JP2001292189A - 利得調整装置 - Google Patents
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- H03G3/30—Automatic control in amplifiers having semiconductor devices
- H03G3/3052—Automatic control in amplifiers having semiconductor devices in bandpass amplifiers (H.F. or I.F.) or in frequency-changers used in a (super)heterodyne receiver
- H03G3/3078—Circuits generating control signals for digitally modulated signals
Abstract
御を行い、その後、信号波を乱すことなく安定した電力
での出力を行う。 【解決手段】 可変利得増幅器1の出力電力を検出する
電力検出器2と、電力検出器2の出力電圧に基づいて制
御電圧を出力する制御回路3と、電力検出器2の出力電
圧によりパケット信号を検出するパケット検出回路4
と、パケット検出回路4からパケット検出信号が出力さ
れてから所定時間経過後にタイミング信号を出力するタ
イミング生成回路5と、タイミング信号により制御電圧
をサンプルホールドするサンプルホールド回路6と、タ
イミング生成回路5からタイミング信号が出力されるま
では制御回路3からの制御電圧を可変利得増幅器1に供
給し、タイミング信号が出力されると、サンプルホール
ド回路6でホールドされた制御電圧を可変利得増幅器1
に供給するスイッチ回路7とを有する。
Description
利得調整を行う利得調整装置に関し、特にパケット信号
の受信に対して好適なるものである。
ピュータネットワークの整合性をとるため、タイムスロ
ットによる通信(予め信号の送受信のタイミングが決ま
っている通信)にかわり、パケットによる通信(ランダ
ムなタイミングで突然信号がやってくる通信)が検討さ
れている。
OFDMのような振幅変動の激しい通信方式が注目され
ている。
器によりサンプリングする。良好に信号をとるために
は、A/D変換器のダイナミックレンジを十分に活用す
ることが望ましい。
に応じて受信電力が大きく変わるため、上記したダイナ
ミックレンジを活用するには、A/D変換器の入口で、
受信電力によらず一定電力に制御できる利得調整装置が
必要である。
受信するかわからないパケット信号を検出し、直ちに一
定電力に利得制御できる高速の制御が必要である。ま
た、振幅変動の激しい方式の信号を利得制御する場合に
は、信号の振幅変動に追従すると、信号波を乱してしま
うため、制御をある程度低速にする必要がある。
Mの送信波を利得制御する場合に、送信波の包絡線検波
成分(電力に比例した電圧値)を、サンプルホールド
し、積分して利得制御するものが記載されている。ま
た、このものでは、送信を開始した直後は、上記サンプ
ルホールドの周期を短くし、等価的に制御速度を高速に
し、しばらくした後にサンプルホールドの周期を粗くし
て、制御速度を低速にする技術が記載されている。
定されている。送信波でなら自分が送信するタイミング
を知っているため、制御が容易である。これをそのまま
受信に利用しようとしても、特にパケット通信の場合、
いつ信号が受信されるかが不明であるため、そのままで
は適用できない。また、一旦、サンプルホールドして階
段状の波形にしてから、積分回路を通すことにより制御
信号を生成しているため、連続波を積分する場合に比
べ、量子化誤差が発生し、制御の精度が下がるという問
題がある。
ト通信を行う受信機において、パケット信号を受信した
ときに高速で利得制御でき、その後、信号波を乱すこと
なく安定した電力での出力を行うことができる。
め、請求項1に記載の発明では、制御電圧に応じた利得
で、入力信号を増幅する可変利得増幅器(1)と、可変
利得増幅器(1)の入力電力または出力電力に応じた電
圧を出力する電力検出器(2)と、電力検出器(2)の
出力電圧に基づき、可変利得増幅器(1)の出力電力を
目標値に制御するための制御電圧を出力する制御回路
(3)と、電力検出器(2)の出力電圧によりパケット
信号を検出してパケット検出信号を出力するパケット検
出回路(4)と、パケット検出回路(4)からパケット
検出信号が出力されてから所定時間経過後にタイミング
信号を出力するタイミング生成回路(5)と、タイミン
グ生成回路(5)から出力されたタイミング信号によ
り、制御回路(3)から出力された制御電圧をサンプル
ホールドするサンプルホールド回路(6)と、タイミン
グ生成回路(5)からタイミング信号が出力されるまで
は制御回路(3)からの制御電圧を可変利得増幅器
(1)に供給し、タイミング信号が出力されると、サン
プルホールド回路(6)でホールドされた制御電圧を可
変利得増幅器(1)に供給するスイッチ回路(7)とを
有することを特徴としている。
ると、高速の利得制御で直ちに安定した電力に移行さ
せ、その後、固定した利得とすることで、信号波を乱す
ことなく安定した電力での出力を行うことができる。
