WO2000002322A1

WO2000002322A1 - Regulateur de puissance

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Publication number: WO2000002322A1
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Inventors: Hiroaki Nagano
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Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
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Description

明細電力制御装置技術分野

本発明は、電力制御装置に関し、詳しくは、入力信号を所望の電力レベルに自動的に調整して出力する装置に関し、例えばバースト送信を行う TDMA (Time Division Multiple Access) 方式の無線送信機に適した装置に関するものである。背景技術

図 19は、従来の電力制御装置の構成を示すブロック図であり、このような装置は、例えば特開平 4一 354209号公報に記載されている。図 19において、電力制御装置は、電力増幅器 102、方向性結合器 103、送信アンテナ 104、検波部 105、直流増幅部 106および 1 12、 A/Dコンバータ

107および 1 15、 CPU 108, PROM 109, パルス幅変調ジエネレ一夕 1 10、低域通過フィル夕 1 1 1、温度検出部 1 13および直流変換部 1

14を備えている。

変調された高周波信号は電力増幅器 102により増幅され、方向性結合器 1 03によって、送信アンテナ 104に供給する電力と検波部 105に供給する電力とに分配される。検波部 105に供給された電力は、送信アンテナ 104 に供給する電力すなわち搬送波の出力レベルを制御するための制御用電力として働く。

制御用電力は、検波部 105により検波されて直流電圧に変換され、直流増幅部 106により増幅される。直流増幅部 106で増幅された直流電圧は A/ Dコンバータ 107によりデジタルコ一ド化されて CPU 108に取り込まれる。

一方、電力制御装置の回路温度が温度検出部 1 1 3により検出されて温度信号として直流変換部 1 1 4に送られる。温度信号は直流変換部 1 1 4により直流電圧に変換され、次いで A/Dコンパ一夕 1 0 5によりデジタル化されて C P U 1 0 8に取り込まれる。

C P U 1 0 8は、上記二つのディジ夕ル入力データと P R O M 1 0 9に記憶された補正デ一夕とに基づいて、回路温度に応じた適切な補正指示信号を生成する。補正指示信号は P WMジェネレータ 1 1 0に供給されて、パルス幅変調された制御電圧が生成される。この制御電圧は低域通過フィルタ 1 1 1によつて直流電圧に変換され、直流増幅部 1 1 8により増幅される。直流増幅部 1 1 8により増幅された制御電圧は、電力増幅器 1 0 2に供給されて電力増幅器 1 0 2の出力を制御する。

しかしながら、このような従来の電力制御装置においては、制御電圧を直流変換する低域通過フィル夕 1 1 1の時定数は、その低域通過フィル夕の特性によって決まる一定値である。制御電圧の更新量や更新周期によって制御電圧が離散的に変化することがあるが、このような場合には、時定数が一定の低域通過フィル夕では、制御電圧の離散的な変化を十分に平滑化して制御ループを安定させることはできないといつた問題点があつた。

また、上記のような問題点を解消するために、低域通過フィル夕 1 1 1として時定数の大きな低域通過フィル夕を用いた場合、例えば T D M A方式の無線通信装置などの高速なバースト送信においては、送信電力の立ち上がり部分がなまり、バースト前縁部のデータが潰れるといった問題点があった。

さらに、周囲温度の変化や回路の電源電圧変動などが生じた場合に、直流増幅器や電力増幅器等の環境特性やバイァス変化等により、送信開始直後および送信停止直後において送信電力のオーバ一シュートやアンダーシュートが発生するといつた問題点があった。発明の開示

本発明は、上記問題点を解消するためになされたものであり、送信電力の立ち上がりまたは立ち下がり時に、低域通過フィル夕の時定数を変化させること 'により、送信電力の立ち上がりまたは立ち下がり特性を最適に制御することが可能な電力制御装置を提供することを目的としている。

また、本発明は、装置の温度あるいは周囲温度等の変動で使用環境が変化した場合でも、送信電力の立ち上がりおよび立ち下がり時に低域通過フィル夕の時定数を最適値に設定することが可能な電力制御装置を提供することを目的としている。

この目的を達成するために、一つの観点によれば、入力信号を制御電圧に従つて所望の電力レベルに調整して出力する電力レベル調整回路と、該電カレべル調整回路の現在の出力電力を目標電力レベルとを比較し、比較結果に基づいて、前記制御電圧を生成する制御電圧生成回路と、第 1の時定数および該第 1 の時定数より小さな第 2の時定数のうちの一方で動作し、前記制御電圧生成回路により生成された前記制御電圧をフィル夕リングして、前記電力レベル調整回路に供給する低域通過フィル夕と、前記電力レベル調整回路の前記出力電力の立ち上がり時に、前記低域通過フィル夕を前記第 2の時定数で動作させ、前記電力レベル調整回路の前記出力電力の立ち上がり後に、前記低域通過フィル夕を前記第 1の時定数で動作させるフィル夕制御手段と、を備えた電力制御装置を提供する。

もう一つの観点によれば、入力信号を制御電圧に従って所望の電力レベルに調整して出力する電力レベル調整回路と、該電力レベル調整回路の現在の出力電力を目標電力レベルとを比較し、比較結果に基づいて、前記制御電圧を生成する制御電圧生成回路と、第 1の時定数および該第 1の時定数より小さな第 2 の時定数のうちの一方で動作し、前記制御電圧生成回路により生成された前記制御電圧をフィル夕リングして、前記電力レベル調整回路に供給する低域通過フィル夕と、前記電力レベル調整回路の前記出力電力の立ち下がり前に、前記低域通過フィルタを前記第 1の時定数で動作させ、前記電力レベル調整回路の前記出力電力の立ち下がり時に、前記低域通過フィル夕を前記第 2の時定数で動作させるフィル夕制御手段と、を備えた電力制御装置を提供する。

