JPH1056345A - 自動利得制御回路 - Google Patents

自動利得制御回路

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JPH1056345A
JPH1056345A JP21255196A JP21255196A JPH1056345A JP H1056345 A JPH1056345 A JP H1056345A JP 21255196 A JP21255196 A JP 21255196A JP 21255196 A JP21255196 A JP 21255196A JP H1056345 A JPH1056345 A JP H1056345A
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JP
Japan
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circuit
output
analog
agc
alc
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JP21255196A
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English (en)
Inventor
Nobuyuki Yamashita
信之 山下
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Kokusai Electric Corp
Original Assignee
Kokusai Electric Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 送信機において、アナログ/デジタル系AL
C回路を複合化することにより、出力波形が安定状態は
もとより過渡状態においても安定した出力が得られるよ
うにする。 【解決手段】 送信入力を増幅器4で増幅し、その出力
の一部を帰還させてAGCの利得を制御することにより
送信機の出力を安定化する自動利得制御回路に、アナロ
グ/デジタル系ALC複合回路14、15を組み込む。
出力波形が安定状態の時は、制御器11はホールド回路
8にホールド信号を送り第2のAGC3の利得を固定し
てアナログ系ALC回路14を固定状態にすると共に、
デジタル系ALC回路15を作動させて広温度範囲にわ
たって送信機出力を安定化させる。出力波形が過渡状態
の時は、制御器11は第1のAGC2の利得を固定して
デジタル系ALC回路15を固定状態にすると共に、ア
ナログ系ALC回路14を作動させて即応的に送信機出
力を安定化させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、無線送信機におい
て高安定な制御を容易に実現できる自動利得制御回路に
係り、特に短波帯の中電力クラス以上の送信機に好適な
自動利得制御回路に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、無線送信機が固体化され、かつ中
電力以上(数KW〜数十KW)のものは増幅器(300
W程度)の多段接続で達成できるようになったが、電力
素子にFET等の半導体を使った場合、半導体の熱抵抗
に起因して、最初の電力立上がり時に出力が規定より大
きくなる現象がある。この電力の立上がり特性を補正す
るため自動レベル制御(ALC)回路が送信機に必要に
なっている。
【0003】そこで、無線送信機にはALC回路が組み
込まれているが、そのALC回路には、従来、アナログ
系ALC回路とデジタル系ALC回路との2種類があ
る。
【0004】図3はアナログ系回路例を示す。図におい
て、送信入力を変調器1で変調した後、送信周波数に変
換する。変換した送信入力を自動利得制御器(AGC)
3で制御し、増幅器4で送信機の出力電力まで増幅す
る。この増幅器4は無調整化されている。増幅した送信
出力の一部を電力検出器5で検出し、検波器6で抽出し
て直流成分に検波する。さらにレベル変換器7でAGC
3の利得制御端子に供給する利得制御電圧に変換する。
利得制御電圧の印加により送信出力のレベルがほぼ一定
になるようにAGC3の利得が自動的に制御される。こ
のアナログ系ALC回路は、送信出力状態が過渡的に変
化している場合(送信出力の立上がり時やその他変動時
等)でも、帰還回路を比較的高速で動作させることがで
きるので、検出したレベルに応じて的確にレベル補正を
実施できるため、送信出力レベルを一定に保つことが可
能となる。
【0005】図4はデジタル系ALC回路例を示す。同
図において、変調器1、AGC2、増幅器4、電力検出
器5については図3の説明と同じである。電力検出器5
から検出した検出信号をレベル変換器9でA/D変換器
10用のレベルに変換し、レベル変換されたアナログ信
