專利名稱：振幅控制電路、極化調(diào)制發(fā)送電路以及極化調(diào)制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于移動(dòng)電話、無線LAN等通信設(shè)備的振幅控制電路、極化調(diào)制發(fā)送 電路、以及極化調(diào)制方法，特別涉及以高效率并且低失真進(jìn)行動(dòng)作的振幅控制電路、極化調(diào) 制發(fā)送電路、以及極化調(diào)制方法。
背景技術(shù)：
移動(dòng)電話、無線LAN等通信設(shè)備被要求在整個(gè)較寬的輸出電平的范圍確保發(fā)送信 號的線性的同時(shí)以低功耗進(jìn)行動(dòng)作。并且，在這種通信設(shè)備中使用以高效率并且低失真進(jìn) 行動(dòng)作的發(fā)送電路。以下，對現(xiàn)有技術(shù)的發(fā)送電路進(jìn)行說明。作為現(xiàn)有技術(shù)的發(fā)送電路，例如，有使用正交調(diào)制等調(diào)制方式生成發(fā)送信號的發(fā) 送電路(以下記載為“正交調(diào)制電路”)。此外，關(guān)于正交調(diào)制電路，由于已廣為人知而省略 對其的說明。另外，作為以比正交調(diào)制電路高的高效率輸出線性高的發(fā)送信號的現(xiàn)有技術(shù) 的發(fā)送電路，例如，有專利文獻(xiàn)1所公開的發(fā)送電路。圖1是表示專利文獻(xiàn)1所公開的現(xiàn)有 技術(shù)的發(fā)送電路10的結(jié)構(gòu)的一個(gè)例子的方框圖。在圖1中，現(xiàn)有技術(shù)的發(fā)送電路10包括 振幅相位提取單元11、振幅控制單元12、相位調(diào)制單元13、放大單元14以及輸出端子15。振幅相位提取單元11從輸入數(shù)據(jù)提取振幅數(shù)據(jù)和相位數(shù)據(jù)。振幅數(shù)據(jù)被輸入到 振幅控制單元12。振幅控制單元12將對應(yīng)于振幅數(shù)據(jù)的電壓供給到放大單元14。另外， 相位數(shù)據(jù)被輸入到相位調(diào)制單元13。相位調(diào)制單元13對輸入的相位數(shù)據(jù)進(jìn)行相位調(diào)制并 作為相位調(diào)制信號輸出。相位調(diào)制信號被輸入到放大單元14。放大單元14根據(jù)從振幅控 制單元12供給的電壓放大相位調(diào)制信號。由放大單元14放大的信號作為發(fā)送信號從輸出 端子15輸出。發(fā)送信號的輸出電平能夠通過使振幅控制單元12的輸出電壓變化，并供給 到放大單元14而進(jìn)行控制。將這樣從輸入數(shù)據(jù)中分離振幅數(shù)據(jù)和相位數(shù)據(jù)，并使用這些數(shù) 據(jù)進(jìn)行調(diào)制的方式稱作極化調(diào)制方式(Polar Modulation)或者極坐標(biāo)調(diào)制方式。并且，將 實(shí)施該方式的發(fā)送電路10稱作極化調(diào)制電路(也稱作“極坐標(biāo)調(diào)制電路”)。專利文獻(xiàn)1 日本專利特開2004-266351號公報(bào)(圖9)

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明需要解決的問題但是，現(xiàn)有技術(shù)的發(fā)送電路10存在難以抑制振幅控制單元12的輸出噪聲的課題。 以下，說明其理由。圖2表示振幅控制單元12的具體的結(jié)構(gòu)。在圖2中，DA轉(zhuǎn)換器12-1 將作為數(shù)字信號的振幅數(shù)據(jù)變換為模擬信號。電平控制單元12-2根據(jù)表示發(fā)送電路10的 平均輸出功率的大小的發(fā)送功率信息P (多數(shù)情況以數(shù)字信號表示)，使DA轉(zhuǎn)換器12-1的 輸出電平發(fā)生變化。緩沖器12-3將電平控制單元12-2的輸出放大并輸出到放大單元14。 通過這樣地構(gòu)成，發(fā)送電路10能夠使振幅控制單元12的輸出電壓發(fā)生變化，控制從放大單 元14輸出的發(fā)送信號的輸出電平。這里，放大單元14 一般使用被稱作功率放大器的高輸出放大器，因此，需要驅(qū)動(dòng)放大單元14的振幅控制單元12的緩沖器12-3能夠提供大電流。另外，振幅控制單元的DA 轉(zhuǎn)換器12-1對頻帶大大寬于正交調(diào)制等當(dāng)中使用的IQ數(shù)據(jù)的振幅數(shù)據(jù)進(jìn)行DA變換，因 此，需要高速的時(shí)鐘(clock)。因此，在將振幅控制單元12做成IC芯片時(shí)，多數(shù)情況下對于DA轉(zhuǎn)換器12_1、以及 以數(shù)字信號控制的電平控制單元12-2使用能夠進(jìn)行高速動(dòng)作的低耐壓工藝(process)，對 于緩沖器12-3使用能夠處理大電流的高耐壓工藝。但是，一般情況下，能夠進(jìn)行高速動(dòng)作的工藝與能夠處理大電流的工藝不同，存在 耐壓下降的趨勢，所以難以使輸出振幅變大，即難以取大的動(dòng)態(tài)范圍。因此，存在如下的問 題在緩沖器12-3中需要使增益變大，從電平控制單元12-2輸出的噪聲被緩沖器12-3放 大，導(dǎo)致振幅控制單元12的輸出噪聲增加。振幅控制單元12的輸出噪聲被輸出到放大單 元14，因此，尤其在噪聲被輸出到接收頻帶時(shí)，導(dǎo)致接收靈敏度的下降，成為嚴(yán)重的問題。本發(fā)明的目的在于，提供能夠降低輸出噪聲，抑制接收靈敏度的下降的振幅控制 電路、極化調(diào)制發(fā)送電路、以及極化調(diào)制方法。