さらにもう一つの観点によれば、入力信号を制御電圧に従って所望の電カレベルに調整して出力する電力レベル調整回路と、該電力レベル調整回路の現在の出力電力を目標電力レベルとを比較し、比較結果に基づいて、前記制御電圧を生成する制御電圧生成回路と、第 1の時定数および該第 1の時定数より小さな第 2の時定数のうちの一方で動作し、前記制御電圧生成回路により生成された前記制御電圧をフィル夕リングして、前記電力レベル調整回路に供給する低域通過フィル夕と、前記電力レベル調整回路の前記出力電力の立ち上がり時に、前記低域通過フィル夕を前記第 2の時定数で動作させ、前記電力レベル調整回路の前記出力電力の立ち上がり後に、前記低域通過フィル夕を前記第 1の時定数で動作させ、前記電力レベル調整回路の前記出力電力の立ち下がり前に、 '前記低域通過フィル夕を前記第 1の時定数で動作させ、前記電力レベル調整回路の前記出力電力の立ち下がり時に、前記低域通過フィル夕を前記第 2の時定数で動作させるフィル夕制御手段と、を備えた電力制御装置を提供する。

前記低域通過フィル夕は、第 1のレジス夕と、該第 1のレジス夕と協働して前記第 1の時定数で動作する第 1の低域通過フィル夕を形成するキャパシ夕と、前記第 1のレジス夕に並列接続され該第 1のレジス夕およびキャパシ夕と協働して前記第 2の時定数で動作する第 2の低域通過フィル夕を形成する第 2のレジス夕と、を有し、前記フィルタ制御手段は、前記第 2のレジス夕に直列接続されるダイォ一ドを有するようにしてもよい。

ここに、前記低域通過フィル夕は、第 1のレジス夕と、該第 1のレジス夕と協働して前記第 1の時定数で動作する第 1の低域通過フィル夕を形成するキヤパシ夕と、前記第 1のレジス夕に並列接続され該第

シ夕と協働して前記第 2の時定数で動作する第 2の低域通過フィル夕を形成する第 2のレジス夕と、を有し、前記フィルタ制御手段は、前記第 2のレジスタに直列接続される複数のダイォードと、これらのダイォードのそれぞれと前記第 2のレジス夕との接続状態を切り替えるスィッチ回路と、を有するようにしてもよい。

また、前記低域通過フィルタは、第 1のレジス夕と、該第 1のレジス夕と協働して前記第 1の時定数で動作する第 1の低域通過フィル夕を形成するキャパシ夕と、前記第 1のレジス夕にそれぞれが並列接続され該第 1のレジス夕およびキャパシ夕とそれぞれが協働して前記第 2の時定数で動作する第 2の低域通過フィル夕を形成する複数の第 2のレジス夕と、を有し、前記フィル夕制御手段は、前記複数の第 2のレジス夕のそれぞれに直列なダイオードと、前記複数の第 2のレジス夕を選択的に前記ダイオードに接続させるスィツチ回路と、を有するようにしてもよい。

また、前記フィル夕制御手段は、前記電力制御装置の温度または周囲温度を検出する温度センサを有し、該温度センサにより検出された温度に従って前記第 1および第 2の時定数を切替えるようにしてもよい。

また、前記低域通過フィル夕は、第 1のレジス夕と、キャパシ夕と、前記第 1のレジス夕および前記キャパシ夕と協働して前記第 1の時定数の低域通過フィル夕を形成するアクティブ素子と、前記第 1のレジス夕と並列接続され該第 1のレジス夕、キャパシ夕および前記アクティブ素子と協働して前記第 2の時定数で動作する第 2の低域通過フィル夕を形成する第 2のレジス夕と、を有し、前記フィル夕制御手段が、前記第 2のレジスタに直列接続されるダイオードを有するようにしてもよい。

また、前記低域通過フィル夕の前記第 2のレジス夕が、サーミス夕から構成されるようにしてもよい。図面の簡単な説明

図 1は、本発明の実施例 1による電力制御装置の構成を示すプロック図である。

図 2は、本発明の実施例 1による電力制御装置に含まれる低域通過フィル夕回路の回路図である。

図 3は、本発明の実施例 1による電力制御装置に含まれる D /Aコンパ一夕および低域通過フィル夕の出力波形を示す図である。

図 4は、本発明の実施例 1による電力制御装置を T D M A方式の携帯無線通信装置に適用した場合の送信電力波形を示す図である。

図 5は、図 4に示された送信電力波形の一部を拡大して示す図である。

図 6は、本発明の実施例 2による電力制御装置の構成を示すプロック図である。

図 7は、本発明の実施例 2による電力制御装置に含まれる低域通過フィル夕回路の回路図である。

図 8は、本発明の実施例 2による電力制御装置に含まれる D /Aコンバ一夕および低域通過フィル夕の出力波形を示す図である。

図 9は、本発明の実施例 3による電力制御装置の構成を示すプロツク図である。

図 1 0は、本発明の実施例 3による電力制御装置に含まれる低域通過フィル夕回路の回路図である。

図 1 1は、動作説明を容易にするために、図 1 0に示された低域通過フィル夕回路を簡略化して示す回路図である。

図 1 2は、本発明の実施例 3による電力制御装置に含まれる D/Aコンパ一夕および低域通過フィル夕の出力波形を示す図である。

図 1 3は、本発明の実施例 4による電力制御装置の構成を示すブロック図である。

図 1 4は、一般的な T D MA方式の携帯無線通信装置における温度変化による送信電力波形の変化を示す図である。

図 1 5は、本発明の実施例 4による電力制御装置の温度変化時の、出力電圧立ち上がり波形を制御するための低域通過フィル夕回路の出力波形を示す図である。

図 1 6は、本発明の実施例 5による電力制御装置を部分的に構成する低域通過フィル夕回路を示す回路図である。

図 1 7は、本発明の実施例 6による電力制御装置を部分的に構成する低域通過フィル夕回路を示す回路図である。

図 1 8は、本発明の実施例 7による電力制御装置を部分的に構成する低域通過フィル夕回路を示す回路図である。

図 1 9は、従来の電力制御装置の構成を示すブロック図である。発明を実施するための最良の形態

以下に、本発明を添付図面に従ってより詳細に説明する。

実施例 1 .

