專利名稱：電源電壓形成裝置及極化調(diào)制發(fā)送裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及根據(jù)輸入數(shù)據(jù)形成提供給高頻功率放大器的電源電壓的電源 電壓形成裝置，以及具有這樣的電源電壓形成裝置的極化調(diào)制發(fā)送裝置。
背景技術(shù)：
在發(fā)送裝置的設(shè)計中， 一般在效率與線性(linearity)之間存在折衷選擇關(guān) 系。但是，最近提出了，像極化(polar)調(diào)制發(fā)送技術(shù)那樣，能夠兼顧高效 率和線性的技術(shù)。在圖l表示極化調(diào)制發(fā)送裝置的結(jié)構(gòu)例。極化調(diào)制發(fā)送裝置IO具有振 幅/相位數(shù)據(jù)形成單元11、相位調(diào)制器12、高頻功率放大器(所謂的功率放大 器)14、以及形成高頻功率放大器14的電源電壓Vcc的電源電壓形成裝置13。振幅/相位數(shù)據(jù)形成單元11從輸入的發(fā)送信號形成基帶振幅信號Sl和基 帶相位信號S2。這里，基帶振幅信號Sl是，在以I表示發(fā)送信號的同相分量， 以Q表示發(fā)送信號的正交分量時，以V(f+Q、表示的信號?；鶐辔恍盘朣2 是，發(fā)送信號的相位分量(例如，調(diào)制碼元和I軸所成的角度)。相位調(diào)制器12通過基于基帶相位信號S2對載波頻率信號進(jìn)行調(diào)制來形 成高頻相位調(diào)制信號S3,并將其輸出到高頻功率放大器14的信號輸入端子。電源電壓形成單元13基于基帶振幅信號Sl，形成提供給高頻功率放大 器14的電源端子的電源電壓Vcc。由此，高頻功率放大器14對將電源電壓值Vcc與高頻相位調(diào)制信號S3 相乘而得到的信號進(jìn)行相當(dāng)于高頻功率放大器14的增益的放大，并輸出作為 其結(jié)果的發(fā)送輸出信號。發(fā)送輸出信號由天線(未圖示)發(fā)送。在采用這樣的極化調(diào)制發(fā)送技術(shù)時，可以將輸入到高頻功率放大器14 的高頻相位調(diào)制信號S3作為不含振幅方向的變動分量的恒定包絡(luò)線信號，因 此可以利用高效率的非線性放大器作為高頻功率放大器14。此外，在這樣的極化調(diào)制發(fā)送裝置10中，需要基于基帶振幅信號Sl而 形成的電源電壓值Vcc與高頻功率放大器14的輸出電壓(一般而言，將圖中的發(fā)送輸出信號變換為施加于50Q的電壓而求取的電壓)為比例關(guān)系。這里，作為用于高頻功率放大器14的元件，使用HBT(Hetero-junction Bipolar Transistor:異質(zhì)結(jié)雙極晶體管)系設(shè)備的情況較多，與FET(Field effect transistor:場效應(yīng)晶體管)系設(shè)備相比，該HBT系設(shè)備能夠獲得較高增益，而 且容易實現(xiàn)小型化?？墒?，HBT系設(shè)備中，在電源電壓值與輸出電壓之間存 在稱為"偏移(offset)電壓"的特有的參數(shù)。圖2表示在使用HBT系設(shè)備構(gòu)成了高頻功率放大器14的情況下的、電 源電壓值Vcc與輸出電壓之間的關(guān)系。圖中的實線表示在使用HBT系設(shè)備的 情況下的、電源電壓值Vcc與輸出電壓之間的關(guān)系，雖然電源電壓值Vcc與 輸出電壓直線性地變化，但是該直線未通過原點，可知兩者未處于比例關(guān)系。 偏移電壓是輸出上升時的電源電壓值，在圖2中，對電源電壓值Vcc與輸出 電壓之間的關(guān)系進(jìn)行直線近似，將該直線與x軸的交點定義為偏移電壓。以往提出了，在極化調(diào)制發(fā)送裝置10中，為了控制高頻功率放大器14 的輸出功率(即，發(fā)送輸出信號的功率)，在通過由電源電壓形成裝置13對基 帶振幅信號SI的電平進(jìn)行調(diào)整的同時，將圖2所示的偏移電壓與電平調(diào)整后 的基帶振幅信號相加來進(jìn)行校正，以使電源電壓值Vcc與輸出電壓之間處于 比例關(guān)系(例如，參見專利文獻(xiàn)l)。通過這樣處理，能夠回避因偏移而造成的 失真的發(fā)生。使用圖3筒單地說明該結(jié)構(gòu)。圖3的電源電壓形成裝置13將基帶振幅信 號SI輸入到電平調(diào)整單元21。電平調(diào)整單元21例如基于來自發(fā)送功率控制 單元(未圖示)的縮放(scaling)系數(shù)對基帶振幅信號Sl的電平進(jìn)行調(diào)整，并 將電平調(diào)整后的基帶振幅信號傳送到偏移加法單元23。偏移加法單元23通 過將電平調(diào)整后的基帶振幅信號與由偏移電壓生成單元22生成的偏移電壓 相加，來形成高頻功率放大器14的電源電壓Vcc，并將其提供給高頻功率放 大器14的電源端子。[專利文獻(xiàn)l]美國專利第6,998,919號說明書發(fā)明內(nèi)容發(fā)明需要解決的問題然而，由于圖3所示的在控制了基帶振幅信號Sl的電平之后再與偏移電 壓相加的方法一般為模擬信號處理，所以從對基帶振幅信號Sl進(jìn)行處理的路徑來看，偏移電壓生成單元22成為負(fù)荷。