JP2006238081A - 送信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 搬送波を含んだ電波形式においても一定レベルの送信出力が得られるような制御機能を有するＡＬＣ回路を備えた送信装置を提供する。
【解決手段】 ＡＬＣ回路６において、差動比較器９は、入力レベル検出器７が周波数変換器３の入力側で検波した入力送信信号と出力レベル検出器８が電力検出器５から検波した出力送信信号とを差動比較し、誤差信号に基づいて電子アッテネータ３ａを制御し、出力送信信号のレベルが一定になるようにしている。このとき、ＳＳＢ変換器２に入力されるＡＦの音声信号を各電波形式のＩＦに変調するまでの信号処理を高速化するために、デジタル信号処理用のＤＳＰを用いている。これにより、入力送信信号を検波して生成した基準信号の電圧レベルを一定の値にすることができる。したがって、基準信号と出力側で検波した出力送信信号との誤差信号を高精度に生成することができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、送信信号の出力レベルを略一定に維持するような制御機能を有する自動レベル制御（ＡＬＣ：Automatic Level Control）回路を備えた送信装置に関するものである。

図２は、ＡＬＣ回路を備えた従来の送信装置の構成図である。図２において、送信装置２０に入力されたＡＦ（Audio Frequency：音声周波数）の音声信号は、ＳＳＢ（Single Side Band：単側波帯）変換器２１で各電波形式のＩＦ（Intermediate Frequency：中間周波数）に変調される。そして、変調された送信信号は、周波数変換器２２で周波数変換された後に増幅／整合器２３で増幅及び整合されて出力される。また、周波数変換器２２には電子アッテネータ２２ａが内蔵されていて、この電子アッテネータ２２ａが送信信号の出力レベルを一定のレベルに維持するように可変制御している。

電子アッテネータ２２ａの制御方法としては、ＡＬＣ回路２５によるフィードバック方式が一般的である。また、送信装置２０から出力される電波には種々の電波形式が存在している。特に、搬送波を含む電波形式の場合は、搬送波抽出回路２５ｂが、送信装置２０の出力電力をＡＬＣ回路２５の電力表示器２５ｃに表示させるために電力検出器２４の検波器２４ａで検波された送信信号から、搬送波の成分のみを抽出している。そして、差動比較器２５ａが、抽出された搬送波とＡＬＣ設定器２５ｆの出力の設定信号とを比較して差分信号を電子アッテネータ２２ａへフィードバックし、電子アッテネータ２２ａから出力される送信信号のレベルを略一定に維持するように制御を行っている。

また、送信装置２０から出力される送信信号が高周波の搬送波のみの場合は、電力検出器２４の検波器２４ａで検波される検波出力は直流成分のみであるが、例えば、単側波帯のＨ３ＥやＡ３Ｅのような搬送波に変調波が重畳されている場合は、検波器２４ａは、直流成分とＡＦ（音声周波数）成分とを検波する。そこで、ＡＬＣ回路２５は、検波器２４ａで検波された送信信号を搬送波抽出回路２５ｂによって２つの系統に分岐する。そして、分岐された一方の送信信号は、搬送波抽出回路２５ｂのＡＦフィルタ２５ｄを通し直流成分のみが抽出される。さらに、もう一方の送信信号は、コンデンサＣで直流成分をカットした後にダイオードＤで整流してＡＦ（音声周波数）成分が直流化されて抽出される。

そして、これら２つの信号（つまり、直流成分と直流化されたＡＦ成分）を差動加算器２５ｅで差動加算（つまり、減算）することにより、電力検出器２４の検波器２４ａで検波された送信信号の搬送波成分のみを抽出し、差動比較器２５ａがＡＬＣ設定器２５ｆの設定電圧と抽出された搬送波成分とを差動比較することによって、電子アッテネータ２２ａから出力される送信信号の出力レベルが一定になるように電子アッテネータ２２ａを制御している。

