JPH11298257A - 電力増幅回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電力増幅回路の出力電力の設定を切り換えた
場合においても、電力効率の変動を最小限に抑えて安定
した動作状態が得られ、かつ歪みの発生等も抑制できる
ようにした電力増幅回路を提供すること。 【解決手段】 設定手段４によって、基準値を500 Ｗ用
の基準電圧Ｌ１に切り換えた場合に、増幅された検出信
号を前記基準電圧Ｌ１と比較し、基準電圧Ｌ１を越えた
場合は前記前段増幅器１における利得を抑制する自動レ
ベル制御回路３を設けるとともに、前記電力増幅器２へ
供給する電源直流電圧Ｖを低い電圧Ｖ１に切り換える電
源供給手段５を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、無線送信機等の電力増
幅回路における出力電力を変化させた場合のインピーダ
ンスの不整合を抑制する技術に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、電力増幅器の出力電力を制御
するために自動レベル制御回路を備え、出力電力を制御
することができるように構成された電力増幅回路があ
る。例えば、無線送信機の送信電力増幅回路において、
最大送信出力を500 Ｗと１ＫＷに切り換えるように構成
された場合は、図４に示したように、入力信号を増幅す
る前段増幅器110 と、前段増幅器110 において増幅され
た信号を電力増幅する電力増幅器120 と、出力電力を検
出して検出信号を出力する電力検出器130 と、検出信号
を増幅して前段増幅器110 における増幅率を制御する自
動レベル制御回路140 とを備えた構成が例示できる。自
動レベル制御回路140 においては、500 Ｗ用の基準電圧
Ｌ１と１ＫＷ用の基準電圧Ｌ２とを切り換えることによ
って、最大出力を設定するように制御している。

【０００３】ここで、一般的な無線送信機における電力
増幅器の出力インピーダンスＲＬは次式で表すことがで
きる。 ＲＬ＝Ｖ² ／（２Ｐｏ） ただし、Ｐｏは電力増幅器の出力電力であり、Ｖは電力
増幅器の電源の直流電圧である。上記場合において、出
力電力Ｐｏは電力増幅器への入力信号レベルの変化に従
って変化し、直流電圧Ｖが変化しなければ、出力インピ
ーダンスＲＬは変化する。そのため、当該電力増幅器の
後段（例えば空中線）との間のインピーダンスマッチン
グ状態を調節しなければ、電力増幅器と後段との間でイ
ンピーダンスの不整合状態が生じる。このようなインピ
ーダンスの不整合状態が生じると、電力効率が低下する
とともに、インピーダンスの不整合により電力増幅器の
終段素子が負荷変動による影響で異常発振したり破壊さ
れたりしやすくなる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述したような問題を
解決するために、電力増幅器の入力信号レベルを検出
し、そのレベルに応じて電源の直流電圧Ｖを制御するよ
うにした技術が、特開昭５６−１２２５１３、特公平０
６−６９００２、特開昭６４−８０６号公報等に記載さ
れている。これらの技術においては、入力信号レベルを
検出することによって、出力電力を認識し、出力インピ
ーダンスＲＬが変化しないように直流電圧Ｖを制御する
ことが可能である。しかし、これらの技術のようにリア
ルタイムに入力信号レベルを検出し、それに応じて直流
電圧Ｖを制御すると、送信電力の切り換え設定以外に起
因するリアルタイムな入力信号レベルの変動にも追従し
て直流電圧Ｖが小刻みに変動することになる。このよう
な直流電圧Ｖの小刻みな変動は増幅器における歪みを発
生させる原因となり排除すべきものである。

【０００５】そこで、本発明は、電力増幅器の出力電力
の設定を切り換えた場合においても、電力効率の変動を
最小限に抑えて安定した動作状態が得られ、かつ歪みの
発生等も抑制できるようにした電力増幅回路を提供する
ことを目的としてなされたものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明にかかる請求項１
の電力増幅回路では、電力増幅器の出力電力を検出し、
検出された出力電力が予め設定された設定電力となるよ
うに、前記電力増幅器の入力信号レベルあるいは前記電
力増幅器の利得を制御する自動レベル制御回路を備えた
電力増幅回路において、前記設定電力を設定する設定手
段と、前記設定された設定電力に応じた電源直流電圧を
前記電力増幅器へ供給する電源供給手段とを備えるとい
う手段を講じた。

