Ｖref ＝４．７５Ｖを代入すると、以下
の等式が得られる：
【００４７】
【数２】 Ｖgate＝Ｖcontrol ｘ［０．１８２］−４．７５ 従って、前述の等式によりゲート電圧信号２１３が増幅
器制御信号２１１に依存するようにすると、増幅回路構
成２０３はＲＦ出力信号２０６内の電力量を一定のレベ
ルに保ちながら効率を上げることができる。
器制御信号２１１に依存するようにすると、増幅回路構
成２０３はＲＦ出力信号２０６内の電力量を一定のレベ
ルに保ちながら効率を上げることができる。
【００４８】増幅回路構成２０３のゲート電圧信号２１
３を上記の方法で動的に可変することにより、電流の節
約分が多くなることが実験でわかっている。従来の技術
によりゲート電圧信号を一定値に設定するだけでなく、
ゲート電圧信号２１３を動的に可変することにより、ゲ
ート電圧信号２１３を負の値が最も大きくなるよう調整
し、なおかつＲＦ出力信号２０６内の電力量を一定値に
維持すると、送信帯域全体の１０ヶ所の電流ドレインの
測定値は、平均で約１９．２ｍＡの節約になる。
３を上記の方法で動的に可変することにより、電流の節
約分が多くなることが実験でわかっている。従来の技術
によりゲート電圧信号を一定値に設定するだけでなく、
ゲート電圧信号２１３を動的に可変することにより、ゲ
ート電圧信号２１３を負の値が最も大きくなるよう調整
し、なおかつＲＦ出力信号２０６内の電力量を一定値に
維持すると、送信帯域全体の１０ヶ所の電流ドレインの
測定値は、平均で約１９．２ｍＡの節約になる。
【００４９】図３および図４は動的に可変するゲート電
圧信号２１３を電力増幅器３０９にしか結合しないが、
追加の増幅器段のゲート電圧も上記の方法で動的に独立
して可変させて効率を高めることができることに注目さ
れたい。たとえば、図３に関して、マイクロプロセッサ
３１７は、追加のゲート電圧を生成して、追加のデジタ
ル−アナログ変換器と演算増幅器構造を介して電力増幅
器ドライバ３０７のゲートに結合することもできる。図
４に関しては、電力増幅器ドライバ３０７の可変ゲート
電圧を、増幅器制御信号２１１およびその入力に結合さ
れた電圧基準とを有する適切な値の抵抗によって構成さ
れる同様の代替の演算増幅器構造から生成することもで
きる。
圧信号２１３を電力増幅器３０９にしか結合しないが、
追加の増幅器段のゲート電圧も上記の方法で動的に独立
して可変させて効率を高めることができることに注目さ
れたい。たとえば、図３に関して、マイクロプロセッサ
３１７は、追加のゲート電圧を生成して、追加のデジタ
ル−アナログ変換器と演算増幅器構造を介して電力増幅
器ドライバ３０７のゲートに結合することもできる。図
４に関しては、電力増幅器ドライバ３０７の可変ゲート
電圧を、増幅器制御信号２１１およびその入力に結合さ
れた電圧基準とを有する適切な値の抵抗によって構成さ
れる同様の代替の演算増幅器構造から生成することもで
きる。
【００５０】図５の流れ図に示される好適なアルゴリズ
ムを採用することにより、上記の効率を得ることができ
る。このアルゴリズムは、プロセッサ回路構成２１９に
格納され、この回路構成によって実行される。アルゴリ
ズムをステップ５０１で開始した後、ステップ５０３で
プロセッサ回路構成２１９がゲート電圧信号２１３およ
び増幅回路構成２０３のゲート電圧を−４Ｖなどの公称
電圧に設定する。次にステップ５０５で、プロセッサ回
路構成２１９は、送信機１０７が準備されたか、実際に
は送信の準備ができたか否かを判定する。送信機１０７
の準備ができるまでステップ５０５が反復される。
ムを採用することにより、上記の効率を得ることができ
