(57)【要約】【課題】送信パワー安定時間を損なうことなく、オルタネータノイズを改善することができる無線機の送信パワー制御装置を提供する。【解決手段】送信ファイナルアンプの出力で送信パワーを検出し、その検出出力に含まれるＡＣノイズ成分を抽出し、パワー制御電圧に加算する。そして、パワー制御電圧と前記検出出力とを比較して送信パワーを制御する際、前記検出出力に含まれるＡＣノイズ成分を前記パワー制御電圧に加算したＡＣノイズ成分で相殺する。さらに、送信パワーの立上り時にＡＣノイズ成分の加算、相殺を行わず、送信パワーが安定した後からＡＣノイズ成分の加算、相殺を行う。【選択図】      図１
2009232253.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信ファイナルアンプの出力で送信パワーを検出する検出手段と、
前記検出手段の出力に含まれるＡＣノイズ成分を抽出する抽出手段と、
前記ＡＣノイズ成分を、送信パワーの立上り後所定時間経過した前記送信パワーの安定後に出力する出力手段と、
前記ＡＣノイズ成分をパワー制御電圧に加算する加算手段と、
前記検出手段の出力と前記パワー制御電圧との比較結果により前記送信ファイナルアンプの送信パワーを制御するとともに、前記ＡＣノイズ成分を前記パワー制御電圧に加算されたＡＣノイズ成分で相殺する比較手段と、
を具備することを特徴とする無線機の送信パワー制御装置。
【請求項２】
前記加算手段としての差動増幅器のゲインを調節することにより、前記ＡＣノイズ成分の相殺量を調節することを特徴とする請求項１に記載の無線機の送信パワー制御装置。
【請求項３】
前記パワー制御電圧に対するＡＣノイズ成分の加算を前記加算手段で開始したとき、前記加算手段の直流電圧状態が不安定となり、その結果として送信パワーが暴れないように、前記抽出手段の出力部に直流バイアス手段が接続されることを特徴とする請求項１または２に記載の無線機の送信パワー制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線機の送信パワー制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えばＦＭ無線機においては、特許文献１などに開示されるように、送信パワー（送信出力レベル）を目標値に設定するために、送信パワー制御装置が設けられる。
【０００３】
図４は、従来のＦＭ無線機の送信回路部のブロック図で、送信パワー制御に関する部分を説明すれば、１１は送信ファイナルアンプ、１２は送信／受信切替スイッチ、１３はアンテナフィルタ、１４はアンテナ出力端子、１５はパワー検出部（送信電力検出回路）、１６は送信パワー制御回路（以下、ＡＰＣ部という）、１７はＣＰＵ１８により制御されるＤ／Ａコンバータである。
【０００４】
このＦＭ無線機においては、パワー検出部１５で検出した電圧（送信パワー）をＡＰＣ部１６に入力し、Ｄ／Ａコンバータ１７から出力されるパワー制御電圧（パワーコントロール信号、最大パワーコントロール信号）と比較し、比較結果で送信ファイナルアンプ１１のゲートバイアス電圧を制御することにより、送信パワーを目標値に設定する。
【０００５】
このとき、Ｄ／Ａコンバータ１７から出力されるパワー制御電圧で送信ファイナルアンプ１１のゲートバイアス電圧を制御すれば基本的には送信パワーを目標値に設定することができるが、送信ファイナルアンプ１１のゲートバイアス電圧と送信パワーの関係は、温度などにより大きく変化してしまうため、無線機内部で送信パワーを検出して、Ｄ／Ａコンバータ１７からのパワー制御電圧と比較し、送信ファイナルアンプ１１のゲートバイアス電圧にフィードバックをかける必要がある。
【０００６】
したがって、パワー検出部１５は、アンテナ出力端子１４の負荷が変動した場合でも送信パワーが減衰しないように回路が最適化されている。また、電圧制御ループの応答特性は、送信パワーの立上り、立下り時に瞬時に安定するように回路が最適化されている。さらに、異常発振がないようにされている。
【０００７】
図５は、従来のＡＰＣ部１６の具体的回路例で、Ｄ／Ａコンバータ１７から出力されたパワーコントロール信号を第１段差動増幅器１６１で増幅した後、同Ｄ／Ａコンバータ１７から出力された最大パワーコントロール信号と第２段差動増幅器１６２で比較することにより、最終的なパワー制御電圧を発生させる。このパワー制御電圧は、最終段差動増幅器１６３のプラス入力に供給される。一方、パワー検出部１５で検出した電圧を差動増幅器１６４で増幅した後、最終段差動増幅器１６３のマイナス入力に供給する。そして、このマイナス入力に供給されたパワー検出電圧と、プラス入力に供給されたパワー制御電圧とを最終段差動増幅器１６３で比較し、比較結果で送信ファイナルアンプ１１のゲートバイアス電圧を制御することにより、送信パワーを目標値に設定する。
