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JP2010074282A - Power amplifier - Google Patents

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JP2010074282A
JP2010074282A JP2008236836A JP2008236836A JP2010074282A JP 2010074282 A JP2010074282 A JP 2010074282A JP 2008236836 A JP2008236836 A JP 2008236836A JP 2008236836 A JP2008236836 A JP 2008236836A JP 2010074282 A JP2010074282 A JP 2010074282A
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JP
Japan
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fet
drain current
current
power amplifier
idling
Prior art date
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Pending
Application number
JP2008236836A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masamichi Kuwabara
正道 桑原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Kokusai Electric Inc
Original Assignee
Hitachi Kokusai Electric Inc
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Publication date
Application filed by Hitachi Kokusai Electric Inc filed Critical Hitachi Kokusai Electric Inc
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To control an idling current of a FET, which is difficult to keep the temperature variations to be constant, and which keeps the output of a power amplifier to be constant. <P>SOLUTION: The power amplifier using the FET has a drain current value measuring means for measuring the drain current value of the FET and an idling current correction means for correcting an idling current of the FET, and the idling current correction means corrects the idling current, according to the drain current value measured by the drain current value measuring means. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、FETを使用した電力増幅器に関し、特に電力増幅器の出力レベル補正に関するものである。   The present invention relates to a power amplifier using an FET, and more particularly to correction of an output level of the power amplifier.

従来、電力増幅器に使用しているFETのアイドリング電流は、ダイオードによって温度補正を行っていた。また、無入力を検出した場合に、MOS-FETのドレイン電流をアイドリング電流として検出できるので、このアイドリング電流値を規定値と比較し、両者が一致するようにMOS−FETのゲート電圧を制御し、時間の経過によるアイドリング電流の変化を除去する(例えば、特許文献1参照。)。
特開2001−148615号公報
Conventionally, the idling current of an FET used in a power amplifier is temperature-corrected by a diode. Also, when no input is detected, the drain current of the MOS-FET can be detected as an idling current, so the idling current value is compared with a specified value, and the gate voltage of the MOS-FET is controlled so that they match. The change in idling current over time is removed (for example, see Patent Document 1).
JP 2001-148615 A

従来技術であるダイオードによるFETのアイドリング電流補正は、FETとダイオードの温度特性を完全に一致させることは困難であるため、FETのアイドリング電流を一定に保つことが難しい。   Since it is difficult to completely match the temperature characteristics of the FET and the diode in the conventional technique of correcting the idling current of the FET using the diode, it is difficult to keep the idling current of the FET constant.

本発明の目的は、温度変化によって一定に保つことが難しかったFETのアイドリング電流を制御し、電力増幅器の出力を一定に保持することである。   An object of the present invention is to control the idling current of the FET, which has been difficult to keep constant due to temperature changes, and to keep the output of the power amplifier constant.

本発明のFETを使用した電力増幅器は、FETのドレイン電流値を測定するドレイン電流値測定手段と、FETのアイドリング電流を補正するアイドリング電流補正手段を有し、アイドリング電流補正手段はドレイン電流値測定手段で測定したドレイン電流値に応じて補正することを特徴とする。   The power amplifier using the FET of the present invention has drain current value measuring means for measuring the drain current value of the FET and idling current correcting means for correcting the idling current of the FET, and the idling current correcting means measures the drain current value. Correction is performed according to the drain current value measured by the means.

本発明によれば、FETの個別熱特性の違いに関わらず同じ回路でアイドリング電流の安定化が図れる。また、デジタル処理を採用することで従来のダイオード方式よりも早く、リアルタイムに正確なアイドリング電流の安定化が可能であり、また、回路の簡略化もできる。   According to the present invention, the idling current can be stabilized in the same circuit regardless of the difference in individual thermal characteristics of the FET. Further, by adopting digital processing, it is possible to stabilize the idling current accurately in real time faster than the conventional diode method, and it is possible to simplify the circuit.

本発明のFETを使用した電力増幅器は、FET11のアイドリング電流IaをFETのドレイン電流Idから補正するものである。 本発明の一実施例を図1で説明する。図1は本発明の一実施例である電力増幅器1を説明するためのブロック図である。   The power amplifier using the FET of the present invention corrects the idling current Ia of the FET 11 from the drain current Id of the FET. An embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a block diagram for explaining a power amplifier 1 according to an embodiment of the present invention.

図1において、電力増幅器1の入力端子2から入力したRF(Radio Frequency)信号は、FET11で増幅し、コンデンサ14を介して出力端子3から出力する。   In FIG. 1, an RF (Radio Frequency) signal input from the input terminal 2 of the power amplifier 1 is amplified by the FET 11 and output from the output terminal 3 via the capacitor 14.