る。このアルゴリズムは、プロセッサ回路構成２１９に
格納され、この回路構成によって実行される。アルゴリ
ズムをステップ５０１で開始した後、ステップ５０３で
プロセッサ回路構成２１９がゲート電圧信号２１３およ
び増幅回路構成２０３のゲート電圧を−４Ｖなどの公称
電圧に設定する。次にステップ５０５で、プロセッサ回
路構成２１９は、送信機１０７が準備されたか、実際に
は送信の準備ができたか否かを判定する。送信機１０７
の準備ができるまでステップ５０５が反復される。
【００５１】ステップ５０５で送信機１０７の準備がで
きたと判定されると、プロセッサ回路構成２１９は、効
率を良くするために増幅回路構成２０３のゲート電圧を
増減すべきか否かを判定する。ステップ５０７で、プロ
セッサ回路構成２１９は、電源２０９の電圧ＶＢ＋と増
幅器制御電圧２１１（「制御電圧(CONTROL VOLTAGE)）
との差が所定の範囲内であるか否かを判定する。好適な
実施例においては、所定の範囲は０．２Ｖであり、これ
は統合回路構成２１７（図３参照）に含まれるＦＥＴト
ランジスタ３２９の両端の最小電圧降下に相当する。Ｖ
Ｂ＋と制御電圧との差が０．２Ｖ以下であるときは、ス
テップ５０９でゲート電圧信号２１３（「ゲート電圧
（GATE VOLTAGE) 」が増大するか、あるいは負の値が小
さくなる。好適な実施例においては、ゲート電圧は、ア
ルゴリズムの正確な実行例により１Ｄ／Ａステップ以上
だけ増大する。Ｄ／Ａステップを大きくすると、増幅回
路構成２０３の飽和に向かって収束が速まり、Ｄ／Ａス
テップを小さくすると、解像度が大きくなる。これによ
り、ＲＦ出力信号２０６内の電力量を増大する、あるい
は増加したレベルに維持するようにしながら、増幅回路
構成２０３が飽和に近づき過ぎて動作しないようにす
る。
きたと判定されると、プロセッサ回路構成２１９は、効
率を良くするために増幅回路構成２０３のゲート電圧を
増減すべきか否かを判定する。ステップ５０７で、プロ
セッサ回路構成２１９は、電源２０９の電圧ＶＢ＋と増
幅器制御電圧２１１（「制御電圧(CONTROL VOLTAGE)）
との差が所定の範囲内であるか否かを判定する。好適な
実施例においては、所定の範囲は０．２Ｖであり、これ
は統合回路構成２１７（図３参照）に含まれるＦＥＴト
ランジスタ３２９の両端の最小電圧降下に相当する。Ｖ
Ｂ＋と制御電圧との差が０．２Ｖ以下であるときは、ス
テップ５０９でゲート電圧信号２１３（「ゲート電圧
（GATE VOLTAGE) 」が増大するか、あるいは負の値が小
さくなる。好適な実施例においては、ゲート電圧は、ア
ルゴリズムの正確な実行例により１Ｄ／Ａステップ以上
だけ増大する。Ｄ／Ａステップを大きくすると、増幅回
路構成２０３の飽和に向かって収束が速まり、Ｄ／Ａス
テップを小さくすると、解像度が大きくなる。これによ
り、ＲＦ出力信号２０６内の電力量を増大する、あるい
は増加したレベルに維持するようにしながら、増幅回路
構成２０３が飽和に近づき過ぎて動作しないようにす
る。
【００５２】ＶＢ＋と制御電圧との差が０．２Ｖより大
きいときは、プロセッサ回路構成２１９は、ゲート電圧
を下げるか、あるいは負の値を増大させ、増幅回路構成
２０３を飽和に近づけて、増幅回路構成２０３の効率を
高める。しかし、ゲート電圧を下げる前に、ステップ５
１１でプロセッサ回路構成２１９は、ゲート電圧が負の
電源最小電圧にすでに近づきすぎていないかを判定す
る。好適な実施例においては、負の電源は−５．４Ｖよ
り少し下の軌跡または最小値を有する。この値は、用い
られる特定の負の電源回路構成により調整することがで
