JP2004056195A

JP2004056195A - 送信回路

Info

Publication number: JP2004056195A
Application number: JP2002206955A
Authority: JP
Inventors: Jiro Kikuchi; 菊池　二郎
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 2002-07-16
Filing date: 2002-07-16
Publication date: 2004-02-19
Also published as: US20040072548A1

Abstract

【課題】送信電力設定電圧が変更された場合にも、電力増幅器が、設定された以上に電力を出力しないようにして電力増幅器を保護し、また、他の受信機に妨害を与ず、加えて設定された送信電力に収束するまでの時間を短くする。
【解決手段】利得制御される電力増幅器５と、電力増幅器５から出力される送信信号を検出すると共にそのレベルに対応した検出電圧を出力する検出部１０と、電力増幅器５から出力される送信信号のレベルを設定するための送信電力設定電圧と検出電圧とを比較すると共に電力増幅器５に利得制御電圧を供給する利得制御部７とを備え、送信電力設定電圧をローパスフィルタ９を介して利得制御部７に入力した。
【選択図】　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、移動体電話機である携帯電話機や自動車電話機などの送信回路に関し、例えば、通信方式を、ＣＤＭＡ方式又はＡＭＰＳ方式やＧＳＭ方式に切り替えて送信するデュアルモードの移動体電話機に好適な送信回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
アメリカで採用されているＣＤＭＡ（符号分割多元接続：Ｃｏｄｅ　Ｄｉｖｉｓｉｏｎ　Ｍｕｌｔｉｐｌｅ　Ａｃｃｅｓｓ）方式とＡＭＰＳ（高度移動電話システム：Ａｄｖａｎｃｅｄ　ＭｏｂｉｌｅＰｈｏｎｅ　Ｓｅｒｖｉｃｅｓ）方式を１台で共用するデュアルモード携帯電話機の送信回路を図３に示す。
【０００３】
変調器４１にはＣＤＭＡ方式に基づく送信データ又はＡＭＰＳ方式に基づく送信データが入力される。発振器４２から変調器４１に入力された搬送波は送信データによって変調される。従って、変調器４２からはＣＤＭＡ方式の送信信号又はＡＭＰＳ送信信号が出力される。これらの送信信号は前置増幅器４３によって増幅される。前置増幅器４３は可変利得増幅器によって構成される。
【０００４】
前置増幅器４３から出力された送信信号は第１の切替スイッチ４４に入力される。第１の切替スイッチ４４はＣＤＭＡモードとＡＭＰＳモードとを切り替えるためのものであり、単極双投型のスイッチ回路等によって構成される。そして、ＣＤＭＡ方式の送信信号は第１の電力増幅器４５に入力され、ＡＭＰＳ方式の送信信号は第２の電力増幅器４６に入力される。
【０００５】
先ず、第１の電力増幅器４５はＣクラスで動作する可変利得増幅器で構成され、その利得は利得制御部４７から出力される利得制御電圧によって設定される。利得制御部４７には第１の電力増幅器４５から出力される送信信号のレベルを決めるための送信電力設定電圧（図３では単に設定電圧と記す）が入力される。送信電力設定電圧は基地局からの制御信号によって作られる。また、第１の電力増幅器４５から出力される送信信号が検出されてそのレベルに対応した電圧も入力される。すなわち、送信信号は図示しないアンテナに送出されると共に検出部４８によって検出される。
【０００６】
検出部４８は結合器４８ａと検波器４９ｂを有し、検出した信号のレベルに対応した検出電圧を出力する。検出電圧は利得制御部４７に入力される。利得制御部４７では検出電圧と送信電力設定電圧とを比較してその差に基づく利得制御電圧を第１の開閉スイッチ４９を介して第１の電力増幅器４５に供給する。これによって、第１の電力増幅器４５は設定されたレベルの送信信号を出力し、しかもそのレベルが一定となるように制御される。なお、第１の開閉スイッチ４９はパワーオン／オフ信号（図３ではＯＮ／ＯＦＦ信号と記す）によって制御され、送信時にはオンとなり、受信時にはオフとなる。
【０００７】
前置増幅器４３にはＣＤＭＡモードのときには送信電力設定電圧が第２の切替スイッチ５０を介して供給され、ＡＭＰＳモードのときには第１のバイアス電源５１で設定されている固定のバイアス電圧が第２の切替スイッチ５０を介して供給される。これによって前置増幅器４３の利得が設定される。第２の切替スイッチ５０は第１の切替スイッチ４４と連動する。
