JP2001136081A - レベル検出装置 - Google Patents

レベル検出装置

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JP2001136081A
JP2001136081A JP31581899A JP31581899A JP2001136081A JP 2001136081 A JP2001136081 A JP 2001136081A JP 31581899 A JP31581899 A JP 31581899A JP 31581899 A JP31581899 A JP 31581899A JP 2001136081 A JP2001136081 A JP 2001136081A
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pass filter
level
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low
transmission
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JP31581899A
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Yoshiaki Matsunami
由哲 松波
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Mitsubishi Electric Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 時定数の小さなローパスフィルタを用いると
出力が安定せず、検出誤差が多く、時定数の大きなロー
パスフィルタを用いると応答速度が遅いため、検出値が
本来の値より小さくなり、検出誤差となるという課題が
あった。 【解決手段】 高周波電力増幅部2から周期的に出力さ
れる位置検出用信号をレベル検出部5で検出した検出値
と該高周波電力増幅部2から送信されるべき本来の送信
電力との比に基づいて決定された補正係数を格納したメ
モリ部10を有し、現在の送信レベルに対応する補正係
数を前記メモリ部10から読み出して前記レベル検出部
5からのアナログ信号をディジタル信号に変換したA/
D変換部7の出力信号に乗算して、前記高周波電力増幅
部の正規のレベル検出値とする制御部9とを備えたもの
である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、データを高周波
信号として送信する携帯電話機等の携帯端末装置におい
て、送信電力のレベルを検出するレベル検出装置に関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】この種の携帯端末装置は、送信すべきデ
ータを変調し、高周波増幅部で増幅して送信するが、送
信電力が規格以上に出力されていないかを検出して所要
の送信電力に制御する必要がある。また、携帯端末装置
が最大送信電力で送信しているとき以外でも、システム
によっては精度の高い送信電力制御を行う必要がある。
このため、携帯端末装置にあっては、送信時に送信電力
を正確に検出する必要がある。この場合、変調された送
信電力を検出して制御に供するためには、検出出力の変
動を平滑化するためにローパスフィルタの使用が必要で
あった。
【0003】図7は従来のレベル検出装置を適用した送
信電力制御装置の構成を示すブロック図であり、101
は送信データを変調する変調部、102は変調部101
の出力を所要の送信電力に増幅する高周波電力増幅部、
103は高周波電力増幅部102から出力された送信電
力の一部を取り出す方向性結合部、104は送信アンテ
ナ、105は方向性結合部103から取り出された送信
電力の一部を入力するレベル検出部、106はレベル検
出部105の出力を平滑化するローパスフィルタ、10
7はローパスフィルタ106から出力されるアナログ信
号をディジタル信号に変換するアナログ/ディジタル
(A/D)変換部、108はレベル検出部105の検出
した検出値とその検出値に対応した送信電力をテーブル
若しくは関数で記憶させたメモリ部で、予め、レベル検
出部105の検出値とそのときにおける送信電力との関
係を測定し、その結果を記憶させている。109はA/
D変換部107から出力される検出値をもとにメモリ部
