JPH0358510A - 増幅装置および送信電力制御装置 - 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） 本発明は、周波数や温度が変化しても利得が変化せずし
かも人出力特性が線形な増幅装置、およびこの増幅装置
を川いて周波数や温度が変化しても送信最大電力および
増幅度が一定でしかも送信信号の振幅変調成分に歪等を
発生させないようにした送イ３電力制御装置に関するも
のである。

（従来の技術） 奥線送信機において、終段の電力増輔器に過大な人力信
号が与えられると、送信電力が所定レベルを超えて電力
増幅器が破損され、または電力増幅器の人出力特性が非
線形となり送信信号の振幅変調成分に歪を生じさせ、占
訂周波数帯幅が広がる等の不具合を生じる。

そこで、従来の無線送信機は、電力増幅器から出力され
る送信電力が所定レベルを超えないようにＡＬＣ回路が
設けられている。第４図は、従来のＡＬＣ回路が設けら
れたＳＳＢ無線送イ３機の例のブロック回路図である。

第４図において、音声が加えられるマイク１の出力信守
が、音声増帖１番２によりゲイン，Ｊ！ｌ整器３によっ
て適宜に設定された増幅度で増幅されて平挽変，．ｌ１
器４に与えられる。このＶ衡変調器４には第１局部発振
器５から搬送波が与えられ、平衡変調器４から上側波お
よび下側波が出力されて４ｉ７域通過フィルタ６に与え
られる。そして、Ｅ側波または下側波のいずれか一方が
、・肝域通過フィルタ６で抽出されて中間周波増幅器７
に与えられ、適宜に増幅されて中間周波信号が混合器８
に与えられる。この混合苓８には、第２局部発振器９か
ら第２局部発振信号が与えられて周波数変換がなされる
。さらに、周波数変換された信号が励振増幅器ＩＯおよ
び電力増幅器Ｉ１で適宜に増幅され、検山器１２を介し
て送信アンテナ１３から輻射される。そして、電力増幅
器１ｌから出力される送信電力の部が、検出器ｌ２で検
波されて検出信号として出力され、比較番１４に一方の
人力として与えられる。

この比較ｉ１４には、他方の人力として輿準電圧Ｉ５が
与えられて検出信号と大小が比較され、その出力が時定
数回路ｌ６を経て中間周波増幅器７に与えられる。

ここで、検出器１２と比較器ｌ４と基準電圧ｌ５と時定
数回路ｌ６および中間周波増幅樫７によってＡＬＣ回路
が形成される。そして、ＡＬＣ回路は、検出器１２の検
出信号が幕準電圧ｌ５を超えると、中間周波増幅器７の
利得を低下させるように動作する。なお、第４図のごと
く、ＳＳＢ　（Ｊ３Ｅ）無線送信機にあっては、検出器
ｌ２は尖頭値に応じた検出信号を出力させるが、ＡＭ　
（Ａ３Ｅ）無線送信機にあっては、検出器は平均値に応
じた検出信号を出力させれば良い。

かかる構成において、マイク１への入力の信診レベルが
大きく、篭力増幅２３＋１から出力される送信電力が所
定レベル以上になろうとすると、比較器１４の出力によ
って中間周波増幅器７の利得は低下するように制御され
、電圧増幅器１１の送信電力は所定レベルを超えること
がない。

（発明が解決しようとする課題） ところで、電力増幅器ＩＩと励振増幅器ＩＯおよび混合
器８等は、周波数および温度の変化により利得が大きく
変動し易い。そこで、従来のＡＬＣ回路では、電力増幅
器１１等が周波数や温度の変化により利得変化しても、
一定レベルの送信最大電力が得られるように、ＡＬＣ回
路の前段の総合利得をゲイン調整器３等で予め調整して
適宜な信号レベルの人力が与えられるようにしなければ
ならない。すなわち、電力増幅器ｌ１等の利得が減少す
る方向に変動する場合には、］ｌｆ段の利得を高くする
ようにゲイン調整器３を設定し、電力増幅器１１等の利
得が増加する方向に変動する場合には、前段の利得を低
くするようにゲイン調整器３を設定する。