きる。ゲート電圧が近すぎる場合は、プロセッサ回路構
成２１９はステップ５０７に戻る。ゲート電圧が負の電
源最小電圧に近すぎない場合は、ステップ５１３でゲー
ト電圧を小さくするか、あるいは負の値を大きくする。
きいときは、プロセッサ回路構成２１９は、ゲート電圧
を下げるか、あるいは負の値を増大させ、増幅回路構成
２０３を飽和に近づけて、増幅回路構成２０３の効率を
高める。しかし、ゲート電圧を下げる前に、ステップ５
１１でプロセッサ回路構成２１９は、ゲート電圧が負の
電源最小電圧にすでに近づきすぎていないかを判定す
る。好適な実施例においては、負の電源は−５．４Ｖよ
り少し下の軌跡または最小値を有する。この値は、用い
られる特定の負の電源回路構成により調整することがで
きる。ゲート電圧が近すぎる場合は、プロセッサ回路構
成２１９はステップ５０７に戻る。ゲート電圧が負の電
源最小電圧に近すぎない場合は、ステップ５１３でゲー
ト電圧を小さくするか、あるいは負の値を大きくする。
【００５３】ゲート電圧を増減した後で、ステップ５１
５でプロセッサ回路構成２１９は、送信機１０７が準備
できたか否かをもう一度判定する。送信機１０７が準備
できたと判定されると、プロセッサ回路構成２１９はス
テップ５０７に戻る。送信機１０７が準備できていない
場合は、プロセッサ回路構成２１９はステップ５０３に
戻る。
５でプロセッサ回路構成２１９は、送信機１０７が準備
できたか否かをもう一度判定する。送信機１０７が準備
できたと判定されると、プロセッサ回路構成２１９はス
テップ５０７に戻る。送信機１０７が準備できていない
場合は、プロセッサ回路構成２１９はステップ５０３に
戻る。
【００５４】図６は、図５の効率アルゴリズムを採用す
る送信機制御アルゴリズムを示す。図６の送信機制御ア
ルゴリズムは、図２のプロセッサ回路構成２１９によっ
て採用され、送信機１０７の動作を指示する。ステップ
６０１で（無線電話１０３が）オンになると、プロセッ
サ回路構成２１９はステップ６０３で、送信機プレキー
が動作可能であるか否かを判定する。図４に関して前述
されたプレキーとは、増幅器回路構成２０３に初期バイ
アスをかけるためにプロセッサ回路構成２１９が与える
電圧である。プレキーが動作可能になるまで、プロセッ
サ回路構成２１９はアルゴリズムの次の命令ブロックに
進まない。
る送信機制御アルゴリズムを示す。図６の送信機制御ア
ルゴリズムは、図２のプロセッサ回路構成２１９によっ
て採用され、送信機１０７の動作を指示する。ステップ
６０１で（無線電話１０３が）オンになると、プロセッ
サ回路構成２１９はステップ６０３で、送信機プレキー
が動作可能であるか否かを判定する。図４に関して前述
されたプレキーとは、増幅器回路構成２０３に初期バイ
アスをかけるためにプロセッサ回路構成２１９が与える
電圧である。プレキーが動作可能になるまで、プロセッ
サ回路構成２１９はアルゴリズムの次の命令ブロックに
進まない。
【００５５】プレキーが動作可能になると、プロセッサ
回路構成２１９はステップ６０５に進み、増幅器回路構
成２０３を順方向分離モードに置く。順方向分離モード
は、ゲート電圧信号２１３を０Ｖに近い値に設定するこ
とにより、増幅器回路構成２０３を通じてＲＦ入力信号
２０４の減衰を増大する。
回路構成２１９はステップ６０５に進み、増幅器回路構
成２０３を順方向分離モードに置く。順方向分離モード
は、ゲート電圧信号２１３を０Ｖに近い値に設定するこ
とにより、増幅器回路構成２０３を通じてＲＦ入力信号
２０４の減衰を増大する。
【００５６】次にプロセッサ回路構成２１９は、ステッ
プ６０７で、送信機１０７が準備できたか否かを判定す
