首页 / 国际专利分类库 / 电学 / 基本电子电路 / 调制 / 用同一调制信号同时或任意产生幅度调制和角调制(H03C7/00优先) / How cancellation from the amplitude modulation of Rf amplifier to the phase modulation

How cancellation from the amplitude modulation of Rf amplifier to the phase modulation

申请号 JP2000587434 申请日 1999-11-16 公开(公告)号 JP2002532932A 公开(公告)日 2002-10-02
申请人 エリクソン インコーポレイテッド; 发明人 キャンプ、ウィリアム、オー、ジュニア; ゴア、チャールズ; シュラング、ジェフリー、エイ; マンナーシュトラーレ、ヤコブ;
摘要 (57)【要約】 送信機用のRF増幅器は、RF 信号 の所望の位相変調を表す位相変調コマンドと、RF信号の所望の振幅変調を表す振幅変調コマンドとを生成する。 発振器は位相変調コマンドに基づいて位相変調されたRF入 力 信号を生成する。 電力増幅器はそのRF入力信号を受信して、振幅変調コマンドに基づいてそのRF入力信号を増幅し、RF出力信号を生成する。 変調制御は発振器に付随的に動作する。 変調制御は、振幅変調コマンドを位相変調エラーに関連付ける位相修正情報を記憶するための位相記憶と、電力増幅器の振幅変調によって生ずる意図しない位相エラーを修正するために位相変調エラーに基づいて位相変調コマンドを変更するための位相制御とを含む。
权利要求 【特許請求の範囲】
  • 【請求項1】 RF増幅器であって、 RF信号の所望の位相変調を表す位相変調コマンドおよび前記RF信号の所望の振幅変調を表す振幅変調コマンドを生成するコマンド手段、 前記位相変調コマンドに基づいて位相変調されたRF入力信号を生成する発振器、 前記RF入力信号を受信し、前記振幅変調コマンドに基づいて前記RF入力信号を増幅してRF出力信号を生成する電力増幅器、 前記発振器に関連して動作する変調制御であって、前記振幅変調コマンドを位相変調エラーに関連付ける位相修正情報を記憶するための位相記憶手段と、前記電力増幅器の振幅変調によって生ずる意図しない位相エラーを修正するために前記位相変調エラーに基づいて前記位相変調コマンドを変更するための位相制御手段とを含む変調制御、 を含むRF増幅器。
  • 【請求項2】 請求項1記載のRF増幅器であって、前記位相制御手段が前記位相変調コマンドと前記位相変調エラーとを加算する加算器を含み、前記和が前記発振器への入力になっているRF増幅器。
  • 【請求項3】 請求項1記載のRF増幅器であって、前記変調制御がプログラムされたプロセッサを含んでいるRF増幅器。
  • 【請求項4】 請求項1記載のRF増幅器であって、前記位相記憶手段が、
    前記振幅変調コマンドを前記位相変調エラーに関連付ける数学関数を記憶しているRF増幅器。
  • 【請求項5】 請求項1記載のRF増幅器であって、前記位相記憶手段が、
    振幅変調コマンド値対位相変調エラー値のリストを記憶しているRF増幅器。
  • 【請求項6】 請求項1記載のRF増幅器であって、更に、前記RF出力信号の実際の位相変調を決定するための手段を含み、前記変調制御が、前記監視されたRF出力信号の位相変調および前記所望の位相変調を使用して前記位相修正情報を定期的に更新するRF増幅器。
  • 【請求項7】 請求項1記載のRF増幅器であって、更に、前記RF出力信号の実際の位相変調を決定するための手段を含み、前記変調制御が、前記実際の位相変調を前記位相変調エラーと比較して前記位相変調コマンドを変更するRF
    増幅器。
  • 【請求項8】 請求項7記載のRF増幅器であって、前記制御手段が、前記位相変調コマンドと、前記実際の位相変調と前記位相変調エラーとの比較の出力とを加算する加算器を含んでいるRF増幅器。
  • 【請求項9】 請求項1記載のRF増幅器であって、更に、前記RF出力信号の実際の振幅を前記所望の振幅変調に関連付ける振幅修正情報を記憶するための振幅記憶手段と、前記振幅修正情報に応じて修正された前記振幅変調コマンドに基づいて電力増幅器の供給電圧を変化させるための振幅制御手段とを含むRF
    増幅器。
  • 【請求項10】 請求項9記載のRF増幅器であって、前記変調制御が、前記振幅修正情報に応じて修正された前記振幅変調コマンドに基づいて位相変調エラーを決定するRF増幅器。
  • 【請求項11】 請求項9記載のRF増幅器であって、更に、前記RF出力信号の振幅を監視するための手段を含むRF増幅器。
  • 【請求項12】 請求項11記載のRF増幅器であって、前記第2の制御手段が、前記監視されたRF出力信号および前記所望の振幅変調を使用して前記振幅修正情報を定期的に更新するRF増幅器。
  • 【請求項13】 請求項11記載のRF増幅器であって、前記振幅制御手段が、監視された振幅と前記振幅変調コマンドとの差に基づいて電力増幅器の供給電圧を変更するRF増幅器。
  • 【請求項14】 請求項9記載のRF増幅器であって、前記発振器が位相変調式の電圧制御型発振器を含んでいるRF増幅器。
  • 【請求項15】 位相および振幅の両変調を受けたRF信号を生成する方法であって、 RF信号の所望の位相変調を表す位相変調コマンドを生成する工程、 前記RF信号の所望の振幅変調を表す振幅変調コマンドを生成する工程、 前記位相変調コマンドに基づいて位相変調されたRF入力信号を提供するために前記RF信号の前記位相をシフトさせる工程、 前記振幅変調に基づいて前記RF入力信号を増幅してRF出力信号を生成する工程、 前記振幅変調コマンドを位相変調エラーに関連付ける位相修正情報を記憶する工程、および 前記RF入力信号の振幅変調によって生ずる意図しない位相エラーを修正するために前記位相変調エラーに基づいて前記位相変調コマンドを変更する工程、 を含む方法。
  • 【請求項16】 請求項15記載の方法であって、前記変更する工程が、前記位相変調コマンドと前記位相変調エラーとを加算する工程を含んでおり、前記和が前記RF信号を発振させるために使用される方法。
  • 【請求項17】 請求項15記載の方法であって、前記記憶する工程が、前記振幅変調コマンドを前記位相変調エラーに関連付ける数学関数を記憶する工程を含んでいる方法。
  • 【請求項18】 請求項15記載の方法であって、前記記憶する工程が、振幅変調コマンド値対位相変調エラー値のリストを記憶する工程を含んでいる方法。
  • 【請求項19】 請求項15記載の方法であって、更に、前記RF出力信号の実際の位相変調を決定し、前記監視されたRF出力信号の位相変調および前記所望の位相変調を用いて前記位相修正情報を定期的に更新する前記工程を含む方法。
  • 【請求項20】 請求項15記載の方法であって、更に、前記RF出力信号の実際の位相変調を決定し、前記実際の位相変調を前記位相変調エラーと比較して前記位相変調コマンドを変更する前記工程を含む方法。
  • 【請求項21】 請求項20記載の方法であって、前記変更する工程が、前記位相変調コマンドと、前記実際の位相変調と前記位相変調エラーとの比較の出力とを加算する工程を含んでいる方法。
  • 【請求項22】 請求項15記載の方法であって、更に、前記RF出力信号の実際の振幅を前記所望の振幅変調に関連付ける振幅修正情報を記憶する前記工程と、前記振幅修正情報に応じて修正された前記振幅変調コマンドに基づいて電力増幅器の供給電圧を変更する前記工程とを含む方法。
  • 【請求項23】 請求項22記載の方法であって、前記位相変調コマンドが、前記振幅修正情報に応じて修正された前記振幅変調コマンドに基づいて変更される方法。
  • 【請求項24】 請求項22記載の方法であって、更に、前記RF出力信号の振幅を監視する前記工程を含む方法。
  • 【請求項25】 請求項24記載の方法であって、更に、前記監視されたR
    F出力信号および前記所望の振幅変調を使用して前記振幅修正情報を定期的に更新する前記工程を含む方法。
  • 【請求項26】 請求項24記載の方法であって、前記増幅器の供給電圧が、前記監視された振幅と前記振幅変調コマンドとの差に基づいて変更される方法。
  • 说明书全文