【０００８】
次に、第２の電力増幅器４６には第２のバイアス電源５２によって設定された固定のバイアス電圧が第２の開閉スイッチ５３を介して印加される。第２の電力増幅器４６はＡクラス動作をするように構成されている。これによって第２の電力増幅器４６の利得は一定となる。第２の開閉スイッチ５３もパワーオン／オフ信号によって制御され、送信時にはオンとなり、受信時にはオフとなる。パワーオン／オフ信号は第３の切替スイッチ５４を介して第１の開閉スイッチ４９又は第２の開閉スイッチ５３とに供給される。第３の切替スイッチ５４も第１の切替スイッチ４４に連動する。
【０００９】
以上の構成において、ＡＭＰＳモードでは前置増幅器４３には第１のバイアス電圧源５１のバイアス電圧が印加され、前置増幅器４３の利得は一定となる。前置増幅器４３から出力された送信信号は第１の切替スイッチ４４を介して第１の電力増幅器４５に入力される。そして、送信時には第１の開閉スイッチ４９がパワーオン／オフ信号によってＯＮとなって利得制御部４７からの利得制御電圧が第１の電力増幅器４５に印加されて動作状態となる。第１の電力増幅器４５は送信電力設定電圧によって設定されたレベルの送信信号を出力する。また、受信時には第１の開閉スイッチ４９がオフとなるので、第１の電力増幅器４５はカットオフとなって非動作状態となる。
【００１０】
一方、ＣＤＭＡモードでは、前置増幅器４３には送信電力設定電圧が印加され可変利得増幅器として動作する。前置増幅器４３から出力された送信信号は第１の切替スイッチ４４を介して第２の電力増幅器４６に入力される。この状態で、送信時には、第２の開閉スイッチ５３がパワーオン／オフ信号によってＯＮとなって第２のバイアス電源５２からバイアス電圧が印加され、第２の電力増幅器４６は動作状態となる。そして、送信電力設定電圧によって設定されたレベルの送信信号を出力する。また、受信時には第２の開閉スイッチ５３がオフとなるので、第２の電力増幅器４６はカットオフとなって非動作状態となる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
上記の構成において、第１の電力増幅器をパワーオンとし、送信電力設定電圧が基地局からの指令によって変更された場合、検出電圧との間に急激な電圧差が生じて第１の電力増幅器の送信電力の時間的変化が急峻となり、設定されたレベルに落ち着くまでの間で振動してオーバーシュートが生じ、レベルが収束するまでの時間が長くなると共に一時的に過大な電力が出力される。最悪のケースでは第１の電力増幅器が破壊されるという問題が発生する。また、過大な送信電力が出力されると、他の受信機に妨害を与えるおそれもある。
【００１２】
例えば、図４のカーブＡに示すように、それまでの受信状態から、時刻Ｔ０で最大電力である３６ｄＢｍで送信するように変更されると、送信電力が落ち着くまでの時間規格である２ｍＳ（ミリ秒）以内に３６ｄＢｍを越えてピーク点まで達し、２ｍＳを過ぎてから３６ｄＢｍに落ち着く。同様に、同図Ｂに示すように、送信電力がそれよりも低い８ｄＢｍで送信するように変更されたとしても、ピーク点まではＡと同じ奇跡をたどり、その後に８ｄＢｍに落ち着く。
【００１３】
本発明は、送信電力設定電圧が変更された場合にも、電力増幅器が、設定された以上に電力を出力しないようにして電力増幅器を保護し、また、他の受信機に妨害を与えないようにすると共に送信電力の落ち着くまでの時間を短くすることを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するための解決手段として本発明の送信回路は、利得制御される電力増幅器と、前記電力増幅器から出力される送信信号を検出すると共にそのレベルに対応した検出電圧を出力する検出部と、前記電力増幅器から出力される前記送信信号のレベルを設定するための送信電力設定電圧と前記検出電圧とを比較すると共に前記電力増幅器に利得制御電圧を供給する利得制御部とを備え、前記送信電力設定電圧をローパスフィルタを介して前記利得制御部に入力した。
【００１５】
また、前記ローパスフィルタを積分回路で構成した。
【００１６】