しかしながら、前段の利得を高く設定した場合には、利
得が高いためにマイクｌに過大な人力が与えられると信
号に歪を生じさせ易い。そして、この信号の歪を生じさ
せないように、前段の利得をいくらか低く設定したなら
ば、周波数や温度の変化で電力増幅器１１等の利得が減
少した際に一定レベルの送信最大電力が得られないとい
う不具合かある。また、電力増幅器１１等の利得の増加
方向への変動に対応して、前段の利得を低く設定するな
らば、マイク１からの人力の信号対雑音比が悪化し易い
という不具合がある。

そこで、周波数や温度の変化による電力増幅器１１等の
利１：？変化に対応するために、中間周波増幅；姦７よ
り前段は、信ウ対雑音比が良くしかも大きいレベルのイ
ε号をも歪を生じさせないだけの広いダイナミックレン
ジが要求される。

つまり、ＡＬＣ制御により利得が調整される中間周波増
幅器７にあっては、それ以前の段において信号に歪を生
じさせないために、ある所定の範囲内で利得が変化する
ようにＡ　Ｌ　Ｃ　ｆｌ，｛Ｊ御されなければならない
。そして、周波数や温度の変化により電力増幅器１１等
の利得が減少する方四に変動するならば、この利得の減
少により、前段で信号に歪を生じさせない範囲が減少し
、ＡＬＣ制御できつる範囲が減少する。しかし、ＡＬＣ
制御は、マイクエへの入力の広い範囲にわたって？作で
きるものが呈ましい。したがって、前段は、ＡＬＣの制
御Ｔ！．［ｌと主力増幅器ｌ１等の利得変動分を加えた
広いダイナミックレンジが要求される。

さらに、送信電力を例えば１００ＷからＩＯＷに切り換
えるには、火／Ｐ：　Ｔ４圧ｌ５を小さい電圧に切り換
えれば良いが、中間周波増幅器７へ入力される信号レベ
ルが同じレベルであるとすれば、基準電圧１５より検出
器ｌ２の検出信号が大きくなって、ＡＬＣ制御により中
間周波増幅器７の利得が過度に小さく制御され、信号に
歪等を生じさせる要因となる。そこで、ａ声増幅器２の
ゲイン調整愕３■ダを切り換えて中間周波増幅番７へ入
力される信号レベルも小さくしなければならず、切換操
作等が煩雑であり、これを連動させて操作を簡単なもの
にしようとすれば回路構成がそれだけ複雑となる。

そして、電力増幅器ＩＩ自体の人出力特性は、般的に小
人力の範囲で非線形となる。そこで、小入力の際には、
この非線形特性によって送信信号の振幅変調成分に歪を
生じさせ、占有周波数帯幅が広がり易い。

また、全搬送波ＳＳＢ波（Ｈ３Ｅ）または低減搬送波Ｓ
ＳＢ波（Ｒ３Ｅ）として送信すべく搬送波を添加する場
合にも以下のごとき不具合がある。まず、中間周波増幅
器７の前段で搬送波を添加したならば、中間周波増幅器
７に与えられる入力の信号レベルの変化に対するＡＬＣ
制御で、搬送波を添加した段から電力増幅器１１までの
間の総合利得が変動され、送信電力に含まれる搬送波の
電力が変動する。また、中間周波増幅器７の後段で搬送
波を添加したならば、周波数や温度の変化による電力増
幅番１１等の利得変動に影讐されてやはり送信電力に含
まれる搬送波の電力が変動する。さらに、中間周波増幅
器７の後段で搬送波を添加したならば、送信電力の電力
量を切り換えるために基準電圧ｌ５を切り換えても、Ａ
ＬＣ制御は前段で利得変化するので、送信される搬送波
の電力は変化しない。このために、添加する搬送波のレ
ベルもともに変化させなければならない。

本発明は、上述のごとき従来のＡＬＣ回路が設けられた
無線送信機の事情に鑑みてなされたもので、周波数や温
度が変化しても利得か変化せずしかも人出力特性が線形
となる増幅装置と、この増幅装置を用いて周波数や温度
が変化しても送｛＋ｉ電力および増幅度が一定でしかも
送信信号の振福変調成分に歪等を発生させない送信電力
制御装置を提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段） かかる目的を達成するために、本発明の増幅装置は、増
幅器の前段と後段に信号レベルを検出する第１と第２の
検出器を設け、これらの第ｌと第２の検出器の間に利／
ｊＦ制御手段を設け、前記第１と第２の検出器の検出信
号を比較器で比較し、この比較器の出力で前記利得制御
手段を制御して前記第１と第２の検出器で検出される信
号レベルの比を所定の値とするように構成されている。

