JP3039613B2 - 増幅器 - Google Patents
増幅器Info
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- JP3039613B2 JP3039613B2 JP7219232A JP21923295A JP3039613B2 JP 3039613 B2 JP3039613 B2 JP 3039613B2 JP 7219232 A JP7219232 A JP 7219232A JP 21923295 A JP21923295 A JP 21923295A JP 3039613 B2 JP3039613 B2 JP 3039613B2
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- Japan
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- gain
- amplifier
- variable
- power supply
- variable gain
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-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03G—CONTROL OF AMPLIFICATION
- H03G3/00—Gain control in amplifiers or frequency changers without distortion of the input signal
- H03G3/20—Automatic control
- H03G3/30—Automatic control in amplifiers having semiconductor devices
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03G—CONTROL OF AMPLIFICATION
- H03G3/00—Gain control in amplifiers or frequency changers without distortion of the input signal
- H03G3/004—Control by varying the supply voltage
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、主として消費電力
に対する制限が厳しい移動体通信用送信機器等に使用さ
れる可変利得型の増幅器に関する。
に対する制限が厳しい移動体通信用送信機器等に使用さ
れる可変利得型の増幅器に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、移動体通信機器等では既設の信
号線等を用いた通信に比べて通信環境が様々な要因によ
り極めて劣悪になる。特に問題視される要因の一つには
受信信号の強度に関する大幅な変化が挙げられる。この
受信信号に関する強度の変化幅は、例えば自動車電話等
の場合であれば８０ｄＢ〜１００ｄＢ以上となる。
号線等を用いた通信に比べて通信環境が様々な要因によ
り極めて劣悪になる。特に問題視される要因の一つには
受信信号の強度に関する大幅な変化が挙げられる。この
受信信号に関する強度の変化幅は、例えば自動車電話等
の場合であれば８０ｄＢ〜１００ｄＢ以上となる。
【０００３】そこで、従来では伝送すべき情報を搬送波
の振幅方向に重畳することは極めて困難であるため、搬
送波信号の周波数を変調することにより搬送波に重畳し
て伝送している。このような変調は定振幅変調と呼ば
れ、飽和増幅等の非線形処理を行っても元の情報を再生
することが可能であり、又その際に生じる高調波成分も
バンドパスフィルタ等により容易に取り除くことができ
るため、送受信に共通して飽和増幅を行い、受信側にお
いては上述した受信信号の強度の大幅な変化を吸収し、
送信側においては非線形増幅の効率の良さを得ることで
電源電圧の有効的な利用を達成している。
の振幅方向に重畳することは極めて困難であるため、搬
送波信号の周波数を変調することにより搬送波に重畳し
て伝送している。このような変調は定振幅変調と呼ば
れ、飽和増幅等の非線形処理を行っても元の情報を再生
することが可能であり、又その際に生じる高調波成分も
バンドパスフィルタ等により容易に取り除くことができ
るため、送受信に共通して飽和増幅を行い、受信側にお
いては上述した受信信号の強度の大幅な変化を吸収し、
送信側においては非線形増幅の効率の良さを得ることで
電源電圧の有効的な利用を達成している。
【０００４】ところが、近年では移動体通信分野の需要
増大に伴う伝送容量増加の必要性から周波数利用効率の
高い線形変調方式が注目されている上、従来では困難と
されていた搬送波の振幅方向へ情報の重畳を行う多値伝
送方式の採用も検討されている。このような線形変調方
式や多値伝送方式では、非線形処理を行うと占有帯域幅
が広がったり、或いは振幅方向に重畳した情報が消失し
てしまったりするため、線形増幅器等の線形処理によっ
て情報を伝送する必要がある。こうした事情により、上
述したような大きな信号強度の変化にも対応可能とする
ため、受信側において広範囲に及んで制御可能な可変利
得増幅器が必要となる。
増大に伴う伝送容量増加の必要性から周波数利用効率の
高い線形変調方式が注目されている上、従来では困難と
されていた搬送波の振幅方向へ情報の重畳を行う多値伝
送方式の採用も検討されている。このような線形変調方
式や多値伝送方式では、非線形処理を行うと占有帯域幅
が広がったり、或いは振幅方向に重畳した情報が消失し
てしまったりするため、線形増幅器等の線形処理によっ
て情報を伝送する必要がある。こうした事情により、上
述したような大きな信号強度の変化にも対応可能とする
ため、受信側において広範囲に及んで制御可能な可変利
得増幅器が必要となる。
【０００５】加えて、ＤＳ−ＣＤＭＡ（Ｄｉｒｅｃｔ
Ｓｅｑｕｅｎｃｅ Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕ
ｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）では、複数の移動局で同
一の周波数帯域を同時に使用するが、このとき各信号を
受信する基地局では全ての移動局からの信号が同程度の
強度で受信される必要がある。この問題は一般に遠近問
題と呼ばれ、例えば任意の移動局の信号強度が強い場
合、他の端末局の信号との分離が困難になり、実際の伝
送容量が著しく減少する。このため、端末局の送信電力
の制御を厳密に行う必要がある。この場合、送信側にお
いても送信電力を広範囲に及んで制御することが可能な
可変利得増幅器が必要となる。
Ｓｅｑｕｅｎｃｅ Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕ
ｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）では、複数の移動局で同
一の周波数帯域を同時に使用するが、このとき各信号を
受信する基地局では全ての移動局からの信号が同程度の
強度で受信される必要がある。この問題は一般に遠近問
題と呼ばれ、例えば任意の移動局の信号強度が強い場
合、他の端末局の信号との分離が困難になり、実際の伝
送容量が著しく減少する。このため、端末局の送信電力
の制御を厳密に行う必要がある。この場合、送信側にお
いても送信電力を広範囲に及んで制御することが可能な
可変利得増幅器が必要となる。
【０００６】このような可変利得増幅器を構成するため
の関連技術としては、例えば特開昭５８−８３４３７号
公報に開示された送信電力制御方式が挙げられる。
の関連技術としては、例えば特開昭５８−８３４３７号
公報に開示された送信電力制御方式が挙げられる。
【０００７】図６は、この送信電力制御方式の系統を示
したブロック図である。ここでは前段の電力増幅器７１
に接続された後段の電力増幅器７２からの出力電力が方
向性結合器７３から一部帰還されて検波器７６へ伝送さ
れる構成とすることにより、制御回路７５が検波器７６
により検出された送信電力と基準電圧入力端子７７で設
定された基準電圧とにより電力増幅器７１の電源電圧を
制御することで電力増幅器７２からの出力電力を制御す
る一方、送信電力を低下させる場合には切り替えスイッ
チ７４を波線の方に接続して電力増幅器７２からの電源
電圧の同時制御も可能にしている。
したブロック図である。ここでは前段の電力増幅器７１
に接続された後段の電力増幅器７２からの出力電力が方
向性結合器７３から一部帰還されて検波器７６へ伝送さ
れる構成とすることにより、制御回路７５が検波器７６
により検出された送信電力と基準電圧入力端子７７で設
定された基準電圧とにより電力増幅器７１の電源電圧を
制御することで電力増幅器７２からの出力電力を制御す
る一方、送信電力を低下させる場合には切り替えスイッ
チ７４を波線の方に接続して電力増幅器７２からの電源
電圧の同時制御も可能にしている。
【０００８】又、他の可変利得増幅器の関連技術として
は、特開昭６０−２１２０１３号公報に開示された多段
増幅器が挙げられる。
は、特開昭６０−２１２０１３号公報に開示された多段
増幅器が挙げられる。
【０００９】図７は、この多段増幅器の基本構成を示し
たブロック図である。この多段増幅器では、４つの並列
接続された増幅器５１〜５４と４つの並列接続された増
幅器５５〜５８とが切り替えスイッチ５９を介して対向
配置され、各増幅器５５〜５８の出力側に接続される切
り替えスイッチ６０には検波器６１が接続され、検波器
６１に接続された選択決定回路６２で切り替えスイッチ
５９，６０の切り替え制御を行う構成となっている。即
ち、この多段増幅器では、選択決定回路６２が検波器６
１で検出された送信電力に応じて各増幅器５１〜５４と
各増幅器５５〜５８との増幅器群の中からそれぞれ特定
な増幅器を選択又は組み合わせ選択することによって全
体の利得制御を可能にしている。
たブロック図である。この多段増幅器では、４つの並列
接続された増幅器５１〜５４と４つの並列接続された増
幅器５５〜５８とが切り替えスイッチ５９を介して対向
配置され、各増幅器５５〜５８の出力側に接続される切
り替えスイッチ６０には検波器６１が接続され、検波器
６１に接続された選択決定回路６２で切り替えスイッチ
５９，６０の切り替え制御を行う構成となっている。即
ち、この多段増幅器では、選択決定回路６２が検波器６
１で検出された送信電力に応じて各増幅器５１〜５４と
各増幅器５５〜５８との増幅器群の中からそれぞれ特定
な増幅器を選択又は組み合わせ選択することによって全
体の利得制御を可能にしている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】上述した可変利得増幅
器の関連技術では、何れの場合にも切り替えスイッチを
用いて利得を制御する際、過渡状態により大きなスパイ
ク性の雑音が発生したり、或いは信号経路が切り替わる
ことによる遅延量の変化が発生する可能性がある。この
ことは、連続信号を扱う場合に信号が瞬断する可能性が
あることを意味している。
器の関連技術では、何れの場合にも切り替えスイッチを
用いて利得を制御する際、過渡状態により大きなスパイ
ク性の雑音が発生したり、或いは信号経路が切り替わる
ことによる遅延量の変化が発生する可能性がある。この
ことは、連続信号を扱う場合に信号が瞬断する可能性が
あることを意味している。
【００１１】又、特に図６で説明した送信電力制御方式
では、送信電力を低く設定する場合に電力増幅器の電源
電圧を制御することは、消費電流の低減化を期待できる
ことで移動体通信においては有利であるが、このような
電源電圧の制御によって電力増幅器の利得を制御する
と、電力増幅器の入出力の整合条件が変化して動作が不
安定になる危険性がある。一般に、電源電圧を大きく変
化させたときの電力増幅器の特性を保証することは極め
て困難である上、検波器によって出力電力を検出して全
体の利得を制御するためには、上述したように約８０ｄ
Ｂ〜１００ｄＢの広範囲において行う必要があるが、こ
