特許 5925477 高出力電力精度および低ローカル発振器漏洩を有するミキサ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5925477

(24)【登録日】2016年4月28日

(45)【発行日】2016年5月25日

(54)【発明の名称】高出力電力精度および低ローカル発振器漏洩を有するミキサ

(51)【国際特許分類】

   H03D 7/00 20060101AFI20160516BHJP

   H04B 1/04 20060101ALI20160516BHJP

【ＦＩ】

   H03D7/00 F

   H04B1/04 F

【請求項の数】18

【外国語出願】

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2011-270475(P2011-270475)

(22)【出願日】2011年12月9日

(62)【分割の表示】特願2010-525055(P2010-525055)の分割

【原出願日】2008年9月12日

(65)【公開番号】特開2012-100295(P2012-100295A)

(43)【公開日】2012年5月24日

【審査請求日】2012年1月10日

【審判番号】不服2014-26076(P2014-26076/J1)

【審判請求日】2014年12月19日

(31)【優先権主張番号】11/855,997

(32)【優先日】2007年9月14日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】595020643

【氏名又は名称】クゥアルコム・インコーポレイテッド

【氏名又は名称原語表記】ＱＵＡＬＣＯＭＭ ＩＮＣＯＲＰＯＲＡＴＥＤ

(74)【代理人】

【識別番号】100108855

【弁理士】

【氏名又は名称】蔵田 昌俊

(74)【代理人】

【識別番号】100109830

【弁理士】

【氏名又は名称】福原 淑弘

(74)【代理人】

【識別番号】100158805

【弁理士】

【氏名又は名称】井関 守三

(74)【代理人】

【識別番号】100194814

【弁理士】

【氏名又は名称】奥村 元宏

(72)【発明者】

【氏名】サンカラン・アニルッドハン

(72)【発明者】

【氏名】ボ・サン

(72)【発明者】

【氏名】アルン・ジャヤラマン

(72)【発明者】

【氏名】ガーカンワル・シン・サホタ

【合議体】

【審判長】 加藤 恵一

【審判官】 近藤 聡

【審判官】 水野 恵雄

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００６−２３８２４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−２８８５１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第９７／２４８００（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 国際公開第９８／２６５０３（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

H03D

H03C

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数のミキサと周波数デバイダとのペア（ＭＦＤＰ）であって、各ＭＦＤＰは、他のＭＦＤＰの各々とは別々にイネーブルおよびディセーブルされることができ、各ＭＦＤＰの周波数デバイダは、前記ＭＦＤＰがイネーブルされた場合、前記ＭＦＤＰのミキサにローカル発振器信号を供給し、各ＭＦＤＰの周波数デバイダは、前記ＭＦＤＰがディセーブルされた場合、前記ＭＦＤＰのミキサにローカル発振器信号を供給せず、各ＭＦＤＰは出力導線を有し、前記ＭＦＤＰ全ての出力導線がともに接続される、ＭＦＤＰと、
前記ＭＦＤＰの各々の周波数デバイダに駆動信号を供給するように適合された周波数シンセサイザと、
前記複数のＭＦＤＰと前記周波数シンセサイザに接続されており、ベースバンド信号を前記ＭＦＤＰの各々に提供し、前記周波数シンセサイザによって供給された駆動信号の周波数を変更するために、前記周波数シンセサイザを制御するように構成されたベースバンド・プロセッサと、
前記ベースバンド信号を受信し、前記ベースバンド信号の、フィルタされた複数の同一のバージョンを出力するベースバンド・フィルタと、ここで、前記フィルタされたベースバンド信号の各バージョンは、前記ＭＦＤＰのうちのそれぞれ対応する１つのミキサに供給される、
増幅器と、ここで、前記複数のＭＦＤＰは、前記増幅器に入力信号を供給し、前記入力信号は電力を有し、前記ＭＦＤＰのうちの１つまたは複数を用いて、前記増幅器の入力が駆動される、
を備える回路。

【請求項2】

各ＭＦＤＰは第１の出力導線と第２の出力導線とを有し、前記ＭＦＤＰ全ての第１の出力導線がともに接続され、前記ＭＦＤＰ全ての第２の出力導線がともに接続される請求項１に記載の回路。

【請求項3】

前記ＭＦＤＰの出力導線は、変圧器を介して前記増幅器の入力導線に接続される請求項１に記載の回路。

【請求項4】

各ＭＦＤＰの周波数デバイダは、前記各ＭＦＤＰがイネーブルされた場合、出力電力を有するローカル発振器信号を出力し、前記ローカル発振器信号全ての出力電力の合計は大きさを有し、前記ローカル発振器信号全ての出力電力の合計の、前記入力信号の電力に対する大きさの比は、いくつのＭＦＤＰがイネーブルされたかに関わらず一定である請求項１に記載の回路。

【請求項5】

前記ＭＦＤＰの各々はレイアウトを有し、前記ＭＦＤＰ全てのレイアウトは同一である請求項１の回路。

【請求項6】

各ＭＦＤＰは、関連付けられたイネーブル入力導線を有し、前記イネーブル入力導線における第１のデジタル論理値は、前記ＭＦＤＰのミキサと周波数デバイダとの両方をイネーブルし、前記イネーブル入力導線における第２のデジタル論理値は、前記ＭＦＤＰのミキサと周波数デバイダとの両方をディセーブルする請求項１に記載の回路。

【請求項7】

各ＭＦＤＰの周波数デバイダは、前記ＭＦＤＰがイネーブルされた場合、出力電力を有するローカル発振器信号を供給し、前記ローカル発振器信号全ての出力電力の合計は、イネーブルされたＭＦＤＰの数に比例して変化する請求項１に記載の回路。