    【発明の詳細な説明】

    【0001】 (発明の分野) 本発明はRF増幅器に関するものであり、更に詳細には、電増幅器を振幅変調したときに発生し得る意図しない位相変調の効果を打ち消すための回路および方法に関する。

    【0002】 (発明の背景) セルラ電話での使用などでは、空中を通して送信すべきRF信号を高周波(R
    F)送信機が発生する。 情報は、周波数変調、位相変調、振幅変調、あるいはそれらの組み合わせのような何らかの変調された形態を介して信号中を搬送される。

    【0003】 振幅と位相の両方で変調された信号を発生させることが望ましいかもしれない。 小型で軽い装置、特にセルラ電話機を開発する必要から、そのような増幅器は最小限の部品を使うことが重要である。 1つの可能性は搬送周波数におけるマスター発振器の位相変調と電力増幅器の振幅変調の組み合わせを使用するものである。 しかし、電力増幅器を振幅変調する場合には意図しない位相変調が起こり得る。 この問題は、完全なフェーズ・ロック・ループ内に振幅および変調された電力増幅器を含める場合に指摘されていた。 このことは、非常に大きく分離されたスイッチが含まれていない限り、ループがロックしている場合に生ずる帯域外信号を放送させることにつながる。 電圧制御型発振器からのフィードバック・ポイントは、ループがロックして正しい周波数になった後でのみ電力増幅器の出力へシフトできる。 このシフトはループの切断をもたらし、ループのロックを失わせることになりかねない。