解決問題的方案本發(fā)明的振幅控制電路是用于極化調(diào)制發(fā)送電路的振幅控制電路，該振幅控制電 路所采用的結(jié)構(gòu)，包括DA轉(zhuǎn)換器，將振幅數(shù)據(jù)變換為差分振幅信號并輸出；電平控制單 元，根據(jù)發(fā)送功率信息，控制所述差分振幅信號的電平；以及偏移運(yùn)算單元，將對應(yīng)于所述 發(fā)送功率信息的DC偏移施予給由所述電平控制單元進(jìn)行了電平控制的所述差分振幅信號。本發(fā)明的極化調(diào)制發(fā)送電路所采用的結(jié)構(gòu)包括振幅相位提取單元，從輸入數(shù)據(jù) 中提取振幅數(shù)據(jù)和相位數(shù)據(jù)；相位調(diào)制單元，對所述相位數(shù)據(jù)進(jìn)行相位調(diào)制并將其作為相 位調(diào)制信號輸出；放大單元，基于控制電壓放大所述相位調(diào)制信號，并將其作為所述發(fā)送信 號輸出；以及振幅控制單元，將根據(jù)所述振幅數(shù)據(jù)進(jìn)行了控制的電壓作為所述控制電壓，供 給所述放大單元，所述振幅控制單元包括DA轉(zhuǎn)換器，將所述振幅數(shù)據(jù)變換為差分振幅信 號并輸出；電平控制單元，根據(jù)表示所述發(fā)送信號的輸出功率的發(fā)送功率信息，控制所述差 分振幅信號的電平；偏移運(yùn)算單元，將對應(yīng)于所述發(fā)送功率信息的DC偏移施予給由所述電 平控制單元進(jìn)行了電平控制的所述差分振幅信號；以及差分單端變換單元，對由所述偏移 運(yùn)算單元施予了 DC偏移的所述差分振幅信號進(jìn)行差分單端變換，獲取單端信號，所述放大 單元將所述單端信號作為所述控制電壓。本發(fā)明的極化調(diào)制方法包括振幅相位提取步驟，從輸入數(shù)據(jù)中提取振幅數(shù)據(jù)和 相位數(shù)據(jù)；相位調(diào)制步驟，對所述相位數(shù)據(jù)進(jìn)行相位調(diào)制并將其作為相位調(diào)制信號輸出； 放大步驟，基于控制電壓，放大所述相位調(diào)制信號，并將其作為發(fā)送信號輸出；以及振幅控 制步驟，供給根據(jù)所述振幅數(shù)據(jù)進(jìn)行了控制的電壓作為所述控制電壓，所述振幅控制步驟 包括變換步驟，將所述振幅數(shù)據(jù)變換為差分振幅信號；電平控制步驟，根據(jù)表示所述發(fā)送 信號的輸出功率的發(fā)送功率信息，控制所述差分振幅信號的電平；偏移運(yùn)算步驟，將對應(yīng)于 所述發(fā)送功率信息的DC偏移施予給進(jìn)行了電平控制的所述差分振幅信號；以及差分單端 變換步驟，對施予了 DC偏移的所述差分振幅信號進(jìn)行差分單端變換，獲取單端信號，在所 述放大步驟中，將所述單端信號作為所述控制電壓。發(fā)明的效果
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根據(jù)本發(fā)明的振幅控制電路、極化調(diào)制發(fā)送電路以及極化調(diào)制方法，能夠降低輸 出噪聲，抑制接收靈敏度的下降。


圖1是表示現(xiàn)有技術(shù)的極化調(diào)制電路的一例結(jié)構(gòu)的方框圖。圖2是表示振幅控制單元的結(jié)構(gòu)的圖。圖3是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1的極化調(diào)制發(fā)送電路的一例結(jié)構(gòu)的方框圖。圖4是用于說明由偏移運(yùn)算單元施予的DC電壓的圖。圖5是用于說明由偏移運(yùn)算單元施予的DC電壓的圖。圖6是表示差分單端變換單元的一般電路結(jié)構(gòu)的圖。圖7是表示偏移運(yùn)算單元和差分單端變換單元的輸出波形的圖。圖8是表示偏移運(yùn)算單元和差分單端變換單元的輸出波形的圖。圖9是表示在偏移運(yùn)算單元中不進(jìn)行偏移處理時(shí)的偏移運(yùn)算單元和差分單端變 換單元的輸出波形的圖。圖10是表示本發(fā)明的實(shí)施方式2的極化調(diào)制發(fā)送電路的一例結(jié)構(gòu)的方框圖。圖11是表示放大單元由使用了 HBT的功率放大器構(gòu)成時(shí)的AM-AM特性的圖。圖12是表示將差分振幅信號設(shè)為正弦波，電平控制單元的增益為最大，并且放大 單元偏移電壓為0. IV時(shí)的偏移運(yùn)算單元、偏移運(yùn)算單元、以及差分單端變換單元的輸出波 形的圖。圖13是表示將差分振幅信號設(shè)為正弦波，電平控制單元的增益為最大增益的 1/2，并且放大單元偏移電壓為0. 2V時(shí)的偏移運(yùn)算單元、偏移運(yùn)算單元、以及差分單端變換 單元的輸出波形的圖。圖14是表示本發(fā)明的實(shí)施方式3的極化調(diào)制發(fā)送電路的一例結(jié)構(gòu)的方框圖。