れ程の広範囲に及んで切れ目なく動作する検波器を具現
することは通常極めて困難である。
では、送信電力を低く設定する場合に電力増幅器の電源
電圧を制御することは、消費電流の低減化を期待できる
ことで移動体通信においては有利であるが、このような
電源電圧の制御によって電力増幅器の利得を制御する
と、電力増幅器の入出力の整合条件が変化して動作が不
安定になる危険性がある。一般に、電源電圧を大きく変
化させたときの電力増幅器の特性を保証することは極め
て困難である上、検波器によって出力電力を検出して全
体の利得を制御するためには、上述したように約８０ｄ
Ｂ〜１００ｄＢの広範囲において行う必要があるが、こ
れ程の広範囲に及んで切れ目なく動作する検波器を具現
することは通常極めて困難である。
【００１２】本発明は、このような問題点を解決すべく
なされたもので、その技術的課題は、利得切り替え時の
信号瞬断が無く、しかも電源電圧の利用効率が良くて利
得の可変範囲が大きい増幅器を提供することにある。
なされたもので、その技術的課題は、利得切り替え時の
信号瞬断が無く、しかも電源電圧の利用効率が良くて利
得の可変範囲が大きい増幅器を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、一つの
入力信号を分配する分配器と、所定の制御信号が入力さ
れ、ｎ個の利得制御信号を生成出力する利得制御器と、
前記ｎ個の利得制御信号が各々１つずつ供給され、供給
された制御信号と所定の電源電圧に基づいて制御電源電
圧を生成するｎ個の電源制御器と、各々が可変利得増幅
回路及び遅延回路からなり、それぞれ対応する電源制御
器から出力される電源電圧により動作し、かつ対応する
電源制御器に供給されたものと同一の利得制御信号によ
りその利得が制御されるｎ個の可変利得器と、前記ｎ個
の可変利得器出力を合成し、合成結果を出力する合成器
を含み、前記制御信号に従い、最大利得で動作する可変
利得器を切り替える増幅器において、 前記利得制御器
は、最大利得で動作中の可変利得器に対しては、その利
得を最小利得まで変化させるとともに、最小利得で且つ
電源電圧が印加されていない可変利得器の中から１つの
可変利得器を選択後、当該１つの可変利得器の利得を最
大利得まで変化させ、当該１つの可変利得器と、当該動
作中の可変利得器の可変範囲は互いの最大出力差に対し
て充分大きくし、 前記電源制御器は、前記選択された可
変利得器に対しては、当該可変利得器の利得制御信号が
当該可変利得器の利得を大きくするように制御し始めた
後に、電源電圧を印加し、前記最大利得で動作中の可変
利得器に対しては、当該可変利得器の利得が最小利得に
まで減少した後に電源電圧の印加を断にすることを特徴
とする増幅器が得られる。
入力信号を分配する分配器と、所定の制御信号が入力さ
れ、ｎ個の利得制御信号を生成出力する利得制御器と、
前記ｎ個の利得制御信号が各々１つずつ供給され、供給
された制御信号と所定の電源電圧に基づいて制御電源電
圧を生成するｎ個の電源制御器と、各々が可変利得増幅
回路及び遅延回路からなり、それぞれ対応する電源制御
器から出力される電源電圧により動作し、かつ対応する
電源制御器に供給されたものと同一の利得制御信号によ
りその利得が制御されるｎ個の可変利得器と、前記ｎ個
の可変利得器出力を合成し、合成結果を出力する合成器
を含み、前記制御信号に従い、最大利得で動作する可変
利得器を切り替える増幅器において、 前記利得制御器
は、最大利得で動作中の可変利得器に対しては、その利
得を最小利得まで変化させるとともに、最小利得で且つ
電源電圧が印加されていない可変利得器の中から１つの
可変利得器を選択後、当該１つの可変利得器の利得を最
大利得まで変化させ、当該１つの可変利得器と、当該動
作中の可変利得器の可変範囲は互いの最大出力差に対し
て充分大きくし、 前記電源制御器は、前記選択された可
変利得器に対しては、当該可変利得器の利得制御信号が
当該可変利得器の利得を大きくするように制御し始めた
後に、電源電圧を印加し、前記最大利得で動作中の可変
利得器に対しては、当該可変利得器の利得が最小利得に
まで減少した後に電源電圧の印加を断にすることを特徴
とする増幅器が得られる。
【００１４】又、本発明によれば、上記増幅器におい
て、前記ｎ個の可変利得器の各々には、前記遅延回路と
して、前記可変利得増幅回路における遅延量の変化に対
して該遅延量を可変制御する可変遅延回路が用いられた
ことを特徴とする増幅器が得られる。
て、前記ｎ個の可変利得器の各々には、前記遅延回路と
して、前記可変利得増幅回路における遅延量の変化に対
して該遅延量を可変制御する可変遅延回路が用いられた
ことを特徴とする増幅器が得られる。
【００１５】更に、本発明によれば、上記増幅器におい
て、前記可変利得増幅回路の各々は、所定の利得増幅を
行う固定利得増幅部と、前記固定利得増幅器の最大利得
よりも絶対値で大きな最大減衰量を持つ可変減衰部とを
組み合わせて成ることを特徴とする増幅器が得られる。
て、前記可変利得増幅回路の各々は、所定の利得増幅を
行う固定利得増幅部と、前記固定利得増幅器の最大利得
よりも絶対値で大きな最大減衰量を持つ可変減衰部とを
組み合わせて成ることを特徴とする増幅器が得られる。
【００１６】これらの増幅器における入力側又は出力側
に可変増幅器を接続して増幅器を構成すること、更にこ
れらの増幅器を複数従属接続して増幅を構成することは
好ましい。
に可変増幅器を接続して増幅器を構成すること、更にこ
れらの増幅器を複数従属接続して増幅を構成することは
好ましい。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下に実施例を挙げ、本発明の増
幅器について、図面を参照して詳細に説明する。
幅器について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１８】図１は、本発明の一実施例に係る増幅器の
基本構成を示したブロック図である。この増幅器は、所
定の入力信号Ｓi を入力して複数の入力信号Ｓi1〜Ｓin
（ここで、ｎは以下も同様であるように４以上の自然数
