(57)【要約】【課題】安価で送信の立ち上がりが高速で、かつ広帯域にわたり出力偏差の少ない増幅装置を実現する。【解決手段】増幅装置の立ち上がり時に温度を検出し、送信周波数と検出した温度に対応する制御値がＲＯＭ等のメモリに記憶されていればその制御値に基づいて可変ＡＴＴの減衰量を設定し、検出した温度と送信周波数に対応する制御値がメモリに記憶されていなければ所定の制御値を初期値として可変減衰器の減衰量を設定し、送信出力が所定の出力レベルに安定したときの制御値を送信周波数と温度に対応付けてメモリに書き込む。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信出力に応じて可変減衰器の減衰量を調整する増幅装置において、
前記減衰量を設定するための制御値を送信周波数と温度に対応付けて記憶するメモリと、
温度を検出する温度検出部と、
を備え、
前記増幅装置の立ち上がり時に前記温度を検出し、送信周波数と検出した温度に対応する制御値が前記メモリに記憶されていればその制御値によって前記可変減衰器の減衰量を設定し、
検出した温度と送信周波数に対応する制御値が前記メモリに記憶されていなければ所定の制御値を初期値として前記可変減衰器に出力し、送信出力が所定の出力に安定したときの制御値を送信周波数と前記温度に対応付けて前記メモリに書き込む
ことを特徴とする増幅装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、増幅装置に関し、特にＡＧＣ（ Automatic Gain Control ）制御を行う増幅装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１に従来の増幅回路の系統図を示す。図１は、従来のＡＧＣ（ Automatic Gain Control ）制御を行う増幅装置の基本的な構成を示すブロック図である。１００は増幅装置、１０１は入力信号レベルを減衰する可変ＡＴＴ（ Attenuator ：アッテネータ）、１０２は前置増幅器（ Pre-Amplifier：Pre AMP ）、１０３は主増幅器（ Main Amplifier：AMP ）、１０４は検波器、１０５は変換回路、１５０は、ＲＦ（ Radio Frequency ）信号を発生し増幅装置１００に入力する信号発生器である。
増幅装置では、出力信号レベルを一定に保つために、ＡＧＣ制御を行うのが一般的である。ＡＧＣ制御では、出力信号を検波し、検波した電圧値に応じて可変ＡＴＴを制御する。即ち増幅装置の出力信号レベルが規定値より大きい場合は、可変ＡＴＴの減衰量を増やし、小さい場合は減衰量を減らす（例えば、特許文献１参照。）。
以下、図１によって、従来のＡＧＣ制御を行う増幅装置の動作を説明する。
【０００３】
図１において、信号発生器１５０は、入力される周波数情報に応じて、その周波数のＲＦ信号を増幅装置１００の可変ＡＴＴ１０１に出力する。
可変ＡＴＴ１０１は、入力された信号のレベルを設定された減衰量分減衰して前置増幅器１０２に出力する。前置増幅器１０２は、入力された信号のレベルを所定の値に増幅して主増幅器１０３に出力する。主増幅器１０３は、入力された信号のレベルを所定の値に増幅して検波器１０４を介して外部に出力信号として出力する。
検波器１０４は、入力された信号を外部に出力すると共に、入力された信号を検波し、検波値に応じた電圧値に変換して変換回路１０５に出力する。変換回路１０５は、入力された電圧値に対応して予め定められた減衰量になるような制御電圧を可変ＡＴＴ１０１に出力する。可変ＡＴＴ１０１は、その制御に応じて定められた減衰量で、入力されたＲＦ信号のレベルを減衰させ、前置増幅器１０２に出力する。
【０００４】
ＡＧＣ制御で重要なパラメータとして、ループゲインと時定数がある。このパラメータを適切に選択することにより、ＡＧＣを使用した増幅装置の周波数特性と温度特性を補正し、出力を一定に保つことができる。
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−２８９２７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上述の方式では、装置の立ち上がり時に送信出力が収束するまでに時間がかかる上、更に、方式上、送信立上がり時に出力のオーバーシュートが発生するという欠点がある。
