JP2002176368A - 送信出力増幅器のバイアス電流最適化制御が可能な送信電力制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＣＤＭＡ移動通信システムで用いる移動端末
のように送信電力の大幅な可変制御を可能し、かつ、電
源に電池を用いた移動端末での通話の長時間化を図る。 【解決手段】 ＩＦ信号Ｓａを可変利得ＩＦ増幅器１
１、ミキサ１２、ローカル発振器１３、ＢＰＦ１４及び
ステップアッテネータ１５を通じて、可変増幅、減衰、
周波数変換及び帯域制限して電力増幅器（ＦＥＴ）１６
に入力する。バイアス電流検出回路１７で検出したバイ
アス電流測定値信号Ｓｄを、変換回路１８が利得制御信
号Ｓｂとアッテネータ制御信号Ｓｃとから生成した基準
値信号Ｓｖから減算（負帰還ループ）し、積分器２０で
積分したバイアス電圧Ｓｎを電力増幅器１６へ出力す
る。このバイアス電圧Ｓｎのバイアス電流点に対応した
送信出力電力Ｓｅを電力増幅器１６が送出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電池を電源として
使用する携帯電話機などに利用し、送信パワーアンプに
よる送信出力を可変制御するための無線送信電力制御に
関し、特に送信出力増幅器のバイアス電流最適化制御が
可能な送信電力制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の携帯電話機では、充電電
池を電源としており、その充電ごとの使用可能時間（通
話時間）を長くするため、消費電流を、より少なくする
必要がある。この場合、送信時（通話中）の消費電流
は、その大部分が送信電力増幅部（高周波パワーＩＣ）
によって消費される。したがって、この送信電力増幅部
での低消費電力化が最も重要である。

【０００３】このような携帯電話機（移動端末）とし
て、実用化が開始されたＩＳ９５などのＣＤＭＡ移動通
信システムでは、基地局と移動端末との間の距離の遠近
問題（基地局から遠方に位置する移動端末が、近くの移
動端末からの送信電波で干渉が発生する問題）を避ける
ために、移動端末の送信電力を８０ｄＢにわたって可変
制御することが要求されている。

【０００４】このＣＤＭＡ移動通信システムにおける送
信電力の可変制御では、この可変制御に用いる回路が複
雑であり装置規模や新処理規模が増大化し、ＣＤＭＡ移
動通信システムの弱点とされていた。しかし、このＣＤ
ＭＡ移動通信システムは、移動端末での送信電力の可変
制御によって平均的な送信電力を小さくできるため、送
信電力増幅部の平均消費電流が低減する。したがって、
長時間の通話時間が可能になる。

【０００５】ところでＣＤＭＡ移動通信システム以外の
移動端末では、従来の送信電力増幅部（高周波パワーＩ
Ｃ）における送信電力を小さくしても、バイアス電流が
低減できないため、消費電力を低減できない。このよう
な送信電力増幅部（高周波パワーＩＣ）におけるバイア
ス制御を行う例として特開平３ー１７９９２６号公報例
が知られている。

【０００６】図６は、このような従来の無線送信電力制
御装置の構成例を示すブロック図である。

【０００７】この例は１６値ＱＡＭなどの多値デジタル
変調による移動端末に適用されているものであり、送信
信号のアナログ多値信号に対して、多値ＱＡＭ変調器１
でＩ信号及びＱ信号の高周波信号に変調が施される。こ
の変調信号が電力増幅器（ＨＰＡ）２で電力増幅されて
アンテナから送信電力として送出される。

【０００８】また、アナログ多値信号が、ＨＰＡ飽和出
力制御回路３に入力される。ＨＰＡ飽和出力制御回路３
は、送信信号点認識回路３ａが送信シンボルが位相平面
上のいずれであるかを識別している。この識別結果に基
づいて送信シンボルの波高値が決定される。この決定に
基づいてバイアス制御回路３ｂが電力増幅器（ＨＰＡ）
２の最適バイアス値（制御信号）を設定する。

【０００９】この結果、多値デジタル信号を送信する場
合の電力増幅器（ＨＰＡ）２での平均的な消費電流が低
減される。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例の図６に示す構成では、多値デジタル変調方式によ
る送信シンボルの瞬間的な波高値に対応したバイアス値
（制御信号）を設定する制御を行っている。すなわち、
大きく送信電力を可変するためのバイアス制御方式では
ないため、ＣＤＭＡ移動通信システムのように移動端末
の送信電力を８０ｄＢにわたって可変制御する場合には
適用できない。換言すれば、従来例は電源に電池を用い
た移動端末での、より通話時間を伸ばすことが出来ない
という欠点がある。