とする）として分配して出力する信号分配器１０と、所
定の制御信号Ｃを入力してバス信号としての複数の利得
制御信号Ｃg1〜Ｃgnを生成出力する利得制御器１１と、
複数の利得制御信号Ｃg1〜Ｃgnのうちの何れか一つのも
の及び所定の電源電圧Ｖccに基づいてそれぞれ制御電源
電圧Ｖc1〜Ｖcnを生成する複数の電源制御器２１1 〜２
１n と、可変利得増幅回路及び遅延回路から成ると共
に、複数の制御電源電圧Ｖc1〜Ｖcnのうちの何れか一つ
のものを用いて複数の利得制御信号Ｃg1〜Ｃgnのうちの
何れか一つのものに基づいて複数の入力信号Ｓi1〜Ｓin
のうちの何れか一つを増幅又は減衰してそれぞれ利得制
御出力Ｓc1〜Ｓcnを生成出力する互いに並列接続された
複数の可変利得器３１1 〜３１n と、複数の利得制御出
力Ｓc1〜Ｓcnを合成して出力信号Ｓo を得る合成器４１
とを備えて成っている。
基本構成を示したブロック図である。この増幅器は、所
定の入力信号Ｓi を入力して複数の入力信号Ｓi1〜Ｓin
（ここで、ｎは以下も同様であるように４以上の自然数
とする）として分配して出力する信号分配器１０と、所
定の制御信号Ｃを入力してバス信号としての複数の利得
制御信号Ｃg1〜Ｃgnを生成出力する利得制御器１１と、
複数の利得制御信号Ｃg1〜Ｃgnのうちの何れか一つのも
の及び所定の電源電圧Ｖccに基づいてそれぞれ制御電源
電圧Ｖc1〜Ｖcnを生成する複数の電源制御器２１1 〜２
１n と、可変利得増幅回路及び遅延回路から成ると共
に、複数の制御電源電圧Ｖc1〜Ｖcnのうちの何れか一つ
のものを用いて複数の利得制御信号Ｃg1〜Ｃgnのうちの
何れか一つのものに基づいて複数の入力信号Ｓi1〜Ｓin
のうちの何れか一つを増幅又は減衰してそれぞれ利得制
御出力Ｓc1〜Ｓcnを生成出力する互いに並列接続された
複数の可変利得器３１1 〜３１n と、複数の利得制御出
力Ｓc1〜Ｓcnを合成して出力信号Ｓo を得る合成器４１
とを備えて成っている。
【００１９】ここで利得制御器１１は、各可変利得器３
１1 〜３１n のうちの少なくとも２つに関する利得を互
いに逆方向に制御するものであり、複数の電源制御器２
１1〜２１n は、それぞれ可変利得増幅回路の対応する
ものに対して複数の利得制御信号Ｃg1〜Ｃgnのうちの該
当するものの利得が最も小さくなったときに複数の制御
電源電圧Ｖc1〜Ｖcnのうちの該当するものの印加を断に
する。
１1 〜３１n のうちの少なくとも２つに関する利得を互
いに逆方向に制御するものであり、複数の電源制御器２
１1〜２１n は、それぞれ可変利得増幅回路の対応する
ものに対して複数の利得制御信号Ｃg1〜Ｃgnのうちの該
当するものの利得が最も小さくなったときに複数の制御
電源電圧Ｖc1〜Ｖcnのうちの該当するものの印加を断に
する。
【００２０】この増幅器では、入力信号Ｓi が信号分配
器１０によって各入力信号Ｓi1〜Ｓinに分けられ、それ
ぞれ可変利得器３１1 〜３１n へ入力される。又、利得
制御器１１は制御信号Ｃに基づいて各利得制御信号Ｃg1
〜Ｃgnを発生する。各可変利得器３１1 〜３１n では、
それぞれ利得制御信号Ｃg1〜Ｃgnに従ってその利得を変
化させてそれぞれ利得制御出力Ｓc1〜Ｓcnを出力する
が、このとき各可変利得器３１1 〜３１n には各電源制
御器２１1 〜２１n から電源電圧Ｖccを制御電源電圧Ｖ
c1〜Ｖcnとしたものの一つが印加されている。合成器４
１では各利得制御出力Ｓc1〜Ｓcnを合成して出力信号Ｓ
o を得る。
器１０によって各入力信号Ｓi1〜Ｓinに分けられ、それ
ぞれ可変利得器３１1 〜３１n へ入力される。又、利得
制御器１１は制御信号Ｃに基づいて各利得制御信号Ｃg1
〜Ｃgnを発生する。各可変利得器３１1 〜３１n では、
それぞれ利得制御信号Ｃg1〜Ｃgnに従ってその利得を変
化させてそれぞれ利得制御出力Ｓc1〜Ｓcnを出力する
が、このとき各可変利得器３１1 〜３１n には各電源制
御器２１1 〜２１n から電源電圧Ｖccを制御電源電圧Ｖ
c1〜Ｖcnとしたものの一つが印加されている。合成器４
１では各利得制御出力Ｓc1〜Ｓcnを合成して出力信号Ｓ
o を得る。
【００２１】以下は、この増幅器における利得制御の手
順について説明する。単純な例として、可変利得器３１
1 ，３１2 以外のもの（可変利得器３１3 〜３１n ）は
最小利得で且つ電源制御器２１3 〜２１n により制御電
源電圧Ｖc3〜Ｖcnが断にされているものとする。又、可
変利得器３１1 は最大出力が大きく、可変利得器３１2
は最大出力が小さいものとし、それぞれの可変利得器３
１1 ，３１2 の可変範囲は互いの最大出力差に対して充
分大きいものとする。
順について説明する。単純な例として、可変利得器３１
1 ，３１2 以外のもの（可変利得器３１3 〜３１n ）は
最小利得で且つ電源制御器２１3 〜２１n により制御電
源電圧Ｖc3〜Ｖcnが断にされているものとする。又、可
変利得器３１1 は最大出力が大きく、可変利得器３１2
は最大出力が小さいものとし、それぞれの可変利得器３
１1 ，３１2 の可変範囲は互いの最大出力差に対して充
分大きいものとする。
【００２２】そこで、初期状態として可変利得器３１1
が最大利得で動作しており、可変利得器３１2 は最小利
得で且つ電源制御器２１2 により制御電源電圧Ｖc2が断
にされているものとすると、この状態から出力信号Ｓo
を小さくする場合、先ず制御信号Ｃに基づいて利得制御
器１１により利得制御信号Ｃg1，Ｃg2を制御する。この
際、利得制御信号Ｃg1は可変利得器３１1 の利得が小さ
くなるように、利得制御信号Ｃg2は可変利得器３１2 の
利得が大きくなるように制御し始める。
が最大利得で動作しており、可変利得器３１2 は最小利
得で且つ電源制御器２１2 により制御電源電圧Ｖc2が断
にされているものとすると、この状態から出力信号Ｓo
を小さくする場合、先ず制御信号Ｃに基づいて利得制御
器１１により利得制御信号Ｃg1，Ｃg2を制御する。この
際、利得制御信号Ｃg1は可変利得器３１1 の利得が小さ
くなるように、利得制御信号Ｃg2は可変利得器３１2 の
