JPH1041770A - 増幅装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ゲインを制御するためのフィードバック信号
を得るための入力側と出力側の検波特性を揃えることに
より、入力信号の増幅ゲインを精度良く一定にするこ
と。 【解決手段】 出力側検出回路６により検出された検出
出力信号２０１は減衰回路９によって減衰されることに
より、入力側検出回路２により検出された検出入力信号
１０１のレベルと同一レベルになって、出力側検波ダイ
オード８に入力される。従って、入力側検波ダイオード
４により検出入力信号１０１が検波される検波特性と出
力側検波ダイオード８により検出出力信号２０１が検波
される検波特性は同一となるため、比較器５により求め
られる両検波信号の差分信号５０は入力信号１００と出
力信号２００のレベル差を精度良く反映していることと
なり、増幅器３はこの差分信号５０に基づいてそのゲイ
ンを精度良く且つ容易に一定とする制御を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はゲインを一定に制御
された増幅器を用いて高周波信号を増幅する増幅装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来この種の増幅装置は、例えば、自動
車携帯電話などの無線装置などに搭載されて、８００Ｍ
Ｈｚ帯などの高周波信号を常に一定のゲインで増幅する
ために用いられ、図１１に示すような構成を有してい
る。図１１にて、入力信号１００は入力端子１から入力
側検出回路２を通してゲイン可変の増幅器３に入力され
る。入力側検出回路２は例えば方向性結合器などで構成
され、入力信号１００が抵抗Ｒ１側に検出出力される。
抵抗Ｒ１側で検出された検出入力信号１０１は入力側検
波ダイオード４により検波されてから比較器５の一方の
端子に入力される。

【０００３】ゲイン可変の増幅器３は入力された入力信
号１００を増幅し、得られた出力信号２００を出力側検
出回路６を通して出力端子７に出力する。出力側検出回
路６は、例えば、方向性結合器などで構成され、増幅器
３の出力信号２００が抵抗Ｒ２側に検出出力される。抵
抗Ｒ２側で検出された検出出力信号２０１は出力側検波
ダイオード８により検波されてから比較器５の他方の端
子に入力される。比較器５は両検波信号の差分を求め、
この差分信号５０を増幅器３にフィードバック信号とし
て出力する。増幅器３はフィードバックされる差分信号
５０の値が常に一定になるようにそのゲインを一定に制
御しながら入力信号１００をそのレベルに拘らずリニア
に増幅して出力信号２００を出力する。

【０００４】図１２（Ａ）は入力信号１００の一例で、
あるレベル変化幅を持っている。このため、増幅器３か
ら出力される出力信号２００のレベル変化幅は図１２
（Ｂ）で示すように増幅された分、入力信号１００のレ
ベル変化幅とずれている。このようなずれは検出入力信
号１０１と検出出力信号２０１にも生じるため、入力側
検波ダイオード４と出力側検波ダイオード８の順電圧対
順電流の特性（検波特性）が図１３に示すように同一で
も、検出入力信号１０１と検出出力信号２０１の検波は
特性の異なる検波領域を用いて入力側検波ダイオード４
と出力側検波ダイオード８により行われる。

【０００５】しかも、検波ダイオードの順電圧対順電流
の特性は図１４に示すように周囲温度Ｔａにより変化す
るため、入力側検波ダイオード４と出力側検波ダイオー
ド８による検出入力信号１０１と検出出力信号２０１の
検波特性の違いが更に大きくなってしまう傾向にある。
従って、比較器５に入力される検出入力信号１０１と検
出出力信号２０１の検波信号は入力信号１００と出力信
号２００のレベルを精度良く反映しておらず、このよう
な検波信号から比較器５により求められた差分信号５０
の値を一定にするように増幅器３のゲインを一定に制御
しても、実際に増幅器３のゲインを一定にすることがで
きず、入力信号１００をそのレベルに拘らずリニアに増
幅することができないという不具合があった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記のように増幅器３
のゲインを一定に制御するために比較器５から増幅器３
へフィードバックする差分信号５０を得るために、検出
入力信号１０１を入力側検波ダイオード４により検波し
た信号と、検出出力信号２０１を出力側検波ダイオード
８により検波した信号を比較器５に入力するが、検出入
力信号１０１、検出出力信号２０１の検波特性が両信号
のレベル差により異なってしまうため、検出入力信号１
０１と検出出力信号２０１の検波信号は入力信号１００
と出力信号２００のレベルを精度良く反映しておらず、
このような検波信号から比較器５により求められた差分
信号５０の値に基づいて増幅器３のゲインを一定に制御
しても、実際に増幅器３のゲインを一定にすることが難
しく、入力信号１００をそのレベルに拘らずリニアに増
幅することができないという不具合があった。