る段階に進む。送信機１０７が準備できていない場合
は、プロセッサ回路構成２１９はステップ６０５に戻
る。送信機１０７が準備できたと判定されると、プロセ
ッサ回路構成２１９はステップ６０９に進んで、電力の
上昇が必要であるか否かを判定する。
プ６０７で、送信機１０７が準備できたか否かを判定す
る段階に進む。送信機１０７が準備できていない場合
は、プロセッサ回路構成２１９はステップ６０５に戻
る。送信機１０７が準備できたと判定されると、プロセ
ッサ回路構成２１９はステップ６０９に進んで、電力の
上昇が必要であるか否かを判定する。
【００５７】無線電話１０３がトランシーバ１０１（図
１参照）との通信に関して、それとの近密性がないため
に、あるいはその間にある天然の構造物または人工の構
造物による妨害のためにトランシーバ１０１との通信を
維持するのが困難な場合は、プロセッサ回路構成２１９
は送信機１０７の電力を上げるよう制御することができ
る。たとえば、セルラ無線電話１０３が（境界トランシ
ーバを持たない）トランシーバ１０１のカバレージの境
界またはその外側で動作するとき、無線電話１０３は、
複数の所定の電力出力レベルの最大レベルより上に一時
的に電力を上げて、トランシーバ１０１との通信を維持
することができる。このような条件が起こると、プロセ
ッサ回路構成２１９はステップ６１１に進んで、電力上
昇モードに入る。
１参照）との通信に関して、それとの近密性がないため
に、あるいはその間にある天然の構造物または人工の構
造物による妨害のためにトランシーバ１０１との通信を
維持するのが困難な場合は、プロセッサ回路構成２１９
は送信機１０７の電力を上げるよう制御することができ
る。たとえば、セルラ無線電話１０３が（境界トランシ
ーバを持たない）トランシーバ１０１のカバレージの境
界またはその外側で動作するとき、無線電話１０３は、
複数の所定の電力出力レベルの最大レベルより上に一時
的に電力を上げて、トランシーバ１０１との通信を維持
することができる。このような条件が起こると、プロセ
ッサ回路構成２１９はステップ６１１に進んで、電力上
昇モードに入る。
【００５８】ステップ６１１の電力上昇モードにより、
ＲＦ出力信号２０６内の電力量が一時的に増大する。こ
れは、プロセッサ回路構成２１９による電力出力制御信
号２１８の増加を介して達成され、これによってさらに
増幅器制御信号２１１と増幅回路構成２０３の増幅が両
方とも増大する。電力上昇モードは莫大な量の電力を消
費するので、電力上昇モードは短い期間だけ起こすこと
が好ましい。電力上昇が完了すると、プロセッサ回路構
成２１９はステップ６０９に進み、無線機が依然として
電力上昇モードにあるか否かを判定する。
ＲＦ出力信号２０６内の電力量が一時的に増大する。こ
れは、プロセッサ回路構成２１９による電力出力制御信
号２１８の増加を介して達成され、これによってさらに
増幅器制御信号２１１と増幅回路構成２０３の増幅が両
方とも増大する。電力上昇モードは莫大な量の電力を消
費するので、電力上昇モードは短い期間だけ起こすこと
が好ましい。電力上昇が完了すると、プロセッサ回路構
成２１９はステップ６０９に進み、無線機が依然として
電力上昇モードにあるか否かを判定する。
【００５９】電力上昇モードがもう必要でないときは、
プロセッサ２１９はステップ６１３に進み、効率モード
を開始する。ステップ６１３の効率モードは、図５の上
記のアルゴリズムに説明されているので、ここでは繰り
返さない。ステップ６１３の効率モードから出ると、プ
ロセッサ回路構成２１９はステップ６１５に進み、送信
機１０７の準備が解除されたか否かを判定する。解除さ