そして、前記箪１と第２の検出醪のいずれか一方の検出
信一冫を出力：Ｊ８整器で増帽または減衰させて前記比
較器に与え、この出力調整器により増幅量または減衰星
を変化ざせることで、前記第１と第２の検出器で検出さ
れる信号レベルの比を変化させるように構成しても良い
。

また、本発明の送信電力制御装置は、電力増幅段の前段
に信号レベルを検出する第ｌの検出器゛を設け、前記電
力増幅段の後段に送信電力レベルを検出する第２の検出
器を設け、これらの第１と第２の検ｉＨ器の間に７Ｐ．
１の利得制御手段を設け、前記第１と第２の検出器の検
出信号を第１の比較番で比較し、この第１の比較番の出
力で前記第１の利得制御手段を制御して前記第１と第２
の検出器で検出される信号レベルと送信電力レベルの比
を所定の値とし、前記第１の検出器の前段に第２の利１
ｉＩ制御手段を設け、前記第１の検出器の検出信号を基
準電圧と第２の比較器で比較し、この第２の比較器の出
力で前記第２の利得制御手段を制御して前記第１の検出
器で検出される信ヰレベルを所定レベルとするように構
成されている。そして、前記第１と第２の検出器のいず
れかー・方の検出信号を出力Ａ整器で増幅または減衰さ
せて前記第１の比較器に与え、この出力調整器により増
幅！Ｊまたは減衰駁を変化させることで、前ｊ己第１と
第２の検出器で検出される信狭レベルと送信電力レベル
の比を変化させるように構成することもできる。

（作用） 本発明の増幅装置は、増幅番の前段と後段で検出される
信号レベルの比が所定の値となるように、利得制御手段
を制御するので、周波数や温度の変化によって増幅番の
利得が変化しても、第１と第２の検出器の間の回路利得
は変化しない。また、増幅器の人出力特性が非線形であ
っても、第１と′ｆＳ２の検出器の間の回路は、人出力
特性が線形となる。そして、いずれか一方の検出信寸の
増幅量または減衰費を変化させるならば、第１と箪２の
検出器の間の回路利得なイＬ位に変化させ得る。

また、本発明の送信電力制御装慢は、前段で検出される
信号レベルと送信電力レベルの比が一定となるように第
１の利得制御手段を制御するので、一定のレベルの信号
人力に対して送信電力は、周波数や温度の変化にかかわ
らず一定とな、る。しかも、所定の信号レベル以上の入
力に対して出力される信号のレベルが一定となるように
第２の利得制御手段を制御するので、送信電力は所定の
信号レベル以上の人力に対して一定となる。

また、電力増幅器の人出力特性が非線形であっても、前
段と後段に設けた第１と第２の検出器の間の回路は、人
出力特性が線形となる。そして、第１と第２の検出器の
いずれか一方の検出信号の増幅量または減衰量を変化さ
せるならば、人力の信号レベルを変化させることなく作
意に送｛３電力を変化させ得る。

（失施例） まず、第１図および第２図を参照して、本発明の増幅装
置の一実施例を説明する。第１図は、本発明の増幅装置
の一実施例のブロック園路図であり、第２図は、第１図
の増幅装置の人出力特性図である。

第１図において、入力端子２０に与えられる入力信リが
第１の検出器２ｌを介して利得制御増幅番２２に与えら
れて増幅され、その増幅出力が増幅器２３に与えられて
さらに増幅される。そして、増幅器２３の増幅出力が第
２の検出器２４を介して出力端子２５に出力信号として
出力される。また、第１の検出器２ｌでは、人力信号の
一部を検波した検出信号を比較器２６の一方の人力端に
与える。さらに、第２の検出器２４は、出力信号の一部
を検波した検出信号を出力調整器２７としての可変抵抗
番に怯え、この可変抵抗器で分圧された分圧信号が比較
茶２６の他方の人力端に与えられる。なお、第１と第２
の検出器２１．２４は、人力信号および出力信号のレベ
ルに対応した信寸を検出信号として出力すればいかなる
構造であっても良い。比較器２６では、第１の検出器２
ｌからの検出信珍と第２の検出器２４がらの検出信号が
分圧された分圧信号との比を比較する。そして、利得制
御増幅器２２にその比に応じた制御信号が与えられて利
得制御がなされる。

