JPS602685Y2 - 無線送信機の自動電力制御回路 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は、無線送信機の出力回路に関するものであり
、特に移動無線機において電源電圧９周囲温度等の動作
環境条件の変化に対しても、送信機の出力を所定の値に
維持するための自動電力制御回路に関するものである。

従来このような目的に使用される自動電力制御回路とし
ては、送信電力の一部を分割して検波した出力を、送信
電力を設定するための可変抵抗器を介して一定入力レベ
ル以上の入力電圧によってその出力が変化する直流増幅
器（以下比較増幅器と呼ぶ）の入力とし、その出力によ
って送信電力を自動的に制御する回路が使用されていた
が、電池電源等の制約から比較増幅器として単一極性の
電源で動作させるツェナー特性を利用した比較増幅器に
おいては、出力検出回路の内部抵抗が比較増幅器の特性
を劣化させ、前述のような環境条件の変化に対して送信
電力の変動を充分小さくすることは困難であった。

この考案はこのような従来の欠点を取り除くためになさ
れたもので、送信電力設定用のインピーダンス可変素子
を経た送信電力の一部を検波することによって結果的に
出力検出回路の内部抵抗を小さくし、比較増幅器の特性
を劣化させることなく、良好な出力制御特性をもった自
動電力制御回路を提供するものである。

以下、図面によって従来の方法と比較しながらこの考案
を詳細に説明する。

第１図は従来の自動電力制御回路を用いた送信機のブロ
ック図であり、１は電力増幅回路、２゜３は固定抵抗器
、４は検波用のダイオード、５は平滑用のコンデンサ、
６は電力設定用の可変抵抗器、７は基準電圧用のツェナ
ーダイオード、８は直流増幅器である。

′ツェナーダイオード７と直流増幅器８とで比較増幅器
９をなしており、これは、ツェナーダイオード７のイン
ピーダンスの変化によって、比較増幅の機能を持たせた
ものである。

電力増幅回路１の出力端に接続された固定抵抗器２と固
定抵抗器３とで分割された出力の一部は、ダイオード４
．コンデンサ５で検波後平滑され、可変抵抗器６を介し
て前記比較増幅器９の入力となる。

この比較増幅器９の入力電圧Ｅがある一定値（ツェナー
電圧）をこえると、出力電圧は急激に低下する。

この比較増幅器９は出力電圧が低下すると、電力増幅回
路１の利得を減少させるごとく接続されている。

従って、例えば電源電圧が上昇して送信電力が増大する
と、送信電力は可変抵抗器６の設定位置によって決まる
一定の値に近づくように制御される。

しかし、このような出力制御回路においては、特にその
出力検出回路に以下に述べるような欠点が介在するため
良好な制御特性を得ることは困難である。

第２図は従来の自動電力制御回路において、電力増幅回
路と出力検出回路のみを抽出して示したものであって、
第２図において可変抵抗器６をほぼ中央にセットした状
態で、可変抵抗器６の摺動端子からの検波出力、すなわ
ち、前記比較増幅器９の入力電圧Ｅと回路の等細円部抵
抗ｒは第３図の等価回路で表わされる。

比較増幅器９の入力電圧である検波出力Ｅと送信電力Ｐ
との関係は、Ｅ＝Ｋｌ”Ｆである。

ここで、Ｋは分割比、検波能率によってきまる定数であ
る。

第２図において、電力増幅回路１の出力を一定にして、
可変抵抗器６の抵抗値を大小種々の値のものと取りかえ
て入力電圧（検波出力）Ｅと等細円部抵抗ｒの変化を見
ると、可変抵抗器６の抵抗値を大きくすれば入力電圧（
検波出力）Ｅと等細円部抵抗ｒはともに大きくなるが、
可変抵抗器６の抵抗値がさらに大きくなるにつれ、入力
電圧（検波出力）Ｅは一定値に近づき、等細円部抵抗ｒ
は可変抵抗器６の抵抗値の１７４に近づく。

