JP2001244827A - Fpuの送信出力制御回路 - Google Patents

Fpuの送信出力制御回路

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JP2001244827A
JP2001244827A JP2000053166A JP2000053166A JP2001244827A JP 2001244827 A JP2001244827 A JP 2001244827A JP 2000053166 A JP2000053166 A JP 2000053166A JP 2000053166 A JP2000053166 A JP 2000053166A JP 2001244827 A JP2001244827 A JP 2001244827A
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transmission output
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Tsutomu Karasawa
勉 唐沢
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Ikegami Tsushinki Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 送信出力値に応じた高周波増幅器の利得制御
のための検波回路において、検波回路が常に線形領域で
動作するようにし、一定の送信出力値を得るようにす
る。 【解決手段】 方向性結合器3より得られた高周波信号
に直流電源9からバイアスを付加することによって、ダ
イオード4で検波を行い、制御電圧発生回路6に供給
し、送信出力値に応じた高周波増幅器2の出力制御を行
う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、FPU(Field
Pickup Unit)の送信装置内の出力制御回路
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】 FPU(Field Pickup
Unit)は、中継放送の移動体通信に用いられる送受
信装置であり、テレビカメラにより撮像された映像およ
び音声信号をFM変調またはPM変調して基地局側へ一
定のレベルで送信される。
【0003】 この種の送信出力制御回路は、図3に示
すような自動電力制御回路があり、送信出力を電源電
圧、入力、温度等の諸条件の変動に対して一定に保つ役
割をしている。図3において、31は送信入力、32は
高周波増幅器、33は方向性結合器、34は検波用ダイ
オード、35はローパスフィルタ、36は制御電圧発生
回路、37は出力端子、38は終端抵抗である。方向性
結合器33は高周波増幅器32の出力の一部を分岐して
検波用ダイオード34に供給し、その検波出力をローパ
スフィルタ35を通して制御電圧発生回路36に入力す
る。制御電圧発生回路36ではこの検波出力と基準電圧
とを比較し、その結果に応じて高周波増幅器32に制御
電圧を与え増幅度を制御する。こうして送信出力制御負
帰還ループが構成されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】 FPU装置の送信回
路においては、出力レベルの多段切り換えの要求が高
い。例えば通常の使用においては、5Wの出力で使用す
るが、送信装置と受信装置を近づけて使用する場合は、
0.5Wで使用できるものなどが要求される。
【0005】 出力が5Wの場合、方向性結合器33の
b端子に5Wの出力が得られるように制御が行われる。
このような回路では、伝送路のインピーダンスは通常5
0Ωを使用するため、b端子における電圧は、Sqrt
(5W×50Ω)=15.81Vとなる。ただし、これ
は実効値であるため波高値は、15.81V×Sqrt
(2)=22.36Vである。この電圧に対して、方向
性結合器の結合度を20dBとした場合、端子cでの出
力電圧は22.36V×1/Sqrt(100)=2.
236Vとなる。この出力をダイオード34で検波し、
ローパスフィルタ35で平滑化したものを制御電圧発生
回路36に送る。制御電圧発生回路36では、ローパス
フィルタ35より送られてきた電圧を予め用意した基準
電圧と比較する。このときの基準となる電圧とは、送信
機の出力を5Wにしたときに、ローパスフィルタ35か
ら送られてくる電圧であり、理論上は、前述したダイオ
ード34で検波前の電圧2.236Vの波高値に対して
平均値の2分の1である2.236V×1/2×2/π