上記の欠点を補うために、例えば図２に示すように、各周波数と温度に対して、出力レベルが規定の値になる可変ＡＴＴの減衰量を予め測定しておき、測定して得たデータを周波数と温度毎に、ＲＯＭ（ Read Only Memory ）に書き込み、所望の周波数と温度が選択された場合に、ＦＰＧＡ（ Field Programmable Gate Array ）を介してＲＯＭから該当するデータを読み込み、瞬時に可変ＡＴＴを調整する方法がある。
【０００７】
図２は、ＡＧＣ（ Automatic Gain Control ）制御を行う増幅装置の基本的な構成を示すブロック図である。なお、図１を含め、以降の各図の説明において、共通な機能を有する構成要素には同一の参照番号を付し説明を省略する。２００は増幅装置、２０１は増幅装置２００の温度センサ、２０２は増幅装置２００のＦＰＧＡ、２０３は増幅装置２００のＲＯＭ、２０４は増幅装置２００のＤＡ（ Digital to Analog ）コンバータである。
【０００８】
図２において、増幅装置２００のＦＰＧＡ２０２には、予め、各周波数と温度に対して、出力レベルが一定になる可変ＡＴＴ１０１の減衰量を予め測定している。この可変ＡＴＴ１０１の減衰量と関連付けられた周波数と温度の情報は、予め、増幅装置のＲＯＭ２０３に書き込まれる。
その後、増幅装置２００の動作時には、信号発生器１５０から出力されるＲＦ信号の周波数情報を、信号発生器１５０と共に増幅装置２００のＦＰＧＡ２０２にも入力し、かつ温度センサ２０１の検出した温度の情報がＦＰＧＡ２０２に入力される。
ＦＰＧＡ２０２は、入力された周波数情報と温度情報をＲＯＭ２０３に出力し、その周波数と温度と関連付けられた制御電圧をＤＡコンバータ２０４に出力させるように、ＲＯＭ２０３を制御する。
ＲＯＭ２０３は、対応する制御電圧をＤＡコンバータ２０４に出力する。ＤＡコンバータ２０４は、入力された制御電圧をアナログ値に変換して可変ＡＴＴ１０１に出力する。可変ＡＴＴ１０１は、入力された制御電圧に対応する減衰量に設定され、信号発生器１５０から入力されたＲＦ信号を減衰して前置増幅器１０２に出力する。前置増幅器１０２は、入力された信号のレベルを所定の値に増幅して主増幅器１０３に出力する。主増幅器１０３は、入力された信号のレベルを所定の値に増幅して外部に出力信号として出力する。
【０００９】
しかし、上述したようなＲＯＭを使用して出力を一定に設定する方法は、製品出荷前に全ての温度と周波数に対して取得する必要があり、時間とコストがかかるという欠点があった。
本発明は、上記のような問題に鑑み、安価で送信の立ち上がりが高速で、かつ広帯域にわたり出力偏差の少ない増幅装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の目的を達成するために、本発明の増幅装置は、送信出力に応じて可変減衰器の減衰量を調整する増幅装置において、前記減衰量を設定するための制御値を送信周波数と温度に対応付けて記憶するメモリと、温度を検出する温度検出部と、を備え、前記増幅装置の立ち上がり時に前記温度を検出し、送信周波数と検出した温度に対応する制御値が前記メモリに記憶されていればその制御値によって前記可変減衰器の減衰量を設定し、検出した温度と送信周波数に対応する制御値が前記メモリに記憶されていなければ所定の制御値を初期値として前記可変減衰器に出力し、送信出力が所定の出力に安定したときの制御値を送信周波数と前記温度に対応付けて前記メモリに書き込むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、安価で送信の立ち上がりが高速で、かつ広帯域にわたり出力偏差の少ない増幅装置を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明は、増幅装置の立ち上がり時に温度を検出し、送信周波数と検出した温度に対応する制御値がメモリに記憶されていればその制御値に基づいて可変ＡＴＴの減衰量を設定し、検出した温度と送信周波数に対応する制御値がメモリに記憶されていなければ所定の制御値を初期値として可変減衰器の減衰量を設定し、送信出力が所定の出力レベルに安定したときの制御値を送信周波数と温度に対応付けてメモリに書き込む増幅装置である。
