JP6419429B2 - ディジタル振幅変調装置 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、ディジタル振幅変調装置及びディジタル振幅変調制御方法に関する。

従来、中波放送用の送信装置においては、ディジタル振幅変調装置が用いられている。
ディジタル振幅変調装置は、並列に接続された複数の電力増幅器を備えている。
そして、外部から供給される音声信号等の変調信号の電圧振幅レベルに合わせて複数の電力増幅器をオン／オフ制御することで、同時にオン状態とされる電力増幅器の台数を変更しながら、キャリア信号を増幅する。

そして、同時にオン状態とされている電力増幅器の出力信号を合成することでＡＭ（Amplitude Modulation）波を生成し、生成したＡＭ波を所定の放送サービスエリアへ送出する。

この種のディジタル振幅変調装置においては、電力増幅器が壊れたり、合成部が短絡したり、開放したり等の何らかの障害が発生すると、ＡＭ波の信号品質が劣化する可能性がある。

このため、例えば、落雷の際、断線、故障及びサージ混入等の負荷系異常の際、並びに、アンテナの負荷特性によるＳＷＲ（定在波比：Standing Wave Ratio）の悪化の際に、電力増幅器の破壊を防止する必要がある。

実開昭６２−８７３７号公報

ところで、ＳＷＲの算出には、一般にＭＰＵ（Micro Processing Unit）が使用されるが、ＭＰＵは、演算遅延量が大きく落雷時等の急激なＳＷＲの変化に対する実時間での追従ができない。

そのため、ディジタル振幅変調装置は、電力増幅器の破壊を防止することが困難である。また、電力増幅器の破壊を防止するための制御に、ＣＰＬＤ（Complex Programmable Logic Device）又はＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等から構成されたディジタル回路であっても事情は同様である。

そこで、本実施形態の目的は、異常の発生が急激な変化を伴う場合であっても、その変化に対して実時間で追従することが可能なディジタル振幅変調装置及びディジタル振幅変調制御方法を提供することにある。

実施形態のディジタル振幅変調装置は、入力された音声信号に基づいてオン／オフ制御され、オン制御状態において入力されたキャリア信号の電力増幅を行う並列接続された複数の電力増幅器を有する電力増幅部を備えている。
そして、合成部は、オン制御状態にある複数の電力増幅器の出力を合成して合成出力信号を出力する。
フィルタ部は、合成出力信号のフィルタリングを行ってＲＦ帯の振幅変調信号として信号出力端子から出力する。
一方、演算出力部は、アナログ回路として構成され、合成出力信号あるいは振幅変調信号の電圧値及び電流値に基づいた演算値を出力する。

これにより、アナログ回路として構成された第１保護部は、演算値が所定の異常状態に相当する第１基準値を超えた場合に全ての電力増幅器をオフ制御状態とするための第１制御信号を電力増幅器が前記所定の異常状態を前記オン制御状態で許容できる最小許容時間の経過前に出力するとともに、所定時間経過後に前記第１制御信号を前記オフ制御状態の解除状態とする。
アナログ回路及びディジタル回路の複合回路として構成された第２保護部は、演算値に基づき算出された保護指標が、第１基準値より低い、所定の第２基準値を越えた場合に、並列してオン制御状態とすることが可能な電力増幅器の台数の上限値を制御するための第２制御信号を出力し、演算値が、前記第１基準値と同程度である、第３基準値以上となった場合であって、第１制御信号が出力され全ての電力増幅器をオフ制御状態とされている期間中に、第３制御信号の出力を開始し、第３制御信号のステータスを全ての電力増幅器をオフ制御状態とするためのステータスとするとともに、第１制御信号がオフ制御状態の解除状態となった後に、第３制御信号のステータスを電力増幅器をオン／オフ状態とするためのステータスに変更するための再起動信号を出力する。
制御部は、第１制御信号、第２制御信号、第３制御信号及び再起動信号に基づいた、上限値と、音声信号と、に基づいて電力増幅器をオン／オフ制御する。

図１は、第１実施形態のディジタル振幅変調装置の機能構成ブロック図である。 図２は、保護部の機能構成ブロック図である。 図３は、制御部の機能構成ブロック図である。 図４は、保護部及び制御部の処理手順を示すシーケンス図である。 図５は、電力増幅器に対する制御の時間遷移図である。 図６は、第２処理手順における保護部１６及び制御部１１の処理手順を示すシーケンス図である。 図７は、従来のディジタル振幅変調装置において生成されるオン／オフ制御信号の時間遷移を示す図である。 図８は、第１実施形態の変形例の説明図である。 図９は、第２実施形態に係るディジタル振幅変調装置の機能構成ブロック図である。

以下、好適な実施形態について、図面を参照して説明する。
［１］第１実施形態
図１は、第１実施形態のディジタル振幅変調装置の機能構成ブロック図である。
ディジタル振幅変調装置１０は、大別すると、制御部１１、電力増幅部１２、合成部１３、フィルタ部１４、測定部１５、保護部１６、キャリア信号入力端子Ｔｃ及び音声信号入力端子Ｔｓを備えている。

キャリア信号入力端子Ｔｃには、伝送信号としてのキャリア信号Ｓｃが入力される。
音声信号入力端子Ｔｓには、変調信号である音声信号Ｓｓが入力される。
制御部１１は、後述するようにディジタル振幅変調装置１０全体の制御を行う。

電力増幅部１２は、ｎ台の電力増幅器（ＰＡ：Power Amplifier）１２−１〜１２−ｎを備えている。キャリア信号入力端子１０１に入力されたキャリア信号は、制御部１１を介して電力増幅器１２−１〜１２−ｎにそれぞれ入力される。

電力増幅器１２−１〜１２−ｎは、それぞれ制御部１１の制御下でオン／オフ制御される。そして、電力増幅器１２−１〜１２−ｎは、オン制御状態で駆動状態となり、入力されたキャリア信号Ｓｃを予め設定されたレベルに増幅する。また、電力増幅器１２−１〜１２−ｎは、オフ制御状態で、停止状態となり、その出力が禁止される。

合成部１３は、電力増幅器１２−１〜１２−ｎの出力信号が入力され、増幅されたキャリア信号を合成して、合成増幅キャリア信号Ｓａｃを生成し、フィルタ部１４へ出力する。
フィルタ部１４は、合成部１３で合成された合成信号のフィルタリング（濾波）することで、合成信号に含まれるノイズ等の不要な成分を抑圧してフィルタリング合成信号Ｓｆａｃを出力する。そして、フィルタ部１４は、フィルタリング合成信号Ｓｆａｃを、振幅変調されたＲＦ帯の放送波（ＡＭ波）として、測定部１５を介し、信号出力端子Ｔｏｕｔから出力する。
信号出力端子Ｔｏｕｔの後段には、図示しない整合回路、フィルタ、リジェクタ及びトラップ回路等が設けられており、これらを介して図示しない送信アンテナが接続される。

測定部１５は、フィルタ部１４から入力される放送波であるフィルタリング合成信号Ｓｆａｃの電圧値及び電流値を測定する。なお、測定部１５は、測定した電圧値及び電流値を測定信号Ｓｍとして保護部１６へ出力する。

保護部１６は、測定部１５が出力した測定信号Ｓｍから所定の手順により、演算値Ｖｍを演算し出力する演算部として機能する演算出力部１６Ａと、後述するようにアナログ回路として構成され、演算値Ｖｍに基づいて、オン制御状態にある全ての電力増幅器１２−ｘ（ｘ：１〜ｎ）をオフ状態とするための第１制御信号ＳＣ１を出力する第１保護部として機能するファスト（ｆａｓｔ）プロテクション部１６Ｂと、アナログ回路及びディジタル回路の複合回路として構成され、演算値Ｖｍに基づいて、並列してオン制御状態とすることが可能な電力増幅器の最大台数を制御するための第２制御信号ＳＣ２及び初期状態もしくは前記上限台数の範囲内で電力増幅器１２−ｘ（ｘ：１〜ｎ）をオン／オフ状態とするための第３制御信号ＳＣ３を出力する第２保護部として機能するスロー（ｓｌｏｗ）プロテクション部１６Ｃと、を備えている。

