專利名稱：功率放大裝置及通信裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種功率放大裝置及通信裝置，特別是涉及一種將輸入信號轉(zhuǎn)換為兩 個恒定包絡(luò)線信號之后，對這些恒定包絡(luò)線信號進行放大，最后進行向量加法運算的功率 放大裝置及使用該功率放大裝置的通信裝置。
背景技術(shù)：
在用于通信裝置的發(fā)送信號的放大等的功率放大方式之中，在LINC(Linear Amplification with Nonlinear Component)方式中，將具有包絡(luò)線變動的輸入信號轉(zhuǎn)換 為具有對應(yīng)于該輸入信號的振幅的相位差的兩個恒定包絡(luò)線信號(中間信號)之后，分別 使用非線性放大器對這些包絡(luò)線信號進行放大。并且，通過對放大后的恒定包絡(luò)線信號進 行向量加法運算，從而獲得放大后的輸入信號。根據(jù)該方式，由于非線性放大器只要放大恒 定包絡(luò)線信號即可，因此能夠提高功率放大效率(例如，參照專利文獻1)。專利文獻1 日本特公平6-22302號公報在上述專利文獻1所公開的功率放大電路中，通過數(shù)字信號處理來將輸入信號轉(zhuǎn) 換為兩個恒定包絡(luò)線信號。根據(jù)該構(gòu)成，需要模擬_數(shù)字和數(shù)字_模擬轉(zhuǎn)換器等，因此存在 會增大電路規(guī)模的問題。因此，本申請的申請人研究了通過模擬信號處理來將輸入信號轉(zhuǎn)換為兩個恒定包 絡(luò)線信號的電路構(gòu)成。具體而言，如圖5所示，在這種新型的功率放大裝置100中，通過移 相器102，使輸入信號Sin僅旋轉(zhuǎn)ji /2來獲得正交信號，并且通過可變增益放大器104來 生成對該信號進行放大而成的信號(第一恒定包絡(luò)線向量生成信號e)，并通過在加法電路 106中將該第一恒定包絡(luò)線向量生成信號e和輸入信號Sin進行向量加法運算，從而生成第 一中間信號S1。此外，通過模擬信號處理，生成通過移相器110使第一恒定包絡(luò)線向量生 成信號e僅旋轉(zhuǎn)n的反相信號(第二恒定包絡(luò)線向量生成信號_e)，并且通過在加法電路 108中將該第二恒定包絡(luò)線向量生成信號_e和輸入信號Sin進行向量加法運算，從而生成 第二中間信號S2。并且，由混頻器(振幅檢測電路)116、118檢測第一和第二中間信號的振 幅(具體而言是振幅的平方)，之后由加法電路120生成這些振幅的合計值，并且由加法電 路114生成與規(guī)定電壓Vref的差電壓。而且，使該值經(jīng)過低通濾波器之后，經(jīng)由未圖示的 緩沖放大器將其輸出作為可變增益放大器104的增益控制信號來輸入。根據(jù)該構(gòu)成，按照 第一和第二中間信號SI、S2的振幅的平方和成為由Vref所示的恒定值的方式反饋控制可 變增益放大器104的增益，并且將第一和第二中間信號SI、S2的振幅設(shè)定為期望的值。由 此，能夠分別將第一和第二中間信號SI、S2設(shè)為恒定包絡(luò)線信號。但是，在該構(gòu)成中，若混 頻器116、118的第一和第二中間信號SI、S2的振幅的檢測靈敏度中存在偏差，則有時很難 獲得正確的放大后的輸入信號。此時，若使用這樣的功率放大裝置來構(gòu)成通信裝置，則存在 會增大通信誤差的隱患。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述課題而進行的，其目的在于提供一種能夠抑制第一和第二中間 信號的振幅檢測靈敏度的偏差的功率放大裝置以及使用該功率放大裝置的通信裝置。