じた利得で、入力信号を増幅する可変利得増幅器(1)
と、可変利得増幅器(1)の出力電力に応じた電圧を出
力する電力検出器(2)と、電力検出器(2)の出力電
圧に基づき、可変利得増幅器(1)の出力電力を目標値
に制御するための制御電圧を出力する制御回路(3)
と、電力検出器(2)の出力電圧によりパケット信号を
検出してパケット検出信号を出力するパケット検出回路
(4)と、電力検出器(2)の出力電圧が所定の閾値を
超え、その後収束状態になっていることを検出して収束
検出信号を出力する収束検出回路(8)と、パケット検
出回路(4)からパケット検出信号が出力され、かつ収
束検出回路(8)から収束検出信号が出力されたときに
タイミング信号を出力するタイミング生成回路(51)
と、タイミング生成回路(51)から出力されたタイミ
ング信号により、制御回路(3)から出力された制御電
圧をサンプルホールドするサンプルホールド回路(6)
と、タイミング生成回路(51)からタイミング信号が
出力されるまでは制御回路(3)からの制御電圧を可変
利得増幅器(1)に供給し、タイミング信号が出力され
ると、サンプルホールド回路(6)でホールドされた制
御電圧を可変利得増幅器(1)に供給するスイッチ回路
(7)とを有することを特徴としている。
ケット信号を検出すると、高速の利得制御で直ちに安定
した電力に移行させ、その後、固定した利得とすること
で、信号波を乱すことなく安定した電力での出力を行う
ことができる。
じた利得で、入力信号を増幅する可変利得増幅器(1)
と、可変利得増幅器(1)の入力電力または出力電力に
応じた電圧を出力する電力検出器(2)と、電力検出器
(2)の出力電圧に基づき、可変利得増幅器(1)の出
力電力を高速で目標値に制御するための第1の制御電圧
を出力する第1の制御回路(31)と、電力検出器
(2)の出力電圧に基づき、可変利得増幅器(1)の出
力電力を低速で目標値に制御するための第2の制御電圧
を出力する第2の制御回路(32)と、電力検出器
(2)の出力電圧によりパケット信号を検出してパケッ
ト検出信号を出力するパケット検出回路(4)と、パケ
ット検出回路(4)からパケット検出信号が出力されて
から所定時間が経過するまでは、第1の制御回路(3
1)からの第1の制御電圧を可変利得増幅器(1)に供
給し、所定時間が経過すると、第2の制御回路(32)
からの第2の制御電圧を可変利得増幅器(1)に供給す
る回路手段(5、7)とを有することを特徴としてい
る。
てから所定時間が経過するまでは高速制御モードとして
利得調整を行い、所定時間が経過すると低速制御モード
として利得調整を行っているから、パケット信号を検出
すると高速の利得制御で直ちに安定した電力に移行さ
せ、その後、低速の利得制御とすることで、信号波を乱
すことなく安定した電力での出力を行うことができる。
としては、請求項4に記載の発明のように、パケット検
出回路(4)からパケット検出信号が出力されてから所
定時間経過後にタイミング信号を出力するタイミング生
成回路(5)と、タイミング生成回路(5)からタイミ
ング信号が出力されるまでは第1の制御回路(31)か
らの第1の制御電圧を可変利得増幅器(1)に供給し、
タイミング信号が出力されると、第2の制御回路(3
2)からの第2の制御電圧を可変利得増幅器(1)に供
給するスイッチ回路(7)とを有するものとすることが
できる。
じた利得で、入力信号を増幅する可変利得増幅器(1)
と、可変利得増幅器(1)の出力電力に応じた電圧を出
力する電力検出器(2)と、電力検出器(2)の出力電
圧に基づき、可変利得増幅器(1)の出力電力を高速で
目標値に制御するための制御電圧を出力する第1の制御
回路(31)と、電力検出器(2)の出力電圧に基づ
き、可変利得増幅器(1)の出力電力を低速で目標値に
制御するための制御電圧を出力する第2の制御回路(3
2)と、電力検出器(2)の出力電圧によりパケット信
号を検出してパケット検出信号を出力するパケット検出
回路(4)と、電力検出器(2)の出力電圧が所定の閾
値を超え、その後収束状態になっているを検出して収束
検出信号を出力する収束検出回路(8)と、パケット検
出回路(4)からパケット検出信号が出力され、かつ収
束検出信号が出力されたときにタイミング信号を出力す
るタイミング生成回路(51)と、タイミング生成回路
(51)からタイミング信号が出力されるまでは第1の
制御回路(31)からの第1の制御電圧を可変利得増幅
器(1)に供給し、タイミング信号が出力されると、第
2の制御回路(32)からの第2の制御電圧を可変利得
増幅器(1)に供給するスイッチ回路(7)とを有する
ことを特徴としている。
明と同様、パケット信号を検出すると高速の利得制御で
直ちに安定した電力に移行させ、その後、低速の利得制
御とすることで、信号波を乱すことなく安定した電力で
の出力を行うことができる。
じた利得で、入力信号を増幅する可変利得増幅器(1)
と、可変利得増幅器(1)の入力電力または出力電力に
応じた電圧を出力する電力検出器(2)と、電力検出器
(2)の出力電圧に基づき、可変利得増幅器(1)の出
力電力を制御定数に応じた速度で目標値に制御するため
の制御電圧を出力する制御回路(33)と、電力検出器
(2)の出力電圧によりパケット信号を検出してパケッ
ト検出信号を出力するパケット検出回路(4)と、パケ
