JPH08125469A - 電力増幅器の出力制御装置 - Google Patents

電力増幅器の出力制御装置

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JPH08125469A
JPH08125469A JP28292494A JP28292494A JPH08125469A JP H08125469 A JPH08125469 A JP H08125469A JP 28292494 A JP28292494 A JP 28292494A JP 28292494 A JP28292494 A JP 28292494A JP H08125469 A JPH08125469 A JP H08125469A
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秀彦 乘松
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 可変利得型の電力増幅器の出力制御の応答性
を改善する一方で、高精度でかつ高安定度の出力制御を
可能にする。 【構成】 出力制御信号１００により利得が可変される
電力増幅器１と、この電力増幅器１の出力電力を検出す
る手段２，３と、この検出出力と外部制御信号１０１と
が入力され、電力増幅器１の利得制御を行う信号処理手
段６と、検出出力と出力制御信号の値が電力増幅器の異
なる出力電力に対応して記憶される記憶部７とを備え
る。信号処理手段６は外部制御信号１０１と検出出力と
に基づいて記憶部７から対応する値の出力制御信号１０
０を読み出し、これに基づいて電力増幅器１の利得制御
を行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は電力増幅器の出力を制御
するための装置に関し、特に外部制御信号による出力制
御の高精度化と安定化を図った出力制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から、電力増幅器の出力を自動制御
するために、いわゆるフィードバック制御方式を用いた
ものが種々提案されている。この方式は、電力増幅器か
ら出力される電力を検出し、この検出電力を基準値と比
較して両者の差を求め、この差が零又は特定値となるよ
うに電力増幅器の利得を制御することで、電力増幅器の
出力を予め設定した一定値に自動制御するというもので
ある。例えば、実開平５−９０１８号公報に記載されて
いるものは、図４に示すように、送信パワー回路４１の
出力の一部を方向性結合器４２で取りだし、これをＡＰ
Ｃ検波回路４３で検波した後、誤差増幅回路４４におい
てＣＰＵ４５からの基準電圧と比較し、得られた誤差に
基づいて制御回路４６が送信パワー回路４１の利得を制
御するというものである。なお、この公報の装置では送
信パワー回路４１における温度補償を行っており、温度
検出回路４７で検出した温度に基づいてＣＰＵ４５にお
いて基準電圧を補正し、これにより温度に伴う出力の変
動を補償している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】このように、従来の電
力増幅器の出力を自動制御する方式では、電力増幅器の
出力に基づくフィードバック制御方式を採用しているた
め、いわゆる閉ループ回路となっている。このため、出
力電力の制御の応答性を高めるべくループゲインを大き
くすると、一般的な理論から明らかなように、ループゲ
インの安定性が劣化され、所定の出力を保持すべきとき
にも出力が安定しなくなるという問題が生じる。また、
現実には閉ループ回路を構成する各部品は周波数特性を
有しており、閉ループゲインが１を越えて位相が反転す
るような周波数においては発振してしまうことがあり、
閉ループゲインを大きくすればこの発振の可能性は更に
高いものとなる。したがって、実際には閉ループゲイン
の増大には限界があり、制御の応答性が低いものになる
という問題がある。
【０００４】また、このような従来の出力を自動制御す
る装置においても外部制御信号に基づく出力制御を可能
にした構成を採用する場合があるが、この場合に、前記
した基準電圧を外部信号に基づいて変化させる方式を採
用すれば、前記した閉ループ回路の問題はそのまま残さ
れることになる。また、電力増幅器の利得を直接外部制
御信号で制御する方式を採用したときには、利得変化の
応答性を改善する上では有利であるが、この場合には電
力増幅器の出力は外部制御信号の精度や安定度の影響を
そのまま受けるため、高精度かつ高安定度の外部制御信
号を得る必要があり、通常このような外部制御信号を得
ることは困難であるため、結果として高精度でかつ安定
した出力制御を行うことが難しいという問題がある。
【０００５】
【発明の目的】本発明の目的は、電力増幅器の出力制御
の応答性を改善する一方で、高精度でかつ高安定度の出