のテーブルを参照して、その検出値に対応する送信電力
を得、送信電力が所要の電力値になるように高周波電力
増幅部102の利得を調整するCPU等からなる制御部
である。なお、図示例は、上記のレベル検出部105、
ローパスフィルタ106、A/D変換部107、制御部
109等をレベル検出装置の主要部としている。
【0004】次に動作について説明する。送信データは
変調部101で変調された後、高周波電力増幅部102
で所要な送信電力に増幅され、方向性結合部103を介
して送信アンテナ104から放射送信される。この送信
時、レベル検出部105は送信電力の一部を方向性結合
部103から取り出し、この送信電力のレベルをレベル
検出部105で検出し、その検出信号をローパスフィル
タ106で平滑化する。
【0005】そして、このローパスフィルタ106から
出力されたアナログの検出信号をA/D変換部107で
ディジタル信号に変換し、制御部109に送信電力の検
出値として入力する。制御部109はメモリ部108に
記憶しているテーブルを参照し、A/D変換部107か
ら入力した検出値に対応する送信電力を得、現在送信さ
れている送信電力を検知する。また、制御部109は検
知した現在の送信電力と所要の送信電力値とを比較し、
所要の送信電力となるよう、高周波電力増幅部102の
利得を調整する。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】従来のレベル検出装置
は以上のように構成されているので、レベル検出部の出
力をローパスフィルタによって平滑化して安定化した検
出値を得ているが、ローパスフィルタの時定数にその検
出精度が左右されるものである。以下、具体的に図8及
び図9により説明する。図8は連続送信している場合で
あり、図8(a)はローパスフィルタの時定数が小さい
場合、図8(b)はローパスフィルタの時定数が大きい
場合を示す。また、図9は間欠送信している場合であ
り、図9(a)はローパスフィルタの時定数が小さい場
合、図9(b)はローパスフィルタの時定数が大きい場
合を示す。即ち、ローパスフィルタの時定数が小さい場
合、図8(a)、図9(a)に示すように、応答速度が
早い反面、入力された検出信号の平滑化が十分に行われ
ず、連続送信、間欠送信の如何に関わらず、誤差δgを
生じる。
【0007】また、時定数が大きいと、図8(b)、図
9(b)に示すように、入力された検出信号の平滑化は
十分に行われる反面、応答速度が遅く立ち上がりがなま
る。このため、図8(b)の連続送信では正確にレベル
検出できるまでに時間を要し、また、図9(b)の間欠
送信では実際の送信電力レベルよりも低いレベル値しか
検出できないので、検出値に誤差ΔGを生じる。
【0008】このため、時定数が大きいローパスフィル
タを用いると、連続送信時に送信開始後、ローパスフィ
ルタの出力が安定する一定時間経過後に検出信号を出力
すれば問題はないが、この一定時間より短い時間間隔で
間欠送信が行われる場合は、実際の送信電力のレベルよ
りも低いレベル値しか検出できないという課題があっ
た。
【0009】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたもので、回路規模を変更することなく、短
時間で、かつ、検出精度のよいレベル検出を行うことが
できるレベル検出装置を得ることを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】この発明に係るレベル検
出装置は、連続送信又は間欠送信される送信データを増
幅する高周波電力増幅部から出力される送信電力のレベ
ルを検出するレベル検出部、連続送信時における上記レ
ベル検出部の出力信号を安定に平滑化する時定数を有す
るローパスフィルタ、このローパスフィルタにより平滑
化された上記レベル検出部の検出信号をA/D変換器を
介して入力し、該入力値に応じて上記送信電力を導出す
る制御部を備え、該制御部は、間欠送信時における送信
電力の導出時には、上記A/D変換器から入力する入力
値に所定の補正係数を乗じた値に応じて上記送信電力を
導出するようにしたものである。また、この発明に係る
レベル検出装置は、ローパスフィルタは抵抗値Rの抵抗
と容量値Cのコンデンサからなり、制御部は間欠送信
時、入力値に補正係数α=1/(1−e−t/CR)を
乗じ乗じた値に応じて送信電力を導出するようにしたも
のである。