【０００８】
ここで、Ｄ／Ａコンバータ１７から出力された２つの信号（パワーコントロール信号と最大パワーコントロール信号）をパワー制御電圧として使用するのは、送信パワーを厳密に調整するためである。調整時、パワーコントロール信号をＤ／Ａコンバータ１７の最大電圧に設定した状態で、最大パワーコントロール信号の電圧を調整して、最大送信パワーを決定する。その後、パワーコントロール信号の電圧を下げて、目標送信パワーに調整する。
【特許文献１】特開平９−２０５３３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、ＦＭ車載用無線機の場合、送信パワーが大きいため、送信ファイナルアンプ１１の電源にバッテリ電圧を使用している。このとき、バッテリ電圧に交流成分の車載ノイズ（オルタネータノイズ）があると、ＡＭ変調がかかったようになってしまい、パワー検出部１５で検出した電圧がノイズにより変動する。ＡＰＣ部１６でこの交流成分のノイズを反転してＡＭ変調を抑えるようにゲートバイアスが動作するが、このとき送信ファイナルアンプ１１がゲートバイアス電圧変動により遅延量が変動してしまう特性を持つとＦＭ変調がかかってしまう。さらに、遅延量が変動してしまうため、ＡＭ変調成分は確実には抑えられないので、ゲートバイアス電圧はノイズ周波数で変動した状態のままとなる。これが無変調で送信しているにも関わらず、ＦＭ受信機側で可聴帯域のノイズが聞こえる問題となる。
【００１０】
そこで、ゲートバイアスラインやパワー検出ラインにローパスフィルタを入れて、ゲートバイアス電圧を安定させることにより、可聴ノイズを低減することが行われているが、この方法では、送信パワーの立上り、立下り時にパワーが安定するまで時間がかかる（過大送信パワーとなる）という問題点がある。これは、トランキング動作では致命的となる。
【００１１】
本発明は上記の点に鑑みなされたもので、送信パワー安定時間を損なうことなく、オルタネータノイズを改善することができる無線機の送信パワー制御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】
【００１２】
本発明の無線機の送信パワー制御装置は、送信ファイナルアンプの出力で送信パワーを検出する検出手段と、前記検出手段の出力に含まれるＡＣノイズ成分を抽出する抽出手段と、前記ＡＣノイズ成分を、送信パワーの立上り後所定時間経過した前記送信パワーの安定後に出力する出力手段と、前記ＡＣノイズ成分をパワー制御電圧に加算する加算手段と、前記検出手段の出力と前記パワー制御電圧との比較結果により前記送信ファイナルアンプの送信パワーを制御するとともに、前記ＡＣノイズ成分を前記パワー制御電圧に加算されたＡＣノイズ成分で相殺する比較手段と、を具備することを特徴とする。
【００１３】
より好ましい形態として、前記加算手段としての差動増幅器のゲインを調節することにより、前記ＡＣノイズ成分の相殺量を調節する。さらに、前記パワー制御電圧に対するＡＣノイズ成分の加算を前記加算手段で開始したとき、前記加算手段の直流電圧状態が不安定となり、その結果として送信パワーが暴れないように、前記抽出手段の出力部に直流バイアス手段が接続されるようにする。
【発明の効果】
【００１４】
上記のような本発明の無線機の送信パワー制御装置によれば、送信パワー検出出力に含まれるＡＣノイズ成分を抽出し、パワー制御電圧に加算し、検出出力とパワー制御電圧とを比較する際、前記検出出力に含まれるＡＣノイズ成分を前記パワー制御電圧に加算したＡＣノイズ成分で相殺するようにしたので、オルタネータノイズを改善することができる。さらに、送信パワーの立上り時にＡＣノイズ成分の加算、相殺を行わず、送信パワーが安定した後からＡＣノイズ成分の加算、相殺を行うようにしたので、送信パワー安定時間を短縮することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下本発明の無線機の送信パワー制御装置の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は一実施形態を示す回路構成図で、２１は、送信信号を増幅する送信ファイナルアンプである。