JPH0510405Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、送信出力の安定化およびその出力レ
ベルを任意にロジツク回路によつて設定すること
ができる送信機に関するものである。

最近、移動無線機、例えば自動車電話の普及、
或いはデイジタル技術の発達によつて移動無線機
の送信出力電力を内蔵されたロジツク回路等の制
御によつて通信のために必要な最小限の送信出力
電力とする電波資源の有効活用と省電力化のため
多段階に安定に設定することができる送信機への
要求が高まつてきた。

本考案は、送信出力の安定化を図る自動出力制
御ループに演算増幅器を設け、その帰還量を任意
かつ多段階に設定することにより、送信出力電力
を多段階に設定制御することができる送信機を提
供するものである。

〔従来の技術〕

第３図は特開昭54−111709号公報に記載の一般
的な送信機のブロツク図で、１０は信号によつて
変調された搬送波を低電力レベルで発生する回路
（以下、ヤンガ回路という）、２０はヤンガ回路１
０の出力を入力して中電力レベルまで増幅する高
周波増幅器、３０は高周波増幅器２０の出力を入
力して送信電力レベルまで増幅する電力増幅器、
４０は進行波電力に比例した直流出力を与える進
行波電力検出端子ａと反射波電力に比例した直流
出力を与える反射波電力検出端子ｂとを有する方
向性結合器である。５０は方向性結合器４０から
進行波電力検出出力を進行波電力検出端子ａ、送
信電力設定用ポテンシヨメータRV８１及び逆流
阻止用ダイオードＤ８１を介し、また反射波電力
検出出力を反射波電力検出端子ｂおよび逆流阻止
用ダイオードＤ８２を介してそれぞれ入力する帰
還増幅器である。高周波増幅器２０の出力は帰還
増幅器５０からの出力で帰還制御される。すなわ
ち被制御増幅器たる高周波増幅器２０、電力増幅
器３０、方向性結合器４０、及び帰還増幅器５０
の閉ループで自動出力制御回路８０を構成してい
る。そして６０は搬送波の高周波を除去する低域
ろ波器、７０は空中線である。空中線７０が正常
に接続された状態にあるとき、何らかの原因で方
向性結合器４０への入力が増大すると方向性結合
器４０の進行波電力検出端子ａからの出力が増大
し、送信電力設定用ポテンシヨメータRV８１、
ダイオードＤ８１及び帰還増幅器５０を経て高周
波増幅器２０の出力を減少させるように動作す
る。逆に方向性結合器４０への入力が減少すると
同様の経路で高周波増幅器２０の出力を増加させ
る。このようにして送信出力電力はほぼ一定に保
たれる。

次に、もし空中線７０が折損する等の事故が発
生したときはヤンガ回路１０、自動出力制御回路
８０及び低域ろ波器６０から成る送信機と空中線
７０との整合がくずれて反射波電力検出端子ｂか
らの反射波電力出力が増加し、帰還増幅器５０を
経て高周波増幅器２０の出力を低下させ電力増幅
器３０の過電力損による破壊を防止する。

このように自動出力制御回路８０は送信出力電
力を一定に保ち、空中線等の負荷の異常時に電力
増幅器３０を破壊から守る役割を果すもので、そ
の動作は確実でなければならず無線機の重要な部
分を占める回路として廉価で占有する面積も小さ
いものが望まれる。