号をA/D変換器10でサンプリングしてデジタル信号
に変換する。デジタル信号に変換された出力レベルデー
タを予め設定された出力データと制御器11で比較し、
両データの差に応じた補正データを制御器11から出力
する。制御器11からの補正データをD/A変換器12
でアナログ変換し、レベル変換器13でAGC2の利得
制御端子に供給する制御電圧に変換する。利得制御電圧
の印加により送信出力のレベルがほぼ一定になるように
AGC2の利得が自動的に制御される。このデジタル系
ALC回路は送信状態が安定している時は、温度による
依存性が少く、検出したレベルに応じて的確にレベル補
正が実施できるため、広い温度範囲にわたって高い安定
性にて出力を一定に保つことが可能となる。
【0006】ところで、数W〜数百W程度の低電力の送
信機では、例えば100Wクラスのものが200Wの出
力を出しても部品の破損は生じないため余り問題とはな
らないが、数KW〜数十KW程度の中電力以上のクラス
では、例えば15kW送信機で30KWも出力が出てし
まうと、終段部の部品を劣化ないし破損してしまうので
問題となり、このため出力電力許容偏差は+10%〜−
20%、場合によっては±10%程度と非常に厳しくな
っている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上述したアナログ系A
LC回路では、ALC動作の応答速度が速いため、出力
が不安定な状態でも出力を安定化させることができる
が、アナログ処理であるため温度による依存性が高いと
いう問題があった。すなわち中電力クラス以上の送信機
の出力電力許容偏差の規格が厳しい分、送信機の増幅器
を無調整化したことにより温度補正を確実に実施する必
要が生じてくるが、回路調整作業によって上記規格を広
い温度範囲にわたって満足させることが困難であった。
特に送信電力を抽出検波する検波器は、温度に依存する
回路素子を多く使用しているため、その作業が一層困難
でかつ効率が悪かった。
【0008】一方、上述したデジタル系ALC回路で
は、デジタル処理であるため温度による依存性は少ない
が、ALC動作の応答速度に制約があるため出力が不安
定な状態では出力を安定化させることができないという
問題があった。すなわち、送信状態が過渡的に変化する
場合には、データのサンプリング時間により制限され
て、制御できない時間帯が発生するため、高速動作させ
ることができず、そのような場合の即応的な補正は不可
能であり出力を一定に保つことができなかった。
【0009】このように従来のアナログ系ALC回路と
デジタル系ALC回路には一長一短があった。
【0010】本発明の目的は、ALC回路を複合化し
て、これらの長所のみを生かすことによって、上述した
従来技術の問題点を解消して、出力波形が安定状態のと
きはもとより過渡状態においても安定した出力を得るこ
とが可能な自動利得制御回路を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明の自動利得制御回
路は、送信入力をAGCで制御して増幅器で増幅しその
出力に応じて上記AGCの利得を自動的に制御すること
により、ほぼ一定の送信出力を得る自動利得制御回路に
おいて、上記AGCを第1のAGCと第2のAGCの2
段で構成し、第1のAGCに上記増幅器の出力の一部を
取り出しデジタル的に処理して得た帰還利得制御信号を
帰還させることにより送信出力レベルを制御するデジタ
ル系ALC回路と、第2のAGCに上記増幅器の出力の
一部を取り出しアナログ的に処理して得た帰還利得制御
信号を帰還させることにより送信出力レベルを制御する
アナログ系ALC回路と、該アナログ系ALC回路を構
成する第2のAGCに帰還させる帰還利得制御信号を作
動によりホールドして、アナログ系ALC回路の利得を
固定状態にするホールド回路と、送信出力が不安定状態
の時は、デジタル系ALC回路の利得を固定しアナログ
系ALC回路を作動させ、送信出力が安定状態の時は、
上記ホールド回路を作動してアナログ系ALC回路を固
定し、デジタル系ALC回路を作動させる制御器と備え
たものである。
【0012】本発明では送信機の出力状態が制御器によ
って検出され、検出結果に応じてアナログ系ALC回路
とデジタル系ALC回路とのいずれかが選択される。送
信機の出力が不安定なときは、制御器によってデジタル
系ALC回路の利得が固定される代りに、高速動作する
アナログ系ALC回路が作動して、送信機の立上がり時
や出力変動時でも送信出力を安定化させる。一方、送信
機の出力が安定なときは、制御器によってホールド回路
が作動してアナログ系ALC回路が固定される代りに、
温度による依存性が少ないデジタル系ALC回路が作動
して、広い温度変動範囲にわたって送信出力を安定化さ
せる。
【0013】このように定常状態では、温度による依存
性が高いアナログ系ALC回路に代わって温度による依
存性が低いデジタル系ALC回路を作動させるようにし