=0.7118Vとなるが、実際にはローパスフィルタ
35による減衰等もあるため、工場出荷時に設定する電
圧である。このとき、ローパスフィルタ35からの電圧
が基準となる電圧より低ければ規定の出力(5W)より
も送信出力が低く、電圧が高ければ出力が高いと判断さ
れる。この結果は高周波増幅回路32へと送られて高周
波増幅回路32の利得を制御する。送信出力が高けれ
ば、高周波増幅回路32の利得は下げる方へ制御され、
低ければ上がる方へ制御される。マイクロ波帯での増幅
回路は、FETが使用されるため、利得の制御にはゲー
トおよびドレイン端子に制御電圧を与えて利得を制御す
る。
【0006】 出力が5Wであるときには前記のような
制御で安定した出力電力が得られる。出力が0.5Wに
なると、5Wのときと同様の動作で、制御電圧発生回路
36における基準となる電圧のみ0.7118V/Sq
rt(10)=0.2251V(理論値)となり、この
電圧のみ切り換えればよいことになるが、次のような問
題が発生する。
【0007】 5Wのときと同様な手順で計算すると、
ダイオードで検波される前の段階における電圧波高値
は、Sqrt(0.5W×50Ω)×Sqrt(2)×
1/ Sqrt(100)=0.7071Vとなる。ダ
イオードで検波を行うとき、約0.6V以下の電圧にお
いて入出力が非線形となる、いわゆる非線形領域の電圧
となる。この電圧以下ではインピーダンスが高く、順方
向の電流は0.6V以下の入力電圧に対しては出力はほ
ぼ0となってしまう。波高値で0.75V程度になった
場合、波形の大部分が0.6V以下となり、送信出力が
正しく制御電圧発生回路36へ送られないという問題が
生じる。
【0008】 なお、ここで言うダイオードの非線形領
域とは、以下に言う非線形特性が無視できなくなる電圧
領域をさす。ダイオードの電圧ー電流特性は、
【0009】
【数1】 である。なお、Iは出力電流、Iはダイオードの飽和
電流、qは電子の電荷、Vは入力電圧、kはボルツマン
定数、Tは絶対温度である。この式によれば、順方向の
特性として電圧Vが十分高ければ式の指数部分exp
(q×V/(k×T))が大きな数値となるため、ダイ
オードはインピーダンスの非常に低い素子として働き、
その存在を無視できる。しかし、電圧Vが低くなればダ
イオードの入力電圧に対する出力電流は非線形な特性と
なる。一般にダイオードでは0.6V未満の電圧では非
線形が無視できなくなる。順方向の電流は0.6V以下
の入力電圧に対しては出力はほぼ0となってしまう。ま
た、式からも自明なように、この非線形特性は温度にも
依存するため安定なものではないため、入出力が常に1
対1に対応するものではない。
【0010】 よって、本発明の目的は、出力が切り換
え可能なFPU装置において、出力を切り換えたときで
も送信出力を安定にするための制御回路を提供すること
を目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】 上述のような問題点を
解決するため、送信信号を増幅して方向性結合器に供給
する増幅回路と、前記方向性結合器の一部を取り出し、
ダイオードで検波して、検波した出力を送信出力基準レ
ベルと比較して前記増幅器の増幅度を制御するFPUの
送信出力制御回路において、前記ダイオードに直流バイ
アスを付加するバイアス付加手段を付加したことを特徴
とし、また、前記方向性結合器と前記ダイオードの間に
レベル可変手段を挿入したことを特徴とする。
【0012】 すなわち、本発明の特徴は、検波用ダイ
オードが線形部分で常に動作するように、直流バイアス
を付加したり、ダイオードの入力レベルを可変すること
を特徴とする。
【0013】
【発明の実施の形態】 図1に本発明の第1の実施例を
示す。入力端子1より高周波増幅器2へ入力された高周
波信号は、増幅され方向性結合器3のa端子へと送られ
る。なお、高周波増幅器2は外部から制御電圧を加える
ことにより増幅利得が制御可能な増幅器である。方向性
結合器3は端子aより入った信号が端子bより出力さ
れ、7の出力端子からアンテナ(図示せず)へと送ら
れ、電波となって送信される。方向性結合器3は端子a
からbへの信号が送られると、設定された結合度に応じ
てdからc方向に出力が発生する。本実施例では結合度
は20dBに設定するため、aからb方向に5Wの出力
があればdからc方向へは0.05Wの出力が出る。方
向性結合器3の端子cからの高周波出力に直流電源9の
電圧が加算される。この直流電源9の電圧は、ダイオー
ド4の順方向の非線形領域の電圧をバイアスするための
ものである。一般に使用されるダイオードでは、約0.