ここで、保護部１６の構成についてより詳細に説明する。
図２は、保護部１６の機能構成ブロック図である。
演算出力部１６Ａは、例えば、オペアンプなどのアナログＩＣから構成されるアナログ回路として構成され、測定値入力端子Ｔ１１を備える。測定値入力端子Ｔ１１は、測定部１５が測定する電圧値および電流値が測定値として入力される。演算出力部１６Ａは、測定値入力端子Ｔ１１から入力される測定値である電圧値と電流値とを、加算、減算、除算あるいは平滑化し、演算値Ｖｍとしてファストプロテクション部１６Ｂ及びスロープロテクション部１６Ｃに出力する。
なお、電圧値および前記電圧値から位相のπ/2異なる電圧値から演算値Ｖｍを算出することも可能である。

ファストプロテクション部１６Ｂは、例えば、オペアンプやコンパレータなどのアナログＩＣから構成されるアナログ回路を用いて構成された制御出力部１６１及び第１制御信号出力端子Ｔ１２を備える。

ここで、制御出力部１６１は、演算出力部１６Ａが出力する演算値Ｖｍが、予め設定された閾値である第１基準値以上となる場合、オン制御状態にある全ての電力増幅器１２−ｘ（ｘ：１〜ｎ）をオフ状態とするための第１制御信号ＳＣ１を第１制御信号出力端子Ｔ１２から制御部１１に出力する。

このとき、第１制御信号ＳＣ１のパルス幅は、アナログ回路及びディジタル回路の複合回路として構成されたスロープロテクション部１６Ｃにおける演算遅延時間よりも長く設定される。これは、スロープロテクション部１６Ｃによる保護が開始される前にファストプロテクション部１６Ｂの保護が解除されるのを防止するためである。

スロープロテクション部１６Ｃは、例えば、オペアンプやＡ／ＤコンバータなどのアナログＩＣから構成されるアナログ回路と、ＣＰＵ、ＣＰＬＤ及びＦＰＧＡ等のディジタル回路の複合回路として構成されている。

そして、スロープロテクション部１６Ｃは、演算部１６２、記憶部１６３、上限制御部１６４、第２制御信号ＳＣ２を出力する第２制御信号出力端子Ｔ１３、判定部１６５、再起動部１６６、カウンタ部１６７及び第３制御信号ＳＣ３及び再起動信号ＳＲＳを出力する第３制御信号出力端子Ｔ１４を備えている。

演算部１６２は、演算出力部１６Ａが出力する演算値Ｖｍに基づいてＳＷＲ（定在波比：Standing Wave Ratio）、反射係数又は反射電力等の評価値Ｖｘを算出する。
ここで演算部１６２においては、評価値Ｖｘは、あらかじめ記憶部１６３に格納された初期状態の評価値Ｖｘ０により補正が行われ、上限制御部１６４へ出力される。

この演算部１６２は、評価値Ｖｘの補正が行われることで、演算出力部１６Ａならびにスロープロテクション部１６Ｃを構成するアナログ回路で構成された演算・平滑回路などの誤差やＡ／Ｄコンバータなどの回路における雑音の影響を除去することが可能となり、より正確な評価値Ｖｘを算出することが可能となる。

なお、反射係数を評価値Ｖｘとして算出する場合には、記憶部１６３には、初期状態の反射係数（＝初期状態の評価値Ｖｘ０）の他、初期状態のインピーダンスや出力電力などを記憶することで、測定時のインピーダンスや出力電力・反射電力などを算出することが可能となる。

そして、上限制御部１６４は、複数の第２基準値Ｖｒｅｆ２を予め記憶しており、演算部１６２から出力されたＳＷＲ、反射係数、反射電力等の評価値Ｖｘが第２基準値Ｖｒｅｆ２を超えると、第２基準値に応じたオン制御する電力増幅器１２−１〜１２−ｎの台数を上限値として設定する。
例えば、第２基準値Ｖｒｅｆ２として、二つの値、第２基準値Ｖｒｅｆ２Ａ、Ｖｒｅｆ２Ｂ（Ｖｒｅｆ２Ａ＞Ｖｒｅｆ２Ｂ）があるとする。

この場合に、
第２基準値Ｖｒｅｆ２Ａ＞評価値Ｖｘ＞第２基準値Ｖｒｅｆ２Ｂ
であれば、上限制御部１６４は、並列してオン制御状態とすることが可能な電力増幅器の最大台数をｎ／２台とする。例えば、ｎ＝１０であれば、並列してオン制御状態とすることが可能な電力増幅器の最大台数を５台とする第２制御信号ＳＣ２を第２制御信号出力端子Ｔ１３から出力する。

また、
評価値Ｖｘ＞第２基準値Ｖｒｅｆ２Ａ＞第２基準値Ｖｒｅｆ２Ｂ
であれば、上限制御部１６４は、並列してオン制御状態とすることが可能な電力増幅器の最大台数をｎ／５台とする。例えば、ｎ＝１０であれば、並列してオン制御状態とすることが可能な電力増幅器の最大台数を２台とする第２制御信号ＳＣ２を第２制御信号出力端子Ｔ１３から出力する。なお、第２基準値Ｖｒｅｆ２は、装置により適宜設定される。

また、スロープロテクション部１６Ｃに、測定部１５が測定する測定値から演算出力部１６Ａが出力する演算値Ｖｍを生成する機能を持たせるように構成することも可能である。この構成を採った場合、測定部１５が測定する測定値（電圧値および電流値）は、演算出力部１６ｆＡを介さずに演算部１６２に直接入力され、この演算部１６２は、演算値Ｖｍを生成し、判定部１６５に出力する。

判定部１６５は、入力された演算値Ｖｍが予め設定された閾値である第３基準値Ｖｒｅｆ３以上となる場合、第３制御信号ＳＣ３を生成する。
そして、第３制御信号ＳＣ３のステータスはＳＴＯＰ（第３制御信号ＳＣ３により電力増幅器１２−Ｘがオフ状態）となる。

判定部１６５は、生成した第３制御信号ＳＣ３を第３制御信号出力端子Ｔ１４から制御部１１へ出力するとともに、再起動部１６６へ出力する。
再起動部１６６は、第３制御信号ＳＣ３が入力されると、所定時間の経過後に、第３制御信号ＳＣ３のステータスを変更するため再起動信号ＳＲＳを第３制御信号出力端子Ｔ１４から制御部１１へ出力する。
ここで、所定時間とは、第３制御信号ＳＣ３のステータスがＳＴＯＰとなった後に、再起動信号ＳＲＳが出力されるまでの時間であり、その時間はスロープロテクション部１６Ｃの演算遅延時間より長い時間である。

再起動信号ＳＲＳは、所定のパルス幅の間、入力された演算値Ｖｍが予め設定された閾値である第３基準値Ｖｒｅｆ３以上となる前の状態と並列にオン制御する電力増幅器１２−１〜１２−ｎの上限値が同じ台数（初期状態）、もしくは第２制御信号ＳＣ２で指示された上限台数となる状態となるように、制御部１１に対して第３制御信号ＳＣ３のステータスを変更する指示となる。