なお、送信信号の出力レベルを一定にする技術は種々の文献に開示されている。例えば、入力されたＩＦ変調信号をレベル制御回路で所定のレベルに制御した後、増幅して無線電波として送信する送信装置の技術が開示されている。この技術によれば、ＭＯＤ動作とＣＷ動作の切り替えを行っても送信信号のレベルが変化するおそれはないので、常に安定した送信信号を出力することができる（例えば、特許文献１参照）
特開２００３−６９４３１号公報（段落番号００１７〜００２７、及び図１〜図４参照）

しかしながら、図２に示す従来の送信装置２０のＡＬＣ回路２５によるフィードバックの場合は、搬送波抽出回路２５ｄが直流成分＋ＡＦ成分から直流成分だけを抽出する際に大きな時定数を必要とするので、過度変動のような瞬時的な変化に追従して制御を行うことができない。また、搬送波抽出回路２５ｂにおいて、直流成分とＡＦ成分の整流分とを抽出するルートで直流成分とＡＦ成分の時定数の違いから、両者の動的な変動に誤差が生じてしまう。さらに、電力検出器２４の検波器２４ａによるダイオード特性（二乗検波特性）から、変調度に応じて直流成分とＡＦ成分の整流分に誤差が含まれてしまい、出力レベルを高精度に制御することができないなどの不具合がある。なお、上記の特許文献１に開示された技術においても、過度変動時の追従制御は不可能であるし、直流成分とＡＦ成分の時定数の違いによって高精度に出力レベルの制御を行うことができない。

本発明は、以上のような問題点に鑑みてなされたものであり、検出した直流成分とＡＦ成分に動的な変動が生じないようにすると共に変調度によって誤差が生じないようにし、搬送波を含んだ電波形式においても一定レベルの送信出力が得られるような制御機能を有するＡＬＣ回路を備えた送信装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決するため、本発明に係る送信装置は、送信信号の出力レベルを略一定に維持する（すなわち、当該送信装置に入力される送信信号の入力レベルと出力レベルとを略同じに維持する）制御機能を有する自動レベル制御回路を備えた送信装置であって、自動レベル制御回路は、ＤＳＰ処理が施された送信信号の入力レベルを検出する入力レベル検出手段と、出力される送信信号の出力レベルを検出する出力レベル検出手段と、入力レベル検出手段にて検出された送信信号の入力レベルと出力レベル検出手段にて検出された送信信号の出力レベルとを比較し、入力レベルと出力レベルの差分情報を算出して出力する差動比較手段とを備え、この差動比較手段が送信信号のレベルを可変する減衰器（電子アッテネータ）へ差分情報を送信し、送信信号の出力レベルを略一定にするように減衰器（電子アッテネータ）を制御するように構成されている。

また、本発明は、送信装置に限定することなく、あらゆる通信装置に使用される自動レベル制御装置を提供することもできる。その場合の自動レベル制御装置は下記のように構成することができる。すなわち、通信信号の出力レベルを略一定に維持する制御機能を有する自動レベル制御装置であって、ＤＳＰ処理が施された通信信号の入力レベルを検出する入力レベル検出手段と、出力される通信信号の出力レベルを検出する出力レベル検出手段と、入力レベル検出手段にて検出された通信信号の入力レベルと出力レベル検出手段にて検出された通信信号の出力レベルとを比較し、入力レベルと出力レベルの差分情報を算出する差動比較手段と、差動比較手段にて算出された差分情報に基づいて通信信号の出力レベルを略一定に制御する（すなわち、当該送信装置に入力される送信信号の入力レベルと出力レベルとが略同じとなるように制御する）減衰器（電子アッテネータ）とを備える構成を採る。

本発明の送信装置に用いられるＡＬＣ回路によれば、従来のＡＬＣ回路のように電子アッテネータを制御する差動比較器の動作基準値を直流電源から生成するのではなく、送信装置へ入力される入力送信信号に基づいて差動比較器の動作基準信号を生成している。また、送信装置の入力送信信号と出力送信信号が共に同じような高周波帯であり、かつ入力送信信号と出力送信信号が同じようなスヘクトラムから動作基準信号と検出信号を検波しているため、ＡＬＣ回路における入力レベル検出器と出力レベル検出器の検波回路の時定数を同じ値にすることができる。そのため、搬送波を含む電波形式においても入力送信信号と出力送信信号が同じ波形になるため、搬送波のみを抽出する必要がなくなるのでＡＬＣ回路が簡単である。また、従来のような搬送波抽出回路を必要としないため、従来のＡＬＣ回路で問題となった時定数による誤差の心配もなく、動的な変動にも対応することができる。