其結(jié)果，特別是在電平調(diào)整后的信 號電平較大時，即高輸出時，存在如下問題，即，在從高頻功率放大器14輸 出的發(fā)送輸出信號中容易發(fā)生失真。本發(fā)明的目的為，提供電源電壓形成裝置以及極化調(diào)制發(fā)送裝置，能夠 校正高頻功率放大器的偏移電壓而不使高頻功率放大器的失真特性劣化。解決問題的方案本發(fā)明的電源電壓形成裝置為，基于輸入數(shù)據(jù)形成提供給高頻功率放大器的電源電壓的電源電壓形成裝置，該電源電壓形成裝置采用的結(jié)構(gòu)包括 第一數(shù)字模擬變換器，對所述輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字模擬變換；電平調(diào)整單元， 基于用于控制所述高頻功率放大器的輸出電平的輸出電平控制值，對模擬變 換后的所述輸入數(shù)據(jù)的電平進(jìn)行調(diào)整；第二數(shù)字模擬變換器，對偏移數(shù)據(jù)進(jìn) 行數(shù)字模擬變換；模擬偏移加法單元，對模擬變換后的偏移數(shù)據(jù)與所述電平 調(diào)整后的信號進(jìn)行模擬加法運算；數(shù)字偏移加法單元，對模擬變換前的所述 輸入數(shù)據(jù)與所述偏移數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字加法運算；以及選擇單元，具有第一加法 運算選捧模式以及第二加法運算選捧模式，基于所述輸出電平控制值，選擇所述第一加法運算選擇模式或所述第二加法運算選擇模式的任一個，該第一 加法運算選擇模式是選擇由所述模擬偏移加法單元進(jìn)行加法運算的模式，所 述第二加法運算選擇模式是選擇由所述數(shù)字偏移加法單元進(jìn)行加法運算的模式。發(fā)明的效果根據(jù)本發(fā)明，由于基于輸出電平控制值，切換是對偏移值進(jìn)行數(shù)字加法 運算還是進(jìn)行模擬加法運算，所以在高輸出時，能夠從對偏移進(jìn)行模擬加法 運算的模式切換到進(jìn)行數(shù)字加法運算的模式。其結(jié)果，能夠校正高頻功率放 大器的偏移電壓而不使高頻功率放大器的失真特性劣化。


圖1是表示傳統(tǒng)的極化調(diào)制發(fā)送裝置的結(jié)構(gòu)的方框圖。 圖2是表示使用了 HBT系設(shè)備的情況下的、電源電壓值Vcc與輸出電壓 之間的關(guān)系的特性圖。圖3是表示傳統(tǒng)的電源電壓形成裝置的結(jié)構(gòu)例的方框圖。圖4是表示本發(fā)明實施方式1的電源電壓形成裝置的結(jié)構(gòu)的方框圖。圖5是表示實施方式2的電源電壓形成裝置的結(jié)構(gòu)的方框圖。 圖6是用于說明實施方式2的電源電壓形成裝置的加法運算動作的切換 的圖。圖7是表示實施方式3的電源電壓形成裝置的結(jié)構(gòu)的方框圖。 圖8是用于說明實施方式3的電源電壓形成裝置的加法運算動作的切換 的圖。圖9是表示實施方式4的電源電壓形成裝置的結(jié)構(gòu)的方框圖。圖IO是用于說明實施方式4的電源電壓形成裝置的加法運算動作的切換的圖。圖11是表示采用了本發(fā)明的電源電壓形成裝置的極化調(diào)制發(fā)送裝置的 結(jié)構(gòu)的方框圖。
具體實施方式
以下參照附圖詳細(xì)地說明本發(fā)明的實施方式。 (實施方式1 )圖4表示本發(fā)明實施方式的電源電壓形成裝置的基本結(jié)構(gòu)。電源電壓形 成裝置100為用于形成提供給高頻功率放大器200的電源端子的電源電壓Vcc 的裝置。另外，高頻功率放大器200是由HBT系設(shè)備構(gòu)成的。電源電壓形成裝置100將輸入數(shù)據(jù)輸入到數(shù)字加法器101。在將電源電 壓形成裝置100用于極化調(diào)制發(fā)送裝置中的情況下，該輸入數(shù)據(jù)相當(dāng)于基帶 振幅信號。數(shù)字加法器101將輸入數(shù)據(jù)與偏移數(shù)據(jù)相加。偏移數(shù)據(jù)是相當(dāng)于圖2所 示的偏移電壓的數(shù)據(jù)，預(yù)先存儲在未圖示的存儲器等中。數(shù)字加法器101的 輸出經(jīng)過數(shù)字模擬變換器(D/A)102，傳送到電平調(diào)整單元103。電平調(diào)整單元103根據(jù)用于控制高頻功率放大器200的輸出電平的輸出 電平控制值，對數(shù)字模擬變換器102的輸出信號電平進(jìn)行調(diào)整。這里，輸出 電平控制值是由未圖示的發(fā)送功率控制單元形成的信號。由電平調(diào)整單元103 調(diào)整了電平的信號，被傳送到模擬加法器104。模擬加法器104，除了輸入來自電平調(diào)整單元103的信號之外，還輸入 經(jīng)過數(shù)字模擬變換器(D/A)105的偏移數(shù)據(jù)。