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WO2009139280A1 - アンプモジュール - Google Patents

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WO2009139280A1
WO2009139280A1 PCT/JP2009/058046 JP2009058046W WO2009139280A1 WO 2009139280 A1 WO2009139280 A1 WO 2009139280A1 JP 2009058046 W JP2009058046 W JP 2009058046W WO 2009139280 A1 WO2009139280 A1 WO 2009139280A1
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WO
WIPO (PCT)
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unbalanced
amplifier
balanced
filter
signal
Prior art date
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Ceased
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PCT/JP2009/058046
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English (en)
French (fr)
Inventor
原田哲郎
藤岡孝治
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.)
Murata Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Murata Manufacturing Co Ltd filed Critical Murata Manufacturing Co Ltd
Publication of WO2009139280A1 publication Critical patent/WO2009139280A1/ja
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    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F3/00—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • H03F3/20—Power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers
    • H03F3/24—Power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers of transmitter output stages
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F3/00—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • H03F3/189—High-frequency amplifiers, e.g. radio frequency amplifiers
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/02—Transmitters
    • H04B1/04—Circuits
    • H04B1/0475—Circuits with means for limiting noise, interference or distortion
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F2200/00—Indexing scheme relating to amplifiers
    • H03F2200/168—Two amplifying stages are coupled by means of a filter circuit
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F2200/00—Indexing scheme relating to amplifiers
    • H03F2200/294—Indexing scheme relating to amplifiers the amplifier being a low noise amplifier [LNA]
    • H—ELECTRICITY
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    • H03F2200/00—Indexing scheme relating to amplifiers
    • H03F2200/451—Indexing scheme relating to amplifiers the amplifier being a radio frequency amplifier

Definitions

  • the present invention relates to an amplifier module used for an antenna switch part of a wireless communication device such as a mobile phone terminal, and more particularly to an amplifier module that suppresses an increase in cost and suppresses an influence of noise.
  • This configuration eliminates the need for circuit elements for impedance matching, and allows the amplifier module to be configured with a small number of circuit components, thereby reducing the cost and size.
  • the filter 3 also serves as a matching circuit that performs impedance matching between the unbalanced amplifier 2 and the power amplifier 12. This eliminates the need for a circuit element for impedance matching, makes it possible to configure an amplifier module with a small number of circuit components, and to reduce the cost accordingly.
  • FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of the amplifier module 101 shown in FIG.
  • the balun 1 shown in FIG. 2 is configured by a conductor pattern inside an LTCC (low temperature sintered ceramic) multilayer substrate 20.
  • An unbalanced amplifier 2 and a filter 3 are mounted on the upper surface of the multilayer substrate 20, and the periphery thereof is molded with a mold resin 10.
  • the multilayer substrate 20 can also be comprised with resin, such as a liquid crystal polymer and a polyimide, besides a ceramic.
  • a small and low-cost amplifier module can be configured by configuring a multilayer substrate in this way.
  • the filter 4 inputs a transmission signal output from the RFIC 11 in a balanced type and outputs it in an unbalanced type.
  • the filter 4 is a SAW filter in which one excitation electrode is configured as an unbalanced type and the other excitation electrode is configured as a balanced type.
  • the unbalanced amplifier 2 inputs the output signal of the filter 4 as an unbalanced signal, amplifies it with a predetermined gain, and outputs it in an unbalanced type.
  • the balanced / unbalanced converter 5 receives the unbalanced signal output from the unbalanced amplifier 2, performs balanced conversion, and outputs it to the power amplifier 12.
  • FIG. 5 is a block diagram of a mobile phone terminal according to the third embodiment.
  • This mobile phone terminal includes a transmission / reception IC 31, an amplifier module 103, and a power amplifier 33.
  • BPF is a band-pass filter
  • LNA low noise amplifier
  • TCXO is a reference oscillator
  • APC-IC is an amplifier control IC.
  • the 1800/1900 MHz transmission signal is output to the front end module FEM via the balanced input / unbalanced output amplifier 32 and the unbalanced input / output power amplifier 34.
  • a coupler between the power amplifiers 33 and 34 and the FEM is provided for the amplifier control IC (APC-IC) to detect the transmission level.
  • APC-IC amplifier control IC