図 1から図 5を用いて、本発明に係る電力制御装置の実施例 1を説明する。図 1に示すように、電力制御装置は、高周波電力増幅器 1 1、方向性結合器 1 2、送信アンテナ 1 3、検波器 1 4、 A/Dコンバータ 1 5、 C P U 1 6、メモリ 1 7、 D/Aコンバータ 1 8および L P F回路 1 9を備えている。

高周波電力増幅器 1 1は、可変利得増幅器（自動利得制御（A G C ) 用の増幅器）や可変減衰器等を含んで構成され、入力信号を制御電圧に従って所望の電力レベルに調整して出力するものである。本例では、高周波電力増幅器 1 1 は入力信号を制御電圧に従って所定の電力レベルに増幅し、高周波電力として出力する。この高周波電力増幅器から出力される高周波電力を、以下の説明においては送信電力と呼ぶことにする。上記のように構成される高周波電力制御増幅器 1 1は、入力信号を制御電圧に従って所望の電力レベルに調整して出力する本発明の電力レベル調整回路を構成するものである。

方向性結合器 12は、高周波電力増幅器 1 1からの高周波電力を送信アンテナ 104に供給する電力と検波器 14に供給する電力とに分配する。送信アンテナ 104は、方向性結合器 12からの送信電力を電波として空中に放出する。検波器 14は、方向性結合器からの送信電力を検波して、直流電圧に変換する。 A/Dコンパ一夕 15は、検波器 14からの直流電圧をディジタルコード化して CPU 16に出力することにより、現在の高周波電力増幅器 1 1の出力電力レベルを CPU 16に通知する。

CPU 16は、所定のプログラムの実行により以下のように動作する。すなわち、 CPU 16は、 A/Dコンバータ 15からのディジタルコードを所定の時間間隔でサンプリングする。次いで、 A/Dコンバータ 15は、サンプリングしたディジ夕ルコードと、メモリ 17に予め記憶されたリファレンスコードと比較して、両コードの差分値を算出する。さらに、 CPU 16は、上記差分値に基づいて、制御電圧のための設定コードを計算し、 D/Aコンバータ 8に出力する。 D/Aコンバータ 8は、設定コードに従って制御電圧を生成し、低域通過フィルタ回路 19に送る。

上述の方向性結合器 12、検波器 14、 A/Dコンバータ 15、 CPU 16、メモリ 17および D/Aコンパ一夕 18は、電力レベル調整回路の現在の出力電力を目標電力レベルとを比較し、比較結果に基づいて前記制御電圧を生成する本発明の制御電圧生成回路を構成するものである。

低域通過フィルタ回路 19は、図 2に示すように、低域通過フィルタ 19 a およびフィル夕制御回路 19 bからなる。低域通過フィル夕 19 aは、第 1の時定数および該第 1の時定数より小さな第 2の時定数の一方で動作し、 D/A コンバータ 18により生成された制御電圧をフィル夕リングして、高周波電力増幅器 1 1に供給するものである。一方、フィル夕制御回路 1 9 bは、送信電力の立ち上がり時に、低域通過フィル夕 1 9 aを第 2の時定数で動作させ、送信電力の立ち上がり後に、低域通過フィル夕 1 9 aを第 1の時定数で動作させるものであり、本願発明のフィル夕制御手段を構成する。

詳しくは、低域通過フィル夕 1 9 aは、第 1のレジス夕 R 1 1と、該第 1のレジス夕と協働して第 1の時定数で動作する第 1の低域通過フィル夕を形成するキャパシ夕 C 1 0と、第 1のレジス夕 R l 1に並列接続され該第 1のレジス夕 R 1 1およびキャパシ夕 C 1 0と協働して第 2の時定数で動作する第 2の低域通過フィル夕を形成する第 2のレジス夕 R 1 2と、から構成される。フィル夕制御回路 2 9 bは、低域通過フィルタ 1 9 aの第 2のレジスタ R 1 2に直列接続されるダイォ一ド D 1 0から構成される。

このダイォ一ド D 1 0がオフ状態のとき、第 2のレジスタンス R 1 2は機能しないため、低域通過フィル夕 1 9 aは、第 1のレジスタ R 1 1とキャパシ夕 C 1 0から構成されて第 1の時定数で動作する第 1の低域通過フィル夕とみなすことができる。一方、ダイオード D 1 0がオン状態のとき、第 2のレジス夕 R 1 2が機能するため、低域通過フィル夕 1 9 aは、第 1のレジス夕 R 1 1および第 2のレジス夕 R 1 2との並列接続合成とキャパシ夕 C 1 0とから構成され第 2の時定数で動作する第 2の低域通過フィル夕とみなすことができる。ここに、第 1の時定数は制御電圧を十分に平滑化するように設定されている。このように設定するのは、もし、制御電圧が十分に平滑化されない場合、出力電圧がふらつき制御ループが不安定になり、制御ループが発散状態になったり、送信中の回線品質が悪化したりするからである。

次に、図 3を使って本実施例 1の電力制御装置の動作を説明する。

D /Aコンパ一夕 1 8の出力電圧の立ち上がり波形は、図 3の上段の実線曲線で示される。ここで、 V d aは、 D /Aコンパ一夕 1 8の出力電圧値であり、 C P U 1 6からのコード設定により変化する。 V f は、ダイオードの順方向の O N電圧であり、 V l p f は、低域通過フィル夕 1 9 aの出力電圧値である。図 3の上段の一点鎖線曲線は、第 1の時定数特性、すなわち第 1のレジス夕: R 1 1とキャパシ夕 C 1 0とで構成される第 1の低域通過フィルタの時定数特性を示し、破線曲線は、第 2の時定数特性、すなわち第 1および第 2のレジスタ R 1 U R 1 2の並列接続合成とキャパシ夕 C 1 0とで構成される第 2の低域通過フィル夕の時定数特性を示している。

上述のように D/Aコンパ一夕 1 8の出力が図 3の上段の実線曲線で表わされるとき、低域通過フィル夕 1 9 aの出力、すなわち、低域通過フィル夕回路 1 9の出力である制御電圧は図 3の下段の実線曲線に示すように変化する。詳しくは、送信が開始されると、 D/Aコンバータ 1 8の出力電圧が立ち上がり始め、このとき、ダイオード D 1の両端にかかる電圧が V f以下の範囲では、ダイオード D 1 0は◦ F F状態であり、低域通過フィル夕 1 9 aは第 1のレジスタ R 1 1とキャパシ夕 C 1 0で構成される第 1の低域通過フィル夕として機能する。このため、制御電圧は図 3の上段の一点鎖線曲線で示される波形で変化する。したがって、ダイオード D 1 0が O F F状態の間は時定数が大きくなるので、制御電圧は緩やかに上昇する電圧波形となる。