    【0004】 本発明は上述の問題点の1または複数のものを新規で単純なやり方で解決しようとする。

    【0005】 (発明の概要) 本発明に従えば、振幅変調コマンドに基づいて位相変調コマンドを修正するための回路および方法が提供される。

    【0006】 広義には、ここに、RF信号の所望の位相変調を表す位相変調コマンド、および同RF信号の所望の振幅変調を表す振幅変調コマンドを生成するコマンド手段を含むRF増幅器が開示される。 発振器は位相変調コマンドに基づいて位相変調されたRF入力信号を生成する。 電力増幅器はそのRF入力信号を受信して、振幅変調コマンドに基づいてそのRF入力信号を増幅し、RF出力信号を生成する。 変調制御は発振器に付随的に動作する。 変調制御は、振幅変調コマンドを位相変調エラーに関連付ける位相修正情報を記憶するための位相記憶手段と、電力増幅器の振幅変調によって生ずる意図しない位相エラーを修正するために位相変調エラーに基づいて位相変調コマンドを変更するための位相制御手段とを含む。

    【0007】 本発明の1つの特徴は、位相制御手段が、位相変調コマンドと位相変調エラーとを加算する加算器を含み、その和が発振器への入力であることである。 本発明の別の特徴は、変調制御がプログラムされたプロセッサを含むことである。

    【0008】 本発明の更に別の特徴は、位相記憶手段が振幅変調コマンドを位相変調エラーに関連付ける数学関数を記憶することである。

    【0009】 本発明の更に別の特徴は、位相記憶手段が振幅変調コマンド値を位相変調エラー値に対比させるリストを記憶することである。

    【0010】 本発明の更に別の特徴は、RF出力信号の実際の位相変調を決定するための手段を提供することであり、ここで変調制御は、監視されたRF出力信号の位相変調と所望の位相変調とを用いて位相修正情報を定期的に更新する。

    【0011】 本発明の更に別の特徴は、RF出力信号の実際の位相変調を決定するための手段を提供することであり、ここで変調制御は、実際の位相変調を位相変調エラーと比較して位相変調コマンドを変更する。 制御手段は、位相変調コマンドと、実際の位相変調と位相変調エラーとの比較の出力とを加算する加算器を含む。

    【0012】 本発明の更に別の特徴は、RF出力信号の実際の振幅を所望の振幅変調に関連付ける振幅修正情報を記憶するための振幅記憶手段と、振幅修正情報に応じて修正された振幅変調コマンドに基づいて電力増幅器の供給電圧を変更するための振幅制御手段とを提供することである。 変調制御は、修正情報に応じて修正された振幅変調コマンドに基づいて位相変調エラーを決定する。 更に、RF出力信号の振幅を監視するための手段も提供される。 振幅制御手段は、監視RF出力信号と所望の振幅変調とを用いて振幅修正情報を定期的に更新する。 振幅制御手段は、
    監視された振幅と振幅変調コマンドとの間の差に基づいて電力増幅器の供給電圧を変更する。 発振器は位相変調式の電圧制御型発振器を含む。

    【0013】 本発明の別の態様に従えば、位相と振幅の両変調を備えるRF信号を生成する方法が開示される。 本方法は、RF信号の所望の位相変調を表す位相変調コマンドを生成する工程、RF信号の所望の変調を表す振幅変調コマンドを生成する工程、位相変調コマンドに基づいて位相変調されたRF入力信号を提供するためにRF信号の位相をシフトする工程、振幅変調に基づいてRF入力信号を増幅し、
    RF出力信号を生成する工程、振幅変調コマンドを位相変調エラーに関連付ける位相修正情報を記憶する工程、およびRF入力信号の振幅変調によって生ずる意図しない位相エラーを修正するために位相変調エラーに基づいて位相変調コマンドを変更する工程を含む。

    【0014】 本発明の更なる特徴および利点は明細書および図面から直ちに明らかであろう。

    【0015】 (本発明の詳細な説明) 最初に図1を参照すると、本発明の第1の実施の形態に従う送信機RF増幅器回路20が示されている。 増幅器回路20は、移動セルラ電話機等のように、空中を通してRF信号を送信する送信機中に使用されよう。 更に詳細には、この送信機は振幅および位相の両変調で変調された信号を生成する任意の装置で使用されよう。 本発明は、特に、電力増幅器の振幅変調によって生ずる意図しない位相エラーを、振幅変調制御信号に基づく位相変調制御信号への修正によって修正するための回路および方法を目指している。