【００１１】本発明は、上記の点にかんがみてなされた
ものであり、送信出力の大幅な制御を行う場合に、送信
パワーアンプのバイアス電流を調整できる送信電力制御
装置を提供するものである。これによって、大出力時は
バイアス電流を増加させ、小出力時は減少させることに
よって平均的な消費電流を下げる送信電力制御装置を提
供することを目的としている。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の送信出力増幅器のバイアス電流最適化制御
が可能な送信電力制御装置は、入力送信信号のレベルを
制御信号に基づいて可変する可変手段と、その可変手段
からの可変入力送信信号を増幅し送信出力信号を発生す
るトランジスタを用いた送信出力増幅器と、その送信出
力増幅器のトランジスタに流れる電流を検出した検出値
信号を出力する検出手段と、可変手段への前記制御信号
を送信出力増幅器に入力される可変入力送信信号のレベ
ルに対応する基準値に変換することで送信出力電力を可
変するごとのバイアス電流点となる基準値信号を出力す
る変換手段と、検出手段からの検出値信号と変換手段か
らの基準値信号とを比較し、この比較値に基づいて前記
送信出力増幅器へのバイアス電流点を設定するバイアス
電流設定手段とを備えることを特徴としている。

【００１３】また、本発明は好適な前記検出手段とし
て、送信出力増幅器のトランジスタへ電源ラインから流
れる電流経路に挿入された抵抗器を用い、この抵抗器で
の降下電圧を検出値信号として出力することを特徴とし
ている。

【００１４】更に、本発明は送信出力増幅器の第１トラ
ンジスタと同一の直流バイアス電流条件で動作する第２
トランジスタと、この第２トランジスタへ電源ラインか
ら流れる電流経路に挿入された抵抗器とを備え、この抵
抗器での降下電圧を検出値信号として出力することを特
徴としている。

【００１５】また、本発明は送信出力増幅器の第１トラ
ンジスタと第２トランジスタとが同一半導体チップに形
成されることを特徴としている。

【００１６】更に、本発明は前記変換手段として、制御
信号のレベルごとのアドレスに、送信出力増幅器に入力
される可変入力送信信号レベルに対応する基準値信号の
データが予め記憶されるメモリと、メモリからの基準値
信号のデータをアナログ信号に変換してバイアス電流設
定手段へ出力するＤ／Ａコンバータとを備えることを特
徴としている。

【００１７】また、本発明は前記メモリとして、データ
書き替え可能な記憶素子を用い、使用する送信出力増幅
器のトランジスタの動作特性に整合したバイアス電流点
に対応した基準値信号のデータが予め記憶されることを
特徴としている。

【００１８】更に、本発明は前記バイアス電流設定手段
として、検出手段が検出した検出電圧と変換手段からの
基準値信号とを比較した信号を出力する比較手段と、比
較手段での比較値に基づいて、送信出力増幅器のバイア
ス電流点に対応するバイアス電圧を送信出力増幅器へ出
力する積分手段とを備えることを特徴としている。

【００１９】また、本発明は前記比較手段として、検出
手段が検出した検出電圧を変換手段が出力する基準値信
号から減算する減算手段を用いることを特徴としてい
る。

【００２０】更に、本発明は前記可変手段として、入力
送信信号を制御信号のレベルに対応して可変増幅する可
変増幅器、入力送信信号を制御信号のレベルに対応して
減衰させるアッテネータの一方又は両方を備え、制御信
号として可変増幅器へ利得制御信号が入力され、また
は、アッテネータへアッテネータ制御信号が入力される
ことを特徴としている。

【００２１】また、本発明は前記可変増幅器への利得制
御信号、アッテネータへアッテネータ制御信号の一方又
は両方を変換手段が基準値信号に変換して出力すること
を特徴としている。

【００２２】更に、本発明は前記可変手段と送信出力増
幅器との間に、入力送信信号を周波数変換するための周
波数変換手段を更に備えることを特徴としている。

【００２３】また、本発明は前記周波数変換手段と送信
出力増幅器との間に周波数変換した信号を帯域制限して
不要波信号を除去するバンドパスフィルタを更に備える
ことを特徴としている。

【００２４】更に、本発明は前記の構成の無線送信電力
制御装置をＣＤＭＡ移動通信システムにおける電池を電
源とする移動端末に設けることを特徴としている。

【００２５】この発明の無線送信電力制御装置の構成で
は、電力増幅手段での入力送信信号の制御信号による可
変状態（レベル）に対応した電流の検出値信号と、入力
される制御信号から電力増幅手段のバイアス電流点に対
応して生成した基準値信号とを比較している。例えば、
基準値信号から検出値信号を減算した、より正確な値に
基づいて送信出力増幅器へ、可変する送信出力電力に対
応したバイアス電流点を設定している。