そして、第３制御信号ＳＣ３のステータスはＲＵＮ（第３制御信号ＳＣ３により、音声信号の電圧振幅レベルに応じて、初期状態もしくは第２制御信号ＳＣ２に指定された上限台数の範囲内で電力増幅器１２−ｘ（ｘ：１〜ｎ）がオン／オフ状態となる）となる。ここで、所定のパルス幅の間とは、電力増幅器１２−１〜１２−ｎの最小許容時間（例えば、負荷が短絡することで電力増幅器１２−１〜１２−ｎへ過電流が供給され、電力増幅器１２−１〜１２−ｎが発熱し、電力増幅部１２が破損に至ることがない最小の時間：例えば、１００μｓ）に比べて短い時間に相当する時間の間隔である。

再起動部１６６は、所定のパルス幅の間に相当する時間の経過後に、第３制御信号ＳＣ３のステータスを変更するため再起動信号ＳＲＳを第３制御信号出力端子Ｔ１４から制御部１１へ出力する。

これにより、再起動部１６６は、第３制御信号ＳＣ３のステータスを変更することで、制御部１１に対して、電力増幅器１２−１〜１２−ｎのオフ制御の指示をすることとなる。そして、第３制御信号ＳＣ３のステータスはＳＴＯＰ（第３制御信号ＳＣ３により電力増幅器１２−Ｘがオフ状態）となる。

再起動部１６６は、再起動信号ＳＲＳを制御部１１に対して出力すると、再起動回数をカウントするカウンタ部１６７のカウント値をインクリメントする。
従って、再起動部１６６は、演算値Ｖｍが第３基準値Ｖｒｅｆ３を超えている場合、再起動信号ＳＲＳをスロープロテクション部１６Ｃによる演算遅延時間よりも長い時間（所定時間）と電力増幅器１２−１〜１２−ｎの最小許容時間よりも短い時間（所定パルス幅の間に相当する時間）を組としたうえで、繰り返し出力し、再起動信号ＳＲＳを出力する度もしくは再起動信号ＳＲＳの組を出力する度にカウンタ部１６７のカウント値をインクリメントする。

再起動部１６６は、カウンタ部１６７のカウント値が予め設定した上限回数に達するまでに、演算値Ｖｍが第３基準値Ｖｒｅｆ３以上となる状態が維持されている場合、第３制御信号ＳＣ３のステータスはＳＴＯＰのまま（第３制御信号ＳＣ３により電力増幅器１２−Ｘがオフ状態を保ったまま）、再起動信号ＳＲＳの出力を終了する。なお、再起動信号ＳＲＳの出力前に、演算値Ｖｍが第３基準値Ｖｒｅｆ３以上となる異常状態が解消されれば、第３制御信号ＳＣ３の生成は終了し、カウント値はリセットされる。

上記構成において、さらに、再起動部１６６に、カウンタ部１６７のカウント値に対する複数のカウント閾値を予め記憶させ、カウント値が上限回数に達する前までに、オン制御する電力増幅器１２−１〜１２−ｎの台数の上限値を制御（カウント閾値を超える毎により減力方向、すなわち、上限値を小さく）しながら、出力電力を出力するように、制御部１１に対して指示することも可能である。

初期状態を例として説明を行う。
例えば、あるカウント閾値ＴｈＡ（カウント閾値ＴｈＡ＜上限回数）を想定した場合、カウンタ部１６７のカウント値がカウント閾値ＴｈＡより小さい状態においては、並列してオン制御する電力増幅器１２−１〜１２−ｎの台数の上限値を、演算値Ｖｍが第３基準値Ｖｒｅｆ３以上となる前と同じ台数（初期状態）とする。また、カウンタ部１６７のカウント値がカウント閾値ＴｈＡ以上となった場合には、オン制御対象の電力増幅器１２−１〜１２−ｎの台数の上限値を初期状態の１／２（自動減力機能）とする。

このように、スロープロテクション部１６Ｃを構成する再起動部１６６及びカウンタ部１６７並びに並列してオン制御する電力増幅器１２−１〜１２−ｎの台数の上限値を減少させる自動減力機能をディジタル回路で実現している。したがって、スロープロテクション部１６Ｃを、ファストプロテクション部１６Ｂと同様のアナログ回路のみで構成する場合と比較して、回路規模の増大を抑えることが可能となっている。

さらに、アナログ回路及びディジタル回路の複合回路にファストプロテクション部１６Ｂの機能を持たせた場合には演算遅延量が発生するが、この点については、アナログ回路で構成したファストプロテクション部１６Ｂに保護処理を任せているため、当該演算遅延量による影響はない。

ここで、第２制御信号ＳＣ２が出力されるのは、第１制御信号ＳＣ１及び第３制御信号ＳＣ３が出力されない場合である。ただし、第２制御信号ＳＣ２が出力された状態では、
第１制御信号ＳＣ１及び第３制御信号ＳＣ３を出力することが可能となり、この場合、並列してオン制御状態とすることが可能な増幅部の上限台数は、第２制御信号ＳＣ２で指示された値が初期状態の台数となる。
具体的には、例えば、第３基準値Ｖｒｅｆ３≒第１基準値Ｖｒｅｆ１＞保護指標≧第２基準値Ｖｒｅｆ２の場合、第２制御信号ＳＣ２のみが出力される。
ここで保護指標とは、演算値Ｖｍや評価値Ｖｘのことを示している。

したがって、ファストプロテクション部１６Ｂと、スロープロテクション部１６Ｃとの間の保護指標である演算値Ｖｍや評価値Ｖｘの違い、雑音などの影響、ならびにスロープロテクション部１６Ｃにおける雑音などの影響を除去することとなる。

ただし、保護減力の状態（並列してオン状態とすることが可能な電力増幅器１２−１〜１２−ｎの台数の上限が第２制御信号ＳＣ２により設定されている状態）から、保護指標≧第３基準値Ｖｒｅｆ３≒第１基準値Ｖｒｅｆ１となった場合には、第２制御信号ＳＣ２で指示された並列してオン状態とする電力増幅器１２−１〜１２−ｎの台数の上限値は維持した状態で動作する。

図３は、制御部１１の機能構成ブロック図である。
制御部１１は、図３に示すように、電力制御部１１１、信号制御部１１２、割込み部１１３、キャリア信号入力端子Ｔ２１、音声信号入力端子Ｔ２２、制御信号出力端子Ｔ２３、制御信号入力端子Ｔ２４、Ｔ２５を備える。ここで、制御信号入力端子Ｔ２４には、第１制御信号ＳＣ１が入力され、制御信号入力端子Ｔ２５には、第２制御信号ＳＣ２、第３制御信号ＳＣ３及び再起動信号ＳＲＳが入力される。

電力制御部１１１は、音声信号入力端子Ｔ２２に入力される変調信号である音声信号ＳＳと、スロープロテクション部１６Ｃから出力され、制御信号入力端子Ｔ２５入力される第２制御信号ＳＣ２、第３制御信号ＳＣ３及再起動信号ＳＲＳが入力される。

電力制御部１１１は、音声信号の電圧振幅レベルに応じ、第２制御信号ＳＣ２で指示された並列してオン制御状態とすることが可能な増幅部の上限台数以内において、電力増幅器１２−１〜１２−ｎのいずれをオン制御するかを決定する。
もしくは、電力制御部１１１は、第３制御信号ＳＣ３が生成されない状態（初期状態）もしくは第３制御信号ＳＣ３のステータスがＲＵＮの時には初期状態または自動減力状態もしくは第２制御信号ＳＣ２で指示された並列してオン制御状態とすることが可能な増幅部の上限台数以内において、音声信号の電圧振幅レベルに応じ、電力増幅器１２−１〜１２−ｎのいずれをオン制御するかを決定する。
また、第３制御信号ＳＣ３のステータスがＳＴＯＰの時には、オン制御状態にある全ての電力増幅器１２−ｘ（ｘ：１〜ｎ）をオフ状態とする。つまり、電力制御部１１１は、ステータスがＳＴＯＰの第３制御信号ＳＣ３又は第３制御信号ＳＣ３のステータスをＳＴＯＰに変更する再起動信号ＳＲＳを受け取った際は、オン制御する電力増幅器１２−１〜１２−ｎの台数の上限値を０とすることで、ディジタル振幅変調装置１０を等価的に出力停止状態とすることが可能となる。