    【0016】 本発明の例示的実施の形態では、増幅器回路20は、送信すべき出力信号を生成するためにディジタル信号プロセッサ(DSP)および関連回路を使用する。
    明らかなように、このような回路機能はASIC、プログラム方式のDSP、あるいはプログラム方式のマイクロプロセッサ、あるいはその他同様なタイプのデバイス中に実現することができよう。

    【0017】 RF増幅器回路20は、RF信号の所望の位相変調を表す位相変調コマンドまたは制御信号を生成するブロック22を含む。 ブロック24は、RF信号の所望の振幅変調を表す振幅変調コマンドまたは制御信号を生成する。 位相変調制御信号22は加算器26を通して位相変調式発振器28へ供給される。 発振器28は任意の形式の位相変調式信号源でよい。 一例は、フェーズ・ロック・ループ(P
    LL)中の電圧制御型発振器(VCO)であり、これによって基準信号が複素ベクトル(I/Q)変調器で以って位相変調されるか、あるいはループ中で位相変調が加えられる。 この段階で位相変調はライン30上のRF入力信号の一部となり、電力増幅器32によって増幅される。 電力増幅器32の出力はRF出力信号を含む。 電力増幅器30はブロック24からの振幅変調制御信号によって制御される。

    【0018】 本発明に従えば、振幅変調制御信号24は位相修正表34へ入力される。 修正表34の出力は加算器26へ供給される。 修正表34はDSPに付随する増幅器回路の適当なメモリに記憶される。 修正表34は振幅変調制御信号を位相変調エラーに関連付ける。 特に、修正表34は位相値対振幅制御信号のリストか、あるいはこれら2つの変数を結びつける数学関数のいずれかである。 この関数または表は電力増幅器技術あるいは設計全般の種別ごとに異なるが、1つの技術および設計に従う製造工程で製造されるユニットでは共通している。 加算器26は位相変調制御信号と位相変調エラーとを加算して、電力増幅器32の振幅変調によって生ずる意図しない位相エラーを修正する。

    【0019】 図1は本発明の基本的な実施を示す。 本発明のより複雑な変形には、振幅制御信号24を、電力増幅器32へ送信すべき修正された信号と関連付ける同様な修正表が含まれる。 これらのより複雑な変形は図2−4に示される。

    【0020】 図2を参照すると、本発明の第2の実施の形態に従う送信機増幅器回路120
    が示されている。 この増幅器回路120の要素の多くは図1の増幅器回路20の関連要素に直接対応している。 簡単のために、それらの要素には類似の参照符号を用いてある。 一般に要素が類似している場合には、それらは100だけ大きい参照符号で参照される。

    【0021】 増幅器回路120は開ループ振幅修正を採用している。 振幅変調制御信号24
    は振幅修正表36へ供給される。 振幅修正表36はDSPに付随する適当なメモリに記憶される。 このメモリは、電力増幅器RF信号振幅出力対制御信号24の伝達関数の逆カーブを記憶する。 特に、振幅修正表36は、所望の振幅の値を、
    システムに与えられたときにRF信号出力の正しい振幅をもたらす振幅に修正する。 修正表36からの修正された制御信号は、次に詳細に説明するように、電力増幅器32へ供給される。

    【0022】 図3を参照すると、本発明の第3の実施の形態に従う送信機増幅器回路220
    が示されている。 この増幅器回路220の要素の多くは図1の増幅器回路20の関連要素に直接対応している。 簡単のために、それらの要素には類似の参照符号を用いてある。 一般に要素が類似している場合には、それらは200だけ大きい参照符号で参照される。

    【0023】 増幅器回路220はエラー・サンプリング測定方式の閉ループ振幅修正を採用している。 この実施の形態は、温度あるいは時間とともに、あるいはユニットごとに必要な修正が何らかの変化をするであろうことを想定している。 それらの変化は修正される。

    【0024】 電力増幅器32の出力における振幅またはパワー・レベルは振幅またはパワー検出器38によって測定される。 検出器38は変調のシンボル・レートよりもずっと低速で出力信号を測定する。 検出された振幅は加算器40中で振幅変調制御信号と比較される。 加算器40の出力は、非実時間で表を修正するために振幅修正表236へ供給される。 振幅修正表236は振幅修正表36と類似している。

    【0025】 図4を参照すると、本発明の第4の実施の形態に従う送信機増幅器回路320
    が示されている。 この増幅器回路320の要素の多くは図1の増幅器回路20の関連要素に直接対応している。 簡単のために、それらの要素には類似の参照符号を用いてある。 一般に要素が類似している場合には、それらは300だけ大きい参照符号で参照される。

