JP2746685B2 - 送信出力制御回路 - Google Patents

送信出力制御回路

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JP2746685B2 JP1231059A JP23105989A JP2746685B2 JP 2746685 B2 JP2746685 B2 JP 2746685B2 JP 1231059 A JP1231059 A JP 1231059A JP 23105989 A JP23105989 A JP 23105989A JP 2746685 B2 JP2746685 B2 JP 2746685B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔目次〕 概要 産業上の利用分野 従来の技術（第７図〜第９図） 発明が解決しようとする課題 課題を解決するための手段（第１図） 作用 実施例（第２図〜第６図） 発明の効果 〔概要〕 送信出力制御回路に関し、 電力増幅器のバラツキと、周波数特性による曲線のバ
ラツキに対して調整を行い、常に許容誤差の範囲内で、
設定した送信出力が取り出せるようにすることを目的と
し、 送信用の電力増幅器と、APCとから成り、外部からの
制御データに基づいて、送信出力を制御する送信出力制
御回路において、APC内に、基準電圧を発生させるDAC
と、このDACへ供給するデータを保持するデータ保持部
と、電力増幅器のバラツキと、周波数特性のバラツキに
対応した基準電圧を、DACで発生させるための、DACのア
ドレスデータをテーブルとして持つ制御データテーブル
と、外部からのチャンネル指定及びパワー指定の制御デ
ータを解読し、制御データテーブルを参照してシリアル
データを作成し、データ保持部へ送出する制御回路とを
設けるように構成する。
〔産業上の利用分野〕
本発明は送信出力制御回路に関し、更に詳しくいえ
ば、自動車電話、携帯電話等の移動体通信システムにお
いて利用され、特に移動局無線装置の送信出力を多段に
切り替えた際、出力特性のバラツキを補正し、常に所望
の送信出力が得られるようにした送信出力制御回路に関
する。
〔従来の技術〕
従来、自動車電話等の移動体通信システムにおいて
は、移動局と基地局との間の距離が変化した場合に、移
動局無線装置の送信出力を変化させていた。
この場合、無線装置における送信部の最終段電力増幅
器を制御し、その出力を多段階に変化させるものであ
り、例えば、4dB間隔で７ステップ（０、４、８、12、1
6、20、24、28）に可変していた。
以下、このような移動局無線装置の具体例について説
明する。
第７図は、従来のAPCを使用した移動局無線装置のブ
ロック図である。
図において、CONTは制御回路、Micはマイク、TAUDは
送信音声処理回路、MODは変調器、TXは送信器、PAは電
力増幅器、APCは自動高周波出力電力制御回路、DUPは送
受共用器、RXは受信器、DEMは復調器、RAUDは受信音声
処理回路、SPKはスピーカ、ANTはアンテナ、TDATAは送
信データ、RDATAは受信データを示す。
制御回路CONTには、CPU、このCPUの実行する主プログ
ラムを格納したROM、CPUの作業用RAM等を設ける。
送信データTDATAと、受信データRDATAは、基地局との
間で、発呼、着呼、位置の登録等を行うための制御信号
として使用されるものであり、制御回路CONT内で処理さ
れる。
移動局無線装置から基地局への送信時には、マイクMi
cからの音声は、送信音声処理回路TAUDで処理された
後、制御回路CONTからの送信データTDATAと一緒に変調
器MODでFM変調されて送信器TXへ送られる。
送信器TXの出力は電力増幅器PAで増幅され、送受共用
器DUPを介してアンテナANTから送出される。
また、基地局からの信号の受信時には、アンテナANT
を介して受信器RXが信号を受信し、復調器DEMにより復
調する。
復調器DEMの出力は、音声信号と制御信号（受信デー
タRDATA）とに別れ、音声信号は、受信音声処理回路RAU
Dで処理された後、スピーカSPKから音声出力を得ると共