ット検出回路(4)からパケット検出信号が出力されて
から所定時間が経過するまでは制御定数を大きな値に調
節し、所定時間が経過後は、制御定数を小さな値に調節
する制御定数調節回路(9)とを有することを特徴とし
ている。
てから所定時間が経過するまでは大きな制御定数で高速
に利得調整を行い、所定時間が経過すると制御定数を低
下させて低速で利得調整を行っているから、パケット信
号を検出すると高速の利得制御で直ちに安定した電力に
移行させ、その後、低速の利得制御とすることで、信号
波を乱すことなく安定した電力での出力を行うことがで
きる。
じた利得で、入力信号を増幅する可変利得増幅器(1)
と、可変利得増幅器(1)の出力電力に応じた電圧を出
力する電力検出器(2)と、電力検出器(2)の出力電
圧に基づき、可変利得増幅器(1)の出力電力を制御定
数に応じた速度で目標値に制御するための制御電圧を出
力する制御回路(33)と、電力検出器(2)の出力電
圧に応じ、電力検出器(2)の出力電圧が上昇すると制
御定数を増加させ、電力検出器(2)の出力電圧が下降
すると制御定数を低下させるように、制御定数を調節す
る制御定数調節回路(91)とを有することを特徴とし
ている。
より可変利得増幅器(1)の出力電力がオーバーシュー
トしてもそれに追従して高速の利得制御を行うため直ち
に安定した電力に移行させることができ、その後、可変
利得増幅器(1)の出力電力の変化の収束に応じて低速
で利得制御を行うため、信号波を乱すことなく安定した
電力での出力を行うことができる。
しては、請求項8に記載の発明のように、プリアンブル
の受信時間より短く、かつ可変利得増幅器(1)の出力
電力が目標値に収束するよりも長い時間であるのが好ま
しい。この場合、請求項9に記載の発明のように、その
所定時間は、得調整用のプリアンブル部の受信時間より
短い時間であるのが好ましい。
応じた利得で、入力信号を増幅する可変利得増幅器
(1)と、可変利得増幅器(1)の入力電力または出力
電力に応じた電圧を出力する電力検出器(2)と、電力
検出器(2)の出力電圧に基づき、可変利得増幅器
(1)の出力電力を目標値に制御するための制御電圧を
出力する制御回路(34)と、制御回路(34)からの
制御電圧に基づいて、可変利得増幅器(1)の出力電力
を安定化させるように可変利得増幅器(1)の出力電力
を補正する回路手段(10、11、12、13)とを有
することを特徴としている。
対し信号波を制御電圧で補正することによって、安定し
た信号波を得ることができる。
する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すも
のである。
の第1実施形態に係る利得調整装置の構成を示す。この
利得調整装置は、移動体通信における受信機に備えら
れ、QAMやOFDMのような振幅変動の激しい通信方
式で送信された信号を、例えばミキサでIF信号にし、
そのIF信号の利得を調整する装置として用いられる。
この利得調整装置で利得調整された出力電圧は、図示し
ないA/D変換器を介して例えばベクトル復調器に入力
される。なお、この利得調整装置の前段と、後段に接続
されるものは、上記したミキサ、ベクトル復調器以外の
ものでも可能であり、例えば前段を復調器、後段をディ
ジタル復調器とすることもできる。
したときに、パケット信号の利得を調整するに適した構
成となっている。パケット信号は、プリアンブルとデー
タから構成されており、プリアンブルには、利得調整用
のプリアンブル部と周波数制御用のプリアンブル部、タ
イミング調整用のプリアンブル部などから構成され、利
得調整用のプリアンブル部がプリアンブルの先頭に配置
されている。
構成について説明する。この利得調整装置は、可変利得
増幅器1と、電力検出器2と、制御回路3と、パケット
検出回路4と、タイミング生成回路5と、サンプルホー
ルド回路6と、スイッチ回路7とを有して構成されてい
る。
得で、入力信号を増幅する。電力検出器2は、可変利得
増幅器1の出力電力に応じた電圧Vpを出力する。制御
回路3は、電力検出器2の出力電圧Vpを目標電圧と比
較し、可変利得増幅器1の出力電力を目標値に制御する
ための制御電圧Vgを出力する。
力電圧Vgを所定の閾値(以下、第1の閾値という)と
比較してパケット信号を検出するもので、電力検出器2
の出力電圧Vgが第1の閾値を超えている間ハイレベル
のパケット検出信号を出力する。タイミング生成回路5
は、時間を計測する回路を有しており、パケット検出回
路4からパケット検出信号が出力されてからの時間を計
測し、所定時間tdが経過するとハイレベルのタイミン
グ信号を出力し、パケット検出回路4からパケット検出
信号が出力されている間、タイミング信号の出力を継続
する。
成回路5からタイミング信号が出力されると、制御回路
3から出力された制御電圧Vgをサンプルホールドす
る。スイッチ回路7は、タイミング生成回路5からタイ
ミング信号が出力されるまでは制御回路3からの制御電
圧Vgを可変利得増幅器1に供給し、タイミング信号が
出力されると、サンプルホールド回路6でホールドされ
た制御電圧Vgを可変利得増幅器1に供給するもので、
例えば半導体式のスイッチで構成することができる。
る。図2に、各部信号のタイミングチャートを示す。