【請求項8】

駆動信号を出力する周波数シンセサイザと、
前記周波数シンセサイザから前記駆動信号を受信し、イネーブルされた場合、第１のローカル発振器信号を出力する第１の周波数デバイダと、
前記第１の周波数デバイダから前記第１のローカル発振器信号を受信するように接続された第１のミキサであって、前記第１の周波数デバイダがイネーブルされるとイネーブルされ、前記第１の周波数デバイダがディセーブルされるとディセーブルされる第１のミキサと、
前記周波数シンセサイザから前記駆動信号を受信し、イネーブルされた場合、第２のローカル発振器信号を出力する第２の周波数デバイダと、
前記第２の周波数デバイダから前記第２のローカル発振器信号を受信するように接続された第２のミキサであって、前記第２の周波数デバイダがイネーブルされるとイネーブルされ、前記第２の周波数デバイダがディセーブルされるとディセーブルされる第２のミキサと、
前記周波数シンセサイザから駆動信号を受信し、イネーブルされた場合、第３のローカル発振器信号を出力する第３の周波数デバイダと、
前記第３の周波数デバイダから前記第３のローカル発振器信号を受信するように接続された第３のミキサであって、前記第３の周波数デバイダがイネーブルされるとイネーブルされ、前記第３の周波数デバイダがディセーブルされるとディセーブルされる第３のミキサと、
ドライバ増幅器と、ここで、前記第１のミキサと、前記第２のミキサと、前記第３のミキサとが共に前記ドライバ増幅器に入力信号を供給し、前記第１のミキサと、前記第２のミキサと、前記第３のミキサとは、前記入力信号が前記ドライバ増幅器を駆動する電力を変更するために、互いに独立してイネーブルおよびディセーブルされる、
前記第１、第２、第３の周波数デバイタと、前記第１、第２、第３のミキサと、前記周波数シンセサイザとに接続されており、ベースバンド信号を前記ミキサの各々に提供し、前記周波数シンセサイザによって出力される駆動信号の周波数を変更するために、前記周波数シンセサイザを制御するように構成されたベースバンド・プロセッサと、
前記ベースバンド信号を受信し、前記ベースバンド信号の、フィルタされた複数の同一のバージョンを出力するベースバンド・フィルタと、ここで、前記フィルタされたベースバンド信号の各バージョンは、前記第１乃至第３のミキサのうちのそれぞれ対応する１つに供給される、
を備える回路。

【請求項9】

３つより多いミキサと、３つより多い周波数デバイダとを有し、セルラ電話内に組み込まれた請求項８に記載の回路。

【請求項10】

前記第１のミキサと、前記第２のミキサと、前記第３のミキサとは、同一のレイアウトを有し、前記第１の周波数デバイダと、前記第２の周波数デバイダと、前記第３の周波数デバイダとは、同一のレイアウトを有し、前記第１のミキサと、前記第２のミキサと、前記第３のミキサと、前記第１の周波数デバイダと、前記第２の周波数デバイダと、前記第３の周波数デバイダとが単一の集積回路上に実装される請求項９に記載の回路。

【請求項11】

前記第１のローカル発振器信号と前記第２のローカル発振器信号と前記第３のローカル発振器信号とが結合された電力の、前記入力信号が前記ドライバ増幅器を駆動する電力に対する比は、前記第１、第２、および第３のミキサのうちのいくつがイネーブルされたかに関わらず、一定である請求項８に記載の回路。

【請求項12】

複数のミキサと周波数デバイダとのペア（ＭＦＤＰ）のうちの１つ又は複数を用いて、増幅器の入力を駆動することであって、各ＭＦＤＰは同一のレイアウトを有し、各々が駆動信号と、ベースバンド・フィルタの各ステージからの同一バージョンのベースバンド信号とを受信し、各々が他のＭＦＤＰのイネーブル又はディセーブルから独立してイネーブル又はディセーブルされ、各ＭＦＤＰの周波数デバイダは、前記ＭＦＤＰがイネーブルされた場合、前記ＭＦＤＰのミキサにローカル発振器信号を供給し、各ＭＦＤＰの周波数デバイダは、前記ＭＦＤＰがディセーブルされた場合、前記ＭＦＤＰのミキサにローカル発振器信号を供給せず、
周波数シンセサイザを用いて、前記ＭＦＤＰの各々の周波数デバイダの入力に駆動信号を供給することであって、前記駆動信号の周波数は、ベースバンド信号を前記ミキサの各々に提供するベースバンド・プロセッサによって制御されていることと、
イネーブルされる前記ＭＦＤＰの数を変更することによって、前記複数のＭＦＤＰが前記増幅器の入力を駆動する電力を変更することと
を備える方法。

【請求項13】

前記複数のＭＦＤＰのローカル発振器は、各ＭＦＤＰのローカル発振器からのローカル発振器信号が結合された電力であるローカル発振器信号を生成し、前記複数のＭＦＤＰが前記増幅器の入力を駆動する電力の、前記結合された電力に対する比は、いくつのＭＦＤＰがイネーブルされたかに関わらず一定である請求項１２に記載の方法。

【請求項14】

前記ＭＦＤＰは、変圧器を介して前記増幅器の入力を駆動する請求項１２に記載の方法。

【請求項15】

前記周波数デバイダから出力される所望されない信号の電力であるローカル発振器漏洩電力の、前記複数のＭＦＤＰが前記増幅器の入力を駆動する電力に対する比は、いくつのＭＦＤＰがイネーブルされたかに関わらず一定である請求項１２に記載の方法。

【請求項16】

ベースバンド・フィルタと、
ドライバ増幅器と、
前記ベースバンド・フィルタからの、フィルタされた複数の同一バージョンのベースバンド信号を受信し、前記ドライバ増幅器を駆動するための出力電力を供給する供給手段であって、前記供給手段は、前記出力電力を変更するために制御され、前記ドライバ増幅器の入力におけるローカル発振器漏洩信号は電力を有し、前記出力電力の、前記ローカル発振器漏洩信号の電力に対する比は、前記出力電力が変化しても一定である、供給手段と、
ベースバンド信号を前記ベースバンド・フィルタに提供し、前記供給手段に提供される駆動信号の周波数を制御するプロセッサ手段と、
を備え、
前記供給手段は、複数の離散的な出力電力レベルのうちの１つから、前記離散的な出力電力レベルのうちの別の選択された１つに前記出力電力を変更し、前記供給手段が前記ドライバ増幅器を駆動するために制御されることができる少なくとも８つの前記離散的な出力電力レベルがあり、
前記供給手段は、複数のミキサと周波数デバイダとのペア（ＭＦＤＰ）を含み、前記ＭＦＤＰの各々は同一のレイアウトを有し、前記ＭＦＤＰの各々は、他のＭＦＤＰから独立してイネーブルおよびディセーブルされることができ、前記フィルタされた複数の同一バージョンのベースバンド信号は、前記ＭＦＤＰのうちのそれぞれ対応する１つのミキサに供給される、ラジオ送信機回路。