そして、電力制御部１１１は、電力増幅器１２−１〜１２−ｎのうちいずれか一つ又は複数の電力増幅器をオン／オフ制御するかを示す情報ＩＮＦを信号制御部１１２へ出力する。
信号制御部１１２は、キャリア信号入力端子Ｔ２１に入力されるキャリア信号Ｓｃと、電力制御部１１１から出力される情報ＩＮＦとが入力される。

そして信号制御部１１２は、入力された情報ＩＮＦを参照し、キャリア信号Ｓｃの周波数に従い、オン制御する電力増幅器に対してはオン状態とするオン／オフ制御信号Ｓｏｎ／Ｓｏｆｆを出力し、オフ制御する電力増幅器に対してはオフ状態とするオン／オフ制御信号Ｓｏｎ／Ｓｏｆｆを出力する。

このとき、オン／オフ制御信号Ｓｏｎ／Ｓｏｆｆについては、キャリア信号のレベルあるいはキャリア信号の位相を変更することで電力増幅器を制御するオン／オフ制御信号Ｓｏｎ／Ｓｏｆｆがある。キャリア信号の信号レベルあるいは位相を変更するいずれの制御方法を採用するかは、装置により任意に設定可能である。

割込部１１３は、信号制御部１１２が生成したオン／オフ制御信号Ｓｏｎ／Ｓｏｆｆと、ファストプロテクション部１６Ｂから出力されて制御信号入力端子Ｔ２４に入力される第１制御信号ＳＣ１とが入力される。

そして、割込部１１３は、信号制御部１１２から入力されたオン／オフ制御信号Ｓｏｎ／Ｓｏｆｆよりも、緊急性が高い第１制御信号ＳＣ１を優先して扱い、第１制御信号ＳＣ１により出力することが指示されるオフ制御信号Ｓｏｆｆを全ての電力増幅器１２−１〜１２−ｎへ出力する。ここで、第１制御信号ＳＣ１が生成されない、もしくは、第１制御信号ＳＣ１のステータスがＲＵＮ状態の場合、割込部１１３は、信号制御部１１２から入力されたオン／オフ制御信号Ｓｏｎ／Ｓｏｆｆを出力する。

なお、図３に示した制御部１１の構成は一例であり、例えば、電力制御部１１１のオン制御する電力増幅器１２−１〜１２−ｎの台数を算出する機能と、電力増幅器１２−１〜１２−ｎのいずれをオン／オフ制御するかの情報を算出する機能とを分離して設けるように構成することも可能である。

次に、ディジタル振幅変調装置１００における電力増幅器１２−１〜１２−ｎの制御動作を、保護部１６及び制御部１１の処理手順に従い説明する。
まず、保護指標≧第３基準値Ｖｒｅｆ３≒第１基準値Ｖｒｅｆ１である場合について説明する。この状態は、第２の制御信号は出力されず、第１制御信号ＳＣ１、第３制御信号ＳＣ３および再起動信号ＳＲＳが出力される。

この状態における処理手順を以下、第１処理手順と称する。
第１処理手順においては、保護指標＜第３基準値Ｖｒｅｆ３≒第１基準値Ｖｒｅｆ１となっている状態を正常状態とし、保護指標≧第３基準値Ｖｒｅｆ３≒第１基準値Ｖｒｅｆ１となっている状態を異常状態とする。

図４は、保護部１６及び制御部１１の処理手順を示すシーケンス図である。
図５は、電力増幅部１２に対する制御の時間遷移図である。
ここで、図５に示すように、電力増幅部１２の電力増幅器１２−ｘ（１〜ｎ）におけるオン／オフ制御信号Ｓｏｎ／Ｓｏｆｆは、時刻Ｔａまでは、制御状態に応じたある周期をもってオン状態とオフ状態とを繰り返しているものとする。

まず、図４において、演算出力部１６Ａは、測定部１５で測定された測定値を演算し、ファストプロテクション部１６Ｂ及びスロープロテクション部１６Ｃへ出力する（ステップＳ４１）。

ファストプロテクション部１６Ｂは、図５の時刻Ｔａにおいて何らかの異常が発生し、異常状態（保護指標≧第１基準値Ｖｒｅｆ１）になったと判断すると、時刻Ｔｂにおいて、第１制御信号ＳＣ１を生成し、第１制御信号ＳＣ１のステータスをＳＴＯＰ（オン制御状態にある全ての電力増幅器１２−ｘ（ｘ：１〜ｎ）がオフ状態となる）とし、図４に示すように、生成した第１制御信号ＳＣ１を制御部１１へ出力する（ステップＳ４２）。

なお、第１制御信号ＳＣ１はある幅を持ったパルス状の信号であるため、あるタイミングで、第１制御信号ＳＣ１のステータスはＲＵＮ（第１制御信号ＳＣ１が生成されない状態と同様に、音声信号の電圧振幅レベルに応じ、いずれか一つ又は複数の電力増幅器がオン／オフ状態となる）となる。ここで、ある幅とは、例えば８００μｓであり、スロープロテクション部１６Ｃにおける演算遅延時間よりも長い時間であるため、スロープロテクション部１６Ｃによる保護が開始される前にファストプロテクション部１６Ｂの保護が解除されることはない。

このとき、異常が発生してから第１制御信号ＳＣ１を出力するまでの時間、すなわち、制御出力部１６１の演算処理量はＴｂ−Ｔａ＝１５μｓ程度であり、電力増幅器１２−ｘの最小許容時間（例えば、１００μｓ）に比べて小さい。
制御部１１は、第１制御信号ＳＣ１を受けると、割込み部１１３から電力増幅器１２−ｘへオフ制御信号Ｓｏｆｆを出力する（ステップＳ４３）。この結果、オン制御状態にある全ての電力増幅器１２−ｘ（ｘ：１〜ｎ）がオフ状態となる。

スロープロテクション部１６Ｃは、図５の時刻Ｔａにおいて発生した何らかの異常により、異常状態（保護指標≧第３基準値Ｖｒｅｆ３）になったと判断すると、演算処理のために発生する演算遅延時間を経て時刻Ｔｃにおいて、第３制御信号ＳＣ３を生成し、第３制御信号ＳＣ３のステータスをＳＴＯＰ（第３制御信号ＳＣ３により電力増幅器１２−Ｘがオフ状態となる）とし、第３制御信号ＳＣ３を制御部１１へ出力する（ステップＳ４４）。

このとき、異常が発生してから第３制御信号ＳＣ３を出力するまでの時間、すなわち、判定部１６５の演算遅延時間は、例えば、Ｔｃ−Ｔa＝５００μｓであり、電力増幅器１２−ｘの最小許容時間（例えば、１００μｓ）に比べて大きい。

制御部１１は、第３制御信号ＳＣ３を受けると、オン制御する電力増幅器１２−１〜１２−ｎの台数の上限値を０とすることで、等価的に、出力停止状態となることを利用したオフ制御信号Ｓｏｆｆを電力増幅器１２−ｘへ出力する（ステップＳ４５）。

電力増幅器１２−ｘに対する制御では、図５に示すように、制御部１１は、オフ制御信号を生成し、第１制御信号ＳＣ１に由来するオフ制御信号Ｓｏｆｆの出力が終了した後も第３制御信号ＳＣ３に由来したオフ制御信号Ｓｏｆｆを出力している。
この結果、電力増幅器１２−ｘはオフ状態を継続している。