FET11のドレイン電流Idは、電源VDDからコイル13を介して供給する。FET11のドレイン電流Idは、電流センサ部15で電圧に変換し、LPF(Low Pass Filter)部16で平均化して、A/D(Analog/Digital)変換部17でデジタル信号に変換して、信号処理部18で予め設定してある閾値と比較して制御信号であるH信号26またはL信号27を出力する。デジタルポテンショメータ部20は、H信号26またはL信号27のパルス信号によって抵抗値を段階的に変化させることができる。   The drain current Id of the FET 11 is supplied from the power supply VDD via the coil 13. The drain current Id of the FET 11 is converted into a voltage by the current sensor unit 15, averaged by the LPF (Low Pass Filter) unit 16, converted into a digital signal by the A / D (Analog / Digital) conversion unit 17, The processing unit 18 outputs an H signal 26 or an L signal 27 that is a control signal in comparison with a threshold value set in advance. The digital potentiometer unit 20 can change the resistance value stepwise by the pulse signal of the H signal 26 or the L signal 27.

電圧可変レギュレータ部19は、電源VCCから電源を供給し、抵抗21と可変抵抗23の比率から出力電圧値が決まる。
FET11のアイドリング電流Iaは、電圧可変レギュレータ部19の出力電圧を可変抵抗23で調整することにより、抵抗22,可変抵抗23,抵抗24,抵抗25の抵抗値による分圧比が変化することで、調整が可能となる。
The voltage variable regulator unit 19 supplies power from the power supply VCC, and the output voltage value is determined from the ratio of the resistor 21 and the variable resistor 23.
The idling current Ia of the FET 11 is adjusted by adjusting the output voltage of the voltage variable regulator unit 19 with the variable resistor 23, thereby changing the voltage dividing ratio according to the resistance values of the resistor 22, the variable resistor 23, the resistor 24, and the resistor 25. Is possible.

次に、本発明の一実施例の詳細な動作を図2で説明する。図2は本発明の一実施例である電力増幅器の動作を説明するためのフローチャートである。   Next, the detailed operation of one embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a flowchart for explaining the operation of the power amplifier according to the embodiment of the present invention.

信号処理部18は、開始から処理を開始する。ステップS1の処理でFET11のドレイン電流Idの上限閾値と下限閾値を設定する。この上限閾値と下限閾値の中の値がFET11のドレイン電流Idの仕様値である。ステップS2の処理でデジタル電圧値に変換したドレイン電流Idの電流値を取り込む。ステップS3の処理でデジタル電圧値に変換したドレイン電流Idの電流値と上限閾値とを比較して、デジタル電圧値に変換したドレイン電流Idの電流値が上限閾値より大きい場合はステップS4の処理に進み、デジタル電圧値に変換したドレイン電流Idの電流値が上限閾値以下の場合はステップS5の処理に進む。   The signal processing unit 18 starts processing from the start. In step S1, the upper and lower thresholds of the drain current Id of the FET 11 are set. The value between the upper threshold and the lower threshold is the specification value of the drain current Id of the FET 11. The current value of the drain current Id converted into the digital voltage value in the process of step S2 is captured. The current value of the drain current Id converted into the digital voltage value in the process of step S3 is compared with the upper limit threshold value. If the current value of the drain current Id converted into the digital voltage value is larger than the upper limit threshold value, the process of step S4 is performed. If the current value of the drain current Id converted to the digital voltage value is less than or equal to the upper threshold value, the process proceeds to step S5.

信号処理部18は、ステップS4の処理でL信号27として1パルス信号をデジタルポテンショメータ部20に出力すると、デジタルポテンショメータ部20の抵抗値は1パルス信号分小さくなる。デジタルポテンショメータ部20の抵抗値が1パルス信号分小さくなることに伴い、電圧可変レギュレータ部19から出力する電圧が小さくなる。電圧可変レギュレータ部19から出力する電圧が小さくなると、FET11のアイドリング電流Iaが小さくなり、結果的にFET11のドレイン電流Idが小さくなる。次にステップS7の処理に進む。   When the signal processing unit 18 outputs one pulse signal to the digital potentiometer unit 20 as the L signal 27 in the process of step S4, the resistance value of the digital potentiometer unit 20 becomes smaller by one pulse signal. As the resistance value of the digital potentiometer unit 20 decreases by one pulse signal, the voltage output from the voltage variable regulator unit 19 decreases. When the voltage output from the voltage variable regulator unit 19 decreases, the idling current Ia of the FET 11 decreases, and as a result, the drain current Id of the FET 11 decreases. Next, the process proceeds to step S7.

信号処理部18は、ステップS5の処理でデジタル電圧値に変換したドレイン電流Idの電流値と下限閾値とを比較して、デジタル電圧値に変換したドレイン電流Idの電流値が下限閾値より小さい場合はステップS6の処理に進み、デジタル電圧値に変換したドレイン電流Idの電流値が下限閾値以上の場合はステップS7の処理に進む。   The signal processing unit 18 compares the current value of the drain current Id converted into the digital voltage value in the process of step S5 with the lower limit threshold value, and the current value of the drain current Id converted into the digital voltage value is smaller than the lower limit threshold value. Advances to the process of step S6, and if the current value of the drain current Id converted into the digital voltage value is equal to or greater than the lower limit threshold value, the process advances to the process of step S7.