【０００７】そこで本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、ゲインを制御するためのフィ
ードバック信号を得るための入力側と出力側の検波特性
を揃えることにより、入力信号の増幅ゲインを精度良く
一定にすることができる増幅装置を提供することを目的
としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、入力
信号を増幅する増幅器と、入力信号を検出する入力側検
出回路と、増幅器からの出力信号を検出する出力側検出
回路と、入力側検出回路により検出された検出入力信号
と出力側検出回路により検出された検出出力信号のいず
れか一方又は両方のレベルを調整して両信号のレベルを
ほぼ一致させるレベル調整手段と、このレベル調整手段
によりレベル調整された検出入力信号を検波する入力側
検波ダイオードと、このレベル調整手段によりレベル調
整された検出出力信号を検波する出力側検波ダイオード
と、入力側検波ダイオードからの検波信号と出力側検波
ダイオードからの検波信号を比較する比較器と、この比
較器の比較結果信号に基づいて前記増幅器のゲインを常
に一定に制御する制御回路とを具備した構成を備えてい
る。

【０００９】このような構成により、入力側検波ダイオ
ードと出力側検波ダイオードはほぼレベルが同一の検出
入力信号と検出出力信号をそれぞれ検波するため、それ
ぞれのダイオードで用いられる検波領域をほぼ同一領域
とすることができ、入力側検波ダイオードと出力側検波
ダイオードの検波信号の特性は周囲温度等の変化があっ
てもほぼ同一となり、従って比較器はこれら特性の揃っ
た検波信号のレベル差を求めて前記比較結果信号を得る
ため、この比較結果信号は前記入力信号と出力信号のレ
ベル差を精度良く反映しており、制御回路は前記増幅器
のゲインを精度良く一定にする制御を行うことになる。

【００１０】請求項２の発明は、前記レベル調整手段
は、前記出力側検出回路により検出された検出出力信号
のレベルを減衰する減衰回路である構成を備えている。

【００１１】請求項３の発明は、前記減衰回路は、出力
側検波ダイオードのアノード側に直列に接続される抵抗
器である構成を備えている。

【００１２】請求項４の発明は、前記減衰回路は、出力
側検波ダイオードのアノード側に入力される検出出力信
号を分圧する分圧回路である構成を備えている。

【００１３】請求項５の発明は、前記分圧回路は、コン
デンサで形成される構成を備えている。

【００１４】請求項６の発明は、前記分圧回路は、抵抗
とコンデンサにより形成される構成を備えている。

【００１５】請求項７の発明は、前記レベル調整手段
は、前記入力側検波ダイオードのアノード側に直列に接
続されて前記検出入力信号を増幅するアンプである構成
を備えている。

