JPH04316205A - 高周波電力増幅装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、無線送信装置に使用
する高周波電力増幅装置に関するもので、特にその出力
電力が一定となる様に自動制御を行う高周波電力増幅装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図４は、従来の高周波電力増幅装置を示
すブロック図であり、図において、１は高周波電力増幅
装置に入力される高周波入力信号（以下、ＲＦ入力信号
と言う）、２は高周波電力増幅器（ＲＦ　Ｐｏｗｅｒ　
Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ、以下、ＰＡと言う）、３はこのＰ
Ａ２の増幅率（ゲイン）を変化させるゲイン制御端子、
４は増幅された高周波出力信号（以下、ＲＦ出力信号と
言う）、５はＲＦ出力信号４の一部分を取り出すための
結合コンデンサ、６はダイオードを平滑回路により構成
された高周波信号の検波回路、７は検波回路６から出力
される検波電圧、８は設定されたパワーレベルに応じた
基準電圧を出力する基準電圧設定回路、９は検波電圧７
と上記基準電圧とを比較し、かつ低域通過フィルタ（Ｌ
ＰＦ）特性を有する比較・ＬＰＦ回路である。

【０００３】次に動作について説明する。ＲＦ入力信号
１は、ＰＡ２によって電力増幅されてＲＦ出力信号４と
なる。この際、ＲＦ出力信号４の一部を結合コンデンサ
５を用いて検波回路６に入力する。検波回路６はピーク
検波を行い、ＲＦ出力信号４の大きさに応じた検波電圧
７を出力する。比較・ＬＰＦ回路９は、検波電圧７と基
準電圧設定回路８の出力である基準電圧とを比較して誤
差を検出し、この誤差信号をＬＰＦに通した後、出力す
る。比較・ＬＰＦ回路９の出力である誤差信号は、ＰＡ
２に設けられたゲイン制御端子３に入力される。

【０００４】結合コンデンサ５から検波回路６、比較・
ＬＰＦ回路９を経てゲイン制御端子３に至る経路は負帰
還回路を構成しており、目標値よりもＲＦ出力信号４が
大きくなると、検波電圧７が上昇する為、負の誤差信号
が生じてＰＡ２のゲインを下げる様に動作し、逆にＲＦ
出力信号４が小さくなると、正の誤差信号が生じてＰＡ
２のゲインを大きくする様に動作する。従って、ＲＦ出
力電力が一定となる様に自動制御される。

【０００５】ここで、基準電圧設定回路８は、外部から
目標値を設定するためのパワーレベル切替入力端子を有
しており、その設定により、各々異なった基準電圧を出
力する様に構成されている。従って、大電力出力から小
電力出力まで、予め設定しておいた複数の出力電力値（
パワーレベル）のうちの任意の１つに切替えることがで
きる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来の高周波電力増幅
装置は以上のように構成されているので、出力電力（パ
ワーレベル）を切替えた場合には、検波回路６に入力さ
れる信号の大きさも変化する為、検波回路６はすべての
パワーレベルに対応できる様に広いダイナミックレンジ
を必要とし、このため、特に小電力出力の設定時には検
波電圧７が微小な値となって、その結果、検波回路６を
構成する検波ダイオードの順方向電圧の温度変動が出力
電力値に大きな影響を及ぼすなどの問題があった。

【０００７】この発明は上記のような課題を解消するた
めになされたもので、検波回路のダイナミックレンジを
広げることなく、小電力から大電力まで出力を可変（切
替）制御できるとともに、特に小電力出力時の温度によ
る出力値変化を小さくできる高周波電力増幅装置を得る
ことを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係る高
周波電力増幅装置は、検波回路への入力レベルを一定に
調整するための可変減衰器を設け、パワーレベルを切替
えても検波回路への入力レベルが変化しない様に制御す
るものである。

【０００９】請求項２の発明に係る高周波電力増幅装置
は、検波回路への入力レベルを一定に調整するための結
合量可変結合手段を設け、パワーレベルを切替えても検
波回路への入力レベルが変化しない様に制御するもので
ある。

【００１０】

【作用】請求項１，２の発明における可変減衰器及び結
合量可変結合手段は、目標とする出力電力に応じてその
減衰量あるいは結合量を可変（切替）制御されるので、
検波回路への入力は常に一定となり、検波回路内のダイ
オードは出力電力に関らず、常に同じ動作点で検波を行
う。従って、検波回路には従来例の様な広いダイナミッ
クレンジは不要となり、また、小電力出力時にも十分な
検波電圧が得られるため、ダイオード順方向電圧の温度
特性が出力に及ぼす影響が小さくなる。