第４図は従来の自動出力制御回路の一例を示す
回路説明図で、第４図において第３図と同一符号
は同一部分を示すものとし、Cc２１及びCc２２
は結合コンデンサ、Ｌ２１及びＬ２２は高周波コ
イル、RFCは高周波チヨーク、Ｃ２１，Ｃ２２，
CV２１及びCV２２は同調用コンデンサ、Cpは
バイパスコンデンサ、TR２１は高周波増幅用ト
ランジスタである。この高周波増幅用トランジス
タTR２１のエミツタは帰還増幅器５０の出力端
子に接続されており、高周波増幅用トランジスタ
TR２１に流れる電流を制御することによつて高
周波増幅用トランジスタTR２１の出力電力を制
御している。Ｍは高周波コイルＬ２１、同調用コ
ンデンサＣ２１及びＣ２２を含む同調回路が調整
時に最適状態に同調されているか否かを点検する
ための結合コンデンサCc22、ダイオードＤ２３
及び抵抗器RMからなるメータリング回路の出力
端子である。帰還増幅器５０はトランジスタTR
５２及び制御用トランジスタTR５３を二段直結
した直流増幅器であり、抵抗器Ｒ５１及びコンデ
ンサCpで平滑回路を構成して帰還増幅器５０へ
の入力信号をリツプル分や高周波信号を除去して
いる。抵抗器Ｒ５２〜Ｒ５５はバイアス用抵抗器
であるが、自動出力制御回路８０の温度補償を行
うためサーミスタTHが設けてある。

〔考案が解決しようとする課題〕

帰還増幅器の利得は正常時送信機の固定抵抗で
設定された一定となり、また、異常時はRv１に
より設定された一定となる。それぞれ利得の変更
は固定抵抗を交換したり、また、Rv１を再設定
し直すなどの必要があるため簡単にはできなく、
多段階の切り換えも当然できない。

送信出力検出レベルがエミツタ接地されたトラ
ンジスタTR２のベース端子に入力されており、
この回路では送信出力検出レベルがVBE（一般的
なシリコントランジスタで0.6V）を越えない限
りトランジスタTR２が完全に非導通の状態とな
つたままであり動作しない。送信出力に対して送
信出力検出レベルを大きくすることは送信出力検
出回路での損失の増加、消費電力の増加につなが
るので、あまり大きくは出来ないので結果的に小
さい送信電力までは制御できない。

この考案はこのような従来の欠点に鑑みてなさ
れたもので、電力増幅器をロジツク回路によるデ
イジタル信号により、小電力まで制御の可能な、
動作の安定な正確にごく簡単に多段階に送信出力
レベル設定のできる自動出力切換制御回路を持つ
送信機を提供することを目的としたものである。

〔課題を解決するための手段〕

送信する電力を増幅する電力増幅器と、この電
力増幅器の出力に対応した出力が供給されて増幅
する演算増幅器と、この演算増幅器の出力が供給
され、上記電力増幅器に対して上記電力増幅器か
らの送信電力を所定の送信レベルになるように電
力増幅器に供給される電源電圧を制御する帰還増
幅回路と、上記演算増幅器の入力側と出力側との
間に設けられ、複数の抵抗とスイツチ手段を有す
る帰還回路網と、この帰還回路網の上記スイツチ
手段をデイジタル信号によつて切り換え、上記演
算増幅器の帰還量を変更しうるロジツク回路とを
具備し、このロジツク回路によつて選択された帰
還量に対応した出力を上記帰還増幅回路に供給
し、上記電力増幅器に供給される電源電圧を制御
する。

〔作用〕

演算増幅器に設けた複数の抵抗をロジツク回路
出力のデイジタル信号によつて切り換えるスイツ
チ手段によつて任意に開閉することにより、帰還
増幅回路によつて供給される送信用電力増幅器の
印加電源電圧を制御して上記送信出力の安定化を
図る自動出力制御ループの帰還量を任意の多段階
に設定し、送信機出力を任意の多段階に設定す
る。

また、制御ダイナミツクレンジの広い範囲で電
力増幅器の出力に対応した出力が供給されて、こ
の出力を増幅する演算増幅器は入力電圧の非常に
低いレベル（ほぼ０）から高いレベルまで広範囲
の入力電圧を増幅し送信電力を所定の送信レベル
になるように電力増幅器に供給する電源電圧を制
御する帰還増幅器へ出力する。