由此，模擬加法器104對從電平 調(diào)整單元103輸出的模擬信號與模擬變換后的偏移電壓進(jìn)行模擬加法運算。除了上述的結(jié)構(gòu)以外，電源電壓形成裝置100還具有選擇單元106，用 于選擇是通過數(shù)字加法器101對偏移數(shù)據(jù)進(jìn)行加法運算，還是通過模擬加法 器104對偏移電壓進(jìn)行加法運算。選擇單元106根據(jù)輸出電平控制值進(jìn)行上 述選擇。具體而言，在輸出電平控制值為規(guī)定值以上的情況下(即，高輸出時)， 選擇單元106通過對開關(guān)107進(jìn)行ON控制而由數(shù)字加法器101對偏移數(shù)據(jù) 進(jìn)行加法運算，并通過對開關(guān)108進(jìn)行OFF控制而不進(jìn)行模擬加法器104中 的加法運算。這里所謂的輸出電平控制值為規(guī)定值以上的情況是指，高頻功 率放大器200的輸出電平較大，如果通過模擬加法器104對偏移電壓進(jìn)行模 擬加法運算，則在發(fā)送輸出信號中容易發(fā)生失真的情況。與此相對，在輸出電平控制值小于規(guī)定值的情況下(即，低輸出時)，選 擇單元106通過對開關(guān)107進(jìn)行OFF控制而不進(jìn)行數(shù)字加法器101中的加法 運算，并通過對開關(guān)108進(jìn)行ON控制而由才莫擬加法器104對偏移電壓進(jìn)行 加法運算。這里所謂的輸出電平控制值小于規(guī)定值的情況是指，高頻功率放 大器200的輸出電平較小，即使通過模擬加法器104對偏移電壓進(jìn)行模擬加 法運算，也對發(fā)送輸出信號造成的影響較少的情況。這樣，在高輸出時(電平調(diào)整單元103的輸出電平較高的情況，也就是說， 高頻功率放大器200的輸出電平較高的情況)，對偏移數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字加法運算， 而除此之外進(jìn)行模擬加法運算，從而能夠校正高頻功率放大器200的偏移而 不使高頻功率放大器200的失真特性劣化。這里，在高輸出時，如果從電平調(diào)整單元103到高頻功率放大器200的 信號路徑來看，偏移電壓生成電路(在圖4的情況下，數(shù)字模擬變換器105) 成為負(fù)荷，所以在提供給高頻功率放大器200的電源電壓Vcc中發(fā)生失真， 其結(jié)果，高頻功率放大器200的輸出信號的失真特性也會劣化。然而，本實施方式的電源電壓形成裝置100中，由于在高輸出時通過開 關(guān)108將模擬加法器104與數(shù)字模擬變換器105之間的路徑遮斷，所以不會 發(fā)生失真。另外，通過由數(shù)字加法器101進(jìn)行的數(shù)字加法運算校正偏移，所 以也不會發(fā)生因偏移造成的失真。另一方面，在低輸出時，如果在數(shù)字模擬變換器102進(jìn)行變換之前由數(shù) 字加法器101對偏移數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字加法運算，則需要對考慮到電平調(diào)整單元 103的衰減量的偏移數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字加法運算。例如，在由電平調(diào)整單元103使信號電平衰減20dB的情況下，需要由數(shù)字加法器101對相當(dāng)于其10倍的 電壓的偏移數(shù)據(jù)進(jìn)行加法運算，這是不現(xiàn)實的。然而，本實施方式的電源電壓形成裝置100中，由于在低輸出時不進(jìn)行 數(shù)字加法器101的偏移數(shù)據(jù)的加法運算，而進(jìn)行模擬加法器104的偏移電壓 的加法運算，因此能夠校正偏移而無須對大數(shù)位的偏移數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字加法運 算。如上所述，根據(jù)本實施方式，由于設(shè)置了第一數(shù)字模擬變換器102, 對輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字模擬變換；電平調(diào)整單元103，基于用于控制高頻功率 放大器200的輸出電平的輸出電平控制值，對模擬變換后的輸入數(shù)據(jù)的電平 進(jìn)行調(diào)整；第二數(shù)字模擬變換器105，對偏移數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字模擬變換；模擬 加法器104，對模擬變換后的偏移數(shù)據(jù)與所述電平調(diào)整后的信號進(jìn)行模擬加 法運算；數(shù)字加法器101,對模擬變換前的所述輸入數(shù)據(jù)與偏移數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù) 字加法運算；以及選擇單元106，基于輸出電平控制值，選擇是由模擬加法 器104進(jìn)行加法運算，還是由數(shù)字加法器101進(jìn)行加法運算，所以，在形成 對應(yīng)于輸入數(shù)據(jù)和輸出電平控制值的電源電壓的情況下，能夠形成電源電壓 Vcc，該電源電壓Vcc為，能夠避免起因于模擬加法運算的失真的發(fā)生，并能 夠校正高頻功率放大器200的偏移的電源電壓。