【００１１】

【実施例】

実施例１．以下、請求項１の発明の一実施例を図につい
て説明する。図１においては図４と対応する部分には同
一符号を付して説明を省略する。図１において、１０は
出力電力を切替るためのパワーレベル切替制御信号、１
１は結合コンデンサ５と検波回路６との間に設けられ、
パワーレベル切替制御信号１０によって減衰量を制御さ
れる可変減衰器、１２は比較・ＬＰＦ回路９とゲイン制
御端子３との間に設けられ、パワーレベル切替制御信号
１０によって減衰量を制御される可変減衰器、８Ａは比
較・ＬＰＦ回路９に加えられる所定の基準電圧である。

【００１２】なお、ゲイン制御端子３は出力電力調整手
段、コンデンサ５は結合手段、検波回路６は高周波検波
手段、比較・ＬＰＦ回路９は比較・平滑化手段、可変減
衰器１２は帰還利得制御手段をそれぞれ構成するもので
ある。

【００１３】次に動作について説明する。ＲＦ入力信号
１は、ＰＡ２によって電力増幅されたＲＦ出力信号４と
なる。この際、前述の従来例と同様に、ＲＦ出力信号４
の一部を結合コンデンサ５を用いて取り出し、後述の処
理を経た後、ゲイン制御端子３に負帰還を施すことによ
り、出力電力を安定化している。

【００１４】結合コンデンサ５を通じて取り出された信
号は、その大きさがＲＦ出力信号４の大きさに比例して
いる。この信号を可変減衰器１１に入力する。可変減衰
器１１の減衰量は、パワーレベル切替制御信号１０を用
いて、大電力出力時には減衰量を大きく、小電力出力時
には減衰量を小さくして、可変減衰器１１の出力が、高
周波電力増幅装置の出力電力（パワーレベル）に依らず
一定となる様に制御される。

【００１５】検波回路６は、可変減衰器１１の出力を検
波し、検波電圧７を出力する。この検波回路６において
、入力される高周波信号の大きさは、上述の様に可変減
衰器１１によってパワーレベルに関らず一定となる（但
し、誤差分の変動はある）様に調整されているので、検
波電圧７もパワーレベルに関らず、一定値が期待される
。従って、検波電圧７と比較するための基準電圧８Ａを
目標とするパワーレベルに応じて切替える必要がない。 このパワーレベルに依らず一定の基準電圧８Ａと検波電
圧とを、比較・ＬＰＦ回路９において比較・平滑化し、
誤差信号を得る。この誤差信号は、パワーレベル切替制
御信号１０によってその減衰量が可変（切替）制御され
る可変減衰器１２を通じてゲイン制御端子３に帰還され
る。

【００１６】可変減衰器１２は、負帰還回路全体の利得
がパワーレベルによって変化しない様に動作させる。従
って、可変減衰器１１の減衰量を大きく設定する大電力
出力時には、帰還利得制御手段としての可変減衰器１２
の減衰量を小さく、逆に可変減衰器１１の減衰量を小さ
く設定する小電力出力時には、可変減衰器１２の減衰量
を大きくなる様に、パワーレベル切替制御信号１０に対
応した減衰量を設定しておく。

【００１７】前述した従来例では、パワーレベルによっ
て検波回路６への入力の大きさが異なる為、大電力出力
時には、検波回路６の検波ダイオードに過負荷となる恐
れがあり、また、小電力出力時には、十分な検波電圧７
が得られない、という検波回路６のダイナミックレンジ
の問題があったが、この実施例１では上述の通り、検波
回路６への入力はパワーレベルによらず一定であるから
、従来例では検波回路６に必要であった広いダイナミッ
クレンジは不要である。また、従来例では、小電力出力
時には十分な検波電圧７が得られず、これに重畳される
検波ダイオードの順方向降下電圧の温度変動が無視でき
なくなるため、出力電力の温度変動が高出力時に比べて
増大したが、この実施例１では、小電力出力時にも、検
波回路６には十分な大きさの信号が入力されるため、小
電力時の温度変動が抑えられる。

【００１８】実施例２．図２は請求項２の発明の一実施
例を示すブロック図であり、図１と対応する部分には同
一符号が付されている。図２において、５Ａはパワーレ
ベル切替制御信号１０によって結合量を制御される結合
量可変結合手段としての可変結合量回路であり、ＰＡ２
の出力電力の一部を取り出して検波回路６に加えるもの
である。

【００１９】次に動作について説明する。この図２に示
した実施例２では、図１に示した実施例１と比べて、結
合コンデンサ５と可変減衰器１１が、可変結合量回路５
Ａに置き換えられている点のみが異なる。