【請求項17】

各ＭＦＤＰは周波数デバイダを含み、前記供給手段はさらに周波数シンセサイザを備え、前記駆動信号は、前記周波数シンセサイザによって出力され、前記ＭＦＤＰの各々の周波数デバイダに供給される請求項１６に記載のラジオ送信機回路。

【請求項18】

前記ベースバンド・フィルタと、前記ドライバ増幅器と、前記供給手段とは、単一の集積回路上に配置され、前記集積回路はセルラ電話の一部である請求項１６に記載のラジオ送信機回路。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

開示された実施形態は、ローカル発振器およびミキサに関する。

【背景技術】

【0002】

図１（従来技術）は、セルラ電話１の回路の、非常に簡略化された上位レベル・ブロック図である。セルラ電話１は、アンテナ２と、いくつかのディスクリート構成要素と、ラジオ周波数（ＲＦ）トランシーバ集積回路３およびデジタル・ベースバンド集積回路４を含むいくつかの集積回路とを含む。デジタル・ベースバンド集積回路４は、主にデジタル回路を含み、デジタル・プロセッサを含む。ＲＦトランシーバ集積回路３は、主にアナログ回路を含む。ＲＦトランシーバ集積回路３は、送信機と受信機とを含むので、「トランシーバ」と称される。

【0003】

図２（従来技術）は、図１のＲＦトランシーバ集積回路３の、より詳細な図である。受信機は、いわゆる「受信チェーン」５と、ローカル発振器（ＬＯ）６とを含む。セルラ電話１が受信する場合、高周波数ＲＦ信号７がアンテナ２で受信される。信号７からの情報は、受信チェーン５を通過し、デジタル・ベースバンド集積回路４へ渡る。セルラ電話が送信する場合、送信される情報は、デジタル・ベースバンド集積回路４内のデジタル・アナログ変換器によってアナログ形式に変換される。送信チェーン９内のベースバンド・フィルタ８は、デジタル雑音をフィルタする。ミキサ・ブロック１０は、ベースバンド・フィルタ８からの低周波数信号を高周波数信号にアップコンバートする。ドライバ増幅器１１および電力増幅器１２は、高周波数ＲＦ信号１３がアンテナ２から送信されるように、高周波数信号を増幅し、アンテナ２を駆動する。

【0004】

図１および図２のセルラ電話１は、しばしば「３Ｇ」セルラ電話と称されるタイプのセルラ電話であることができる。３Ｇセルラ電話は、音声会話の通信に加え、データを転送するために用いることができる。データ転送の例は、インターネットのブラウジングである。典型的な３Ｇセルラ電話通信規格（例えば、広帯域符号分割多元接続（ＷＣＤＭＡ））では、セルラ電話が、基地局へ送信するＲＦ出力電力の大きさを制御できる必要がある。したがって、セルラ電話１内のデジタル・ベースバンド集積回路４は、送信されたＲＦ信号１３の電力が、複数の離散的な「ステップ」あるいは「レベル」の出力電力のうちの指定された１つを有するように、ＲＦトランシーバ集積回路３を制御することができる。３Ｇセルラ電話規格は一般に、用いられうる最小出力電力レベル、用いられうる最大出力電力レベル、および、最小出力電力レベルと最大出力電力レベルとの間の選択可能な出力電力レベルのステップ数を指定する。電力レベルは、製造された電話全てに対して反復可能である。

【0005】

図１および図２のセルラ電話において、送信出力電力は、ベースバンド・フィルタ８、ミキサ・ブロック１０、およびドライバ増幅器１１の動作に応じている。したがって、デジタル・ベースバンド集積回路４は、制御ライン１４乃至１６を用いて、ベースバンド・フィルタ、ミキサ・ブロック、および／又はドライバ増幅器を制御することにより、送信出力電力の大きさを制御することができる。

【0006】

図３（従来技術）は、図２の一部のより詳細な図である。例えば、ベースバンド・フィルタ８が１ＭＨｚのベースバンド信号１７を出力しており、このベースバンド信号を周波数において９０１ＭＨｚの高周波数出力信号１８にアップコンバートすることが望まれる場合、ローカル発振器１９は、９００ＭＨｚのローカル発振器信号２０を出力するように制御される。ベースバンド・プロセッサ集積回路４は、ローカル発振器信号２０の周波数を制御することにより、ドライバ増幅器１１を駆動する高周波数出力信号１８の周波数を制御することができる。

【0007】

図３の回路の１つの動作パラメータは、信号１８の出力電力を制御することができる精度である。ミキサ・ブロック１０は、実際に、図示されるように並列に接続された複数のミキサ２１乃至２３を含んでいる。ミキサのサイズが、ミキサが出力することのできる電力を決定する。さまざまなミキサ２１乃至２３は、後続ミキサの各々が先行ミキサの２倍のサイズであるように、バイナリ重み付け方式でサイズ指定される。ミキサ２１乃至２３全ての出力電力は、変圧器２５の一次巻線２４において結合され、ドライバ増幅器１１は、イネーブルされたミキサ全ての結合電力によって駆動される。ミキサ２１乃至２３のサイズのバイナリ重み付けにより、信号１８の電力は、ミキサ２１乃至２３のうちの選択された１つをイネーブル又はディセーブルすることによって、０Ｘから７Ｘの８つの電力ステップのうちの任意の１つにおける出力電力を有するように設定することができる。出力電力の倍化はそれぞれ６ｄＢずつ出力電力を増加する。