【００１６】請求項８の発明は、前記レベル調整手段
は、前記入力側検出回路及び出力側検出回路としてそれ
ぞれに用いられる結合係数が異なる方向性結合器である
構成を備えている。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。図１は本発明の増幅装置の第１の
実施の形態の構成を示した回路図である。１は高周波信
号などの入力信号１００を入力する入力端子、２は入力
信号１００を検出して抵抗Ｒ１側に出力する方向性結合
器等の入力側検出回路、３は入力信号１００を一定の利
得で増幅して出力信号２００を得る可変利得の増幅器、
４は入力側検出回路２により検出された検出入力信号１
０１を検波する入力側検波ダイオード、５は入力側検波
ダイオード４と出力側検波ダイオード８からの検波信号
を比較して両信号の差分信号５０を求めて増幅器３にフ
ィードバックする比較器、６は増幅器３からの出力信号
２００を検出する方向性結合器等の出力側検出回路、７
は出力信号２００を出力する出力端子、８は出力側検出
回路６により検出された検出出力信号２０１を検波する
出力側検波ダイオードである。但し、入力側検波ダイオ
ード４と出力側検波ダイオード８の検波特性は同一のも
のを使用する。請求項１の制御回路は増幅器３の内部に
搭載され、この制御回路が増幅器３のゲインを比較結果
差分信号５０に基づいて一定に制御する。

【００１８】次に本実施の形態の動作について説明す
る。ゲイン可変の増幅器３は入力端子１から入力側検出
回路２を通して入力される入力信号１００を増幅し、そ
の出力信号２００を出力側検出回路６を通して出力端子
７に出力する。入力側検波ダイオード４は抵抗Ｒ１に発
生する検出入力信号１０１を検波し、検波信号を比較器
５の一方の入力に出力する。又、出力側検出回路６の抵
抗Ｒ２に発生する検出出力信号２０１は減衰回路９によ
って減衰され、そのレベルは入力側検波ダイオード４に
入力される検出入力信号１０１のレベルまで減衰されて
から出力側検波ダイオード８のアノード側に入力され
る。出力側検波ダイオード８は減衰された検出出力信号
２０１を検波して、比較器５の他方の端子に出力する。

【００１９】比較器５は入力側検波ダイオード４からの
検波信号と出力側検波ダイオード８からの検波信号を比
較して、両信号の差分信号５０を増幅器３に出力する。
増幅器３は比較器５からの差分信号５０に基づいてその
ゲインを一定にする制御を行って、入力信号１００をゲ
イン一定で増幅して、出力信号２００を出力する。

【００２０】ここで、検出入力信号１０１が図２（Ａ）
に示したようなレベル変化幅を持つ時、検出出力信号２
０１は図２（Ｂ）の破線で示したようなレベル変化幅を
持つ。しかし、本例では検出出力信号２０１のレベルを
減衰回路９で減衰させ、図２（Ｂ）の実線で示したよう
なレベル変化幅に調整して、図２（Ａ）に示した検出入
力信号１０１と同一のレベル変化幅にしてから出力側検
波ダイオード８で検波するようにしている。このため、
入力側検波ダイオード４により検出入力信号１０１を検
波する時も、出力側検波ダイオード８により検出出力信
号２０１を検波する時も、図３で示すような検波特性の
同一領域Δを用いて検波が行われるため、当然、周囲温
度Ｔａによって検波特性が図４に示すように異なって
も、やはり同一領域Δを用いて検波が行われる。このた
め、両ダイオード４、８の検波信号は検出信号１０１、
２０１のレベルを同一特性で示していると言え、結局、
入力信号１００と出力信号２００のレベルを精度良く反
映していることになる。

【００２１】図５〜図７は図１に示した減衰回路９の実
施例を示した回路図である。図５は出力側検波ダイオー
ド８のアノード側に直列に接続された抵抗９１により減
衰回路９が形成されている。検出出力信号２０１は抵抗
９１により減衰されて、出力側検波ダイオード８のアノ
ード側に入力される。

【００２２】図６は出力側検波ダイオード８のアノード
側と接地間に挿入されるコンデンサ９２により減衰回路
９が形成されている。検出出力信号２０１はこのコンデ
ンサ９２により分圧されて、出力側検波ダイオード８の
アノード側に入力される。

【００２３】図７は出力側検波ダイオード８のアノード
側に直列に接続された抵抗９３と、この抵抗９３の他端
と接地間に挿入されるコンデンサ９４により減衰回路９
が構成されている。検出出力信号２０１はこのコンデン
サ９４により分圧されて抵抗９３に入力され、更に、こ
の抵抗９３によりそのレベルが減衰されて出力側検波ダ
イオード８のアノード側に入力される。