この送信ファイナルアンプ２１で増幅された送信信号はアンテナ２２から電波として輻射される。２３は、送信ファイナルアンプ２１の出力で送信パワーを検出するパワー検出部である。このパワー検出部２３の出力は差動増幅器２４のプラス入力に供給される。差動増幅器２４の出力とマイナス入力間には抵抗２５が接続される。また、マイナス入力は抵抗２６を介して接地される。差動増幅器２４の出力は抵抗２７を介して最終段差動増幅器２８のマイナス入力に接続される。この最終段差動増幅器２８の出力とマイナス入力間には抵抗２９が接続される。また、前記差動増幅器２４の出力は、ＡＣノイズ成分抽出手段としてのコンデンサ３０の一端に接続される。このコンデンサ３０の他端は、抵抗３１を介して、出力手段としてのＦＥＴ３２のドレインに接続される。また、コンデンサ３０の他端には、直流バイアス手段３３が接続される。この直流バイアス手段３３は、電源電圧と接地間に接続された抵抗３３１，３３２の直列回路からなり、抵抗３３１と抵抗３３２の接続点がコンデンサ３０の他端に接続される。図４のＤ／Ａコンバータ１７から出力されたパワーコントロール信号が抵抗３４を介して第１段差動増幅器３５のマイナス入力に供給される。この第１段差動増幅器３５の出力とマイナス入力間には抵抗３６が接続される。また、電源電圧と接地間に接続された抵抗３７，３８の直列回路の中間点が第１段差動増幅器３５のプラス入力に接続される。第１段差動増幅器３５の出力は抵抗３９を介して第２段差動増幅器４０のマイナス入力に接続される。この第２段差動増幅器４０の出力とマイナス入力間には抵抗４１が接続される。また、第２段差動増幅器４０のプラス入力には、図４のＤ／Ａコンバータ１７から出力された最大パワーコントロール信号が供給される。第２段差動増幅器４０の出力は最終段差動増幅器２８のプラス入力に接続される。そして、この最終段差動増幅器２８の出力が、ゲートバイアス電圧を制御し送信パワーを制御するために、前記送信ファイナルアンプ２１に供給される。また、最終段差動増幅器２８の出力は、抵抗４２を介して前記ＦＥＴ３２のゲートに接続される。このＦＥＴ３２のゲートと接地間にはコンデンサ４３が接続される。また、このＦＥＴ３２のソースが加算手段および増幅手段としての前記第１段差動増幅器３５のマイナス入力に接続される。
【００１６】
このように構成された装置においては、パワーコントロール信号が第１段差動増幅器３５で増幅され、さらに第２段差動増幅器４０で最大パワーコントロール信号と比較されることにより、最終的なパワー制御電圧が第２段差動増幅器４０から出力される。そして、このパワー制御電圧は、最終段差動増幅器２８のプラス入力に供給される。また、送信パワーがパワー検出部２３で検出されて検出電圧が差動増幅器２４で増幅された後、最終段差動増幅器２８のマイナス入力に供給される。そして、この最終段差動増幅器２８で検出電圧とパワー制御電圧とが比較され、比較結果が送信ファイナルアンプ２１に供給されて該アンプ２１のゲートバイアス電圧が制御されることにより、送信パワーが目標値に設定される。
【００１７】
また、パワー検出部２３から出力された送信パワー検出電圧に含まれるＡＣノイズ成分が差動増幅器２４の出力からコンデンサ３０によって抽出される。そして、抽出されたＡＣノイズ成分がＦＥＴ３２を介して第１段差動増幅器３５のマイナス入力に供給されるから、この第１段差動増幅器３５によってＡＣノイズ成分がパワーコントロール信号（延いては、第２段差動増幅器４０から出力されるパワー制御電圧）に加算される。したがって、パワー制御電圧と送信パワー検出電圧とを最終段差動増幅器２８で比較する際、送信パワー検出電圧に含まれているＡＣノイズ成分は、パワー制御電圧に加算されたＡＣノイズ成分により相殺され、最終段差動増幅器２８の出力には現れなくなる。したがって、送信パワーを制御する際のＡＣノイズ成分による影響は防止される。
【００１８】
図２（ａ）〜（ｃ）は、最終段差動増幅器のゲインを０ｄＢとした場合における、該増幅器の入力および出力におけるＡＣノイズ成分の状態を示す波形図である。図２（ａ）は、ＡＣノイズ成分相殺機能が無い従来の方式の場合である。図２（ｂ）および（ｃ）はＡＣノイズ成分相殺機能を有する上記装置の場合で、図２（ｂ）は最終段差動増幅器２８のプラス入力側をマイナス入力側の−１２ｄＢに設定した場合、図２（ｃ）は最終段差動増幅器２８のプラス入力側をマイナス入力側の−６ｄＢに設定した場合である。本発明の上記装置で、ゲイン０ｄＢの最終段差動増幅器２８の場合、図２（ｃ）に示すように、マイナス入力側の振幅に対して−６ｄＢ振幅の同相電圧をプラス入力側に加えれば、出力のＡＣノイズ成分を完全に除去することができる。第１段差動増幅器３５に接続された抵抗３４，３６の値を調節して第１段差動増幅器３５のゲインを調節すれば、図２（ｃ）の入力状態を実現してＡＣノイズ成分を完全に相殺でき、ＡＣノイズ成分の影響を排除できる。