また、前記電力増幅器を動作状態又は非動作状態に切り替えるための開閉スイッチを有し、前記送信電力設定電圧を前記開閉スイッチを介して前記ローパスフィルタに入力した。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の送信回路を図１及び図２によて説明する。先ず、図１において、変調器１にはＣＤＭＡ方式に基づく送信データ又はＡＭＰＳ方式に基づく送信データが入力される。発振器２から変調器１に入力された搬送波は送信データによって変調される。よって、変調器２からはＣＤＭＡ方式の送信信号又はＡＭＰＳ送信信号が出力される。これらの送信信号は前置増幅器３によって増幅される。前置増幅器３は可変利得増幅器によって構成されるが、ＣＤＭＡモードでは可変利得増幅器として使用され、ＡＭＰＳモードでは固定利得増幅器として使用される。
【００１８】
前置増幅器３から出力された送信信号は第１の切替スイッチ４に入力される。第１の切替スイッチ４はＣＤＭＡモードとＡＭＰＳモードとを切り替えるためのものであり、単極双投型のスイッチ回路等によって構成される。そして、ＡＭＰＳ方式の送信信号は第１の電力増幅器５に入力され、ＣＤＭＡ方式の送信信号は第２の電力増幅器６に入力される。
【００１９】
先ず、第１の電力増幅器５はＣクラスで動作する可変利得増幅器で構成され、その利得は利得制御部７から出力される制御電圧によって設定される。利得制御部７には第１の電力増幅器５から出力される送信信号のレベル（送信電力）を決めるための送信電力設定電圧（図１では設定電圧と記す）が入力されるが、第１の開閉スイッチ８とローパスフィルタ９とを直列に介して入力される。第１の開閉スイッチ８は第１の電力増幅器５を動作状態にするときにＯＮし、非動作状態にするときにオフする。ローパスフィルタ９は図示のように入力側が抵抗９ａ、出力側が容量素子９ｂとなる積分回路で構成されるのが望ましい。
【００２０】
また、送信電力設定電圧は基地局からの制御信号によって作られ、ＡＭＰＳ方式の場合は８段階の送信電力を設定する。第１の電力増幅器５から出力される送信信号は図示しないアンテナに送出されると共に検出部１０によって検出される。
【００２１】
検出部１０は結合器１０ａと検波器１０ｂを有し、検出した信号のレベルに対応した検出電圧を出力する。検出電圧は利得制御部７に入力され、送信電力設定信号と比較される。利得制御部７では検出電圧と送信電力設定電圧とを比較してその差に基づく利得制御電圧を第１の電力増幅器５に供給する。これによって、第１の電力増幅器５は設定されたレベルの送信信号を出力し、しかもそのレベルが一定となるように制御される。なお、第１の開閉スイッチ８はパワーオン／オフ信号によって制御され、送信時にはオンとなり、受信時にはオフとなる。
【００２２】
前置増幅器３にはＣＤＭＡモードのときに送信電力設定電圧が第２の切替スイッチ１１を介して供給され、ＡＭＰＳモードのときには第１のバイアス電源１２で設定されている固定のバイアス電圧が第２の切替スイッチ１１を介して供給される。これによって前置増幅器３の利得が設定される。第２の切替スイッチ１１は第１の切替スイッチ４と連動する。
【００２３】
次に、第２の電力増幅器６には第２のバイアス電源１３によって設定された固定のバイアス電圧が第２の開閉スイッチ１４を介して印加される。第２の電力増幅器６はＡクラス動作をするように構成される。これによって第２の電力増幅器６の利得は一定となる。第２の開閉スイッチ１４もパワーオン／オフ信号によって制御され、送信時にはオンとなり、受信時にはオフとなる。パワーオン／オフ信号は第３の切替スイッチ１５を介して第１の開閉スイッチ８又は第２の開閉スイッチ１４に供給される。第３の切替スイッチ１５も第１の切替スイッチ４に連動する。
【００２４】
以上の構成において、ＡＭＰＳモードでは前置増幅器３には第１のバイアス電圧源１２のバイアス電圧が印加され、前置増幅器３の利得は一定となる。前置増幅器３から出力された送信信号は第１の切替スイッチ４を介して第１の電力増幅器５に入力される。そして、送信時には第１の開閉スイッチ８がパワーオン／オフ信号によってＯＮとなって利得制御部７からの制御電圧が第１の電力増幅器５に印加されて動作状態となる。第１の電力増幅器５は送信電力設定電圧によって設定されたレベルの送信信号を出力する。
【００２５】
ここで、送信電力設定信号が変更されたときの動作を説明する。今、時刻Ｔ０においてそれまでの受信状態から、例えば３６ｄＢｍの送信電力をするように新しい送信電力設定電圧に変更された（大きく）とする。この設定電圧はローパスフィルタ９を介して利得制御部７に入力されるので、利得制御部７に実際に入力される設定電圧は徐々に立ち上がる。その過程で検出電圧と比較されるので第１の電力増幅器５から出力される送信信号のレベル変化は図２のＡに示すように緩やかとなり、振動することなくオーバーシュートも現れず設定された送信電力に収束するまでの時間も短くなる。勿論、ローパスフィルタ９の時定数は設定電圧が所定の時間規格（２ｍＳ）以内に完全に立ち上がるように選ばなければならない。ローパスフィルタ９を積分回路とすることで時定数は簡単に設定できる。また、第１の開閉スイッチ８の動作による電圧変化はローパスフィルタ９によって緩衝されて利得制御部７に入力される。