次に、ダイオードの両端にかかる電圧が V f を超えると、ダイオード D 1 0 は O N状態となる。このため、低域通過フィル夕 1 9 aは、第 1および第 2のレジスタ R 1 1、 R 1 2の並列接続合成とキャパシ夕 C 1 0とで構成される第 2の低域通過フィルタとして機能し、制御電圧は図 3の上段の破線曲線で示される波形で変化する。したがって、時定数は小さくなり、制御電圧は高速に立ち上がる電圧波形となる。

さらに、制御電圧が V d aに近づくとダイォ一ド D 1◦の両端にかかる電圧は V f以下となりダイオード D 1 0が O F F状態となる。このため、低域通過フィル夕 1 9 aは、再び、第 1のレジス夕 R 1 1とキャパシ夕 C 1 0とで構成される第 1の低域通過フィル夕として機能し、制御電圧は図 3の上段の一点鎖線で示される波形に戻る。したがって、制御電圧が V d aに近づくと、時定数は大きくなり、制御電圧は緩やかな電圧波形に戻る。

図 4は、 T D M A方式の携帯無線通信装置の送信電力波形を示すグラフである。この無線通信装置の電力制御装置として本実施例 1の装置を採用した場合、バースト波の立ち上がり時の送信電力波形は図 5に示される。この図 5の実線曲線は図 4の区間 t 1の送信電力波形を拡大表示したものである。また図 5には、比較のために、 D /Aコンバータ出力電圧の平滑化および安定化を目的とした従来の低域通過フィル夕を採用した場合の送信電力波形を破線曲線で示す。図 5から明らかなように、本実施例 1の送信電力装置を採用した場合には、送信開始後の送信電力の前縁部の変調波形が潰れることなく立ち上がつている。一方、破線で示す従来の低域通過フィルタを用いた場合には、送信電力の立ち上がり波形はなまり、送信波形の前縁部が潰れていることが図 5から理解される。

上述の実施例 1の電力制御装置によれば、送信電力の立ち上がり時に、低域通過フィル夕 1 9 aを、小さな第 2の時定数で動作させ、送信電力の立ち上がり後に、大きな第 1の時定数で動作させるようにしているので、低域通過フィル夕の本来の目的である D /Aコンバータ 1 8の出力電圧の平滑化および制御ループの安定化を確保しながら、制御電圧の高速な立ち上がりを得ることができるため、送信電力の立ち上がりがなまることなく、また安定した送信電力の自動制御を実現することができる。

また、第 1の時定数と第 2の時定数の切替えを、第 2のレジス夕 R 1 2とダィオード D 1 0だけの簡単な回路構成によって実現することができるので、回路規模を小さくすることができる。

実施例 2 .

図 6から図 8を用いて、本発明に係る電力制御装置の実施例 2を説明する。なお、重複した説明を避けるため、本実施例 2において図 1に示した実施例 1 と同じ構成には、実施例 1と同じ符号を付してその説明は省略するものとする。図 6に示された低域通過フィル夕回路 2 9は、図 1に示された低域通過フィル夕 1 9に代わるものであり、図 6に示されるその他の構成は、図 1に示されたものと同様に構成される。図 7に示すように、低域通過フィル夕回路 2 9は低域通過フィル夕 2 9 aおよびフィル夕制御回路 2 9 bから構成される。

低域通過フィル夕 2 9 aは、図 2に示された低域通過フィル夕 1 9 aと同様に、第 1の時定数および該第 1の時定数より小さな第 2の時定数のうちの一方の時定数で動作し、 D /Aコンバータ 1 8により生成された制御電圧をフィル夕リングして、高周波電力増幅器 1 1に供給するものである。

一方、フィル夕制御回路 2 9 bは、図 2に示された実施例 1の低域通過フィル夕 1 9 aと同様に、送信電力の立ち上がり時に、低域通過フィルタ 2 9 aを第 2の時定数で動作させ、送信電力の立ち上がり後に、低域通過フィル夕 2 9 aを第 1の時定数で動作させるものである。そしてさらに本実施例 2では、フィル夕制御回路 2 9 bは、送信電力の立ち下がり前に、低域通過フィル夕 2 9 aを第 1の時定数で動作させ、送信電力の立ち下がり時に、低域通過フィル夕 2 9 aを第 2の時定数で動作させるものである。

詳しくは、低域通過フィル夕 2 9 aは、第 1のレジス夕 R 2 1と、該第 1のレジス夕 R 2 1と協働して第 1の時定数を有するキャパシ夕 C 2 0と、第 1のレジス夕 R 2 1に並列接続される第 2のレジス夕 R 2 2と、から構成される。フィルタ制御回路 2 9 bは、低域通過フィル夕 2 9 aの第 2のレジスタ R 2 2 に直列接続される二つのダイオード D 2 1、 D 2 2から構成される。ダイォード D 2 1およびダイオード D 2 2は互いに逆方向に並列接続されており、ダイオード D 2 1は、図 2に示されたダイオード D 1 0と同様に機能するものであるので、ここではこのダイオード D 2 1についての説明は省略する。

ここに、ダイオード D 2 2がオフ状態のとき、第 2のレジス夕 R 2 2は機能しないため、低域通過フィル夕 2 9 aは、第 1のレジス夕 R 2 1とキャパシ夕 C 2 0から構成される。この場合に、低域通過フィル夕 2 9 aは、第 1の時定数で動作する第 1の低域通過フィル夕とみなすことができる。一方、ダイォ一ド D 2 2がオン状態のとき、第 2のレジス夕 R 2 2が機能するため、低域通過フィル夕 2 9 aは、第 1のレジスタ R 2 1および第 2のレジス夕 R 2 2との並列接続合成とキャパシ夕 C 2 0から構成される。この場合に、低域通過フィル夕 2 9 aは、第 2の時定数で動作する第 2の低域通過フィル夕とみなすことができる。