【００２６】したがって、従来例のように入力送信信号
を可変して送信出力電力を低減した際に、そのバイアス
電流が低減されずに、消費電力が低下しないということ
がなくなる。すなわち、送信出力増幅器での送信出力電
力を入力送信信号を可変して送信出力電力を低減した際
にバイアス電流も減少し、消費電力も低減する。

【００２７】また、本発明では、データ書き替え可能な
記憶素子を用いて、多種の送信出力増幅器のトランジス
タごとの動作特性に整合するバイアス電流点に対応する
基準値信号のデータを記憶している。

【００２８】したがって、多種多様な送信出力増幅器の
構成が可能になり、設計の自由度が向上する。

【００２９】更に、本発明は、前記の構成がＣＤＭＡ移
動通信システムで用いる移動端末などに適用されてい
る。

【００３０】したがって、ＣＤＭＡ移動通信システムで
用いる移動端末などのように送信電力の大幅な可変制御
が正確かつ確実に行われるようになり、特に電源に電池
を用いた移動端末での通話時間を、より伸ばすことが出
来るようになる。

【００３１】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図面に基づいて説
明する。

【００３２】図１は本発明のバイアス電流最適化制御が
可能な送信電力制御装置の実施形態における構成を示す
ブロック図である。

【００３３】この無線送信電力制御装置では、入力され
る中間周波数（ＩＦ）信号Ｓａを利得制御信号Ｓｂに基
づいて可変増幅する可変利得ＩＦ増幅器１１が設けられ
ている。この可変利得ＩＦ増幅器１１の出力側にＩＦ信
号Ｓａを所定周波数の高周波信号に変換して出力するミ
キサ１２が設けられている。また、このミキサ１２に
は、周波数変換用のローカル発振信号を出力するローカ
ル発振器１３が接続されている。

【００３４】更に、ミキサ１２の出力側には高周波信号
の帯域制限を行って不要波を除去するバンドパスフィル
タ（ＢＰＦ）１４が設けられ、このＢＰＦ１４には、こ
こからの高周波信号を、入力されるアッテネータ制御信
号Ｓｃで所定値に減衰して出力するステップアッテネー
タ（ＡＴＴ）１５が接続されている。更に、このＡＴＴ
１５の出力側にはバイアス電圧Ｓｎに基づいた送信出力
電力Ｓｅを送出する電界効果型トランジスタ（ＦＥＴ）
を用いた電力増幅器１６が設けられている。

【００３５】また、電源から流れる電流に基づいた検出
値信号としてのバイアス電流測定値信号Ｓｄを出力する
バイアス電流検出回路１７が電力増幅器１６に接続され
ている。更に、入力される利得制御信号Ｓｂ及びアッテ
ネータ制御信号Ｓｃに基づいて、電力増幅器１６へのＩ
Ｆ信号Ｓａのレベル、すなわち、送信出力電力を可変す
るごとのバイアス電流点の基準値となる基準値信号Ｓｖ
を出力する変換回路１８が設けられている。また、この
変換回路１８の出力側にバイアス電流測定値信号Ｓｄを
基準値信号Ｓｖから減算（負帰還ループ）して出力する
減算器（加算器）１９が接続され、かつ、この減算器１
９の出力側に減算値の信号を積分したバイアス電圧Ｓｎ
を電力増幅器１６へ出力する積分器２０が設けられてい
る。

【００３６】図２は、図１中の電力増幅器１６及びバイ
アス電流検出回路１７の詳細な構成を示す回路図であ
る。

【００３７】この電力増幅器１６には、図１に示すＡＴ
Ｔ１５からの高周波信号を電力増幅するＦＥＴＱ１のゲ
ートに入力するための同調回路（ＬＣ）などで構成され
る入力インピーダンス整合用のマッチング回路２４が直
列に接続されている。また、ＦＥＴＱ１のドレインに出
力インピーダンス整合用のマッチング回路２５が接続さ
れている。ＦＥＴＱ１のソースが接地され、かつ、ドレ
インには、バイアス電流検出回路１７への高周波信号の
漏洩を防止するためのコイルＬ１が設けられている。な
お、コイルＬ１はバイアス電流検出回路１７の内部に設
けても良い。更に、ＦＥＴＱ１のゲートにはバイアス電
圧Ｓｎラインへの高周波信号の漏洩を防止するためのコ
イルＬ２及び高周波信号バイパス用のコンデンサＣ２が
設けられている。