【００２６】
同様に、８ｄＢｍの送信電力をするように送信電力設定電圧が変更された場合でも設定電圧は徐々に立ち上がるので、送信信号のレベル変化は図２のＢに示すように更に緩やかとなり、振動することなくオーバーシュートも現れず収束するまでの時間も短くなる。よって、第１の電力増幅器５からは過大なレベルの信号が出力されない。
なお、受信時には第１の開閉スイッチ８がオフとなるので、第１の電力増幅器５はカットオフとなって非動作状態となる。
【００２７】
一方、ＣＤＭＡモードでは、前置増幅器３には送信電力設定電圧が印加され可変利得増幅器として動作する。前置増幅器３から出力された送信信号は第１の切替スイッチ４を介して第２の電力増幅器６に入力される。この状態で、送信時には、第２の開閉スイッチ１４がパワーオン／オフ信号によってＯＮとなって第２のバイアス電源１３からバイアス電圧が印加され、第２の電力増幅器６は動作状態となる。そして、送信電力設定電圧によって設定されたレベルの送信信号を出力する。また、受信時には第２の開閉スイッチ１４がオフとなるので、第２の電力増幅器６はカットオフとなって非動作状態となる。
【００２８】
なお、本発明はデュアルモードの移動体電話機に使用される送信回路に限らず、例えばＡＭＰＳ方式だけの移動体電話機に使用される送信回路に適用できることは勿論である。
【００２９】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明の送信回路は、電力増幅器から出力される、送信信号のレベルを設定するための送信電力設定電圧と検出電圧とを比較すると共に電力増幅器に利得制御電圧を供給する利得制御部を備え、送信電力設定電圧をローパスフィルタを介して利得制御部に入力したので、利得制御部に実際に入力される設定電圧は徐々に立ち上がる。その過程で検出電圧と比較されるので第１の電力増幅器から出力される送信信号のレベル変化は緩やかとなり、振動することなくオーバーシュートも現れず設定された送信電力に収束するまでの時間も短くなる。よって、過大な送信信号が出力されず、電力増幅器が破壊されることがない。また、他の受信機に妨害も与えない。
【００３０】
また、ローパスフィルタを積分回路で構成したので、構成が簡単となり、またその時定数の設定も簡単となる。
【００３１】
また、電力増幅器を動作状態又は非動作状態に切り替えるための開閉スイッチを有し、送信電力設定電圧を開閉スイッチを介してローパスフィルタに入力したので、開閉スイッチのオン／オフによって電圧変動があってもローパスフィルタによって緩衝されるので利得制御電圧に影響を及ぼさない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の送信回路の構成を示す回路図である。
【図２】本発明の送信回路における電力増幅器の送信電力変化図である。
【図３】従来の送信回路の構成を示す回路図である。
【図４】従来の送信回路における電力増幅器の送信電力変化図である。
【符号の説明】
１　変調器
２　発振器
３　前置増幅器
４　第１の切替スイッチ
５　第１の電力増幅器
６　第２の電力増幅器
７　利得制御部
８　第１の開閉スイッチ
９　ローパスフィルタ
９ａ　抵抗
９ｂ　容量素子
１０　検出部
１０ａ　結合器
１０ｂ　検波器
１１　第２の切替スイッチ
１２　第１のバイアス電圧源
１３　第２のバイアス電圧源
１４　第２の開閉スイッチ
１５　第３の切替スイッチ

Claims

利得制御される電力増幅器と、前記電力増幅器から出力される送信信号を検出すると共にそのレベルに対応した検出電圧を出力する検出部と、前記電力増幅器から出力される前記送信信号のレベルを設定するための送信電力設定電圧と前記検出電圧とを比較すると共に前記電力増幅器に利得制御電圧を供給する利得制御部とを備え、前記送信電力設定電圧をローパスフィルタを介して前記利得制御部に入力したことを特徴とする送信回路。
前記ローパスフィルタを積分回路で構成したことを特徴とする請求項１に記載の送信回路。
前記電力増幅器を動作状態又は非動作状態に切り替えるための開閉スイッチを有し、前記送信電力設定電圧を前記開閉スイッチを介して前記ローパスフィルタに入力したことを特徴とする請求項１又は２に記載の送信回路。