に、制御信号である受信データRDATAは制御回路CONTに
入力して処理される。
このような送受信の過程において、移動局が基地局に
近づいたり、あるいは遠ざかったりした場合、基地局か
ら移動局に対して送信出力を調整するように指示を出
す。
この指示を、移動局無線装置内において制御回路CONT
が受信データRDATAとして受け取ると、CPUによりパラレ
ルな電力制御信号PC1〜PC3を作成して自動高周波出力電
力制御回路APCへ送り、電力増幅器PAを制御する。
このような送信出力調整は、次のようにして行われ
る。
スタート時には、送信出力がフルパワーとなるよう
に、電力制御信号PC1〜PC3を作成してAPCに設定する。
その後、送信開始信号CARON（キャリアオン）信号をA
PCへ送ると、APCは電力増幅器PAを制御し、出力電力POU
Tを得る。
この最初の送信が行われた後、基地局から送信出力調
整の指示があると、PC1〜PC3を変えて電力増幅器PAの制
御を行い、送信出力を調整する。
電力制御信号PC1〜PC3は、並列データとして制御回路
CONTからAPCへ送られるが、この信号は、例えば（PC1、
PC2、PC3）＝（000）、（001）、（010）、（011）、
（100）、（101）、（110）、（111）の８種類のコード
とする。
そして、制御すべき出力電力をP1〜P8の８段階とすれ
ば、（000）＝P1、（001）＝P2、（010）＝P3、（011）
＝P4、（100）＝P5、（101）＝P6、（110）＝P7、（11
1）＝P8のようにコード付けできる。
このようなPC1〜PC3の並列データをAPCへ送ることに
より、８種類の送信出力が調整できるものである。
APCの制御においては、電力増幅器からモニタ電圧MON
を入力し、上記のPC1〜PC3により基準電圧を設定して制
御電圧VCを調整する。なおVDは電源電圧である。
第８図は、従来の送信出力制御回路を示した図であ
り、第７図と同符号は同一のものを示す。
図において、A1、A2、A3は増幅器、Diはモニタ電圧検
波用ダイオード、R1〜R10は抵抗、AVRは定電圧回路、DA
は差動増幅器、B1、B2はバッファ、DTは電源駆動回路、
STはスイッチ回路、VR1、VR2は可変抵抗、SVは基準電圧
発生回路を示す。
この例では、電力増幅器PAを、A1、A2、A3の３段の増
幅器で構成する。そして、後段の増幅器A3を制御する
と、出力が不安定になり易いため、この増幅器A3には単
に電源電圧VDを印加するだけとし、前段の２つの増幅器
A1及びA2への制御電圧VCを可変するように制御する。
電力増幅器PAの出力からは、抵抗R1とR2の分圧点の電
圧をモニタ電圧MONとして取り出しAPCへ入力する。
先ず、APCに電力制御信号PC1〜PC3が入力すると、基
準電圧発生回路SV内のセレクタSELが動作し、アナログ
スイッチのいずれか１つを閉じる。
これにより、電圧Ｖを抵抗R5〜R10によって分圧した
任意の電圧を取り出し、増幅器Ａに入力する。
増幅器Ａの出力は、基準電圧として差動増幅器DAの一
方の入力に送られる。
また、電力増幅器PAからのモニタ電圧MONを、APC内の
バッファB2を介して差動増幅器の他方へ入力し、増幅を
行い、その出力を電源駆動回路DTへ入力する。
このようにして、基準電圧を設定した後、送信開始信
号CAR ONをAPCへ送ると、バッファB1を介してスイッチ
回路STを駆動する。
このスイッチ回路STが駆動されると、定電圧回路AVR
からの電圧が電源駆動回路DTに印加すると共に、増幅器
A3の電源VDが印加する。
また、電源駆動回路DTによって駆動された制御電圧VC
が増幅器A1とA2とに印加され、電力増幅器PAが前記の電
圧で駆動されて出力を出す。
第９図は、従来例の特性曲線を示した図であり、横軸
はRF出力電力POUT、縦軸はモニタ電圧MONを示す。
図示のように、RF出力電力POUTとモニタ電圧MONの関
係は、直線とならず、曲線となる。
この曲線は、主として、電力増幅器PAを構成する素子
のバラツキ、すなわち電力増幅器のバラツキと、周波数
特性により、曲線イ、ロのように変動する。
この内、従来は、電力増幅器PAのバラツキだけを調整