れていない場合、プロセッサ回路構成２１９はステップ
６１３に戻り、効率モードを再開する。送信機１０７の
準備が解除された場合は、プロセッサ回路構成２１９は
ステップ６０３に戻って、プレキーが動作可能になるの
を待つ。
プロセッサ２１９はステップ６１３に進み、効率モード
を開始する。ステップ６１３の効率モードは、図５の上
記のアルゴリズムに説明されているので、ここでは繰り
返さない。ステップ６１３の効率モードから出ると、プ
ロセッサ回路構成２１９はステップ６１５に進み、送信
機１０７の準備が解除されたか否かを判定する。解除さ
れていない場合、プロセッサ回路構成２１９はステップ
６１３に戻り、効率モードを再開する。送信機１０７の
準備が解除された場合は、プロセッサ回路構成２１９は
ステップ６０３に戻って、プレキーが動作可能になるの
を待つ。
【００６０】まとめると、本発明は無線電話１０３内の
増幅器効率を高める方法および装置を提供する。増幅回
路構成を構成するヒ化ガリウムＦＥＴのゲート電圧の負
の強度を高めて増幅回路構成をより飽和に近い状態で動
作させることにより、電流を節約することができる。し
かし、増幅回路構成は一定のレベルで出力する電力量を
維持しなければならず、増幅器回路構成を飽和に近い状
態で動作すると出力する電力の量が減るので、ゲート電
圧を動的に可変して一定の出力電力になるようにしなけ
ればならない。従って、一定の増幅器出力電力を維持す
るよう機能する出力電力制御ループに従属するゲート電
圧の負の強度を可変するゲート・バイアス制御ループを
利用することにより、ゲート電圧をその最大の負の値ま
で動的に可変し、なおかつ一定の増幅器出力電力を維持
することができる。
増幅器効率を高める方法および装置を提供する。増幅回
路構成を構成するヒ化ガリウムＦＥＴのゲート電圧の負
の強度を高めて増幅回路構成をより飽和に近い状態で動
作させることにより、電流を節約することができる。し
かし、増幅回路構成は一定のレベルで出力する電力量を
維持しなければならず、増幅器回路構成を飽和に近い状
態で動作すると出力する電力の量が減るので、ゲート電
圧を動的に可変して一定の出力電力になるようにしなけ
ればならない。従って、一定の増幅器出力電力を維持す
るよう機能する出力電力制御ループに従属するゲート電
圧の負の強度を可変するゲート・バイアス制御ループを
利用することにより、ゲート電圧をその最大の負の値ま
で動的に可変し、なおかつ一定の増幅器出力電力を維持
することができる。
【図１】本発明を採用する無線電話通信システムを示す
ブロック図である。
ブロック図である。
【図２】本発明を採用する増幅回路構成および対応する
制御回路構成を有する送信機を示すブロック図である。
制御回路構成を有する送信機を示すブロック図である。
【図３】本発明を採用する増幅回路構成および対応する
制御回路構成を有する送信機を示す概略図である。
制御回路構成を有する送信機を示す概略図である。
【図４】本発明を採用する増幅回路構成および対応する
制御回路構成を有する送信機の代替の実施例を示す概略
図である。
制御回路構成を有する送信機の代替の実施例を示す概略
図である。
【図５】本発明を採用する効率アルゴリズムの方法の流
れ図である。
れ図である。
【図６】本発明を採用する送信機制御アルゴリズムの方
法の流れ図である。
法の流れ図である。
１０７ 送信機 ２０３ 増幅回路構成 ２０４ ＲＦ入力信号 ２０５ ＲＦ入力回路構成 ２０６ ＲＦ出力信号 ２０７ ＲＦ出力回路構成 ２０９ 電源 ２１１ 増幅器制御信号 ２１３ ゲート電圧信号 ２１５ 検出回路構成 ２１６ 被検出電力出力信号 ２１７ 統合回路構成 ２１８ 電力出力制御信号 ２１９ プロセッサ回路構成