具體實(shí)施例方式以下，參照附圖詳細(xì)地說明本發(fā)明的實(shí)施方式。(實(shí)施方式1)圖3是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1的極化調(diào)制發(fā)送電路的一例結(jié)構(gòu)的方框圖。在圖 3中，極化調(diào)制發(fā)送電路100包括振幅相位提取單元110、振幅控制單元120、相位調(diào)制單 元130、放大單元140以及輸出端子150。調(diào)制數(shù)據(jù)(以下記載為“輸入數(shù)據(jù)”)作為應(yīng)發(fā)送的數(shù)據(jù)被輸入到振幅相位提取單 元110。振幅相位提取單元110從輸入數(shù)據(jù)中提取數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)即振幅分量和相位分量，并將其 作為振幅數(shù)據(jù)和相位數(shù)據(jù)輸出。振幅數(shù)據(jù)被輸入到振幅控制單元120。振幅控制單元120將根據(jù)振幅數(shù)據(jù)進(jìn)行了 控制的電壓供給放大單元140。后面敘述有關(guān)振幅控制單元120的細(xì)節(jié)。相位數(shù)據(jù)被輸入到相位調(diào)制單元130。相位調(diào)制單元130對輸入的相位數(shù)據(jù)進(jìn)行 相位調(diào)制，并將其作為相位調(diào)制信號輸出。相位調(diào)制信號被輸入到放大單元140。放大單 元140根據(jù)從振幅控制單元120供給的電壓，將相位調(diào)制信號放大。由放大單元140進(jìn)行 了放大的信號從輸出端子150輸出作為發(fā)送信號。
接下來，對振幅控制單元120的細(xì)節(jié)進(jìn)行說明。振幅控制單元120包括DA轉(zhuǎn)換器 121、電平控制單元122、偏移運(yùn)算單元123以及差分單端變換單元124。在振幅控制單元 120中，振幅數(shù)據(jù)被輸入到DA轉(zhuǎn)換器121。DA轉(zhuǎn)換器121將輸入的振幅數(shù)據(jù)變換為模擬的差分信號，并將其作為差分振幅信 號輸出。從DA轉(zhuǎn)換器121輸出的差分振幅信號被輸入到電平控制單元122。另外，表示極 化調(diào)制發(fā)送電路100的發(fā)送信號的平均輸出功率的大小的發(fā)送功率信息P(多數(shù)情況下以 數(shù)字信號表示)被輸入到電平控制單元122中。電平控制單元122使用對應(yīng)于發(fā)送功率信 息P表示的極化調(diào)制發(fā)送電路100的平均輸出功率的大小的增益，使輸入的差分振幅信號 放大或者衰減。電平控制單元122將放大或者衰減后的差分振幅信號輸出到偏移運(yùn)算單元 123。偏移運(yùn)算單元123計(jì)算相當(dāng)于電平控制單元122的增益為最大時(shí)從電平控制單元 122輸出的振幅、與根據(jù)上述發(fā)送功率信息進(jìn)行了電平控制的電平控制單元122的輸出振 幅之差的DC電壓(式⑴)。Vmax-V ... (1)這里，Vmax表示使電平控制單元122的增益成為最大時(shí)從電平控制單元122輸出 的差分振幅信號的單邊振幅(峰到峰的值)。并且，V表示根據(jù)上述發(fā)送功率信息進(jìn)行了電 平控制的、實(shí)際從電平控制單元122輸出的差分振幅信號的單邊振幅(峰到峰的值)。此 外，V基于發(fā)送功率信息P而變動(dòng)。此外，在將電平控制單元122的最大增益設(shè)為Gmax，將電平控制單元122的實(shí)際的 增益設(shè)為G時(shí)，(Vmax-V)可以表示為式(2)。Vmax-V = (1-G/Gmax) · Vmax ... (2)即，偏移運(yùn)算單元123通過預(yù)先取得電平控制單元122的最大增益Gmax和最大增 益Gmax中的輸出振幅Vmax，只需知道根據(jù)發(fā)送功率信息P設(shè)定的電平控制單元122的增益 G，就能夠知道從電平控制單元122實(shí)際輸出的振幅V，所以無需監(jiān)視電平控制單元122的輸 出，就能夠計(jì)算應(yīng)施予給差分振幅信號的DC電壓。此外，電平控制單元122的實(shí)際的G根 據(jù)發(fā)送功率信息P而變動(dòng)。于是，例如偏移運(yùn)算單元123保持發(fā)送功率信息P與增益G的 對應(yīng)關(guān)聯(lián)，根據(jù)發(fā)送功率信息P選擇增益G，將選擇出的增益G代入式(2)，計(jì)算DC電壓。這樣，偏移運(yùn)算單元123計(jì)算相當(dāng)于電平控制單元122的增益為最大時(shí)的電平控 制單元122的輸出振幅、與根據(jù)發(fā)送功率信息P進(jìn)行了電平控制的電平控制單元122的輸 出振幅之差的DC電壓(Vmax-V)。偏移運(yùn)算單元123將計(jì)算出的DC電壓(Vmax-V)施予給從電平控制單元122輸出 的差分振幅信號。使用圖4和圖5，對由偏移運(yùn)算單元123施予的DC電壓進(jìn)行說明。此外，圖4和 圖5只是例示，各個(gè)數(shù)值只是一個(gè)例子。另外，以下，假設(shè)在電平控制單元122的增益為最 大增益Gmax時(shí)，從電平控制單元122輸出單邊振幅IVpp (pp :peak to peak,峰到峰)的正 弦波作為差分振幅信號而進(jìn)行說明。在圖4和圖5中，實(shí)線表示從電平控制單元122輸出的差分振幅信號的正相信號， 虛線表示從電平控制單元122輸出的差分振幅信號的反相信號。
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圖4A表示電平控制單元122的增益G為最大時(shí)(Gmax)的波形。圖4B表示電平 控制單元122的增益G為最大增益Gmax的1/2時(shí)，由偏移運(yùn)算單元123將DC電壓施予給 了差分振幅信號后的波形。從圖4B可知，在電平控制單元122的增益G為最大增益Gmax的1/2時(shí)，從電平控 制單元122輸出單邊振幅為0. 5Vpp的差分振幅信號。此時(shí)，在偏移運(yùn)算單元123中，使用 式(2)計(jì)算DC電壓為0. 5V。然后，由偏移運(yùn)算單元123將DC電壓施予給差分振幅信號，以使正相信號和反相 信號偏移到偏離所計(jì)算出的DC電壓的方向。在圖4B的例子中，正相信號和反相信號偏移 了 0. 5V。