【0011】この発明に係るレベル検出装置は、連続送
信又は間欠送信される送信データを増幅する高周波電力
増幅部から出力される送信電力のレベルを検出するレベ
ル検出部、このレベル検出器の出力開始時には小さい時
定数で上記レベル検出器の出力を平滑化し、平滑出力が
略飽和した状態から大きい時定数に切り替わって平滑化
するローパスフィルタ、このローパスフィルタにより平
滑化された上記レベル検出部の検出信号をA/D変換器
を介して入力し、該入力値に応じて上記送信電力を導出
する制御部を備えたものである。
【0012】この発明に係るレベル検出装置は、ローパ
スフィルタは、抵抗値R1の第1抵抗と、この第1抵抗
に並列接続されたダイオード及び抵抗値R2の第2抵抗
からなる直列回路と、この直列回路及び上記第1抵抗を
介して入力するレベル検出器の出力信号を充電するコン
デンサとからなり、上記第1及び第2抵抗の抵抗値はR
2<R1の関係があり、かつ、上記ダイオードはコンデ
ンサが略飽和状態に充電されたとき非導通状態になるよ
うにしたものである。
【0013】この発明に係るレベル検出装置は、レベル
検出部の温度変化に対する出力変化の温度補正係数を格
納したメモリ部を備え、制御部は、該メモリ部に格納さ
れた温度補正係数で入力値を補正した値に基づいて送信
電力を導出するようにしたものである。
【0014】この発明に係るレベル検出装置は、レベル
検出部の送信周波数変化に対する出力変化の周波数補正
係数を格納したメモリ部を備え、制御部は、該メモリ部
に格納された周波数補正係数で入力値を補正した値に基
づいて送信電力を導出するようにしたものである。
【0015】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の一形態を
説明する。 実施の形態1.図1はこの発明の実施の形態1によるレ
ベル検出装置を適用した送信電力制御装置の構成を示す
ブロック図であり、図において、1は送信データを変調
する変調部、2は変調部1の出力を所要の送信電力に増
幅する高周波電力増幅部、3は高周波電力増幅部2から
出力された送信電力の一部を取り出す方向性結合部、4
は送信アンテナ、5は方向性結合部3から取り出された
送信電力の一部を入力するレベル検出部、6はレベル検
出部5の出力を平滑化するローパスフィルタ、7はロー
パスフィルタ6から出力されたアナログ信号をディジタ
ル信号に変換するアナログ/ディジタル(A/D)変換
部、8はレベル検出部5の検出した検出値とその検出値
に対応した送信電力をテーブル若しくは関数で記憶させ
たメモリ部で、予め、レベル検出部5の検出値とそのと
きにおける送信電力との関係を測定し、その結果を記憶
させている。9はA/D変換部7から出力される検出値
をもとにメモリ部8のテーブルを参照して、その検出値
に対応する送信電力を得、送信電力が所要の電力値にな
るように高周波電力増幅部2の利得を調整するCPU等
からなる制御部で、ローパスフィルタ6による検出誤差
を補正する補正係数を記憶したメモリ部10を有する。
なお、図示例は、上記のレベル検出部5、ローパスフィ
ルタ6、A/D変換部7、制御部9、メモリ部10等を
レベル検出装置の主要部としている。
【0016】図2は上記ローパスフィルタ6の原理構成
図を示すもので、抵抗器RとコンデンサCからなる。そ
して、このローパスフィルタ6は図3の過渡特性図に示
すように、そのRC時定数が大きいと応答性が悪く、出
力の立ち上がりが緩やかである。
【0017】ここで、例えばW−CDMAシステムなど
においては、通常の送信は連続送信であり、この連続送
信時に送信電力検出をする場合は、送信開始時の応答性
にのみ問題が残るものの、ローパスフィルタの時定数を
大きくしていたとしても大きな問題はない。しかし、送
信中に送信情報がない場合には、低消費電力化等のため
に送信を止めることがあるが、このときでも、基地局に
対して位置情報等を送信する必要があるので、送信情報
がないときでも間欠的に送信を行う。そして、この間欠
的な送信時でも、最大送信電力の規格や、送信電力制御
の精度を満たす必要があるが、連続送信時と同じように
ローパスフィルタの時定数を大きくした場合、正確な送
信電力の検出ができない。しかるに、ローパスフィルタ
の過渡応答は時定数により一意な値である。そこで、こ
の発明では、時定数の大きいローパスフィルタで間欠送
信時の送信電力を検出し、その検出値を補正することに