しており、周波数特性による曲線のバラツキについては
調整していなかった。
例えば、曲線ロを曲線イに一致させるためには、RF出
力電力の最小値MINと最大値MAXの２点で（MON＝VN、
VX）のみ調整し、点線で示した曲線ハのように修正す
る。
この調整をするには、第８図に示した可変抵抗VR1及
びVR2を可変して行う。
このように、２点で調整し、MINとMAXの点で曲線イと
ハとを一致させた場合、その中間点でも曲線ハはイに多
少近づくが、完全に一致させることはできない。
〔発明が解決しようとする課題〕 上記のような従来のものにおいては次のような欠点が
あった。
（１） 電力増幅器のバラツキは、パワーの最少点と最
高点の２点でのみ調整していたので、その中間点では調
整できなかった。
中間点でも調整できるようにするには、抵抗の数を多
くしなければならず、実用上不可能であった。
（２） 周波数特性による曲線のバラツキについては、
調整できなかった。
即ち、抵抗による調整を行っていたので、全ての点で
調整しようとすると、抵抗の数が非常に多くなり、実質
的に調整不可能である。
（３） 上記のように、調整点が少ないため、設定した
通りの電力が出力されない。
例えば、規格では、送信出力の許容誤差が±2dBとな
っており、この範囲の誤差で出力の制御をするのは困難
であった。
本発明は、このような従来の欠点を解消し、電力増幅
器のバラツキと、周波数特性による曲線のバラツキに対
して調整を行い、常に許容誤差の範囲内で、設定した送
信出力が取り出せるようにすることを目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
第１図は、本発明の原理図であり、APCは自動高周波
出力電力制御回路、PAは送信用の電力増幅器、DAは差動
増幅器、DACはデジタル／アナログ変換器、３はデータ
保持部、２は制御回路、５はデータ解読部、４はROM内
に格納した制御データテーブルを示す。
APC内に、制御電圧発生部１と、制御データテーブル
４を格納したROMと、データ解読部５を有する制御回路
２とを設けると共に、前記制御電圧発生部１内には、差
動増幅器DAと、この差動増幅器DAに供給する基準電圧を
発生させるためのデジタル／アナログ変換器DAC、及び
データ保持部３を設ける。
また、上記の制御データテーブル４としては、電力増
幅器PAのバラツキと、周波数特性のバラツキに対応した
基準電圧を、デジタル／アナログ変換器DACで発生させ
るためのDACのアドレスデータをテーブルとして持つも
のである。
今、基地局からチャンネル指定と、パワー指定のデー
タが送られてきたとすると、このデータは、制御部２に
入力した後、データ解読部５において解読される。
その結果、チャンネル指定とパワー指定のデータが確
認されると、この２つのデータを基にしてROM内の制御
データテーブル４から所定のデータを取り出し、シリア
ルデータとして、制御電圧発生部１内のデータ保持部３
へ送る。
データ保持部３では、受け取ったシリアルデータを保
持し、DACへデータを送ってアナログの基準電圧を発生
し、差動増幅器DAの一方の入力へ供給する。
差動増幅器DAでは、他方の入力に供給される電力増幅
器PAからのモニタ電圧を、上記基準電圧と比較して増幅
を行い、その出力を制御電圧として電力増幅器PAへ送
り、出力電力POUTの制御を行う。
〔作用〕
本発明は上記のように、電力増幅器のバラツキと、周
波数特性のバラツキに対応した基準電圧を発生させるた
めのDACのアドレスデータを、制御データテーブルとし
てROM内に予め格納しておく。
この状態で基準局から送られてきたチャンネル指定、
及びパワー指定のデータを受信すると、これらのデータ
に基づき、制御データテーブルから所定のシリアルデー
タを取り出し、データ保持部へ送出する。
データ保持部では、前記シリアルデータを保持すると
共に、このデータをDACに送り基準電圧を発生させ、差
動増幅器へ送出すると共に、この差動増幅器で制御電圧
を発生させ、電力増幅器の出力を制御するものである。
このようにすると、電力増幅器のバラツキと周波数特
性のバラツキに対応した基準電圧を容易に、かつ正確に