かかる構成において，人力信号と出力信号のレベルの比
が一定である状態から、周波数または温度の変化によっ
て増幅番２３の利得が変化すると、人力信号と出力信号
のレベルの比も変化する。すると、比較器２６に与えら
れる２つの信号の比が変動し、比較儒２６から出力され
る制御信号が変化して利得制御増幅番２２の利得が変化
される。この結果、増幅混２３の利得の変化が、利得制
ＯｌＩ増幅器２２の利谷の変化で相殺され、第１と第２
の検出器２Ｉ，２４の間の回路利得は一定である。また
、人力信号の小さいレベルおよび大きいレベルの範囲に
おいて、増幅番２３の人出力特性が非線形であったとし
ても、入力信号と出力信号のレベルの比の変化に対して
、この非線形を相殺するように比較器２６の；１７御イ
３号で利得制御増幅器２２の利得が制御される。したが
って、本発明の増幅装置の人出力特性は、第２図ａのご
とく入力信号のレベルの大小にかかわらず線形であり、
しかも周波数や温度の変化にかかわらず、人出力特性は
一定である。

そして、出力調整器２７を調整すれば、比較器２６に与
えられる第２の検出器２４の検出信号の分圧比が変化す
るので、利得制御増幅器２２の利得が変化して、本発明
の増幅装置の人出力特性を第２図ｂのごとく容易に変化
させることができる。

なお、第１と第２の検出ｉ２１．２４の間に利得を調整
できる手段が設けられていれば良く、増幅樫２３自体の
利１１を：Ａ整するようにしても良いことは勿論である
。また、出力調整器２７は、町変抵抗器のごとく検出信
号を分圧して減衰量を変化させるものに限られず増幅星
を変化させるものであっても良い。そして、第１の検出
器２１の検出信号を増幅または減衰させるように出力調
整器２７を設けても良く、さらに第１と第２の検出ｒ＋
２１．２２の双方に設けても良い。そしてさらに、比較
器２６の制御信号によって、入力艦子２０に与えられた
人力信号と出力端子２５に出力される出力信号のレベル
の比が一定となるように利得制御増幅器２２の利得が制
御されれば良く、比較器２６は第工と第２の検出器２１
．２４の検出信号に応じた信号の大小を比較するもので
あっても良い。

次に、第３図を参照して本発明の送信電力制御装置の〜
実施例を説明する。第３図は、木発明の送信電力制御装
置の一実施例を用いたＳＳＢ無線送信機のブロック回路
図である。第３図において、第４図と同一回路ブロック
には同一符号を付けて重複する説明を省略する。

第３図において、中間周波増幅器７から出力される中間
周波信ウが第１の検出器３０を介して混合器８に与えら
れる。そして、この混合器８で周波数変換された信号が
利得制御増幅器３Ｉで増幅され、さらに雷力増幅ｉｌｌ
で増幅される。一この電力増幅器＋１から出力される送
信電力が第２の検出器３２を介して送信アンテナｌ３か
ら輻射される。また、第１の検出器３０において、中間
周波信号の一部が検波されて検出イエ３として出力され
、第１の比鮫器３３と第２の比較器３４に与えられる。

さらに、第２の検出器３２において、送信電力の一部が
検波されて検出信号として出力調整器３５に与えられ、
可変抵抗器等で分圧された分圧信号が第１の比較器３３
に与えられる。この第１の比較器３３は、第１の検出器
３０の検出信号と、第２の検出器３２の検出信号の分圧
信号を比較し、その比に応じた制御信号を利得制御増幅
器３１に与えて、中間周波信号と送信電力のレベルが一
定の比となるように利得制御増幅器３ｌの利得が制御さ
れる。また、第２の比較器３４は、第１の検出器３０の
検出信号と基準電圧ｌ５の大小を比較し、その出力が時
定数回路１６を経て中間周波増幅器７に与えられ、中間
周波信号が一定レベルを超えて出力されないように中間
周波増幅器７の利得がζｌＩ１１御される。