6Vを印加する。なお、直流電源9とダイオード4の間
にはローパスフィルタ10を介する。これは直流電源は
インピーダンスが低いため、直接接続すると方向性結合
器3からの高周波信号が直流電源側に吸収されるためで
ある。
【0014】 このようにしてダイオード4により検波
され、ローパスフィルタ5を通った信号は、出力5Wの
とき0.7118V、出力0.5Wのとき0.2251
Vに極めて近い電圧が得られる。この電圧を切り換えス
イッチ11に応じた基準となる電圧と比較し、高周波増
幅器2の利得制御を行うことにより、5Wまたは0.5
Wの安定した送信出力が得られる。
【0015】 図2に本発明の第2の実施例を示す。図
2において図1と同一ないし均等の部分には同一符号を
以て示す。高周波増幅器2へ入力された高周波信号は、
増幅され方向性結合器3のa端子へと送られる。なお、
高周波増幅器2は外部から制御電圧を加えることにより
増幅利得が制御可能な増幅器である。方向性結合器3は
端子aより入った信号が端子bへと出力され、アンテナ
へ送られ、電波となって送信される。方向性結合器3は
端子aからbへの信号が送られると、設定された結合度
に応じてdからc方向に出力が発生する。この方向性結
合器3は結合度10dBのものを使用する。
【0016】 まず、出力が5Wのときの動作である
が、方向性結合器3の端子bに5Wの出力を出した状態
では、端子cへは0.5Wが分岐されて出力となる。端
子cでの出力による波高値は、Sqrt(0.5W×5
0Ω)×Sqrt(2)=7.071Vである。この出
力はアッテネータ に送られる。アッテネータ12は、
出力5WのときにはON(減衰)の設定としておき、入
力信号を10dB減衰させる。したがって、ダイオード
4へ送られた状態での波高値は7.071V×1/Sq
rt(10)=2.236Vとなり、ダイオードの非線
形領域を無視できる状態で検波される。
【0017】 次に、出力が0.5Wのときの動作であ
るが、方向性結合器3の端子bに0.5Wの出力を出し
た状態では、端子cへは0.05Wが分岐されて出力と
なる。端子cでの出力による波高値は、Sqrt(0.
05W×50Ω)×Sqrt(2)=2.236Vであ
る。この出力はアッテネータ12に送られる。アッテネ
ータ12は出力0.5WのときにはOFF(スルー)の
設定としておき、入力信号はそのままダイオード4へと
送られる。したがって、ダイオード4へ送られた状態で
の波高値は2.236Vとなり、ダイオードの非線形領
域の影響を無視できる状態で検波される。
【0018】 本実施例では、ダイオードへ入力される
段階で、送信電力が5Wのときも0.5Wのときも電圧
波高値で2.236Vとなる。このあとの検波回路では
同一に検波され、送信出力基準レベルと比較して高周波
増幅器2が制御される。また、送信出力が5Wのときを
基準とすれば、ダイオード4の前段で増幅回路を設ける
ことによって実施可能である。
【0019】
【発明の効果】以上のように本発明は、高周波増幅器の
利得制御のための検波回路のバイアス値を送信出力に応
じて切り換えるようにしたので、送信出力を切り換えた
微弱出力のときでも一定の安定した出力レベルを得るこ
とができる。また、方向性結合器の結合度を強くする必
要がないために、送信出力の効率がよいという効果もあ
る。
【0020】 さらに、方向性結合器と検波回路の間に
アッテネータを挿入する回路については、FPU装置を
出力切り換え可能なタイプに変更するときでも、アッテ
ネータの追加のみで変更可能なために構成が簡単となる
効果がある。
【0021】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例である。
【図2】本発明の第2の実施例である。
【図3】従来例である。
【符号の説明】 1 入力端子 2 高周波増幅器 3 方向性結合器 4 ダイオード 5 ローパスフィルタ 6 制御電圧発生回路 7 出力端子 8 終端抵抗 9 直流電源 10 ローパスフィルタ 11 切り換えスイッチ 12 アッテネータ 31 入力端子 32 高周波増幅器 33 方向性結合器 34 ダイオード 35 ローパスフィルタ 36 制御電圧発生回路 37 出力端子 38 終端抵抗

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 送信信号を増幅して方向性結合器に供給
    する増幅回路と、前記方向性結合器の一部を取り出し、
    ダイオードで検波して、検波した出力を送信出力基準レ
    ベルと比較して前記増幅器の増幅度を制御するFPUの
    送信出力制御回路において、前記ダイオードに直流バイ
    アスを付加するバイアス付加手段を付加したことを特徴
    するFPUの送信出力制御回路
  2. 【請求項2】 送信信号を増幅して方向性結合器に供給
    する増幅回路と、前記方向性結合器の一部を取り出し、
    ダイオードで検波して、検波した出力を送信出力基準レ
    ベルと比較して前記増幅器の増幅度を制御するFPUの
    送信出力制御回路において、前記方向性結合器と前記ダ
    イオードの間にレベル可変手段を挿入したことを特徴と
    するFPUの送信出力制御回路
JP2000053166A 2000-02-29 2000-02-29 Fpuの送信出力制御回路 Withdrawn JP2001244827A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010534991A (ja) * 2007-07-30 2010-11-11 テレフオンアクチーボラゲット エル エム エリクソン(パブル) バックオフ値とピーク補償値との効率よい記憶方法
JP2014207570A (ja) * 2013-04-12 2014-10-30 Necネットワーク・センサ株式会社 電力制御回路および温度補償方法

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