発生させることができ、その結果、常に設定した通りの
送信出力が許容誤差の範囲内で得られる。
〔実施例〕
以下、本発明の実施例を第２図〜第６図に基づいて説
明する。
第２図は、本発明の１実施例のブロック図であり、第
１図及び第７図と同一符号は同一のものを示す。
この実施例は、本発明に係る送信出力制御回路を、移
動局無線装置に用いた例であり、APC以外は従来例（第
７図参照）と同じである。
移動局無線装置から基地局への送信時には、マイクMi
cからの音声は、送信音声処理回路TAUDで処理された
後、制御回路２からの送信データTDATAと一緒に変調器M
ODでFM変調されて送信器TXへ送られる。
送信器TXの出力は、電力増幅器PAで増幅され、送受共
用器DUPを介してアンテナANTから放出される。
また、基地局からの信号の受信時には、アンテナANT
を介して受信器RXが信号を受信し、復調器DEMにより復
調する。
復調器DEMの出力は、音声信号と制御信号（受信デー
タRDATA）とに別れ、音声信号は、受信音声処理回路RAU
Dで処理された後、スピーカから音声出力を得ると共
に、制御信号である受信データRDATAは、制御回路２に
入力して処理される。
前記受信データRDATAは、制御回路２内のデータ解読
部５で解読される。その結果、基地局からチャンネル指
定とパワー指定とが確認されると、制御回路２は、前記
２つの指定データに基づき、ROM内の制御データテーブ
ルを参照して所定の制御データを取り出し、制御電圧発
生部１へ送る。
この時、制御回路２から制御電圧発生部１へは、DATA
（2Nビットのコード、例えば８ビットのシリアルデー
タ）、CLK（クロック）、STB（ストローブ信号）、CARO
N（キャリアオン）の４種類の信号を送る。
制御電圧発生部１では、前記の信号と電力増幅器PAか
らのモニタ電圧を用いて、制御電圧VCを発生させ、この
制御電圧VCと電源電圧VDとを電力増幅器PAへ供給して送
信出力の制御を行う。
第３図は、上記実施例の一部詳細図であり、第１図、
第２図及び第８図と同符号は同一のものを示す。
FFはフリップフロップ、SRはシフトレジスタ、RNは等
価抵抗ネットワーク、RVは定電圧回路、CSはRN切替用の
電流スイッチ、BUFFはバッファを示す。
データ保持部としてフリップフロップ（例えばマスタ
・スレーブ型フリップフロップ）を用いると共に、その
前段にシフトレジスタSRを設けたものである。
シフトレジスタSRには、DATA（シリアルデータ）とク
ロックCLKが入力し、フリップフロップFFにはストロー
ブ信号STBが入力する。
このフリップフロップは、シフトレジスタSRに格納さ
れた2Nビットのコードデータ（例えば８ビット）をスト
ローブ信号STBが入力した時点で書き込み、データの保
持をするものであり、2N個（例えば８個）のフリップフ
ロップで構成される。
フリップフロップFFで保持したデータは、デジタル／
アナログ変換器DACでアナログ信号に変換された後、増
幅器Ａで増幅され、差動増幅器DAへ基準電圧として送ら
れる。
差動増幅器DAでは、前記基準電圧と、電力増幅器PAか
らのモニタ電圧MONとを入力として増幅を行い、その出
力を電源駆動回路DTに送り、従来例と同様にして電力増
幅器PAの出力を制御する。
なお、上記の差動増幅器DAは、比較器でも実施可能で
ある。
第４図は、RF出力電力対モニタ検波電圧特性を示した
図であり、横軸はRF出力電力、縦軸はモニタ検波電圧を
示す。
曲線VMLは、周波数の低いチャンネルの特性曲線、VMH
は、周波数の高いチャンネルの特性曲線である。
図示のように、周波数特性により特性曲線がVML、VMH
のように変わるが、これらの曲線は、電力増幅器PAのバ
ラツキによっても変化し、例えば、VMLは曲線イのよう
に変化し、VMHは曲線ロのように変化することがある。
しかし、電力増幅器PAのバラツキは、製造時に測定す
れば装置毎に特定できるから、装置毎に周波数特性に対
応した特性曲線を求め、これをテーブルとしてROM内へ
格納すれば、電力増幅器PAのバラツキと、周波数特性の
バラツキに対応した基準電圧をDACで発生させるためのD
ACのアドレスデータのテーブルが得られる。