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Transceivers (AREA)

Abstract

　組み込み先の機器内で生じるノイズまたは外部から受けるノイズの影響を抑制し、且つコストアップを抑えたアンプモジュールを構成する。アンプモジュール（１０１）は、平衡不平衡変換器（１）、不平衡増幅器（２）、及びフィルタ（３）で構成されている。平衡不平衡変換器（１）はＲＦＩＣ（１１）から出力される送信信号を平衡型で入力し不平衡変換して出力する。不平衡増幅器（２）は不平衡信号を入力し、所定のゲインで増幅して不平衡型で出力する。フィルタ（３）は不平衡型で入力し、パワーアンプ（１２）へ平衡型で出力する。フィルタ（３）は、一方の励振電極が不平衡型に構成され他方の励振電極が平衡型に構成された例えばＳＡＷフィルタである。

Description

アンプモジュール
　この発明は、例えば携帯電話端末等の無線通信機器のアンテナスイッチ部等に使用されるアンプモジュールに関し、特にコストアップを抑えてノイズの影響を抑制したアンプモジュールに関するものである。
　携帯電話端末等の無線通信機器に用いる送信回路が特許文献１に開示されている。
　特許文献１に示されている送信回路の主要部の構成を図１を基に説明する。図１においてバンドパスフィルタ１７は、送信回路からの送信信号のうち所定の送信周波数信号を通過させ、ＲＦアンプ１６はそれを増幅し、ドライバアンプ１５が電力増幅する。バンドパスフィルタ１４はアンプ１５，１６で生じる高調波成分を除去し、パワーアンプ１３は送信信号を電力増幅してアンテナ部へ出力する。
特開２０００－２３６２６９号公報
　ところが、このようにバンドパスフィルタ及びアンプの全てを不平衡入出力型で構成すると、携帯電話端末内の回路や外部の機器からのノイズ（特にコモンモードノイズ）が回路に流入した場合に、その影響により送信回路の出力が変動するという問題があった。
　この課題を解決するために平衡入出力型のアンプを使用することは有効であるが、一般に平衡入出力型アンプは、その回路構成上高価になり、バンドパスフィルタとアンプとによってアンプモジュールを構成する場合に、そのモジュールはコスト高になるという問題かあった。
　そこで、この発明の目的は、前述の問題を解消して、組み込み先の機器内で生じるノイズまたは外部から受けるノイズの影響を抑制し、且つコストアップを抑えたアンプモジュールを提供することにある。
　前述の問題を解決するために、この発明のアンプモジュールは次のように構成する。
（１）少なくとも第１・第２の２つの平衡不平衡変換器と、
　入力部が第１の平衡不平衡変換器の不平衡端子に接続され、出力部が第２の平衡不平衡変換器の不平衡端子に接続されるように配置された不平衡増幅器と、
　を備える。
　この構成により、信号を平衡型で入出力するのでノイズの影響を受け難い。また、平衡型増幅器を用いないので低コストに構成できる。
（２）前記第１・第２の平衡不平衡変換器のうち少なくとも一方の平衡不平衡変換器は例えば使用周波数帯の信号を通過させるフィルタとする。
　これにより、平衡不平衡の変換とともに不要な周波数成分が除去でき、少ない回路構成要素でアンプモジュールを構成でき、その分低コスト化が図れる。
（３）前記フィルタは前記不平衡増幅器の入力側に配置され、前記フィルタは例えばＳＡＷフィルタまたはＢＡＷフィルタとする。
　これにより、耐電力性が低いＳＡＷフィルタやＢＡＷフィルタでも、入力側に配置することで破壊されることなく、ＬＣフィルタよりも高い選択性で狭帯域化できるという効果を奏する。
（４）前記第１・第２の平衡不平衡変換器のうち少なくとも一方の平衡不平衡変換器は例えば前記不平衡増幅器とのインピーダンス整合機能を有するものとする。
　この構成により、インピーダンス整合のための回路素子が不要となり、少ない回路構成要素でアンプモジュールを構成でき、その分低コスト化と小型化が図れる。
（５）また、前記不平衡増幅器は例えば多層基板上に搭載され、第１・第２の平衡不平衡変換器の少なくとも一部が前記多層基板に内蔵されたものとする。
　この構成により、多層基板による小型・低コストなアンプモジュールが構成できる。
　この発明によれば、ノイズの影響を受け難く、しかも低コストなアンプモジュールが構成できる。
特許文献１に示されている送信回路の主要部の構成図である。 第１の実施形態に係るアンプモジュールの回路図である。 図２に示されるアンプモジュール１０１の拡大断面図である。 第２の実施形態に係るアンプモジュール１０２の回路図である。 第３の実施形態に係る携帯電話端末のブロック図である。
《第１の実施形態》
　図２は第１の実施形態に係るアンプモジュールの回路図である。図２においてアンプモジュール１０１は、平衡不平衡変換器（バラン）１、不平衡増幅器２、及びフィルタ３で構成されている。