次に、図 8を使って本実施例 2の電力制御装置の動作を説明する。

D /Aコンバータ 1 8の出力電圧の立ち下がり波形は、図 8の上段の実線曲線で示される。 V fは、ダイオード D 2 1、 D 2 2の順方向の O N電圧である。また、図 8における一点鎖線曲線は、第 1のレジスタ R 2 1とキャパシ夕 C 2 0とで構成される第 1の低域通過フィル夕の時定数特性を示し、破線曲線は、第 1および第 2のレジス夕 R 2 1、 R 2 2の並列接続合成とキャパシ夕 C 2 0 とで構成される第 2の低域通過フィル夕の時定数特性を示している。

上述のように D /Aコンパ一夕 1 8の出力が図 8の上段の実線曲線で表わされるとき、低域通過フィルタ 2 9 aの出力、すなわち、低域通過フィル夕回路 1 9の出力である制御電圧は図 8の下段の実線曲線に示すように変化する。詳しくは、制御電圧と、第 1のレジス夕 R 2 1とキャパシ夕 C 2 0とで決まる時定数で放電される電圧との差が V f未満のときは、ダイオード D 2 1および D 2 2は、ともに O F F状態であり、低域通過フィル夕 2 9 aは、第一の低域通過フィル夕として動作、すなわち、第 1の時定数で動作し、低域通過フィル夕回路 2 9の出力は緩やかに立ち下がり始める。

次に、放電電圧と制御電圧との差が V f以上になると、ダイオード D 2 2がオン状態になり、低域通過フィル夕 2 9 aは、第 2の低域通過フィル夕として動作、すなわち、第 2の時定数で動作し、低域通過フィルタ回路 2 9の出力は高速に立ち下がる。このとき、ダイオード D 2 1の両端子には逆電圧が印可されているので、オフ状態のままである。

さらに、制御電圧が低下して、第 1および第 2のレジス夕 R 2 1、 R 2 2の並列接続合成とキャパシ夕 C 2 0との放電電圧が V f未満になると、ダイォード D 2 2がオフ状態になり、低域通過フィルタ 2 9 aは第 1の低域通過フィル夕として動作し、すなわち第 1の時定数で動作し、再び、低域通過フィル夕回路 2 9の出力は緩やかに低下する。ここでは、説明しないが、ダイオード D 2 1により、送信電力の立ち上がり時においても、本実施例 2の電力制御装置は図 3に示した動作と同様に動作するのは言うまでもない。また、制御電圧を高速に立ち上あげる必要のない場合には、ダイォ一ド D 2 1を設けることなくフィル夕制御回路 2 9 bを構成してもよい。

本実施例 2の電力制御装置によれば、上述の実施例 1の効果に加え下記の効果を得ることができる。本実施例 2では、送信電力の立ち下がり前に、低域通過フィル夕 2 9 aを、大きな第 1の時定数で動作させ、送信電力の立ち下がり時に、小さな第 2の時定数で動作させるようにしているので、低域通過フィル夕の本来の目的である D /Aコンパ一夕 1 8の出力電圧の平滑化および制御ル —プの安定化を行いつつ、かつ制御電圧の高速な立ち下がりを得ることができるため、送信電力の立ち下がりがなまることなく、また安定した送信電力の自動制御を実現することができる。

また、制御電圧の立ち下がり時における第 1の時定数と第 2の時定数の切替えを、第 2のレジス夕 R 1 2とダイオード D 2 2だけの簡単な回路構成によつて実現することができるので、回路規模を小さくすることができる。

実施例 3 .

図 9から図 1 2を用いて、本発明に係る電力制御装置の実施例 3を説明する。なお、重複した説明を避けるため、本実施例 3において図 1に示した実施例 1 と同じ構成には、実施例 1と同じ符号を付してその説明は省略するものとする。図 9に示された電力制御装置は、図 1に示された実施例 1の低域通過フィル夕回路 1 9に代わる低域通過フィル夕 3 9を備えており、さらに、スィッチ制御回路 3 0を備えている。低域通過フィル夕回路 3 9の詳細構成は図 1 0に示され、低域通過フィル夕回路 3 9は、低域通過フィルタ 3 9 aおよびフィル夕制御回路 3 9 bを備えている。

低域通過フィル夕 3 9 aは、第 1の時定数および該第 1の時定数より小さな第 2の時定数のうちの一方の時定数で動作し、 D /Aコンバータ 1 8によって生成された制御電圧をフィル夕リングして、高周波電力増幅器 1 1に供給するものである。具体的には、低域通過フィル夕 3 9 aは、第 1のレジス夕 R 3 1 と、該第 1のレジス夕 R 3 1と協働して第 1の時定数の第 1の低域通過フィル夕を形成するキャパシ夕 C 3 0と、第 1のレジスタ R 3 1に並列接続され第 1 のレジスタ R 3 1およびキャパシ夕 C 3 0と協働して第 2の時定数の第 2の低域通過フィル夕を形成するる第 2のレジスタ R 3 2と、を有する。

フィルタ制御回路 3 9 bは、第 2のレジスタ R 3 2に直列接続される複数のダイォード Dを有するとともに、これらのダイォード Dのそれぞれと第 2のレジス夕 R 3 2との接続を有効にし、あるいは短絡させることにより無効にする複数のスィツチ S Wとを有する。各スィツチ S Wは、図 9に示されるスィツチ制御回路 3 0によって制御される。このスィッチ制御回路 3 0は、 C P U 1 6 からの指令に基づいて、各スィツチ S Wのオン ·オフを制御することにより、第 2のレジス夕 R 3 2に有効に直列接続するダイオード Dを選択するものである。

このように構成される本実施例 3の電力制御装置においても、上記実施例 1 と同様に、送信電力の立ち上がり時に、低域通過フィル夕 3 9 aを第 2の時定数で動作させ、送信電力の立ち上がり後に、低域通過フィル夕 3 9 aを第 1の時定数で動作させることができる。

このダイオード Dを有効にするか否かの選択の仕方によって、低域通過フィルタ 3 9 aの第 1および第 2の時定数の切り替えタイミングを変化させることができる。図 1 1は、図 1 0に示された複数のダイオード Dが第 1および第 2 のダイオード D 3 1、 D 32からなり、スィッチ SWが第 1、第 2および第 3 の SW3 1、 SW32および SW33からなる場合の例を示している。

