JP3093638B2 - 出力レベル制御回路 - Google Patents

出力レベル制御回路

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JP3093638B2 JP08156710A JP15671096A JP3093638B2 JP 3093638 B2 JP3093638 B2 JP 3093638B2 JP 08156710 A JP08156710 A JP 08156710A JP 15671096 A JP15671096 A JP 15671096A JP 3093638 B2 JP3093638 B2 JP 3093638B2
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  • Control Of Amplification And Gain Control (AREA)
  • Measurement Of Current Or Voltage (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は出力レベル制御回路
に関し、特に自動車電話装置等に適用して広いダイナミ
ックレンジで出力レベルを制御する出力レベル制御回路
に関する。
【0002】
【従来の技術】自動車電話装置では電波法に規定された
送信出力レベルを維持するために、出力レベルを常に監
視して広範囲で精度良く制御しなくてはならない。一般
に出力レベルを制御する場合、出力信号の一部を分岐し
て検波器により検波し、この検波電圧に基づいて可変減
衰器または増幅器を制御している。しかし、検波器の検
波特性の非線形性および温度による変動等のために、出
力レベルを広い範囲で精度よく制御することが困難であ
る。
【0003】このような問題点を解決する出力レベル制
御回路については、特願平5−244056号明細書に
記載されている。この明細書によれば、検波回路の検波
出力に重み付けを行う第1および第2のレベル制御回路
をそれぞれ設け、低レベル側および高レベル側をそれぞ
れ分担させて重み付けを行い、適宜切り替えて別々の閉
ループによって制御を行うことにより、安定かつ高精度
な出力レベル制御を可能としている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の出力レ
ベル制御回路では、検波出力の低レベル側および高レベ
ル側に対してそれぞれ重み付けを行う第1および第2の
レベル制御回路を設け、適宜切り替えて別々の閉ループ
によって出力レベルを制御するようにしている。しか
し、第1および第2のレベル制御回路において、検波回
路の検波特性に合わせた調整が必要であり、このため、
検波特性曲線の傾斜と直流オフセット量との調整が複雑
化して調整に時間がかかる。また、検波回路の検波特性
を予め記憶したメモリ等を設けたりして回路規模が大き
くなり、小型化、低価格化が困難であるという問題点が
ある。
【0005】更に、低レベル側の重み付けを分担するレ
ベル制御回路では、検波回路の低レベル時における低い
検波効率を補正するために高利得のレベル制御を行うの
で、温度変動による誤差拡大を防止するための温度補償
が必要になる。
【0006】本発明の目的は、低レベル時の安定性を向
上でき、また、広いダイナミックレンジの出力レベル制
御が可能な検波出力電圧を生成する検波手段を、簡素な
回路構成で実現することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の出力レベル制御
回路は、出力信号のレベルを検出する第1および第2の
検波部を設け、第1の検波部の検波効率が第2の検波部
の検波効率よりも常に高くなるように設定し、第1およ
び第2の検波電圧の絶対値の差を検波出力電圧として出
力する。具体的には、出力信号のレベルに応じて変化す
る検波出力電圧を生成する検波手段と、前記検波出力電
圧に基づき前記出力信号のレベルを制御する制御手段と
を備える出力レベル制御回路において、前記検波手段
が、前記出力信号の一部を分岐する分配器と、この分配
器によって分岐された信号をそれぞれ受けてダイオード
により検波し第1および第2の検波電圧を出力する第1
および第2の検波部と、前記第1および第2の検波電圧
の絶対値の差を前記検波出力電圧として出力する検波電
圧合成部とを有し、前記第1の検波部の検波効率が前記
第2の検波部の検波効率よりも常に高くなるように構成
する。
【0008】
【発明の実施の形態】次に本発明について図面を参照し
て説明する。
【0009】図1は本発明の一実施形態を示すブロック
図である。高周波入力信号S1は、可変減衰部1により
レベル制御され、増幅部2により増幅された後、分配部
3を経由して出力信号S2として送出される。検波手段
11は、分配部3によって一定比率で分岐された信号S
3を検波して、出力レベルを示す検波出力電圧Vcを生
成する。この検波出力電圧Vcに基づいて可変減衰部1
