传输功率放大方法及装置制造方法及图纸

传输功率放大装置包括：第一自动增益控制部分，第二自动增益控制部分，功率放大器及控制部分。第一自动增益控制部分放大输入信号。第二自动增益控制部分放大第一自动增益控制部分的输出信号。功率放大器非线性地放大第二自动增益控制部分的输出信号及输出传输信号。控制部分在从最大值至中间值的传输功率范围中通过使用合成第一及第二自动增益控制部分及功率放大器的增益来控制输入信号的放大，及在从中间值至最小值的传输功率范围中通过仅使用第一自动增益控制部分的增益来控制输入信号的放大。第二自动增益控制部分具有校正功率放大器１０２的非线性度的增益特性。还公开了传输功率的放大方法。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种传输功率放大方法及装置，它们可实现适于传输功率放大部分包括非线性增益放大器的情况的传输功率控制。在目前的数字移动通信系统中，基于使用扩展频谱方式的W-CDMA(宽带码分多址)方案的下一代便携式电话系统已经着手迈向商业化，以便改善频率使用效率。根据W-CDMA方案，要解决所谓近-远的问题，在传输功率控制中需要以高精确度迅速地改变70多分贝(dB)或更大的动态范围。即使已在传输功率放大部分中使用的A类及B类功率放大器的使用被限制在放大器呈现极佳线性度的工作点上，实际上传输不是频繁地工作在最大输出上，甚至在低传输输出方式中由于DC偏移电流，功率总被损耗。因此具有改善该非线性增益放大器的功率转换效率的要求。作为改善使用FET(场效应晶体管)作元件的非线性增益放大器的功率转换效率的措施，使用了偏置控制方法、用开关旁路非线性增益放大器的方法，及使用类似的方法。图5表示在以下情况下非线性增益放大器的传输输出及功率转换效率之间的关系，该情况为漏极电压被这样控制，以致在考虑非线性增益放大器的工作稳定性的情况下优化功率转换的效率。如图5中所示，当漏极电压被控制与漏极电压不被控制相比较时功率转换效率大为改善。但是，如果漏极电压为低，非线性增益放大器的线性度失真及其工作变得不稳定。当非线性增益放大器使用开关被旁路时，通过关断非线性增益放大器的电源可使非线性增益放大器的功耗减小至零。但是，在开关工作时传输输出电平变为不连续。
技术介绍
日本专利公开文献No.10-294626(参考文献1)公开了一种用于减小使用开关旁路非线性增益放大器时传输输出电平不连续部分的增益控制器。图6表示在参考文献1中公开的增益控制器。参照图6，从输入端子501输入的信号被分配器501分成两路径，及分别输入到第一可变增益放大器511及第二可变增益放大器516中。第一可变增益放大器511的输出经过滤波器512及驱动放大器513被线性功率放大器514放大。所产生的信号输出到合成器515。合成器515将第二可变增益放大器516的输出与线性功率放大器514的输出相合成，总信号由输出端子502输出。通过开关电路518电源503的电压施加在线性功率放大器514，驱动放大器513及第一可变增益放大器511之上。一个控制电路517控制第一可变增益放大器511，第二可变增益放大器516及开关电路518。以下将简要描述具有上述布置的增益控制器的工作。如果所需的传输输出高，第一可变增益放大器511及第二可变增益放大器516的增益分别被设置成大及小。在此情况下，主信号通过由第一可变增益放大器511形成的第一路径传输。如果所需的传输输出低，主信号通过由第二可变增益放大器516形成的第二路径传输。当第一可变增益放大器511的增益电平变得足够地低于第二路径的增益电平，开关电路518将转换以关断用于第一可变增益放大器511，驱动放大器513，及线性功率放大器514的电源，由此将它们的电流损耗抑制到零。这就是，两个并列的路径被独立地增益控制，以致可根据所需传输输出电平来选择呈现优化功率效率的路径，及各个路径的增益被连续开关/控制，以减小不连续性。但是，在上述传统的增益控制器中，当第一及第二路径的输出被合成时，由于第一及第二路径并列连接，需要获得所需传输输出电平的各个路径的增益值不能简单地通过将第一路径的增益加在第二路径的增益上来获得。这就是，各个路径的电平必需相反地计算，以使得合成后的电平变为所需的传输输出电平，及各个路径必需的增益可由相反计算的电平来计算。相对于频繁变化的周围无线电环境，在数字移动通信系统中传输功率必需以高精度并在高速度之下可变地被控制，以便覆盖广阔的动态范围，对于传输功率控制需要复杂的算法，及需要许多时间来处理。