而且，在實際上為因模擬加法運算造成的失真較小的低輸出時(輸出電平 控制值較小時)，由于不對偏移數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字加法運算而進(jìn)行模擬加法運算， 所以無須對大數(shù)位的偏移數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字加法運算，能夠簡化數(shù)字加法器101 的結(jié)構(gòu)。(實施方式2)圖5表示實施方式2的電源電壓形成裝置的結(jié)構(gòu)。本實施方式的電源電 壓形成裝置300基本上進(jìn)行與電源電壓形成裝置100同樣的動作，但是在結(jié) 構(gòu)上進(jìn)行了一些改造。數(shù)字加法器301將輸入數(shù)據(jù)輸入，并從選擇單元306選擇性地輸入偏移 縮放單元307的輸出數(shù)據(jù)或者全部為"0"的數(shù)據(jù)，對輸入數(shù)據(jù)與偏移縮放后 的數(shù)據(jù)或者全部為"0"的數(shù)據(jù)進(jìn)行加法運算。數(shù)字加法器301的輸出經(jīng)過數(shù) 字模擬變換器(D/A)302,傳送到可變衰減器(ATT)303。可變衰減器303相當(dāng)于圖4的電平調(diào)整單元103，根據(jù)縮放系數(shù)對數(shù)字 模擬變換器302的輸出信號進(jìn)行衰減。另外，縮放系數(shù)相當(dāng)于圖4的輸出電平控制值，例如是由發(fā)送功率控制單元形成的信號。由可變衰減器303調(diào)整 了電平的信號被傳送到模擬加法器304。模擬加法器304除了輸入來自可變衰減器303的信號之外，還從選擇單 元308選擇性地輸入由數(shù)字模擬變換器(D/A)305進(jìn)行了模擬變換的偏移電 壓或者O[V]的電壓值。由此，模擬加法器304對來自可變衰減器303的信號 與偏移電壓或者O[V]進(jìn)行模擬加法運算。這里，偏移縮放單元307輸入偏移數(shù)據(jù)和縮放系數(shù)，基于輸出電平控制 值，使偏移數(shù)據(jù)成為電平調(diào)整單元(在本實施方式的情況下，可變衰減器303) 的電平調(diào)整量的倒數(shù)倍。換言之，偏移縮放單元307輸出將偏移數(shù)據(jù)除以可 變衰減器303的衰減量所得的值，作為偏移縮放后的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。由此，在由 可變衰減器303將數(shù)字加法運算后的偏移電壓衰減時，可將該衰減后的偏移 電壓值作為相當(dāng)于偏移lt據(jù)的、所期望的偏移電壓。在縮放系數(shù)為規(guī)定值以上的情況下(即，高輸出時)，選擇單元306選擇 偏移縮放單元307的輸出，提供給數(shù)字加法器301。另外，在縮放系數(shù)為規(guī) 定值以上的情況下，選擇單元308選擇接地電壓(GND)，提供給模擬加法器 304。由此，在高輸出時，實際上由數(shù)字加法器301對偏移電壓進(jìn)行數(shù)字加法 運算，不進(jìn)行模擬加法器304的模擬加法運算。其結(jié)果，在高輸出時，能通 過數(shù)字加法運算校正偏移電壓，而不會產(chǎn)生因模擬加法運算而發(fā)生的失真。另一方面，在縮放系數(shù)小于規(guī)定值的情況下(即，低輸出時)，選擇單元 306將全部為"0"的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)提供給數(shù)字加法器301。另外，在縮放系數(shù)小 于規(guī)定值的情況下，選擇單元308選擇從數(shù)字模擬變換器305輸出的偏移電 壓，提供給模擬加法器304。由此，在低輸出時，實際上由模擬加法器304 對偏移電壓進(jìn)行模擬加法運算，不進(jìn)行數(shù)字加法器301的數(shù)字加法運算。其 結(jié)果，能通過模擬加法運算校正偏移電壓，而無須對大數(shù)位的偏移數(shù)據(jù)進(jìn)行 數(shù)字加法運算。使用圖6,具體地說明上面所述的數(shù)字加法運算與模擬加法運算之間的 切換。圖6是輸入數(shù)據(jù)為極化調(diào)制中的基帶振幅信號(圖中的振幅信號)的情況 的例子。另外，圖6例示了，振幅信號的最大動態(tài)范圍為l[Vpp]，偏移電壓 的最大調(diào)整范圍為0.2[V],數(shù)字模擬變換器302的最大動態(tài)范圍為0~ 1.4[V] 的情況。另外，圖6中，，I設(shè)振幅信號范圍為排除了偏移電壓的范圍。另夕卜， 圖6中，全部都換算為模擬值而表示。