また、演算増幅器の使用により方向性結合器の
検出電圧の非常に低いレベル（ほぼ０）から送信
電力を制御できるので制御ダイナミツクレンジの
広いものが得られる。

〔実施例〕

以下本考案の一実施例を第１図について説明す
る。

１は音声または信号によつてFM変調された搬
送波を低電力レベルで発生する回路（以下ヤンガ
回路という）、２はヤンガ回路１の出力を中電力
レベルまで増幅する例えば従来と同様のトランジ
スタを使用した高周波増幅器、３は高周波増幅器
２の出力を送信電力レベルまで増幅する例えば従
来と同様の電力増幅器、４はこの電力増幅器３の
出力路に設けられ、進行波電力に比例した直流出
力を与える進行波電力の検出端子ａと反射波電力
に比例した直流出力を与える反射波検出端子ｂと
を有する方向性結合器、５は送信出力電力の高周
波を取り除くための低域ろ波器、６は空中線であ
る。

ここで、高周波増幅器２及び電力増幅器３の電
源端子の電圧を加減することにより送信出力電力
を制御できるよう構成されている。すなわち、７
は電源電圧を制御する帰還増幅器であり、その出
力は前記高周波増幅器２及び電力増幅器３の電源
端子に接続されている。ここで高周波増幅器２及
び電力増幅器３の内部構成は一般的なものでよ
く、特に図示はしない。例えば従来例と同様の高
周波増幅器を用いるならば第４図の＋Ｂ端子に接
続する構成とする。この場合は当然ながらトラン
ジスタのエミツタ接地増幅回路だから接地され
る。方向性結合器４の進行波検出端子ａは初期送
信出力電力を設定するためのポテンシヨメータ
Rv及び演算増幅器８を経て帰還増幅器７の入力
に接続されている。演算増幅器８の反転入力端子
と出力端子の間には帰還抵抗器Ｒ１，Ｒ２，…Ｒ
３がそれぞれ選択接続可能な様に並列配置され、
それぞれ抵抗器はスイツチ手段アナログであるス
イツチ９のスイツチ端子１ａ，２ａ…８ａに接続
され、他のスイツチ端子１ｂ，２ｂ…８ｂは演算
増幅器８の出力端子に接続されている。

また、この演算増幅器８の帰還抵抗器の接続
は、アナログスイツチ９の制御端子Ａ，Ｂ，Ｃの
入力信号によつて選択決定される。このＡ，Ｂ，
Ｃ端子へ、これらとは別に設けたロジツク回路の
指示によりデイジタル制御されるようロジツク回
路からデイジタル信号が入力されている。従来例
の送信電力設定用ポテンシヨメータで設定するの
に較べ、ロジツク回路で指示すると簡単に設定指
示できるので、特に送信出力を多段階に設定した
い場合に制御回路が複雑とならず効果が大きい。

なお方向性結合器４の反射波検出端子ｂは直接
帰還増幅器７の入力端子に接続されている。帰還
増幅器７の入力側ダイオードＤ１，Ｄ２はそれぞ
れ進行波検出、反射波検出系の逆流電流防止用ダ
イオード、Ｒ１０，Ｒ１１はそれぞれ電流制限用
抵抗器であり、それに続く抵抗器Ｒ１２、コンデ
ンサCpで平滑回路を形成している。TR１はカー
バツテリから供給される電源電圧を制御する制御
トランジスタであり、その出力は帰還増幅器７の
出力として高周波増幅器２、電力増幅器３の電源
端子に接続されている。TR２，TR３は直結直
流増幅用トランジスタであり、Rb２、Rb３はそ
れぞれバイアス抵抗器である。

この様な構成において、ヤンガ回路１からの出
力は高周波増幅器２電力増幅器３を経て方向性結
合器４に入力される。方向性結合器４は電力増幅
器３の出力電力に比例した直流を進行波電力検出
端子ａから演算増幅器８にポテンシヨメータRv
を経て出力する。演算増幅器８の利得は、反転入
力端子の抵抗器Riとその帰還回路の抵抗器Ｒ１
……Ｒ８の抵抗値の比で決定される。