より、正確な送信電力の検出を行おうとするものであ
る。
【0018】以下、この補正係数の定め方を説明する。
いま、正規の検出値をY、間欠送信時における検出値を
Xとすると、 X=(1−e-t/CR )Y となる。これより、 Y=X・1/(1−e-t/CR ) となり、補正係数αは α=1/(1−e-t/CR ) となる。ここで、tは送信開始から電力検出を行うまで
の時間間隔Δtである。そこで、この求めた補正係数α
をメモリ部10に格納しておくものである。
【0019】次に動作について説明する間欠的に送信さ
れる送信データは変調部1で変調された後、高周波電力
増幅部2で所要な送信電力に増幅され、方向性結合部3
を介して送信アンテナ4から放射送信される。この間欠
送信時、レベル検出部5は送信電力の一部を方向性結合
部3から取り出し、この送信電力のレベルをレベル検出
部5で検出し、その検出信号をローパスフィルタ6で平
滑化する。そして、このローパスフィルタ6から出力さ
れたアナログの検出信号をA/D変換部7でディジタル
信号に変換し、制御部9に送信電力の検出値として入力
する。ここで、ローパスフィルタ6は時定数が大きいた
め、この間欠送信時にA/D変換部7から制御部9に入
力される検出信号Xは誤差を含んだものである。そこ
で、制御部9は上記補正係数αを用いて正規の検出値Y
を、Y=α・Xにより求める。制御部9は正規の検出値
Yによりメモリ部8に記憶しているテーブルを参照し
て、対応する送信電力を得、現在送信されている送信電
力を検知する。また、制御部9は検知した現在の送信電
力と規格に定められている所要の送信電力値とを比較
し、所要の送信電力となるよう、高周波電力増幅部2の
利得を調整する。なお、連続送信時には従来と同様に送
信電力を検出し、所要の送信電力となるよう、高周波電
力増幅部2の利得を調整する。
【0020】以上のように、この実施の形態1によれ
ば、間欠送信時における送信電力のレベル検出値に予め
定めた補正係数を乗算して正規の検出値とするように構
成したので、出力の平滑化が安定に行われる時定数の大
きなローパスフィルタを用いても、精度よくレベル検出
を行うことができる。また、A/D変換部7の出力側に
おいて補正係数を乗算するので、補正係数の決定の仕方
およびそのための構成の容易化を図ることができる。
【0021】実施の形態2.前記したように、ローパス
フィルタ6は時定数が大きい場合は応答性が悪く、時定
数が小さい場合、応答性はよいが出力は安定しない。そ
こで、この実施の形態2では、レベル検出部5の出力開
始時には時定数の小さな第1ローパスフィルタ6aを用
い該第1ローパスフィルタ6aの出力が所定値に達した
後に時定数の大きな第2ローパスフィルタ6bを用いる
ように構成したものである。
【0022】図4はこの第1ローパスフィルタ6aと、
第2ローパスフィルタ6bの構成を示す回路図であり、
ダイオードDと抵抗器R1、R2及びコンデンサCとで
第1ローパスフィルタ6aを、上記抵抗器R1とコンデ
ンサCとにより第2ローパスフィルタ6bを構成してい
る。また、抵抗器R1及びR2の抵抗値はR2<R1の
関係になっている。
【0023】次に動作について説明する。間欠送信する
場合、送信データは変調部1で変調された後、高周波電
力増幅部2で所要の送信電力に増幅され、方向性結合部
3を介して送信アンテナ4から放射送信される。この間
欠送信時、レベル検出部5は送信電力の一部を方向性結
合部3から取り出し、この送信電力のレベルをレベル検
出部5で検出し、その検出信号をローパスフィルタ6で
平滑化する。即ち、ローパスフィルタ6に検出信号が印
加されると、その直後にダイオードDが導通し、コンデ
ンサCは入力端子11から抵抗器R1を通して供給され
る電流と、入力端子11、ダイオードD、抵抗器R2を
通して供給される電流とによって充電される。このと
き、抵抗器R2の抵抗値は抵抗器R1の抵抗値に比べて
小さい値に選ばれているので、大半の電流はダイオード
及び抵抗器R2を通して供給され、図5の領域aに示す
ように急速に充電されていく。この状態は、ローパスフ
ィルタ6が時定数の小さい第1ローパスフィルタ6aと
して機能している。
【0024】次に、コンデンサCの端子電圧が上昇し
て、飽和状態に近づき、充電電流が殆ど流れなくなる
と、ダイオードDの両端に印加される電位差が導通電位
より小さくなり、ダイオードDが非導通となり、コンデ
ンサCは抵抗器R1を通して供給される電流のみで充電