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジョン・ジェイ・ジャンセン アメリカ合衆国イリノイ州ラウンド・レイ ク・ビーチ、ノース・ペリウィンクル・ウ ェイ2414 (72)発明者 アルミン・クロムスドルフ アメリカ合衆国イリノイ州グレイスレイ ク、ローヤル・オーク・レーン33720
Claims (10)
- 【請求項１】 入力信号（２０４）を被増幅出力信号
（２０６）に増幅する増幅回路構成（２０３）と、増幅
回路構成（２０３）を制御する制御回路構成（２１５，
２１７，２１９）とを含む送信機（１０７）であって、
増幅回路構成（２０３）は電源（２０９）に結合され、
第１，第２および第３入力と、出力と、飽和点と、増幅
器制御信号（２１１）に応答する増幅強度と、ゲート電
圧信号（２１３）に応答するゲート・バイアスとを有
し、入力信号（２０４）は増幅回路構成（２０３）の第
１入力に結合され、増幅器制御信号（２１１）は増幅回
路構成（２０３）の第２入力に結合され、ゲート電圧信
号（２１３）は増幅回路構成（２０３）の第３入力に結
合され、被増幅出力信号（２０６）は出力電力レベルを
有して増幅回路構成（２０３）の出力に結合され、制御
回路構成（２１５，２１７，２１９）が：被増幅出力信
号（２０６）の出力電力レベルを検出し、増幅回路構成
（２０３）の出力に結合された検出回路構成（２１
５）；前記検出回路構成（２１５）に応答して、増幅器
制御信号（２１１）を生成して増幅回路構成（２０３）
の増幅強度を、被増幅出力信号（２０６）の出力電力レ
ベルが一定レベルに留まるように設定する統合回路構成
（２１７）であって、前記検出回路構成（２１５）の出
力と増幅回路構成（２０３）の第２入力とに結合された
統合回路構成（２１７）；およびゲート電圧をその最大
動作強度に動的に可変して、増幅回路構成（２０３）を
飽和点またはその付近で機能させるプロセッサ回路構成
（２１９）であって、前記統合回路構成（２１７）と、
増幅回路構成（２０３）の第３入力と電圧源（２０９）
とに結合された前記プロセッサ回路構成（２１９）；に
よって構成されることを特徴とする送信機（１０７）。 - 【請求項２】 前記統合回路構成（２１７）が前記プロ
セッサ回路構成（２１９）にさらに結合されて、前記統
合回路構成（２１７）によって生成される増幅器制御信
号（２１１）が、被増幅出力信号（２０６）の電力レベ
ルと前記プロセッサ回路構成（２１９）によって提供さ
れる電力出力制御信号（２１８）の統合によって構成さ
れる請求項１記載の送信機（１０７）。 - 【請求項３】 増幅器制御信号（２１１）が、増幅回路
構成（２０３）が飽和点付近で動作しているか否かを判
定する前記プロセッサ回路構成（２１９）にさらに結合
される請求項１記載の送信機（１０７）。 - 【請求項４】 増幅回路構成（２０３）が飽和点付近で
動作しているか否かを判定する段階が、電源（２０９）
と増幅器制御信号（２１１）との差を所定の値と比較す
る段階によってさらに構成される請求項３記載の送信機
（１０７）。 - 【請求項５】 増幅回路構成（２０３）が飽和点付近で
動作しているか否かの判定に応答して、前記プロセッサ
回路構成（２１９）がゲート電圧信号（２１３）を増大
または減少させる請求項３記載の送信機（１０７）。 - 【請求項６】 前記プロセッサ回路構成（２１９）が、
ゲート電圧信号（２１３）を反転する演算増幅器構造
（３４５，４４５）をさらに含む請求項１記載の送信
機。 - 【請求項７】 電源（２０９）に結合され、第１，第２