力制御を可能にした電力増幅器の出力制御装置を提供す
ることにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の電力増幅器の出
力制御装置は、出力制御信号により利得が可変される電
力増幅器と、この電力増幅器の出力電力を検出する検出
手段と、この検出手段の検出出力と電力増幅器の出力を
制御するための外部制御信号とが入力されて電力増幅器
に前記出力制御信号を出力する信号処理手段と、前記検
出出力と出力制御信号との値が電力増幅器の異なる出力
電力に対応して記憶される記憶部とを備えており、信号
処理手段は入力される外部制御信号と検出出力とに基づ
いて記憶部から対応する値の出力制御信号を読み出し、
この出力制御信号を電力増幅器に出力するように構成し
たことを特徴とする。
【０００７】ここで、信号処理手段は、ある時間間隔で
入力される検出出力と、記憶部から読み出した検出出力
とを比較し、両者の差が低減される方向に読み出す出力
制御信号を変化させるように構成される。また、この場
合、信号処理手段は、検出出力を比較した結果の差が所
定以上の場合に、その差を複数に分割し、この分割され
た差に基づいて出力制御信号を複数回にわたり段階的に
変化させることが好ましい。
【０００８】また、記憶部は、電力増幅器の異なる出力
電力の値をアドレスとし、各アドレスに各出力電力に対
応する検出出力と出力制御信号とを予め記憶した構成と
される。
【０００９】
【作用】出力制御信号は検出手段及び信号処理手段から
なるループからは独立された記憶部から供給されること
になるため、出力制御の応答性や精度がループのゲイン
に関係することがなくなり、記憶部におけるデータの精
度に応じた高精度な制御が可能となり、出力制御の安定
性を高めることができ、その一方で信号処理手段の動作
速度に応じて出力制御の応答性を高めることが可能とな
る。
【００１０】また、出力電力を外部制御信号に基づいて
制御する場合でも、記憶部からデータを読み出して出力
制御を実行するため、出力電力の制御を高い応答性で実
現でき、かつ外部制御信号をデジタル信号とすればその
精度や安定度に関係なく高精度で高安定の出力電力の制
御が可能となる。
【００１１】
【実施例】次に、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。図１は本発明の一実施例のブロック回路図であ
り、電力増幅器１は入力端ＩＮの入力を電力増幅して出
力端ＯＵＴに出力する。この電力増幅器１は可変利得増
幅器として構成されており、その制御端ＣＯＮＴに入力
される制御信号によってその利得が可変制御され、出力
が変化制御されるように構成されている。前記電力増幅
器１の出力側には抵抗２１と分布定数回路２２とで構成
されるカップラ２が設けられ、このカップラ２により電
力増幅器１の出力の一部が分岐されて取り出される。ま
た、このカップラ２にはダイオード３１とコンデンサ３
２とで構成される検波器３が接続され、カップラ２で取
り出された出力の一部を検波し、出力レベルに応じた直
流電圧として出力される。更に、前記検波器３の出力側
にはＡ／Ｄ変換器４が接続され、検波により得られた直
流電圧がデジタル値として出力される。
【００１２】一方、前記電力増幅器１の制御端ＣＯＮＴ
にはＤ／Ａ変換器５を介してＣＰＵ６が接続されてお
り、Ｄ／Ａ変換器５はＣＰＵ６から出力される出力制御
信号をアナログ値として電力増幅器１に供給し、この出
力制御信号により電力増幅器１の利得を制御するように
構成される。また、前記ＣＰＵ６には前記Ａ／Ｄ変換器
４が接続されてＡ／Ｄ変換器４からのデジタル信号が入
力される。更に、ＣＰＵ６にはＥＥＰＲＯＭで構成され
る記憶部７が接続され、ＣＰＵ６はこの記憶部７に対し
てデータを書き込み、及びデータを読み出すことができ
るように構成される。更に、前記ＣＰＵ６には外部制御
端子ＯＴが接続され、この外部制御端子ＯＴから入力さ
れる外部制御信号に応じて前記出力制御信号が出力され
るように構成される。
【００１３】以上の構成の出力制御装置の動作を説明す
る。先ず、装置の初期設定として、記憶部７には、図２
に示すように、実際に電力増幅器１から出力される出力
電力の値と、その時にＡ／Ｄ変換器４からＣＰＵ６に入
力される検出出力の値と、その時にＣＰＵ６からＤ／Ａ
変換器５に出力される出力制御信号１００の値とを、前
記出力電力値をアドレスとし、検出出力値と出力制御信
号値とをデータとして記憶しておく。この記憶に際して
は、ＣＰＵ６から出力する出力制御信号１００を所定の
プログラムに基づいて変化させ、そのときの電力増幅器
１の出力を測定して出力電力値を求め、かつ同時にその
時のＡ／Ｄ変換器４からの検出出力を求め、これらの値
を一括して記憶部７に記憶させることで可能である。
【００１４】しかる上で、実際の電力増幅器１の動作に