続いて、スロープロテクション部１６Ｃは、第３制御信号ＳＣ３の出力後、所定時間が経過して時刻Ｔｄとなると、再起動信号ＳＲＳを生成し、出力する（ステップＳ４６）。この再起動信号ＳＲＳは、第３制御信号ＳＣ３のステータスを、ＳＴＯＰからＲＵＮ（第３制御信号ＳＣ３により、音声信号の電圧振幅レベルに応じて、電力増幅器１２−ｘ（ｘ：１〜ｎ）がオン／オフ状態となる）とする。
ここで、所定の時間は、例えば、Ｔｄ−Ｔｃ＝６００μｓであり、判定部１６５の演算遅延時間である５００μｓより長い。

制御部１１は、再起動信号ＳＲＳが入力されると、第３制御信号ＳＣ３のステータスがＲＵＮに変化し、音声信号の電圧振幅レベルに応じて、電力増幅器１２−ｘ（ｘ：１〜ｎ）がオン／オフ状態となるオン／オフ制御信号Ｓｏｎ／Ｓｏｆｆを出力する（ステップＳ４７）。

スロープロテクション部１６Ｃは、第３制御信号ＳＣ３のステータスを、ＲＵＮからＳＴＯＰとする再起動信号ＳＲＳを、例えば５μｓの所定のパルス幅の間が経過した後に制御部１１へ出力する（ステップＳ４８）とともに、再起動回数のカウント値をインクリメントならびに状態の判別を実施する（ステップＳ４９）。
ここで、状態の判別とは、スロープロテクション部１６Ｃにおいて、ステップＳ４７により出力状態となった状態における保護指標を算出し、保護指標が第３基準値Ｖｒｅｆ３以上（保護指標≧第３基準値Ｖｒｅｆ３）となっている異常状態が解消したか否かを判別することである。
なお、所定のパルス幅の間（例えば、５μｓ）は、電力増幅器１２−ｘの最小許容時間（例えば、１００μｓ）に比べて小さいため、出力状態において、異常状態であっても電力増幅器が破損に至ることはない。

ステップＳ４８で生成された再起動信号ＳＲＳは、第３制御信号のステータスをＲＵＮからＳＴＯＰへ変更させる。制御部１１は、再起動信号ＳＲＳを受けると、オン制御する電力増幅器１２−１〜１２−ｎの台数の上限値を０とすることで、等価的に、出力停止状態となることを利用したオフ制御信号Ｓｏｆｆを電力増幅器１２−ｘへ出力する（ステップＳ４１０）。

電力増幅器１２−ｘに対する制御では、図５に示すように、制御部１１は、時刻Ｔｄに、ステップＳ４７において、再起動信号ＳＲＳを受けると、音声信号の電圧振幅レベルに応じて、電力増幅器１２−ｘ（ｘ：１〜ｎ）がオン／オフ状態となるオン／オフ制御信号Ｓｏｎ／Ｓｏｆｆを出力する。その結果、電力増幅器１２−ｘはオン状態となる。

制御部１１は、所定のパルス幅の間経過後の時刻Ｔｅに、ステップＳ４８の処理において、再起動信号ＳＲＳを受けると、オン制御する電力増幅器１２−１〜１２−ｎの台数の上限値を０とすることで、等価的に、出力停止状態となることを利用したオフ制御信号Ｓｏｆｆを電力増幅器１２−ｘへ出力する。その結果、電力増幅器１２−ｘはオフ状態となる。

ステップＳ４９の判別において異常状態が回復しないと判別した場合、スロープロテクション部１６Ｃは、時刻Ｔｅから所定時間が経過した時刻Ｔｆにおいて、再度、再起動信号ＳＲＳを出力する（ステップＳ４１１）。この再起動信号ＳＲＳは、ステップＳ４８の再起動信号ＳＲＳによりＲＵＮからＳＴＯＰと変化したステータスを、ＳＴＯＰからＲＵＮとする。

なお、時刻Ｔｅから時刻Ｔｆまでの時間は、例えば、６００μｓであり、判定部１６５の演算遅延時間である５００μｓより長いため、判別が終了する前に、再起動信号ＳＲＳが出力されることはない。

制御部１１は、再起動信号ＳＲＳが入力されると、第３制御信号ＳＣ３のステータスがＲＵＮに変化し、音声信号の電圧振幅レベルに応じて、電力増幅器１２−ｘ（ｘ：１〜ｎ）がオン／オフ状態となるオン／オフ制御信号Ｓｏｎ／Ｓｏｆｆを出力する（ステップＳ４１２）。

スロープロテクション部１６Ｃは、第３制御信号ＳＣ３のステータスを、ＲＵＮからＳＴＯＰとする再起動信号ＳＲＳを、所定のパルス幅の間経過後の時刻Ｔｇに制御部１１へ出力する（ステップＳ４１３）とともに、再起動回数のカウント値をインクリメントならびに状態の判別を実施する（ステップＳ４１４）。

ステップＳ４１３で生成された再起動信号ＳＲＳは、第３制御信号のステータスをＲＵＮからＳＴＯＰへ変更させる。制御部１１は、再起動信号ＳＲＳを受けると、オン制御する電力増幅器１２−１〜１２−ｎの台数の上限値を０とすることで、等価的に、出力停止状態となることを利用したオフ制御信号Ｓｏｆｆを電力増幅器１２−ｘへ出力する（ステップＳ４１５）。

図４及び図５で説明した動作においては、再起動処理を２回と設定していた。
したがって、再起動処理を２回実行した後も、保護指標≧第３基準値Ｖｒｅｆ３≒第１基準値Ｖｒｅｆ１の状態である異常状態が解消されない場合、スロープロテクション部１６Ｃは、再起動処理を終了し、終了後においても、電力増幅器１２−ｘはオフ状態を維持することとなる。

ここで、第１実施形態の他の態様について説明する。
第１処理手順においては、再起動部１６６は、カウンタ部１６７のカウント値に対する複数のカウント閾値を記憶しており、上限回数に達する前までに、オン制御する電力増幅器１２−１〜１２−ｎの台数の上限値を制御しながら、出力信号を出力するように制御することも可能である。

以下、上記制御について説明する。
例えば、再起動処理について５回を上限回数と設定し、カウンタ部１６７のカウント閾値の一つがしきい値＝１回である場合について説明する。

まず、カウンタ部１６７のカウント値が１回未満である（カウント値＜閾値１回）場合には、ステップＳ４９に相当する処理において、オン制御する電力増幅器１２−１〜１２−ｎの台数の上限値を正常状態の台数に設定する。

一方、カウンタ部１６７のカウント値が１回以上である（カウント値≧閾値１回）場合には、ステップＳ４１２に相当する処理おいて、オン制御する電力増幅器１２−１〜１２−ｎの台数の上限値を、例えば、初期状態の半分（ｎ／２）とすることで、送信出力を自動的に減じる自動減力状態となり、異常状態の回復を目指すことができる。

また、更に他の態様について説明する。
第２基準値Ｖｒｅｆ２≦保護指標＜第３基準値Ｖｒｅｆ３≒第１基準値Ｖｒｅｆ１の状態を正常状態とすると、第２制御信号ＳＣ２で指示されたオン制御する電力増幅器１２−１〜１２−ｎの台数の上限値が、正常状態のオン制御する電力増幅器１２−１〜１２−ｎの台数の上限値の初期値（初期状態の値に相当する）となる。

したがって、第１処理手順においては、ステップＳ４９もしくはステップＳ４１２に相当する処理において、オン制御する電力増幅器１２−１〜１２−ｎの台数の上限値を初期状態の台数に設定する場合には、第２の制御信号で指示されたオン制御する電力増幅器１２−１〜１２−ｎの台数の上限値を使用することになる。