為了解決上述課題，本發(fā)明的功率放大裝置特征在于，包括第一中間信號生成電 路，其生成第一中間信號，該第一中間信號是通過在輸入信號上相加與所述輸入信號正交 的第一恒定包絡(luò)線向量生成信號而形成的；第二中間信號生成電路，其生成第二中間信號， 該第二中間信號是通過在所述輸入信號上相加使所述第一恒定包絡(luò)線向量生成信號反相 之后的第二恒定包絡(luò)線向量生成信號而形成的；第一振幅檢測電路，其檢測所述第一中間 信號的振幅；第二振幅檢測電路，其檢測所述第二中間信號的振幅；振幅控制電路，其基于 由所述第一和第二振幅檢測電路檢測出的振幅，使所述第一和第二恒定包絡(luò)線向量生成信 號的振幅的大小改變；第一放大電路，其對所述第一中間信號進行放大；第二放大電路，其 對所述第二中間信號進行放大；加法電路，其對放大后的所述第一和第二中間信號進行加 法運算，從而生成放大了所述輸入信號的輸出信號；電壓保持電路，其通過使所述第一和第 二振幅檢測電路中的至少一個檢測所給予的基準信號的振幅，從而保持與這些振幅相關(guān)的 電壓；和校正電路，其基于由所述電壓保持電路保持的電壓，對所述第一或第二振幅檢測電 路的檢測靈敏度進行校正。根據(jù)本發(fā)明，通過第一或第二振幅檢測電路來檢測所給予的基準信號的振幅，并 在此時由電壓保持電路保持與檢測出的振幅相關(guān)的電壓。被保持的電壓可以是表示檢測出 的振幅本身的電壓，也可以是表示檢測出的振幅之差的電壓。此外，也可以是表示檢測出的 振幅與規(guī)定值之差的電壓。在本發(fā)明中，由于基于被保持的電壓來校正第一或第二振幅檢 測電路的檢測靈敏度，因此能夠抑制其偏差。此外，在本發(fā)明的一方式中，所述電壓保持電路包括第一電壓保持電路，其使所 述第一振幅檢測電路檢測所述所給予的基準信號的振幅，從而保持表示該振幅與所給予的 基準振幅之間的偏差的電壓；和第二電壓保持電路，其使所述第二振幅檢測電路檢測所述 所給予的基準信號的振幅，從而保持表示該振幅與所給予的基準振幅之間的偏差的電壓， 所述校正電路包括第一校正電路，其基于由所述第一電壓保持電路保持的電壓，對所述第 一振幅檢測電路的檢測靈敏度進行校正；和第二校正電路，其基于由所述第二電壓保持電 路保持的電壓，對所述第二振幅檢測電路的檢測靈敏度進行校正。在該方式中，在所述所給予的基準信號作為所述輸入信號而被提供的情況下，所 述第一電壓保持電路通過使所述第一中間信號生成電路生成與所述所給予的基準信號相 同的信號來作為所述第一中間信號，從而使所述第一振幅檢測電路檢測所述所給予的基準 信號的振幅。由此，能夠使第一振幅檢測電路容易地檢測所給予的基準振幅信號的振幅。此外，在所述所給予的基準信號作為所述輸入信號而被提供的情況下，所述第二 電壓保持電路通過使所述第二中間信號生成電路生成與所述所給予的基準信號相同的信 號來作為所述第二中間信號，從而使所述第二振幅檢測電路檢測所述所給予的基準信號的 振幅。由此，能夠使第二振幅檢測電路容易地檢測所給予的基準振幅信號的振幅。此外，該功率放大裝置還可以包括平均電路，其求出通過所述第一振幅檢測電路 從所述所給予的基準信號中檢測出的振幅、和通過所述第二振幅檢測電路從所述所給予的 基準信號中檢測出的振幅的平均值，從而將該平均值作為所述所給予的基準振幅。
而且，本發(fā)明的通信裝置特征在于包括上述的任一種功率放大裝置、和連接在該 功率放大裝置上的天線以及通信控制裝置。根據(jù)本發(fā)明，由于使用所述功率放大裝置來進 行發(fā)送信號的放大，因此能夠防止通信誤差的增大。


圖1是表示本發(fā)明的實施方式的功率放大裝置的構(gòu)成的框圖。圖2是表示本發(fā)明的實施方式的信號轉(zhuǎn)換電路的信號處理的IQ平面圖。圖3是表示本發(fā)明的實施方式的信號轉(zhuǎn)換電路的構(gòu)成的框圖。圖4是表示本發(fā)明的實施方式的通信裝置的構(gòu)成的框圖。圖5是表示作為本發(fā)明的前提的信號轉(zhuǎn)換電路的構(gòu)成的框圖。