例えば、図 1 1に示すダイオード D 3 1、 D 32が、図 2に示したダイォード D 10と同じものあるとして、スィッチ SW3 1をオフにして、スィッチ S W32、 SW33をオンにした場合、ダイオード D 3 1が有効でダイオード D 32が無効になるので、低域通過フィル夕 39 aの第 1および第 2の時定数の切り替えタイミングは、図 2に示した低域通過フィル夕 1 9 aと同じになる。一方、スイッチ SW3 1、 SW32、 SW33の全てをオフにした場合、ダィオード D 3 1、 D 32の両方が有効になるので、低域通過フィル夕 39 aの第 1および第 2の時定数の切り替えタイミングが変化する。詳しくは、ダイォ —ド D 3 1、 D 32の直列接続合成が第 2のレジスタ R 32に有効に直列接続されることになるので、ダイオード D 3 1、 D 32のオン電圧は、図 1 2に示すように、図 3に示したオン電圧 Vfの 2倍の 2 Vf になる。したがって、図 12に示した例では、図 3に示した例よりも、第 1の時定数から第 2の時定数に切り替わるタイミングが遅くなり、また第 2の時定数から第 1の時定数に戻るタイミングが早くなる。

なお、フィル夕制御回路 39 bに含まれるダイオード Dの種類は、同一種類のものである必要はなく、種々のダイオードを組み合わせて用いることが可能であり、もちろんオン電圧が異なるものであってもよい。また、上述の実施例 2と同様に、図 10に示された各ダイオード Dに並列接続された逆向きのダイオードを加えてもよく、あるいは、図 1 0に示された各ダイオードを逆向きにしてもよい。このようにすることにより、制御電圧の立ち下がり特性を改善するようにしてもよい。

本実施例 3の電力制御装置によっても、前述の実施例 1と同様の効果を得ることができ、さらに以下の効果も得ることができる。スィッチ SWの切り替えにより、第 2のレジス夕 R 3 2に接続されるダイォードの数を変えて第 1および第 2の時定数の切り替えタイミングを変更することができる。この結果、電力増幅器等の製造ばらつきによる送信電力の立ち上がり速度がばらつくような場合でも、時定数の切り替えタイミングを調整することにより、製造品質に起因するばらつきを吸収することができる。

実施例 4 .

図 1 3から図 1 5を用いて、本発明に係る電力制御装置の実施例 4を説明する。なお、重複した説明を避けるため、本実施例 4において図 9に示した実施例 3と同じ構成要素には、実施例 3と同じ符号を付してその説明は省略するものとする。

図 1 3に示される電力制御装置は、図 9に示した実施例の構成に加え、さらに温度センサ 4 0 aおよび A/Dコンバータ 4 0 bを備えている。温度センサ 4 0 aは、電力制御装置の周囲温度を検出するものである。 A/Dコンバータ 4 0 bは、温度センサ 4 0 aの出力電圧をディジタルコ一ドに変換するものである。メモリ 1 7には、後述の第 2のレジス夕に接続するダイオードを指定する温度補正用メモリテーブルが記憶されている。 C P U 1 6は、 A/Dコンパ —夕 4 O bからのディジタルコードを入力するメモリ 1 7内の温度補正用メモリテーブルを参照して、第 2のレジス夕に有効に接続すベきダイォ一ドを選択してスィツチ制御回路 3 0に通知する。

本実施例 4の電力制御装置は、温度変化により電力増幅器の立ち上がりが変化する場合に有効である。詳しくは、図 1 4に示すように、送信電力の立ち上がりが低温時にはオーバ一シユートし、高温時にはアンダーシュートするような場合、低温時に第 2のレジス夕に直列接続するダイォードの数を増加させるようにスィッチを制御し、立ち上がりのなまった制御電圧特性、例えば図 1 5 に示す低温時の制御電圧特性を得るようにする。一方、高温時のアンダーシュート時には、第 2のレジス夕に直列接続するダイオードの数を減少させるようにスィッチを制御し、高速に立ち上がる制御電圧特性、例えば図 1 5に示す高温時の制御電圧特性を得るようにする。

本実施例 4によれば、実施例 3の効果に加えて以下の効果を得ることができる。すなわち、温度変化によって電力増幅器の立ち上がりが変化した場合でも、送信電力の立ち上がり特性を一定に保つことができる。

また、本実施例 4においても、各ダイオードに並列に逆向きのダイオードを追加することも、各ダイォードを逆向きのダイォードに入れ替えることも可能であるが、この場合には、温度変化があっても送信電力の立ち下がり特性を一定に保つことができる。

実施例 5 .

図 1 6を用いて、本発明に係る電力制御装置の実施例 5を説明する。図 1 6 に示された低域通過フィルタ回路 5 9は、図 9あるいは図 1 3に示した実施例 3あるいは実施例 4の低域通過フィル夕回路 3 9に置き換わるものである。図 1 6に示すように、低域通過フィル夕回路 5 9は低域通過フィルタ 5 9 a およびフィル夕制御回路 5 9 bを備えている。低域通過フィル夕 5 9 aは、第 1のレジス夕 R 5 1と、該第 1のレジス夕 R 5 1と協働して第 1の時定数の低域通過フィル夕を形成するキャパシ夕 C 5 0と、第 1のレジス夕に並列接続され第 1のレジス夕 R 5 1およびキャパシ夕 C 5 0とそれぞれが協働して第 2の時定数で動作する第 2の低域通過フィル夕を形成する複数の第 2のレジス夕 R 5 2 a、 R 5 2 b、 R 5 2 cとを有する。フィル夕制御回路 5 9 bは、複数の第 2のレジス夕 R 5 2 a、 R 5 2 b、 R 5 2 cのそれぞれに直列なダイオード D 5 0と、複数の第 2のレジス夕 R 5 2 a、 R 5 2 b、 R 5 2 cを選択的にダィォード D 5 0に直列接続させるスィツチ S W 5 0とを備えている。

本実施例 5の電力制御装置では、実施例 3および実施例 4のようにダイォ一ドの数によって送信電力の立ち上がり特性を変化させていたのに対して、第 2 のレジス夕の抵抗値の変化により第 2の時定数を変化させることができる。したがって、複数の第 2のレジス夕 R 5 2 a、 R 5 2 b _N R 5 2 cのそれぞれの抵抗値を適切に設定するとともに、スイッチ S W 5 0を適切に切り替えることにより、実施例 3および実施例 4と同様の効果を得ることができる。

また、本実施例 5においても、各ダイオードに並列に逆向きのダイオードを追加することも、各ダイオードを逆向きのダイオードに入れ替えることも可能であるが、この場合には、温度変化があっても送信電力の立ち下がり特性を一定に保つことができる。

実施例 6 .