ここで例えば負帰還回路の抵抗値を R1＜R2＜R3……R6＜R7＜R8 に選べば演算増幅器８の利得は 20log（１＋R1／Ri）＜20log（１＋R2／Ri）＜20log
（１＋R3／Ri）…… 20log（１＋R6／Ri）＜20log（１＋R7／Ri）＜20log
（１＋R8／Ri） となる、帰還回路の抵抗器Ｒ１……Ｒ８はそれぞ
れアナログスイツチ９のスイツチ端子に接続され
ており、アナログスイツチ９の制御端子Ａ，Ｂ，
Ｃの入力によつていずれの抵抗器を選択するか、
決定されている。演算増幅器８の出力は帰還増幅
器７の直流増幅トランジスタTR３に入力される
が何等かの原因で出力電力が増大し、方向性結合
器４、ポテンシヨメータRvを経て演算増幅器８
の出力がTR３のベース・エミツタ間電圧VBEよ
りも大きくなるとTR３は導通、TR２は非導通、
従つてTR１も非導通となり高周波増幅器２、電
力増幅器３への印加電源電圧が減少する。

ここで一般的に、出力電力：Ｐ、印加電源電
圧：Ｖ、簡単に考えるため高周波増幅器２、電力
増幅器３の出力インピーダンス＝負荷インピーダ
ンスを抵抗分：ＲとするとＰ≒V²／2Rとなる。
したがつて、一般的に電力増幅器の出力電力は入
力信号が十分有り、ゲインも十分ある時、出力イ
ンピーダンスが多少変動しても電源電圧を変えれ
ば出力電力を変えられることが想定できる。本願
のように出力電力を小さいレベルまで安定的に多
段階に制御する必要のある場合は高周波増幅器
２、電力増幅器３への印加電源電圧が減少する
と、送信出力が減少するという制御を行なう。逆
に演算増幅器８の出力がTR３のVBEよりも低く
なるとTR３非導通、TR２は導通、従つてTR１
は導通し、高周波増幅器２、電力増幅器３への印
加電圧が増加して送信出力電力が増大する。この
ようにして出力電力を一定に保とうと動作する。

ここで、演算増幅器８の帰還抵抗器Ｒ１〜Ｒ８
を図示しないロジツク回路によつて制御されるア
ナログスイツチ９により切換えて、演算増幅器８
の利得を変えれば前記同様の経路を経て送信出力
電力を変えることができ、その変化量は演算増幅
器８の利得の変化量分で決定することができ、高
周波増幅器２及び電力増幅器３を制御ループ内に
含むので小電力から大電力まで非常に精度の高い
送信出力電力の多段階制御が可能となる。

なお、高周波増幅器２、電力増幅器３、ポテン
シヨメータRv、演算増幅器８、帰還増幅器７、
高周波増幅器２の閉ループを断ちたい時には演算
増幅器８への入力量を０とするべくポテンシヨメ
ータRvを設定し、通常の場合は演算増幅器８の
利得を一定にしておいて（例えば送信出力が設定
可能な最大出力となるよう演算増幅器８の利得を
最小にしておいて）必要な送信出力電力（例えば
設定最大出力）に設定する。方向性結合器４の反
射波検出端子ｂはポテンシヨメータRv、演算増
幅器８を経ずに帰還増幅器７の入力側（直流増幅
トランジスタTR３のベース）に入力されている
が、これは空中線６が破損した時のような送信機
が異常の場合は、直ちに反射波検出端子ｂから送
信出力の反射波を検出し、設定出力電力にかかわ
りなく高周波増幅器２や電力増幅器３の印加電源
電圧を下げて送信出力をできるだけ小さくするた
めである。