【００１３】
まず、図３を参照して、本発明の増幅装置が、周波数と温度に対応して可変ＡＴＴを減衰させる減衰量を定める制御値のデータを取得してメモリ（書き込み可能な不揮発性メモリ）に書き込む方法の一実施例を説明する。
図３は、基本的には、図２で示した増幅装置２００のＡＧＣ（ Automatic Gain Control ）制御を、外部に接続した測定器で実現するものである。２００′は増幅装置、１５０′は信号発生器、２０３’は書き込み可能な不揮発性のメモリ、３５１はＡＴＴ（ Attenuator ：アッテネータ）、３５２はスイッチ、３５３はパワーメータ、３５４は自動測定用の制御器である。
データの取得を行う前に、制御器３５４は、スイッチ３５２を自動測定用の制御器３５４側に切替える。即ち、スイッチ３５２は、制御器３５４から出力されるＡＴＴ制御デジタルデータがＤＡコンバータ２０４に出力されるような接続状態となる（初期設定）。
【００１４】
その後、制御器３５４は、以下のように処理を実行する。
まず、自動測定用の制御器３５４は、制御信号として所定のＡＴＴ制御デジタルデータをＤＡコンバータ２０４に出力する。ＤＡコンバータ２０４は、入力されたＡＴＴ制御デジタルデータに応じた制御電圧（制御値）を可変ＡＴＴ１０１に出力し、可変ＡＴＴ１０１は入力された制御電圧に対応する減衰量に設定される。
その後、制御器３５４は、信号発生器１５０′に上記所定のＡＴＴ制御デジタルデータに対応する所定の周波数情報を出力し、信号発生器１５０′は、その周波数でかつ規定レベルのＲＦ信号を発生して可変ＡＴＴ１０１に出力する。
入力されたＲＦ信号は、可変ＡＴＴ１０１から順次、前置増幅器１０２、及び主増幅器１０３を通って増幅され、増幅装置２００′からＡＴＴ３５１に出力される。
ＡＴＴ３５１は、所定の減衰量を備えた固定の減衰器（ＡＴＴ）であり、入力された出力信号を所定の信号レベル（パワーメータ３５３が測定可能な信号レベル）に減衰してパワーメータ３５３に出力する。
パワーメータは、ＡＴＴ３５３から入力された信号の電力値等の出力レベルを測定し、送信出力情報として制御器３５４に出力する。
制御器３５４は、入力された送信出力情報の出力レベルと規定の出力レベルを比較し（ステップＳ３６）、増幅装置２００′の出力レベルが規定の出力レベルより小さい場合には、可変ＡＴＴ１０１の減衰量を小さくするようにＡＴＴ制御データ（制御値）を調整する（ステップＳ３７）。また、増幅装置２００′の出力レベルが規定の出力レベルより大きい場合には、可変ＡＴＴ１０１の減衰量を大きくするようにＡＴＴ制御データ（制御値）を調整する。
上記のシーケンスを、入力されるＲＦ信号の周波数と温度を変え、繰り返し、実行しＡＴＴ制御データ（制御値）を取得する。
必要な全ての周波数と温度の組み合わせで、データの取得が完了した後、取得したデータをメモリ２０３’に書き込む。
【００１５】
データ取得後、制御器３５４は、スイッチ３５２を自動測定用の制御器３５４側からメモリ２０３’側に切替える。即ち、スイッチ３５２は、メモリ２０３’から出力されるデータがＤＡコンバータ２０４に出力されるような接続状態となる。
即ち、通常の運用時には、スイッチ３５２をメモリ２０３’側に切替え、所望の周波数情報と温度情報とをＦＰＧＡ２０２からデコードしてメモリ２０３’のアドレスに変換してメモリ２０３’が制御値データを呼び出し、呼び出した制御電圧を可変ＡＴＴ１０１に出力する。これによって可変ＡＴＴ１０１は、所定の減衰量となるように制御される。
なお、周波数及び温度は、離散化した値を用いる。例えば、増幅装置の帯域幅２０［ＭＨｚ］で中心周波数が３００［ＭＨｚ］であれば、２９０［ＭＨｚ］とは２８９．５〜２９０．４［ＭＨｚ］、２９１［ＭＨｚ］とは２９０．５〜２９１．４［ＭＨｚ］、２９２［ＭＨｚ］とは２９１．５〜２９２．４［ＭＨｚ］、等とする。また、例えば、増幅装置の動作保証温度が０［℃］〜４０［℃］であれば、０［℃］とは、−０．５［℃］〜０．４［℃］、１［℃］とは、０．５［℃］〜１．４［℃］、２［℃］とは、１．５［℃］〜２．４［℃］、等とする。
【００１６】
以上がＲＯＭを使用して出力を一定に設定する方法であるが、これには製品出荷前にすべての温度と周波数に対して取得する必要があり、時間とコストがかかるという欠点があった。
