JPH0222907A - 自動出力制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は自動出力制御装置に関し、特に無線周波電力
増幅器の自動出力制御に関するものである。

［従来の技術］ 無線周波電力増幅器の自動出力制御装置としては従来第
３図に示すものがあった。第３図は従来の装置を示すブ
ロック図であって、図において（１）は前置増幅器、（
２）は電力増幅器、（３）は検出整流回路、（４）は比
較器、（５）は直流増幅器、（６）は入力端子、（７）
は出力端子である。また入力端子（６）の入力電力をＰ
ｌ、出力端子（７）の出力電力をＰｏとし、検出整流回
路（３）の出力電圧をｖＩ、比較器（４）に入力する基
準電圧を■Ｒ５比較器（４）の出力を■。、直流増幅器
（５）の出力をｖｏで表す。

直流増幅器（５）の出力ＶＣによって前置増幅器（１）
を制御し、基準電圧■えによって定められる一定の値に
保つように出力電力Ｐ０をフィードバック制御する。即
ち、比較器（４）、直流増幅器（５）、前置増幅器（１
）、電力増幅器（２）、検出整流回路（３）によりフィ
ードバックループを構成し、Ｖ、＝Ｖ、となるように制
御する。

このフィードバックルーズのループゲインのうち、直流
増幅器（５）、前置増幅器（１）、電力増幅器（２）、
検出整流回路（３）による利得を、それぞれＧ、、Ｇ、
、Ｇ２．Ｇ３とする。前置増幅器（１）の利得Ｇ１は■
。の単位増分に対し、前置増幅器（１）の出力が０１　
・Ｐ、たけ増加することを意味する。

第４図は、第３図の比較器（４）の内部接続を示す接続
図で、第３図と同一符号は同一部分を示し、（１０）は
演算増幅器、Ｒ１＋　Ｒ２は各抵抗の抵抗値、Ｃは各キ
ャパシタの静電容量を示し、ｖ＋！は演算増幅器（１０
）の出力端子の電圧を示す、演算増幅器（１０）はその
入力インピーダンスと増幅度が十分に大きいとすれば、 ＶＲ＋　（ＶＲＶｌ　）（Ｒ２＋１７ＳＣ）／Ｒ１＝■
Ｅとなる。なおＳは演算子である。この式をτ１　”　
ＣＲ１＋　τ、＝ＣＲ，として書き直すと、■真（１＋
ｓ　（τ１＋τ２））　　ＶＩ（１＋ｓτ２）＝ｓｚ−
ＩＶｔとなり、■Ｅとｖｏとの間ニハＶ、（１＋ｓτ２
）＝■配の関係があるので、Ｆｌ　（ｓ）＝　（１＋ｓ
　（τ１＋τａ））／Ｓτ。

Ｆ２　　（ｓ）−（１＋ｓで２　）／４５ｆｔとすれば
、−Ｖ、／ｓτ１　・　・　・　（１） となる。

この式（１）に示すものが比較器（４）の応答特性であ
って、動作時にはＶＲは一定に保たれているので、外乱
によって２０が変化し、ＶＩが変化したとき、■。が変
化してＰｏをもとに戻すような応答特性に構成されてい
る０式（１）の特性はローパスフィルタの特性であるが
、検出整流回路（３）、比較器（４）、直流増幅器（５
）で構成されるフィードバック回路には自動振の防止や
電源リップル特性改善のため、このようなローパスフィ
ルタ回路が挿入されるのが常である。

全体の応答特性は、　Ｐｏ（ｓ）＝ Ｇｓ　　　Ｆ２　（Ｓ）　　・　（１＋Ｓｆ１　　／Ａ
ＧＳ　　）・（２）となる。

但しＡ＝Ｐ、−Ｇ、　　・Ｇ２　・Ｇ４であり、また式
（２）においてＰｏ　（Ｓ）、ＶＲ（Ｓ）はＳの関数で
あることを示す。

［発明が解決しようとする課題］ 以上のような従来の装置ではＶＲが一定の場合は外乱に
よるＰｏの変動を安定化することができるが、ｖＲがス
テップ関数的に変化するときは式（２）から明らかなよ
うに過度現象を発生するという問題がある。

■良が変化するのは、所定の値を初めて設定する場合、
一つの設定値から他の設定値へ変更する場合など、ステ
ップ関数的な変化であって、最も大きなステップ間数と
してはＯの状態から規定の最大値を設定する場合である
。この場合は式（２）％式％ ）： 式（３）をラプラス逆変換すれば、 Ｐｏ（ｔ）・Ｇ、＝ （１＋Ｒ１／Ｒ２）　　・Ｅｘｐ　　（ＡＧｓ　　ｔ／
　τｔ）・（４）となる、但し、ｔは時間、Ｅｘｐ　Ｏ
は指数関数を表す０通常τ２〉で１であるので、応答特
性は主にτ２で定められる。