【０００７】請求項２の電力増幅回路では、請求項１の
電力増幅回路に、電源供給手段に供給されるＡＣ電源電
圧を検出する電源電圧検出手段が付加されるとともに、
前記設定手段は、前記検出されたＡＣ電源電圧に応じた
設定電力を設定するように構成した。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下に、本発明にかかる電力増幅
回路を、その実施の形態を示した図面に基づいて詳細に
説明する。

【０００９】図１において、１は入力信号を、利得制御
端子に入力される制御信号に従った増幅率で増幅する前
段増幅器、２は前段増幅器１において増幅された信号を
電力増幅する電力増幅器、３は自動レベル制御回路であ
る。前記自動レベル制御回路３は、出力電力を検出して
検出信号を出力する検出手段３１と、検出信号を増幅す
るＡＬＣアンプ３２と、増幅された検出信号と基準値と
を比較して前段増幅器１の利得制御端子に入力する比較
手段３３とを備え、比較結果に応じて前記前段増幅器１
における増幅率が制御されるように構成されている。４
は前記比較手段における基準値を、500 Ｗ用の基準電圧
Ｌ１と１ＫＷ用の基準電圧Ｌ２の何れかに手動で切り換
えて出力する設定手段である。５は電源供給手段であ
り、前記電力増幅器２へ供給する電源直流電圧Ｖを、前
記設定手段にて設定された基準値に応じた電源直流電圧
に切り換えて供給する。

【００１０】上記構成において、設定手段４によって、
基準値を500 Ｗ用の基準電圧Ｌ１に切り換えた場合は、
前記自動レベル制御回路３の比較手段３３においては、
増幅された検出信号を前記基準電圧Ｌ１と比較し、比較
結果に基づいて前記前段増幅器１における利得を制御す
る。よって、500 Ｗに設定している場合は、出力電力が
500Ｗに制御されるように電力増幅器２の入力信号レベ
ルが制御される。以上のような出力電力の制御ととも
に、電源供給手段５においては前記電力増幅器２へ供給
する電源直流電圧Ｖを、低い電圧Ｖ１に切り換えるの
で、出力電力に見合った電源電圧となり、出力インピー
ダンスの変動が抑制され、インピーダンスの不整合が抑
制される。従って、電力効率の変動を最小限に抑えて安
定した動作状態が得られ、かつ歪みの発生等も抑制する
ことができる。

【００１１】そして、設定手段４によって、基準値を１
ＫＷ用の基準電圧Ｌ２に切り換えた場合は、前記自動レ
ベル制御回路３の比較手段３３においては、増幅された
検出信号を前記基準電圧Ｌ２と比較し、同様に比較結果
に基づいて前記前段増幅器１における利得を制御する。
よって、入力信号レベルが前段増幅器１によって制御さ
れることにより、電力増幅器２の出力電力が１ＫＷにな
るように制御される。同時に、電源供給手段５において
は前記電力増幅器２へ供給する電源直流電圧Ｖを、高い
電圧Ｖ２に切り換えるので、出力電力に見合った電源電
圧が供給されて出力インピーダンスが適性になり、イン
ピーダンスの不整合が抑制される。従って、安定した動
作で優れた電力効率が得られるとともに歪みの発生等も
抑制することができる。

【００１２】図２に示した電力増幅回路においては、設
定手段４の出力を自動レベル制御回路３におけるＡＬＣ
アンプ３２の利得制御端子ｇに入力することによってＡ
ＬＣアンプ３２の増幅率を変えるように構成した。即
ち、設定手段４によって、利得制御値を500 Ｗ用の利得
制御電圧Ｇ１に切り換えた場合は、前記自動レベル制御
回路３のＡＬＣアンプ３２の増幅率を高くして前記前段
増幅器１における利得を制御し、設定手段４によって、
利得制御値を１ＫＷ用の利得制御電圧Ｇ２に切り換えた
場合は、前記自動レベル制御回路３のＡＬＣアンプ３２
の増幅率を低くして前記前段増幅器１における利得を制
御する。そして、以上のような出力電力の制御ととも
に、電源供給手段５においては前記電力増幅器２へ供給
する電源直流電圧ＶもＶ１とＶ２とに切り換えるので、
出力インピーダンスの変動が抑制され、インピーダンス
の不整合が抑制される。従って、電力効率の変動を最小
限に抑えて安定した動作状態が得られ、かつ歪みの発生
等も抑制することができる。