【００２４】尚、上記した各減衰回路を構成する部品の
値は例えばカットアンドトライにより決められ、出力側
検波ダイオード８のアノード側に入力される検出出力信
号２０１のレベル範囲が検出入力信号１０１のレベル範
囲と同一になるように調整されている。

【００２５】本実施の形態によれば、入力側検波ダイオ
ード４に入力される検出入力信号１０１のレベルと出力
側検波ダイオード８に入力される検出出力信号２０１の
レベルがほぼ同一となり、検出入力信号１０１と検出出
力信号２０１は検波ダイオード４、６の同一検波特性範
囲により検波されるため、それぞれの検波信号は入力信
号１００と出力信号２００のレベルを精度良く反映した
ものとなり、従って、比較器５から出力されるこれら両
検波信号の差分信号５０も入力信号１００と出力信号２
００のレベル差を精度良く反映したものとなるので、増
幅器３は精度よく且つ容易にそのゲインを一定にするこ
とができる。

【００２６】図８は本発明の増幅装置の第２の実施の形
態の構成を示した回路図である。本例では、入力側検出
回路２の検出入力信号１０１はアンプ１０により増幅器
３のゲインと同一ゲイン増幅されて入力側検波ダイオー
ド４のアノード側に入力される構成となっており、又、
出力側検出回路６の検出出力信号２０１は減衰されずに
そのまま出力側検波ダイオード８のアノード側に入力さ
れる構成となっている。他の構成は図１に示した第１の
実施の形態と同様である。

【００２７】次に本実施の形態の動作について説明す
る。アンプ１０は入力側検出回路２により検出された検
出入力信号１０１を増幅器３のゲインと同一ゲイン増幅
して、入力側検波ダイオード４のアノード側に出力す
る。ここで、検出入力信号１０１が図９（Ａ）の破線で
示したようなレベル変化幅を持つ時、検出出力信号２０
１は図９（Ｂ）で示したようなレベル変化幅を持つ。し
かし、検出入力信号１０１はアンプ１０で増幅される
と、図９（Ａ）の実線で示したようなレベル変化幅とな
り、図９（Ｂ）で示した検出出力信号２０１のレベル変
化幅と同一レベルになる。

【００２８】従って、本例も入力側検波ダイオード４に
入力される検出入力信号１０１のレベルと出力側検波ダ
イオード８に入力される検出出力信号２０１のレベルが
ほぼ同一となり、検出入力信号１０１と検出出力信号２
０１は検波ダイオード４、６の同一検波特性範囲により
検波されるため、それぞれの検波信号は入力信号１００
と出力信号２００のレベルを精度良く反映したものとな
って、図１で示した第１の実施の形態と同様の効果があ
る。

【００２９】図１０は本発明の増幅装置の第３の実施の
形態の構成を示した回路図である。本例では、入力側検
出回路２により検出される検出入力信号１０１のレベル
範囲と、出力側検出回路６により検出される検出出力信
号２０１のレベル範囲のレベルが一致するように、方向
性結合器から成る入力側検出回路２と出力側検出回路６
の結合係数を調整してある。即ち、入力側検出回路２の
結合係数は大きくして検出入力信号１０１のレベルを大
きくし、逆に、出力側検出回路６の結合係数は小さくし
て検出出力信号２０１のレベルを小さくするようにし
て、両信号１０１と２０１のレベルが同一になるように
調整してある。

【００３０】このため、本実施の形態でも、入力側検波
ダイオード４と出力側検波ダイオード８のアノード側に
入力される検出入力信号１０１と検出出力信号２０１の
レベルをほぼ同一とすることができるため、図１に示し
た第１の実施の形態と同様の効果がある。

【００３１】

【発明の効果】以上記述した如く本発明の増幅装置によ
れば、ゲインを制御するためのフィードバック信号を得
るための入力側と出力側のそれぞれの検波ダイオード
に、ほぼ同一レベルの検出入力信号と検出出力信号を入
力して両者の検波特性を揃えることにより、入力信号の
増幅ゲインを精度良く一定にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の増幅装置の第１の実施の形態の構成を
示した回路図。

