发明名称 高频电力放大电路、无线通讯机及无线通讯系统
摘要 本发明系有关以不使用来自基地台之功率控制讯号而施行功率之控制为诉求课题之高频电力放大电路、无线通讯机及无线通讯系统。摘要言之,本发明之无线通讯机系具有发射用之高频电力放大电路、检出高频电力放大电路之输出之检出装置、及利用由检出装置所得之资讯控制高频电力放大电路之输出之自动输出控制电路,其中,高频电力放大电路具备设有连接于输入端子与输出端子之间之多数个放大段之放大系统、与将偏压供给至各放大段之电晶体之偏压电路,将偏压供给至不含最终放大段之放大段之偏压电路系由多数电阻元件所构成,利用多数电阻将输入之功率控制讯号分压,并将分压所形成之分压电压供给至放大段之控制端子,其偏压电压呈现低功率模态用之线性特性,将偏压供给至最终放大段之偏压电路则成为偏压电压呈现高功率模态用之非线性特性之偏压电路。
申请公布号 TWI240481 申请公布日期 2005.09.21
申请号 TW090128354 申请日期 2001.11.15
申请人 日立制作所股份有限公司;日立通信系统股份有限公司 发明人 松下 孔一;古屋 富男;安达 彻朗;赤岭均;松平信洋
分类号 H03F3/20 主分类号 H03F3/20
代理机构 代理人 陈长文 台北市松山区敦化北路201号7楼
主权项 1.一种高频电力放大电路,其特征在于具有:输入端子;输出端子;接受功率控制讯号之控制端子;具有连接于上述输入端子与上述输出端子间之多数个放大段之放大系统;及连接于上述控制端子,且将对供给至上述控制端子之功率控制讯号显示非线性特性之偏压供给至上述多数个放大段中耦合于上述输出端子之第一放大段之偏压电路者;且上述偏压电路系含有:将上述功率控制讯号之电压分压,并将分压所形成之分压电压供给至上述第一放大段之控制端子之分压电路;控制端子连接于上述分压电路之分压点,第二端子连接于接地端子,第一端子连接于设在电位比上述分压点低之侧之电阻元件之控制电晶体;及其控制端子连接于上述第一放大段之电晶体之控制端子,由其第一端子输出电流传感电压之电流传感用电晶体者。2.一种无线通讯机,其特征在于具有:发射用之高频电力放大电路;检出上述高频电力放大电路之输出之检出装置;及用上述检出装置所得之资讯控制上述高频电力放大电路之输出之输出控制电路;上述高频电力放大电路具有:输入端子;输出端子;接受功率控制讯号之控制端子;具有连接于上述输入端子与上述输出端子间之多数个放大段之放大系统;及连接于上述控制端子,且将对供给至上述控制端子之功率控制讯号显示非线性特性之偏压供给至上述多数个放大段中耦合于上述输出段之第一放大段之偏压电路者;且上述高频电力放大电路之上述第一放大段之偏压电路含有:利用多数电阻元件将上述功率控制讯号之电压分压,并将分压所形成之分压电压供给至上述第一放大段之控制端子之分压电路;其控制端子连接于上述分压电路之分压点,其第二端子连接于接地端子,其第一端子连接于设在电位比上述分压点低之侧之电阻元件之控制电晶体;及其控制端子连接于上述第一放大段之电晶体之控制端子,由其第一端子输出电流传感电流之电流传感用电晶体者。3.一种无线通讯系统,其特征在于可透过基地台在无线通讯机间施行无线通讯,且上述基地台不具有将功率控制讯号发射至上述各无线通讯机之设备,上述各无线通讯机具有不必依赖上述功率控制讯号即可控制功率模态之功率模态控制装置者;上述无线通讯机具有:发射用之高频电力放大电路;检出上述高频电力放大电路之输出之检出装置;及用上述检出装置所得之资讯控制上述高频电力放大电路之输出之输出控制电路;且上述高频电力放大电路具有:输入端子;输出端子;接受功率控制讯号之控制端子;具有连接于上述输入端子与上述输出端子间之多数个放大段之放大系统;及连接于上述控制端子,且将对供给至上述控制端子之功率控制讯号显示非线性特性之偏压供给至上述多数个放大段中耦合于上述输出端子之第一放大段之偏压电路;且利用供给至上述第一放大段之偏压电路构成上述功率模态控制装置者。4.