    【0026】 増幅器回路320はエラーを実時間で測定する方式の閉ループ振幅修正を採用している。 特に、振幅修正は実時間で行われる。 振幅修正表の代わりに、振幅変調制御信号24と振幅検出器38が両方ともに加算器40へつながれてその出力を振幅のループ・フィルタ42へ供給している。 振幅のループ・フィルタ42は次に電力増幅器32へつながれる。 この結果、所望の振幅制御信号対測定振幅は電力増幅器制御ポートへ送られて、所望の出力振幅を得る。 この実施は、ループを安定に保つために、ループ・フィルタ42およびループ利得を制限しなければならない点で、より限定的である。

    【0027】 図1−4の振幅変調方法は位相変調経路に関する同様な変形と組み合わせることもできる。 それらの変形を図5および6に示す。

    【0028】 図5を参照すると、本発明の第5の実施の形態に従う送信機増幅器回路420
    が示されている。 この増幅器回路420の要素の多くは図1−4の増幅器回路の関連要素に直接対応している。 簡単のために、それらの要素には類似の参照符号を用いてある。 一般に要素が類似している場合には、それらは400だけ大きい参照符号で参照される。

    【0029】 増幅器回路420は、エラー・サンプリング測定方式の閉ループ振幅修正と組み合わせた、エラー・サンプリング測定方式の閉ループ位相修正を採用している。 特に、閉ループ振幅修正は、上で図3に関して示したものと類似している。 電力増幅器32の出力には振幅リミッタ44がつながれている。 振幅リミッタ44
    は振幅から位相への変換をほとんどあるいは全く行わない。 振幅リミッタ44は電力増幅器32によって加えられた振幅変調を除去する。 振幅リミッタ44の出力はミキサー46中でライン30上のRF入力信号と比較されて、ライン48上へ測定された位相差またはエラーを出力する。 この測定された位相エラーは電力増幅器32による振幅変調の間に生成されたものである。 この測定された位相エラーは、次に、予想された意図しない位相エラーを表す位相修正表434の出力と加算器50中で比較される。 これら2つの信号の差を用いて位相修正表434
    または数学関数を更新する。 位相修正表または関数は温度などのようにゆっくり変化する条件とともに変化するのみであるので、エラーのサンプリングは変調レートよりも大幅に低速で行うことができる。

    【0030】 位相修正表34は、電力増幅器32の圧縮振幅以下約10−15db程度の何らかの値より小さい振幅に対してほとんどあるいは全く修正を行わないという特性を有する。 従って、振幅リミッタ44および位相比較器50は非常に広いダイナミック・レンジにわたって動作する必要はない。

    【0031】 図6を参照すると、本発明の第6の実施の形態に従う送信機増幅器回路520
    が示されている。 この増幅器回路520の要素の多くは図1−4の増幅器回路の関連要素に直接対応している。 簡単のために、それらの要素には類似の参照符号を用いてある。 一般に要素が類似している場合には、それらは500だけ大きい参照符号で参照される。

    【0032】 増幅器回路520は、エラー・サンプリング測定方式の閉ループ振幅修正と組み合わせた、実時間エラー測定方式の閉ループ位相修正を採用している。 ここでも、振幅修正は上で図3に関して示したものと類似している。

    【0033】 この実施の形態において、ミキサー48からの測定された位相エラーと、表3
    4からの予想された位相修正との差が加算器50で計算されて、位相エラー・フィルタ52で濾過される。 位相エラー・フィルタ52の出力は加算器526へ入力される。 加算器526はまた位相変調制御信号22および位相修正表34出力を受信している。 これは、位相修正信号に位相エラーを加えたフィードバック組み合わせを採用している。 位相エラー・フィルタ52はループを安定に保つように、それのパラメータを制限される。 修正は実時間で行われるため、それはシンボル・レートよりも高速である。

    【0034】 図7を参照すると、本発明の第7の実施の形態に従う送信機増幅器回路620
    が示されている。 この増幅器回路620の要素の多くは図1の増幅器回路20の関連要素に直接対応している。 簡単のために、それらの要素には類似の参照符号を用いてある。

    【0035】 増幅器回路620は図1−6の回路のうちの任意のものに重ねることのできる変形を示している。 この変形では、位相修正表34は振幅変調制御信号を受信しない。 その代わりに、振幅変調修正表36の出力が位相修正表34へ入力される。 この変形は、電力増幅器が非線形な動作をするときに、送信位相が一定値から変化することで有利である。 この特性は、一般に波形発生器から供給されるコマンド信号24よりも、電力増幅器32への実際の振幅制御信号により関連する。

    【0036】 本発明の例示した実施の形態では、位相変調制御信号22および振幅変調制御信号24を生成するための方法は任意の数の標準的な方法であってもよい。 それらは、DSPのように、ハードウエア的にあるいはソフトウエア的に、あるいはそれら2つの組み合わせで実施することができる。

