(57)【要約】【課題】継続して運用できる信頼性の高いデジタル振幅変調装置を提供すること。【解決手段】本実施形態に係るデジタル振幅変調装置１００は、複数の電源ユニット１４１〜１４ｎと、電源ユニット１４１〜１４ｎから供給される電力により動作する複数の電力増幅器１２１〜１２ｎと、被変調信号の電圧振幅に応じて複数の電力増幅器１２１〜１２ｎをオン／オフ制御する制御部１１と、電力増幅器１２１〜１２ｎの出力を合成する合成部１３とを具備し、制御部１１は、電源ユニット１４１〜１４ｎ又は電力増幅器１２１〜１２ｎの故障が有る場合に、該当する電力増幅器を除いて電力増幅器のオン／オフ制御を行う。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の電源ユニットと、
前記電源ユニットから供給される電力により動作する複数の電力増幅器と、
被変調信号の電圧振幅に応じて前記複数の電力増幅器をオン／オフ制御する制御部と、
前記電力増幅器の出力を合成する合成部と
を具備し、
前記制御部は、前記電源ユニット又は前記電力増幅器の故障が有る場合に、該当する電力増幅器を除いて前記電力増幅器のオン／オフ制御を行うことを特徴とするデジタル振幅変調装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記電力増幅器の動作履歴に基づいて一様にオン／オフ制御を行うことをさらに特徴とする請求項１に記載のデジタル振幅変調装置。
【請求項３】
前記制御部は、複数のテーブルを一定時間毎に遷移させることでオン／オフ制御を行うことをさらに特徴とする請求項１に記載のデジタル振幅変調装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記電源ユニットに接続される前記電力増幅器の数に基づいてオン／オフ制御を行うことをさらに特徴とする請求項１に記載のデジタル振幅変調装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、例えば中波放送用送信機に用いられるデジタル振幅変調装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば中波放送においては、複数の電力増幅器を有し、被変調信号の電圧振幅レベルに応じて複数の電力増幅器をオン／オフ制御することで増幅されたキャリア信号が出力される電力増幅器の台数を変更し、オン状態の電力増幅器の各出力信号を合成することでＡＭ波（振幅変調波：Amplitude Modulation Wave）を生成するデジタル振幅変調装置が利用されている。
【０００３】
信頼性向上のため複数の電源ユニットを有し、少なくとも１個の電源が故障した時にこれを切り離し、残りの電源から電力を供給することを特徴とするデジタル振幅変調装置が提案されている（例えば、特許文献１を参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特公昭６１−２３６９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記の技術は残りの電源から電力を供給するために、スイッチを切り替える必要があり回路規模が増大するといった課題を有していた。また、特定の電力増幅器が常に動作を続けるため、発熱が一極に集中する、動作時間が他に比べ増大する、故障時に出力電力が低下するといった問題を有している。
【０００６】
本実施形態の目的は、継続して運用できる信頼性の高いデジタル振幅変調装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本実施形態に係るデジタル振幅変調装置は、複数の電源ユニットと、前記電源ユニットから供給される電力により動作する複数の電力増幅器と、被変調信号の電圧振幅に応じて前記複数の電力増幅器をオン／オフ制御する制御部と、前記電力増幅器の出力を合成する合成部とを具備し、前記制御部は、前記電源ユニット又は前記電力増幅器の故障が有る場合に、該当する電力増幅器を除いて前記電力増幅器のオン／オフ制御を行うものである。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本実施形態に係るデジタル振幅変調装置の構成を示すブロック図。