(a)はこの利得調整装置への入力信号を示し、(b)
はパケット検出回路4の出力信号を示し、(c)はタイ
ミング生成回路5の出力信号を示し、(d)は電圧検出
器2の出力電圧Vp(可変利得増幅器1の出力電力に相
当)を示す。
電力電圧器2から出力される電圧Vpは低電圧レベルに
ある。このため、制御回路3は、電力検出器2の出力電
圧Vpに基づき、可変利得増幅器1の出力電力を目標値
に制御するための制御電圧Vgを出力する。この状態で
は、パケット検出回路4は、パケット信号を検出してい
ないため、スイッチ回路7は、制御回路3からの制御電
圧Vgを可変利得増幅器1に供給する。このようなフィ
ードバックループにより、可変利得増幅器1は高利得で
増幅を行っている。
変利得増幅器1の出力電力が上昇する。このため、電力
電圧器2から出力される電圧Vpも上昇し、電圧Vpが
第1の閾値を超えると、パケット検出回路4からパケッ
ト検出信号が出力される。このパケット検出信号の出力
によってタイミング生成回路5は、時間の計測を開始す
る。その時間が所定時間tdになるまでは、タイミング
生成回路5はタイミング信号を出力しない。このため、
制御回路3からの制御電圧Vgがスイッチ回路7を介し
て可変利得増幅器1に供給され、可変利得増幅器1が高
利得で制御される。このとき、可変利得増幅器1の出力
電力は、オーバーシュートするように変化する(図2
(d)参照)。
リアンブル部の受信時間より短く、かつ可変利得増幅器
1の出力電力が目標値に収束するよりも長い時間に設定
されている。従って、所定時間tdが経過するまでに
は、可変利得増幅器1の出力電力は、オーバーシュート
が収束した状態になっている。なお、所定時間tdは、
利得調整用のプリアンブル部を超えて他のプリアンブル
部にかかるような時間であっても、他のプリアンブル部
の復調に影響がないのであれば、利得調整用のプリアン
ブル部より長くてもよい。但し、プリアンブルの受信時
間より短い時間である必要がある。
ミング生成回路5からタイミング信号が出力される。こ
のタイミング信号によって、サンプルホールド回路6
は、制御回路3から出力されている制御電圧Vgをサン
プルホールドし、スイッチ回路7は、サンプルホールド
回路6にてホールドされた制御電圧Vgを可変利得増幅
器1に供給するようにスイッチ切り換えを行う。従っ
て、この後は、可変利得増幅器1は、固定した利得で増
幅を行う。
と、可変利得増幅器1の出力電力が低下し、電力電圧器
2から出力される電圧Vpが低下する。このため、パケ
ット検出回路4からパケット検出信号が出力されなくな
り、タイミング生成回路5からタイミング信号が出力さ
れなくなる。その結果、スイッチ回路7は、制御回路3
からの制御電圧Vgを可変利得増幅器1に供給するよう
にスイッチ切り換えを行う。従って、この後は、可変利
得増幅器1は、パケット信号を受信する前の状態に戻
る。
ット信号を検出すると高速で利得制御を行う利得制御モ
ードとし、その後、所定時間tdが経過すると利得を固
定する固定利得モードとしているから、パケット信号を
検出すると高速の利得制御で直ちに安定した電力に移行
させ、その後、固定した利得とすることで、信号波を乱
すことなく安定した電力での出力を行うことができる。 (第2実施形態)図3に、本発明の第2実施形態に係る
利得調整装置の構成を示す。
を検出してから所定時間tdが経過すると利得制御モー
ドから固定利得モードに移行させるものを示したが、こ
の第2実施形態では、所定時間tdの計測を行わず、電
力検出器2の出力電圧が所定の閾値(第1の閾値より高
い閾値で、以下、第2の閾値Vthという)を超えた
後、その閾値を下回って収束状態になっていることを検
出して、利得制御モードから固定利得モードに移行させ
るようにしている。
整装置は、電力検出器2の出力電圧が第2の閾値Vth
を超えた後、第2の閾値Vthを下回る収束タイミング
を検出し、電力検出器2の出力電圧が第2の閾値Vth
より低い第3の閾値以上である間、収束検出信号を出力
する収束検出回路8を備えている。
力検出器2の出力電圧を第2の閾値Vthと比較し電力
検出器2の出力電圧が第2の閾値Vth以上であるとき
にハイレベル信号を出力する第1のコンパレータと、電
力検電力検出器2の出力電圧を第3の閾値と比較し電力
検出器2の出力電圧が第3の閾値以上であるときにハイ
レベル信号を出力する第2のコンパレータと、第1のコ
ンパレータの出力がハイレベルからローレベルに変化し
た後、第2のコンパレータの出力がハイレベルである
間、収束検出信号を出力する回路によって構成すること
ができる。なお、第1のコンパレータは、チャタリング
による誤動作をなくすため、ヒステリシス付きのコンパ
レータとするのが好ましい。
ト検出回路4からパケット検出信号が出力され、かつ収
束検出回路8から収束検出信号が出力されているときに
タイミング信号を出力するように構成されている。この
タイミング生成回路51としては、例えばAND回路を
用いて構成することができる。
る。図4に、各部信号のタイミングチャートを示す。
(a)はこの利得調整装置への入力信号を示し、(b)
はパケット検出回路4の出力信号を示し、(c)は電圧
検出器2の出力電圧(可変利得増幅器1の出力電力に相
当)を示し、(d)はタイミング生成回路5の出力信号