【0008】

ミキサ２１乃至２３は、ＲＦトランシーバ集積回路３上の個別のミキサとして実装され、各後続ミキサは、先行ミキサの２倍のサイズである。第１のミキサの２倍のサイズである第２のミキサは、より小さな第１のミキサの出力電力の２倍の大きさの出力電力を有するであろうことが予測される。しかし実際には、さまざまなミキサを構成する物理構成における差異によって、および隣接する物理構成間のインタラクションによって、幾分複雑な高周波数寄生効果（parasitic effect）がある。これらの寄生効果がミキサ出力電力に及ぼす影響は、ミキサのサイズに比例しない。したがって、サイズがバイナリ重み付けされたミキサのイネーブルおよびディセーブルの結果として、常に十分に正確な出力電力ステップの電力が生じるわけではない。

【0009】

図３の回路の第２の動作パラメータは、ローカル発振器漏洩である。ベースバンド信号１７が純粋な１ＭＨｚの信号であり、ローカル発振器信号２０が純粋な９００ＭＨｚの信号である図示された例において、高周波数出力信号１８は純粋な９０１ＭＨｚの信号である。理想的な場合では、この場合のミキサ・ブロック１０の出力は、１ＭＨｚのベースバンド信号を一切含まず、９００ＭＨｚのローカル発振器信号も一切含まないであろう。しかし実際は、ミキサ・ブロック１０は、所望の９０１ＭＨｚの信号だけでなく、いくらかの量の９００ＭＨｚの信号も出力する。９００ＭＨｚの信号は、ローカル発振器からの「漏洩」と称される。９００ＭＨｚの信号が変圧器２５に到達すると、その９００ＭＨｚの信号は、ドライバ増幅器１１および電力増幅器１２によって増幅され、アンテナ２から送信される。これは望ましくない。ローカル発振器１９がミキサ・ブロック１０を駆動する電力量と、ミキサ・ブロック１０内のミキサ２１乃至２３のうちの１つがイネーブルされたことによりローカル発振器の出力にかかる負荷との間には関連性がある。送信機出力電力が低減され、ミキサ・ブロック１０内のイネーブルされたミキサの合計サイズが低減された場合、ミキサ・ブロック１０によってもたらされた負荷が低減されてもローカル発振器１９は同じ電力でミキサ・ブロック１０を駆動し続けるので、ローカル発振器漏洩は、所望の周波数信号１８に比例して増加しうる。さらに、イネーブルされなかったミキサによる漏洩もあるので、漏洩の量は、ミキサによって供給された出力電力に追従しない。セルラ電話規格は一般に、ローカル発振器漏洩の電力がＲＦ出力信号の出力電力を一定の量下回ることを指定する。デジタル・ベースバンド集積回路４がＲＦトランシーバ集積回路３を制御し、所望の信号の出力電力を低減した場合、ローカル発振器漏洩もまた、セルラ電話規格の要件の範囲内に留まるように、比例した量を低減されなければならない。しかし図３の回路トポロジーでは、ローカル発振器漏洩における低減は、適切な方式での所望の出力信号１８の出力電力における低減に追従しない。

【発明の概要】

【0010】

新規のミキサ回路は、第１の信号（例えば、ベースバンド信号）を受信し、それをローカル発振器（ＬＯ）信号と混合し、第２の信号（例えば、ＲＦＯＵＴ信号）を出力する。このミキサ回路は、複数の同一なミキサと周波数デバイダとのペア（ＭＦＤＰ）回路を含む。各ＭＦＤＰは、ミキサと、ミキサにローカル発振器信号のローカル・バージョンを提供する、関連付けられた周波数デバイダとを含む。全てのローカル・バージョンは全体として、本明細書で「ローカル発振器信号」又は「複合ローカル発振器信号」と称される信号を構成する。

【0011】

各ＭＦＤＰは、個別にイネーブルされることができる。ＭＦＤＰがディセーブルされた場合、ＭＦＤＰのミキサだけではなく周波数デバイダもディセーブルされるので、ローカル発振器信号のローカル・バージョンは生成されない。単一の周波数シンセサイザが、全てのＭＦＤＰの周波数デバイダに駆動信号を供給し、それによって周波数デバイダは、ＭＦＤＰがイネーブルされた場合、ローカル発振器信号のローカル・バージョンを生成することができる。１つの例において、セルラ電話内のベースバンド・プロセッサ集積回路は、周波数シンセサイザによって出力される駆動信号の周波数を変更するために、周波数シンセサイザを制御する。駆動信号の周波数を変更することによって、ベースバンド・プロセッサ集積回路は、第２の信号（ＲＦＯＵＴ）の周波数を変更することができる。

【0012】

ＭＦＤＰの出力は、第２の信号（例えば、ＲＦＯＵＴ）の結合された出力電力が、さまざまなＭＦＤＰの出力信号の結合された電力となるように、結合される。（１つの例において、信号の電力は、信号のＲＭＳ電流をＲＭＳ電圧に掛けることによって決定される。）イネーブルされるＭＦＤＰの数を制御することによって、第２の信号の出力電力は、複数の離散的な出力電力値のうちの選択された１つである出力電力を有するように制御される。離散的な出力電力値は、出力電力「ステップ」又は出力電力「レベル」と称されうる。複数のＭＦＤＰは実質的に同一の回路であり、全てが実質的に同一のレイアウトを有するので、出力電力レベルおよび出力電力ステップ・サイズの精度および反復性が改善される。新規のミキサ回路における複合ローカル発振器信号の電力は、イネーブルされたＭＦＤＰの数に比例して自動的に変更されるので、ローカル発振器信号漏洩の問題が回避される。ローカル発振器信号漏洩の電力は、所望の第２の信号の電力に比例する。

【0013】

上記は概要であるので、当然ながら、詳細の簡略化、一般化、および省略を含む。よって、当業者は、上記概要が例示的であり、限定することを目的としないことを理解するであろう。特許請求の範囲によって単独で定義されたような、本明細書で説明されたデバイスおよび／又は処理の他の態様、進歩的特徴、および利点が、本明細書に記された限定しない詳細説明において明らかになるであろう。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】図１（従来技術）は、従来のセルラ電話における回路の上位レベル図である。