具體實施例方式(第1實施方式)以下，基于附圖詳細說明本發(fā)明的實施方式。圖1是本發(fā)明的一實施方式的功率放大裝置的構(gòu)成圖。如圖1所示，功率放大裝 置40構(gòu)成為包括信號轉(zhuǎn)換電路10、放大器42、44、向量加法運算電路46。信號轉(zhuǎn)換電路10 是若提供輸入信號Sin就將其轉(zhuǎn)換為第一中間信號S1和第二種間信號S2的模擬信號處理 電路。如圖2所示，第一中間信號S1和第二中間信號S2是具有恒定包絡(luò)線的信號，第一中 間信號S1具有相對于輸入信號Sin前進了一定量的相位，第二中間信號S2具有相對于輸 入信號Sin后退了一定量的相位。并且，若將這些第一中間信號S1和第二中間信號S2進 行向量合成，則可獲得相位與原來的輸入信號Sin相等且振幅為原來的輸入信號Sin的規(guī) 定倍(在這里為兩倍)的信號。在本實施方式中，通過分別將第一恒定包絡(luò)線向量生成信 號e和第二恒定包絡(luò)線向量生成信號_e與輸入信號Sin進行向量加法運算，從而生成第一 中間信號S1和第二中間信號S2?；氐綀D1，在該功率放大裝置40中，分別由放大器42、44對從信號轉(zhuǎn)換電路10輸 出的恒定包絡(luò)線信號即第一中間信號S1和第二中間信號S2進行放大。放大器42、44只要 是運算放大器等公知的非線性放大電路即可。由向量加法電路46對放大器42、44的輸出 進行向量加法運算，由此獲得放大輸出信號Sout。根據(jù)該功率放大裝置40，即使輸入信號 Sin的振幅產(chǎn)生變化，由于放大器42、44只要放大恒定包絡(luò)線信號即第一中間信號S1和第 二中間信號S2即可，因此能夠在寬的輸入信號Sin的振幅范圍內(nèi)提高放大器42、44的功率 放大效率。圖3是信號轉(zhuǎn)換電路10的電路框圖。如圖3所示，在信號轉(zhuǎn)換電路10中，將輸入 信號Sin輸入至向量加法電路14、16以及移相器12。移相器12是使輸入信號Sin的相位 僅前進n/2的電路，并且其輸出被輸入至可變增益放大器18。在可變增益放大器18中，經(jīng) 由未圖示的緩沖放大器將低通濾波器20的輸出信號作為增益控制信號來輸入，并且通過 該增益控制信號控制放大增益。將可變增益放大器18的輸出作為第一恒定包絡(luò)線向量生 成信號e來提供給向量加法電路14，并由該向量加法電路14對該第一恒定包絡(luò)線向量生 成信號e和輸入信號Sin進行加法運算。由此，從向量加法電路14輸出第一中間信號S1。 此外，還將第一恒定包絡(luò)線向量生成信號e提供給反相電路17，由該反相電路17生成使第一恒定包絡(luò)線向量生成信號e反相而形成的第二恒定包絡(luò)線向量生成信號_e。將該第二恒 定包絡(luò)線向量生成信號_e提供給向量加法電路16，由該向量加法電路16對該第二恒定包 絡(luò)線向量生成信號_e和輸入信號Sin進行加法運算。由此，從向量加法電路16輸出第二 中間信號S2。將向量加法電路14的輸出分配給第一振幅檢測電路即混頻器24，由該混頻器24 生成表示第一中間信號S1的振幅的平方值的直流電壓信號。同樣地，將向量加法電路16的 輸出分配給第二振幅檢測電路即混頻器26，由該混頻器26生成表示第二中間信號S2的振 幅的平方值的直流電壓信號?；祛l器24、26例如可以采用吉伯(Gilbert)單元型混頻器。 并且，將混頻器24、26的輸出提供給加法電路28，由該加法電路28生成表示這些輸出的加 法運算值的電壓信號。將該電壓信號輸入至加法電路22，在加法電路22中生成電壓信號， 該電壓信號表示從基準電壓Vref減去加法電路22的輸出電壓之后的值?；鶞孰妷篤ref 的值對應(yīng)于第一中間信號S1和第二種間信號S2的振幅的目標值(相當于在圖2的相位平 面中表示的圓的半徑)的平方和。使加法電路22的輸出信號經(jīng)由低通濾波器20和未圖示 的緩沖放大器，如上所述那樣作為增益控制信號而提供給可變增益放大器18。根據(jù)這樣的構(gòu)成，加法電路28的輸出超過基準電壓Vref時，根據(jù)其超過的量來減 小可變增益放大器18對移相器12的輸出的放大量。此外，加法電路28的輸出低于基準電 壓Vref時，根據(jù)其不足的量來增加可變增益放大器18對移相器12的輸出的放大量。通過 采用這樣的反饋電路構(gòu)成，第一中間信號S1和第二種間信號S2的振幅接近于與基準電壓 Vref對應(yīng)的恒定值。