這樣，使用式(2)計(jì)算出的DC電壓以成為從電平控制單元122輸出的正相信號和 反相信號的偏移電壓的方式，以減法的極性被施予給差分振幅信號。圖5A表示電平控制單元122的增益G為最大時(shí)(Gmax)的波形。圖5B表示電平 控制單元122的增益G為最大增益Gmax的1/4時(shí)，由偏移運(yùn)算單元123將DC電壓施予給 了差分振幅信號后的波形。從圖5B可知，在電平控制單元122的增益G為最大增益Gmax的1/4時(shí)，從電平控 制單元122輸出單邊振幅為0. 25Vpp的差分振幅信號。此時(shí)，在偏移運(yùn)算單元123中，使用 式(2)計(jì)算出DC電壓為0. 75V。然后，由偏移運(yùn)算單元123將DC電壓施予給差分振幅信號，以使正相信號和反相 信號偏移到偏離所計(jì)算出的DC電壓的方向。在圖5B的例子中，正相信號和反相信號偏移 了 0.75V。這樣，使用式(2)計(jì)算出的DC電壓以成為從電平控制單元122輸出的正相信號 和反相信號的偏移電壓的方式，以減法的極性被施予給差分振幅信號。偏移運(yùn)算單元123的輸出(差分振幅信號)被輸入到差分單端變換單元124，差分 振幅信號通過差分單端變換單元124被變換為單端的振幅信號。圖6表示差分單端變換單 元124的一般電路結(jié)構(gòu)。圖6的差分單端變換單元124將正相信號和反相信號作為輸入，將從正相信號的 電壓(Vl)減去反相信號的電壓(V2)所得的值，以預(yù)先設(shè)定的增益(R2/R1)放大后，加上規(guī) 定的DC電壓(V3)，并將其作為單端的振幅信號輸出。單端的振幅信號可以通過式(3)表示。從式(3)可知，差分單端變換單元124將 差分信號變換為以V3為中心進(jìn)行變動(dòng)的單端的振幅信號Vout。Vout = (R2/R1) (V1_V2)+V3... (3)這里，在假設(shè)Vl和V2為正弦波時(shí)，式(3)中的(R2/R1) (V1-V2)項(xiàng)形成以GND基 準(zhǔn)(接地電位即0V)為中心正負(fù)對稱的波形。一般而言，對如圖6所示的差分單端變換單元 124供給的電源，多數(shù)情況下僅使用正電源。在這種情況下，無法從差分單端變換單元124 輸出低于GND基準(zhǔn)的電壓。因此，若不設(shè)法使(式)3所示的從差分單端變換單元124輸出 的振幅信號的波形的下限(輸出電壓的最小值)不低于GND基準(zhǔn)，則輸出波形失真。為了 避免出現(xiàn)這種情況，只需使由差分單端變換單元124進(jìn)行加法運(yùn)算的DC電壓(V3)成為從 差分單端變換單元124輸出的最大振幅的1/2即可。這樣，能夠僅以正電源構(gòu)成對差分單 端變換單元124供給的電源。此外，電平控制單元122的外來噪聲以相同的極性附加到正相信號的電壓(Vl)和 反相信號的電壓(V2)上。因此，通過在差分單端變換單元124中，使用式(3)變換為單端號和反相信號上的外來噪聲相互抵消而被消除，因此，能夠降低振幅控 制單元120的輸出噪聲，其結(jié)果能夠降低放大單元140的輸出噪聲。另外，與使用不變換為差分振幅信號而僅進(jìn)行D/A變換的相同比特?cái)?shù)的DA轉(zhuǎn)換器 的情況相比，能夠使DA轉(zhuǎn)換器121的動(dòng)態(tài)范圍達(dá)到2倍，能夠減小該部分的DA轉(zhuǎn)換器121 的后級的差分單端變換單元124的增益，因此，能夠避免噪聲被差分單端變換單元124放 大，能夠降低振幅控制單元120的輸出噪聲。圖7和圖8表示在將差分振幅信號設(shè)為正弦波時(shí)的偏移運(yùn)算單元123和差分單端 變換單元124的輸出波形。圖7是電平控制單元122的增益為最大時(shí)的偏移運(yùn)算單元123 和差分單端變換單元124的輸出波形，圖8是電平控制單元122的增益G為最大增益Gmax 的1/2時(shí)的偏移運(yùn)算單元123和差分單端變換單元124的輸出波形。此外，在圖7和圖8中，與圖4和圖5同樣，將電平控制單元122的增益為最大時(shí) 所輸出的差分振幅信號的單邊振幅設(shè)為lVpp。而且，將差分單端變換單元124的增益設(shè)為 1倍，將由差分單端變換單元124進(jìn)行加法運(yùn)算的規(guī)定的DC電壓(V3)設(shè)為IV。圖7是電平控制單元122的增益為最大時(shí)的例子，從電平控制單元122輸出單邊 振幅為IVpp的差分振幅信號，因此，差分單端變換單元124的最大輸出振幅為2Vpp。此外， 在這種情況下，V = Vmax,因此，根據(jù)式(2)，DC電壓成為0。因此，偏移運(yùn)算單元123將差 分振幅信號直接輸出到差分單端變換單元124。圖8是電平控制單元122的增益為最大增益的1/2時(shí)的例子，由偏移運(yùn)算單元123 將0. 5V的DC電壓施予給差分振幅信號。此外，偏移運(yùn)算單元123如上所述以減法的極性 將DC電壓施予給差分振幅信號。因此，即使在電平控制單元122的增益變動(dòng)的情況下，差 分單端變換單元124的輸出波形的下限值也以GND基準(zhǔn)保持恒定，因此，輸出波形的平均值 根據(jù)電平控制單元122的增益受到控制。此外，差分單端變換單元124的輸出波形正如已 經(jīng)敘述過的那樣以式(3)表示。差分單端變換單元124的增益為1倍，差分單端變換單元124以減法的極性將DC 電壓施予給差分振幅信號，因此，差分單端變換單元124的輸出Vout可以表示為式(4)。Vout = Vl-V2-(1-G/Gmax) ‘ Vmax+V3 ... (4)在式⑷中，(1-G/Gmax) · Vmax項(xiàng)基于偏移運(yùn)算單元123發(fā)生了偏移，以使正相 信號和反相信號的偏移電壓成為式⑵的DC電壓。