《発明の概要》
まず、理解を容易にするために本発明における送信装置の概要について説明する。本発明の送信装置（例えば、短波送信機）は、フィードバックループを形成するＡＬＣ回路において、送信装置の入力側で検波した入力送信信号と出力側で検波した出力送信信号とを差動比較して電子アッテネータ（減衰器）を制御し、出力送信信号のレベルが一定になるように制御している。このとき、入力されるＡＦ（音声周波数）の音声信号を各電波形式のＩＦ（中間周波数）に変調するまでの信号処理を高速化するために、デジタル信号処理用のＤＳＰ（Digital Signal Processor）を用いている。これにより、入力送信信号を検波して生成した基準信号の電圧レベルを一定の値にする（すなわち、当該送信装置に入力される送信信号の入力レベルと出力レベルとが略同じとなるように制御する）ことができる。したがって、基準信号と出力側で検波した出力送信信号との誤差信号を高精度に生成することができるので、電子アッテネータ（減衰器）を精度よく制御することができる。

《実施の形態》
次に、図面を参照しながら本発明における送信装置の実施の形態について詳細に説明する。図１は、ＡＬＣ回路を備えた本発明の送信装置の構成図である。図１において、送信装置１は、送信信号にＤＳＰ処理を施してＡＦ（音声周波数）を各電波形式のＩＦ（中間周波数）に変換するＳＳＢ変換器２と、送信信号の出力レベルを可変する電子アッテネータ（減衰器）３ａを有する周波数変換器３と、送信信号の増幅及び整合を行う増幅／整合器４と、送信装置１から出力される送信信号の電力を検出する電力検出器５と、電力検出器５が検出した電力レベルをフィードバックして電子アッテネータ１２ａが一定の出力レベルの電力を送信するように電子アッテネータ１２ａを制御するＡＬＣ回路６とを備えた構成となっている。

また、ＡＬＣ回路６は、ＤＳＰ処理が施されたＩＦ（中間周波数）の送信信号の入力レベルを検出する整流器７ａとＡＣＬ設定器７ｂからなる入力レベル検出部７と、電力検出器５から出力される送信信号の出力レベルを検出する出力レベル検出部（検波器）８と、入力レベル検出部７にて検出された送信信号の入力レベルと出力レベル検出部８にて検出された送信信号の出力レベルとを比較し、入力レベルと出力レベルの差分を算出して電子アッテネータ３ａへ出力し、送信信号の出力レベルを一定にするように電子アッテネータ３ａを制御する差動比較器９と、電力検出器５が検出した送信信号の電力を表示する電力表示器１０とを備えた構成となっている。

すなわち、図１に示す本発明の送信装置１は、フィードバック系を形成するＡＬＣ回路６以外の主回路の信号ラインは図２に示す従来の送信装置２０と同じである。但し、図１に示す本発明の送信装置１では、主回路の信号ラインも含めて全ての構成要素の符号を図２に示す従来の送信装置２０の符号とは変えてある。

次に、本発明の送信装置１の動作について説明するが、従来技術と同じ動作内容については既に説明済みであるので重複する説明は省略し、本発明の特徴であるＡＬＣ回路６の制御によって出力送信信号のレベルを一定にする動作について説明する。

図１において、送信装置１に入力されたＡＦ（音声周波数）の音声信号は、ＳＳＢ変換器２の高速なＤＳＰ処理によって各電波形式のＩＦ（中間周波数）に変調され周波数変換器３へ入力される。そして、ＳＳＢ変換器２から出力されて周波数変換器３へ入力される入力送信信号は、ＡＬＣ回路６において、整流器７ａとＡＣＬ設定器７ｂからなる入力レベル検出部７によって一定電圧の基準信号として検出され、差動比較器９の基準信号端子Ｐ０に入力される。