図 1 7を用いて、本発明に係る電力制御装置の実施例 6を説明する。図 1 7 に示された低域通過フィル夕回路 6 9は、図 1に示した低域通過フィルタ 1 9 に置き換わるものである。低域通過フィル夕回路 6 9は、低域通過フィル夕 6 9 aおよびフィルタ制御手段 6 9 bを備えている。低域通過フィル夕 6 9は、第 1のレジス夕 R 6 1、第 2のレジス夕 R 6 2およびキャパ夕 C 6 0を備えている。第 1のレジス夕 R 6 1およびキャパシ夕 C 6 0は、図 2に示された第 1 のレジスタ R 1 1およびキャパシ夕 C 1 0と同様のものであるが、第 2のレジス夕 R 6 2は、図 2に示された第 2のレジス夕 R 1 2と異なり、サーミス夕から構成される。このため、本実施例では、第 2のレジス夕 R 6 2が、第 2の時定数を提供する機能の他に、温度センサとしての機能と、温度に応じて第 2の時定数を変化させる機能を有していることになる。

したがって、本実施例 6でも、第 2のレジス夕 R 6 2の（温度一抵抗）特性を適切に設定することにより、第 5の実施例と同様の効果を得ることができる。また、第 5の実施例よりもさらに簡単な構成で電力制御装置を構成することができる。

また、本実施例 6においても、各ダイオードに並列に逆向きのダイオードを追加することも、各ダイオードを逆向きのダイオードに入れ替えることも可能であるが、この場合には、温度変化があっても送信電力の立ち下がり特性を一定に保つことができる。

実施例 7 .

図 1 8を用いて、本発明に係る電力制御装置の実施例 7を説明する。図 1 8 に示された低域通過フィル夕回路 7 9は、図 1に示した低域通過フィル夕回路 1 9に置き換わるものである。

低域通過フィル夕回路 7 9は、低域通過フィル夕 Ί 9 aおよびフィル夕制御回路 7 9 bを有する。低域通過フィル夕 7 9 aは、第 1のレジス夕 R 7 1と、キャパシ夕 C 7 0と、第 1のレジス夕 R 7 1およびキャパシ夕 C 7 0と協働して第 1の時定数の低域通過フィル夕を形成するオペアンプ A M P 7 0と、第 1 のレジス夕 R 7 1に並列接続され第 1のレジス夕 R 7 1、キャパシ夕 C 7 0およびオペァアンプ A M P 7 0と協働して第 2の時定数で動作する第 2の低域通過フィル夕を形成する第 2のレジス夕 R 7 2と、を有する。なお、このオペァンプ AM P 7 0が本発明のアクティブ素子に相当する。フィル夕制御回路 7 9 bは、第 2のレジスタ R 7 2に直列接続されるダイォ一ド D 7 0を有する。本実施例 7は、低域通過フィル夕 7 9 aがァクティブ素子を備えた場合の例、すなわちァクティブ低域通過フィル夕から構成される場合の例を示しており、本実施例 7においても、実施例 1と同様に第 1の時定数および第 2の時定数を切り替えることができ、実施例 1と同様の効果を得ることができる。

また、本実施例 7においても、各ダイオードに並列に逆向きのダイオードを追加することも、各ダイオードを逆向きのダイオードに入れ替えることも可能であるが、この場合には、温度変化があっても送信電力の立ち下がり特性を一定に保つことができる。産業上の利用可能性

以上のように、本発明に係る電力制御装置は、入力信号の電力レベルを自動的に制御して出力する装置であれば何れにも適用可能であるが、無線通信装置の送信出力の電力レベルを制御する装置に適しており、特に、高速なバースト送信を行う T D M A方式の無線通信装置用の電力制御装置に適している。

Claims

請求の範囲

1 . 入力信号を制御電圧に従って所望の電力レベルに調整して出力する電力レベル調整回路と、

該電力レベル調整回路の現在の出力電力を目標電力レベルとを比較し、比較結果に基づいて、前記制御電圧を生成する制御電圧生成回路と、

第 1の時定数および該第 1の時定数より小さな第 2の時定数のうちの一方で動作し、前記制御電圧生成回路により生成された前記制御電圧をフィルタリングして、前記電力レベル調整回路に供給する低域通過フィル夕と、

前記電力レベル調整回路の前記出力電力の立ち上がり時に、前記低域通過フィル夕を前記第 2の時定数で動作させ、前記電力レベル調整回路の前記出力電力の立ち上がり後に、前記低域通過フィル夕を前記第 1の時定数で動作させるフィルタ制御手段と、を備えた電力制御装置。

2 . 前記低域通過フィル夕は、第 1のレジス夕と、該第 1のレジス夕と協働して前記第 1の時定数で動作する第 1の低域通過

夕と、前記第 1のレジス夕に並列接続され該第 1

と協働して前記第 2の時定数で動作する第 2の低域通過フィル夕を形成する第

2のレジス夕と、を有し、

前記フィル夕制御手段は、前記第 2のレジス夕に直列接続されるダイォ一ドを有する請求の範囲第 1項記載の電力制御装置。

3 . 前記低域通過フィル夕は、第 1のレジス夕と、該第 1のレジス夕と協働して前記第 1の時定数で動作する第 1の低域通過フィル夕を形成するキャパシ夕と、前記第 1のレジス夕に並列接続され該第 1のレジスタおよびキャパシ夕と協働して前記第 2の時定数で動作する第 2の低域通過フィル夕を形成する第 2のレジス夕と、を有し、

前記フィル夕制御手段は、前記第 2のレジス夕に直列接続される複数のダイォードと、これらのダイォ一ドのそれぞれと前記第 2のレジス夕との接続状態を切り替えるスィツチ回路と、を有する請求の範囲第 1項記載の電力制御装置。