因此，在偏移運(yùn)算單元123不進(jìn)行上述 的偏移處理的情況下，差分單端變換單元124的輸出Vout可以表示為式(5)。Vout = V1-V2+V3 ...(5)這里，在假設(shè)Vl和V2為正弦波時(shí)，(V1-V2)項(xiàng)形成以GND基準(zhǔn)為中心正負(fù)對稱的 波形，其振幅伴隨電平控制單元122的增益G的變動(dòng)而變動(dòng)。使用圖9進(jìn)行補(bǔ)充說明。圖9表示不在偏移運(yùn)算單元123中進(jìn)行偏移處理時(shí)的偏移運(yùn)算單元123和差分單 端變換單元124的輸出波形。從圖9可知，不在偏移運(yùn)算單元123中進(jìn)行偏移處理的情況 下，在電平控制單元122的增益發(fā)生變動(dòng)時(shí)，差分單端變換單元124的輸出波形的下限值與 GND基準(zhǔn)不一致，輸出波形的平均值恒定。電平控制單元122的增益與表示極化調(diào)制發(fā)送電路100的發(fā)送信號的平均輸出功 率的大小的發(fā)送功率信息P等效，電平控制單元122的增益G根據(jù)發(fā)送功率信息P發(fā)生變 動(dòng)。因此，在電平控制單元122的增益G發(fā)生變動(dòng)的情況下，差分單端變換單元124的輸出
9波形的平均值恒定，意味著沒有進(jìn)行功率控制。當(dāng)然，只要根據(jù)電平控制單元122的增益G調(diào)整DC電壓(V3)的值，以使差分單端 變換單元124的輸出信號的下限值與GND基準(zhǔn)一致，則即使在偏移運(yùn)算單元123中不進(jìn)行 偏移處理，也能夠進(jìn)行功率控制。但是，伴隨電平控制單元122的增益G下降，由差分單端變換單元124施予的DC電 壓(V3)也下降，因此，在DC電壓(V3)接近GND附近時(shí)，由于無法向構(gòu)成提供DC電壓(V3) 的電路的元件施加足夠的DC偏壓(bias)，所以精度下降。這樣，在DC電壓(V3)的值的調(diào) 整上存在界限，因此，有時(shí)精度劣化。另一方面，在本實(shí)施方式中，偏移運(yùn)算單元123通過進(jìn)行上述的偏移處理，在電平 控制單元122的增益G發(fā)生變動(dòng)時(shí)，式(4)中的(1-G/Gmax) .Vmax項(xiàng)發(fā)生變化，因此，能夠 使差分單端變換單元124的輸出信號的下限值與GND基準(zhǔn)一致。即，偏移運(yùn)算單元123通 過進(jìn)行偏移處理，從而不需要DC電壓(V3)的調(diào)整。即，在本實(shí)施方式中，通過將DC電壓 (Vmax-V)施予給差分振幅信號，能夠避免DC電壓(V3)的調(diào)整，為了確保精度，只需確保該 DC電壓(Vmax-V)的作為差分電壓的精度即可，因此，與調(diào)整DC電壓(V3)的情況相比能夠 進(jìn)一步提高精度。如上所述，根據(jù)本實(shí)施方式，振幅控制單元120包括將振幅數(shù)據(jù)變換為差分振幅 信號并輸出的DA轉(zhuǎn)換器121 ；根據(jù)發(fā)送功率信息P控制差分振幅信號的電平的電平控制單 元122 ；以及將對應(yīng)于發(fā)送功率信息P的DC電壓施予給由電平控制單元122進(jìn)行了電平控 制的差分振幅信號的偏移運(yùn)算單元123。由此，通過在偏移運(yùn)算單元123的后級的差分單端 變換單元124中，使用式(3)變換為單端信號，附加到正相信號和反相信號上的噪聲相互抵 消而被消除，因此，能夠降低振幅控制單元120的輸出噪聲，其結(jié)果能夠降低放大單元140 的輸出噪聲。另外，與使用不變換為差分振幅信號而僅進(jìn)行D/A變換的相同比特?cái)?shù)的DA轉(zhuǎn)換器 的情況相比，能夠使DA轉(zhuǎn)換器121的動(dòng)態(tài)范圍達(dá)到2倍，能夠相應(yīng)地減小DA轉(zhuǎn)換器121的 后級的差分單端變換單元124的增益，因此，能夠避免噪聲被差分單端變換單元124放大， 能夠降低振幅控制單元120的輸出噪聲，其結(jié)果能夠降低放大單元140的輸出噪聲。并且，在極化調(diào)制發(fā)送電路100中，偏移運(yùn)算單元123將相當(dāng)于電平控制單元122 的增益為最大時(shí)的電平控制單元122的輸出振幅、與根據(jù)發(fā)送功率信息P進(jìn)行了電平控制 的電平控制單元122的輸出振幅之差的DC電壓，作為DC偏移施予給由電平控制單元122 進(jìn)行了電平控制的差分振幅信號，因此，即使在電平控制單元122的增益發(fā)生變動(dòng)，差分振 幅信號的電平發(fā)生變動(dòng)的情況下，也不需要由后級的差分單端變換單元124進(jìn)行加法運(yùn)算 的DC電壓的調(diào)整，并且能夠使差分單端變換單元124的輸出波形的下限值恒定，根據(jù)發(fā)送 功率信息P高精度地進(jìn)行功率控制。(實(shí)施方式2)圖10是表示本發(fā)明的實(shí)施方式2的極化調(diào)制發(fā)送電路的一例結(jié)構(gòu)的方框圖。圖 10的極化調(diào)制發(fā)送電路200尤其適合于將功率放大器用作放大單元140的情形，該功率放 大器使用了 HBT(Hetero Bipolar Transistor，異質(zhì)結(jié)雙極晶體管)。此外，在圖10的本實(shí) 施方式的極化調(diào)制發(fā)送電路200中，對于與圖3共通的結(jié)構(gòu)部分附加與圖3相同的標(biāo)號而 省略說明。圖10的極化調(diào)制發(fā)送電路200相對于圖3的極化調(diào)制發(fā)送電路100，代替振幅控制單元120而具有振幅控制單元210。