【００１９】
このようにしてＡＣノイズ成分による影響を除去するが、送信状態に切替えられ送信パワーが立上るときは、ＡＣノイズ成分の加算、相殺を行わず、送信パワーが安定したならばＡＣノイズ成分をパワー制御電圧に加算し、ＡＣノイズ成分の相殺を開始させる。すなわち、送信状態に切替えられて送信パワーが立上るときは、ゲートバイアス電圧は０Ｖから目的の電圧まで上昇するが、ＦＥＴ３２のゲート電圧は、抵抗４２とコンデンサ４３により遅れて印加されるためＯＦＦ状態となる。したがって、コンデンサ３０で抽出されたＡＣノイズ成分はＦＥＴ３２を介して第１段差動増幅器３５に供給されず、パワー制御電圧に加算されず、最終段差動増幅器２８で相殺も行われない。一方、送信パワーが立上り、安定した後にＦＥＴ３２がオンするように抵抗４２とコンデンサ４３を設定することにより、コンデンサ３０で抽出されたＡＣノイズ成分はＦＥＴ３２を介して第１段差動増幅器３５に供給され、パワー制御電圧に加算され、最終段差動増幅器２８で相殺が開始される。そして、このようにして、送信パワーの立上り時、ＡＣノイズ成分の加算、相殺を禁止することにより、送信パワー安定時間を短くすることができる。
【００２０】
また、ＦＥＴ３２がオンしてＡＣノイズ成分の加算が第１段差動増幅器３５で開始されたときに該第１段差動増幅器３５の直流電圧状態が不安定になると、最終段差動増幅器２８に供給されるパワー制御電圧が変動して、ゲートバイアス電圧が大きく振られ、送信パワーが暴れるようになるので、上記装置においては、コンデンサ３０の出力側で直流バイアス手段３３により直流バイアス電圧が加えられている（すなわち、ＦＥＴ３２のドレインとソース間の電圧を同じにしておく）。しかも、このとき、直流バイアス手段３３の抵抗３３１，３３２の定数比は、直流成分が第１段差動増幅器３５で増幅されないように、該増幅器プラス入力に接続された抵抗３７，３８の定数比と同じにする。さらに、検出波形の収束を早くするため、定数をなるべく小さくする。
【００２１】
図３（ａ）は、直流バイアス電圧をかけない場合の各電圧の測定結果を示し、図３（ｂ）は、直流バイアス電圧をかけた場合の各電圧の測定結果を示す。図３（ａ）の直流バイアス電圧をかけない場合は、ＦＥＴ３２がオンしたときにゲートバイアス電圧が大きく振られて（図３（ａ）のイの部分）送信パワーが暴れてしまう。この測定は、送信パワー立上りから約１２０ｍＳ後にＦＥＴ３２がオンするように設定されている。ＦＥＴ３２が無い状態や、ＬＰＦだけを追加してゲートバイアス電圧を安定させようとした場合も、上記ゲートバイアス電圧の暴れが、送信立上がり時に発生してしまう。一方、図３（ｂ）の直流バイアス電圧をかけた場合は、ゲートバイアス電圧が殆ど変動していない（図３（ｂ）のイの部分）のが分かる。
【００２２】
以上一実施形態について説明したが、この装置によれば、送信パワー安定時間を損なうことなく、ＡＣノイズ成分を除去でき、オルタネータノイズの改善は勿論のこと、可聴帯域などの低い周波数でもノイズキャンセルできる。さらに、送信パワーの暴れを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の無線機の送信パワー制御装置の一実施形態を示す回路構成図。
【図２】最終段差動増幅器のゲインを０ｄＢとした場合における、該増幅器の入力および出力におけるＡＣノイズ成分の状態を示す波形図。
【図３】直流バイアス電圧をかけない場合と、直流バイアス電圧をかけた場合の各電圧の測定結果を示す波形図。
【図４】従来のＦＭ無線機の送信回路部のブロック図。
【図５】従来のＡＰＣ部の具体的回路例を示す回路図。
【符号の説明】
【００２４】
２１  送信ファイナルアンプ
２３  パワー検出部
２８  最終段差動増幅器
３０  コンデンサ
３２  ＦＥＴ
３３  直流バイアス手段
３５  第１段差動増幅器
４０  第２段差動増幅器
【図１】
2009232253.tif 000003
【図２】
2009232253.tif 000004
【図３】
2009232253.tif 000005
【図４】
2009232253.tif 000006
【図５】
2009232253.tif 000007