次に、第３基準値Ｖｒｅｆ３≒第１基準値Ｖｒｅｆ１＞保護指標≧第２基準値Ｖｒｅｆ２の場合、第２制御信号ＳＣ２のみが出力される状態での保護部１６及び制御部１１で行われる第２の処理手順（以下、第２処理手順という。）について説明する。
この第２処理手順における説明では、保護指標＜第２基準値Ｖｒｅｆ２の状態を正常状態とし、第３基準値Ｖｒｅｆ３≒第１基準値Ｖｒｅｆ１＞保護指標≧第２基準値Ｖｒｅｆ２の状態を異常状態とする。

図６は、保護部１６及び制御部１１の第２処理手順を示すシーケンス図である。
図６は、第２処理手順における保護部１６及び制御部１１の処理手順を示すシーケンス図である。
まず、図６において、演算出力部１６Ａは、測定部１５で測定された測定値を演算し、スロープロテクション部１６Ｃへ出力する（ステップＳ６１）。
スロープロテクション部１６Ｃの演算部１６２では、演算出力部１６Ａが出力する演算値を基にＳＷＲ（定在波比：Standing Wave Ratio）、反射係数、反射電力等の評価値Ｖｘを算出する（ステップＳ６２）。ここで、保護指標とは、演算値Ｖｍや評価値Ｖｘのことを示しているため、評価値Ｖｘを使用し、以下を説明する。

演算部１６２では、評価値Ｖｘは、あらかじめ記憶部１６３に格納された初期状態の評価値Ｖｘ０により、補正が行われ（ステップＳ６３）、上限制御部１６４へ出力される。評価値Ｖｘの補正が行われることで、演算出力部１６Ａならびにスロープロテクション部１６Ｃを構成するアナログ回路で構成された演算・平滑回路などの誤差やＡ／Ｄコンバータなどの回路における雑音の影響を除去することが可能となり、より正確な評価値を算出することが可能となる。そして、上限制御部１６４は、複数の第２基準値Ｖｒｅｆ２を予め記憶しており、演算部１６２から出力されたＳＷＲ、反射係数、又は反射電力のいずれかの値である評価値Ｖｘが第２基準値Ｖｒｅｆ２を超えると、第２基準値Ｖｒｅｆ２に応じたオン制御する電力増幅器１２−１〜１２−ｎの台数を上限値として設定し、第２制御信号ＳＣ２として出力する（ステップＳ６４）。制御部１１は、第２制御信号ＳＣが入力されると、オン制御する電力増幅器１２−１〜１２−ｎの台数の上限値を第２制御信号ＳＣ２で指示された値に設定することで、第２制御信号ＳＣ２に由来するオン／オフ制御信号Ｓｏｎ／ｏｆｆを電力増幅器１２−ｘへ出力する（ステップＳ６５）。

以上の説明のように、第１の実施形態では、演算出力部１６Ａは、アナログ回路を用いて構成され、測定値に基づいて演算値Ｖｍを出力する。そして、ファストプロテクション部１６Ｂは、演算値Ｖｍが、予め設定された閾値である第１基準値Ｖｒｅｆ１以上となる場合、電力増幅器１２−１〜１２−ｎに対してオフ制御信号Ｓｏｆｆを出力するための第１制御信号ＳＣ１を制御部１１へ出力するようにしている。

ここで、第１実施形態の効果について従来技術と比較して説明する。
ＭＰＵ等のディジタル回路を用いて評価値としてのＳＷＲ値を算出する、従来のディジタル振幅変調装置では、演算遅延時間のため、異常が発生した後に、実際にオン／オフ制御信号Ｓｏｎ／Ｓｏｆｆを生成して出力するまでに大きな時間差が発生する。

図７は、従来のディジタル振幅変調装置において生成されるオン／オフ制御信号の時間遷移を示す図である。
演算遅延量は、例えば、Ｔ’ｂ−Ｔ’ａ＝５００μｓ程度となり、電力増幅器の最小許容時間（例えば、１００μｓ）に比べて非常に大きいものとなる。このため、保護動作が間に合わず、電力増幅器に大きな負担がかかり、破損してしまう虞があった。

これに対し、本第１実施形態に係るディジタル振幅変調装置１００によれば、アナログ回路を用いて構成される演算出力部１６Ａにより演算値を算出し、同じくアナログ回路で構成されたファストプロテクション部１６Ｂにより電力増幅器１２−１〜１２−ｎに対してオフ制御信号Ｓｏｆｆを出力させるための第１制御信号ＳＣ１を制御部１１へ出力するようにしている。

このため、異常が発生してから第１制御信号ＳＣ１を出力するまでの遅延量が短縮されることになる。これにより、保護部１６は、演算遅延時間を、電力増幅器の最小許容時間（例えば、１００μｓ）に比べて小さくすることが可能となるため、電力増幅器の保護動作が間に合わないということがなくなり、電力増幅器の破壊を防ぐことが可能となる。
したがって、第１実施形態に係るディジタル振幅変調装置によれば、異常の発生が急激な変化を伴う場合であっても、その変化に対して実時間で追従することができる。

また、従来のディジタル振幅変調装置において、急激な変化を伴う異常に対応しようとする場合、アナログ回路を用いて保護部を構成することが考えられる。
アナログ回路で構成された保護部においては、評価値の演算やオン制御する電力増幅器の台数の上限値の算出ならびに管理、再起動信号を出力する際の時間管理によるカウンタ回数の管理などをしようとすると、回路規模が増大する問題がある。

これに対し、本第１実施形態によれば、スロープロテクション部１６Ｃをアナログ回路及びディジタル回路の複合回路として構成しているため、保護部をアナログ回路のみで構成する場合と比較して、回路規模の増大を抑えることが可能となっている。

また、第１実施形態における制御部１１において、割込部１１３は、信号制御部１１２からオン／オフ制御信号が供給される場合であっても、ファストプロテクション部１６Ｂから供給される第１制御信号ＳＣ１に応じたオフ制御信号を電力増幅器１２−１〜１２−ｎへ出力するようにしている。これにより、制御部１１は、ファストプロテクション部１６Ｂからの第１制御信号ＳＣ１に迅速に対応することが可能となる。すなわち、制御部１１は、電力増幅器の最小許容時間（例えば、１００μｓ）よりも短い期間で電力増幅器の保護動作を実行することが可能となり、電力増幅器が破壊されることを防ぐことが可能となる。

また、第１実施形態では、ファストプロテクション部１６Ｂは、第１制御信号ＳＣ１のパルス幅を、スロープロテクション部１６Ｃにおける演算遅延時間より長くなるようにしている。これにより、第１制御信号ＳＣ１と、第３制御信号ＳＣ３との間に時間が生じることを防ぐことが可能となり、電力増幅器が破壊されることを防ぐことが可能となる。
また、第１の実施形態におけるディジタル振幅変調装置１００は、測定部１５を、フィルタ部１４の後段に備えるようにしている。これにより、測定部１５は、測定部１５からアンテナまでの間で発生した異常を測定することが可能となる。

上記第１実施形態の説明においては、制御部１１は、図３に示す構成を採る場合を例に説明したが、これに限られるものではない。
図８は、第１実施形態の変形例の説明図である。
図８において、図３と同様の部分には同一の符号を付すものとする。
本変形例において、制御部１１Ａは、大別すると、図８に示すように、電力制御部１１１、信号制御部１１２、割込み部１１４、キャリア信号入力端子Ｔ２１、音声信号入力端子Ｔ２２、第１制御信号入力端子Ｔ２４及び第２制御信号入力端子Ｔ２５を備えている。

割込部１１４は、第２制御信号入力端子Ｔ２５に第２制御信号ＳＣ２が入力されると、入力された第２制御信号ＳＣ２に対応する並列してオン状態とすることが可能な電力増幅器の上限値（保護減力状態における上限値）を電力制御部１１１へ通知する。