振幅控制單元210采用對于振幅控制單元120還追加了偏移運(yùn)算單元211的結(jié) 構(gòu)。偏移運(yùn)算單元211被輸入表示放大單元140固有的偏移電壓(以下記載為“放大 單元偏移電壓”)的大小的偏移信息Q(多數(shù)情況以數(shù)字信號表示)。偏移信息Q與輸入到 偏移運(yùn)算單元123的發(fā)送功率信息P不同。關(guān)于放大單元偏移電壓，在后面敘述。偏移運(yùn)算單元211將放大單元偏移電壓施予給從偏移運(yùn)算單元123輸出的差分振 幅信號。此外，雖然在圖10中，偏移運(yùn)算單元211配置在偏移運(yùn)算單元123與差分單端變 換單元124之間，但即使配置在偏移運(yùn)算單元123的前級、或者差分單端變換單元124的后 級，也在動(dòng)作上都沒有問題。但是，在配置于差分單端變換單元124的后級的情況下，則是 將放大單元偏移電壓施予給單端的振幅信號。接下來，使用圖11對放大單元偏移電壓進(jìn)行說明。圖11表示在放大單元140由 使用了 HBT的功率放大器構(gòu)成時(shí)的、功率放大器的電源電壓與功率放大器的輸出電壓之間 的關(guān)系。在圖11中，χ軸表示功率放大器的電源電壓(相當(dāng)于圖10的來自振幅控制單元 210的輸出電壓)，y軸表示將功率放大器的輸出功率換算成在50 Ω的電阻上施加的電壓的 電壓。表示功率放大器的電源電壓與輸出電壓的關(guān)系的該特性一般稱作AM-AM(AmpIitude Modulation to Amplitude Modulation，振幅調(diào)制到振幅調(diào)制)特性，AM-AM特性成直線性 變化的功率放大器適宜于極化調(diào)制發(fā)送電路。圖11所示的AM-AM特性直線性地變化，但該直線在A點(diǎn)與χ軸交叉，未通過原點(diǎn)， 因此，可知功率放大器的電源電壓與輸出電壓未形成比例關(guān)系。因此，在輸入比A點(diǎn)的電壓 Pa小的電壓值的振幅信號時(shí)，無法從功率放大器輸出信號。在圖11中，A點(diǎn)的電SPa相當(dāng) 于上述的放大單元偏移電壓。當(dāng)存在放大單元偏移電壓時(shí)，AM-AM特性不形成比例關(guān)系，因 此，由于該放大單元偏移電壓而發(fā)生失真。因此，在以使用了具有圖11所示的AM-AM特性的HBT的功率放大器構(gòu)成放大單元 140的情況下，需要將相當(dāng)于放大單元偏移電壓的電SPa作為偏移電壓施予給振幅信號，使 振幅信號偏移電壓Pa后再被輸入到放大單元140的電源電壓。該放大單元偏移電壓因制造偏差、溫度等而變動(dòng)。為此，最好能夠?qū)Ψ糯髥卧?電壓進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。在本實(shí)施方式中，偏移運(yùn)算單元211調(diào)整該放大單元偏移電壓，將調(diào)整 后的放大單元偏移電壓施予給從偏移運(yùn)算單元123輸出的差分振幅信號。以下，使用圖12 和圖13對于放大單元偏移電壓進(jìn)行具體說明。圖12表示將差分振幅信號設(shè)為正弦波，電平控制單元122的增益為最大，并且放 大單元偏移電壓為0. IV時(shí)的偏移運(yùn)算單元123的輸出波形(圖12A)、偏移運(yùn)算單元211的 輸出波形(圖12B)、以及差分單端變換單元124的輸出波形(圖12C)。另外，圖13表示將差分振幅信號設(shè)為正弦波，電平控制單元122的增益為最大增 益的1/2，并且放大單元偏移電壓為0. 2V時(shí)的偏移運(yùn)算單元123的輸出波形(圖13A)、偏 移運(yùn)算單元211的輸出波形(圖13B)、以及差分單端變換單元124的輸出波形(圖13C)。此外，圖12和圖13與圖4等同樣，是將電平控制單元122的增益為最大時(shí)從電平 控制單元122輸出的差分振幅信號的單邊振幅設(shè)為lVpp，而且，將差分單端變換單元124的 增益設(shè)為1倍，將進(jìn)行加法運(yùn)算的規(guī)定的DC電壓(V3)設(shè)為IV時(shí)的輸出波形。
圖12是電平控制單元122的增益為最大時(shí)的例子，從電平控制單元122輸出單邊 振幅為IVpp的差分振幅信號，因此，差分單端變換單元124的最大輸出振幅為2Vpp。此外， 在這種情況下，V = Vmax,因此，根據(jù)式(2)，DC電壓成為0。因此，偏移運(yùn)算單元123將差 分振幅信號直接輸出到偏移運(yùn)算單元211 (參照圖12A)。偏移運(yùn)算單元211將0. IV放大單 元偏移電壓施予給差分振幅信號。0. IV放大單元偏移電壓與偏移信息Q對應(yīng)。此外，對應(yīng) 于偏移信息Q的DC電壓(放大單元偏移電壓)如從圖12B可知的那樣，以加法的極性被施 予給差分振幅信號。被施予了 0. IV放大單元偏移電壓的差分振幅信號由差分單端變換單 元124變換為單端的信號。從圖12C可知，輸入到放大單元140的單端的信號被偏移放大 單元偏移電壓。這樣，能夠避免發(fā)生放大失真。圖13是電平控制單元122的增益為最大增益的1/2時(shí)的例子，從電平控制單元 122輸出單邊振幅為IVpp的差分振幅信號，因此，差分單端變換單元124的最大輸出振幅 為lVpp。在電平控制單元122的增益為最大增益的1/2的情況下，V = Vmax/2,因此，根據(jù) 式(2)，DC電壓成為0.5V。因此，偏移運(yùn)算單元123將0.5V放大單元偏移電壓施予給差分 振幅信號，將施予后的差分振幅信號輸出到偏移運(yùn)算單元211 (參照圖13A)。此外，如從圖 13B可知的那樣，對應(yīng)于偏移信息Q的DC電壓(放大單元偏移電壓)以加法的極性被施予 給差分振幅信號。被施予了 0. 