在信號轉(zhuǎn)換電路10中，進一步向加法器32反轉(zhuǎn)輸入混頻器24的輸出，并且向加 法器34反轉(zhuǎn)輸入混頻器26的輸出。此外加法電路28的輸出的電壓值被衰減器30衰減至 1/2，將該衰減后的信號作為基準振幅而輸入到加法器32、34。S卩，加法電路28和衰減器30 作為生成由混頻器24、26檢測出的振幅的平均值的平均電路的作用，將由該電路生成的平 均值作為基準振幅。加法器32輸出電壓信號，該電壓信號表示從基準振幅減去混頻器24的輸出之后 的值，并將其提供給采樣保持電路36，由該電路36保持所給予時刻的輸入電壓。將由采樣 保持電路36保持的電壓信號提供給混頻器24，通過該信號控制作為第一電壓檢測電路來 使用的混頻器24的檢測靈敏度。同樣，加法器34輸出電壓信號，該電壓信號表示從基準振幅減去混頻器26的輸出 之后的值，并將其提供給采樣保持電路38，由該電路38保持所給予時刻的輸入電壓。將由 采樣保持電路38保持的電壓信號提供給混頻器26，通過該信號控制作為電壓檢測電路來 使用的混頻器26的檢測靈敏度。本實施方式中，在功率放大裝置40的初始化時刻等規(guī)定的時刻，通過未圖示的控 制電路，將規(guī)定振幅的基準信號作為輸入信號Sin輸入至信號轉(zhuǎn)換電路10中。并且，構(gòu)成 為在其間停止對向量加法電路14、16輸入第一恒定包絡(luò)線向量生成信號e和第二恒定包絡(luò) 線向量生成信號_e。此外，該控制電路繼續(xù)向采樣保持電路36、38指示保持加法器32、34 的輸出電壓信號。此時，從向量加法電路14、16都輸出基準信號本身，混頻器24、26輸出對 應(yīng)于相同信號的振幅的直流電壓信號(校正信號)。并且，在這些校正信號中存在差異時， 意味著混頻器24、26的檢測靈敏度中存在差異。在信號轉(zhuǎn)換電路10中，將表示校正信號的
7平均值(基準振幅)和各校正信號之差的電壓信號保持在采樣保持電路36、38中，并通過 所保持的信號來控制混頻器24、26的檢測靈敏度。具體而言，混頻器24、26是吉伯單元型混頻器等、輸出與來自恒定電流源的供給 電流量成比例的電壓的電路，在本實施方式中，根據(jù)由采樣保持電路36、38保持的電壓信 號來增減該供給電流量。由此，當基準振幅比混頻器24的輸出大且基準振幅比混頻器26的 輸出小時，使來自混頻器24的恒定電流源的供給電流量增加，由此來增加混頻器24的檢測 靈敏度，并且使來自混頻器26的恒定電流源的供給電流量減少，由此來減小混頻器26的檢 測靈敏度。相反地，當基準振幅比混頻器24的輸出小且基準振幅比混頻器26的輸出大時， 使來自混頻器24的恒定電流源的供給電流量減少，由此來減小混頻器24的檢測靈敏度，并 且使來自混頻器26的恒定電流源的供給電流量增加，由此來增加混頻器26的檢測靈敏度。 通過這樣的構(gòu)成，能夠使混頻器24、26的檢測靈敏度一致。另外，這里構(gòu)成為控制兩個混頻 器24、26的檢測靈敏度，但是也可以控制混頻器24、26中的一方的檢測靈敏度，從而實現(xiàn)兩 個混頻器24、26的檢測靈敏度的一致。圖4是使用上述功率放大裝置40的通信裝置的構(gòu)成例。圖4所示的通信裝置50 通過通信控制裝置52生成根據(jù)發(fā)送信息而進行振幅調(diào)制之后的信號，并且將其作為輸入 信號Sin提供給功率放大裝置40。并且，功率放大裝置40上連接有發(fā)送天線54，通過該發(fā) 送天線54無線發(fā)送放大輸出Sout。根據(jù)以上所說明的功率放大裝置40，由于混頻器24、26的檢測靈敏度被一致化， 因此能夠適當?shù)胤糯筝斎胄盘朣in。此外，通過使用該功率放大裝置40來構(gòu)成通信裝置50， 能夠降低通信誤差。
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權(quán)利要求