本発明は、図３の方式では書き込み可能な不揮発性のメモリに書き込むためのデータ取得に時間とコストがかかるため、更に改善し、安価で送信の立ち上がりが高速で、かつ広帯域にわたり出力偏差の少ない増幅装置を提供する。
【００１７】
以下、本発明の増幅装置の一実施例を図４によって説明する。４００は本発明の増幅装置、４０２はＦＰＧＡ（ Field Programmable Gate Array ）、４０３は書き込み可能な不揮発性のメモリ、４５２はスイッチ、４５３はＡＤ（ Analog to Digital ）コンバータである。
順を追って、その動作を説明する。
まず、図４において、ＦＰＧＡ４０２は、信号発生器１５０′に入力される周波数情報と温度センサ２０１が検出した温度情報を取得して、メモリ４０３内のデータを参照し、取得した周波数と温度の制御データが格納されているか否かを判定する。もし、データがあれば、メモリ４０３の出力データがＤＡコンバータ２０４に出力されるようにスイッチ４５２を切替え、当該アドレスを指定してそのＡＴＴ制御デジタルデータを、スイッチ４５２を介してＤＡコンバータ２０４に出力するように制御する。メモリ４０３は指定された制御値データ（ＡＴＴ制御デジタルデータ）を出力する。ＤＡコンバータ２０４は、入力されたＡＴＴ制御デジタルデータに対応する制御電圧を可変ＡＴＴ１０１に出力する。これによって、増幅装置４００は、所定のレベルの信号（規定レベル信号）を出力することができる。
【００１８】
また、図４において、ＦＰＧＡ４０２は、取得した周波数と温度の制御データがメモリ４０３に格納されていないと判定した場合には、初めに自動測定／通常運用／選択用のスイッチ４５２をＦＰＧＡ４０２側に選択しておき、可変ＡＴＴ１０１の減衰量を大きく設定した状態（例えば、最大の減衰量に設定する）で信号発生器１５０′からＲＦ信号を入力する。即ち、ＤＡコンバータ２０４には、ＦＰＧＡ４０２から出力されるＡＴＴ制御デジタルデータが入力されるような設定である。また、このとき、ＲＦ信号の周波数情報が信号発生器１５０′とＦＰＧＡ４０２に与えられ、温度センサ２０１が検出した増幅装置４００の温度情報がＦＰＧＡ４０２に与えられる。信号発生器１５０′はこの与えられた周波数情報の周波数の信号を発生して出力する。
【００１９】
上述のスイッチ４５２の状態において、信号発生器１５０′から入力されたＲＦ信号は、増幅装置４００の可変ＡＴＴ１０１に入力される。可変ＡＴＴ１０１は、入力されたＲＦ信号を設定された減衰量分の減衰をして前置増幅器１０２に出力する。前置増幅器１０２は、入力された信号のレベルを所定の値に増幅して主増幅器１０３に出力する。主増幅器１０３は、入力された信号のレベルを所定の値に増幅して検波器１０４を介して外部に出力信号として出力する。
検波器１０４は、入力された信号を外部に出力すると共に、検波して、検波値に応じた電圧値に変換してＡＤコンバータ４５３に出力する。ＡＤコンバータ４５３は、入力された電圧値をデジタルデータ（送信出力デジタルデータ）に変換して、ＦＰＧＡ４０２に出力する。
ＦＰＧＡ４０２は、入力された送信出力デジタルデータと規定の出力値とを比較する。そしてＦＰＧＡ４０２は、入力された送信出力デジタルデータが規定の出力値より小さい場合には可変ＡＴＴ１０１の減衰量を小さくして、再度送信出力のデジタルデータを取得する。
この動作は、図１で説明した増幅装置の動作と同じである。
上記動作を繰り返し、送信出力のデジタルデータが規定の出力値と同じ値に達した時点で、ＦＰＧＡ４０２は、その時点のＡＴＴ制御デジタルデータを、その時点の温度と周波数に応じたメモリ４０３のアドレスに書き込む。
【００２０】
この動作では、規定の出力値になるデジタルデータを取得するのに時間がかかり、立ち上がりを高速にすることは困難である。しかし、２回目以降に同じ温度と周波数が選択された場合には、スイッチ４５２をメモリ４０３側に選択し、データをメモリ４０３から呼び出すことで、増幅装置４００を高速に立上げることができる。
これにより、２回目以降に選択された瞬時に規定の出力を得ることができる。
本方式により、１回目の送信立ち上がり時間を犠牲にすることにより、安価で送信の立ち上がりが高速で、かつ広帯域にわたり出力偏差の少ない増幅回路を提供することができる。
