專利名稱：發(fā)射機(jī)的放大器電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及可適用于CDMA(碼分多址)聯(lián)接方式的便攜式電話機(jī)的放大器電路。
在碼分多址聯(lián)接方式的便攜式電話機(jī)中，為了移動(dòng)時(shí)保持通信，通常在發(fā)射機(jī)和接收裝置的射頻放大電路中分別裝上能改變增益在80dB以上的可變增益放大電路(以下稱作＂可變放大電路＂)。圖3示出具備通用的CDMA和FM(射頻)雙重聯(lián)接方式的便攜式電話機(jī)的射頻級(jí)。首先說明發(fā)射系統(tǒng)(TX)的組態(tài)。由調(diào)制解調(diào)器101調(diào)制的IF(中頻)發(fā)射信號(hào)由QPSK(四相移相鍵控)作QPSK調(diào)制。然后，已調(diào)信號(hào)由發(fā)射側(cè)可變放大電路(TX-AMP)103進(jìn)行放大，混頻器(MIX)104再將它混入本機(jī)振蕩器(OSC)121所產(chǎn)生的本機(jī)振蕩信號(hào)中，將混合信號(hào)轉(zhuǎn)變成RF(射頻)發(fā)射信號(hào)。該RF發(fā)射信號(hào)經(jīng)帶通濾波器105，功率放大器(PA)106，天線收發(fā)轉(zhuǎn)換開關(guān)107及天線108發(fā)射出去。
接下來說明接收系統(tǒng)(RX)的配置。從天線108接收到的射頻信號(hào)經(jīng)天線收發(fā)轉(zhuǎn)接開關(guān)107，低噪音放大器(LNA)109及帶通濾波器110通到混頻器(MIX)111，信號(hào)在其中混入本機(jī)振蕩器(OSC)121所產(chǎn)生的本機(jī)振蕩信號(hào)而轉(zhuǎn)變成中頻接收信號(hào)。該中頻接收信號(hào)作用到CDMA帶通濾波器112及FM帶通濾波器113，在其中按集合模式選一種輸出信號(hào)，并被接收側(cè)可變放大電路(RX-AMP)114放大。然后，該放大信號(hào)由QPSK解調(diào)電路115解調(diào)，接著通到混頻器101。
接收的信號(hào)，其強(qiáng)度用裝在調(diào)制解調(diào)器101上的接收信號(hào)強(qiáng)度指示電路(RSSI)116檢測后，用比較器117與強(qiáng)度參考數(shù)據(jù)作比較，再將其差值送到接收側(cè)AGC(自動(dòng)增壓控制)電壓校正電路118和發(fā)射輸出校正電路119。AGC電壓校正電路118輸出一AGC電壓使比較器117產(chǎn)生的差值為＂0＂，即RSSI116的輸出與強(qiáng)度參考數(shù)據(jù)一致，從而控制接收側(cè)可變放大電路(RX-AMP)114的增益。
比較器117產(chǎn)生的差值和根據(jù)便攜式電話機(jī)及基地電臺(tái)間的電路狀況而決定的發(fā)射輸出校正數(shù)據(jù)都送到發(fā)射側(cè)的發(fā)射輸出校正電路119。發(fā)射側(cè)的AGC電壓校正電路120輸出一AGC電壓，使已調(diào)信號(hào)與接收信號(hào)的電平成反比，并按照發(fā)射輸出校正數(shù)據(jù)控制發(fā)射側(cè)的可變放大電路(TX-AMP)103的增益。這時(shí)，為使發(fā)射側(cè)和接收側(cè)的可變放大電路103和104能互相聯(lián)鎖工作，AGC電壓與增益在80dB以上的動(dòng)態(tài)范圍有良好的直線性。
關(guān)于發(fā)射機(jī)的這種放大器電路，用可變放大電路構(gòu)成IF放大電路和RF放大電路的方法，以不同的AGC電壓控制各可變放大電路從而使動(dòng)態(tài)范圍超過80dB的方法都已在例如日本專利申請(qǐng)公開號(hào)Hei6-508012(1994)中公布。