【００３８】バイアス電流検出回路１７は、電源ライン
（Ｖｃｃ）と電力増幅器１６のＦＥＴＱ１との間に抵抗
器Ｒ１が接続され、かつ、高周波信号バイパス用のコン
デンサＣ１を有し、この抵抗器Ｒ１の降下電圧であるバ
イアス電流測定値信号Ｓｄを図１に示す減算器１９へ出
力する構成となっている。

【００３９】図３は、図１に示す電力増幅器１６及びバ
イアス電流検出回路１７の詳細な他の構成例を示す回路
図である。

【００４０】この電力増幅器１６Ａ及びバイアス電流検
出回路１７Ａでは、電力増幅用であり第１トランジスタ
としてのＦＥＴＱ１１と、このＦＥＴＱ１１を比例縮
小、例えば、ゲート幅を１／１０に設定した第２トラン
ジスタとしての補助ＦＥＴＱ１２を用いている。この補
助ＦＥＴＱ１２はＦＥＴＱ１１と精密な比例関係が得ら
れるように同一の半導体チップ２６として構成する。す
なわち、ＦＥＴＱ１１及び補助ＦＥＴＱ１２の両方の直
流バイアス電流条件を同一にすることによって、補助Ｆ
ＥＴＱ１２には、電力増幅用のＦＥＴＱ１１の略１／１
００の少ないバイアス電流が流れる。

【００４１】電力増幅器１６Ａは、図２に示す電力増幅
器１６と同様の構成であり、入力側のマッチング回路２
４，出力側のマッチング回路２５，ＦＥＴＱ１１、コイ
ルＬ１，Ｌ２、コンデンサＣ２が設けられている。な
お、電力増幅器１６Ａは、ＦＥＴＱ１１のソースが接地
されるとともに、ドレインがコイルＬ１を通じて電前ラ
イン（Ｖｃｃ）に接続されている。かつ、高周波信号バ
イパス用のコンデンサＣ４が設けられている。バイアス
電流検出回路１７Ａは、補助ＦＥＴＱ１２のソースが接
地され、かつ、ドレインと電前ライン（Ｖｃｃ）との間
に抵抗器Ｒ１及び高周波信号バイパス用のコンデンサＣ
１が設けられており、この抵抗器Ｒ１の降下電圧である
バイアス電流測定値信号Ｓｄを図１に示す減算器１９へ
出力する構成となっている。

【００４２】図４は図１中の変換回路１８の詳細な構成
を示す回路図である。

【００４３】この構成の変換回路１８には、デジタル値
の利得制御信号Ｓｂ及びアッテネータ制御信号Ｓｃがア
ドレスとして入力され、このアドレスに対応してＦＥＴ
Ｑ１（Ｑ１１）へのＩＦ信号Ｓａのレベル、すなわち、
送信出力電力を可変するごとのバイアス電流点の基準値
となる基準値信号Ｓｖを出力するための変換テーブルを
備えたＲＯＭ２７を有している。更に、このＲＯＭ２７
からのデジタル値の基準値信号Ｓｖをアナログ信号に変
換して減算器１９に送出するＤ／Ａコンバータ２８が設
けられている。

【００４４】次に、この実施形態の動作について説明す
る。

【００４５】図５は、この動作における電力増幅器１６
のバイアス電圧Ｓｎ対送信出力電力Ｓｅの特性図であ
る。図１及び図５において、ＩＦ信号Ｓａが可変利得Ｉ
Ｆ増幅器１１に入力される。可変利得ＩＦ増幅器１１
は、利得制御信号Ｓｂに対応した増幅率でＩＦ信号Ｓａ
を増幅してミキサ１２に出力する。ミキサ１２はローカ
ル発振器１３からのローカル発振信号と混合して変換し
た所定周波数の高周波信号をＢＰＦ１４に出力する。

【００４６】ＢＰＦ１４ではミキサ１２からの高周波信
号を帯域制限して不要波を除去してＡＴＴ１５に出力す
る。ＡＴＴ１５はアッテネータ制御信号Ｓｃでオン／オ
フ（動作／非動作）し、オン時にＢＰＦ１４からの高周
波信号を所定値に減衰して電力増幅器１６に出力する。

【００４７】この動作にあって、電力増幅器１６のＦＥ
ＴＱ１（Ｑ１１）への電源ライン（Ｖｃｃ）からの電流
がバイアス電流検出回路１７で検出される。このバイア
ス電流検出回路１７では、検出した電流を電圧に変換し
たバイアス電流測定値信号Ｓｄを減算器１９に送出す
る。