たので、回路調整による温度補償作業が容易になる。
【0014】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を図面
を用いて説明する。図1は本実施の形態の自動利得制御
回路例を示し、回路中にアナログ系ALC回路14とデ
ジタル系ALC回路15とを複合的に備えたものであ
る。
【0015】音声またはデータなどの送信入力を変調器
1で各種の電波形式(DSB、SSBなど)に応じた信
号に変調した後、送信周波数に変換する。変換した送信
入力を第1のAGC2、第2のAGC3で2段制御して
増幅器4で増幅し、その出力の一部を電力検出器5で検
出する。この検出電力はアナログ系ALC回路14と、
デジタル系ALC回路15とに加えられる。
【0016】アナログ系ALC回路14に加えられた検
出電力は検波器6で抽出して直流成分に検波する。さら
にレベル変換器7で第2のAGC3の利得制御端子に供
給する利得制御電圧に変換する。利得制御電圧の印加に
より送信出力のレベルがほぼ一定になるように第2のA
GC3の利得が自動的に制御される。これらの検波器
6、レベル変換器7、第2のAGC3、増幅器4からア
ナログ系ALC回路14が構成される。
【0017】一方、デジタル系ALC回路15に加えら
れた検出電力は、レベル変換器9でA/D変換器10用
のレベルに変換し、レベル変換されたアナログ信号をA
/D変換器10でサンプリングしてデジタル信号に変換
する。デジタル信号に変換された出力レベルデータを予
め設定された出力データと制御器11で比較し、両デー
タの差に応じた補正データを制御器11から出力する。
制御器11からの補正データをD/A変換器12でアナ
ログ変換し、レベル変換器13で第1のAGC2の利得
制御端子に供給する制御電圧に変換する。利得制御電圧
の印加により送信出力のレベルがほぼ一定になるように
第1のAGC2の利得が自動的に制御される。これらの
レベル変換器9、A/D変換器10、制御器11、D/
A変換器12、レベル変換器13、第1のAGC2、増
幅器4からデジタル系ALC回路15が構成される。
【0018】上記アナログ系ALC回路14を構成する
レベル変換器7と第2のAGC3との間に、第2のAG
C3の利得を固定するホールド回路8が挿入され、この
ホールド回路8は、制御器11からのホールド信号によ
って作動し、レベル変換器7を介して第2のAGC3に
帰還させる帰還利得制御信号をホールドして、アナログ
系ALC回路14の利得を固定状態にできるようになっ
ている。ホールド回路8は、例えば、増幅器と容量とス
イッチとからなる一般的なサンプルアンドホールド回路
で構成することができ、制御器11からの信号によって
スイッチが開いたときはレベル変換器7のそのときの出
力を容量に保持し、その保持出力を第2のAGC3に帰
還させ、スイッチが閉じたときはレベル変換器7の出力
に追従した制御信号を第2のAGC3に帰還させるよう
になっている。
【0019】制御器11は送信機の出力状態に応じてア
ナログ系ALC回路14またはデジタル系ALC回路1
5のいずれかを作動させる。すなわち、送信機から出力
される送信出力が不安定状態、例えば送信出力の立上が
り時やその他の変動時は、制御器11は自身でデジタル
系ALC回路15の利得を固定し、アナログ系ALC回
路14のみを動作させる。逆に、送信出力が安定状態の
時は、ホールド回路8に信号を出力してホールド回路8
を作動させ、アナログ系ALC回路14の利得を固定
し、デジタル系ALC回路15のみを動作させる。
【0020】制御器11は、例えば、マイクロプロセッ
サを用いて構成することができ、A/D変換器10でデ
ジタル信号に変換された出力レベルデータから、送信出
力の状態を検出し、送信機の立上がり時や出力変動時に
は、第2のAGC2の利得が例えば1になるような補正
データをD/A変換器12に強制的に出力して、デジタ
ル系ALC回路の利得を固定する。一方、送信機の出力
が安定なときは、補正データを正常にD/A変換器12
に出力してデジタル系ALC回路15を有効にするとと
もに、ホールド回路8にホールド信号を出力してアナロ
グ系ALC回路14の利得を固定する。
【0021】次に上述したアナログ/デジタル系ALC
複合回路を備えた自動利得制御回路の動作を説明する。
【0022】アナログ系ALC回路14は、図2(a)
に示すように送信機の立上がり時や、図2(b)に示す
出力変動時(AM変調等の場合は、変調時)に動作す
る。このときデジタル系ALC回路15の動作は固定状
態となる。従来例で説明したとおり、アナログ系ALC
回路14では応答性の良さが生かされるため、送信波形
が過渡的な状態及び変動状態になっても、高安定な送信
出力が得られる。
【0023】次に、デジタル系ALC回路15は、図2
(a)及び(b)の安定状態で動作する。このときアナ
ログ系ALC回路14の動作は固定状態となる。従来例