【図2】図２（従来技術）は、図１の回路のより詳細な図である。

【図3】図３（従来技術）は、図２の回路内のミキサ・ブロックのより詳細な図である。

【図4】図４は、１つの新規の態様にしたがう１つの特定のタイプのセルラ電話１０１の回路の非常に簡略化された上位レベル・ブロック図である。

【図5】図５は、図４のＲＦトランシーバ集積回路１０４のより詳細な図である。

【図6】図６は、図４のＲＦトランシーバ集積回路１０４内の送信チェーンのより詳細な図である。

【図7】図７は、図６のローカル発振器１１１を実現することができる１つの方式を示すより詳細な図である。

【図8】図８は、イネーブルされたＭＦＤＰの数に関わらずほぼ一定を保つ複合ローカル発振器信号電力に対するミキサ合計出力信号電力の比を示すグラフである。

【図9】図９は、図６の新規の回路と図３の従来技術による回路とのおおよその比較性能データを説明する表である。

【図10】図１０は、１つの新規の態様にしたがう方法のフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0015】

図４は、１つの新規の態様にしたがう１つの特定のタイプのセルラ電話１０１の回路の非常に簡略化された上位レベル・ブロック図である。この例において、セルラ電話１０１は、ＷＣＤＭＡセルラ電話通信プロトコルを用いる３Ｇセルラ電話である。セルラ電話１０１は、アンテナ１０２と、いくつかのディスクリート構成要素と、２つの集積回路１０３および１０４を含むいくつかの集積回路とを含む。集積回路１０３は、デジタル・ベースバンド集積回路あるいはベースバンド・プロセッサ集積回路と称される。集積回路１０３は、主にデジタル回路を含み、デジタル・プロセッサを含む。集積回路１０４は、ラジオ周波数（ＲＦ）トランシーバ集積回路と称される。ＲＦトランシーバ集積回路１０４は、主にアナログ回路を含む。ＲＦトランシーバ集積回路１０４は、送信機と受信機とを含むので、「トランシーバ」と称される。受信機は、ローカル発振器（ＬＯ）１０６と、「受信チェーン」１０５と称される回路とを含む。セルラ電話１０１が受信する場合、高周波数ＲＦ信号１０７がアンテナ１０２で受信される。信号１０７からの情報は、受信チェーン１０５を通り、デジタル・ベースバンド集積回路１０３へ渡る。セルラ電話が送信する場合、送信されるベースバンド・データは、デジタル・ベースバンド集積回路１０３内のデジタル・アナログ変換器１０８（図４を参照）によってアナログ形式に変換される。送信チェーン１１０内のベースバンド・フィルタ１０９は、このアナログ・ベースバンド信号におけるデジタル雑音をフィルタする。ローカル発振器１１１は、ローカル発振器信号を送信チェーン１１０内のミキサ・ブロック１１２に供給する。ミキサ・ブロック１１２は、フィルタされた低周波数アナログ・ベースバンド信号を高周波数信号にアップコンバートする。ドライバ増幅器１１３および電力増幅器１１４は、高周波数ラジオ周波数ＲＦ信号１１５がアンテナ１０２から送信されるように、高周波数信号を増幅し、アンテナ１０２を駆動する。

【0016】

図６は、図５のＲＦトランシーバ集積回路１０４の選択された部分のより詳細な図である。ベースバンド・データ１１６は、デジタル・ベースバンド・プロセッサ集積回路１０３内のデジタル・アナログ変換器１０８によって、アナログ入力ベースバンド信号ＢＢＳ１１７に変換される。ＢＢＳ１１７は、周波数において、出力信号ＲＦＯＵＴ１１８にアップコンバートされる。ＢＢＳ１１７は、例えば１ＭＨｚのようなベースバンド周波数である。ＲＦＯＵＴ１１８は、ＲＦ周波数と称される高周波数である。この例では、ＲＦ周波数は９０１ＭＨｚである。

【0017】

ベースバンド・フィルタ１０９は、デジタル・アナログ変換処理によって生じた雑音および画像を除去し、フィルタされた複数のベースバンド信号ＢＢＳ１乃至ＢＢＳ７を出力する。ベースバンド・フィルタ１０９は、第１ステージ１１９と、複数の第２ステージ１２０乃至１２３とを含む。第１ステージは、デジタル・アナログ変換処理による雑音をフィルタするフィルタを含む。第２ステージの各々は、第２ステージの７つの出力の各々から第１ステージの出力を隔離する精密電流ミラーを含む。この例では、フィルタされたベースバンド信号ＢＢＳ１乃至ＢＢＳ７は全て、同じ１ＭＨｚ周波数の実質的に同一な信号である。

【0018】

ローカル発振器１１１は、水晶発振器モジュール１２４と、周波数シンセサイザ１２５と、複数の周波数デバイダＦＤ１乃至ＦＤ７とを含む。周波数デバイダＦＤ１乃至ＦＤ７の各々は、ローカル発振器信号のローカル・バージョンを出力する。ローカル発振器信号のローカル・バージョンの周波数は、デジタル・ベースバンド集積回路１０３によって制御される。第１の周波数デバイダＦＤ１は例えば、図６のＬＯＳ１と示されたローカル発振器信号を出力し、第２の周波数デバイダＦＤ２は例えば、図６のＬＯＳ２と示されたローカル発振器信号を出力し、という具合である。したがってローカル発振器１１１は、複数のローカル発振器信号ＬＯＳ１乃至ＬＯＳ７を出力する。これらの信号ＬＯＳ１乃至ＬＯＳ７の周波数は全て同一である。図６の例では、この周波数は９００ＭＨｚである。

【0019】

図７は、ローカル発振器１１１のより詳細な図である。周波数シンセサイザ１２５は、フェーズ検出器２００と、電荷ポンプ２０１と、ループ・フィルタ２０２と、電圧制御発振器２０３と、周波数デバイダ２０４とを含むアナログ・フェーズ・ロックド・ループである。しかし、図７に示すフェーズ・ロックド・ループ回路は、周波数シンセサイザ１２５を実現する単なる１つの適切な方法でしかないことが理解されるべきである。別の例では、周波数シンセサイザ１２５は、デジタル・フェーズ・ロックド・ループ回路を用いて実現される。