如申请专利范围第3项之无线通讯系统,其中上述检出装置具有检出上述高频电力放大电路之输出之耦合器,且将该耦合器之输出讯号输入于上述输出控制电路者。5.如申请专利范围第3项之无线通讯系统,其中上述检出装置含有其控制端子连接于上述高频电力放大电路之上述第一放大段所含之电晶体之控制端子之电流传感用电晶体,该电流传感用电晶体之输出电流被变换成电压后供给至上述输出控制电路者。6.一种高频电力放大电路,其包括:一输入端子;一输出端子;一接收一功率控制讯号之控制端子;一放大系统,其具有多数个放大电路且系被耦合于该输入端子与该输出端子之间;及一被耦合于该控制端子与该放大系统之偏压电路,其包括一第一电阻元件,其具有一第一节点与一第二节点;一第二电阻元件,其具有一被耦合至该第一电阻元件之第二节点的第一节点,以及一第二节点;以及一第一电晶体,其具有一被耦合至该第一电阻元件之第二节点的闸极,一透过该第一电阻元件与该第二电阻元件被耦合至该控制端子的第一电极,以及用以接收一预设电压之第二电极,其中可根据该功率控制讯号由该第一电阻元件之第二节点产生一电压,以及其中该偏压电路会根据该所产生之电压提供一电压给该放大系统作为一偏压电压,而不必接收一模态讯号用以表示究竟是该高频电力放大电路能够输出一低于一预设値之功率电位的低功率模态,抑或是该高频电力放大电路能够输出一高于该预设値之功率电位的高功率模态。7.如申请专利范围第6项之高频电力放大电路,其中该等多数个放大电路包括一第一放大电路,其具有一被耦合至该输出端子的输出节点,以及一输入节点;以及一被耦合于该第一放大电路之输入节点与该输入端子之间的第二放大电路,其中该偏压电压系被施加于该第一放大电路。8.如申请专利范围第7项之高频电力放大电路,其中该第一放大电路包括一第二电晶体,其具有一被耦合至该输入节点的闸极,并且会从该偏压电路施加该偏压电压给该闸极;以及该第二电晶体亦具有一被耦合至该输出节点的电极。9.如申请专利范围第8项之高频电力放大电路,其中该偏压电路包括一分压电路,用以接收该功率控制讯号且提供该分割后之功率控制讯号给该第二放大电路作为一偏压电压。10.如申请专利范围第9项之高频电力放大电路,其中该第一电晶体之第一电极系被耦合至该第二电阻元件之第二节点,以及其中该第一电晶体与该第二电晶体都系MOSFET。11.如申请专利范围第10项之高频电力放大电路,其中该所产生的电压会被施加至该第二电晶体的闸极作为偏压电压。12.如申请专利范围第8项之高频电力放大电路,进一步包括:一第三电晶体,其具有一被耦合至该第二电晶体之闸极的闸极;及一功率控制讯号产生电路,用以从该第三电晶体接收一输出讯号,以及一功率表示讯号,并且可根据该第三电晶体之输出讯号与该功率表示讯号之间的差异以产生该功率控制讯号。13.如申请专利范围第12项之高频电力放大电路,其中该第一电晶体、该第二电晶体与该第三电晶体都系MOSFET,以及其中该第三MOSFET之输出对应的系流经该第一MOSFET之汲极与源极之间的一电流。14.一种高频电力放大电路,其包括:一输入端子;一输出端子;一接收功率控制讯号之控制端子;一放大系统,其具有多数个放大电路且系被耦合于该输入端子与该输出端子之间;及一被耦合于该控制端子与该放大系统之偏压电路,其包括一具有一闸极之电晶体、一第一电极以及一用以接收一预设电压之第二电极;以及一电阻元件,其具有一被耦合至该电晶体闸极的第一节点与一被耦合至该电晶体第一电极的第二节点,其中可响应施加该功率控制讯号给该电晶体的闸极,根据该功率控制讯号由该电阻元件之第一节点产生一电压,以及其中该偏压电路会根据该所产生之电压提供一电压给该放大系统作为一偏压电压,而不必接收一模态讯号用以表示究竟是该高频电力放大电路能够输出一低于一预设値之功率电位的低功率模态,抑或是该高频电力放大电路能够输出一高于该预设値之功率电位的高功率模态。15.