圖6示出了 ，在對振幅信號(輸入數(shù)據(jù))與0.2[V]的偏移電壓進(jìn)行數(shù)字加法運算的情況下，根據(jù)可變衰減器的縮放量，縮放前后的各個信號的動態(tài)范圍如葉可變4匕。與偏移數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字加法運算時的界限為，數(shù)字加法運算后的總信號范圍不超過數(shù)字模擬變換器302的最大動態(tài)范圍。在該例子的情況下，在縮放 量(ATT303的設(shè)定值)為-6[dB]程度為止時，數(shù)字加法運算后的總信號范圍不 超過數(shù)字模擬變換器302的最大動態(tài)范圍1.4[V]。于是，在縮放量為-6[dB] 以上時進(jìn)行數(shù)字加法運算，而在縮放量小于該值時進(jìn)行模擬加法運算?？傊?，根據(jù)本實施方式，通過與實施方式1同樣的結(jié)構(gòu)，能夠得到與實 施方式1同樣的效果。進(jìn)而，在對縮放系數(shù)(相當(dāng)于實施方式1的輸出電平控制值)進(jìn)行閾值判 定，根據(jù)判定結(jié)果切換是對偏移數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字加法運算還是對偏移電壓進(jìn)行 模擬加法運算的情況下，通過進(jìn)行考慮了數(shù)字模擬變換器302的動態(tài)范圍的 閾值設(shè)定，能夠抑制數(shù)字模擬變換器302中的信號的劣化。再者，通過設(shè)置偏移縮放單元307,根據(jù)縮放系數(shù)對偏移數(shù)據(jù)進(jìn)行縮放， 以使其相當(dāng)于可變衰減器303的電平調(diào)整量的倒數(shù)倍的數(shù)據(jù)，能夠?qū)⑼ㄟ^可 變衰減器303后的偏移電壓值作為相當(dāng)于偏移數(shù)據(jù)的、所期望的偏移電壓。 (實施方式3 )在對與圖5對應(yīng)的部分附上相同的標(biāo)號而表示的圖7中，表示出實施方 式3的電源電壓形成裝置的結(jié)構(gòu)。電源電壓形成裝置400除了將縮放系數(shù)，還將偏移數(shù)據(jù)輸入到選擇單元 401、 402。選擇單元401、 402基于縮放系數(shù)和偏移數(shù)據(jù)的兩者，切換是對偏 移數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字加法運算還是對偏移電壓進(jìn)行模擬加法運算。具體而言，在為第一偏移數(shù)據(jù)的情況下，將第一縮放系數(shù)設(shè)定為切換閾值，在為與第一偏移數(shù)據(jù)不同的第二偏移數(shù)據(jù)的情況下，將與第一縮放系數(shù) 不同的第二縮放系數(shù)設(shè)定為切換閾值。也就是說，在實施方式2中，使用圖6敘述了將與最大的偏移數(shù)據(jù)(0.2[V]) 對應(yīng)的縮放量(-6[dB])作為切換閾值的例子，在本實施方式中，根據(jù)偏移數(shù)據(jù) 還變更作為閾值而使用的縮放量。由此，與單純地根據(jù)偏移數(shù)據(jù)的最大值切換數(shù)字加法運算與模擬加法運 算的情況相比，能夠根據(jù)偏移的大小，合理地擴(kuò)大進(jìn)行數(shù)字加法運算的區(qū)域。圖8示出了 ，在偏移數(shù)據(jù)的值(圖中的"通過ATT后的偏移電壓")為0.1 [V] 的情況下的、數(shù)字加法運算與模擬加法運算之間的切換的情形。圖8基本上 示出了在與圖6同樣的條件下的動作。如圖8所示，在偏移電壓(偏移數(shù)據(jù)所示的值)為O.l[V]的情況下，縮放量 (ATT的設(shè)定值)為-12[dB]程度為止時，數(shù)字加法運算后的總信號范圍不會超 過數(shù)字模擬變換器302的最大動態(tài)范圍1.4[V]。于是，本實施方式的電源電 壓形成裝置400，在縮放量為-12[dB]以上時進(jìn)行數(shù)字加法運算，而在縮放量 小于該值時進(jìn)行模擬加法運算。另外，在所設(shè)定的偏移電壓為0.2[V]的情況下，如圖6所示，電源電壓 形成裝置400在縮放量為-6[dB]以上時進(jìn)行數(shù)字加法運算，而在縮放量小于該 值時進(jìn)行模擬加法運算。如上所述，根據(jù)本實施方式，對縮放量進(jìn)行閾值判定，基于判定結(jié)果切 換是由模擬加法器304對偏移電壓進(jìn)行加法運算還是由數(shù)字加法器301對偏 移數(shù)據(jù)進(jìn)行加法運算，同時根據(jù)偏移數(shù)據(jù)變更所述閾值，從而除了實施方式 1和實施方式2的效果之外，還能夠最大限度地擴(kuò)大數(shù)字加法運算的區(qū)域。 (實施方式4)在對與圖5對應(yīng)的部分附上相同的標(biāo)號而表示的圖9中，表示實施方式 4的電源電壓形成裝置的結(jié)構(gòu)。