を制御することにより、出力信号S2のレベルを所定値
に制御する。
【0010】すなわち、A−D変換部6は、検波出力電
圧Vcをディジタル化して検波出力電圧値を示すデータ
Dcに変換する。メモリ8には、出力レベルに対する検
波出力電圧値を予め記憶させておく。つまり、出力信号
S2のレベルに対する検波出力電圧Vcの値を予め測定
し、出力レベルをアドレスとして検波出力電圧値を記憶
させておく。
【0011】演算処理部7は、外部からレベル設定値L
の指定を受け、このレベル設定値Lに対応する検波出力
電圧値をメモリ8から読出し、検波出力電圧値を示すデ
ータDcとの差分を計算し、差分データDdを出力す
る。D−A変換部9は、差分データDdをアナログ値に
変換し、バッファアンプ10を介し制御電圧Vdとして
可変減衰部1へ出力する。可変減衰部1は、制御電圧V
dに応じて高周波入力信号S1を減衰させ、差分データ
Ddの値が0に収束するように、すなわち、出力信号S
2のレベルがレベル設定値Lのレベルになるように制御
する。
【0012】なお、検波出力電圧Vcに基づいて可変減
衰部1を制御する上述の手段は既に実用されており、本
発明は検波手段11に関するものである。
【0013】次に検波手段について詳細に説明する。
【0014】図2は検波手段11の一実施例を示す回路
図であり、分配部3と、第1,第2の検波部4a,4b
および検波電圧合成部5により構成される。この検波手
段に要求される機能は、低出力レベル時においても出力
レベルの変化に応じた検波出力電圧が精度良く得られる
こと、および、出力レベル制御回路に供給される電源電
圧値の範囲内で広いダイナミックレンジの出力レベル制
御を可能にする検波出力電圧が得られることである。
【0015】さて、第1および第2の検波部4a,4b
はダイオード41a,41bをそれぞれ有し、分配部3
により分配された信号S3を検波して検波電圧Va,V
bをそれぞれ出力する。検波電圧合成部5は、検波電圧
Va,Vbを合成して検波出力電圧Vcとして送出す
る。
【0016】第1の検波部4aのダイオード41aと第
2の検波部4bのダイオード41bとは互いに逆方向に
接続されており、ダイオード41aのカソード側に設け
られた平滑回路(抵抗RaとコンデンサCaとの並列接
続)の両端には正の検波電圧Vaが発生し、ダイオード
41bのアノード側に設けられた平滑回路(抵抗Rbと
コンデンサCbとの並列接続)の両端には負の検波電圧
Vbが発生する。
【0017】一般にダイオードの検波特性上、低レベル
における検波効率が悪い。このため、第1の検波部4a
のダイオード41aに対して順方向のバイアスBvを印
加し、ダイオード41aを導通状態にして低レベル時に
おける検波効率が向上するようにしている。いま、バイ
アス印加前の第1の検波部4aの検波特性(出力信号の
出力レベル対検波電圧)が図4に示した曲線Eであると
すれば、バイアスBvを印加することによって、図4の
曲線Aに示したように、低レベル時における検波効率を
向上させることができる。
【0018】一方、第2の検波部4bのダイオード41
bに対してはバイアスを印加していない。第2の検波部
4bの検波特性は、検波出力が負電圧であるので、曲線
Eに軸対称な点線で示した曲線Fとなる。従って、出力
レベルが0〜P1の範囲の低レベル時においては、第1
の検波部4aが主体で検波電圧Vaを出力する。出力レ
ベルがP1を超えてくれば、第1およびの第2の検波部
4a,4bが検波電圧Va,Vbをそれぞれ出力する。
【0019】検波電圧合成部5は、検波電圧Va,Vb
の絶対値の差を演算して検波出力電圧Vcとして出力す
る。ここでは、検波電圧Va,Vbが互いに逆極性であ
るので、検波電圧Va(正電圧),Vb(負電圧)の和
を検波出力電圧Vcとして出力すればよい。従って、加
算演算を行うオペアンプ51を使用し、R1=R2=R
3のときVc=Va+Vbとなる。
【0020】ところで、高レベル時における検波電圧V
a、Vbの関係は、ダイオード41aに順方向のバイア
スが印加されているものの、特性のバラツキや温度変化
によって変動するため、検波出力電圧Vcが出力レベル
に応じて常に単調に変化するとは限らない。このような
不明確な関係を解消するためには、第2の検波部4bの
検波特性の傾斜が第1の検波部4aの検波特性の傾斜よ
りも小さくなるようにして、つまり、第1の検波部4a
の検波効率が、第2の検波部4bの検波効率よりも常に
高くなるようにして、検波電圧Va、Vbを合成すれば
よい。
【0021】例えば、第1および第2の検波部4a,4
bの平滑回路の抵抗Ra,Rbの値をRa>Rbとして
おけば、第2の検波部4bの検波特性は図4の曲線Fか
ら曲線Bのようになり、検波電圧合成部5を含めた検波
手段11の検波特性は、曲線Aと曲線Bとを合成した曲
線Cになる。
【0022】図4の曲線Cにおいて、出力信号レベルが
0〜P1の範囲では第1の検波部4aの検波電圧Vaが
支配的である。出力信号レベルがP2において、第1の
検波部4aの検波電圧Vaが電源電圧Vsを超えてしま