圖4示出該電路。發(fā)射信號(hào)I和Q由QPSK調(diào)制電路1進(jìn)行調(diào)制，把它轉(zhuǎn)變成IF(中頻)信號(hào)。該IF信號(hào)輸送到在兩級(jí)中的IF級(jí)可變放大電路2和3，在其中根據(jù)通常適用于IF級(jí)的AGC電壓VAGC1進(jìn)行放大。IF信號(hào)用混頻器5混入本機(jī)振蕩器9產(chǎn)生的本機(jī)振蕩信號(hào)中，被轉(zhuǎn)變成RF(射頻)信號(hào)。該RF信號(hào)送到RF級(jí)可變放大電路4，根據(jù)用作RF級(jí)的AGC電壓VAGC2進(jìn)行放大。此外，射頻信號(hào)經(jīng)過放大器6、帶通濾波器7和功率放大器8輸送到天線。
但是，用上述互相不同的AGC電壓VAGC1和VAGC2對(duì)IF級(jí)可變放大電路2、3和RF級(jí)可變放大電路4進(jìn)行控制的方法存在一個(gè)問題，即控制電路在結(jié)構(gòu)上復(fù)雜化。CDMA碼分多址聯(lián)接方式的便攜式電話機(jī)，其發(fā)射機(jī)電路的放大度需要根據(jù)圖3所示接收信號(hào)的電平(RSSI)加以控制，它所遇到的困難在于要從一個(gè)接受機(jī)電路獲得性能彼此不同的AGC電壓VAGC1和VAGC2。
由于有上面看到的問題，因此，本發(fā)明的目的就是提供一種適合于發(fā)射機(jī)的放大器電路，它能用簡單的結(jié)構(gòu)獲得大的動(dòng)態(tài)范圍。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明把中頻可變放大電路做成激勵(lì)電流可變型，把射頻可變放大電路做成激勵(lì)電流恒定型，而AGC電壓可轉(zhuǎn)換成指數(shù)變化的電流，使各可變放大電路的放大度基于公共電流得到控制。
根據(jù)本發(fā)明，因?yàn)榧?lì)電流可變型的中頻可變放大電路與激勵(lì)電流恒定型射頻可變放大電路都受與同一AGC電壓成線性關(guān)系的增益的控制，所以能以簡單結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)大的動(dòng)態(tài)范圍。
本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例由以下電路組成用于放大中頻信號(hào)的激勵(lì)電流可變型中頻可變放大電路，把由中頻可變放大電路放大的中頻信號(hào)轉(zhuǎn)變成射頻可變信號(hào)的頻率轉(zhuǎn)換電路，將由頻率轉(zhuǎn)換電路所轉(zhuǎn)換的射頻信號(hào)進(jìn)行放大的激勵(lì)電流恒定型射頻可變放大電路，以及用于把線性變化的AGC電壓轉(zhuǎn)換或指數(shù)變化的電流并將此電流送到中頻可變放大電路及射頻可變放大電路以控制其放大度的放大度控制電路。


圖1是按照本發(fā)明所述的適用于送話機(jī)放大器電路的方塊圖；圖2是圖1的放大器電路的詳圖3是裝上圖1所示放大器電路的CDMA型便攜式電話機(jī)的方塊圖；以及圖4是發(fā)射機(jī)用的普通放大器電路的方塊圖。
以下參照附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的一個(gè)推薦實(shí)施例。
參看圖1，發(fā)送信號(hào)I和Q由QPSK調(diào)制電路進(jìn)行調(diào)制，被轉(zhuǎn)換成中頻信號(hào)。該中頻信號(hào)送到兩級(jí)的IF級(jí)可變放大電路2和3并在其中根據(jù)在IF和RF級(jí)中共用的AGC電壓VAGC進(jìn)行放大。此外，RF發(fā)射信號(hào)經(jīng)過放大器6、帶通濾波器7、功率放大器8傳送到天線。
參看圖2，電源電壓Vcc加到IF級(jí)可變放大電路2的電阻R3及R4的一后端，加到相同結(jié)構(gòu)的IF級(jí)可變放大電路3的電阻R5及R6的一端，加到RF級(jí)可變放大電路4的PNP型晶體管Q13及Q14的發(fā)射極，也加到NPN型晶體管Q2及Q3的集電極以及電阻R1和R2的一端。此外，AGC的電壓VAGC加到可變放大電路2至4的NPN型晶體管Q15、Q16和Q14的基極上。