で説明したとおり、デジタル系ALC回路15では温度
特性の良さが生かされるため、送信波形が安定した状態
のとき、広範な温度にわたって高い安定性をもつ送信出
力が得られる。
【0024】このように出力波形の状態に応じて選択的
に動作するアナログ/デジタル系ALC複合回路を用い
ることで、送信出力が安定した状態ではデジタル系AL
C回路15が作動して、出力レベルの追従制御が高い安
定性で実現できるとともに、出力が過渡的に変動してい
る状態ではアナログ系ALC回路14が作動して、正確
な出力追従制御が可能となる。
【0025】また、制御器11の制御によってアナログ
系ALC回路14とデジタル系ALC回路15とを選択
的に動作させ、同時に動作しないようにしているため、
同時に動作することによって各回路の短所が引きづられ
るようなことがない。
【0026】また、本発明は低電力の送信機にも適用で
きるが、出力波形が安定状態のときはもとより過渡状態
においても安定した出力を得ることができるので、特に
中電力クラス以上の出力許容偏差の少ない(出力電力の
±10%以内)送信機において有効であり、出力が規定
より大きくなることがないので、終段部の部品を破損か
ら有効に防止することができる。
【0027】また、温度による依存性の高いアナログ系
ALC回路14は過渡状態のみを分担し、定常状態では
温度による依存性の低いデジタル系ALC回路15が代
替補正を実施するため、若干の回路調整で温度補償が可
能となり、回路調整作業が容易となる。
【0028】なお、上記実施の形態では、デジタル系A
LC回路15を構成する第1のAGC2を前段に、アナ
ログ系ALC回路14を構成する第2のAGC3を後段
に配置したが、これらを入れ替えて配置するようにして
も良い。また、ホールド回路8はレベル上問題がなけれ
ば検波器6の後段に配置しても良い。
【0029】
【発明の効果】本発明によれば、アナログ/デジタル系
ALC複合回路を用いることで、送信状態にかかわら
ず、常に高安定な送信出力を容易に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態を示すアナログ/デジタル
系ALC複合回路を備えた自動利得制御回路のブロック
図である。
【図2】本実施の形態のアナログ/デジタル系ALC回
路の切換え動作を説明する出力波形図である。
【図3】従来例のアナログ系ALC回路を備えた自動利
得制御回路のブロック図である。
【図4】従来例のデジタル系ALC回路を備えた自動利
得制御回路のブロック図である。
【符号の説明】
2 第1のAGC 3 第2のAGC 4 増幅器 5 電力検出器 8 ホールド回路 11 制御器 14 アナログ系ALC回路 15 デジタル系ALC回路

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】送信入力をAGCで制御して増幅器で増幅
    しその出力に応じて上記AGCの利得を自動的に制御す
    ることにより、ほぼ一定の送信出力を得る自動利得制御
    回路において、 上記AGCを第1のAGCと第2のAGCの2段で構成
    し、 第1のAGCに上記増幅器の出力の一部を取り出しデジ
    タル的に処理して得た帰還利得制御信号を帰還させるこ
    とにより送信出力レベルを制御するデジタル系ALC回
    路と、 第2のAGCに上記増幅器の出力の一部を取り出しアナ
    ログ的に処理して得た帰還利得制御信号を帰還させるこ
    とにより送信出力レベルを制御するアナログ系ALC回
    路と、 該アナログ系ALC回路を構成する第2のAGCに帰還
    させる帰還利得制御信号を作動によりホールドして、ア
    ナログ系ALC回路の利得を固定状態にするホールド回
    路と、 送信出力が不安定状態の時は、デジタル系ALC回路の
    利得を固定しアナログ系ALC回路を作動させ、送信出
    力が安定状態の時は、上記ホールド回路を作動してアナ
    ログ系ALC回路を固定し、デジタル系ALC回路を作
    動させる制御器と備えたことを特徴とする自動利得制御
    回路。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100474311B1 (ko) * 2002-12-05 2005-03-10 엘지전자 주식회사 멀티캐리어 송신기의 출력레벨 조정회로 및 방법
JP2006148647A (ja) * 2004-11-22 2006-06-08 Renesas Technology Corp 電力制御回路並びにそれを用いた半導体装置及び送受信回路
KR100938832B1 (ko) 2007-09-27 2010-01-26 주식회사 피플웍스 통신 및 방송 장비용 자동레벨 및 자동이득 제어장치

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