かかる構成において、第１の検出器３０と第２の比較器
３４と史準電圧ｌ５と■、￥定数回路Ｉ６および中間周
波増幅器７で形成される閉ループで、中間周波増幅器７
から出力される中間周波信号のレベルは一定レベルを超
えることがない。そして、この中間周波信号の一定レベ
ルは、基準電圧ｌ５を調整することで変化される。さら
に、第１図の増幅装置の説明から明らかなように第１の
検出器３０を通過する中間周波信号のレベルと第２の検
出器３２を通過する送信電力のレベルが一定の比となる
ように、第１の比較器３３の制御信号により利得制御増
幅器３ｌの利得が制御される。

したがって、電力増幅器１１が非線形であり、また周波
数や温度の変化で利１）が変化したとしても、利得制御
増幅器３ｌの利得がこれを相殺するように制御され、中
間周波信号のレベルが一定であれば常に送信電力は一定
レベルとされる。しかも、第１と第２の検出器３０．３
２の間の人出力特性は線形であり、送信信号の振幅変調
成分に歪を生じさせ、占有周波数帯域が広くなったりす
ることがない。また、中間周波増幅器７の利得を変化さ
せる範囲に、後段の電力増幅器ｌ１の利得変化を見込ま
なくても良く、その分だけ中間周波増幅器７へ入力され
る信号レベルを大きくできる。しかも５マイク１に加え
られるａ声が大きくても小さくても中間周波信号のレベ
ルが一定となるように中間周波増幅器７の利得を制御す
るならば、送信電力は音声人力の大小にかかわらず常に
一定となる。そして、出力調整器３５で第２の検出器３
２の検出信号の分圧比を変化させて第１の比較器３３に
与えるならば、第１と第２の検出器３０．３２の間の回
路利得が変化して送信電力のレベルを適宜に変更ずるこ
とができる。このようにして送信電力のレベルを切り換
えるならば、中間周波信ｔ÷のレベルは同じレベルのま
まで良く、第４図に示すごとく中間周波増幅器７へ人力
される信寸レベルをゲイン調整器３等で変更させる必要
がない。

また、全搬送波ＳＳＢ波（８３Ｅ）または低減搬送波Ｓ
ＳＢ波（Ｒ３Ｅ）として送信すべく搬送波を添加する場
合にも以下のごとき利点がある。

中間周波増幅器７の後段に搬送波を添加するならば、中
間周波信号のレベルが一定であり、しかも第１と第２の
検出器３０．３２の間の回路利得が一定であるので、送
信電力に含まれる搬送波の電力も一定となる。さらに、
送信電力を変化させれば、添加する搬送波のレベルを変
化させなくても、送ｆ３電力に含まれる搬送波の電力は
、送信電力の変化率に応じて変化される。

なお、第３図の実施例では、重力増幅器ＩＩと利得制御
増幅器３ｌで電力増幅段を形成することで、重力増幅段
に第１の利得制御手段を設けているが、利得制御増幅器
３１を省いて電力増幅器Ｉｔ自体の利得を第１の比較５
３３の制御信号で制御するように構成しても良い。また
、第１の検出器３０の前段に設けられる第２の利得制御
手段を実施例では中間周波増幅器７で行なっているが、
この中間周波増幅器７と別個に利得制御増幅器を設けて
も良いことは勿論である。そして、出力調整器３５は、
減哀潰を変化させるものに限られず増幅量を変化させる
ものであっても良く、さらに第１の検出器３０の検出信
号の増幅量または減衰量を変化させるものであっても良
い。

（発明の効果） 本発明の増幅装置および送信電力制御装置は、上述のご
と〈構底されているので、以下に記載する格別な効果を
奏する。

請求項１記載の増幅装置においては、周波数や温度の変
化によって利得が変化しない。しかも、人出力特性は線
形であり、信号に歪を生じさせて占有周波数帯域が広く
なるようなことがない。