おいては、ＣＰＵ６の外部制御端子ＯＴに制御しようと
する電力増幅器１の出力に対応した外部制御信号１０１
を入力する。すると、ＣＰＵ６は、この制御しようとす
る出力電力値が記憶されている記憶部７のアドレスか
ら、そのアドレスに記憶されている出力制御信号と検出
出力の各値を読み出し、その読み出した値のうちの出力
制御信号１００をＤ／Ａ変換器５に出力する。これによ
り、電力増幅器１の制御端ＣＯＮＴにはＣＰＵ６から出
力された出力制御信号１００がＤ／Ａ変換器５によって
アナログ信号として入力され、電力増幅器１はこの出力
制御信号１００の値に基づいて利得が制御され、出力端
ＯＵＴに増幅信号を出力する。
【００１５】そして、この電力増幅器１の出力は予め設
定されたモニタタイミング時においてカップラ２、検波
器３により直流電圧として検出され、Ａ／Ｄ変換器４に
よりデジタル化された検出出力としてＣＰＵ６に入力さ
れる。ＣＰＵ６では、この検出出力と、先に記憶部７か
ら読み出した検出出力とを比較する。このとき、比較し
た両者の値が等しいときには先の出力制御信号１００の
値を変化させることなく、そのままの状態を継続するこ
とで、電力増幅器１からは所望の電力が継続して出力さ
れることになる。
【００１６】一方、先に読み出した検出出力の値と、実
際にＡ／Ｄ変換器４から入力される検出出力の値とが相
違する場合には、電力増幅器１からは所望の電力が出力
されていないと判断されるため、Ｄ／Ａ変換器５に出力
する出力制御信号１００の値を変化させる。そのアルゴ
リズムは、例えば、先に読み出したアドレスに対し、そ
の前後数個のアドレスに記憶されている各検出出力の値
を読み出し、この読み出した検出出力の値の中から実際
に入力されている検出出力の値に最も近い検出出力値を
有するアドレスを選択し、このアドレスの出力制御信号
をＤ／Ａ変換器５に出力する。これにより、電力増幅器
１の利得が変化され、その出力電力を検出した検出出力
の値は最初に読み出したアドレスの検出出力の値に一層
近いものとなる。
【００１７】この場合、先に読み出した検出出力の値
と、実際の検出出力の値との差が大きい場合には、Ｄ／
Ａ変換器５に大きな変化量の制御信号を与えることにな
るが、この際に電力増幅器１の出力が急激に大きく変化
されるおそれがある。この場合には、差をある値で割
り、その商の値だけアドレスを前後させてそのアドレス
の出力制御信号を読み出してＤ／Ａ変換器５に出力させ
るようにし、更にこの場合余りがある場合には更に１つ
だけアドレスを前後させてその出力制御信号を読み出し
てＤ／Ａ変換器５に出力させるようにしてもよい。これ
により、電力増幅器１の出力が急激に変化されることが
防止できる。
【００１８】図３はこのように差が大きな場合におい
て、ＣＰＵ６がＡ／Ｄ変換器４からの検出出力を入力
（モニタ）し、出力制御信号をＤ／Ａ変換器５に出力す
るタイミングを示す図である。モニタタイミングの矢印
の時点でＣＰＵ６がＡ／Ｄ変換器４からの検出出力を入
力し、その時のＡ／Ｄ変換器４から入力される検出出力
の値がＤ０のとき、ＣＰＵ６はＤ／Ａ変換器５に制御信
号の値Ａ０を出力する。これにより、次のモニタタイミ
ングでは、検出出力の値はＤ１となり、その際の制御信
号の値はＡ１となる。以下、これを繰り返しながら所望
の出力電力に制御することが可能とされる。
【００１９】したがって、この出力制御装置では、予め
記憶部７に記憶したデータに基づいて電力増幅器１の利
得を制御するため、電力増幅器１に対してカップラ２、
検波器３、Ａ／Ｄ変換器４、ＣＰＵ６、Ｄ／Ａ変換器５
で構成されるループによる出力制御が行われる場合で
も、出力制御に用いられる出力制御信号はこのループか
らは独立された記憶部７から供給されることになるた
め、出力制御の応答性や精度がループのゲインに関係す
ることがなくなり、あくまでも記憶部７におけるデータ
の精度に応じた高精度な制御が可能となる。また、これ
により出力電力の制御の安定性を高めることができ、そ
の一方でＣＰＵ６におけるモニタタイミングの周期を短
くすることでその応答性を高めることが可能となる。
【００２０】また、出力電力を外部制御信号に基づいて
制御する場合でも、この外部制御信号に基づいて記憶部
７からデータを読み出して出力制御を実行するため、出
力電力の制御を高い応答性で実現でき、かつ外部制御信
号をデジタル信号とすればその精度や安定度に関係なく
高精度で高安定の出力電力の制御が可能となる。
【００２１】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、電力増幅
器の出力電力を制御するための出力制御信号を出力する
信号処理手段が、外部制御信号と電力増幅器の出力電力
の検出出力とに基づいて記憶部から対応する値の出力制
御信号を読み出し、この出力制御信号に基づいて電力増
幅器の出力電力を制御するように構成しているので、出
力制御信号は出力電力の検出手段や信号処理手段を含む