在使用圖5說明的實施方式2的電源電壓形成裝置300中，選擇單元306、 308具有第一加法運算選擇模式和第二加法運算選擇模式，基于縮放系數(shù)(即， 輸出電平控制值)選擇第一加法運算選擇模式或第二加法運算選擇模式的任 一個，該第一加法運算選擇模式是選擇由模擬加法器304進(jìn)行加法運算的模 式，該第二加法運算選擇模式是選擇由數(shù)字加法器301進(jìn)行加法運算的模式。本實施方式的電源電壓形成裝置600中，選擇單元601、 602除了上述第 一加法運算選擇模式和第二加法運算選擇模式之外，還具有第三加法運算選 擇模式，基于縮放系數(shù)(即，輸出電平控制值)選擇第一加法運算選擇模式到第 三加法運算選擇模式中的任一個加法運算選擇模式，該第三加法運算選擇模 式是選擇由模擬加法器304和數(shù)字加法器301雙方進(jìn)行加法運算的模式。另外，本實施方式的電源電壓形成裝置600具有偏移數(shù)據(jù)變換單元603。 偏移數(shù)據(jù)變換單元603基于縮放系數(shù)，將偏移數(shù)據(jù)變換為，輸入到數(shù)字模擬 變換器(D/A)305的模擬加法運算用偏移數(shù)據(jù)，以及輸入到偏移縮放單元307的數(shù)字加法運算用偏移數(shù)據(jù)。在縮放系數(shù)為第一規(guī)定值以上的情況下(即，高輸出時)，選擇單元601選擇偏移縮放單元307的輸出，提供給數(shù)字加法器301。另外，在縮放系數(shù) 為第一規(guī)定值以上的情況下，選擇單元602選擇接地電壓(GND)，提供給模 擬加法器304。由此，在高輸出時，實際上由數(shù)字加法器301對偏移電壓進(jìn) 行數(shù)字加法運算，不進(jìn)行模擬加法器304的模擬加法運算。其結(jié)果，在高輸 出時，能通過數(shù)字加法運算校正偏移電壓，而不會產(chǎn)生因模擬加法運算造成 的失真。另外，在縮放系數(shù)小于第一規(guī)定值且為第二規(guī)定值以上的情況下(即，中 輸出時)，選擇單元601選擇偏移縮放單元307的輸出，提供給數(shù)字加法器301 。 另外，在縮放系數(shù)小于第一規(guī)定值且為第二規(guī)定值以上的情況下，選擇單元 602選擇從數(shù)字模擬變換器305輸出的偏移電壓，提供給模擬加法器304。由 此，在中輸出時，由數(shù)字加法器301和模擬加法器304雙方進(jìn)行加法運算。 也就是說，實際上由數(shù)字加法器301對偏移電壓進(jìn)行數(shù)字加法運算，還由模 擬加法器304進(jìn)行模擬加法運算。再者，在縮放系數(shù)小于第二規(guī)定值的情況下(即，低輸出時)，選擇單元 601將全部為"0"的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)提供給數(shù)字加法器301。另外，在縮放系數(shù)小 于第二規(guī)定值的情況下，選擇單元602選擇從數(shù)字模擬變換器305輸出的偏 移電壓，提供給模擬加法器304。由此，在低輸出時，實際上由模擬加法器 304對偏移電壓進(jìn)行模擬加法運算，不進(jìn)行數(shù)字加法器301的數(shù)字加法運算。 其結(jié)果，能通過模擬加法運算校正偏移電壓，而無須對大數(shù)位的偏移數(shù)據(jù)進(jìn) 行數(shù)字加法運算。在縮放系數(shù)為第一規(guī)定值以上的情況下(即，高輸出時)，偏移數(shù)據(jù)變換 單元603將偏移數(shù)據(jù)原封不動地提供給偏移縮放單元307。同樣地，在縮放 系數(shù)小于第二規(guī)定值的情況下(即，低輸出時)，偏移數(shù)據(jù)變換單元603將偏移 數(shù)據(jù)原封不動地輸出到數(shù)字模擬變換器(D / A)305。與此相對，在縮放系數(shù)小于第 一規(guī)定值且為第二規(guī)定值以上的情況下 (即，中輸出時)，偏移數(shù)據(jù)變換單元603將偏移數(shù)據(jù)變換為^^擬加法運算用偏 移數(shù)據(jù)而輸出到數(shù)字模擬變換器(D/A)305，同時將偏移數(shù)據(jù)變換為數(shù)字加法 運算用偏移數(shù)據(jù)而輸出并提供給偏移縮放單元307。使用圖10,具體地說明上述的數(shù)字加法運算與模擬加法運算之間的切換。圖IO是輸入數(shù)據(jù)為極化調(diào)制中的基帶振幅信號(圖中的振幅信號)的情況的例子。另外，圖IO例示了，振幅信號的最大動態(tài)范圍為l[Vpp],偏移電壓 的最大調(diào)整范圍為0.2[V],數(shù)字模擬變換器302的最大動態(tài)范圍為0~ 1.4[V] 的情況。另外，圖10中，假設(shè)振幅信號范圍為排除了偏移電壓的范圍。另夕卜， 圖10中，全部都換算為模擬值來表示。圖10中示出了 ，在縮放量(ATT303的設(shè)定值)大于-6[dB]的范圍內(nèi)，對振 幅信號(輸入數(shù)據(jù))與0.2[V]的偏移電壓進(jìn)行數(shù)字加法運算的情況。