を示す。
可変利得増幅器1、電力検出器2、制御回路3によるフ
ィードバックループによって、可変利得増幅器1の利得
が制御されている。そして、パケット信号が受信される
と、上記したフィードバックループによって、可変利得
増幅器1の利得が制御される。このため、可変利得増幅
器1の出力電力は、オーバーシュートし、その後、収束
する(図4(c)参照)。
出力電圧に基づいて収束検出回路8が検出し、収束検出
回路8から収束検出信号が出力されると、タイミング生
成回路51からタイミング信号が出力される。このこと
によって、第1実施形態と同様、利得制御モードから固
定利得モードに移行する。 (第3実施形態)図5に、本発明の第3実施形態に係る
利得調整装置の構成を示す。
を検出してから所定時間tdが経過するまでは利得制御
モードとし、所定時間tdが経過すると固定利得モード
とするものを示したが、この第3実施形態では、パケッ
ト信号を検出してから所定時間tdが経過するまでは、
制御定数を高速にした高速制御モードとし、所定時間t
dが経過すると、制御定数を低速にした低速制御モード
としている。
整装置は、電力検出器2の出力電圧に基づき、可変利得
増幅器1の出力電力を高速で目標値に制御するための第
1の制御電圧Vg1を出力する第1の制御回路31と、
電力検出器2の出力電圧に基づき、可変利得増幅器1の
出力電力を低速で目標値に制御するための第2の制御電
圧Vg2を出力する第2の制御回路32とを備えてい
る。
ィルタを有して構成されている。制御回路31は、時定
数フィルタの時定数が小さく(すなわちカットオフ周波
数が大きく)なっており、可変利得増幅器1の出力電力
を高速で目標値に制御するための第1の制御電圧Vg1
を出力する。また、制御回路32は、時定数フィルタの
時定数が大きく(すなわちカットオフ周波数が小さく)
なっており、可変利得増幅器1の出力電力を低速で目標
値に制御するための第2の制御電圧Vg2を出力する。
同様のパケット検出回路4、タイミング生成回路5、ス
イッチ回路7を備えているが、サンプルホールド回路6
は備えられていない。
る。図6に、各部信号のタイミングチャートを示す。
(a)はこの利得調整装置への入力信号を示し、(b)
はパケット検出回路4の出力信号を示し、(c)はタイ
ミング生成回路5の出力信号を示し、(d)は電圧検出
器2の出力電圧(可変利得増幅器1の出力電力に相当)
を示す。
タイミング生成回路5からタイミング信号が出力されて
いないため、スイッチ回路7は、第1の制御回路31か
らの第1の制御電圧Vg1を可変利得増幅器1に供給す
る。このことにより、可変利得増幅器1は高速で利得制
御されている。
ケット検出回路4からパケット検出信号が出力される
が、タイミング生成回路5は、パケット検出信号が出力
されてから所定時間tdが経過するまでは、タイミング
信号を出力しない。このため、可変利得増幅器1は、第
1の制御回路31からの第1の制御電圧Vg1によって
高速で利得制御されている。
ミング生成回路5からタイミング信号が出力されるた
め、スイッチ回路7は、第2の制御回路32からの第2
の制御電圧Vg2を可変利得増幅器1に供給する。この
ことにより、可変利得増幅器1は、第2の制御回路32
からの第2の制御電圧Vg2によって低速で利得制御さ
れる。
ット信号を検出してから所定時間tdが経過するまでは
高速制御モードとして利得調整を行い、所定時間tdが
経過すると低速制御モードとして利得調整を行っている
から、パケット信号を検出すると高速の利得制御で直ち
に安定した電力に移行させ、その後、低速の利得制御と
することで、信号波を乱すことなく安定した電力での出
力を行うことができる。 (第4実施形態)図7に、本発明の第4実施形態に係る
利得調整装置の構成を示す。
を検出してから所定時間tdが経過すると高速制御モー
ドから低速制御モードに移行させるものを示したが、こ
の第4実施形態では、電力検出器2の出力電圧が第2の
閾値Vthを超えた後、その閾値を下回って収束状態に
なっていることを検出して、高速制御モードから低速制
御モードに移行させるようにしている。
整装置は、第2実施形態と同様、収束検出回路8とタイ
ミング生成回路51を備えている。
信されていないとき、可変利得増幅器1、電力検出器
2、第1の制御回路31によるフィードバックループに
より、可変利得増幅器1の利得が高速で制御されてい
る。そして、パケット信号が受信されると、上記したフ
ィードバックループによって、可変利得増幅器1の利得
が高速で制御されるため、可変利得増幅器1の出力電力
は、オーバーシュートし、その後、収束する。
出力電圧に基づいて収束検出回路8が検出すると、収束
検出回路8から収束検出信号が出力されるため、タイミ
ング生成回路51からタイミング信号が出力される。こ
のことによって、スイッチ回路7が経路切り換えを行
い、第2の制御回路32からの第2の制御電圧Vg2が
可変利得増幅器1に供給され、可変利得増幅器1の利得
が低速で制御される。 (第5実施形態)図8に、本発明の第4実施形態に係る
利得調整装置の構成を示す。
1、32により高速制御モードから低速制御モードに移
行させるものを示したが、この第5実施形態では、1つ
の制御回路を用い、その制御定数を変化させることで、