利得が大きくなるように制御し始める。
【００２３】次に、電源制御器２１2 により速やかに制
御電源電圧Ｖc2が印加される。しかしながら、まだ可変
利得器３１2 の利得は極めて小さい設定になっており、
可変利得器３１1 はまだ大きい利得を示しているため、
制御電源電圧ＶC2が印加されて可変利得器３１2 が動作
し始めた瞬間に発生する雑音は無視できる。引き続き、
制御電源電圧Ｖc1，Ｖc2がそれぞれ可変利得器３１1 ，
３１2 に印加されている状態で、利得制御器１１によっ
て徐々に利得制御が行われ、最終的に可変利得器３１1
は最小利得に，可変利得器３１2 は最大利得に制御され
る。
御電源電圧Ｖc2が印加される。しかしながら、まだ可変
利得器３１2 の利得は極めて小さい設定になっており、
可変利得器３１1 はまだ大きい利得を示しているため、
制御電源電圧ＶC2が印加されて可変利得器３１2 が動作
し始めた瞬間に発生する雑音は無視できる。引き続き、
制御電源電圧Ｖc1，Ｖc2がそれぞれ可変利得器３１1 ，
３１2 に印加されている状態で、利得制御器１１によっ
て徐々に利得制御が行われ、最終的に可変利得器３１1
は最小利得に，可変利得器３１2 は最大利得に制御され
る。
【００２４】最後に、電源制御器２１1 によって速やか
に制御電源電圧Ｖc1が断にされて新しい定常状態にな
る。この場合も制御電源電圧Ｖc1が断にされ、可変利得
器３１1 が動作しなくなった瞬間に発生する雑音は無視
できる。合成器４１は、それぞれ遅延量が等しくなるよ
うに設定された利得制御出力Ｓc1，Ｓc2を合成して出力
信号Ｓo として出力するが、このような手順により出力
信号Ｓo は可変利得器３１1 の最大出力から可変利得器
３１2 の最大出力に変化する。
に制御電源電圧Ｖc1が断にされて新しい定常状態にな
る。この場合も制御電源電圧Ｖc1が断にされ、可変利得
器３１1 が動作しなくなった瞬間に発生する雑音は無視
できる。合成器４１は、それぞれ遅延量が等しくなるよ
うに設定された利得制御出力Ｓc1，Ｓc2を合成して出力
信号Ｓo として出力するが、このような手順により出力
信号Ｓo は可変利得器３１1 の最大出力から可変利得器
３１2 の最大出力に変化する。
【００２５】このような制御手順に従えば、この増幅器
では出力遷移状態での出力信号Ｓo の変化状態を可変利
得制御器１１によって制御できる。即ち、一般に最大出
力の大きな増幅器は消費電力が大きく、最大出力電力の
小さな増幅器は消費電力が小さいため、ここではそのと
きに必要な出力信号Ｓo の大きさに見合った消費電力の
可変利得器を選択することで電源電圧Ｖccの効率的な使
用が可能になる。
では出力遷移状態での出力信号Ｓo の変化状態を可変利
得制御器１１によって制御できる。即ち、一般に最大出
力の大きな増幅器は消費電力が大きく、最大出力電力の
小さな増幅器は消費電力が小さいため、ここではそのと
きに必要な出力信号Ｓo の大きさに見合った消費電力の
可変利得器を選択することで電源電圧Ｖccの効率的な使
用が可能になる。
【００２６】又、この増幅器では、定常状態での出力信
号Ｓo は動作している可変利得器の最大出力で決定して
いるが、各可変利得器の利得を最大利得時にのみ保証す
ることは、全ての可変利得範囲にわたって保証する場合
に比べて容易である。従って、従来技術のように検波器
によって出力電力を検出して利得制御にフィードバック
（帰還）する必要性が無くなる。
号Ｓo は動作している可変利得器の最大出力で決定して
いるが、各可変利得器の利得を最大利得時にのみ保証す
ることは、全ての可変利得範囲にわたって保証する場合
に比べて容易である。従って、従来技術のように検波器
によって出力電力を検出して利得制御にフィードバック
（帰還）する必要性が無くなる。
【００２７】更に、連続した利得可変範囲が必要な場合
でも図１に示すような構成の増幅器の入力側，又は出力
側に可変増幅器を追加すれば対応できる。このとき、追
加する可変増幅器の可変利得範囲は、少なくとも２つの
逆方向に利得制御される可変利得器の最大利得差より若
干広くするだけで良い。このため、追加した可変増幅器
の利得を全可変範囲に及んで保証することはそれほど困
難ではない。このような増幅器の場合、並列接続された
各可変利得器３１1 〜３１n のうちの一つだけを最大利
得で動作させ、その他のものに対する制御電源電圧の印
加を全て断にし、動作させないような制御を行う場合に
おいても、全体の利得を連続して可変することが可能と
なる。
でも図１に示すような構成の増幅器の入力側，又は出力
側に可変増幅器を追加すれば対応できる。このとき、追
加する可変増幅器の可変利得範囲は、少なくとも２つの
逆方向に利得制御される可変利得器の最大利得差より若
干広くするだけで良い。このため、追加した可変増幅器
の利得を全可変範囲に及んで保証することはそれほど困
難ではない。このような増幅器の場合、並列接続された
各可変利得器３１1 〜３１n のうちの一つだけを最大利
得で動作させ、その他のものに対する制御電源電圧の印
加を全て断にし、動作させないような制御を行う場合に
おいても、全体の利得を連続して可変することが可能と
なる。
【００２８】図２は、上述した各可変利得器３１1 〜３
１n の基本構成に関する一例を可変利得器３１として示
したブロック図である。この可変利得器３１において、
可変利得増幅回路３１１は入力信号Ｓi を入力とし、利
得制御信号Ｃg によりその利得を制御した可変出力Ｓc
´を出力する。この可変出力Ｓc ´は遅延回路３１２に
より遅延量の調整が行われて利得制御出力Ｓc となる。
ここでは可変利得増幅回路３１１及び遅延回路３１２に
電源電圧Ｖccより生成された制御電源電圧Ｖcが印加さ
れているが、可変利得器３１が受動回路のみで構成され
ている場合は制御電源電圧Ｖc が印加される必要は無
い。
１n の基本構成に関する一例を可変利得器３１として示
したブロック図である。この可変利得器３１において、
可変利得増幅回路３１１は入力信号Ｓi を入力とし、利
得制御信号Ｃg によりその利得を制御した可変出力Ｓc