　ここで平衡不平衡変換器１はこの発明に係る「第１の平衡不平衡変換器」、フィルタ３はこの発明に係る「第２の平衡不平衡変換器」に相当する。不平衡増幅器２の入力部は平衡不平衡変換器１の不平衡端子に接続され、不平衡増幅器２の出力部はフィルタ３の不平衡端子に接続されている。
　平衡不平衡変換器１はＲＦＩＣ１１から出力される送信信号を平衡型で入力し不平衡変換して出力する。不平衡増幅器２は不平衡信号を入力し、所定のゲインで増幅して不平衡型で出力する。フィルタ３は不平衡型で入力し、パワーアンプ１２へ平衡型で出力する。上記フィルタ３は、一方の励振電極が不平衡型に構成され、他方の励振電極が平衡型に構成されたＳＡＷフィルタであり、使用周波数帯の信号を帯域通過させる。
　このようにして不平衡入出力の増幅器を用いながらも、平衡入出力のアンプモジュールを構成できる。アンプモジュール全体としては平衡信号で入出力を行うので、組み込み先の機器内で生じるノイズまたは外部から受ける特にコモンモードノイズの影響を抑制できる。また、不平衡入出力の増幅器を用いることによって低コストで構成できる。
　上記フィルタ３は不平衡増幅器２とパワーアンプ１２との間でインピーダンス整合を行う整合回路を兼ねている。そのため、インピーダンス整合のための回路素子が不要となり、少ない回路構成要素でアンプモジュールを構成でき、その分低コスト化が図れる。
　図３は、図２に示したアンプモジュール１０１の拡大断面図である。図２に示したバラン１はＬＴＣＣ（低温焼結セラミック）多層基板２０の内部に、導体パターンにより構成されている。この多層基板２０の上面には不平衡増幅器２及びフィルタ３が搭載され、その周囲がモールド樹脂１０によってモールドされている。
　多層基板２０の下面にはアンプモジュール１０１の入力側の平衡端子及び出力側の平衡端子として用いる外部端子２１が形成されている。
　なお、多層基板２０は、セラミック以外に液晶ポリマやポリイミド等の樹脂で構成することもできる。
　このように多層基板に構成することにより、小型・低コストなアンプモジュールが構成できる。
《第２の実施形態》
　図４は第２の実施形態に係るアンプモジュール１０２の回路図である。
　図４においてアンプモジュール１０２は、フィルタ４、不平衡増幅器２、及び平衡不平衡変換器（バラン）５で構成されている。
　上記フィルタ４は、ＲＦＩＣ１１から出力される送信信号を平衡型で入力し不平衡型で出力する。このフィルタ４は、一方の励振電極が不平衡型に構成され、他方の励振電極が平衡型に構成されたＳＡＷフィルタである。不平衡増幅器２はフィルタ４の出力信号を不平衡信号で入力し、所定のゲインで増幅して不平衡型で出力する。平衡不平衡変換器５は不平衡増幅器２から出力される不平衡信号を入力し、平衡変換してパワーアンプ１２へ出力する。
　このようにして、不平衡増幅器の前段にフィルタを備えて平衡型で入出力するアンプモジュールを構成する。
《第３の実施形態》
　図５は第３の実施形態に係る携帯電話端末のブロック図である。この携帯電話端末には送受信ＩＣ３１、アンプモジュール１０３及びパワーアンプ３３を備えている。図５において「ＢＰＦ」はバンドパスフィルタ、「ＬＮＡ」は低雑音増幅器、「ＴＣＸＯ」は基準発振器、「ＡＰＣ－ＩＣ」はアンプコントロールＩＣである。
　送受信ＩＣ３１は、９００ＭＨｚの送信信号をアンプモジュール１０３へ平衡信号で出力し、アンプモジュール１０３はその送信信号を所定のゲインで増幅して平衡信号でパワーアンプ３３へ出力する。
　アンプモジュール１０３は、平衡入力不平衡出力のバンドパスフィルタ４、不平衡増幅器２、及び不平衡入力平衡出力のバンドパスフィルタ６とで構成されている。バンドパスフィルタ４，６はいずれもＳＡＷフィルタまたはＢＡＷフィルタで構成されている。このようにして、送受信ＩＣ３１とパワーアンプ３３との間が平衡型で入出力されることによってノイズの影響が受けにくくなる。
　図５に示したその他の回路部分については、従来の一般的な携帯電話端末と同様であり、フロントエンドモジュールＦＥＭはアンテナで受けた各種周波数帯の受信信号を分波して出力し、また送信信号をアンテナへ出力する。
　１８００／１９００ＭＨｚの送信信号は平衡入力不平衡出力の増幅器３２及び不平衡入出力のパワーアンプ３４を介してフロントエンドモジュールＦＥＭへ出力される。
　なお、パワーアンプ３３，３４とＦＥＭとの間のカプラはアンプコントロールＩＣ（ＡＰＣ－ＩＣ）が送信レベルを検出するために設けられている。
　図５に示した例では、アンプモジュール１０３を送信信号の増幅回路部に設けたが、受信信号の増幅回路部に適用することもできる。
１…平衡不平衡変換器
２…不平衡増幅器
３…フィルタ
４，６…バンドパスフィルタ
５…平衡不平衡変換器
１０…モールド樹脂
１１…ＲＦＩＣ
１２…パワーアンプ
２０…多層基板
２１…外部端子
３１…送受信ＩＣ
３３…パワーアンプ
１０１，１０２，１０３…アンプモジュール
ＦＥＭ…フロントエンドモジュール