在相當(dāng)于第一級(jí)的中頻可變放大電路2中，QPSK調(diào)制電路1所調(diào)制的輸出信號(hào)的引線連接到NPN型晶體管Q7、Q8的相應(yīng)基極，還經(jīng)過電阻R8和R7及偏壓電源接地。電阻R3、R4的另一端接到晶體管Q7、Q8的相應(yīng)集電極，還經(jīng)過耦合電容器C1、C2連接到下一級(jí)。晶體管Q7和Q8的發(fā)射極共同連接到晶體管Q15的集電極(電流I2)。晶體管Q15的發(fā)射極接地。
同樣，即使是相當(dāng)于下一級(jí)的IF級(jí)可變放大電路3中，其耦合電容器C3、C4也與NPN型晶體管Q9、Q10的相應(yīng)基極連接，并經(jīng)過電阻R10、R9及偏壓電源接地。電阻R5、R6的另一端與NPN型晶體管Q9、Q10的相應(yīng)集電極連接，并經(jīng)過耦合電容器C3、C4與下一級(jí)混頻器5連接。NPN型晶體管Q9、Q10的發(fā)射極分別與晶體管Q16的集電極相連，晶體管Q16的發(fā)射極接地。
在RF級(jí)可變放大電路4中，晶體管Q13及Q12的基極共同連接到其晶體管管Q13和Q14相應(yīng)的集電極。晶體管Q14的發(fā)射極接地。此外，晶體管Q12的集電極接到NPN型晶體管Q11的集電極和基極和NPN型晶體管Q1、Q4的基極上。而且，NPN型晶體管Q11的發(fā)射極連接到串聯(lián)電阻R11、R12的中間。
電阻R1及R2的另一端連接到晶體管Q1及Q4的相應(yīng)集電極(電流I1)及下一級(jí)放大器6。晶體管Q2及Q3的基極共同經(jīng)偏壓E1接地。晶體管Q1和Q2的發(fā)射極共同接到電阻R11的一端和NPN型晶體管Q5的集電極(電流I0)。類似地，晶體管Q3和Q4的發(fā)射極共同接到電阻R12的一端和NPN型晶體管Q6的集電極(電流I0)?；祛l器5發(fā)出的射率信號(hào)傳輸?shù)骄w管Q5和Q6的基極，而其發(fā)射極經(jīng)過恒流電源CS1共同接地。
IF級(jí)可變放大電路2及3都是工作電流可變型的，而其晶體管(Q7、Q8)和(Q9、Q10)都是增益可變型的。它們的電流I2受到晶體管Q15及Q16分別控制。與IF級(jí)可變放大電路2及3不同，RF級(jí)可變放大電路4是工作電流恒定型的。但是，線性變化的AGC電壓VAGC由晶體管Q14轉(zhuǎn)換成指數(shù)變化的電流。增益可變晶體管Q1至Q4及放大晶體管Q5及Q6構(gòu)成差動(dòng)放大器。此外，晶體管Q11及晶體管Q1與Q4兩者均構(gòu)成電流反射鏡電路。同樣，晶體管Q13及Q12也構(gòu)成電流反射鏡電路。
晶體管Q11的元件尺寸規(guī)定為晶體管Q1及Q4的1/50左右，因此流經(jīng)晶體管Q11的電流不會(huì)對(duì)晶體管Q1至Q4的射頻信號(hào)的放大有影響。而且，晶體管Q15和Q16的元件尺寸規(guī)定為晶體管Q14的元件尺寸的100倍，因此，流經(jīng)晶體管Q7、Q8、Q9、Q10、Q1及Q4的電流互相相等。
由于在這種結(jié)構(gòu)的RF級(jí)可變放大電路4中晶體管Q1與Q4及與晶體管Q11都構(gòu)成電流反射鏡電路，因此晶體管Q1及Q4中的電流I0與流經(jīng)晶體管Q11的電流成正比。此外，相對(duì)于AGC電壓VAGC的線性變化，流經(jīng)晶體管Q14的電流呈指數(shù)變化。
工作電流恒定型RF級(jí)可變放大電路4的增益PG[dB]的表達(dá)式是PGαPG0×20log(I1/I0)……(1)式中，PG0指I1等于I0時(shí)的增益。此外，I1/I0的表達(dá)式是I1/I0α[1+exp{-VAGC×q/(kT)}]……(2)式中q電子的單位電荷k波爾茲曼常數(shù)，及T絕對(duì)溫度這樣，由于晶體管Q1及Q4的電流I0是按指數(shù)變化的，所以，RF級(jí)可變放大電路4的增益PG[dB]隨AGC電壓VAGC的線性變化而作線性變化。