另外，圖 10中示出了 ，在縮放量(ATT303的設(shè)定值)為從-6[dB]到-12[dB]為止的范圍內(nèi)， 對O.l[V]的偏移電壓進(jìn)行數(shù)字加法運算，且對O.l[V]的偏移電壓進(jìn)行模擬加 法運算的情況。另外，圖10中示出了 ，在縮放量(ATT303的設(shè)定值)小于-12[dB] 的范圍內(nèi)，對0.2[V]的偏移電壓進(jìn)行模擬加法運算的情況。進(jìn)而，圖10中示 出了，在僅進(jìn)行數(shù)字加法運算的情況、進(jìn)行數(shù)字加法運算和模擬加法運算雙 方的情況、以及僅進(jìn)行模擬加法運算的情況的各個情況下，根據(jù)ATT303的 縮放量，縮放前后的各個信號的動態(tài)范圍如何變化。與偏移數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字加法運算時的界限為，數(shù)字加法運算后的總信號范 圍不超過數(shù)字模擬變換器302的最大動態(tài)范圍。在圖IO的例子的情況下，在 縮放量(ATT303的設(shè)定值)的整個區(qū)域，數(shù)字加法運算后的總信號范圍不超過 數(shù)字模擬變換器302的最大動態(tài)范圍1.4[V]。再者，相對于在實施方式2中以-6[dB]的縮放量為界限，進(jìn)行模擬加法 運算的偏移電壓從O[V]變化到0.2[V]，本實施方式中，進(jìn)行模擬加法運算的 偏移電壓/人O[V]變化到O.l[V],可知與實施方式2相比，偏移電壓的變化減 少一半。電壓變化越急劇，直到收斂為止的響應(yīng)時間越長是顯而易見的，本實施方 式能夠降低這樣的瞬態(tài)響應(yīng)的影響。另夕卜，為了簡化說明，本實施方式中將縮放量的閾值設(shè)為-6[dB]和-12[dB] 兩處，但是，通過細(xì)微地改變偏移電壓的數(shù)字加法運算部分和模擬加法運算 部分的分配，能夠更增加闞值的數(shù)量。也就是說，圖IO中示出了，將數(shù)字加 法運算用偏移數(shù)據(jù)和模擬加法運算用偏移數(shù)據(jù)都設(shè)為O.l[V]的情況，但是并 不需要將數(shù)字加法運算用偏移數(shù)據(jù)的值和模擬加法運算用偏移數(shù)據(jù)的值設(shè)為相同的值，也可以改變分配。關(guān)健的是，只要是數(shù)字加法運算用偏移數(shù)據(jù)和 模擬加法運算用偏移數(shù)據(jù)的合計與輸入到偏移數(shù)據(jù)變換單元603的偏移數(shù)據(jù)相等即可。如上所述，根據(jù)本實施方式，除了第一加法運算選擇模式和第二加法運 算選擇模式之外，還設(shè)置第三加法運算選擇模式，從而能夠緩和在切換模式 時因進(jìn)行模擬加法運算的電壓的變化而發(fā)生的瞬態(tài)響應(yīng)的影響，該第 一 加法 運算選擇模式是選擇由模擬加法器304進(jìn)行加法運算的模式，該第二加法運算選擇模式是選擇由數(shù)字加法器301進(jìn)行加法運算的模式，該第三加法運算 選擇模式是選擇由模擬加法器304和數(shù)字加法器301雙方進(jìn)行加法運算的模 式。另夕卜，不言而喻通過利用將實施方式3的內(nèi)容與本實施方式結(jié)合的結(jié)構(gòu)， 能夠最大限度地擴(kuò)大數(shù)字加法運算的區(qū)域。 (其他的實施方式)圖11表示安裝了上述的實施方式1-4的電源電壓形成裝置100(300、 400、 600)的極化調(diào)制發(fā)送裝置的結(jié)構(gòu)。極化調(diào)制發(fā)送裝置500具有振幅/相位 數(shù)據(jù)形成單元501、相位調(diào)制器502、發(fā)送功率控制單元503、高頻功率放大 器(所謂的功率放大器)200、以及實施方式1 ~4中說明過的電源電壓形成裝置 100(300、 400、 600)。振幅/相位數(shù)據(jù)形成單元501從輸入的發(fā)送信號形成基帶振幅信號和基帶 相位信號。相位調(diào)制器502通過基于基帶相位信號對載波頻率信號進(jìn)行調(diào)制 來形成高頻相位調(diào)制信號，并將其輸出到高頻功率放大器200的信號輸入端 子。電源電壓形成裝置100(300、 400、 600)基于基帶振幅信號，形成提供給 高頻功率放大器200的電源端子的電源電壓Vcc。這里，基帶振幅信號相當(dāng) 于輸入到圖4、圖5、圖7以及圖9中的數(shù)字加法器101(301)的輸入數(shù)據(jù)。另 外，電源電壓形成裝置100(300、 400、 600)輸入相當(dāng)于圖4的輸出電平控制 值、圖5、圖7以及圖9的縮放系數(shù)的、來自發(fā)送功率控制單元503的發(fā)送 功率控制信號。安裝了實施方式1 ~4的電源電壓形成裝置100(300、 400、 600)的極化調(diào) 制發(fā)送裝置500中，能夠校正高頻功率放大器200的偏移而不使高頻功率放 大器200的失真特性劣化，從而能夠獲得高質(zhì)量的發(fā)送輸出信號。另外，本發(fā)明并不限于上述的實施方式，在不脫離其本質(zhì)的范圍內(nèi)，可 以進(jìn)行改變而實施。2007年1月31日提交的特愿第2007-022000的日本專利申請中所包含 的說明書、附圖以及說明書摘要的公開內(nèi)容，都引用在本申請中。 產(chǎn)業(yè)上的可利用性即使在使用HBT系設(shè)備構(gòu)成高頻功率放大器的情況下，本發(fā)明也能夠校 正偏移而不使失真特性劣化，能夠廣泛適用于例如便攜電話機(jī)等使用高頻功 率放大器的各種無線設(shè)備。