ループからは独立された記憶部から供給されることにな
るため、出力制御の応答性や精度がループのゲインに関
係することがなくなり、記憶部におけるデータの精度に
応じた高精度な制御が可能となり、出力制御の安定性を
高めることができ、その一方で信号処理手段の動作速度
に応じて出力制御の応答性を高めることが可能となる。
【００２２】また、本発明では、信号処理手段を、ある
時間間隔で入力される検出出力と、記憶部から読み出し
た検出出力とを比較し、両者の差が低減される方向に読
み出す出力制御信号を変化させるように構成すること
で、電力増幅器の出力電力を外部制御信号に応じた適切
な電力に自動的に制御することができる。
【００２３】更に、本発明では、信号処理手段を、検出
出力を比較した結果の差が所定以上の場合に、その差を
複数に分割し、この分割された差に基づいて出力制御信
号を複数回にわたり段階的に変化させるように構成する
ことで、電力増幅器における急激な出力電力の変動を防
止することができる。
【００２４】また、記憶部は、電力増幅器の異なる出力
電力の値をアドレスとし、各アドレスに各出力電力に対
応する検出出力と出力制御信号とを予め記憶した構成と
することにより、所望する出力電力に対応した出力制御
信号を直ちに得て電力増幅器の利得を迅速に、しかも高
精度でかつ高安定度に制御することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例のブロック回路図である。
【図２】記憶部に記憶されるデータのフォーマット例を
示す図である。
【図３】ＣＰＵにおけるモニタ動作のタイミングを説明
するための図である。
【図４】従来の出力制御装置の一例のブロック回路図で
ある。
【符号の説明】
１ 電力増幅器 ２ カップラ ３ 検波器 ４ Ａ／Ｄ変換器 ５ Ｄ／Ａ変換器 ６ ＣＰＵ ７ 記憶部（ＥＥＰＲＯＭ）

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 出力制御信号により利得が可変される電
    力増幅器と、この電力増幅器の出力電力を検出する検出
    手段と、この検出手段の検出出力と前記電力増幅器の出
    力を制御するための外部制御信号とが入力されて前記電
    力増幅器に前記出力制御信号を出力する信号処理手段
    と、前記検出出力と前記出力制御信号との値が前記電力
    増幅器の異なる出力電力に対応して記憶される記憶部と
    を備え、前記信号処理手段は入力される前記外部制御信
    号と前記検出出力とに基づいて前記記憶部から対応する
    値の出力制御信号を読み出し、これを前記電力増幅器に
    出力して電力増幅器の利得制御を行うように構成したこ
    とを特徴とする電力増幅器の出力制御装置。
  2. 【請求項２】 信号処理手段は、ある時間間隔で入力さ
    れる検出出力と、記憶部から読み出した検出出力とを比
    較し、両者の差が低減される方向に読み出す出力制御信
    号を変化させる請求項１の電力増幅器の出力制御装置。
  3. 【請求項３】 信号処理手段は、検出出力を比較した結
    果の差が所定以上の場合に、その差を複数に分割し、こ
    の分割された差に基づいて出力制御信号を複数回にわた
    り段階的に変化させる請求項２の電力増幅器の出力制御
    装置。
  4. 【請求項４】 記憶部は、電力増幅器の異なる出力電力
    の値をアドレスとし、各アドレスに各出力電力に対応す
    る検出出力と出力制御信号とを予め記憶してなる請求項
    １ないし３のいずれかの電力増幅器の出力制御装置。
  5. 【請求項５】 デジタルの出力制御信号をアナログ信号
    に変換するＤ／Ａ変換器と、このＤ／Ａ変換器からの出
    力制御信号により利得が可変される電力増幅器と、この
    電力増幅器の出力電力を分岐検出するカップラと、この
    カップラの検出出力を検波して直流電圧を得る検波器
    と、この検波器の出力をデジタル値に変換するＡ／Ｄ変
    換器と、このＡ／Ｄ変換器からの検出出力と前記電力増
    幅器の出力を制御するための外部制御信号とが入力され
    て前記Ｄ／Ａ変換器に前記デジタル出力制御信号を出力
    するＣＰＵと、前記検出出力と前記デジタル出力制御信
    号との値が前記電力増幅器の異なる出力電力に対応して
    記憶されるＲＯＭとを備え、前記ＣＰＵは入力される前
    記外部制御信号と前記Ａ／Ｄ変換器からの検出出力とに
    基づいて前記ＲＯＭから対応する値のデジタル出力制御
    信号を読み出し、この出力制御信号を前記Ｄ／Ａ変換器
    に出力するように構成したことを特徴とする電力増幅器
    の出力制御装置。
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