    【0037】 本発明の例示的実施の形態では、通常は標準的なベクトル変調器への入力として使用されるIおよびQ変調信号が生成されたと想定されている。 これら2つの信号はIおよびQ信号の4クワドラント・アーク・タンジェントを取ることができるデバイスへ入力される。 従って、これは一旦、位相変調式の発振器28の制御に適当なスケーリングを施されれば、位相変調制御信号となる。 この同じIおよびQ信号が、これも振幅変調器に適当なスケーリングを施されれば振幅制御信号を生ずるモジュール関数へ入力される。 もし位相変調式の発振器28が実際には周波数変調式のフェーズ・ロック・ループであれば、位相変調制御信号22は発振器を制御するために数学的に微分しなければならない。

    【0038】 電力増幅器32を振幅変調するための効率的な方法が図8に示されている。 振幅変調制御信号はΔ−Σ変換器のような変調器60へ供給され、それが平均で入力波形を模擬する1ビット・シーケンスのディジタル信号を生成する。 D級増幅器ステージ62は変調された信号の電流容量を増大させ、それの出力は変換器6
    0への信号入力の2進数状態に依存して電池のフル電圧またはゼロとなる。 増幅された信号は低域通過フィルタ64を通して供給され、滑らかな電圧は電力増幅器32のドレインまたはコレクタへつながれる。 このように、位相変調された信号源からのRF信号に対して電力増幅器32による増幅が行われる場合、最終的な出力信号は波形発生器によって生成された元の波形であるが、ここでは適当な周波数のRF搬送波信号に乗っている。

    【0039】 図9を参照すると、送信機増幅器回路700が示されている。 特に、増幅器回路700は図5の増幅器回路420のより詳細な実施を含んでいる。

    【0040】 増幅器回路700は波形発生器702を含む。 波形発生器702は、送信されるディジタル・データおよび変調特性に適した、振幅および位相を含む完全変調を生成する。 波形は位相変調経路704および振幅変調経路706へ分配される。 位相変調経路704は位相変調制御信号Φ(t)を生成するための変関数70
    8を含む。 これは上で述べた位相変調制御信号22に対応する。 振幅変調経路は、RF出力信号の所望の振幅を表す振幅変調制御信号A(t)を生成する振幅関数710を含む。 これは上で述べた振幅変調制御信号24に対応する。 両信号は、増幅器回路700を通る正味の効果がブロック712で表される出力において所望の合成信号を生成するものとなるように時間的に同期していなければならない。

    【0041】 位相変調経路704では、位相変調制御信号は位相修正表714へ供給される。 位相修正表714は図5に関して上で述べた位相修正表434に対応する。 位相修正表714の出力は変換ブロック716へ供給される。 変換ブロック716
    は、修正された位相変調信号を、位相変調式発振器718で必要とされる適当なレベルおよび形式に変換する。 発振器718は任意の形式の位相変調式信号源でよい。 一例はVCO/PLLであり、それによって基準信号が複素ベクトル(I
    /Q)変調器で位相変調されるか、あるいはループ中で位相変調が加えられる。
    この段階で、位相変調は周波数f 0のRF信号の一部となっており、RFドライバ・ステージ720で増幅される。 RFドライバ・ステージ720は電力増幅器722へ十分な信号レベルを供給するため、それは過剰に駆動されて、出力71
    2を表す電力増幅器722の出力においてそれの供給電圧レベルに応答するのみである。

    【0042】 振幅変調経路706では、振幅関数710からの制御信号が修正表724へ供給される。 修正表724は図5に関して上で述べた振幅修正表236に対応する。 特に、適当なDSPメモリが、電力増幅器RF信号振幅出力対制御信号の伝達関数の逆カーブを記憶する。 修正表724は所望の振幅値を、システムに対して与えられた場合にRF信号出力の正しい振幅を生ずる振幅に修正する。 修正された制御信号は、平均的に入力波形を模擬する1ビット・シーケンスのディジタル信号を生成する変調器726へ供給される。 任意のパルス密度の変調器を使用できよう。 しかし、Δ−Σ変調器は、それの雑音対周波数が低周波数で低く、高周波数で高いという点で有利である。 D級増幅器ステージ728は変調された信号の電流容量を増大させ、それの出力は変調器726への信号入力の2進数状態に依存して、電池のフル電圧かゼロのいずれかになる。 増幅された信号は低域通過フィルタ730を通して供給され、滑らかな電圧は電力増幅器722のドレインまたはコレクタへつながれる。 このように、位相変調経路704からのRF信号が電力増幅器32によって増幅される場合、最終的な出力信号は波形発生器70
    2によって生成された元の波形であるが、ここでは周波数f 0のRF搬送波信号に乗っている。