工作電流可變型IF級(jí)可變放大電路2和3的增益PG[dB]的表達(dá)式如下PGα20log(I2)……(3)此外，電流I2的表達(dá)式是I2αexp{VAGC×q/(kT)}……(4)這樣，由于晶體管Q15和Q16的集電極電流I2隨AGC電壓VAGC的線性變化而作指數(shù)變化，因此，IF級(jí)可變放大電路2和3的增益PG[dB]都同樣是隨AGC電壓VAGC的線性變化而作線性變化。
因?yàn)殡娏骱愣ㄐ涂勺兎糯箅娐?是由電流反射鏡電路構(gòu)成的，所以，電流恒定型可變放大電路及電流可變型可變放大電路都可由共同的AGC電壓VAGC控制。此外，由于IF級(jí)可變放大電路2及3都是電流可變型的，所以，能降低能耗。當(dāng)它們應(yīng)用于CDMA型便攜式電話機(jī)時(shí)，電池使用壽命長。因?yàn)闃?gòu)成RF級(jí)可變放大電路4的工作電流恒定型可變放大電路，其基本結(jié)構(gòu)是共基極型，且該共基極電路的頻率響應(yīng)優(yōu)異，因此即使處于特高頻頻帶，其增益控制性能也很滿意。
即使RF級(jí)內(nèi)有可變放大電路4，與具有可變放大電路的接收裝置相同的增益斜率只有在IF級(jí)才能實(shí)現(xiàn)，所以，該放大器電路甚至可應(yīng)用于CDMA型便攜式電話機(jī)，后者需要按圖3所示的接收信號(hào)強(qiáng)度(RSSI)調(diào)整送話機(jī)電路的放大度。此外，QPSK調(diào)制器1、IF級(jí)可變放大電路2及3、混頻器5及RF級(jí)可變放大電路4都做成一塊集成電路。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明，中頻可變放大電路做成激勵(lì)電流可變型，射頻可變放大電路做成激勵(lì)電流恒定型，線性變化的AGC電壓轉(zhuǎn)變成指數(shù)變化的電流，從而使每一可變放大電路的放大度可基于公共電流得到控制。所以激勵(lì)電流可變型中頻可變放大電路和激勵(lì)電流恒定型射頻可變放大電路都可基于與相同AGC電壓成線性的增益而得到控制。因此，在簡單結(jié)構(gòu)中即能獲得大的動(dòng)態(tài)范圍。
權(quán)利要求
1.一種適用于送話機(jī)的放大器電路由以下部分組成激勵(lì)電流可變型中頻可變增益放大電路，能將中頻信號(hào)放大；頻率轉(zhuǎn)換電路，可將由所說的中頻可變增益放大電路放大的中頻信號(hào)轉(zhuǎn)換成射頻信號(hào)；激勵(lì)電流恒定型射頻可變增益放大電路，可將射頻信號(hào)放大；以及放大度控制電路，可把AGC電壓轉(zhuǎn)換成控制電流，并將該電流作為激勵(lì)電流向各可變增益放大電路提供，從而控制所說的可變增益放大電路的放大度。
2.如權(quán)利要求1中所申請(qǐng)的可用于送話機(jī)的放大器，其射率可變增益放大電路至少有一對(duì)晶體管，其發(fā)射極與共同恒定電流源相連并通過此發(fā)射極提供射頻信號(hào)，所說的晶體管有一基極提供AGC電壓，另一晶體管的基極接地，這一和另一晶體管的集電極從那里輸出信號(hào)。
全文摘要
放大器電路由供放大中頻信號(hào)用的電流可變型可變放大電路和供放大射頻信號(hào)用的電流恒定型可變放大電路組成。信號(hào)I和Q傳輸?shù)街蓄l可變放大電路并經(jīng)QPSK調(diào)制電路傳輸?shù)较鄳?yīng)的兩級(jí)，該信號(hào)還根據(jù)所加的AGC電壓VAGC得到放大。混頻器使中頻信號(hào)轉(zhuǎn)換成射頻信號(hào)，再傳輸?shù)缴漕l可變放大電路，根據(jù)和中頻級(jí)共用的AGC電壓VAGC被放大。晶體管將線性變化的AGC電壓VAGC轉(zhuǎn)換成指數(shù)變化的控制電流。各可變放大電路增益PG(dB)隨AGC電壓VAGC而作線性變化。
文檔編號(hào)H03G3/04GK1165430SQ9710374
公開日1997年11月19日 申請(qǐng)日期1997年3月31日 優(yōu)先權(quán)日1996年3月29日
發(fā)明者五十嵐貞男, 青木一晴, 卜部悟 申請(qǐng)人:阿爾卑斯電氣株式會(huì)社