2V放大單元偏移電壓的差分振幅信號由差分單端變換單元 124變換為單端的信號。從圖13C可知，輸入到放大單元140的單端的信號被偏移放大單元 偏移電壓。這樣，能夠避免發(fā)生放大失真。如上所述，根據(jù)本實(shí)施方式，偏移運(yùn)算單元211能夠?qū)⒎糯髥卧?40的放大單元偏 移電壓施予給從偏移運(yùn)算單元123輸出的差分振幅信號，因此，即使在放大單元140固有的 偏移電壓發(fā)生變動(dòng)的情況下，也能夠調(diào)整放大單元140的偏移電壓，事先對偏移電壓進(jìn)行 補(bǔ)償，能夠避免起因于偏移電壓而發(fā)生的失真。(實(shí)施方式3)圖14是表示本發(fā)明的實(shí)施方式3的極化調(diào)制發(fā)送電路的一例結(jié)構(gòu)的方框圖。在 圖14的極化調(diào)制發(fā)送電路300中，對于與圖3共通的結(jié)構(gòu)部分附加與圖3相同的標(biāo)號而省 略說明。圖14的極化調(diào)制發(fā)送電路300相對于圖3的極化調(diào)制發(fā)送電路100，代替振幅控 制單元120而具有振幅控制單元310。振幅控制單元310相對于振幅控制單元120，代替偏移運(yùn)算單元123而具有偏移運(yùn) 算單元311。偏移運(yùn)算單元311除了表示極化調(diào)制發(fā)送電路300的發(fā)送信號的平均輸出功率的 大小的發(fā)送功率信息P外，還輸入表示放大單元140固有的偏移(放大單元偏移電壓)的 大小的偏移信息Q，通過這些信息進(jìn)行控制。具體而言，偏移運(yùn)算單元311從發(fā)送功率信息P和偏移信息Q計(jì)算對應(yīng)于發(fā)送功 率信息P的DC電壓、與對應(yīng)于偏移信息Q的DC電壓的合計(jì)電壓。然后，偏移運(yùn)算單元311 將計(jì)算出的合計(jì)電壓施予給從電平控制單元122輸出的差分振幅信號。以下，再次參照圖 12進(jìn)行說明。圖12是電平控制單元122的增益為最大的情形。因此，對應(yīng)于發(fā)送功率信息P的 DC電壓為零(參照圖12A)。另一方面，放大單元偏移為0. IV，所以對應(yīng)于偏移信息Q的DC 電壓為0. IV，以加法的極性被施予給差分振幅信號(參照圖12B)。由此，合計(jì)DC電壓的大小為0. IV(I-0+0. 1IV)，以加法的極性被施予給差分振幅信號(參照圖12C)。此外，圖13是電平控制單元122的增益為最大增益Gmax的1/2的情形。因此，對應(yīng) 于發(fā)送功率信息P的DC電壓為0. 5V，以減法的極性被施予給差分振幅信號(參照圖13A)。 另一方面，放大單元偏移為0. 2V，所以對應(yīng)于偏移信息Q的DC電壓為0. 2V，以加法的極性 被施予給差分振幅信號(參照圖13B)。由此，合計(jì)0(電壓的大小為0.3￥(卜0.5￥+0.2|力， 以減法的極性被施予給差分振幅信號(參照圖13C)。即，相對于在實(shí)施方式2中，采用分別設(shè)置對應(yīng)于發(fā)送功率信息P的偏移運(yùn)算單元 123、以及對應(yīng)于偏移信息Q的偏移運(yùn)算單元211的結(jié)構(gòu)，在本實(shí)施方式中，通過預(yù)先從發(fā)送 功率信息P和偏移信息Q計(jì)算對應(yīng)于發(fā)送功率信息P的DC電壓、與對應(yīng)于偏移信息Q的DC 電壓的合計(jì)電壓，能夠如圖14所示那樣，僅以偏移運(yùn)算單元311構(gòu)成。如前所述，發(fā)送功率信息P和偏移信息Q多數(shù)情況下以數(shù)字信號表示。因此，與實(shí) 施方式2那樣在兩處進(jìn)行偏移運(yùn)算相比，如本實(shí)施方式這樣，從發(fā)送功率信息P和偏移信息 Q計(jì)算出應(yīng)由偏移運(yùn)算單元311施予的DC電壓的方法，不僅能夠縮小電路規(guī)模，而且能夠提 高輸出精度。如上所述，根據(jù)本實(shí)施方式，偏移運(yùn)算單元311將在相當(dāng)于電平控制單元122的增 益為最大時(shí)的電平控制單元122的輸出振幅、與根據(jù)發(fā)送功率信息進(jìn)行了電平控制的電平 控制單元122的輸出振幅之差的DC電壓上，反映了相當(dāng)于放大單元140的偏移電壓的DC 電壓的電壓，作為DC偏移施予給差分振幅信號。由此，與實(shí)施方式2相比，能夠在縮小電路 規(guī)模的同時(shí)提高輸出精度。以上的說明只是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式的例證，本發(fā)明的范圍不限于此。在不脫 離本發(fā)明的中心思想的范圍內(nèi)，可以通過其他各種形式來實(shí)施。在2008年4月18日提交的特愿第2008-109288號的日本專利申請所包含的說明 書、附圖和說明書摘要的公開內(nèi)容，全部引用于本申請。工業(yè)實(shí)用性本發(fā)明的振幅控制電路、極化調(diào)制發(fā)送電路、以及極化調(diào)制方法能夠降低輸出噪 聲，抑制接收靈敏度的下降，例如在移動(dòng)電話、無線LAN等通信設(shè)備等當(dāng)中是有用的。
權(quán)利要求
1.振幅控制電路，用于極化調(diào)制發(fā)送電路，包括數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器，將振幅數(shù)據(jù)變換為差分振幅信號并輸出； 電平控制單元，根據(jù)發(fā)送功率信息，控制所述差分振幅信號的電平；以及 偏移運(yùn)算單元，將對應(yīng)于所述發(fā)送功率信息的直流偏移施予給由所述電平控制單元進(jìn) 行了電平控制的所述差分振幅信號。