【図２】図１の装置で扱われる検出入力信号と検出出力
信号のレベル範囲を示した図。

【図３】図１に示した入力側検波ダイオードと出力側検
波ダイオードの検波特性例を示した特性図。

【図４】図３に示した検波特性の温度変化による特性変
化例を示した図。

【図５】図１に示した減衰回路の第１の実施例を示した
回路図。

【図６】図１に示した減衰回路の第２の実施例を示した
回路図。

【図７】図１に示した減衰回路の第３の実施例を示した
回路図。

【図８】本発明の増幅装置の第２の実施の形態の構成を
示した回路図。

【図９】図８の装置で扱われる検波入力信号と検波出力
信号のレベル範囲を示した図。

【図１０】本発明の増幅装置の第３の実施の形態の構成
を示した回路図。

【図１１】従来の増幅装置の構成例を示した回路図。

【図１２】図１１の装置に入力される入力信号とこの装
置から出力される出力信号のレベル範囲を示した図。

【図１３】図１１に示した入力側検波ダイオードと出力
側検波ダイオードの検波特性例を示した特性図。

【図１４】図１３に示した検波特性の温度変化による特
性変化例を示した図。

【符号の説明】

１ 入力端子 ２ 入力側検出回路 ３ 増幅器 ４ 入力側検波ダイオード ５ 比較器 ６ 出力側検出回路 ７ 出力端子 ８ 出力側検波ダイオード ９ 減衰回路 Ｒ１、Ｒ２ 抵抗

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 桃田 和拓 東京都日野市旭が丘３丁目１番地の21 東 芝コミュニケーションテクノロジ株式会社 内

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力信号を増幅する増幅器と、 入力信号を検出する入力側検出回路と、 増幅器からの出力信号を検出する出力側検出回路と、 入力側検出回路により検出された検出入力信号と出力側
   検出回路により検出された検出出力信号のいずれか一方
   又は両方のレベルを調整して両信号のレベルをほぼ一致
   させるレベル調整手段と、 このレベル調整手段によりレベル調整された検出入力信
   号を検波する入力側検波ダイオードと、 このレベル調整手段によりレベル調整された検出出力信
   号を検波する出力側検波ダイオードと、 入力側検波ダイオードからの検波信号と出力側検波ダイ
   オードからの検波信号を比較する比較器と、 この比較器の比較結果信号に基づいて前記増幅器のゲイ
   ンを常に一定に制御する制御回路とを具備したことを特
   徴とする増幅装置。
2. 【請求項２】 前記レベル調整手段は、前記出力側検出
   回路により検出された検出出力信号のレベルを減衰する
   減衰回路であることを特徴とする請求項１記載の増幅装
   置。
3. 【請求項３】 前記減衰回路は、出力側検波ダイオード
   のアノード側に直列に接続される抵抗器であることを特
   徴とする請求項２記載の増幅装置。
4. 【請求項４】 前記減衰回路は、出力側検波ダイオード
   のアノード側に入力される検出出力信号を分圧する分圧
   回路であることを特徴とする請求項２記載の増幅装置。
5. 【請求項５】 前記分圧回路は、コンデンサで形成され
   ることを特徴とする請求項３記載の増幅装置。
6. 【請求項６】 前記分圧回路は、抵抗とコンデンサによ
   り形成されることを特徴とする請求項３記載の増幅装
   置。
7. 【請求項７】 前記レベル調整手段は、前記入力側検波
   ダイオードのアノード側に直列に接続されて前記検出入
   力信号を増幅するアンプであることを特徴とする請求項
   １記載の増幅装置。
8. 【請求項８】 前記レベル調整手段は、前記入力側検出
   回路及び出力側検出回路としてそれぞれに用いられる結
   合係数が異なる方向性結合器であることを特徴とする請
   求項１記載の増幅装置。