【００４８】一方、変換回路１８には、デジタル値の利
得制御信号Ｓｂ及びアッテネータ制御信号Ｓｃがアドレ
スとして入力される。このアドレスに対応して変換回路
１８は、ＦＥＴＱ１（Ｑ１１）へのＩＦ信号Ｓａのレベ
ル、すなわち、送信出力電力を可変するごとのバイアス
電流点の基準値となる基準値信号ＳｖのデータをＲＯＭ
２７の変換テーブルから読み出し、更にＤ／Ａコンバー
タ２８でアナログ信号に変換した基準値信号Ｓｖを減算
器１９に出力する。この減算器１９ではバイアス電流測
定値信号Ｓｄを基準値信号Ｓｖから減算する負帰還ルー
プによって、この値の信号を積分器２０に出力し、ここ
で積分する。この積分器２０の積分値の電圧を電力増幅
器１６のゲートへ図５に示すバイアス電圧Ｓｎとして出
力する。電力増幅器１６から、このバイアス電圧Ｓｎで
設定したバイアス電流点に対応した送信出力電力Ｓｅが
送出される。

【００４９】このように基準値信号Ｓｖに対して、ＦＥ
ＴＱ１（Ｑ１１）へ実際に流れる電流に対応したバイア
ス電流測定値信号Ｓｄを減算（負帰還ループ）して、正
確なバイアス電圧Ｓｎ（バイアス電流点）を得ている。

【００５０】次に、図２に示す電力増幅器１６及びバイ
アス電流検出回路１７での詳細な動作について説明す
る。

【００５１】図１及び図２において、電力増幅器１６に
はＡＴＴ１５からの高周波信号（ＩＦ信号Ｓａ）がマッ
チング回路２４を通じてＦＥＴＱ１のゲートに入力され
る。また、ＦＥＴＱ１のゲートにはバイアス電圧Ｓｎが
高周波信号の漏洩防止用のコイルＬ２及び高周波信号バ
イパス用のコンデンサＣ２を通じて入力され、このバイ
アス電圧Ｓｎに基づいて、ＡＴＴ１５からの高周波信号
（ＩＦ信号Ｓａ）を電力増幅し、この送信出力電力Ｓｅ
をマッチング回路２５を通じて送出する。

【００５２】この場合、バイアス電流検出回路１７は、
ＦＥＴＱ１への電流が抵抗器Ｒ１で電圧降下し、この降
下電圧であるバイアス電流測定値信号Ｓｄを図１に示す
減算器１９へ出力する。減算器１９は変換回路１８が出
力する基準値信号Ｓｖからバイアス電流検出回路１７が
出力するバイアス電流測定値信号Ｓｄを減算（負帰還ル
ープ）し、更に、積分器２０で積分したバイアス電圧Ｓ
ｎをＦＥＴＱ１のゲートに出力する。

【００５３】この図２に示す電力増幅器１６及びバイア
ス電流検出回路１７を用いる動作では、バイアス電流検
出回路１７の抵抗器Ｒ１にＦＥＴＱ１に流れる比較的大
きな電流が流れる。したがって、抵抗器Ｒ１の抵抗値は
極めて小さくする必要がある。このため配線などの抵抗
値が無視できなくなり、バイアス電流測定値信号Ｓｄの
誤差が大きくなる。また、ＦＥＴＱ１に印加される電源
ライン（Ｖｃｃ）の電圧が抵抗器Ｒ１の電圧降下で低下
するため、電力増幅器１６の増幅の直線性などの特性が
悪化し易くなる。この問題が図３に示す電力増幅器１６
Ａ及びバイアス電流検出回路１７Ａの動作では解決され
る。

【００５４】次に、この図３に示す電力増幅器１６Ａ及
びバイアス電流検出回路１７Ａの場合の動作について説
明する。

【００５５】電力増幅器１６Ａの動作は図２に示す電力
増幅器１６と同様の動作である。すなわち、ＡＴＴ１５
からのＩＦ信号Ｓａがマッチング回路２４を通じてＦＥ
ＴＱ１１のゲートに入力される。また、ＦＥＴＱ１１の
ゲートにはバイアス電圧ＳｎがコイルＬ２及びコンデン
サＣ２を通じて入力され、このバイアス電圧Ｓｎのバイ
アス電流点に基づいて、可変利得ＩＦ増幅器１１で可変
増幅され、かつ、ＡＴＴ１５で減衰したＩＦ信号Ｓａを
電力増幅し、この送信出力電力Ｓｅをマッチング回路２
５を通じて送出する。

【００５６】この場合、バイアス電流検出回路１７Ａで
は、電力増幅用のＦＥＴＱ１１と、このＦＥＴＱ１１を
比例縮小、例えば、ゲート幅を１／１０にした補助ＦＥ
ＴＱ１２を用いている。ＦＥＴＱ１１及び補助ＦＥＴＱ
１２の両方の直流バイアス電流条件を同一にすることに
よって、補助ＦＥＴＱ１２には、電力増幅用のＦＥＴＱ
１１の略１／１００のバイアス電流が流れる。