4 . 前記低域通過フィル夕は、第 1のレジス夕と、該第 1のレジス夕と協働して前記第 1の時定数で動作する第 1の低域通過フィル夕を形成するキャパシ夕と、前記第 1のレジス夕にそれぞれが並列接続され該第 1のレジス夕およびキャパシ夕とそれぞれが協働して前記第 2の時定数で動作する第 2の低域通過フィル夕を形成する複数の第 2のレジス夕と、を有し、

前記フィル夕制御手段は、前記複数の第 2のレジス夕のそれぞれに直列なダィォ一ドと、前記複数の第 2のレジス夕を選択的に前記ダイォ一ドに接続させるスィツチ回路と、を有する請求の範囲第 1項記載の電力制御装置。

5 . 前記フィルタ制御手段は、前記電力制御装置の温度または周囲温度を検出する温度センサを有し、該温度センサにより検出された温度に従って前記第 1および第 2の時定数を切替える請求の範囲第 1項記載の電力制御装置。

6 . 前記低域通過フィル夕は、第 1のレジス夕と、キャパシ夕と、前記第 1 のレジス夕および前記キャパシ夕と協働して前記第 1の時定数の低域通過フィル夕を形成するアクティブ素子と、前記第 1のレジス夕と並列接続され該第 1 のレジス夕、キャパシ夕および前記アクティブ素子と協働して前記第 2の時定数で動作する第 2の低域通過フィル夕を形成する第 2のレジス夕と、を有し、前記フィル夕制御手段が、前記第 2のレジス夕に直列接続されるダイォ一ドを有する請求の範囲第 1項記載の電力制御装置。

7 . 前記低域通過フィル夕の前記第 2のレジス夕が、サーミス夕から構成される請求の範囲第 2項記載の電力制御装置。

8 . 入力信号を制御電圧に従って所望の電力レベルに調整して出力する電力レベル調整回路と、

第 1の時定数および該第 1の時定数より小さな第 2の時定数のうちの一方で動作し、前記制御電圧生成回路により生成された前記制御電圧をフィル夕リングして、前記電力レベル調整回路に供給する低域通過フィル夕と、

前記電力レベル調整回路の前記出力電力の立ち下がり前に、前記低域通過フィル夕を前記第 1の時定数で動作させ、前記電力レベル調整回路の前記出力電力の立ち下がり時に、前記低域通過フィル夕を前記第 2の時定数で動作させるフィル夕制御手段と、を備えた電力制御装置。

9 . 前記低域通過フィル夕は、第 1のレジス夕と、該第 1のレジス夕と協働して前記第 1の時定数で動作する第 1の低域通過フィル夕を形成するキャパシ夕と、前記第 1のレジス夕に並列接続され該第 1のレジス夕およびキャパシ夕と協働して前記第 2の時定数で動作する第 2の低域通過フィル夕を形成する第 2のレジス夕と、を有し、

前記フィルタ制御手段は、前記第 2のレジス夕に直列接続されるダイオードを有する請求の範囲第 8項記載の電力制御装置。

1 0 . 前記低域通過フィルタは、第 1のレジス夕と、該第 1のレジス夕と協働して前記第 1の時定数で動作する第 1の低域通過フィル夕を形成するキャパシ夕と、前記第 1のレジス夕に並列接続され該第 1 夕と協働して前記第 2の時定数で動作する第 2の低域通過フィル夕を形成する第 2のレジス夕と、を有し、

前記フィル夕制御手段は、前記第 2のレジス夕に直列接続される複数のダイオードと、これらのダイォ一ドのそれぞれと前記第 2のレジス夕との接続状態を切り替えるスィッチ回路と、を有する請求の範囲第 8項記載の電力制御装置。

1 1 . 前記低域通過フィル夕は、第 1のレジス夕と、該第 1のレジス夕と協働して前記第 1の時定数で動作する第 1の低域通過フィル夕を形成するキャパシ夕と、前記第 1のレジス夕にそれぞれが並列接続され該第 1のレジス夕およびキャパシ夕とそれそれが協働して前記第 2の時定数で動作する第 2の低域通過フィルタを形成する複数の第 2のレジス夕と、を有し、

前記フィルタ制御手段は、前記複数の第 2のレジス夕のそれぞれに直列なダィォードと、前記複数の第 2のレジス夕を選択的に前記ダイォードに接続させるスィツチ回路と、を有する請求の範囲第 8項記載の電力制御装置。

1 2 . 前記フィル夕制御手段は、前記電力制御装置の温度または周囲温度を検出する温度センサを有し、該温度センサにより検出された温度に従って前記第 1および第 2の時定数を切替える請求の範囲第 8項記載の電力制御装置。

1 3 . 前記低域通過フィルタは、第 1のレジス夕と、キャパシ夕と、前記第 1のレジス夕および前記キャパシ夕と協働して前記第 1の時定数の低域通過フィル夕を形成するァクティプ素子と、前記第 1のレジス夕と並列接続され該第 1のレジス夕、キャパシ夕および前記アクティブ素子と協働して前記第 2の時定数で動作する第 2の低域通過フィル夕を形成する第 2のレジス夕と、を有し、前記フィル夕制御手段が、前記第 2のレジス夕に直列接続されるダイオードを有する請求の範囲第 8項記載の電力制御装置。

1 4 . 前記低域通過フィル夕の前記第 2のレジス夕が、サ一ミス夕から構成される請求の範囲第 9項記載の電力制御装置。

1 5 . 入力信号を制御電圧に従って所望の電力レベルに調整して出力する電カレベル調整回路と、

前記電力レベル調整回路の前記出力電力の立ち上がり時に、前記低域通過フィル夕を前記第 2の時定数で動作させ、前記電力レベル調整回路の前記出力電力の立ち上がり後に、前記低域通過フィル夕を前記第 1の時定数で動作させ、前記電力レベル調整回路の前記出力電力の立ち下がり前に、前記低域通過フィル夕を前記第 1の時定数で動作させ、前記電力レベル調整回路の前記出力電力の立ち下がり時に、前記低域通過フィル夕を前記第 2の時定数で動作させるフィル夕制御手段と、を備えた電力制御装置。