そして、請求項２記俄の増幅装置においては、出力調整
器によって利得を任意に変化させることができる。

また、請求項３記載の送信電力制御装置は、周波数や温
度の変化によって送信電力のレベルが変化せず、しかも
電力増幅段の人出力特性が線形であり、送信信号の振幅
変調成分に歪を生じさせて占脊周波数帯域が広くなるよ
うなことがない。さらに、第１の検出器を通過する信号
のレベルを一定にするように、第１の検出器の前段に設
けられた第２の利得制御手段の利得は制御されれば良く
、従来のごとく後段に設けられる電力増幅段の利得変化
を相殺させるように制御される必要がないので、第２の
利得制御手段へ入力される信号レベルを従来のものより
大きくでき、それだけ抑圧搬送波に対して信号のレベル
の比を向上させることができ、信寸対雑音比を向上させ
ることができる。そしてまた、全搬送波ＳＳＢ波および
低減搬送波ＳＳＢ波として送信すべく搬送波を添加する
場合には、第２の利得制御手段の後段に添加すれば，送
信電力に含まれる搬送波の電力を一定とすることができ
る。

そして、請求項４記載の送信電力制御装置は、出力調整
器によって、送信車力のレベルを任意に変化させること
ができる。しかも、第２の利得制御手段から出力される
信号のレへルを変更する必要がなく、従来のこの種の装
置に比較して操作がｆ’ｉｎ　Ｉｐ一である。また、全
搬送波ＳＳＢ波および低減搬送波ＳＳＢ波として送信す
べく搬送波を添加する場合であっても、送信電力のレベ
ル変化に対応して含まれる搬送波の電力も変化し、添加
する搬送波のレベルを変更する必要がない。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の増幅装置の一実施例のブロック回路
図であり、第２図は、第１図の増幅装置の人出力特性図
であり、第３図は、本発明の送信電力制御装置の一実施
例を用いたｓｓＢｙ線送信機のブロック回路図であり、
第４図は、従来のＡＬＣ回路が設けられたＳＳＢ無線送
信機の一例のブロック回路図である。 ７：中間周波増幅器、　ｌｌ：電力増幅器、Ｉ５：基準
電圧、　　　　ｌ６：時定数回路、２４，　３０，　３
２：検出器、 ３Ｉ：利得制御増幅器、 ３３．３４：比較器、　２７． ３５： 出力調整器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、増幅器の前段と後段に信号レベルを検出する第１と
   第２の検出器を設け、これらの第１と第２の検出器の間
   に利得制御手段を設け、前記第１と第２の検出器の検出
   信号を比較器で比較し、この比較器の出力で前記利得制
   御手段を制御して前記第１と第２の検出器で検出される
   信号レベルの比を所定の値とするように構成したことを
   特徴とする増幅装置。 ２、前記第１と第２の検出器のいずれか一方の検出信号
   を出力調整器で増幅または減衰させて前記比較器に与え
   、この出力調整器により増幅量または減衰量を変化させ
   ることで、前記第１と第２の検出器で検出される信号レ
   ベルの比を変化させるように構成したことを特徴とする
   請求項１記載の増幅装置。 ３、電力増幅段の前段に信号レベルを検出する第１の検
   出器を設け、前記電力増幅段の後段に送信電力レベルを
   検出する第２の検出器を設け、これらの第１と第２の検
   出器の間に第１の利得制御手段を設け、前記第１と第２
   の検出器の検出信号を第１の比較器で比較し、この第１
   の比較器の出力で前記第１の利得制御手段を制御して前
   記第１と第２の検出器で検出される信号レベルと送信電
   力レベルの比を所定の値とし、前記第１の検出器の前段
   に第２の利得制御手段を設け、前記第１の検出器の検出
   信号を基準電圧と第２の比較器で比較し、この第２の比
   較器の出力で前記第２の利得制御手段を制御して前記第
   １の検出器で検出される信号レベルを所定レベルとする
   ように構成したことを特徴とする送信電力制御装置。 ４、前記第１と第２の検出器のいずれか一方の検出信号
   を出力調整器で増幅または減衰させて前記第１の比較器
   に与え、この出力調整器により増幅用または減衰量を変
   化させることで、前記第１と第２の検出器で検出される
   信号レベルと送信電力レベルの比を変化させるように構
   成したことを特徴とする請求項３記載の送信電力制御装
   置。