【００１３】図３に示した電力増幅回路においては、電
源電圧検出手段７によって電源供給手段に供給されるＡ
Ｃ電源電圧を検出し、前記検出されたＡＣ電源電圧が設
定された電圧より低い（ＡＣ１００Ｖ）場合は、電源直
流電圧をＶ１に設定するとともに、設定手段８によっ
て、自動レベル制御回路３における比較器３３の基準値
もしくはＡＬＣアンプ３２の増幅率を変更するので、出
力電力が自動的に500 Ｗに設定され、出力インピーダン
スの変動が抑制されてインピーダンスの不整合が抑制さ
れる。従って、安定した動作で優れた電力効率が得られ
るとともに歪みの発生等も抑制することができる。ま
た、検出されたＡＣ電源電圧が設定された電圧より高い
（ＡＣ２００Ｖ）場合は、電源直流電圧をＶ２に設定す
るとともに、設定手段８によって、自動レベル制御回路
３における比較手段３３の基準値もしくはＡＬＣアンプ
３２の増幅率を変更するので、出力電力が自動的に１Ｋ
Ｗに設定され、出力インピーダンスの変動が抑制されて
インピーダンスの不整合が抑制される。従って、安定し
た動作で優れた電力効率が得られるとともに歪みの発生
等も抑制することができる。

【００１４】なお、図３の説明においては、電源電圧検
出手段７によって設定手段８を自動的に制御して、出力
電力が500 Ｗと１ＫＷとに自動的に設定される構成を説
明したが、図１、図２に示したように、出力電力の設定
は手動設定し、その設定に応じて前段増幅器１における
利得と電源直流電圧Ｖを切り換えるように構成してもよ
い。いずれにしても、出力電力の設定と電源直流電圧の
設定を連動する構成であれば如何なる構成でも構わな
い。

【００１５】また、自動レベル制御回路３による出力電
力の制御は、出力電力レベルの検出信号と比較する基準
値を切り換え設定する構成、または、前記検出信号を増
幅あるいは減衰してから一定の基準値と比較する構成と
し、前段増幅器１における利得を制御するとよい。以上
の実施形態における前段増幅器１は、電力増幅器２より
も前段であれば何れの位置でもよい（例えば、無線送信
機におけるＩＦ段等。） また、自動レベル制御回路３による制御対象は、前段増
幅器１の利得に限らず、電力増幅器２の利得を直接制御
する、あるいは電力増幅器２の前段にある減衰器の減衰
量を制御する等であってもよい。

【００１６】

【発明の効果】以上のように、本発明の請求項１では、
電源直流電圧を自動レベル制御回路の設定電力に応じて
変えるので、出力インピーダンスが適性になり、インピ
ーダンスの不整合が抑制される。従って、安定した動作
で優れた電力効率が得られるとともに歪みの発生等も抑
制することができる。請求項２では、電源供給手段に供
給されるＡＣ電源電圧を検出して、前記検出されたＡＣ
電源電圧に応じて自動レベル制御回路の設定電力を設定
し、電源直流電圧を設定電力に応じて変えるので、出力
インピーダンスが適性になり、インピーダンスの不整合
が抑制される。従って、ＡＣ電源電圧に応じて、安定し
た動作で優れた電力効率が得られるとともに歪みの発生
等も抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる電力増幅回路の実施の形態の構
成を示した構成図である。

【図２】本発明の他の実施例の回路構成図である。

【図３】本発明の他の実施例の回路構成図である。

【図４】従来例の一般的な電力増幅回路の構成図であ
る。

【符号の説明】

１ 前段増幅器 ２ 電力増幅器 ３ 自動レベル制御回路 ３１ 検出手段 ３２ ＡＬＣアンプ ３３ 比較手段 ４ 設定手段 ５ 電源供給手段 ７ 電圧検出手段

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電力増幅器の出力電力を検出し、検出され
   た出力電力が予め設定された設定電力となるように、前
   記電力増幅器の入力信号レベルあるいは前記電力増幅器
   の利得を制御する自動レベル制御回路を備えた電力増幅
   回路において、前記設定電力を設定する設定手段と、前
   記設定された設定電力に応じた電源直流電圧を前記電力
   増幅器へ供給する電源供給手段とを備えたことを特徴と
   する電力増幅回路。
2. 【請求項２】請求項１の電力増幅回路に、電源供給手段
   に供給されるＡＣ電源電圧を検出する電源電圧検出手段
   が付加されるとともに、前記設定手段は、前記検出され
   たＡＣ電源電圧に応じた設定電力を設定するように構成
   されていることを特徴とする電力増幅回路。