´を出力する。この可変出力Ｓc ´は遅延回路３１２に
より遅延量の調整が行われて利得制御出力Ｓc となる。
ここでは可変利得増幅回路３１１及び遅延回路３１２に
電源電圧Ｖccより生成された制御電源電圧Ｖcが印加さ
れているが、可変利得器３１が受動回路のみで構成され
ている場合は制御電源電圧Ｖc が印加される必要は無
い。
【００２９】図３は、上述した可変利得器３１における
可変利得増幅回路３１１の利得を変化させた場合、その
遅延量も変化する場合を対策した他の可変利得器３１の
構成を例示したブロック図である。即ち、ここでは図２
に示した遅延回路３１２に代え、可変利得増幅回路３１
１における遅延量の変化に対してその遅延量を可変制御
するための可変遅延回路３１３が用いられている。この
構成の場合、利得制御信号Ｃg により利得を制御すると
同時に可変遅延回路３１３を使用して遅延量も制御する
ので、利得が変化しても可変利得器３１全体としての遅
延量が一定に保たれることになる。
可変利得増幅回路３１１の利得を変化させた場合、その
遅延量も変化する場合を対策した他の可変利得器３１の
構成を例示したブロック図である。即ち、ここでは図２
に示した遅延回路３１２に代え、可変利得増幅回路３１
１における遅延量の変化に対してその遅延量を可変制御
するための可変遅延回路３１３が用いられている。この
構成の場合、利得制御信号Ｃg により利得を制御すると
同時に可変遅延回路３１３を使用して遅延量も制御する
ので、利得が変化しても可変利得器３１全体としての遅
延量が一定に保たれることになる。
【００３０】図４は、上述した可変利得増幅回路３１１
の回路構成例を示したブロック図である。この可変利得
増幅回路３１１は、所定の利得増幅を行う固定利得増幅
部３２２と、この固定利得増幅部３２２の最大利得より
も絶対値で大きな最大減衰量を持つ可変減衰部３２１，
３２３とを組み合わせて成っている。ここでは、入力信
号Ｓi が可変減衰部３２１に入力され、続いて固定利得
増幅部３２２に送られた後、可変減衰部３２３を通って
可変出力Ｓc ´となる。この可変利得増幅回路３１１で
の利得は可変減衰部３２１，３２３により決定される。
の回路構成例を示したブロック図である。この可変利得
増幅回路３１１は、所定の利得増幅を行う固定利得増幅
部３２２と、この固定利得増幅部３２２の最大利得より
も絶対値で大きな最大減衰量を持つ可変減衰部３２１，
３２３とを組み合わせて成っている。ここでは、入力信
号Ｓi が可変減衰部３２１に入力され、続いて固定利得
増幅部３２２に送られた後、可変減衰部３２３を通って
可変出力Ｓc ´となる。この可変利得増幅回路３１１で
の利得は可変減衰部３２１，３２３により決定される。
【００３１】この場合、先に述べた利点に加えて、以下
に述べる利点がある。即ち、可変利得増幅回路３１１
は、上述した利得制御の手順から明らかであるように、
その利得が最小の時にのみ制御電源電圧Ｖc の印加状態
又は断状態が発生する。可変利得増幅回路３１１の利得
を最小にしたとき、可変減衰部３２１，３２３の減衰量
は最大になっている。この状態で制御電源電圧Ｖc が印
加若しくはは断にされることにより、固定利得増幅部３
２２の入出力インピーダンスが変化しても減衰部３２
１，３２３の減衰量が大きいため、入力信号Ｓi 及び可
変出力Ｓc ´に対する影響は少ない。これにより、上述
した可変利得器３１及び増幅器全体の動作を一層安定な
ものとすることができる。
に述べる利点がある。即ち、可変利得増幅回路３１１
は、上述した利得制御の手順から明らかであるように、
その利得が最小の時にのみ制御電源電圧Ｖc の印加状態
又は断状態が発生する。可変利得増幅回路３１１の利得
を最小にしたとき、可変減衰部３２１，３２３の減衰量
は最大になっている。この状態で制御電源電圧Ｖc が印
加若しくはは断にされることにより、固定利得増幅部３
２２の入出力インピーダンスが変化しても減衰部３２
１，３２３の減衰量が大きいため、入力信号Ｓi 及び可
変出力Ｓc ´に対する影響は少ない。これにより、上述
した可変利得器３１及び増幅器全体の動作を一層安定な
ものとすることができる。
【００３２】図５は、上述した各電源制御器２１1 〜２
１n の基本構成に関する一例を電源制御器２１として示
したブロック図である。この可変利得器３１では、Ｐ−
ｃｈＦＥＴ２１３のゲート電圧をＮ−ｃｈＦＥＴ２１４
により制御することにより電源電圧Ｖccを制御電源電圧
Ｖc として接続又は断にするものである。因みに、Ｐ−
ｃｈＦＥＴ２１３のゲート側は電源電圧Ｖccとの間で抵
抗２１２を介して接続されている。
１n の基本構成に関する一例を電源制御器２１として示
したブロック図である。この可変利得器３１では、Ｐ−
ｃｈＦＥＴ２１３のゲート電圧をＮ−ｃｈＦＥＴ２１４
により制御することにより電源電圧Ｖccを制御電源電圧
Ｖc として接続又は断にするものである。因みに、Ｐ−
ｃｈＦＥＴ２１３のゲート側は電源電圧Ｖccとの間で抵
抗２１２を介して接続されている。
【００３３】即ち、この電源制御器２１では、利得制御
信号Ｃg が比較器２１１に入力され、抵抗２１５，２１
６の比によって決まる闘値を越えたときにＮ−ｃｈＦＥ
Ｔ２１４及びＰ−ｃｈＦＥＴ２１３がオンし、電源電圧
Ｖccが制御電源電圧Ｖc として接続され、逆に利得制御
信号Ｃg がその闘値よりも小さくなったときに電源電圧
Ｖccが制御電源電圧Ｖc から断にされる。
信号Ｃg が比較器２１１に入力され、抵抗２１５，２１
６の比によって決まる闘値を越えたときにＮ−ｃｈＦＥ
Ｔ２１４及びＰ−ｃｈＦＥＴ２１３がオンし、電源電圧
Ｖccが制御電源電圧Ｖc として接続され、逆に利得制御
信号Ｃg がその闘値よりも小さくなったときに電源電圧
Ｖccが制御電源電圧Ｖc から断にされる。
【００３４】尚、上述した図３並びに図４で説明した可
変利得器３１や図５で説明した電源制御器２１の構成を
用いた増幅器に関しても、その増幅器における入力側又
は出力側に可変増幅器を接続した構成の増幅器とするこ
とにより、全体の利得を連続して可変することが可能と
なるし、このような何れの増幅器に関しても複数従属接