【0020】

図６に示すように、ミキサ・ブロック１１２は、複数の同一なミキサＭＸ１乃至ＭＸ７を含む。図６のミキサ・ブロックにおける「１Ｘ」というラベルは、ミキサのサイズを示す。各ミキサは、ローカル発振器１１１の周波数デバイダのうちの対応する１つからのローカル発振器信号を受信する。例えばミキサＭＸ１は、周波数デバイダＦＤ１からローカル発振器信号ＬＯＳ１を受信する。各ミキサはまた、ベースバンド・フィルタ１０９の第２ステージのうちの対応する１つから、フィルタされたベースバンド信号も受信する。例えばミキサＭＸ１は、ベースバンド・フィルタ１０９の第２ステージ１２０からベースバンド信号ＢＢＳ１を受信する。ミキサは、各々のベースバンド信号を高ＲＦ周波数にアップコンバートするように動作する。ミキサＭＸ１乃至ＭＸ７の出力導線は、それらの出力信号がともにＲＦＯＵＴ信号１１８となるように、図示したように全て互いに結合される。ミキサ・ブロック１１２からの信号ＲＦＯＵＴ１１８は、変圧器１２６を介してドライバ増幅器１１３を駆動する。信号ＲＦＯＵＴ１１８は、変圧器１２６の一次巻線１２７を通過する。ドライバ増幅器１１３が駆動される電力は、さまざまなミキサＭＸ１乃至ＭＸ７によって出力された信号の結合された電力に正比例する。信号の電力の決定には、いくつかの方式がある。この例では、ＲＦＯＵＴ信号１１８の電力は、信号１１８のＲＭＳ電流に信号１１８のＲＭＳ電圧を掛けることによって決定される。

【0021】

各ミキサおよびそれに関連付けられた周波数デバイダは、「ミキサと周波数デバイダとのペア」（ＭＦＤＰ）と称される。例えばミキサＭＸ１と周波数デバイダＦＤ１とを合わせて第１のＭＦＤＰとなる。図６の例では、７つのそのような同一のＭＦＤＰがある。７つのＭＦＤＰの各々は、他のＭＦＤＰの各々をイネーブルすること又はディセーブルすることとな独立してイネーブル又はディセーブルされることができる。図示された例では、各ＭＦＤＰは、自身の関連付けられたイネーブル入力導線（すなわち、イネーブル線）を有する。例えば、イネーブル入力導線１２８は、ミキサＭＸ１と周波数デバイダＦＤ１とからなる第１のＭＦＤＰのためのイネーブル入力導線である。デジタル・ベースバンド・プロセッサ集積回路１０３は、ＭＦＤＰのイネーブル入力導線上の適切なデジタル信号を駆動することによって、イネーブルされるＭＦＤＰの数を制御することができる。

【0022】

デジタル・ベースバンド・プロセッサ集積回路１０３が電力制御情報をＲＦトランシーバ集積回路１０４に通信し、ＭＦＤＰのイネーブルおよびディセーブルを実行するためにはさまざまな方法がある。各々が異なるイネーブル入力導線でベースバンド・プロセッサ１０３とＲＦトランシーバ１０４との間で通信される複数の異なるイネーブル信号ＥＮＡＢＬＥ１乃至ＥＮＡＢＬＥ７を用いることは、電力制御情報を通信することができる１つの方法である。別の例では、制御情報は、ベースバンド・プロセッサ１０３からＲＦトランシーバ１０４へ連続バスを介して連続形式で通信され、その後、情報は受信され、ＲＦトランシーバ１０４において並列形式に変換され、イネーブルされるＭＦＤＰの数を制御する。電力制御情報がどのように通信されたかに関わらず、ミキサ・ブロック１１２がドライバ増幅器１１３を駆動する電力は、８つの離散的な電力値のうちの１つを有するように制御されることができる。これら離散的な電力値は、電力「ステップ」あるいは電力「レベル」と称されうる。デジタル・ベースバンド・プロセッサ集積回路１０３は、ＭＦＤＰの適切なイネーブルあるいはディセーブルによって、出力電力範囲内でＲＦＯＵＴ１１８の電力を段階的に上げる又は下げることができる。

【0023】

図３の従来技術の例では、ミキサＭＸ１乃至ＭＸ３は異なるサイズからなる。上述したように、ミキサＭＸ２はミキサＭＸ１の２倍の大きさで生成されうるが、ミキサＭＸ２によって提供された出力電力は、構成および信号の複雑なインタラクションおよび寄生（parasitics）により、ミキサＭＸ１によって提供された出力電力の正確な２倍ではないことがある。したがって、回路全体のＲＦ出力電力ステップの大きさは、やや不正確である。さまざまな電力ステップは、全てが同じサイズという訳ではない。一方、図６の新規の回路では、７つのＭＦＤＰは全て同一の構造であり、同一のレイアウトを有する。ミキサＭＸ１乃至ＭＸ７は全て同一の構造であり、同一のレイアウトを有する。したがって、イネーブルされたＭＦＤＰによって提供された出力電力は、他のイネーブルされたＭＦＤＰの各々によって提供された出力電力と実質的に等しい。各ＭＦＤＰの出力電力は、イネーブルされた場合、他のイネーブルされたＭＦＤＰの各々の出力電力と実質的に同一であるので、出力電力レベルの制度および反復性は、図３の従来技術による回路の出力電力レベルの制度および反復性と比べて改善される。

【0024】

出力電力レベルの精度が改善されるだけではなく、図６の新規の回路のローカル発振器漏洩もまた、図３の従来技術による回路のローカル発振器漏洩と比べて改善される。図３の従来技術による回路では、ローカル発振器１９は、単一のローカル発振器信号をミキサ・ブロック１０へ供給する。単一のローカル発振器信号の電力は一定であり、イネーブルされるミキサ・ブロック１０内のミキサの数が送信出力電力を変更するために時間にわたって変更されても、変更されない。したがって、送信機出力電力が変化すると、ローカル発振器における負荷が変化し、ミキサ・ブロック１０を通過するローカル発振器漏洩の電力の、所望のＲＦ出力信号の電力に対する比が変化する。さらに、ディセーブルされたミキサを通過する幾らかのローカル発振器漏洩があるので、さまざまなミキサがイネーブルおよびディセーブルされると、ローカル発振器漏洩は回路の出力電力に比例しない。