【図２】本実施形態に係るデジタル振幅変調装置の動作を示すフローチャート。
【図３】オン／オフ制御アドレスを更新するためのテーブルの一例を示す図。
【図４】テーブル作成のためのアルゴリズムを説明するための図。
【図５】オン／オフ制御アドレスを更新するための複数のテーブル例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照しながら本実施形態に係るデジタル振幅変調装置を説明する。
【００１０】
図１は、本実施形態に係るデジタル振幅変調装置１００の構成を示すブロック図である。デジタル振幅変調装置１００に入力されるキャリア信号は、スイッチング電力増幅部１２のｎ個（nは任意の自然数）の電力増幅器（ＰＡ：Power Amplifier）１２１〜１２nに分配されて供給される。各電力増幅器１２１〜１２nの電源電圧は各々に対応する各電源（ＰＳ：Power Supply）ユニット１４１〜１４ｎから供給される。
【００１１】
なお、各電力増幅器と各電源ユニットの関係は1対1である必要はなく、１対複数、複数対１の関係としてもよい。この関係により、電力増幅器と電源ユニットの配置を、例えば交互に構成することや、１つの電源ユニットと複数の電力増幅器のグループを複数配置する方法などが実現できる。また、１つの電力増幅器グループ内に複数の電力増幅器を実現することで回路のフロアプランの自由度を向上させたり、例えば３つの電力増幅器を実現する電力増幅器グループと４つの電力増幅器を実現する電力増幅器グループを混在させたりすることが可能となる。そのため、電源ユニットに均一性は必要でなく、大きさや電力容量の異なる電源ユニットを混在させることが可能となる。例えば、１２個のＰＡと３個の電源ユニットの場合、それぞれの電源ユニットが６個、２個、４個のＰＡに電力を供給する構成が考えられる。
【００１２】
各電力増幅器１２１〜１２ｎは制御部１１によるオン／オフ制御もしくはキャリア信号の位相差に応じてオン＝駆動状態、オフ＝停止状態となり、オン状態で増幅されたキャリア信号を出力する。オン状態の電力増幅器から出力されるキャリア信号は合成部１３で合成され、出力端から出力される。通常、この後に図示しないフィルタ部や整合部などが付加され、送信アンテナからＡＭ波が送信される。なお、フィルタ部はスイッチング電力増幅部１２と合成部１３との間に存在しても問題はない。
【００１３】
一方、デジタル振幅変調装置１００に入力される音声信号（被変調信号）は、制御部１１に入力される。制御部１１は、入力された音声信号の電圧振幅に応じて電力増幅器１２１〜１２nをオン状態とする台数（以下、「オンＰＡ台数」と称する）を算出する。オンＰＡ台数の算出処理においては、電源電圧の変動や入力電圧と出力電圧の非線形性を補償するために専用のテーブルや多項式などを用いて算出する。制御部１１は、算出したオンＰＡ台数と後述するオン／オフ制御アドレスとに基づいて、電力増幅器１２１〜１２nをオン／オフ制御する。
【００１４】
次に、図２を用いて電力増幅器のオン／オフ制御処理の流れについて説明する。まず制御部１１は、ステップＳ１で故障ＰＡの有無を確認し、故障ＰＡが存在しない場合には（ステップＳ１：Ｎｏ）、特定の電力増幅器のみが動作することのないようにオン／オフ制御アドレスを更新する（ステップＳ２）。ここでは入力された音声信号の電圧振幅（具体的には電圧振幅から算出されるオンＰＡ台数）とオン／オフ制御アドレスの関連付けを行うが、ここでは、これまでの電力増幅器の動作履歴に基づき一様に関連付けを行う方法で実現する。具体的には、例えば電力増幅器の動作履歴から使用していない電力増幅器をランダムに用いるようにする。制御部１１は、オンＰＡ台数と上記更新されたオン／オフ制御アドレスとに基づいて電力増幅器１２１〜１２nをオン／オフ制御する（ステップＳ３）。
【００１５】