可変利得増幅器1の利得制御を高速から低速に変化させ
るようにしている。
整装置は、制御回路33の制御定数を調節するための制
御定数調節用電圧Vctlを出力する制御定数調節回路
9を備えている。また、この実施形態における制御回路
33は、制御定数調節用電圧Vctlに応じて制御電圧
Vgを出力するように構成されている。
す。この制御回路33は、電力検出器2の出力電圧Vp
と目標電圧の差を求める引算器331と、引算器331
の出力を増幅する誤差増幅器332と、制御定数調節回
路9からの制御定数調節用電圧Vctlによって制御定
数が設定される電圧制御フィルタ(VCF:VoltageCon
trolled Filter)333と、その出力電圧のレベルを変
換するレベル変換器334を有して構成されている。な
お、第1ないし第4実施形態で示した制御回路3、3
1、32は、図10に示す電圧制御フィルタ333の部
分が、固定の制御定数(時定数)を有する時定数フィル
タとなっている。
4からパケット検出信号が出力されると、図10に示す
パターンで制御定数調節用電圧Vctlを出力する。す
なわち、パケット検出回路4からパケット検出信号が出
力されてから、所定時間tdが経過するまでは、制御定
数調節用電圧Vctlを高電圧レベルにし、所定時間t
dが経過すると、制御定数調節用電圧Vctlを除々に
低下させ、その後低電圧レベルにする。つまり、制御定
数調節回路9は、パケット信号が出力されてから所定時
間tdが経過するまでは制御回路33の制御定数を大き
な値に調節し、所定時間tdが経過すると、除々に制御
回路33の制御定数を小さな値に調節する。
ット信号を検出してから所定時間tdが経過するまでは
大きな制御定数で高速に利得調整を行い、所定時間td
が経過すると除々に制御定数を低下させて低速で利得調
整を行っているから、パケット信号を検出すると高速の
利得制御で直ちに安定した電力に移行させ、その後、低
速の利得制御とすることで、信号波を乱すことなく安定
した電力での出力を行うことができる。 (第6実施形態)図11に、本発明の第6実施形態に係
る利得調整装置の構成を示す。
の検出に基づいて制御回路33の制御定数を変化させる
ものを示したが、この実施形態では、電力検出器2の出
力電圧Vpに応じて制御回路33の制御定数を変化させ
るようにしている。
2の出力電圧Vpに応じた制御定数調節用電圧Vctl
を出力する制御定数調節回路91を備えている。この制
御定数調節回路91は、電力検出器2の出力電圧Vpに
応じ、電圧Vpが上昇すると制御定数調節用電圧Vct
lを上昇させ、また電圧Vpが下降すると制御定数調節
用電圧Vctlを下降させるように、制御定数調節用電
圧Vctlを変化させる。この場合、制御定数調節用電
圧Vctlは、電圧Vpから所定の関数(例えば、1次
関数、2次関数、対数関数など)を用いて求めることが
できる。
の受信により可変利得増幅器1の出力電力がオーバーシ
ュートしてもそれに追従して高速の利得制御を行うため
直ちに安定した電力に移行させることができ、その後、
可変利得増幅器1の出力電力の変化の収束に応じて低速
で利得制御を行うため、信号波を乱すことなく安定した
電力での出力を行うことができる。 (第7実施形態)図12に、本発明の第7実施形態に係
る利得調整装置の構成を示す。
力電力を電力検出器2で検出し、この電力検出器2の出
力電圧Vpに基づいて高速制御回路34が高速で利得制
御を行うための制御電圧Vgを可変利得増幅器1に供給
する。このようなフィードバックループにより、可変利
得増幅器1の出力電力は、入力信号の変動に追従した電
圧となる。
て、可変利得増幅器1から出力される信号波の波形と高
速制御回路34の出力電圧Vgの波形を測定したとこ
ろ、図13に示す結果が得られた。この結果から、信号
波が低下するにつれて制御電圧Vgは大きくなり、また
信号波が上昇するにつれて制御電圧Vgが小さくなって
いることがわかる。従って、信号波を制御電圧Vgで補
正するようにすれば、安定した信号波を得ることができ
る。
幅器1の出力電力をディジタル信号に変換する第1のA
/D変換器10と、高速制御回路34からの制御電圧V
gをディジタル信号に変換する第2のA/D変換器11
と、第2のA/D変換器11の出力に基づいて補正値を
演算する補正値演算回路12と、この補正値演算回路1
2で得られた補正値により、第1のA/D変換器10の
出力を補正するように乗算する乗算器13とを有し、こ
の乗算器13から安定した電力の信号波を出力させるよ
うにしている。
演算について説明する。
可変利得増幅器1の出力電力P1は入力電力P0に対し
数式1で表される。
のように表される。
た信号波の波形と対応している。
信号波の振幅変動に追従しないようにするためには、制
御電圧Vgが図13のように変動せず、時間に対して一
定値である必要がある。この一定値は、電力検出器2、
高速制御回路34によるフィードバック系が収束した後
の制御電圧Vgの平均値とすればよい。制御電圧Vgを
Vmとすると、Vmは数式4で求めることができる。
に制御できるまでの時間tdよりも長く設定し、t2−
t1は、信号波形の振幅変動周期よりも十分長くする。
上記したVmを用いれば、信号波の振幅変動に追従せず
に、固定利得で増幅した場合と同様となる。このときの
波形P’は数式5で表すことができる。