【0025】

一方、図６の新規の回路では、ローカル発振器信号電力の合計は、７つのローカル発振器信号ＬＯＳ１乃至ＬＯＳ７の結合された電力である。したがって、結合されたローカル発振器信号の電力は、イネーブルされたＭＦＤＰの数によって変化する。イネーブルされるＭＦＤＰの数を増加させることにより、ローカル発振器信号の結合された電力は、比例した量だけ増加する。イネーブルされるＭＦＤＰの数を減少させることにより、ローカル発振器信号の結合電力は、比例した量だけ減少する。ミキサ・ブロック１１２による漏洩は、ローカル発振器信号ＬＯＳ１乃至ＬＯＳ７の結合された電力に関連するので、ローカル発振器漏洩の大きさは、ＲＦＯＵＴの出力電力の大きさに比例する。ＭＦＤＰがディセーブルされた場合、そのローカル発振器信号のローカル・バージョンは生成されず、したがってディセーブルされたＭＦＤＰのディセーブルされたミキサによる漏洩も生成されない。

【0026】

図８は、ローカル発振器信号の電力３００の大きさが、信号ＲＦＯＵＴ１１８の出力電力３０１の大きさにどのように比例するかを示すチャートである。

【0027】

図９は、図６の新規の回路と図３の従来技術による回路とのおおよその比較性能データを説明する表である。量「ｄＢＣ」における記号「Ｃ」は、その量が搬送波の電力に対する電力であることを示す。

【0028】

図１０は、１つの新規の態様にしたがう方法４００のフローチャートである。増幅器（例えば、ドライバ増幅器１１３）の入力は、複数のＭＦＤＰのうちの１つ又は複数を用いて駆動される（ステップ４０１）。周波数シンセサイザ（例えば、周波数シンセサイザ１２５）は、各ＭＦＤＰの周波数デバイダの入力に駆動信号を供給する（ステップ４０２）。イネーブルされるＭＦＤＰの数が変更され（ステップ４０３）、それによって、ＭＦＤＰが増幅器の入力を駆動する電力が変化する。イネーブルされるＭＦＤＰの数を変更することにより、セルラ電話の送信電力は、１つの出力電力ステップ値から別の出力電力ステップ値に変更される。