如申请专利范围第14项之高频电力放大电路,其中该等多数个放大电路包括一第一放大电路,其具有一被耦合至该输出端子的输出节点,以及一输入节点;以及一被耦合于该第一放大电路之输入节点与该输入端子之间的第二放大电路,其中该偏压电压系被施加于该第一放大电路。16.如申请专利范围第15项之高频电力放大电路,其中该第一放大电路包括一第二电晶体,其具有一被耦合至该输入节点的闸极,并且会从该偏压电路施加该偏压电压给该闸极;以及该第二电晶体亦具有一被耦合至该输出节点的电极。17.如申请专利范围第16项之高频电力放大电路,其中该偏压电路包括一分压电路,用以接收该功率控制讯号且提供该分割后之功率控制讯号给该第二放大电路作为一偏压电压。18.如申请专利范围第17项之高频电力放大电路,其中该第一电晶体之第一电极系被耦合至该第二电阻元件之第二节点,以及其中该第一电晶体与该第二电晶体都系MOSFET。19.如申请专利范围第18项之高频电力放大电路,其中该所产生的电压会被施加至该第二电晶体的闸极作为偏压电压。20.一种无线通讯机,其包括:一高频电力放大电路;用以测量该高频电力放大电路之输出功率的检出装置;及一功率控制电路,其可以该检出装置之输出为基础来控制该高频电力放大电路之输出功率,其中该高频电力放大电路包括:一输入端子;一输出端子;一从该功率控制电路接收一功率控制讯号之控制端子;一放大系统,其具有多数个放大电路且系被耦合于该输入端子与该输出端子之间;及一被耦合于该控制端子与该放大系统之偏压电路,其包括一第一电阻元件,其具有一第一节点与一第二节点;一第二电阻元件,其具有一被耦合至该第一电阻元件之第二节点的第一节点,以及一第二节点;以及一第一电晶体,其具有一被耦合至该第一电阻元件之第二节点的闸极,一透过该第一电阻元件与该第二电阻元件被耦合至该控制端子的第一电极,以及用以接收一预设电压之第二电极,其中可根据该功率控制讯号由该第一电阻元件之第二节点产生一电压,以及其中该偏压电路会根据该所产生之电压提供一电压给该放大系统作为偏压电压,而不必接收一模态讯号用以表示究竟是该高频电力放大电路能够输出一低于一预设値之功率电位的低功率模态,抑或是该高频电力放大电路能够输出一高于该预设値之功率电位的高功率模态。21.如申请专利范围第20项之无线通讯机,其中该等多数个放大电路包括一第一放大电路,其具有一被耦合至该输出端子的输出节点,以及一输入节点;以及一被耦合于该第一放大电路之输入节点与该输入端子之间的第二放大电路,其中该偏压电压系被施加于该第一放大电路。22.如申请专利范围第21项之无线通讯机,其中该第一放大电路包括一第二电晶体,其具有一被耦合至该输入节点的闸极,并且会从该偏压电路施加该偏压电压给该闸极;以及该第二电晶体亦具有一被耦合至该输出节点的电极。23.如申请专利范围第22项之无线通讯机,其中该偏压电路包括一分压电路,用以接收该功率控制讯号且提供该分割后之功率控制讯号给该第二放大电路作为一偏压电压。24.如申请专利范围第23项之无线通讯机,其中该第一电晶体之第一电极系被耦合至该第二电阻元件之第二节点,以及其中该第一电晶体与该第二电晶体都系MOSFET。25.如申请专利范围第24项之无线通讯机,其中该所产生的电压会被施加至该第二电晶体的闸极作为一偏压电压。26.一种无线通讯机,其包括:一高频电力放大电路;用以测量该高频电力放大电路之输出功率的检出装置;及一功率控制电路,其可以该检出装置之输出为基础来控制该高频电力放大电路之输出功率,其中该高频电力放大电路包括:一输入端子;一输出端子;一从该功率控制电路接收一功率控制讯号之控制端子;一放大系统,其具有多数个放大电路且系被耦合于该输入端子与该输出端子之间;及一被耦合于该控制端子与该放大系统之偏压电路,其包括一具有一闸极之电晶体、一第一电极以及一用以接收一预设电压之第二电极;以及一电阻元件,其具有一被耦合至该电晶体闸极的第一节点与一被耦合至该电晶体第一电极的第二节点,其中可响应施加该功率控制讯号给该电晶体的闸极,根据该功率控制讯号由该电阻元件之第一节点产生一电压,以及其中该偏压电路会根据该所产生之电压提供一电压给该放大系统作为一偏压电压,而不必接收一模态讯号用以表示究竟是该高频电力放大电路能够输出一低于一预设値之功率电位的低功率模态,抑或是该高频电力放大电路能够输出一高于该预设値之功率电位的高功率模态。