続して増幅装置を構成すれば利得可変幅を広くすること
が可能となる。
変利得器３１や図５で説明した電源制御器２１の構成を
用いた増幅器に関しても、その増幅器における入力側又
は出力側に可変増幅器を接続した構成の増幅器とするこ
とにより、全体の利得を連続して可変することが可能と
なるし、このような何れの増幅器に関しても複数従属接
続して増幅装置を構成すれば利得可変幅を広くすること
が可能となる。
【００３５】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明の増幅器
によれば、利得制御器で各可変利得器のうちの少なくと
も２つに関する利得を互いに逆方向に制御すると共に、
各電源制御器でそれぞれ各可変利得器に備えられる可変
利得増幅回路の対応するものに対して利得制御信号のう
ちの該当するものの利得が最も小さくなったときに制御
電源電圧のうちの該当するものの印加を断にする構成と
しているので、従来技術のように検波器によって出力電
力を検出して利得制御にフィードバック（帰還）する必
要が無くなる。結果として、利得切り替え時の信号の瞬
断が無い上、電源電圧の利用効率が良くて利得の可変範
囲が大きい優れた特性の増幅器が具現されるようにな
る。
によれば、利得制御器で各可変利得器のうちの少なくと
も２つに関する利得を互いに逆方向に制御すると共に、
各電源制御器でそれぞれ各可変利得器に備えられる可変
利得増幅回路の対応するものに対して利得制御信号のう
ちの該当するものの利得が最も小さくなったときに制御
電源電圧のうちの該当するものの印加を断にする構成と
しているので、従来技術のように検波器によって出力電
力を検出して利得制御にフィードバック（帰還）する必
要が無くなる。結果として、利得切り替え時の信号の瞬
断が無い上、電源電圧の利用効率が良くて利得の可変範
囲が大きい優れた特性の増幅器が具現されるようにな
る。
【図１】本発明の一実施例に係る増幅器の基本構成を示
したブロック図である。
したブロック図である。
【図２】図１に示す増幅器に備えられる可変利得器の基
本構成の一例を示したブロック図である。
本構成の一例を示したブロック図である。
【図３】図１に示す増幅器に備えられる可変利得器の基
本構成の他例を示したブロック図である。
本構成の他例を示したブロック図である。
【図４】図２又は図３に示す可変利得器に備えられる可
変利得増幅回路の回路構成例を示したブロック図であ
る。
変利得増幅回路の回路構成例を示したブロック図であ
る。
【図５】図１に示す増幅器に備えられる電源制御器の基
本構成の一例を示したブロック図である。
本構成の一例を示したブロック図である。
【図６】従来の可変利得増幅器を構成するための関連技
術として、送信電力制御方式の系統を示したブロック図
である。
術として、送信電力制御方式の系統を示したブロック図
である。
【図７】従来の他の可変利得増幅器を構成するための関
連技術として、多段増幅器の基本構成を示したブロック
図である。
連技術として、多段増幅器の基本構成を示したブロック
図である。
１０ 信号分配器 １１ 利得制御器 ２１，２１1 〜２１n 電源制御器 ３１，３１1 〜３１n 可変利得器 ４１ 合成器 ５１〜５８ 増幅器 ５９，６０，７４ 切り替えスイッチ ６１，７６ 検波器 ６２ 選択決定回路 ７１，７２ 電力増幅器 ７３ 方向性結合器 ７５ 制御回路 ７７ 基準電圧入力端子 ２１１ 比較器 ２１２，２１５，２１６ 抵抗 ２１３ Ｐ−ｃｈ ＦＥＴ ２１４ Ｎ−ｃｈ ＦＥＴ ３１１ 可変利得増幅回路 ３１２ 遅延回路 ３１３ 可変遅延回路 ３２１，３２３ 可変減衰部 ３２２ 固定利得増幅部 Ｃ 制御信号 Ｃg ，Ｃg1〜Ｃgn 利得制御信号 Ｓc ，Ｓc1〜Ｓcn 利得制御出力 Ｓi ，Ｓi1〜Ｓin 入力信号 Ｓo 出力信号 Ｖc ，Ｖc1〜Ｖcn 制御電源電圧 Ｖcc 電源電圧
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H04B 1/04 H03G 3/00
Claims (6)
- 【請求項１】 一つの入力信号を分配する分配器と、所
定の制御信号が入力され、ｎ個の利得制御信号を生成出
力する利得制御器と、前記ｎ個の利得制御信号が各々１
つずつ供給され、供給された制御信号と所定の電源電圧
に基づいて制御電源電圧を生成するｎ個の電源制御器
と、各々が可変利得増幅回路及び遅延回路からなり、そ
れぞれ対応する電源制御器から出力される電源電圧によ
り動作し、かつ対応する電源制御器に供給されたものと
同一の利得制御信号によりその利得が制御されるｎ個の
可変利得器と、前記ｎ個の可変利得器出力を合成し、合
成結果を出力する合成器を含み、前記制御信号に従い、
最大利得で動作する可変利得器を切り替える増幅器にお
いて、前記利得制御器は、最大利得で動作中の可変利得器に対
しては、その利得を最小利得まで変化させるとともに、
最小利得で且つ電源電圧が印加されていない可変利得器
の中から１つの可変利得器を選択後、当該１つの可変利
得器の利得を最大利得まで変化させ、当該１つの可変利
得器と、当該動作中の可変利得器の可変範囲は互いの最
大出力差に対して充分大きくし、 前記電源制御器は、前記選択された可変利得器に対して
は、当該可変利得器の利得制御信号が当該可変利得器の
利得を大きくするように制御し始めた後に、電源電圧を
印加し、前記最大利得で動作中の可変利得器に対して
は、当該可変利得器の利得が最小利得にまで減少した後
に電源電圧の印加を断にする ことを特徴とする増幅器。 - 【請求項２】 請求項１記載の増幅器において、前記ｎ
個の可変利得器の各々には、前記遅延回路として、前記
可変利得増幅回路における遅延量の変化に対して該遅延
量を可変制御する可変遅延回路が用いられたことを特徴
とする増幅器。 - 【請求項３】 請求項２記載の増幅器において、前記可
変利得増幅回路の各々は、所定の利得増幅を行う固定利
得増幅部と、 前記固定利得増幅器の最大利得よりも絶対値で大きな最
大減衰量を持つ可変減衰部とを組み合わせて成ることを
特徴とする増幅器。 - 【請求項４】 請求項１〜３の何れか一つに記載の増幅