【００５７】このバイアス電圧Ｓｎに対応して補助ＦＥ
ＴＱ１２のドレインへ抵抗器Ｒ１を通じて電流が流れ、
抵抗器Ｒ１で電圧降下が発生する。この降下電圧である
バイアス電流測定値信号Ｓｄが図１に示す減算器１９へ
出力される。減算器１９からは変換回路１８からの基準
値信号Ｓｖに対してバイアス電流検出回路１７が出力す
るバイアス電流測定値信号Ｓｄを減算し、更に、積分器
２０で積分したバイアス電圧ＳｎをＦＥＴＱ１のゲート
に出力する。

【００５８】この場合の電力増幅器１６Ａ及びバイアス
電流検出回路１７Ａの動作では、バイアス電流検出回路
１７Ａの抵抗器Ｒ１へ補助ＦＥＴＱ１２への電流が流れ
る。補助ＦＥＴＱ１２には、電力増幅用のＦＥＴＱ１１
の略１／１００のバイアス電流が流れる。すなわち、バ
イアス電流検出回路１７Ａの抵抗器Ｒ１に流れる電流が
少なくなり、抵抗器Ｒ１の抵抗値を大きく出来るように
なる。したがって、配線などの抵抗値を無視できるよう
になり、誤差が少ない正確なバイアス電流測定値信号Ｓ
ｄが得られる。また、ＦＥＴＱ１１に電源ライン（Ｖｃ
ｃ）から印加される電圧は、図２に示すバイアス電流検
出回路１７の構成のように抵抗器Ｒ１がＦＥＴＱ１１の
ドレインに接続されていないため、電圧低下が発生せず
に、その電力増幅器１６Ａの増幅の直線性などの特性が
悪化しなくなる。

【００５９】次に、変換回路１８の動作について説明す
る。

【００６０】変換回路１８は、デジタル値の利得制御信
号Ｓｂ及びアッテネータ制御信号Ｓｃがアドレスとして
ＲＯＭ２７に入力される。ＲＯＭ２７には、ＦＥＴＱ１
（Ｑ１１）へのＩＦ信号Ｓａのレベル、すなわち、送信
出力電力を可変するごとのバイアス電流点の基準値とな
る基準値信号Ｓｖのデータを格納した変換テーブルを備
えている。この変換テーブルのデータは図５に示す電力
増幅器１６の特性、すなわち、バイアス電圧Ｓｎ対送信
出力電力Ｓｅの特性に対応するものである。ＲＯＭ２７
からアドレス値に対応した基準値信号Ｓｖを減算器１９
へ出力する。この場合、ＲＯＭ２７からのデジタル値の
利得制御信号Ｓｂ及びアッテネータ制御信号Ｓｃをアド
レスとしてＲＯＭ２７の変換テーブルから読み出したデ
ータ（基準値信号Ｓｖ）をＤ／Ａコンバータ２８でアナ
ログ信号に変換して減算器１９へ送出する。

【００６１】このように、この実施形態では、電力増幅
器１６（１６Ａ）のバイアス電流点が、可変利得ＩＦ増
幅器１１で可変増幅し、かつ、ＡＴＴ１５で減衰したＩ
Ｆ信号Ｓａに対応して変化する。したがって、送信出力
電力Ｓｅを減少させた際に、バイアス電流点に対応して
消費電力も低減する。すなわち、常に送信出力電力Ｓｅ
に最適なバイアス電圧（バイアス電流点）Ｓｎで電力増
幅器１６（１６Ａ）が動作するようになる。

【００６２】また、この実施形態では、ミキサ１２及び
ローカル発振器１３によってＩＦ信号Ｓａを周波数変換
しているが、この周波数変換を行わない構成でも前記同
様の効果が得られる。また、この実施形態ではＩＦ信号
Ｓａを可変利得ＩＦ増幅器１１で可変増幅し、ＡＴＴ１
５で減衰させて送信出力電力Ｓｅを変化させているが、
この一方のみでも前記と同様の効果が得られる。この場
合、利得制御信号Ｓｂ、アッテネータ制御信号Ｓｃの一
方から変換回路１８が基準値信号Ｓｖを生成することに
なる。

【００６３】また、この実施形態では、減算器１９が、
変換回路１８からの基準値信号Ｓｖに対してバイアス電
流検出回路１７が出力するバイアス電流測定値信号Ｓｄ
を減算する負帰ループの例をもって説明したが、他の方
法でも良い。例えば、基準値信号ＳｖをＦＥＴＱ１（Ｑ
１１）に流れる電流で補正するために、基準値信号Ｓｖ
とバイアス電流測定値信号Ｓｄとを加算したり、又は、
基準値信号Ｓｖとバイアス電流測定値信号Ｓｄとの値を
比較して、その比較値に基づいて基準値信号Ｓｖを加減
算する構成でも良い。この場合、基準値信号Ｓｖとバイ
アス電流測定値信号Ｓｄとを比較する比較器及び電圧可
変増幅器を用いた構成とする。