【0029】

ある特定の実施形態が説明目的のために上記で説明されたが、本願の教示は一般的な適用可能性を有し、上述した特定の実施形態に限定されない。したがって、上述した特定の実施形態のさまざまな特徴のさまざまな変形例、適合、および組合せが、特許請求の範囲から逸脱することなく実現可能である。
以下に本願発明の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［発明１］
複数のミキサと周波数デバイダとのペア（ＭＦＤＰ）であって、各ＭＦＤＰは、他のＭＦＤＰの各々とは別々にイネーブルおよびディセーブルされることができ、各ＭＦＤＰの周波数デバイダは、前記ＭＦＤＰがイネーブルされた場合、前記ＭＦＤＰのミキサにローカル発振器信号を供給し、各ＭＦＤＰの周波数デバイダは、前記ＭＦＤＰがディセーブルされた場合、前記ＭＦＤＰのミキサにローカル発振器信号を供給せず、各ＭＦＤＰは出力導線を有し、前記ＭＦＤＰ全ての出力導線がともに接続される、ＭＦＤＰと、
前記ＭＦＤＰの各々の周波数デバイダに駆動信号を供給するように適合された周波数シンセサイザと
を備える回路。
［発明２］
各ＭＦＤＰは第１の出力導線と第２の出力導線とを有し、前記ＭＦＤＰ全ての第１の出力導線がともに接続され、前記ＭＦＤＰ全ての第２の出力導線がともに接続される発明１に記載の回路。
［発明３］
増幅器をさらに備え、前記ＭＦＤＰの出力導線は、変圧器を介して前記増幅器の入力導線に接続される発明１に記載の回路。
［発明４］
ベースバンド信号を受信し、前記ベースバンド信号の複数の実質的に同一のバージョンを出力するベースバンド・フィルタをさらに備え、前記ベースバンド信号の各バージョンは、前記ＭＦＤＰのうちのそれぞれ対応する１つのミキサに供給される発明１に記載の回路。
［発明５］
増幅器をさらに備え、前記複数のＭＦＤＰは前記増幅器に入力信号を供給し、前記入力信号は電力を有し、前記入力信号の電力は、前記複数のＭＦＤＰのうちの選択された１つをイネーブルおよびディセーブルすることによって調整される発明４に記載の回路。
［発明６］
各ＭＦＤＰの周波数デバイダは、前記各ＭＦＤＰがイネーブルされた場合、出力電力を有するローカル発振器信号を出力し、前記ローカル発振器信号全ての出力電力の合計は大きさを有し、前記ローカル発振器の出力電力の合計の、前記入力信号の電力に対する大きさの比は、いくつのＭＦＤＰがイネーブルされたかに関わらず実質的に一定である発明５に記載の回路。
［発明７］
前記ＭＦＤＰの各々はレイアウトを有し、前記ＭＦＤＰ全てのレイアウトは実質的に同一である発明１の回路。
［発明８］
各ＭＦＤＰは、関連付けられたイネーブル入力導線を有し、前記イネーブル入力導線における第１のデジタル論理値は、前記ＭＦＤＰのミキサと周波数デバイダとの両方をイネーブルし、前記イネーブル入力導線における第２のデジタル論理値は、前記ＭＦＤＰのミキサと周波数デバイダとの両方をディセーブルする発明１に記載の回路。
［発明９］
各ＭＦＤＰの周波数デバイダは、前記ＭＦＤＰがイネーブルされた場合、出力電力を有するローカル発振器信号を供給し、前記ローカル発振器信号全ての出力電力の合計は、イネーブルされたＭＦＤＰの数に比例して変化する発明１に記載の回路。
［発明１０］
駆動信号を出力する周波数シンセサイザと、
前記周波数シンセサイザからの駆動信号を受信し、イネーブルされた場合、第１のローカル発振器信号を出力する第１の周波数デバイダと、
前記第１の周波数デバイダから前記第１のローカル発振器信号を受信するように接続された第１のミキサであって、前記第１の周波数デバイダがイネーブルされるとイネーブルされ、前記第１の周波数デバイダがディセーブルされるとディセーブルされる第１のミキサと、
前記周波数シンセサイザから駆動信号を受信し、イネーブルされた場合、第２のローカル発振器信号を出力する第２の周波数デバイダと、
前記第２の周波数デバイダから第２のローカル発振器信号を受信するように接続された第２のミキサであって、前記第２の周波数分周期がイネーブルされるとイネーブルされ、前記第２の周波数デバイダがディセーブルされるとディセーブルされる第２のミキサと、
前記周波数シンセサイザから駆動信号を受信し、イネーブルされた場合、第３のローカル発振器信号を出力する第３の周波数デバイダと、
前記第３の周波数デバイダから第３のローカル発振器信号を受信するように接続された第３のミキサであって、前記第３の周波数デバイダがイネーブルされるとイネーブルされ、前記第３の周波数分周期がディセーブルされるとディセーブルされる第３のミキサと、
ドライバ増幅器と
を備え、
前記第１のミキサと、前記第２のミキサと、前記第３のミキサとが共に前記ドライバ増幅器に入力信号を供給し、前記第１のミキサと、前記第２のミキサと、前記第３のミキサとは、前記入力信号が前記ドライバ増幅器を駆動する電力を変更するために、互いに独立してイネーブルおよびディセーブルされる回路。
［発明１１］
３つより多いミキサと、３つより多い周波数デバイダとを有し、セルラ電話内に組み込まれた発明１０に記載の回路。
［発明１２］
前記第１のミキサと、前記第２のミキサと、前記第３のミキサとは、実質的に同一のレイアウトを有し、前記第１の周波数デバイダと、前記第２の周波数デバイダと、前記第３の周波数デバイダとは、実質的に同一のレイアウトを有し、前記第１のミキサと、前記第２のミキサと、前記第３のミキサと、前記第１の周波数デバイダと、前記第２の周波数デバイダと、前記第３の周波数デバイダとが単一の集積回路上に実装される発明１１に記載の回路。
［発明１３］
前記第１のローカル発振器信号と、前記第２のローカル発振器信号と、前記第３のローカル発振器信号とは、結合された電力を有し、前記入力信号が前記ドライバ増幅器を駆動する電力の、前記結合された電力に対する比は、前記第１、第２、および第３のミキサのうちのいくつがイネーブルされたかに関わらず、ほぼ一定である発明１０に記載の回路。
［発明１４］
複数のミキサと周波数デバイダとのペア（ＭＦＤＰ）のうちの１つ又は複数を用いて増幅器の入力を駆動することであって、各ＭＦＤＰは実質的に同一のレイアウトを有し、各々が他のＭＦＤＰのイネーブル又はディセーブルから独立してイネーブル又はディセーブルされることと、
周波数シンセサイザを用いて、前記ＭＦＤＰの各々の周波数分周期の入力に駆動信号を供給することと、
イネーブルされるＭＦＤＰの数を変更することによって、前記複数のＭＦＤＰが前記増幅器の入力を駆動する電力を変更することと
を備える方法。
［発明１５］
前記複数のＭＦＤＰのローカル発振器は、結合された電力を有するローカル発振器信号を生成し、前記複数のＭＦＤＰが前記増幅器の入力を駆動する電力の、前記結合された電力に対する比は、いくつのＭＦＤＰがイネーブルされたかに関わらずほぼ一定である発明１４に記載の方法。
［発明１６］
前記ＭＦＤＰは、変圧器を介して前記増幅器の入力を駆動する発明１４に記載の方法。
［発明１７］
ローカル発振器漏洩電力の、前記複数のＭＦＤＰが前記増幅器の入力を駆動する電力に対する比は、いくつのＭＦＤＰがイネーブルされたかに関わらずほぼ一定である発明１４に記載の方法。
［発明１８］
ベースバンド・フィルタと、
ドライバ増幅器と電力増幅器とからなるグループから選ばれた増幅器と、
前記ベースバンド・フィルタからのベースバンド信号を受信し、前記増幅器を駆動する手段とを備え、
前記手段は、前記増幅器を駆動する出力電力を変更するために制御され、前記増幅器の入力におけるローカル発振器漏洩信号は電力を有し、前記出力電力の、前記ローカル発振器漏洩信号の電力に対する比は、前記出力電力が変化してもほぼ一定であるラジオ送信機回路。
［発明１９］
前記手段は、複数の離散的な出力電力レベルのうちの１つから、前記離散的な出力電力レベルのうちの別の選択された１つに前記出力電力を変更し、前記手段が前記増幅器を駆動するために制御されることができる少なくとも８つの前記離散的な出力電力レベルがある発明１８に記載のラジオ送信機回路。
［発明２０］
前記手段は複数のミキサと周波数デバイダとのペア（ＭＦＤＰ）を含み、前記ＭＦＤＰの各々は実質的に同一のレイアウトを有し、前記ＭＦＤＰの各々は、他のＭＦＤＰから独立してイネーブルおよびディセーブルされることができる発明１９に記載のラジオ送信機回路。
［発明２１］
各ＭＦＤＰは周波数デバイダを含み、前記手段はさらに周波数シンセサイザを備え、前記周波数シンセサイザによって出力された駆動信号は、前記ＭＦＤＰの各々の周波数デバイダに供給される発明２０に記載のラジオ送信機回路。
［発明２２］
前記ベースバンド・フィルタと、前記増幅器と、前記手段とは、単一の集積回路上に配置され、前記集積回路はセルラ電話の一部である発明１８に記載のラジオ送信機回路。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】