第５図は式（４）で表される特性を示す特性図で、横軸
に時間ｔ、縦軸にＰ、（ｔ）　・Ｇ、＝Ｖ、を表す。

式（３）および第５図から明らかなように、従来の装置
では基準電圧ＶＲの設定時に出力電力が規定値以上にオ
ーバーシュートする。これは電力増幅器（２）の通出力
を意味し、この通出力はまた電源回路（図示せず）から
電力増幅器（２）への過入力を意味し、これらの通出力
や過入力が原因で、回路内の素子を劣化または破壊する
危険性があった。

なお、無線周波電力増幅器の場合は通出力は他の通信に
妨害を与える原因ともなる。

この発明は上記のような課題を解決するためになされた
もので、基準電圧の設定時に、規定の出力を超過するこ
とのない自動出力制御装置を提供することを目的として
いる。

［課題を解決するための手段］ この発明では式（２）で表される出力電力Ｐ。の時間応
答特性を補償する時定数回路を介して基準電圧ＶＲを比
較器（４）に入力することとした。

［作用］ 基準電圧■λに対する出力電力Ｐｏの時間応答特性が単
純な積分特性となり、ステップ関数的に■８を加えても
、出力電力Ｐｏにオーバーシュートが発生することはな
くなる。

［実施例］ 以下、この発明の実施例を図面を用いて説明する。第１
図はこの発明の一実施例を示すブロック図で、図におい
て第３図と同一符号は同一または相当部分を示し、（９
）は時定数回路であって、Ｒ１、Ｒ２は各抵抗の抵抗値
、Ｃはキャパシタの静電容量を示す。

時定数回路（９）の伝達関数Ｇ（ｓ）は、＝　　（１＋
ｓτｚ＞／（１＋ｓ（τ１＋τ２））　＝式（２）のｖ
Ｒ（Ｓ）にＧ（Ｓ）・ｖＲ（Ｓ）を代入すると、式（２
）は ・（６）となる、ＶＲ（Ｓ）＝１／Ｓとすれば・（７）
となり、ラプラス逆変換すれば、（−ＡＧ、ｔ／τ１　
））　・・・（８）となる。

第２図は式（８）の特性を示す特性図であって、時間ｔ
と共に指数関数的に規定値に近すき、オーバーシュート
は起こらない。

またＡＧ３／τ１）１／τ２であるから、式（８）の特
性は式（４）の特性に比し、出力が規定値に収束するま
での時間が短くなり応答特性が改善される。さらに式（
８）の特性には時定数τ２は関係しないので、フィード
バックルーズの特性を顧慮することなくτ２を自由に選
定することができ、これは例えば自励振防止や電源リッ
プル改善を目的として、第４図において比較的大きなτ
２を自由に設定できることを意味し、設計の自由度向上
を意味する。

なお上記実施例では、フィードバック回路の比較器（４
）の回路が第４図に示すように構成されている場合の出
力電力の時間応答特性を補償する時定数回路（９）を構
成する例を示したが、フィードバック回路のローパスフ
ィルタ特性がどのようなものであっても、出力電力の時
間応答特性を補償する時定数回路を構成することは可能
である。

また上記実施例では、無線周波電力増幅器の自動出力制
御装置について説明したが、この発明は一般の電力増幅
器の自動出力制御装置に応用することもできる。

〔発明の効果］ 以上のようにこの発明によれば、簡単な時定数回路を付
加するだけで、基準電圧がステップ関数的に変化した場
合でも、出力が規定値を超過してオーバーシュートする
ことのない自動出力制御装置を得ることができる。

【図面の簡単な説明】 第１図はこの発明の一実施例を示すブロック図、第２図
は第１図の回路応答特性を示す特性図、第３図は従来の
装置を示すブロック図、第４図は第３図に示す比較器の
構成を示す接続図、第５図は第３図の回路の応答特性を
示す特性図。 （１）・・・前置増幅器、（２）・・・電力増幅器、（
３）・・・検出整流回路、（４）比較器、（５）・・・
直流増幅器、（９）時定数回路。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示すもの
とする。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 電力増幅器の出力に比例する直流電圧を検出する検出整
   流回路の出力を比較回路によって基準電圧と比較し、そ
   の差を零とする方向に上記電力増幅器の出力をフィード
   バック制御する自動出力制御装置において、 出力の時間応答特性を補償する時定数回路を構成し、該
   時定数回路の入力点に上記基準電圧を接続し、該時定数
   回路の出力点を上記比較回路の基準電圧入力端子に接続
   することを特徴とする自動出力制御装置。