【００６４】更に、この実施形態にあってＲＯＭ２７
は、変換テーブルのデータが書き替え可能な記憶素子
（ＥＥＰＲＯＭ）を用いると、多種多様な１６（１６
Ａ）の構成が可能になる。すなわち、多種多様なＦＥＴ
を含むトランジスタのバイアス電圧Ｓｎ対送信出力電力
Ｓｅの特性に対応可能になる。この場合、この無線送信
電力制御装置の設計が自由に出来るようになる。

【００６５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の無線送信
電力制御装置によれば、検出した電力増幅手段での入力
送信信号の可変状態に対応した電流と、入力される制御
信号から送信出力増幅器のバイアス電流最適化制御が可
能な送信電力制御装置のバイアス電流点に対応して生成
した基準値信号とを比較して、送信出力電力に対応する
バイアス電流点を設定している。

【００６６】この結果、送信出力増幅器のバイアス電流
最適化制御が可能な送信電力制御装置での送信出力電力
を入力送信信号を可変して送信出力電力を低減した際に
バイアス電流が減少し、消費電力を低減できるようにな
る。また、本発明によれば、データ書き替え可能な記憶
素子を用いて、多種多様な送信出力増幅器のバイアス電
流最適化制御が可能な送信電力制御装置のトランジスタ
ごとの動作特性に整合するバイアス電流点に対応する基
準値信号のデータを記憶しているため、多種多様な送信
出力増幅器のバイアス電流最適化制御が可能な送信電力
制御装置の構成が可能になり、設計の自由度が向上す
る。

【００６７】更に、本発明によれば、前記の構成をＣＤ
ＭＡ移動通信システムで用いる移動端末などに適用して
いるため、ＣＤＭＡ移動通信システムで用いる移動端末
などのように送信電力の大幅な可変制御が正確かつ確実
に行われるようになり、特に電源に電池を用いた移動端
末での通話時間を、より伸ばすことが出来るようにな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の無線送信電力制御装置の実施形態にお
ける構成を示すブロック図である。

【図２】図１に示す電力増幅器及びバイアス電流検出回
路の詳細な構成を示す回路図である。

【図３】図１に示す電力増幅器及びバイアス電流検出回
路の詳細な他の構成を示す回路図である。

【図４】図１に示す変換回路の詳細な構成を示す回路図
である。

【図５】実施形態動作における電力増幅器の特性図であ
る。

【図６】従来の無線送信電力制御装置の構成例を示すブ
ロック図である。

【符号の説明】

１１ 可変利得ＩＦ増幅器 １２ ミキサ １３ ローカル発振器 １４ ＢＰＦ １５ ＡＴＴ １６，１６Ａ 電力増幅器 １７，１７Ａ バイアス電流検出回路 １８ 変換回路 １９ 減算器 ２０ 積分器 ２６ 半導体チップ ２７ ＲＯＭ２７ Ｑ１，Ｑ１１ ＦＥＴ Ｑ１２ 補助ＦＥＴＱ Ｒ１ 抵抗器Ｒ Ｓａ ＩＦ信号 Ｓｂ 利得制御信号 Ｓｃ アッテネータ制御信号 Ｓｄ バイアス電流測定値信号 Ｓｅ 送信出力電力 Ｓｎ バイアス電圧 Ｓｖ 基準値信号

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5J100 JA01 JA10 KA05 LA08 LA09 QA04 SA01 5K022 EE01 EE21 EE31 5K060 BB00 CC11 CC12 DD04 FF06 HH06 HH08 HH14 HH22 HH31 JJ02 JJ08 KK01 LL01 LL11 LL22 PP05