信号処理部18は、ステップS6の処理でH信号26として1パルス信号をデジタルポテンショメータ部20に出力すると、デジタルポテンショメータ部20の抵抗値は1パルス信号分大きくなる。デジタルポテンショメータ部20の抵抗値が1パルス信号分大きくなることに伴い、電圧可変レギュレータ部19から出力する電圧が大きくなる。電圧可変レギュレータ部19から出力する電圧が大きくなると、FET11のアイドリング電流Iaが大きくなり、結果的にFET11のドレイン電流Idが大きくなる。次にステップS7の処理に進む。   When the signal processing unit 18 outputs one pulse signal to the digital potentiometer unit 20 as the H signal 26 in the process of step S6, the resistance value of the digital potentiometer unit 20 increases by one pulse signal. As the resistance value of the digital potentiometer unit 20 increases by one pulse signal, the voltage output from the voltage variable regulator unit 19 increases. When the voltage output from the voltage variable regulator unit 19 increases, the idling current Ia of the FET 11 increases, and as a result, the drain current Id of the FET 11 increases. Next, the process proceeds to step S7.

信号処理部18は、ステップS7の処理で処理を所定のインターバル時間停止し、所定のインターバル時間経過後にステップS2の処理に戻る。この所定のインターバル時間は、FET11の動作が安定するまでの時間、または本発明の一実施例のフィードバックループを動作させる間隔である。   The signal processor 18 stops the process for a predetermined interval time in the process of step S7, and returns to the process of step S2 after the elapse of the predetermined interval time. This predetermined interval time is a time until the operation of the FET 11 is stabilized, or an interval for operating the feedback loop of one embodiment of the present invention.

本発明は、FETのドレイン電流の平均値からFETのアイドリング電流の補正を行っているため、振幅変調の様に変調によって平均出力が変化するものやSSB(Single Side Band)変調の様なキャリアが存在しない変調方式には適さない。本発明が適するのは、例えばデジタル変調の様なキャリアが一定で変調によって平均出カの変化がない変調方式を対象としたものである。   In the present invention, since the FET idling current is corrected from the average value of the drain current of the FET, there is a carrier whose average output changes due to the modulation such as amplitude modulation or a carrier such as SSB (Single Side Band) modulation. Not suitable for non-existing modulation schemes. The present invention is suitable for a modulation system in which the carrier is constant and the average output is not changed by the modulation, such as digital modulation.

以上本発明について詳細に説明したが、本発明は、ここに記載された高周波電力増幅器に限定されるものではなく、上記以外の電力増幅器に広く適用することができることは言うまでもない。   Although the present invention has been described in detail above, it is needless to say that the present invention is not limited to the high-frequency power amplifier described herein, and can be widely applied to power amplifiers other than those described above.

本発明の一実施例である電力増幅器を説明するためのブロック図である。It is a block diagram for demonstrating the power amplifier which is one Example of this invention. 本発明の一実施例である電力増幅器の動作を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating operation | movement of the power amplifier which is one Example of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1:電力増幅器、2:入力端子、3:出力端子、11:FET、12,14:コンデンサ、13:コイル、15:電流センサ部、16:LPF、17:A/D、18:信号処理部、19:電圧可変レギュレータ部、20:デジタルポテンショメータ、21,22,24,25:抵抗、23:可変抵抗、26:H信号、27:L信号。   1: power amplifier, 2: input terminal, 3: output terminal, 11: FET, 12, 14: capacitor, 13: coil, 15: current sensor unit, 16: LPF, 17: A / D, 18: signal processing unit , 19: voltage variable regulator section, 20: digital potentiometer, 21, 22, 24, 25: resistance, 23: variable resistance, 26: H signal, 27: L signal.

Claims (1)

FETを使用した電力増幅器において、
前記FETのドレイン電流値を測定するドレイン電流値測定手段と、前記FETのアイドリング電流を補正するアイドリング電流補正手段を有し、
前記アイドリング電流補正手段は前記ドレイン電流値測定手段で測定したドレイン電流値に応じて補正することを特徴とする電力増幅器。
In power amplifiers using FETs,
A drain current value measuring means for measuring the drain current value of the FET, and an idling current correcting means for correcting the idling current of the FET;
The power amplifier according to claim 1, wherein the idling current correcting means corrects according to the drain current value measured by the drain current value measuring means.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US8680921B2 (en) 2011-05-26 2014-03-25 Fujitsu Limited Amplifying apparatus, transmitter, and amplifying apparatus control method

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