器、及び該増幅器における入力側に接続された可変増幅
器から成ることを特徴とする増幅器。 - 【請求項５】 請求項１〜３の何れか一つに記載の増幅
器、及び該増幅器における出力側に接続された可変増幅
器から成ることを特徴とする増幅器。 - 【請求項６】 請求項１〜５の何れか一つに記載の増幅
器を複数従属接続して成ることを特徴とする増幅装置。
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7219232A JP3039613B2 (ja) | 1995-08-28 | 1995-08-28 | 増幅器 |
| TW085110361A TW393828B (en) | 1995-08-28 | 1996-08-26 | Wide range variable output amplifier apparatus with high efficiency |
| US08/703,775 US5796306A (en) | 1995-08-28 | 1996-08-27 | Wide range variable output amplifier apparatus with high efficiency |
| CA002184225A CA2184225C (en) | 1995-08-28 | 1996-08-27 | Wide range variable output amplifier apparatus with high efficiency |
| CNB961133945A CN1138339C (zh) | 1995-08-28 | 1996-08-28 | 可变输出放大器装置 |
| KR1019960037777A KR100191101B1 (ko) | 1995-08-28 | 1996-08-28 | 고 효율을 가진 광역 가변 출력 증폭기 장치 |
| EP96306236A EP0762637A3 (en) | 1995-08-28 | 1996-08-28 | Variable output amplifier |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7219232A JP3039613B2 (ja) | 1995-08-28 | 1995-08-28 | 増幅器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0964667A JPH0964667A (ja) | 1997-03-07 |
| JP3039613B2 true JP3039613B2 (ja) | 2000-05-08 |
Family
ID=16732280
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7219232A Expired - Fee Related JP3039613B2 (ja) | 1995-08-28 | 1995-08-28 | 増幅器 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5796306A (ja) |
| EP (1) | EP0762637A3 (ja) |
| JP (1) | JP3039613B2 (ja) |
| KR (1) | KR100191101B1 (ja) |
| CN (1) | CN1138339C (ja) |
| CA (1) | CA2184225C (ja) |
| TW (1) | TW393828B (ja) |
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| US6816016B2 (en) * | 2000-08-10 | 2004-11-09 | Tropian, Inc. | High-efficiency modulating RF amplifier |
| US20020187764A1 (en) * | 2000-10-10 | 2002-12-12 | Nicolas Constantinidis | Amplification circuit with improved linearity |
| KR100489693B1 (ko) * | 2001-02-16 | 2005-05-17 | 인티그런트 테크놀로지즈(주) | 선형성이 향상된 증폭 회로 및 믹서 회로 |
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| US8000259B2 (en) | 2009-09-04 | 2011-08-16 | Viasat, Inc. | Distributed cache—adaptive multicast architecture for bandwidth reduction |
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| CN104682905B (zh) * | 2014-12-26 | 2017-08-11 | 北京航天测控技术有限公司 | 一种超宽带可变增益放大装置 |
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| JPS60212013A (ja) * | 1984-04-05 | 1985-10-24 | Nec Corp | 多段増幅器 |
| US4598252A (en) * | 1984-07-06 | 1986-07-01 | Itt Corporation | Variable gain power amplifier |
| US4636741A (en) * | 1985-11-01 | 1987-01-13 | Motorola, Inc. | Multi-level power amplifying circuitry for portable radio transceivers |
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