第５図は、ROM内の制御データテーブル例を示した図
である。
RF出力電力（dBm）とモニタ検波電圧（Ｖ）とを第４
図の曲線から求めて数値を入れる。
この場合、モニタ検波電圧（Ｖ）は、VMHとVMLとに分
けて別々のデータとして数値を入れる。そして、モニタ
検波電圧のVMHとVMLとに対応した２種類の2Nビットのコ
ードを、DAC（デジタル／アナログ変換器）のアドレス
として書き込む。
このような制御データテーブルを、例えば工場出荷時
等にROM内に格納しておけば、このテーブルを参照する
ことにより、電力増幅器のバラツキと、周波数変化によ
るバラツキを充分補正した制御電圧により、電力増幅器
の制御を行うことが可能となる。
第６図は、上記実施例で用いる制御信号の説明図であ
る。
DATAはDACのアドレスから成る2Nビット（例えば８ビ
ット）のシリアルデータで構成される。
このDATAは、クロックCLKに同期してシフトレジスタS
R（第３図参照）に格納された後、ストローブ信号STBに
より、フリップフロップFFに書き込まれて保持される。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明によれば次のような効果
がある。
（１） 電力増幅器のバラツキと、周波数特性のバラツ
キに対応した基準電圧DACで発生させるためのDACのアド
レスデータをROMのテーブルとして持っている。
また、このテーブルを引くのに、チャンネル指定とパ
ワー指定の２つのデータを用いるから、上記のバラツキ
を十分に調整した制御が可能となる。
（２） 基準電圧を発生させるのに、シリアルなデータ
用いているから、従来のものより制御に必要なデータ量
が多くなり、その分、上記バラツキに対して十分調整し
た制御ができる。
（３） 特性のバラツキに対して、十分に調整した制御
ができるから、常に設定した通りの送信出力が得られ
る。
例えば、規格が±2dB以内の許容誤差であっても、十
分に対応できる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明に係る送信出力制御回路の原理図、 第２図は本発明の１実施例のブロック図、 第３図は上記実施例の一部詳細図、 第４図はRF電力対モニタ検波電圧特性を示した図、 第５図はROMのテーブル例を示した図、 第６図は制御信号の説明図、 第７図は従来例のブロック図、 第８図は従来の送信出力制御回路を示した図、 第９図は従来例の特性曲線を示した図である。 APC……自動高周波出力電力制御回路 PA……電力増幅器 １……制御電圧発生部 ２……制御回路 ３……データ保持部 ４……制御データテーブル ５……データ解読部 DAC……デジタル／アナログ変換器 DA……差動増幅器

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】送信用の電力増幅器（PA）と、 この電力増幅器（PA）からのモニタ電圧を入力し、内部
    の基準電圧と比較して制御電圧を発生させ、前記電力増
    幅器（PA）の出力制御を行う自動高周波出力電圧制御回
    路（APC）とから成り、 外部からの制御データに基づいて、送信出力を制御する
    送信出力制御回路において、 上記自動高周波出力電圧制御回路（APC）内に、 上記基準電圧を発生させるデジタル／アナログ変換器
    （DAC）と、 このデジタル／アナログ変換器（DAC）へ供給するデー
    タを保持するデータ保持部（３）と、 電力増幅器のバラツキと、周波数特性のバラツキに対応
    した基準電圧を、上記デジタル／アナログ変換器（DA
    C）で発生させるための、デジタル／アナログ変換器（D
    AC）のアドレスデータをテーブルとして持つ制御データ
    テーブル（４）と、 外部からのチャンネル指定及びパワー指定の制御データ
    を解読し、上記制御データテーブル（４）を参照してシ
    リアルデータを作成し、上記データ保持部（３）へ送出
    する制御回路（２）とを設けたことを特徴とする送信出
    力制御回路。
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