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力送信信号のレベルを制御信号に基づ
   いて可変する可変手段と、 前記可変手段からの可変入力送信信号を増幅し送信出力
   信号を発生するトランジスタを用いた送信出力増幅器
   と、 前記送信出力増幅器のトランジスタに流れる電流を検出
   した検出値信号を出力する検出手段と、 前記可変手段への前記制御信号を前記送信出力増幅器に
   入力される可変入力送信信号のレベルに対応する基準値
   に変換することで送信出力電力を可変するごとのバイア
   ス電流点となる基準値信号を出力する変換手段と、 前記検出手段からの検出値信号と前記変換手段からの基
   準値信号とを比較し、 この比較値に基づいて前記送信出力増幅器へのバイアス
   電流点を設定するバイアス電流設定手段と、 を備えることを特徴とする送信出力増幅器のバイアス電
   流最適化制御が可能な送信電力制御装置。
2. 【請求項２】 前記検出手段として、 送信出力増幅器のトランジスタへ電源ラインから流れる
   電流経路に挿入された抵抗器を用い、この抵抗器での降
   下電圧を検出値信号として出力することを特徴とする請
   求項１に記載のバイアス電流最適化制御が可能な送信電
   力制御装置。
3. 【請求項３】 前記検出手段として、 送信出力増幅器の第１トランジスタと同一の直流バイア
   ス電流条件で動作する第２トランジスタと、この第２ト
   ランジスタへ電源ラインから流れる電流経路に挿入され
   た抵抗器とを備え、 この抵抗器での降下電圧を検出値信号として出力するこ
   とを特徴とする請求項１に記載のバイアス電流最適化制
   御が可能な送信電力制御装置。
4. 【請求項４】 前記送信出力増幅器の第１トランジスタ
   と第２トランジスタとが同一半導体チップに形成される
   ことを特徴とする請求項３に記載のバイアス電流最適化
   制御が可能な送信電力制御装置。
5. 【請求項５】 前記変換手段として、 制御信号のレベルごとのアドレスに、前記送信出力増幅
   器に入力される可変入力送信信号レベルに対応する基準
   値信号のデータが予め記憶されるメモリと、 前記メモリからの基準値信号のデータをアナログ信号に
   変換してバイアス電流設定手段へ出力するＡ／Ｄコンバ
   ータと、 を備えることを特徴とする請求項１に記載のバイアス電
   流最適化制御が可能な送信電力制御装置。
6. 【請求項６】 前記メモリとして、 データ書き替え可能な記憶素子を用い、該メモリに予め
   記憶される前記基準値信号のデータが、使用する送信出
   力増幅器のトランジスタの動作特性に整合したバイアス
   電流点に対応したデータであることを特徴とする請求項
   ５に記載のバイアス電流最適化制御が可能な送信電力制
   御装置。
7. 【請求項７】 前記バイアス電流設定手段として、 前記検出手段が検出した検出電圧と変換手段からの基準
   値信号とを比較した信号を出力する比較手段と、 前記比較手段での比較値に基づいて、前記送信出力増幅
   器のトランジスタのバイアス電流点に対応するバイアス
   電圧を前記送信出力増幅器へ出力する積分手段と、 を備えることを特徴とする請求項１に記載のバイアス電
   流最適化制御が可能な送信電力制御装置。
8. 【請求項８】 前記比較手段として、 前記検出手段が検出した検出電圧を変換手段が出力する
   基準値信号から減算する減算手段を用いることを特徴と
   する請求項７に記載のバイアス電流最適化制御が可能な
   送信電力制御装置。
9. 【請求項９】 前記可変手段として、 入力送信信号を制御信号のレベルに対応して可変増幅す
   る可変増幅器、入力送信信号を制御信号のレベルに対応
   して減衰させるアッテネータの一方又は両方を備え、 前記アッテネータのみを備えた場合には、前記制御信号
   として前記アッテネータへアッテネータ制御信号が入力
   され、 前記可変増幅器および前記アッテネータの両方を備えた
   場合には、前記制御信号として、前記可変増幅器へは利
   得制御信号が、前記アッテネータへはアッテネータ制御
   信号が入力されることを特徴とする請求項１に記載のバ
   イアス電流最適化制御が可能な送信電力制御装置。
10. 【請求項１０】 前記可変増幅器への利得制御信号、ア
    ッテネータへアッテネータ制御信号の一方又は両方を変
    換手段が基準値信号に変換して出力することを特徴とす
    る請求項９に記載のバイアス電流最適化制御が可能な送
    信電力制御装置。
11. 【請求項１１】 前記可変手段と前記送信出力増幅器と
    の間に、入力送信信号を周波数変換するための周波数変
    換手段を更に備えることを特徴とする請求項１に記載の
    バイアス電流最適化制御が可能な送信電力制御装置。
12. 【請求項１２】 前記周波数変換手段と前記送信出力増
    幅器との間に周波数変換した信号を帯域制限して不要波
    信号を除去するバンドパスフィルタを更に備えることを
    特徴とする請求項１１に記載のバイアス電流最適化制御
    が可能な送信電力制御装置。
13. 【請求項１３】 前記請求項１乃至１２に記載の無線送
    信電力制御装置をＣＤＭＡ移動通信システムにおける電
    池を電源とする移動端末に設けることを特徴とするバイ
    アス電流最適化制御が可能な送信電力制御装置。