【００２０】図１に示した第１の実施例では、パワーレ
ベルの切替に対して固定の結合量をもって出力電力の一
部を取り出し、これを可変減衰器１１を用いて減衰させ
ることにより、検波回路６への入力を一定にしていたが
、この図２の実施例２では、可変結合量回路５Ａを用い
て結合量そのものを可変（切替）制御する。即ち、大電
力出力時には結合量を小さく、小電力出力時には結合量
を大きくする様に制御することにより、検波回路６への
入力を、パワーレベルに依らず一定にする。

【００２１】その他の部分は、図１に示した実施例１と
同様に動作し、この実施例２も、実施例１と、同様の効
果を奏する。

【００２２】実施例３．図３は、この発明の他の実施例
を示すブロック図である。図１，図２に示した実施例１
，２では、検波回路６に入力される信号が全く一定とな
る様に可変減衰器１１または、可変結合量回路５Ａを設
けたが、可変幅が非常に大きい場合は、これらの装置が
実現困難、あるいは高価となる。そこで、この図３の実
施例３では、可変減衰器１１は、パワーレベルを切替え
た時に、その出力の変動が入力に比べて抑圧される様に
動作するが、その出力値は一定でなくても良いとする。 この場合、検波電圧７もパワーレベル毎に変わる為、図
４の従来例と同様の基準電圧設定回路８を設けて、その
基準電圧をパワーレベル切替制御信号１０によって切替
えるようにしている。

【００２３】この図３に示した実施例３においても、従
来例と比べ検波回路６の動作範囲が限定されるため、実
施例１，２と同様の効果を奏する。

【００２４】なお、上記実施例１〜３では、帰還制御信
号は、ＰＡ２に設けられているゲイン制御端子３に帰還
したが、ＰＡ２の前段に新たな可変減衰器を設け、これ
を制御して出力電力を調整する、など他の方法であって
もよい。

【００２５】また、上記実施例１〜３では、帰還回路の
利得調整は可変減衰器１２を用いて行なったが、比較・
ＬＰＦ回路９内のゲインを切替える等、他の方法であっ
てもよい。

【００２６】

【発明の効果】以上のように、請求項１，２の発明によ
れば、検波回路の前段に可変減衰器又は結合量可変結合
手段を設けて、出力電力値を切替えた場合にも検波回路
への入力の変動が抑圧され、検波回路の動作範囲が限定
されるように構成したので、検波回路に必要なダイナミ
ックレンジを狭めることができ、また、小電力出力時に
も出力電力の温度変化の小さい装置が得られる効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１の発明の一実施例による高周波電力増
幅装置のブロック図である。

【図２】請求項２の発明の一実施例による高周波電力増
幅装置のブロック図である。

【図３】この発明の他の実施例による高周波電力増幅装
置のブロック図である。

【図４】従来の高周波電力増幅装置のブロック図である
。

【符号の説明】

２　　高周波電力増幅器 ３　　ゲイン制御端子 ５　　結合コンデンサ ５Ａ　　可変結合量回路 ６　　検波回路 ７　　検波電圧 ８Ａ　　基準電圧 ９　　比較・平滑化回路 １０　　パワーレベル切替制御信号 １１，１２　　可変減衰器

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　高周波電力増幅器と、上記高周波電力
   増幅器の出力電力の一部を取り出す結合手段と、上記結
   合手段によって取り出した信号の大きさをパワーレベル
   切替制御信号によって制御する可変減衰器と、上記可変
   減衰器の出力を検波する高周波検波手段と、上記高周波
   検波手段の検波電圧と所定の基準電圧とを比較し、その
   差をさらに平滑化して出力する比較・平滑化手段と、上
   記比較・平滑化手段の出力の大きさを制御する帰還利得
   制御手段と、上記帰還利得制御手段の出力に応じて上記
   出力電力を制御する出力電力調整手段とを備えた高周波
   電力増幅装置。
2. 【請求項２】　　高周波電力増幅器と、上記高周波電力
   増幅器の出力電力の一部を取り出しかつその結合量をパ
   ワーレベル切替制御信号によって制御する結合量可変結
   合手段と、上記結合量可変結合手段の出力を検波する高
   周波検波手段と、上記高周波検波手段の検波電圧と所定
   の基準電圧とを比較しその差をさらに平滑化して出力す
   る比較・平滑化手段と、上記比較・平滑化手段の出力の
   大きさを制御する帰還利得制御手段と、上記帰還利得制
   御手段の出力に応じて上記出力電力を制御する出力電力
   調整手段とを備えた高周波電力増幅装置。