    【0043】 波形発生器702からの信号を出力712へ忠実に再生し続けるために、振幅変調過程での非線形性を連続的に修正する必要がある。 電力増幅器722の出力におけるパワー・レベルはパワー検出器732で測定される。 パワー信号はアナログ・ディジタル変換器734でサンプリングされる。 変換ブロック736は、
    パワー・レベルの平方根を取り、それを定数によって適当なレベルへスケーリングすることによって、ブロック738において所望の振幅と比較できる振幅に変換する。 特に、ブロック738は、ブロック710からの所望の振幅をブロック736からの測定振幅と比較して、所望の振幅の特別なレベルについて新しい修正値を計算する。 この新しい値は、もしそれが制御信号A(t)の特定の値に対して予め記憶されている値から大幅に異なるようであれば、ブロック724において修正表に挿入される。

    【0044】 修正表はブロック724において、温度、電力増幅器の負荷、電池電圧等、多様な状態にわたって保持される。 ブロック724における修正表の保持は非常に低いサンプリング・レートで容易に行うことができる。

    【0045】 閉ループ位相修正を提供するために、振幅リミッタ740は電力増幅器722
    の出力へもつながれる。 振幅リミッタ740は、振幅から位相への変換はほとんどあるいは全く行わず、電力増幅器722によって加えられた振幅変調を除去する。 位相比較器742は、実際の位相変調を発振器718からの所望の位相変調と比較して、ブロック744へ供給するΔ位相を計算する。 ブロック744は、
    もしそれが位相変調制御信号の特定の値に対して予め記憶されている値から大幅に異なるようであれば、ブロック714において修正表へ挿入すべき新しい修正値を計算する。

    【0046】 図10を参照すると、本発明の更に別の実施の形態に従う送信機増幅器回路8
    00が示されている。 増幅器回路800は図9の増幅器回路700に関して上で記述したのと実質的に同一の多くの部品を使用している。 簡単のために、それらの要素は類似の参照符号で識別される。 一般的に要素が類似している場合には、
    それらは対応する800番台の参照符号で参照される。

    【0047】 図10の実施の形態で、振幅変調経路706は同じである。 修正された位相変調経路804が示されている。 変関数ブロック708からの所望の位相変調信号は変換ブロック816へ入力され、変換ブロック816は位相変調制御信号を周波数分割器846の除数を制御するための1組の2進数制御信号Z i (t)へ変換する。 分割器846への入力は振幅リミッタ740からの測定位相である。 分割器846の出力は位相検出器848へ供給される。 位相検出器848はまたシステムの基準発振器850へもつながれる。 位相検出器848の出力はPLLのループ・フィルタ852へつながれ、後者は次にVCO854へつながれる。 V
    CO854の出力はRFドライバ・ステージ720へ供給される。 位相検出器8
    48の出力はまた検出ロック856へも供給され、検出ロック856は電力増幅器722の出力へつながれたスイッチ858を制御する。

    【0048】 図10の増幅器回路800は、分割器846への入力として、VCO854の出力よりもむしろ電力増幅器後の位相を使用する。 これは電力増幅器722によって導入された位相変調を根絶するためにより大きいループを使用する。 しかし、回路のロックが外れた場合、それはまた帯域からも外れる。 スイッチ858はロックアップ時の信号の放送を防止する。 増幅器回路800は特に低電力応用において実用的である。

    【0049】 明らかなように、図1の増幅器回路20は、電力増幅器の振幅変調によって生ずる意図しない位相エラーを、振幅変調制御信号に基づく位相変調制御信号への修正によって修正する基本的な送信機設計を示している。 図2−7、9および1
    0は同じ基本的な方法を使用する別の変形である別の送信機増幅器回路を示している。

    【0050】 当業者には理解されるであろうように、本発明は方法として、あるいは装置として実施できよう。 従って、本発明は完全にハードウエア的な実施の形態、完全にソフトウエア的な実施の形態、あるいはハードウエア面とソフトウエア面を組み合わせた実施の形態を取ることができよう。

    【0051】 本発明はブロック図に関して説明してきた。 多くのブロックはコンピュータのプログラム命令によって実現できることを理解されよう。 工程を表すそのようなプログラム命令をプロセッサに提供することによってマシンを構成できよう。

    【0052】 従って、図示のブロックは特定の関数を実行するための手段の組み合わせと、
    特定の関数を実行するための工程の組み合わせをサポートする。 理解されるように、図示の各ブロック、また図示のブロックの組み合わせは、特定の関数または工程を実行する特殊な目的のハードウエア・システムによって、あるいは特殊な目的のハードウエアとコンピュータ命令の組み合わせによって実現することができる。

    【0053】 このように、本発明に従えば、RF増幅器回路が提供されて、そこにおいては、電力増幅器の振幅変調によって生ずる意図しない位相エラーが、振幅変調制御信号に基づく位相変調制御信号への修正によって修正される。