一方、故障ＰＡが存在する場合は（ステップＳ１：Ｙｅｓ）、故障ＰＳが存在するかを確認する（ステップＳ４）。故障ＰＳが存在しない場合（ステップＳ４：Ｎｏ）、故障ＰＡを特定するアドレスを除いた上でこれまでの動作履歴等をもとに、入力された音声信号の電圧振幅とオン／オフ制御アドレスの関連付けを行う（ステップＳ５）。制御部１１は、オンＰＡ台数と更新されたオン／オフ制御アドレスとに基づいて電力増幅器１２１〜１２nをオン／オフ制御する（ステップＳ６）。
【００１６】
故障ＰＳが存在する場合には（ステップＳ４：Ｙｅｓ）、その電源ユニットから電力を供給されるＰＡが不動となるので、不動ＰＡのアドレスを除いた上でこれまでの動作履歴等をもとに、入力された音声信号の電圧振幅とオン／オフ制御アドレスの関連付けを行う（ステップＳ８）。制御部１１は、オンＰＡ台数と更新されたオン／オフ制御アドレスとに基づいて電力増幅器１２１〜１２nをオン／オフ制御する（ステップＳ６）。
【００１７】
以上述べたように、上記実施形態では、複数の電力増幅器と複数の電源ユニットとを有し、電源ユニット又は電力増幅器の故障が有る場合に、該当する電力増幅器を除いた上で、装置全体の効率が向上するように動作履歴に基づいて一様に電力増幅器のオン／オフ制御を行う。したがって、上記実施形態によれば、熱分散・動作時間の平準化、故障保障を行うことで放送を継続するため信頼性の高いデジタル振幅変調装置を提供することができる。
【００１８】
なお、上記実施形態では、オン／オフ制御アドレスの更新について、これまでの動作履歴に基づき一様に関連付けを行う方法を用いたが、以下の変形例１，２の方法を適用することもできる。
【００１９】
（変形例１）  
変形例１では、オン／オフ制御アドレスの更新について、複数のテーブルを用意して一定時間毎にテーブルを遷移する方法について説明する。図３に、オン／オフ制御アドレスを更新するためのテーブルの一例を示す。図３では、ＰＡ台数２０個、ＰＳ台数８個で、１ＰＳ×２ＰＡと１ＰＳ×３ＰＡとがそれぞれ４組ずつで構成される場合を示す。入力された音声信号の電圧振幅に応じて算出されるオンＰＡ台数に応じて、オン状態＝１，オフ状態＝０を設定したものである。
【００２０】
ある自然数Ｎについて、ＰＳの数が２Ｎ個であり、Ｎ個のＰＳにつながるＰＡの数がＭ個で、残りのＮ個のＰＳにつながるＰＡの数がＭ＋１個である場合を考えると、図４のように記述することができる。図４中のＡは、Ｎ×Ｎの行列でＮ種類存在する。図３の例のように、Ｎ＝４、Ｍ＝２の場合、Ａは４×４の行列となり、図５（ａ）〜（ｄ）に示すように４種類存在する。なお、図３の例では図５（ａ）のＡ１の場合の表を示している。このように複数のテーブルを作成して一定時間毎にテーブルを遷移させ、どのＰＡをオン状態にするかを決定することで、電力増幅器の熱分散・動作時間の平準化を実現でき、装置全体の効率を向上することができる。
【００２１】
（変形例２）  
さらに、１２個のＰＡと３個の電源ユニットの場合で、それぞれの電源ユニットが６個、２個、４個のＰＡに電力を供給する構成を考える。電力容量と効率が正の相関を有することを考慮に入れ、ある音声信号の電圧振幅の際、２個のＰＡのみがオン状態になると仮定すると、２個のＰＡに電力を供給する電源に接続される電力増幅器のみを動作させることで装置全体の効率が改善する。また、３個のＰＡがオン状態となる場合は、電源ユニットが４個のＰＡにのみ電力を供給するようにする。このような関係を考慮しながら、入力された音声信号の電圧振幅とオン／オフ制御アドレスの関連付けを行うことで、さらに電力効率ならびに信頼性が高いデジタル振幅変調装置を提供することができる。
【００２２】
なお、いくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００２３】
１００…デジタル振幅変調装置、１１…制御部、１２…スイッチング電力増幅部、１２１〜１２ｎ…電力増幅器（ＰＡ）、１３…合成部、１４…電源部、１４１〜１４ｎ…電源ユニット。
【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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