した補正値演算回路12の演算で求められる。
可変利得アンプの場合、増幅率Gは数式7で表すことが
できる。
利得が変わるような場合には、増幅率Gは数式8で表す
ことができる。
増幅器1固有の定数であり、その特性表から求められる
が、予めVgとGの関係を実測して求めるようにしても
よい。 (その他の実施形態)上記した第1、第3、第5実施形
態における所定時間tdは、固定の値でなく可変となる
値であってもよい。例えば、電力検出器2が検出する可
変利得増幅器1の出力電力に応じてtdを調整するよう
にしてもよい。具体的には、可変利得増幅器1の出力電
力と目標値の差が大きくなった場合にはtdを長く、逆
に差が小さい場合にはtdを短く設定する。
施形態において、電力検出器2を可変利得増幅器1の後
段に配置して可変利得増幅器1の出力電力を検出し、フ
ィードバックループ(クローズドループ)で利得制御を
行うものを示したが、電力検出器2を可変利得増幅器1
の前段に配置して可変利得増幅器1の入力電力を検出
し、オープンループで利得制御を行うようにしてもよ
い。これに対し、上記した第2、第4、第6実施形態に
おいては、可変利得増幅器1の出力電力をオーバーシュ
ートさせる必要があるため、フィードバックループで利
得制御を行う。
成を示す図である。
ミングチャートである。
成を示す図である。
ミングチャートである。
成を示す図である。
ミングチャートである。
成を示す図である。
成を示す図である。
である。
制御定数調節用電圧Vctlのパターンを示す図であ
る。
構成を示す図である。
構成を示す図である。
器1から出力される信号波の波形と高速制御回路34の
出力電圧Vgの波形を示す図である。
2、33、34…制御回路、4…パケット検出回路、
5、51…タイミング生成回路、6…サンプルホールド
回路、7…スイッチ回路、8…収束検出回路、9、91
…制御定数調節回路、10、11…A/D変換器、12
…補正値演算回路、13…乗算器。
Claims (10)
- 【請求項1】 制御電圧に応じた利得で、入力信号を増
幅する可変利得増幅器(1)と、 前記可変利得増幅器(1)の入力電力または出力電力に
応じた電圧を出力する電力検出器(2)と、 前記電力検出器(2)の出力電圧に基づき、前記可変利
得増幅器(1)の出力電力を目標値に制御するための制
御電圧を出力する制御回路(3)と、 前記電力検出器(2)の出力電圧によりパケット信号を
検出してパケット検出信号を出力するパケット検出回路
(4)と、 前記パケット検出回路(4)からパケット検出信号が出
力されてから所定時間経過後にタイミング信号を出力す
るタイミング生成回路(5)と、 前記タイミング生成回路(5)から出力されたタイミン
グ信号により、前記制御回路(3)から出力された制御
電圧をサンプルホールドするサンプルホールド回路
(6)と、 前記タイミング生成回路(5)から前記タイミング信号
が出力されるまでは前記制御回路(3)からの制御電圧
を前記可変利得増幅器(1)に供給し、前記タイミング
信号が出力されると、前記サンプルホールド回路(6)
でホールドされた制御電圧を前記可変利得増幅器(1)
に供給するスイッチ回路(7)とを有することを特徴と
する利得調整装置。 - 【請求項2】 制御電圧に応じた利得で、入力信号を増
幅する可変利得増幅器(1)と、 前記可変利得増幅器(1)の出力電力に応じた電圧を出
力する電力検出器(2)と、 前記電力検出器(2)の出力電圧に基づき、前記可変利
得増幅器(1)の出力電力を目標値に制御するための制
御電圧を出力する制御回路(3)と、 前記電力検出器(2)の出力電圧によりパケット信号を
検出してパケット検出信号を出力するパケット検出回路
(4)と、 前記電力検出器(2)の出力電圧が所定の閾値を超え、
その後収束状態になっていることを検出して収束検出信
号を出力する収束検出回路(8)と、 前記パケット検出回路(4)からパケット検出信号が出
力され、かつ前記収束検出回路(8)から収束検出信号
が出力されたときにタイミング信号を出力するタイミン
グ生成回路(51)と、 前記タイミング生成回路(51)から出力されたタイミ
ング信号により、前記制御回路(3)から出力された制
御電圧をサンプルホールドするサンプルホールド回路
(6)と、 前記タイミング生成回路(51)から前記タイミング信
号が出力されるまでは前記制御回路(3)からの制御電
圧を前記可変利得増幅器(1)に供給し、前記タイミン
グ信号が出力されると、前記サンプルホールド回路
(6)でホールドされた制御電圧を前記可変利得増幅器
(1)に供給するスイッチ回路(7)とを有することを
特徴とする利得調整装置。 - 【請求項3】 制御電圧に応じた利得で、入力信号を増
幅する可変利得増幅器(1)と、 前記可変利得増幅器(1)の入力電力または出力電力に
応じた電圧を出力する電力検出器(2)と、 前記電力検出器(2)の出力電圧に基づき、前記可変利
得増幅器(1)の出力電力を高速で目標値に制御するた
めの第1の制御電圧を出力する第1の制御回路(31)
と、 前記電力検出器(2)の出力電圧に基づき、前記可変利
得増幅器(1)の出力電力を低速で目標値に制御するた
めの第2の制御電圧を出力する第2の制御回路(32)
と、 前記電力検出器(2)の出力電圧によりパケット信号を