うが、検波出力電圧Vcとしては出力信号レベルがP3
に達するまで電源電圧Vsを超えることはない。すなわ
ち、出力レベルが最大値P3になるときに、検波出力電
圧Vcの値が電源電圧Vsの値になるように抵抗Ra,
Rbの値を設定しておくことにより、供給される電源電
圧の中で広い範囲の出力レベル制御を行うことが可能に
なる。
【0023】なお、実際に使用するダイオードにバラツ
キがあるので、検波回路4a,4bの平滑回路の抵抗R
a,Rbを可変抵抗として微調整ができるようにしてお
く。また、第1の検波回路4aに印加するバイアスBv
も可変できるようにしておく。更に、平滑回路の時定数
Ra・CaおよびRb・Cbを等しくするのが好まし
い。
【0024】いま、第1および第2の検波回路の検波特
性(出力レベルPと検波電圧Va,Vbとの関係)が3
次方程式で近似できたとすれば、 第1の検波回路4aの検波電圧:Va=P3 …………(1) 第2の検波回路4bの検波電圧:Vb=−k(P−β)3 ……(2) (但し、kはk≦1を満足する定数、βはバイアスに関
係するパラメータ) 検波電圧合成部5の検波電圧:Vc=P3 −k(P−
β)3 …………(3)と表すことができる。
【0025】上式(3)において、kを選定することに
より3乗項をキャンセルできるので、検波特性を2次方
程式に近づけることも可能であり、演算処理部7やメモ
リ部8の回路構成を簡素化できる。また、第1および第
2の検波回路での温度による検波特性の変動は検波電圧
の差動処理によって相殺されるため、温度補償の必要性
はない。
【0026】図3は検波手段の他の実施例を示す回路図
である。
【0027】ここでは、第1および第2の検波部4a,
4bのダイオードが同じ方向に接続されており、同極性
の検波電圧Va,Vb(正電圧)をそれぞれ出力してい
る。また、検波電圧合成部5は、検波電圧Va(正電
圧)と検波電圧Vb(正電圧)とを減算処理している。
すなわち、検波電圧合成部5はオペアンプ51を用いて
差動増幅を行っており、R4=R5=R6=R7のとき
にVc=Va−Vbを出力する。このように構成して
も、図2に示した検波手段と同様に動作し、同様な効果
が得られることは明らかである。
【0028】なお、第1の検波部4aのダイオード41
aとして、低レベルにおける検波効率の高いショットキ
ーダイオードを使用し、また第2の検波部4bのダイオ
ード41bとして、低レベルにおける検波効率の低いシ
リコンダイオードを用いて構成してもよい。
【0029】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、出
力レベルを検出する第1および第2の検波部を設け、第
1の検波部の検波効率が第2の検波部の検波効率よりも
常に高くなるように設定し、第1および第2の検波電圧
の絶対値の差を演算して検波出力電圧とし、この検波出
力電圧に基づいて出力レベルを制御することにより、低
レベルにおいて第1の検波部が出力レベルを精度よく検
出でき、また、高レベルにおいて、検波出力電圧値が供
給電源電圧値に到達するまでの出力レベル範囲を広くと
れる。更に、温度変動や雑音による影響を相殺できるの
で、簡素な回路構成によって低レベル出力時の安定性を
向上した広いダイナミックレンジの出力レベル制御が実
現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態を示すブロック図である。
【図2】図1に示した検波手段11の一実施例を示す回
路図である。
【図3】検波手段の他の実施例を示す回路図である。
【図4】検波手段の各部の検波電圧を示す図である。
【符号の説明】
1 可変減衰部 11 検波手段 3 分配部 4a,4b 第1,第2の検波部 5 検波電圧合成部 41a,41b ダイオード Bv バイアス Va,Vb 検波電圧 Vc 検波出力電圧 S2 出力信号 S3 分配された信号

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 出力信号のレベルに応じて変化する検波
    出力電圧を生成する検波手段と、前記検波出力電圧に基
    づき前記出力信号のレベルを制御する制御手段とを備え
    る出力レベル制御回路において、前記検波手段が、前記
    出力信号の一部を分岐する分配器と、この分配器によっ
    て分岐された信号をそれぞれ受けてダイオードにより検
    波し第1および第2の検波電圧を出力する第1および第
    2の検波部と、前記第1および第2の検波電圧の絶対値
    の差を前記検波出力電圧として出力する検波電圧合成部
    とを有し、前記第1の検波部の検波効率が前記第2の検
    波部の検波効率よりも常に高くなるように前記第1の検
    波部のダイオードに順方向のバイアスが印加されている
    ことを特徴とする出力レベル制御回路。
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