27.如申请专利范围第26项之无线通讯机,其中该等多数个放大电路包括一第一放大电路,其具有一被耦合至该输出端子的输出节点,以及一输入节点;以及一被耦合于该第一放大电路之输入节点与该输入端子之间的第二放大电路,其中该偏压电压系被施加于该第一放大电路。28.如申请专利范围第27项之无线通讯机,其中该第一放大电路包括一第二电晶体,其具有一被耦合至该输入节点的闸极,并且会从该偏压电路施加该偏压电压给该闸极;以及该第二电晶体亦具有一被耦合至该输出节点的电极。29.如申请专利范围第28项之无线通讯机,其中该偏压电路包括一分压电路,用以接收该功率控制讯号且提供该分割后之功率控制讯号给该第二放大电路作为一偏压电压。30.如申请专利范围第29项之无线通讯机,其中该第一电晶体之第一电极系被耦合至该第二电阻元件之第二节点,以及其中该第一电晶体与该第二电晶体都系MOSFET。31.如申请专利范围第30项之无线通讯机,其中该所产生的电压会被施加至该第二电晶体的闸极作为该偏压电压。32.一种无线通讯系统,其包括:一基地台,其不具输出一模态讯号的功能,该模态讯号系用以表示究竟是该无线通讯机能够输出一低于一预设値之功率电位的低功率模态,抑或是该无线通讯机能够输出一高于该预设値之功率电位的高功率模态;及该无线通讯机可与该基地台进行无线通讯,并且包括:一功率控制电路,用以提供一功率控制讯号;一输入端子;一输出端子;一用以接收该功率控制讯号之控制端子;一放大系统,其具有多数个放大电路且系被耦合于该输入端子与该输出端子之间;及一被耦合于该控制端子与该放大系统之偏压电路,其包括一第一电阻元件,其具有一第一节点与一第二节点;一第二电阻元件,其具有一被耦合至该第一电阻元件之第二节点的第一节点,以及一第二节点;以及一第一电晶体,其具有一被耦合至该第一电阻元件之第二节点的闸极,一透过该第一电阻元件与该第二电阻元件被耦合至该控制端子的第一电极,以及用以接收一预设电压之第二电极,其中可根据该功率控制讯号由该第一电阻元件之第二节点产生一电压,以及其中该偏压电路会根据该所产生之电压提供一电压给该放大系统作为一偏压电压。33.如申请专利范围第32项之无线通讯系统,其中该等多数个放大电路包括一第一放大电路,其具有一被耦合至该输出端子的输出节点,以及一输入节点;以及一被耦合于该第一放大电路之输入节点与该输入端子之间的第二放大电路,其中该偏压电压系被施加于该第一放大电路。34.如申请专利范围第33项之无线通讯系统,其中该第一放大电路包括一第二电晶体,其具有一被耦合至该输入节点的闸极,并且会从该偏压电路施加该偏压电压给该闸极;以及该第二电晶体亦具有一被耦合至该输出节点的电极。35.如申请专利范围第34项之无线通讯系统,其中该偏压电路包括一分压电路,用以接收该功率控制讯号且提供该分割后之功率控制讯号给该第二放大电路作为一偏压电压。36.如申请专利范围第35项之无线通讯系统,其中该第一电晶体之第一电极系被耦合至该第二电阻元件之第二节点,以及其中该第一电晶体与该第二电晶体都系MOSFET。37.如申请专利范围第36项之无线通讯系统,其中该所产生的电压会被施加至该第二电晶体的闸极作为该偏压电压。38.如申请专利范围第37项之无线通讯系统,其中该功率控制电路包括根据一功率表示讯号与该放大系统之一输出功率电位之间的差异产生该功率控制讯号之装置者。39.如申请专利范围第37项之无线通讯系统,其中该功率控制电路包括根据一功率表示讯号与流经该第二电晶体之第一电极与第二电极间的电流之间的差异产生该功率控制讯号之装置者。40.