および第３入力と、出力と、飽和点と、ゲート電圧信号
（２１３）に応答するゲート・バイアスとを有し、増幅
器制御信号（２１１）に応答して入力信号（２０４）を
被増幅出力信号（２０６）に増幅する増幅回路構成（２
０３）であって、入力信号（２０４）は増幅回路構成
（２０３）の第１入力に結合され、増幅器制御信号（２
１１）は増幅回路構成（２０３）の第２入力に結合さ
れ、ゲート電圧信号（２１３）は増幅回路構成（２０
３）の第３入力に結合され、被増幅出力信号（２０６）
は増幅回路構成（２０３）の出力に結合される増幅回路
構成（２０３）を制御する方法であって： （ａ）被増幅出力信号の電力レベルを検出（２１５）
し、被検出出力電力レベル信号（２１６）を生成する段
階； （ｂ）被検出出力電力レベル信号（２１６）および電力
レベル制御信号（２１８）を増幅器制御信号（２１１）
に統合する（２１７）段階； （ｃ）増幅器制御信号（２１１）を生成（２１７）し
て、被増幅出力信号（２０６）が一定になるようにする
段階；および （ｄ）ゲート電圧信号（２１３）を負の値が最も大きな
動作強度に動的に可変して、増幅回路構成（２０３）が
飽和点またはその付近で機能して効率を増大するように
する段階；によって構成されることを特徴とする増幅回
路構成（２０３）制御方法。 - 【請求項８】 動的に可変する前記段階（ｄ）の前に：
増幅器制御信号（２１１）を電源（２０９）に比較する
ことにより、増幅回路構成（２０３）の飽和点に到達し
たか否かを判定（５０７）する段階；飽和点に到達した
という判定（５０７）に応答して、第１所定増分だけゲ
ート電圧信号（２１３）を増大（５０９）する段階；お
よび飽和点に達していないという判定（５０７）に応答
して、第２所定増分だけゲート電圧信号（２１３）を減
少（５１３）する段階；が行われる請求項７記載の増幅
回路構成（２０３）制御方法。 - 【請求項９】 前記の減少する段階の前に、ゲート電圧
信号（２１３）が所定値より小さいか否かを判定（５１
１）する段階が行われる請求項８記載の増幅回路構成制
御方法。 - 【請求項１０】 ＲＦ通信装置（１０３）の増幅回路構
成（２０３）を制御する方法であって、増幅回路構成
（２０３）は電源（２０９）に結合され、第１，第２お
よび第３入力と、出力と、飽和点と、ゲート電圧信号
（２１３）に応答するゲート・バイアスとを有し、入力
信号（２０４）を複数の電力レベルのうちの１つを有す
る被増幅出力信号（２０６）に増幅し、入力信号（２０
４）は増幅回路構成（２０３）の第１入力に結合され、
ゲート電圧信号（２１３）は増幅回路構成（２０３）の
第３入力に結合され、被増幅出力信号（２０６）は増幅
回路構成（２０３）の出力に結合される増幅回路構成
（２０３）を制御する方法であって： （ａ）増幅回路構成（２０３）を順方向分離モードで減
衰させる（６０５）段階； （ｂ）ＲＦ通信装置（１０３）が正常な通信の範囲外に
あるときに増幅回路構成（２０３）の電力を上昇させ
て、被増幅出力信号（２０６）が複数の電力レベルより
高い電力レベルを有するようにして通信を維持する段
階；および （ｃ）ＲＦ通信装置（１０３）が正常な通信の範囲内で
機能するときに、ゲート電圧信号（２１３）を動的に可
変（６１３）して、増幅回路構成（２０３）が複数の電
力レベルの好適な１つのレベルに被増幅出力信号（２０
６）を維持することを妨げずに、増幅回路構成（２０
３）をできるだけ飽和点近くで動作させる段階；によっ
て構成されることを特徴とする増幅回路構成（２０３）
制御方法。
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