また、送信装置１の出力側にある電力検出器５で検出された出力送信信号は、ＡＬＣ回路６において出力レベル検出器８によって検出されて差動比較器９の検出信号端子Ｐ１に入力される。そして、差動比較器９が、基準信号端子Ｐ０に入力された基準信号と検出信号端子Ｐ１に入力された出力送信信号とを差動比較して誤差信号を生成し、その誤差信号を電子アッテネータ３ａへ送信して電子アッテネータ３ａを制御している。これにより、電子アッテネータ３ａは送信装置１から出力される出力送信信号のレベルを一定にすることができる。

すなわち、本発明によるＡＬＣ回路６では、送信装置１の出力側の電力検出器５の検波器である出力レベル検出器８が検波した出力送信信号と、周波数変換器３の入力側において入力レベル検出器７が検波した入力送信信号とを差動比較器９で差動比較し、その誤差信号によって電子アッテネータ３ａを制御することによって出力送信信号のレベルを一定にしている。

なお、送信装置１の出力側及び周波数変換器３の入力側のそれそれの送信信号の周波数は高周波であり、かつ信号波形も同じスヘクトラムであるため、入力レベル検出器７の検波器と出力レベル検出器８の検波器は同じ回路を使用することができる。また、入力送信信号の検出ラインに可変抵抗器であるＡＬＣ設定器７ｂを実装することによってＡＬＣ設定電圧を任意に可変にしている。例えば、出力送信信号がＡＬＣ設定電圧よりも大きな場合は、ＡＬＣ設定器７ｂを可変して電子アッテネータ３ａの減衰量を大きくし、出力送信信号のレベルを下げるように調整している。逆に、出力送信信号がＡＬＣ設定電圧よりも小さな場合は、ＡＬＣ設定器７ｂによって電子アッテネータ３ａの減衰量を小さくし、出力送信信号のレベルを上げるように調整している。

すなわち、入力側から検出しているＡＬＣ基準電圧が一定でない場合、例えば、温度特性を持っているような場合などにおいては、基準電圧の変化に追従して出力送信信号も変化してしまうために、一定な送信信号を出力することができない。しかし、本発明によるＡＬＣ回路６によれば、ＩＦ（中間周波数）までの入力送信信号の処理をＤＳＰ化し、その入力送信信号を検波して使用することで基準電圧を一定にしているので、入力側から検出するＡＬＣ基準電圧を一定にすることができる。よって、常にレベルの一定な送信信号を出力することができる。

ＡＬＣ回路６をこのようなフィードバック系にすれば、入力レベル検出器７の検波回路と出力レベル検出器８の検波回路の時定数を同じにすることができ、搬送波を含む電波形式においても入力側の送信信号と出力側の送信信号が同じ位相の波形となるため、搬送波のみを抽出する必要がなくなるので、回路を簡略化することができると共に動的な変動への対応を容易に行うことができる。

ＡＬＣ回路を備えた本発明の送信装置の構成図である。 ＡＬＣ回路を備えた従来の送信装置の構成図である。

符号の説明

１ 送信装置
２ ＳＳＢ変換器
３ 周波数変換器
３ａ 電子アッテネータ（減衰器）
４ 増幅／整合器
５ 電力検出器
６ ＡＬＣ回路
７ 入力レベル検出器
７ａ 整流器
７ｂ ＡＬＣ設定器
８ 出力レベル検出器
９ 差動比較器
１０ 電力表示器

Claims (1)

1. 送信信号の出力レベルを略一定に維持する制御機能を有する自動レベル制御回路を備えた送信装置であって、
   前記自動レベル制御回路は、
   ＤＳＰ処理が施された送信信号の入力レベルを検出する入力レベル検出手段と、
   出力される送信信号の出力レベルを検出する出力レベル検出手段と、
   前記入力レベル検出手段にて検出された送信信号の入力レベルと前記出力レベル検出手段にて検出された送信信号の出力レベルとを比較し、前記入力レベルと前記出力レベルの差分情報を算出して出力する差動比較手段とを備え、
   前記差動比較手段が、送信信号のレベルを可変する減衰器へ前記差分情報を送信し、前記送信信号の出力レベルを略一定にするように前記減衰器を制御することを特徴とする送信装置。

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