本专利技术的目的是提供一种传输功率的放大方法及装置，它们可保证最佳的功率转换效率及线性度，以获得所需的传输功率。为了实现上述目的，根据本专利技术，提供了一种传输功率放大装置，它包括第一可变增益放大装置，用于放大输入信号；第二可变增益放大装置，用于放大第一可变增益放大装置的输出；非线性增益放大装置，用于非线性地放大第二可变增益放大装置的输出并输出传输信号；及控制装置，用于，通过在从最大值到中间值的传输功率范围中使用合成第一及第二可变增益放大装置及非线性增益放大装置的增益来控制输入信号的放大倍数及通过在从中间值到最小值的传输功率范围中仅使用第一可变增益放大装置的增益来控制输入信号的放大倍数，其中第二可变增益放大装置具有校正非线性增益放大装置的非线性度的增益特性。附图说明图1是表示根据本专利技术的一个实施例的传输功率放大装置的电路框图；图2是图1中传输功率放大装置中每个单元的电平图；图3是表示图1中功率放大器的增益与第二AGC部分的增益之间关系的曲线图；图4A至4E是曲线图，分别表示图1中功率放大器的增益与传输输出功率之间的关系，第二AGC部分的增益与传输输出功率之间的关系，功率放大器及第二AGC部分的总增益与传输输出功率之间的关系，第一AGC部分的增益与传输输出功率之间的关系，功率放大器及第一和第二AGC部分的总增益与传输输出功率之间的关系；图5是表示非线性增益放大器的输出与功率转换效率之间的关系的曲线图；及图6是表示传统传输功率放大装置的电路框图。具体实施例方式以下将参考附图来详细描述本专利技术。图1表示根据本专利技术的一个实施例的传输功率放大装置。参照图1，由输入端子112输入的信号电平由第一自动增益控制(AGC)部分107调节。所产生的总信号被驱动放大器106放大。带通滤波器(BPF)105除去驱动放大器106的输出中的不需要的寄生分量，如由驱动放大器106产生的谐波分量。然后由第二AGC部分103调节该信号的电平。第二AGC部分103的输出被非线性增益放大器102放大到所需的传输输出电平。总信号输出到天线端子100。增益放大器102由包括FETs112的功率放大器102形成。路径开关101及104分别连接到功率放大器102的输出级及第二AGC部分103的输入级。通过连锁及转换路径开关101及104，使第一路径(即第二AGC部分103及功率放大器102级联的路径)旁路，及BPF105的输出通过作为旁路路径的第二路径直接地输出到天线端子100。该实施例的传输功率放大装置还包括漏极电压控制部分108，用于改善功率放大器102的功率转换效率。漏极电压控制部分108主要由DC/DC(直流/直流)变流器组成及基于由码生成部分110产生的码来控制形成功率放大器102的FETs112的漏极电压。用于控制第一及第二AGC部分107及103增益的控制电压控制部分109包括DSP(数字信号处理器)，D/A(数-模)转换器等。控制电压控制部分109将码生成部分110输出的控制电压码转换成用于第一及第二AGC部分107及103的控制电压值。路径开关101及104受码生成部分110输出的开关信号的连锁/控制，以执行传输信号的路径转换。码生成部分110受来自CPU(中央处理单元)111的传输功率码的控制，以输出开关信号。以下将参照图2至4描述具有上述布置的传输功率放大装置的工作。图2表示从图1中输入端子112到天线端子100的各个单元的传输输出的电位曲线图。参照图2，本文档来自技高网...

【技术保护点】
传输功率放大装置，其特征在于包括： 第一可变增益放大装置（１０７），用于放大输入信号； 第二可变增益放大装置（１０３），用于放大所述第一可变增益放大装置的输出信号； 非线性增益放大装置（１０２），用于非线性地放大所述第二可变增益放大装置的输出信号及输出传输信号；及 控制装置（１０８－１１１），用于在从最大值至中间值的传输功率范围中通过使用合成所述第一及第二可变增益放大装置及所述非线性增益放大装置的增益来控制输入信号的放大，及在从中间值至最小值的传输功率范围中通过仅使用所述第一可变增益放大装置的增益来控制输入信号的放大， 其中，所述第二可变增益放大装置具有校正所述非线性增益放大装置的非线性度的增益特性。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：中岛俊一，
申请(专利权)人：日本电气株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]