また、割込部１１４は、第２制御信号入力端子Ｔ２５に第３制御信号ＳＣ３あるいは再起動信号ＳＲＳが入力されると、入力された第３制御信号ＳＣ３のステータスに応じて、並列してオン状態とすることが可能な電力増幅器の上限値を、電力制御部１１１へ通知する。
したがって、電力制御部１１１へ通知される、並列してオン状態とすることが可能な電力増幅器の上限値は、（第２制御信号ＳＣ２で規定される）保護減力状態における上限値、初期状態の設定値、自動減力状態における上限値あるいは０台のうちのいずれかとなる。

さらに、割込部１１４は、第１制御信号ＳＣ１が第１制御信号入力端子Ｔ２４に入力されると、並列してオン制御する電力増幅器の台数の上限値を０台として、電力制御部１１１へ通知する。

電力制御部１１１は、割込部１１４から指示された上限値を受け取り、音声信号Ｓｓの電圧振幅レベルに応じ、通知された上限値以内で、電力増幅器１２−１〜１２−ｎのいずれをオン制御するかを算出する。電力制御部１１１は、電力増幅器１２−１〜１２−ｎのいずれをオン／オフ制御するかの情報を信号制御部１１２へ出力する。

電力制御部１１１においては、第１制御信号ＳＣ１が指示するオン制御する電力増幅器の台数の上限値（０台）が優先される。これにより、制御部１１は、ファストプロテクション部１６Ｂからの第１制御信号ＳＣ１に迅速に対応することが可能となる。
すなわち、制御部１１は、電力増幅器の最小許容時間（例えば、１００μｓ）よりも短い期間で電力増幅器の保護動作を実行することが可能となり、電力増幅器の破壊を防ぐことが可能となる。

また、第１実施形態では、再起動部１６６が、図５に示したように、所定のパルス幅（図５では、５μｓ）を有する再起動信号ＳＲＳを生成する場合を例に説明した。
しかしながら、例えば、再起動部１６６は、再起動信号ＳＲＳを出力するとともに、ファストプロテクション部１６Ｂの制御出力部１６１に対し第１制御信号ＳＣ１のステータスを変更する処理を実施するように指示することも可能である。

［２］第２実施形態
次に第２実施形態について説明する。
図９は、第２実施形態に係るディジタル振幅変調装置の機能構成ブロック図である。
図９において、図１と同様の部分には同一の符号を付すものとする。
ディジタル振幅変調装置１０Ａは、図９に示すように、制御部１１、電力増幅部１２、合成部１３、測定部１７、フィルタ部１４、保護部１６、キャリア信号入力端子Ｔｃ、音声信号入力端子Ｔｓ及び信号出力端子Ｔｏｕｔを備えている。

第２実施形態に係るディジタル振幅変調装置１０Ａにおいては、第１実施形態のディジタル振幅変調装置１０の測定部１５に代えて、測定部１５Ａが、合成部１３の後段、かつ、フィルタ部１４の前段に位置している点が異なっている。
そして、測定部１５Ａは、合成部１３から供給される合成信号の電圧値及び電流値を測定する。これにより、測定部１５Ａは、合成部１３での間で発生した異常を測定することが可能となる。

［３］実施形態の他の態様
以上の各実施形態においては、第１保護部として機能するファストプロテクション１６Ｂ及び第２保護部として機能するスロープロテクション部１６Ｃが演算出力部１６Ａが出力した演算値Ｖｍに基づいて処理を行っていたが、スロープロテクション部１６Ｃに、第１の演算値としての演算値Ｖｍを出力する演算出力部１６Ａと同一の機能を有する演算部を設け、この演算部により測定値入力端子Ｔ１１から入力される測定値である電圧値と電流値（あるいは、電圧値とこの電圧値と位相がπ／２異なる電圧値）とを、加算、減算、除算あるいは平滑化して演算値（第２の演算値）とし、この演算値（第２の演算値）を用いて処理を行うように構成することも可能である。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１００ ディジタル振幅変調装置
１０、１０Ａ ディジタル振幅変調装置
１１ 制御部
１１Ａ 制御部
１２ 電力増幅部
１２−１〜１２−ｎ 電力増幅器
１３ 合成部
１４ フィルタ部
１５ 測定部
１６ 保護部
１６Ａ 演算出力部
１６Ｂ ファストプロテクション部（第１保護部）
１６Ｃ スロープロテクション部（第２保護部）
１７ 測定部
１０１ キャリア信号入力端子
１１１ 電力制御部
１１２ 信号制御部
１１３ 割込部
１１４ 割込部
１６１ 制御出力部
１６２ 演算部
１６３ 記憶部
１６４ 上限制御部
１６５ 判定部
１６６ 再起動部
１６７ カウンタ部
１６１１ 測定値入力端子
ＳＣ１ 第１制御信号
ＳＣ２ 第２制御信号
ＳＣ３ 第３制御信号
ＳＲＳ 再起動信号
Ｓａｃ 合成増幅キャリア信号
Ｓｃ キャリア信号
Ｓｆａｃ フィルタリング合成信号
Ｓｍ 測定信号
Ｓｓ 音声信号
Ｔ１１ 測定値入力端子
Ｔ１２ 第１制御信号出力端子
Ｔ１３ 第２制御信号出力端子
Ｔ１４ 第３制御信号出力端子
Ｔ２１ キャリア信号入力端子
Ｔ２２ 音声信号入力端子
Ｔ２４ 第１制御信号入力端子
Ｔ２５ 第２制御信号入力端子
Ｔｃ キャリア信号入力端子
ＴｈＡ カウント閾値
Ｔｏｕｔ 信号出力端子
Ｔｓ 音声信号入力端子
Ｖｍ 演算値
Ｖｒｅｆ１ 第１基準値
Ｖｒｅｆ２ 第２基準値
Ｖｒｅｆ３ 第３基準値
Ｖｘ 評価値

Claims (15)