されるようになる。この状態は、図5の領域bであり、
ローパスフィルタ6が時定数の大きい第2ローパスフィ
ルタ6bとして機能している。即ち、間欠送信の送信中
に急速にローパスフィルタ6の出力を安定状態にもって
いくことができる。
【0025】そこで、このコンデンサCの端子電圧を送
信電力のレベル検出値として、A/D変換部7に供給し
てディジタル信号に変換した後、制御部9に供給する。
その後、制御部9における送信電力を得る動作及び高周
波電力増幅部2の利得制御動作は、従来と同様に行われ
る。この動作は、間欠送信で送信が行われる度に繰り返
し行われる。次に、連続送信する場合は、送信開始時に
のみローパスフィルタ6が時定数の小さい第1ローパス
フィルタとして機能し、その後は時定数の大きい第2の
ローパスフィルタとして機能し続ける。
【0026】以上のように、この実施の形態2によれ
ば、送信電力の立ち上がり時には、時定数の小さな第1
ローパスフィルタ6aで検出出力を急峻に立ち上げ、検
出出力がほぼ飽和した後は時定数の大きな第2ローパス
フィルタ6bで飽絡線変動を平滑化することにより、実
施の形態1のような補正係数の算出および乗算を行うこ
となく、間欠送信時であっても、送信電力のレベルを精
度よく検出することができる。
【0027】実施の形態3.上記レベル検出部5はダイ
オードにより構成される検波回路を有するが、この検波
回路は、図6に示すように、低温度時は曲線ta、高温
度時は曲線tbのように温度によって出力が変動する。
そこで、温度を変数とした関数若しくは温度対補正値の
テーブルデータとして係数βをメモリ部(例えばメモリ
部10の一部)に格納しておき、レベル検出時における
温度に対する温度補正係数βをメモリ部から読み出して
レベル検出値を補正するようにしたものである。
【0028】以上のように構成したので、この実施の形
態3によれば、検出時の温度に左右されることなく、温
度変化を考慮した精度の高い送信電力のレベル検出を行
うことができる。
【0029】実施の形態4.上記レベル検出部5はダイ
オードにより構成される検波回路を有するが、この検波
回路は、送信周波数によって出力が変動する。そこで、
周波数を変数とする関数若しくは周波数対補正値のテー
ブルデータとして周波数補正係数γをメモリ部(例えば
メモリ部10の一部)に格納しておき、レベル検出時に
おける周波数に対する係数γをメモリ部から読み出して
レベル検出値を補正するようにしたものである。
【0030】以上のように構成したので、この実施の形
態4によれば、周波数の変化に左右されることなく、周
波数変化を考慮した精度の高い送信電力の検出を行うこ
とができる。
【0031】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、間欠
送信時、検出値に補正係数を乗算して正規のレベル検出
値とするように構成したので、時定数の大きなローパス
フィルタを用いてレベルを検出する場合、このローパス
フィルタの応答性が低いため、本来検出すべき検出値を
検出できない点を解消して、正確なレベルを検出するこ
とができる。そして、この時定数の大きなローパスフィ
ルタは、信号の飽絡線変動を平滑化することができるか
ら、安定したレベル検出値を得ることができるという効
果がある。また、レベル検出値をディジタル信号に変換
した後で補正係数を乗算するように構成したので、補正
係数の決め方およびそのための構成を容易にすることが
できるという効果がある。
【0032】この発明によれば、レベル検出器の出力開
始時には小さい時定数でレベル検出器の出力を平滑化
し、平滑出力が略飽和した状態から大きい時定数に切り
替わって平滑化するようにローパスフィルタを構成した
ので、送信電力の立ち上がりに追従して確実に送信電力
のレベルを検出することができるとともに、送信電力の
立ち上がりの後は、時定数の大きなローパスフィルタが
信号の飽絡線変動を平滑化することができるから、安定
したレベル検出値を得ることができるという効果があ
る。
【0033】しかも、上記第1ローパスフィルタと第2
ローパスフィルタとを自動的に切りかえるように構成し
たので、切換え動作が安定に行われるとともに構成を簡
略化することができる効果がある。
【0034】この発明によれば、検出値を予め定めた温
度補正係数又は周波数補正係数で補正するように構成し
たので、レベル検出部の温度変化又は周波数変化を考慮
した精度の高い送信電力の検出を行うことができる効果
がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の実施の形態1によるレベル検出装
置を適用した送信電力制御装置の構成を示すブロック図
である。
【図2】 ローパスフィルタの原理を示す構成図であ
る。
【図3】 ローパスフィルタの過渡応答特性図である。
【図4】 自動切換え式の第1ローパスフィルタと第2
ローパスフィルタの回路図である。
【図5】 図4のローパスフィルタの動作説明図であ
る。
【図6】 ローパスフィルタの温度に対する出力変化の
説明図である。
【図7】 従来のレベル検出装置を適用した送信電力制
御装置の構成を示すブロック図である。
【図8】 連続送信時における時定数の大きなローパス
フィルタと時定数の小さなローパスフィルタの過渡特性
図である。
【図9】 不連続送信時における時定数の大きなローパ
スフィルタと時定数の小さなローパスフィルタの過渡特
性図である。
【符号の説明】
2 高周波電力増幅部、5 レベル検出部、6 ローパ
スフィルタ、6a 第1ローパスフィルタ、6b 第2
ローパスフィルタ、7 A/D変換部、9 制御部、1
0 メモリ部、D ダイオード、R1,R2 抵抗器、
C コンデンサ。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 連続送信又は間欠送信される送信データ
    を増幅する高周波電力増幅部から出力される送信電力の
    レベルを検出するレベル検出部、連続送信時における上
    記レベル検出部の出力信号を安定に平滑化する時定数を
    有するローパスフィルタ、このローパスフィルタにより
    平滑化された上記レベル検出部の検出信号をA/D変換
    器を介して入力し、該入力値に応じて上記送信電力を導
    出する制御部を備え、該制御部は、間欠送信時における
    送信電力の導出時には、上記A/D変換器から入力する
    入力値に所定の補正係数を乗じた値に応じて上記送信電
    力を導出することを特徴とするレベル検出装置。
  2. 【請求項2】 ローパスフィルタは抵抗値Rの抵抗と容
    量値Cのコンデンサからなり、制御部は間欠送信時、入
    力値に補正係数α=1/(1−e-t/CR )を乗じ乗じた
    値に応じて送信電力を導出することを特徴とする請求項
    1記載のレベル検出装置。
  3. 【請求項3】 連続送信又は間欠送信される送信データ
    を増幅する高周波電力増幅部から出力される送信電力の
    レベルを検出するレベル検出部、このレベル検出器の出
    力開始時には小さい時定数で上記レベル検出器の出力を
    平滑化し、平滑出力が略飽和した状態から大きい時定数
    に切り替わって平滑化するローパスフィルタ、このロー
    パスフィルタにより平滑化された上記レベル検出部の検
    出信号をA/D変換器を介して入力し、該入力値に応じ
    て上記送信電力を導出する制御部を備えたことを特徴と
    するレベル検出装置。
  4. 【請求項4】 ローパスフィルタは、抵抗値R1の第1
    抵抗と、この第1抵抗に並列接続されたダイオード及び
    抵抗値R2の第2抵抗からなる直列回路と、この直列回
    路及び上記第1抵抗を介して入力するレベル検出器の出
    力信号を充電するコンデンサとからなり、上記第1及び
    第2抵抗の抵抗値はR2<R1の関係があり、かつ、上
    記ダイオードはコンデンサが略飽和状態に充電されたと
    き非導通状態になることを特徴とする請求項3記載のレ
    ベル検出装置。
  5. 【請求項5】 レベル検出部の温度変化に対する出力変
    化の温度補正係数を格納したメモリ部を備え、制御部
    は、該メモリ部に格納された温度補正係数で入力値を補
    正した値に基づいて送信電力を導出することを特徴とす
    る請求項1又は3記載のレベル検出装置。
  6. 【請求項6】 レベル検出部の送信周波数変化に対する
    出力変化の周波数補正係数を格納したメモリ部を備え、
    制御部は、該メモリ部に格納された周波数補正係数で入
    力値を補正した値に基づいて送信電力を導出することを
    特徴とする請求項1又は3記載のレベル検出装置。
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