2.如權(quán)利要求1所述的振幅控制電路，所述偏移運(yùn)算單元將相當(dāng)于所述電平控制單元的增益為最大時(shí)的所述電平控制單元 的輸出振幅、與根據(jù)所述發(fā)送功率信息進(jìn)行了電平控制的所述電平控制單元的輸出振幅之 差的直流電壓作為直流偏移，施予給由所述電平控制單元進(jìn)行了電平控制的所述差分振幅信號。
3.極化調(diào)制發(fā)送電路，包括振幅相位提取單元，從輸入數(shù)據(jù)中提取振幅數(shù)據(jù)和相位數(shù)據(jù)； 相位調(diào)制單元，對所述相位數(shù)據(jù)進(jìn)行相位調(diào)制并將其作為相位調(diào)制信號輸出； 放大單元，基于控制電壓放大所述相位調(diào)制信號，并將其作為所述發(fā)送信號輸出；以及 振幅控制單元，將根據(jù)所述振幅數(shù)據(jù)進(jìn)行了控制的電壓作為所述控制電壓，供給所述 放大單元，所述振幅控制單元包括數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器，將所述振幅數(shù)據(jù)變換為差分振幅信號并輸出； 電平控制單元，根據(jù)表示所述發(fā)送信號的輸出功率的發(fā)送功率信息，控制所述差分振 幅信號的電平；偏移運(yùn)算單元，將對應(yīng)于所述發(fā)送功率信息的直流偏移施予給由所述電平控制單元進(jìn) 行了電平控制的所述差分振幅信號；以及差分單端變換單元，對由所述偏移運(yùn)算單元施予了直流偏移的所述差分振幅信號進(jìn)行 差分單端變換，獲取單端信號，所述放大單元將所述單端信號作為所述控制電壓。
4.如權(quán)利要求3所述的極化調(diào)制發(fā)送電路，所述偏移運(yùn)算單元將相當(dāng)于所述電平控制單元的增益為最大時(shí)的所述電平控制單元 的輸出振幅、與根據(jù)所述發(fā)送功率信息進(jìn)行了電平控制的所述電平控制單元的輸出振幅之 差的直流電壓作為直流偏移，施予給由所述電平控制單元進(jìn)行了電平控制的所述差分振幅信號。
5 如權(quán)利要求3所述的極化調(diào)制發(fā)送電路，所述偏移運(yùn)算單元包括第一偏移運(yùn)算單元和第二偏移運(yùn)算單元， 所述第一偏移運(yùn)算單元將相當(dāng)于所述電平控制單元的增益為最大時(shí)的所述電平控制 單元的輸出振幅、與根據(jù)所述發(fā)送功率信息進(jìn)行了電平控制的所述電平控制單元的輸出振 幅之差的直流電壓作為直流偏移，施予給所述差分振幅信號，所述第三偏移運(yùn)算單元根據(jù)表示所述放大單元的偏移電壓的偏移電壓信息，計(jì)算相當(dāng) 于所述放大單元的偏移電壓的直流電壓，并將該直流電壓作為直流偏移，施予給所述差分 振幅信號。
6.如權(quán)利要求3所述的極化調(diào)制發(fā)送電路，所述偏移運(yùn)算單元將在相當(dāng)于所述電平控制單元的增益為最大時(shí)的所述電平控制單 元的輸出振幅、與根據(jù)所述發(fā)送功率信息進(jìn)行了電平控制的所述電平控制單元的輸出振幅 之差的直流電壓上，反映了相當(dāng)于所述放大單元的偏移電壓的直流電壓后所得的電壓作為 直流偏移，施予給所述差分振幅信號。
7.極化調(diào)制方法，包括振幅相位提取步驟，從輸入數(shù)據(jù)中提取振幅數(shù)據(jù)和相位數(shù)據(jù)；相位調(diào)制步驟，對所述相位數(shù)據(jù)進(jìn)行相位調(diào)制并將其作為相位調(diào)制信號輸出；放大步驟，基于控制電壓，放大所述相位調(diào)制信號，并將其作為發(fā)送信號輸出；以及振幅控制步驟，供給根據(jù)所述振幅數(shù)據(jù)進(jìn)行了控制的電壓作為所述控制電壓，所述振幅控制步驟包括變換步驟，將所述振幅數(shù)據(jù)變換為差分振幅信號；電平控制步驟，根據(jù)表示所述發(fā)送信號的輸出功率的發(fā)送功率信息，控制所述差分振 幅信號的電平；偏移運(yùn)算步驟，將對應(yīng)于所述發(fā)送功率信息的直流偏移施予給進(jìn)行了電平控制的所述 差分振幅信號；以及差分單端變換步驟，對施予了直流偏移的所述差分振幅信號進(jìn)行差分單端變換，獲取 單端信號，在所述放大步驟中，將所述單端信號作為所述控制電壓。
全文摘要
公開了能夠降低輸出噪聲，抑制接收靈敏度的下降的振幅控制電路。由于振幅控制電路即振幅控制單元(120)包括將振幅數(shù)據(jù)變換為差分振幅信號并輸出的DA轉(zhuǎn)換器(121)；根據(jù)發(fā)送功率信息(P)控制差分振幅信號的電平的電平控制單元(122)；以及將對應(yīng)于發(fā)送功率信息(P)的DC電壓施予給由電平控制單元(122)進(jìn)行了電平控制的差分振幅信號的偏移運(yùn)算單元(123)，與使用不變換為差分振幅信號而僅進(jìn)行D/A變換的相同比特?cái)?shù)的DA轉(zhuǎn)換器的情況相比，能夠使DA轉(zhuǎn)換器(121)的動(dòng)態(tài)范圍達(dá)到2倍，能夠減小該部分的DA轉(zhuǎn)換器(121)的后級的差分單端變換單元(124)的增益，所以能夠避免噪聲被差分單端變換單元(124)放大，并降低振幅控制單元(120)的輸出噪聲。
文檔編號H03F1/26GK102007687SQ200980113450
公開日2011年4月6日 申請日期2009年2月13日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月18日
發(fā)明者池戶耐一 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社