Claims (5)

  1. 　少なくとも第１・第２の２つの平衡不平衡変換器と、
    　入力部が第１の平衡不平衡変換器の不平衡端子に接続され、出力部が第２の平衡不平衡変換器の不平衡端子に接続されるように配置された不平衡増幅器と、
    　を備えたアンプモジュール。
  2. 　前記第１・第２の平衡不平衡変換器のうち少なくとも一方の平衡不平衡変換器は使用周波数帯の信号を通過させるフィルタである、請求項１に記載のアンプモジュール。
  3. 　前記フィルタは前記不平衡増幅器の入力側に配置され、前記フィルタはＳＡＷフィルタまたはＢＡＷフィルタである、請求項２に記載のアンプモジュール。
  4. 　前記第１・第２の平衡不平衡変換器のうち少なくとも一方の平衡不平衡変換器は前記不平衡増幅器とのインピーダンス整合機能を有している、請求項１、２または３に記載のアンプモジュール。
  5. 　多層基板上に前記不平衡増幅器が搭載され、第１・第２の平衡不平衡変換器の少なくとも一部が前記多層基板に内蔵されている請求項１～４のいずれかに記載のアンプモジュール。
PCT/JP2009/058046 2008-05-13 2009-04-23 アンプモジュール Ceased WO2009139280A1 (ja)

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