一种无线通讯系统,其包括:一基地台,其不具输出模态讯号的功能,该模态讯号系用以表示究竟是该无线通讯机能够输出一低于一预设値之功率电位的低功率模态,抑或是该无线通讯机能够输出一高于该预设値之功率电位的高功率模态;及该无线通讯机可与该基地台进行无线通讯,并且包括:一功率控制电路,用以提供一功率控制讯号;一输入端子;一输出端子;一用以从该功率控制电路接收一功率控制讯号之控制端子;一放大系统,其具有多数个放大电路且系被耦合于该输入端子与该输出端子之间;及一被耦合于该控制端子与该放大系统之偏压电路,其包括一具有一闸极之电晶体、一第一电极以及一用以接收一预设电压之第二电极;以及一电阻元件,其具有一被耦合至该电晶体闸极的第一节点与一被耦合至该电晶体第一电极的第二节点,其中可响应施加该功率控制讯号给该电晶体的闸极,根据该功率控制讯号由该电阻元件之第一节点产生一电压,以及其中该偏压电路会根据该所产生之电压提供一电压给该放大系统作为一偏压电压。41.如申请专利范围第40项之无线通讯系统,其中该等多数个放大电路包括一第一放大电路,其具有一被耦合至该输出端子的输出节点,以及一输入节点;以及一被耦合于该第一放大电路之输入节点与该输入端子之间的第二放大电路,其中该偏压电压系被施加于该第一放大电路。42.如申请专利范围第41项之无线通讯系统,其中该第一放大电路包括一第二电晶体,其具有一被耦合至该输入节点的闸极,并且会从该偏压电路施加该偏压电压给该闸极;以及该第二电晶体亦具有一被耦合至该输出节点的电极。43.如申请专利范围第42项之无线通讯系统,其中该偏压电路包括一分压电路,用以接收该功率控制讯号且提供该分割后之功率控制讯号给该第二放大电路作为一偏压电压。44.如申请专利范围第43项之无线通讯系统,其中该第一电晶体之第一电极系被耦合至该第二电阻元件之第二节点,以及其中该第一电晶体与该第二电晶体都系MOSFET。45.如申请专利范围第44项之无线通讯系统,其中该所产生的电压会被施加至该第二电晶体的闸极作为该偏压电压。46.如申请专利范围第45项之无线通讯系统,其中该功率控制电路包括根据一功率表示讯号与该放大系统之输出功率电位之间的差异产生该功率控制讯号之装置者。47.如申请专利范围第46项之无线通讯系统,其中该功率控制电路包括根据一功率表示讯号与流经该第二电晶体之第一电极与第二电极间的电流之间的差异产生该功率控制讯号之装置者。图式简单说明:图1系表示本发明之一实施形态(实施形态一)之高频电力放大电路之等效电路图。图2系表示功率控制讯号Vapc与3rdTr之闸极电压之相关之图表。图3系表示功率控制讯号Vapc与3rdTr之电流之相关之图表。图4系表示功率控制讯号Vapc与高频电力放大电路20之输出之相关之图表。图5系表示高频电力放大电路之输出(Pout)与效率之相关之图表。图6系表示具有实施形态一之功率模态控制装置,且装设含有二个放大系统之高频电力放大电路之行动电话机(移动式终端机)之一部分之方块图。图7系表示本发明之另一实施形态(实施形态二)之高频电力放大电路之等效电路图。图8系表示本实施形态二之行动电话机之一部分之方块图。图9系表示在不同数之检波器下之3rdTr之输出(功率)与检波电流之相关之特性图。图10系表示包含具有依本发明之功率模态控制装置之例在内之功率与检波电流之相关之特性图。图11系表示含高功率模态时3rdTr之偏压部分之等效电路图。图12系表示高功率模态时Vth差异所引起之检波电流变动之图表。图13系表示含低功率模态时3rdTr之偏压部分之等效电路图。图14系表示低功率模态时Vth差异所引起之检波电流变动之图表。图15系表示低功率模态时Vth差异所引起之检波电流变动之图表。图16系表示本实施形态二之变形例之含I-V变换电路之电路图。图17系表示含基地台与移动式终端机之无线通讯系统之模式图。图18系表示高阶功率讯号供给至开关电晶体之状态之以往之高频电力放大电路之等效电路图。图19系表示低阶功率讯号供给至开关电晶体之状态之以往之高频电力放大电路之等效电路图。
地址 日本
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