たＳ゛シ、可変抵抗器６の摺動子は中央にセットされて
いるとし、可変抵抗器６の抵抗値は固定抵抗器３の抵抗
値より十分大きいものとする。

第４図の破線はこのときの入力電圧（検波出力）Ｅと等
細円部抵抗ｒとの対応を示す特性曲線である。

一方、第５図は上記出力検出回路の等価回路（第３図）
に比較増幅器９を接続したものであり、第６図はこの状
態での入力電圧（検波出力）Ｅに対する比較増幅器９の
出力■との関係を示すものである。

この出力Ｖによって電力増幅回路１の利得は決定される
。

従って、第６図において、入力電圧（検波出力）ＥがＥ
□より低い入力に対する出力ｖ１のレベルでは電力増幅
回路１の利得の低下はなく、入力電圧（検波出力）Ｅが
Ｅｌをこえると、出力■は低下し始め、それに従って利
得も低下する。

さらに、入力電圧（検波出力）ＥがＥ２に達すると出力
■はＯに近づき、利得はＯに近づく。

従って、前記第１図に示されるような閉ループを構成す
る自動電力制御系においては、可変抵抗器６によってＥ
ｌに設定された入力電圧（検波出力）Ｅの値はＥ２以上
にはなりえず、またＥ・＝ＫＩＦなる関係があるため、
送信電力の変化は入力電圧（検波出力）ＥのＥｌからＥ
２への変化と同じになり、入力電圧（検波出力）Ｅの値
Ｅ１．Ｅ２に対応する送信電力をそれぞれＰｌ、Ｐ２と
すると、Ｐ□に対する出力変動率は、 となる。

従って、第６図において、入力電圧（検波出力）ＥがＥ
□からＥ２に至る出力■の傾斜が大きいほど送信電力の
変化は小さくなる。

この傾斜は第５に示した出力検出回路の等細円部抵抗ｒ
とツェナーダイオード７の動作抵抗ｒ２および直流増幅
器８の入力抵抗の合計で決まる。

一般に動作抵抗１”ｚはツェナー電圧Ｖ２が約６ｖのも
のが最も小さく、これ多こよりツェナー電圧■２が低く
なると、動作抵抗ｒ２は増大する。

第７図は、第５図の回路において、等細円部抵抗ｒを大
小に変化させたときの等細円部抵抗ｒと、第６図から求
めた送信電力の変動率との関係をツェナー電圧ＶＺの異
なる三種類のツェナーダイオードについて示したもので
ある。

この特性図から送信電力の変動率を小さくするには、ツ
ェナー電圧Ｖ２が同じであれば等細円部抵抗ｒを小さく
し、あるいは等細円部抵抗ｒが同じであればツェナー電
圧■２の大きいツェナーダイオードを使用すればよく、
そのためには、第３図の入力電圧（検波出力）Ｅを大き
くとらなければならない。

しかるに、第２図のごとき従来の出力検出回路において
は、入力電圧（検波出力）Ｅを大きくするために、固定
抵抗器２の抵抗値を小さくすると、送信電力の損失が増
大する不都合がある。

また、固定抵抗器３の抵抗値を大きくして、入力電圧（
検波出力）Ｅの増大を計ろうとすると、ダイオード４に
加わる信号レベルは、固定抵抗器３とダイオード４以降
の入力インピーダンスが並列接続されたものと固定抵抗
器２とで送信電力を分割したものであるため、周囲温度
の変化に対し、ダイオードインピーダンス変化の分割比
を与える影響が大きくなり、その結果として全体の制御
回路の温度特性が悪くなる。

さらに、可変抵抗器６の抵抗値を大きくすると、第３図
、第５図で説明したように等髄内部抵抗ｒが大きくなり
、出力の変動幅が増加する。

以上の如き理由から第１図に示す従来の回路構成では第
７図において等髄内部抵抗ｒを小さく、かつ、ツェナー
電圧■２を大きくすることはむずかしく、従って送信電
力の変動を小さく抑えることは困難であった。

この考案は上記従来の欠点を除去するためになされたも
のである。

以下、この考案について説明する。

第８図はこの考案の一実施例を示すものである。

従来例と同一部分には同一符号を付しである。

従来と異なるところは、出力検出回路において、従来の
送信電力設定用の可変抵抗器６はダイオード４による検
波後の直流回路に設けられていたが、この考案ではＶＨ
ＦおよびＵＨＦ帯の高周波信号に対しても充分その機能
を有するインピーダンス可変素子１０（可変抵抗器、可
変コンデンサ等）を送信電力設定用に用いて、それを経
た信号をその後検波することにある。