【００２１】
図４の実施例を、更に図５と図６を用いて説明する。図５と図６は、本発明の増幅装置の動作の一実施例を説明するためのフローチャートである。
まず、図５において、ステップＳ５０１では、ＦＰＧＡ４０２は、信号発生器１５０′に入力される周波数情報を取得する。次に、ＦＰＧＡ４０２は、ステップＳ５０２において、温度センサ２０１が検出した温度情報を取得する。
そして、ステップＳ５０３では、メモリ４０３内のデータを参照し、取得した周波数と温度の制御データが格納されているか否かを判定する。データが格納されていればステップＳ５０４の処理に移行し、格納されていなければ、ステップＳ５０５の処理に移行する。
ステップＳ５０４では、メモリ４０３に格納されていたデータをＤＡコンバータ２０４に読み出し、ＤＡコンバータ２０４から対応する制御電圧を可変ＡＴＴ１０１に出力する。
次にステップＳ５０７では、可変ＡＴＴ１０１は入力された制御電圧に基づいて減衰量を設定することで、可変ＡＴＴの制御値を調整する。
そしてステップＳ５０８で、増幅装置４００は、信号発生器１５０′から入力される信号を所定の値（規定のレベル）の信号に増幅して出力する。
【００２２】
ステップＳ５０５の処理を、図６によって説明する。
ステップＳ５０５の処理に移行すると、ステップＳ６０１では、可変ＡＴＴ１０１の減衰量を最大値に設定する。
ステップＳ６０２では、信号発生器１５０′からのＲＦ信号を入力し、図１で説明した動作で、可変ＡＴＴ１０１、前置増幅器１０２、主増幅器１０３を介して増幅した信号を出力する。
ステップＳ６０３では、検波器１０４が出力信号のレベルを測定し、測定したデータをＡＤコンバータ４５３を介してＦＰＧＡ４０２に出力する。
ＦＰＧＡ４０２は、入力されたデータと、予め登録され図示しない内蔵のメモリに記録された規定値（規定のレベル）と比較し、規定値より大きいか小さいか若しくは同じであるかを判定する。規定と同じであればステップＳ５０５の処理を終了し、図５のステップＳ５０６の処理に移行し、小さければステップＳ６０５の処理に移行し、大きければステップＳ６０６の処理に移行する。
ステップＳ６０５では、可変ＡＴＴ１０１の減衰量を１段階減らしステップＳ６０２から処理を繰り返す。
ステップＳ６０６では、可変ＡＴＴ１０１の減衰量を１段階増やしステップＳ６０２から処理を繰り返す。
【００２３】
上記実施例によれば、安価で送信の立ち上がり時間が早く、かつ広帯域にわたり出力偏差の少ない増幅回路を提供することができる。
即ち、広帯域の増幅装置であっても、一度だけ周波数と温度のデータを取得するときだけ時間がかかるが、その後は、送信の立ち上がりが高速で、かつ広帯域にわたり出力偏差の少ない増幅回路を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】従来のＡＧＣ制御を行う増幅装置の基本的な構成を示すブロック図。
【図２】従来のＡＧＣ制御を行う増幅装置の基本的な構成を示すブロック図。
【図３】ＡＧＣ制御を行う増幅装置の補正データの取得方法を説明するための図。
【図４】本発明の増幅装置の一実施例を説明するための図。
【図５】本発明の増幅装置の一実施例の動作を説明するためのフローチャート。
【図６】本発明の増幅装置の一実施例の動作を説明するためのフローチャート。
【符号の説明】
【００２５】
１００：増幅装置、  １０１：可変ＡＴＴ、  １０２：前置増幅器（Pre AMP）、  １０３：主増幅器（Main AMP）、  １０４：検波器、  １０５：変換回路、  １５０、１５０′：信号発生器、  ２００、２００′：増幅装置、  ２０１：温度センサ、  ２０２：ＦＰＧＡ、  ２０３：ＲＯＭ、  ２０３’：メモリ、  ２０４：ＤＡコンバータ、  ３５１：ＡＴＴ、  ３５２：スイッチ、  ３５３：パワーメータ、  ３５４：制御器、  ４００：増幅装置、  ４０２：ＦＰＧＡ、  ４０３：メモリ、  ４５２：スイッチ、  ４５３：ＡＤコンバータ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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