なお、上記実施例では演算増幅器８の帰還抵抗
器の数を８としたがこれは８に限らず必要に応じ
た数でよい。また、アナログスイツチ９によつて
そのうちの１つを選ぶとしたが、これは多数の抵
抗を選んでその並列和で帰還抵抗値を決定しても
よい。

また、その帰還抵抗器は帰還回路７に直列接続
とし、その任意の抵抗器を選択しても同様の効果
がある。この時の帰還抵抗値は任意に選択された
抵抗器の直列和となる。この場合の実施例を第２
図に示す。

また、上記第２図による実施例では方向性結合
器４の反射波検出端子ｂを帰還増幅器７に入力す
るように接続したが、これは演算増幅器８の入力
側に接続しても支障はない。

また、上記実施例ではFM送信機の場合につい
て説明したが、他の変調方式を用いた送信機であ
つても同様に適用できることは云うまでもない。

また、高周波増幅器、電力増幅器の中身に付い
ては説明しなかつたが、電源電圧と送信出力がお
およそ比例するようなFM送信機、あるいは他の
変調方式を用いた送信機に使われるごく一般的な
高周波増幅器、電力増幅器に適用でき、図１又は
図２のようにこれに供給する電源電圧を帰還増幅
回路により制御するように接続すればよい。

〔考案の効果〕

以上のように本考案によれば送信機の自動出力
制御回路の帰還増幅器の入力側に演算増幅器を設
けると共にその演算増幅器に複数の抵抗とスイツ
チからなる帰還回路を設け、このスイツチ手段を
デイジタル信号によつて切り換え、上記演算増幅
器の帰還量を変更し得るロジツク回路とを具備
し、このロジツク回路によつて選択された帰還量
に対応した出力を上記帰還増幅回路にその帰還量
を任意に設定できるようにしたので送信出力電力
をデイジタル信号によりごく簡単に多段階にしか
も非常に精度よく設定制御できるものが得られ
る。そして送信用電力増幅器の印加電源電圧を制
御するようにしたので送信出力電力を低いレベル
から高いレベルまで自動出力制御回路の帰還増幅
器の利得制御に忠実な送信出力電力を制御できる
送信機を得ることができる。

また、演算増幅器の使用により通常トランジス
タのVBEに相当するものがないので、方向性結
合器の検出電圧の非常に低いレベル（ほぼ０）か
ら送信出力電力を制御できるので制御ダイナミツ
クレンジの広いものが得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例によるFM送信機の
ブロツク図、第２図は本考案の他の実施例を示す
ブロツク図、第３図は従来の送信機のブロツク
図、第４図は従来の送信機の自動出力制御回路の
ブロツク図である。 図中、２は高周波増幅器、３は電力増幅器、４
は方向性結合器、７は帰還増幅器、８は演算増幅
器、９はアナログスイツチである。なお図中、同
一符号は同一、又は相当する部分を示す。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 送信する電力を増幅する電力増幅器と、この電
   力増幅器の出力に対応した出力が供給されて増幅
   する演算増幅器と、この演算増幅器の出力が供給
   され、上記電力増幅器に対して上記電力増幅器か
   らの送信電力を所定の送信レベルになるように電
   力増幅器に供給する電源電圧を制御する帰還増幅
   回路と、上記演算増幅器の入力側と出力側との間
   に設けられ、複数の抵抗とスイツチ手段を有する
   帰還回路網と、この帰還回路網の上記スイツチ手
   段をデイジタル信号によつて切り換え、上記演算
   増幅器の帰還量を変更しうるロジツク回路とを具
   備し、このロジツク回路によつて選択された帰還
   量に対応した出力を上記帰還増幅回路に供給し、
   上記電力増幅器に供給する電源電圧を制御して上
   記所定の送信レベルと異なる所望の送信レベルに
   設定するようにしたことを特徴とする送信機。