以下、便宜上可変抵抗器１０と呼ぶことにする。

第゛９図はこの考案に係る自動電力制御回路の電力増幅
回路と出力検出回路のみを抽出して示したもので、従来
例の第２図と対応する。

第９図の中の固定抵抗器１１はこの考案の動作には必ず
しも必要なものではないが、従来の回路との比較説明の
ため便宜上挿入しである。

前記従来回路の説明の場合と同様に第９図は第３図の等
節回路で示される。

第９図において電力増幅回路１の出力を一定に保ち、可
変抵抗器１０の摺動端子をほぼ中央に設定した状態で、
固定抵抗器１１の抵抗値を大小種々の値のものと取り替
えて入力電圧（検波出力）Ｅと等髄内部抵抗ｒの変化を
みると、固定抵抗器１１の抵抗値を大きくすれば、入力
電圧（検波出力）Ｅと等髄内部抵抗ｒはともに大きくな
るが、抵抗値が大きくなるにつれて入力電圧（検波出力
）Ｅも等髄内部抵抗ｒも一定値に近づく。

第４図の実線はこの入力電圧（検波出力）Ｅと等髄内部
抵抗ｒの対応を示す実測例である。

第５図。第６図、第７図はこの考案についても従来の場
合と同様の動作特性を示すことは勿論である。

第４図においてこの考案のものと従来のものとを比較す
ると、入力電圧（検波出力）Ｅが高い場合に同じ入力電
圧（検波出力）Ｅの価に対する等髄内部抵抗ｒの値はこ
の考案のものが明らかに小さくなっている。

同じ等髄内部抵抗ｒに対しては；この考案の入力電圧（
検波出力）Ｅは明らかに大きい。

従って、第７図におけるツェナー電圧Ｖｚ（第６図の入
力電圧（検波出力）Ｅに対応）９等価内部抵抗ｒと送信
電力変動率の特性図からこの考案の回路構成によれば、
従来の回路に比し格段に１送信電力変動率を改善できる
ことは明らかである。

以上詳細に説明したようにこの考案は、簡単な回路構成
によって特性の良好な自動電力制御回路を実現すること
ができ、特に環境条件の苛酷な移動用無線送信機等にお
いて大なる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の自動電力制御回路を用いた送信機のブロ
ック図の部分図、第２図は従来の自動電力制御回路の電
力増幅回路と出力検波部を示す回路図、第３図は出力検
出回路の等価回路図、第４図は第３図における入力電圧
（検波出力）と等髄内部抵抗の対応を示す特性曲線図、
第５図は比較増幅器の回路図、第６図は第５図における
比較増幅器の入力電圧（検波出力）と出力の特性図、第
７図はツェナー電圧と等髄内部抵抗に対する電力変動率
の特性図、第８図はこの考案の一実施例を示す回路ブロ
ック図、第９図はこの考案に係る電力増幅回路と出力検
波部を示す回路図である。 図中、１は電力増幅回路、２は固定抵抗器、４はダイオ
ード、５はコンデンサ、７はツェナーダイオード、８は
直流増幅器、９は比較増幅器、１０はインピーダンス可
変素子、１１は固定抵抗器である。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 高周波送信機の電力増幅回路の出力端子に一端が接続さ
   れた固定インピーダンス素子と、この固定インピーダン
   ス素子の他端と接地間に挿入されたインピーダンスを調
   整可能にしたインピーダンス可変素子と、このインピー
   ダンス可変素子に一極が接続された検波素子と、前記電
   力増幅回路の高周波電力を制御するための信号を出力す
   る増幅器と、前記検波素子の一極にその一極が直接接続
   され他極が前記増幅器の入力に接続され基準電圧を発生
   するとともにこの基準電圧と前記検波素子の検波出力と
   の差に相応した電流を前記増幅器に供給するツェナー素
   子とを備えたことを特徴とする無線送信機の自動電力制
   御回路。