検出してパケット検出信号を出力するパケット検出回路
(4)と、 前記パケット検出回路(4)からパケット検出信号が出
力されてから所定時間が経過するまでは、前記第1の制
御回路(31)からの第1の制御電圧を前記可変利得増
幅器(1)に供給し、前記所定時間が経過すると、前記
第2の制御回路(32)からの第2の制御電圧を前記可
変利得増幅器(1)に供給する回路手段(5、7)とを
有することを特徴とする利得調整装置。 - 【請求項4】 前記回路手段(5、7)は、前記パケッ
ト検出回路(4)からパケット検出信号が出力されてか
ら所定時間経過後にタイミング信号を出力するタイミン
グ生成回路(5)と、 前記タイミング生成回路(5)から前記タイミング信号
が出力されるまでは前記第1の制御回路(31)からの
第1の制御電圧を前記可変利得増幅器(1)に供給し、
前記タイミング信号が出力されると、前記第2の制御回
路(32)からの第2の制御電圧を前記可変利得増幅器
(1)に供給するスイッチ回路(7)とを有することを
特徴とする請求項3に記載の利得調整装置。 - 【請求項5】 制御電圧に応じた利得で、入力信号を増
幅する可変利得増幅器(1)と、 前記可変利得増幅器(1)の出力電力に応じた電圧を出
力する電力検出器(2)と、 前記電力検出器(2)の出力電圧に基づき、前記可変利
得増幅器(1)の出力電力を高速で目標値に制御するた
めの制御電圧を出力する第1の制御回路(31)と、 前記電力検出器(2)の出力電圧に基づき、前記可変利
得増幅器(1)の出力電力を低速で目標値に制御するた
めの制御電圧を出力する第2の制御回路(32)と、 前記電力検出器(2)の出力電圧によりパケット信号を
検出してパケット検出信号を出力するパケット検出回路
(4)と、 前記電力検出器(2)の出力電圧が所定の閾値を超え、
その後収束状態になっているを検出して収束検出信号を
出力する収束検出回路(8)と、 前記パケット検出回路(4)からパケット検出信号が出
力され、かつ前記収束検出信号が出力されたときにタイ
ミング信号を出力するタイミング生成回路(51)と、 前記タイミング生成回路(51)から前記タイミング信
号が出力されるまでは前記第1の制御回路(31)から
の第1の制御電圧を前記可変利得増幅器(1)に供給
し、前記タイミング信号が出力されると、前記第2の制
御回路(32)からの第2の制御電圧を前記可変利得増
幅器(1)に供給するスイッチ回路(7)とを有するこ
とを特徴とする利得調整装置。 - 【請求項6】 制御電圧に応じた利得で、入力信号を増
幅する可変利得増幅器(1)と、 前記可変利得増幅器(1)の入力電力または出力電力に
応じた電圧を出力する電力検出器(2)と、 前記電力検出器(2)の出力電圧に基づき、前記可変利
得増幅器(1)の出力電力を制御定数に応じた速度で目
標値に制御するための制御電圧を出力する制御回路(3
3)と、 前記電力検出器(2)の出力電圧によりパケット信号を
検出してパケット検出信号を出力するパケット検出回路
(4)と、 前記パケット検出回路(4)からパケット検出信号が出
力されてから所定時間が経過するまでは前記制御定数を
大きな値に調節し、前記所定時間が経過後は、前記制御
定数を小さな値に調節する制御定数調節回路(9)とを
有することを特徴とする利得調整装置。 - 【請求項7】 制御電圧に応じた利得で、入力信号を増
幅する可変利得増幅器(1)と、 前記可変利得増幅器(1)の出力電力に応じた電圧を出
力する電力検出器(2)と、 前記電力検出器(2)の出力電圧に基づき、前記可変利
得増幅器(1)の出力電力を制御定数に応じた速度で目
標値に制御するための制御電圧を出力する制御回路(3
3)と、 前記電力検出器(2)の出力電圧に応じ、前記電力検出
器(2)の出力電圧が上昇すると前記制御定数を増加さ
せ、前記電力検出器(2)の出力電圧が下降すると前記
制御定数を低下させるように、前記制御定数を調節する
制御定数調節回路(91)とを有することを特徴とする
利得調整装置。 - 【請求項8】 前記パケット信号は、プリアンブルを有
するものであり、前記所定時間は、前記プリアンブルの
受信時間より短く、かつ前記可変利得増幅器(1)の出
力電力が目標値に収束するよりも長い時間であることを
特徴とする請求項1、3、4、6のいずれか1つに記載
の利得調整装置。 - 【請求項9】 前記プリアンブルは、利得調整用のプリ
アンブル部を有し、前記所定時間は、前記利得調整用の
プリアンブル部の受信時間より短い時間であることを特
徴とする請求項8に記載の利得調整装置。 - 【請求項10】 制御電圧に応じた利得で、入力信号を
増幅する可変利得増幅器(1)と、 前記可変利得増幅器(1)の入力電力または出力電力に
応じた電圧を出力する電力検出器(2)と、 前記電力検出器(2)の出力電圧に基づき、前記可変利
得増幅器(1)の出力電力を目標値に制御するための制
御電圧を出力する制御回路(34)と、 前記制御回路(34)からの制御電圧に基づいて、前記
可変利得増幅器(1)の出力電力を安定化させるように
前記可変利得増幅器(1)の出力電力を補正する回路手
段(10、11、12、13)とを有することを特徴と
する利得調整装置。
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