    【図面の簡単な説明】

    【図1】 本発明の第1の実施の形態に従う増幅器回路を示すブロック図。

    【図2】 本発明の第2の実施の形態に従う増幅器回路を示すブロック図。

    【図3】 本発明の第3の実施の形態に従う増幅器回路を示すブロック図。

    【図4】 本発明の第4の実施の形態に従う増幅器回路を示すブロック図。

    【図5】 本発明の第5の実施の形態に従う増幅器回路を示すブロック図。

    【図6】 本発明の第6の実施の形態に従う増幅器回路を示すブロック図。

    【図7】 本発明の第7の実施の形態に従う増幅器回路を示すブロック図。

    【図8】 図1−7の回路のうちの任意の回路用の電力増幅器への供給電圧を制御するための回路のブロック図。

    【図9】 図5の増幅器回路の実施を示す詳細なブロック図。

    【図10】 本発明の更に別の実施の形態に従う増幅器回路の詳細なブロック図。

    【手続補正書】特許協力条約第34条補正の翻訳文提出書

    【提出日】平成12年11月1日(2000.11.1)

    【手続補正1】

    【補正対象書類名】明細書

    【補正対象項目名】請求項1

    【補正方法】変更

    【補正の内容】

    請求項1 】 RF増幅器であって、 RF信号の所望の位相変調を表す位相変調コマンドおよび前記RF信号の所望の振幅変調を表す振幅変調コマンドを生成するコマンド手段、 前記位相変調コマンドによって決まる量だけ位相変調されたRF入力信号を生成する発振器、 前記RF入力信号を受信し、前記振幅変調コマンドによって決まる量だけ前記RF入力信号を増幅してRF出力信号を生成する電力増幅器、 前記発振器に関連して動作する変調制御であって、前記振幅変調コマンドを位相変調エラーに関連付ける位相修正情報を記憶するための位相記憶手段と、前記電力増幅器の振幅変調によって生ずる意図しない位相エラーを修正するために前記位相変調エラーによって決まる量だけ前記位相変調コマンドを変更するための位相制御手段とを含む変調制御、 を含むRF増幅器。

    【手続補正2】

    【補正対象書類名】明細書

    【補正対象項目名】請求項15

    【補正方法】変更

    【補正の内容】

    請求項15 】 位相および振幅の両変調を受けたRF信号を生成する方法であって、 RF信号の所望の位相変調を表す位相変調コマンドを生成する工程、 前記RF信号の所望の振幅変調を表す振幅変調コマンドを生成する工程、 前記位相変調コマンドによって決まる量だけ位相変調されたRF入力信号を提供するために前記RF信号の前記位相をシフトさせる工程、 前記振幅変調によって決まる量だけ前記RF入力信号を増幅してRF出力信号を生成する工程、 前記振幅変調コマンドを位相変調エラーに関連付ける位相修正情報を記憶する工程、および 前記RF入力信号の振幅変調によって生ずる意図しない位相エラーを修正するために前記位相変調エラーによって決まる量だけ前記位相変調コマンドを変更する工程、 を含む方法。

    ───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GW,ML, MR,NE,SN,TD,TG),AP(GH,GM,K E,LS,MW,SD,SL,SZ,TZ,UG,ZW ),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,MD,RU, TJ,TM),AE,AL,AM,AT,AU,AZ, BA,BB,BG,BR,BY,CA,CH,CN,C R,CU,CZ,DE,DK,DM,EE,ES,FI ,GB,GD,GE,GH,GM,HR,HU,ID, IL,IN,IS,JP,KE,KG,KP,KR,K Z,LC,LK,LR,LS,LT,LU,LV,MA ,MD,MG,MK,MN,MW,MX,NO,NZ, PL,PT,RO,RU,SD,SE,SG,SI,S K,SL,TJ,TM,TR,TT,TZ,UA,UG ,UZ,VN,YU,ZA,ZW (71)出願人 7001 Development Driv e, P. O. Box 13969, Re serach Triangle Par k, NC 27709 U. S. A. (72)発明者 シュラング、ジェフリー、エイ アメリカ合衆国 ノースカロライナ、ロー リー、 オールド ウェル レーン 8301 (72)発明者 ゴア、チャールズ アメリカ合衆国 ノースカロライナ、ダー ラム、 ブルックストン ドライブ 5202 (72)発明者 マンナーシュトラーレ、ヤコブ スウェーデン国 エスロブ、ハリイベーゲ ン 12 Fターム(参考) 5J090 AA01 AA41 CA21 FA19 GN01 HA09 HA38 KA00 KA20 KA26 KA32 KA33 KA34 KA41 KA53 MA11 SA14 TA01 5J091 AA01 AA41 CA21 FA19 HA09 HA38 KA00 KA20 KA26 KA32 KA33 KA34 KA41 KA53 MA11 SA14 TA01 5J100 AA14 BA01 BC01 CA29 CA30 CA31 DA06 EA02 FA01 5K060 BB07 CC04 CC11 HH01 HH06 HH11 HH31 KK03 KK06 LL02 LL30

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