一種功率放大裝置，其特征在于，包括第一中間信號生成電路，其生成第一中間信號，該第一中間信號是通過在輸入信號上相加與所述輸入信號正交的第一恒定包絡(luò)線向量生成信號而形成的；第二中間信號生成電路，其生成第二中間信號，該第二中間信號是通過在所述輸入信號上相加使所述第一恒定包絡(luò)線向量生成信號反相之后得到的第二恒定包絡(luò)線向量生成信號而形成的；第一振幅檢測電路，其檢測所述第一中間信號的振幅；第二振幅檢測電路，其檢測所述第二中間信號的振幅；振幅控制電路，其基于由所述第一和第二振幅檢測電路檢測出的振幅，使所述第一和第二恒定包絡(luò)線向量生成信號的振幅的大小改變；第一放大電路，其對所述第一中間信號進行放大；第二放大電路，其對所述第二中間信號進行放大；加法運算電路，其對放大后的所述第一和第二中間信號進行加法運算，從而生成放大了所述輸入信號的輸出信號；電壓保持電路，其通過使所述第一和第二振幅檢測電路中的至少一個檢測所給予的基準信號的振幅，從而保持與這些振幅相關(guān)的電壓；和校正電路，其基于由所述電壓保持電路保持的電壓，對所述第一或第二振幅檢測電路的檢測靈敏度進行校正。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率放大裝置，其特征在于， 所述電壓保持電路包括第一電壓保持電路，其使所述第一振幅檢測電路檢測所述所給予的基準信號的振幅， 從而保持表示該振幅與所給予的基準振幅之間的偏差的電壓；和第二電壓保持電路，其使所述第二振幅檢測電路檢測所述所給予的基準信號的振幅， 從而保持表示該振幅與所述所給予的基準振幅之間的偏差的電壓， 所述校正電路包括第一校正電路，其基于由所述第一電壓保持電路保持的電壓，對所述第一振幅檢測電 路的檢測靈敏度進行校正；和第二校正電路，其基于由所述第二電壓保持電路保持的電壓，對所述第二振幅檢測電 路的檢測靈敏度進行校正。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的功率放大裝置，其特征在于，所述第一電壓保持電路在所述所給予的基準信號作為所述輸入信號而被提供的情況 下，通過使所述第一中間信號生成電路生成與所述所給予的基準信號相同的信號來作為所 述第一中間信號，從而使所述第一振幅檢測電路檢測所述所給予的基準信號的振幅。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的功率放大裝置，其特征在于，所述第二電壓保持電路在所述所給予的基準信號作為所述輸入信號而被提供的情況 下，通過使所述第二中間信號生成電路生成與所述所給予的基準信號相同的信號來作為所 述第二中間信號，從而使所述第二振幅檢測電路檢測所述所給予的基準信號的振幅。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的功率放大裝置，其特征在于，該功率放大裝置還包括平均電路，其求出通過所述第一振幅檢測電路從所述所給予的 基準信號中檢測出的振幅、和通過所述第二振幅檢測電路從所述所給予的基準信號中檢測 出的振幅的平均值，從而將該平均值作為所述所給予的基準振幅。
6. 一種通信裝置，其特征在于，包括 權(quán)利要求1所述的功率放大裝置；和 天線及通信控制裝置，連接在該功率放大裝置上。
全文摘要
本發(fā)明提供一種功率放大裝置。通過檢測第一中間信號(S1)的振幅的混頻器(24)和檢測第二中間信號(S2)的振幅的混頻器(26)中的至少一個來檢測所給予的基準信號的振幅，從而使采樣保持電路(36)、(38)保持與這些振幅相關(guān)的電壓。并且基于被保持的電壓，校正混頻器(24)、(26)的檢測靈敏度。因此，在通過模擬信號處理生成對應(yīng)于輸入信號的兩個恒定包絡(luò)線信號的情況下，能夠控制這些信號的振幅檢測靈敏度的偏差。
文檔編號H03F1/02GK101926088SQ20088012527
公開日2010年12月22日 申請日期2008年12月25日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月30日
發(fā)明者長山昭 申請人:京瓷株式會社