1. 入力された音声信号に基づいてオン／オフ制御され、オン制御状態において入力されたキャリア信号の電力増幅を行う並列接続された複数の電力増幅器を有する電力増幅部と、
   前記オン制御状態にある複数の電力増幅器の出力を合成して合成出力信号を出力する合成部と、
   前記合成出力信号のフィルタリングを行ってＲＦ帯の振幅変調信号として信号出力端子から出力するフィルタ部と、
   アナログ回路として構成され、前記合成出力信号あるいは前記振幅変調信号の電圧値及び電流値に基づいた演算値を出力する演算出力部と、
   アナログ回路として構成され、前記演算値が所定の異常状態に相当する第１基準値を超えた場合に全ての前記電力増幅器をオフ制御状態とするための第１制御信号を前記電力増幅器が前記所定の異常状態を前記オン制御状態で許容できる最小許容時間の経過前に出力するとともに、所定時間経過後に前記第１制御信号を前記オフ制御状態の解除状態とする第１保護部と、
   アナログ回路及びディジタル回路の複合回路として構成され、前記演算値に基づき算出された保護指標が、前記第１基準値より低い、所定の第２基準値を越えた場合に、並列してオン制御状態とすることが可能な前記電力増幅器の台数の上限値を制御するための第２制御信号を出力し、前記演算値が、前記第１基準値と同程度である、第３基準値以上となった場合であって、前記第１制御信号が出力され全ての前記電力増幅器をオフ制御状態とされている期間中に、第３制御信号の出力を開始し、第３制御信号のステータスを全ての前記電力増幅器をオフ制御状態とするためのステータスとするとともに、前記第１制御信号が前記オフ制御状態の解除状態となった後に、前記第３制御信号のステータスを前記電力増幅器をオン／オフ状態とするためのステータスに変更するための再起動信号を出力する第２保護部と、
   前記第１制御信号、前記第２制御信号、前記第３制御信号及び前記再起動信号に基づいた、前記上限値と、前記音声信号と、に基づいて前記電力増幅器をオン／オフ制御する制御部と、
   を備えたディジタル振幅変調装置。
2. 前記第２保護部は、前記第３制御信号を出力する出力端子に前記再起動信号を重畳出力する再起動部を備えた、
   請求項１記載のディジタル振幅変調装置。
3. 前記第２保護部は、再起動信号の出力をカウントし、前記第３制御信号によりオン制御状態とすることが可能な前記電力増幅器の上限台数を維持し、あるいは、減力方向に制御するカウンタ部を備えた、
   請求項２記載のディジタル振幅変調装置。
4. 前記第２制御信号は、前記第１制御信号及び前記第３制御信号が出力されていない状態であって、前記保護指標が前記第２基準値を越えた場合に出力される、
   請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のディジタル振幅変調装置。
5. 前記第２保護部は、前記演算値に基づいて前記保護指標を演算する演算部と、
   前記保護指標に基づいて前記第２制御信号を出力する上限制御部と、を備えた、
   請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のディジタル振幅変調装置。
6. 前記演算部は、前記保護指標として、ＳＷＲ、反射係数又は反射電力のうち、少なくともいずれか一つを生成する、
   請求項５記載のディジタル振幅変調装置。
7. 初期状態における、インピーダンスの情報、又は、出力電力の情報を記憶する記憶部を有し、
   前記記憶部に格納された初期状態のインピーダンスにより測定時のインピーダンスを算出し、又は、前記記憶部に格納された初期状態の出力電力の情報により測定時の出力電力又は反射電力を算出する、
   請求項６記載のディジタル振幅変調装置。
8. 入力された音声信号に基づいてオン／オフ制御され、オン制御状態において入力されたキャリア信号の電力増幅を行う並列接続された複数の電力増幅器を有する電力増幅部と、
   前記オン制御状態にある複数の電力増幅器の出力を合成して合成出力信号を出力する合成部と、
   前記合成出力信号のフィルタリングを行ってＲＦ帯の振幅変調信号として信号出力端子から出力するフィルタ部と、
   前記合成出力信号あるいは前記振幅変調信号の電圧値及び電流値を測定する測定部と、
   アナログ回路として構成され、前記測定部が測定した電圧値および電流値に基づく第１演算値を出力する演算出力部と、
   アナログ回路として構成され、前記第１演算値が所定の異常状態に相当する第１基準値を超えた場合に、全ての前記電力増幅器をオフ制御状態とするための第１制御信号を前記電力増幅器が前記所定の異常状態を前記オン制御状態で許容できる最小許容時間の経過前に出力するとともに、所定時間経過後に前記第１制御信号を前記オフ制御状態の解除状態とする第１保護部と、
   アナログ回路及びディジタル回路の複合回路として構成され、前記第１演算値から保護指標である第２演算値を算出し、算出した前記第２演算値が、前記第１基準値よりも低い、所定の第２基準値を越えたか否かを判別して前記第２演算値が前記第２基準値を超えた場合に、並列してオン制御状態とすることが可能な前記電力増幅器の台数の上限値を制御するための第２制御信号を出力し、前記第１演算値が、前記第１基準値と同程度である、第３基準値以上となった場合であって、前記第１制御信号が出力され全ての前記電力増幅器をオフ制御状態とされている期間中に、第３制御信号の出力を開始し、第３制御信号のステータスを全ての前記電力増幅器をオフ制御状態とするためのステータスとするとともに、前記第１制御信号が前記オフ制御状態の解除状態となった後に、前記第３制御信号のステータスを前記電力増幅器をオン／オフ状態とするためのステータスに変更するための再起動信号を出力する第２保護部と、
   前記第１制御信号、前記第２制御信号、前記第３制御信号及び前記再起動信号に基づいた、前記上限値と、前記音声信号と、に基づいて前記電力増幅器をオン／オフ制御する制御部と、
   を備えたディジタル振幅変調装置。
9. 入力された音声信号に基づいてオン／オフ制御され、オン制御状態において入力されたキャリア信号の電力増幅を行う並列接続された複数の電力増幅器を有する電力増幅部と、
   前記オン制御状態にある複数の電力増幅器の出力を合成して合成出力信号を出力する合成部と、
   前記合成出力信号のフィルタリングを行ってＲＦ帯の振幅変調信号として信号出力端子から出力するフィルタ部と、
   前記合成部もしくは前記フィルタ部の出力信号の電圧値、前記電圧値から位相のπ／２異なる電圧値を測定する測定部と、
   アナログ回路として構成され、前記測定部が測定した電圧値および前記電圧値から位相のπ／２異なる電圧値に基づいて保護指標である第１演算値を出力する演算出力部と、
   アナログ回路として構成され、前記第１演算値が所定の異常状態に相当する第１基準値を超えた場合に、全ての前記電力増幅器をオフ制御状態とするための第１制御信号を前記電力増幅器が前記所定の異常状態を前記オン制御状態で許容できる最小許容時間の経過前に出力するとともに、所定時間経過後に前記第１制御信号を前記オフ制御状態の解除状態とする第１保護部と、
   アナログ回路及びディジタル回路の複合回路として構成され、前記第１演算値から保護指標である第２演算値を算出し、算出した前記第２演算値が、前記第１基準値よりも低い、所定の第２基準値を越えたか否かを判別して前記第２演算値が前記第２基準値を超えた場合に、並列してオン制御状態とすることが可能な前記電力増幅器の台数の上限値を制御するための第２制御信号を出力し、前記第１演算値が、前記第１基準値と同程度である、第３基準値以上となった場合であって、前記第１制御信号が出力され全ての前記電力増幅器をオフ制御状態とされている期間中に、第３制御信号の出力を開始し、第３制御信号のステータスを全ての前記電力増幅器をオフ制御状態とするためのステータスとするとともに、前記第１制御信号が前記オフ制御状態の解除状態となった後に、前記第３制御信号のステータスを前記電力増幅器をオン／オフ状態とするためのステータスに変更するための再起動信号を出力する第２保護部と、
   前記第１制御信号、前記第２制御信号、前記第３制御信号及び前記再起動信号に基づいた、前記上限値と、前記音声信号と、に基づいて前記電力増幅器をオン／オフ制御する制御部と、
   を備えたディジタル振幅変調装置。
10. 前記第２保護部は、前記第３制御信号を出力する出力端子に前記再起動信号を重畳出力する再起動部を備えた、
    請求項８又は請求項９記載のディジタル振幅変調装置。
11. 前記第２保護部は、再起動信号の出力をカウントし、前記第３制御信号のオン制御状態とすることが可能な前記電力増幅器の上限台数を維持し、あるいは、減力方向に制御するカウンタ部を備えた、
    請求項１０記載のディジタル振幅変調装置。
12. 前記第２制御信号は、前記第１制御信号及び前記第３制御信号が出力されていない状態であって、前記保護指標が前記第２基準値を越えた場合に出力される、
    請求項８乃至請求項１１のいずれかに記載のディジタル振幅変調装置。
13. 前記第２保護部は、前記第２演算値に基づいて前記保護指標を演算する演算部と、
    前記保護指標に基づいて前記第２制御信号を出力する上限制御部と、を備えた、
    請求項８乃至請求項１２のいずれかに記載のディジタル振幅変調装置。
14. 前記演算部は、前記保護指標として、ＳＷＲ、反射係数又は反射電力のうち、少なくともいずれか一つを生成する、
    請求項１３記載のディジタル振幅変調装置。
15. 初期状態における、インピーダンス、又は、出力電力の情報を記憶する記憶部を有し、
    前記記憶部に格納された初期状態のインピーダンスにより測定時のインピーダンスを算出し、又は、前記記憶部に格納された初期状態の出力電力の情報により測定時の出力電力又は反射電力を算出する、
    請求項１４記載のディジタル振幅変調装置。

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