權(quán)利要求
1、電源電壓形成裝置，基于輸入數(shù)據(jù)形成提供給高頻功率放大器的電源電壓，該電源電壓形成裝置包括第一數(shù)字模擬變換器，對所述輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字模擬變換；電平調(diào)整單元，基于用于控制所述高頻功率放大器的輸出電平的輸出電平控制值，對模擬變換后的所述輸入數(shù)據(jù)的電平進(jìn)行調(diào)整；第二數(shù)字模擬變換器，對偏移數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字模擬變換；模擬偏移加法單元，對模擬變換后的偏移數(shù)據(jù)與所述電平調(diào)整后的信號進(jìn)行模擬加法運算；數(shù)字偏移加法單元，對模擬變換前的所述輸入數(shù)據(jù)與所述偏移數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字加法運算；以及選擇單元，具有第一加法運算選擇模式以及第二加法運算選擇模式，基于所述輸出電平控制值，選擇所述第一加法運算選擇模式或所述第二加法運算選擇模式的任一個，該第一加法運算選擇模式是選擇由所述模擬偏移加法單元進(jìn)行加法運算的模式，所述第二加法運算選擇模式是選擇由所述數(shù)字偏移加法單元進(jìn)行加法運算的模式。
2、 權(quán)利要求1所述的電源電壓形成裝置，所述選擇單元還具有第三加法運算選擇模式，該第三加法運算選擇模式 是選擇由所述模擬偏移加法單元和所述數(shù)字偏移加法單元雙方進(jìn)行加法運算 的模式，基于所述輸出電平控制值，選擇所述第一加法運算選擇模式到所述第三 加法運算選擇模式中的任一個加法運算選擇模式。
3、 權(quán)利要求2所述的電源電壓形成裝置，還包括偏移數(shù)據(jù)變換單元，基于所述輸出電平控制值，將所述偏移數(shù)據(jù) 變換為數(shù)字加法運算用偏移數(shù)據(jù)和模擬加法運算用偏移數(shù)據(jù)。
4、 權(quán)利要求1所述的電源電壓形成裝置，還包括偏移縮放單元，基于所述輸出電平控制值，使輸入到所述數(shù)字偏 移加法器的所述偏移數(shù)據(jù)為所述電平調(diào)整單元的電平調(diào)整量的倒數(shù)倍。
5、 權(quán)利要求1所述的電源電壓形成裝置，所述選擇單元對所述輸出電平控制值進(jìn)行閾值判定，基于判定結(jié)果選擇所述第一加法運算選擇模式或所述第二加法運算選擇模式的任一個，并根據(jù) 偏移數(shù)據(jù)變更所述閾值。
6、 權(quán)利要求2所述的電源電壓形成裝置，所述選擇單元對所述輸出電平控制值進(jìn)行閾值判定，基于判定結(jié)果，選 擇所述第一加法運算選擇模式到所述第三加法運算選擇模式中的任一個加法 運算選擇模式，并根據(jù)偏移數(shù)據(jù)變更所述闊值。
7、 極化調(diào)制發(fā)送裝置，包括權(quán)利要求1所述的電源電壓形成裝置，輸入基帶振幅信號作為所述輸入 數(shù)據(jù)；以及高頻功率放大器，將由所述電源電壓形成形成的電源電壓輸入到電源端 子，并將高頻相位調(diào)制信號輸入到信號輸入端子。
全文摘要
公開了電源電壓形成裝置(100)，能夠校正高頻功率放大器的偏移電壓而不使高頻功率放大器的失真特性劣化。電源電壓形成裝置(100)包括電平調(diào)整單元(103)，基于用于控制高頻功率放大器(200)的輸出電平的輸出電平控制值，對模擬變換后的輸入數(shù)據(jù)的電平進(jìn)行調(diào)整；模擬加法器(104)，對模擬變換后的偏移數(shù)據(jù)與所述電平調(diào)整后的信號進(jìn)行模擬加法運算；數(shù)字加法器(101)，對模擬變換前的所述輸入數(shù)據(jù)與偏移數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字加法運算；以及選擇單元(106)，基于輸出電平控制值，選擇是由模擬加法器(104)進(jìn)行加法運算，還是由數(shù)字加法器(101)進(jìn)行加法運算。
文檔編號H03F3/34GK101601184SQ20088000354
公開日2009年12月9日 申請日期2008年1月29日 優(yōu)先權(quán)日2007年1月31日
發(fā)明者松岡昭彥, 池戶耐一 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社