ＡＬＣ回路
【課題】簡易な構成で確実に増幅回路の過入力を防止することができるＡＬＣ回路を提供する。
【解決手段】入力されるＲＦ信号を第１制御信号に応じて減衰する第１減衰器と、与えられる送信信号のタイミングで段階的に大きくなる第１制御信号を生成して第１減衰器に供給する第１制御部と、第１減衰器で減衰されたＲＦ信号を第２制御信号に応じて減衰する第２減衰器と、第２減衰器により減衰されたＲＦ信号に応じて、段階的に大きくなる第２制御信号を生成して第２減衰器に供給する第２制御部をもつＡＬＣ回路。
【解決手段】入力されるＲＦ信号を第１制御信号に応じて減衰する第１減衰器と、与えられる送信信号のタイミングで段階的に大きくなる第１制御信号を生成して第１減衰器に供給する第１制御部と、第１減衰器で減衰されたＲＦ信号を第２制御信号に応じて減衰する第２減衰器と、第２減衰器により減衰されたＲＦ信号に応じて、段階的に大きくなる第２制御信号を生成して第２減衰器に供給する第２制御部をもつＡＬＣ回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、入力信号を減衰器により減衰することで増幅器への過入力を防止するＡＬＣ（Auto Level Circuit）回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、増幅回路においては、出力を一定に保つために前段にＡＬＣ回路が用いられることが知られている。ＡＬＣ回路においても、入力信号が過入力とならぬように、出力信号の値に応じて入力信号を制御する方法が用いられる。
特許文献１には、自動利得制御回路であって出力信号の大きさをデジタル変換し、このデジタル値によって入力信号の値を適宜減衰する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−５６３４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１の従来技術は、Ａ／Ｄ変換回路、Ｄ／Ａ変換回路、制御部等を用いており、回路構成としても大規模なものとなりコストダウンを図ることができない。
本発明は、簡易な構成で確実に増幅回路の過入力を防止することができるＡＬＣ回路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】
【０００５】
課題を解決する一実施形態は、
入力されるＲＦ信号を第１制御信号に応じて減衰する第１減衰器と、
与えられる送信信号のタイミングで段階的に大きくなる前記第１制御信号を生成して前記第１減衰器に供給する第１制御部と、
前記第１減衰器で減衰されたＲＦ信号を第２制御信号に応じて減衰する第２減衰器と、
前記第２減衰器により減衰されたＲＦ信号に応じて、段階的に大きくなる前記第２制御信号を生成して前記第２減衰器に供給する第２制御部と、
を具備することを特徴とするＡＬＣ回路である。
【発明の効果】
【０００６】
抵抗ＲとコンデンサＣで構成されたＲＣ時定数回路と減衰器を追加するという比較的簡単な構成により、送信立上がり時の入力信号の値を適切に制御することで安定した増幅処理を行うことができる、安価で広帯域に渡り出力レベル偏差の少ないＡＬＣ回路を提供する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の一実施形態に係るＡＬＣ回路の構成の一例を示すブロック図。
【図２】同じくＡＬＣ回路の動作の一例を示すタイミングチャート。
【図３】他のＡＬＣ回路の構成の一例を示すブロック図。
【図４】他のＡＬＣ回路の動作の一例を示すタイミングチャート。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、この発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
ＡＬＣ回路は、一般に、増幅回路において出力を一定に保つために用いられる。図１は、本発明の一実施形態に係るＡＬＣ回路の構成の一例を示すブロック図、図２は、同じくＡＬＣ回路の動作の一例を示すタイミングチャートである。
【０００９】
本発明の一実施形態に係るＡＬＣ回路１は、図１に示すように、発明の要部１１である減衰器１２と抵抗ＲとコンデンサＣで構成されたＲＣ時定数回路１３を有しており、この減衰器１２はＲＦ（Radio Frequency）入力信号ＶＩＮが入力され、送信オンオフ信号ＶＴと固定電圧Ｖｆが供給されるＲＣ時定数回路１３から制御信号Ｖｆ’が供給される。さらにＡＬＣ回路１は、減衰器１２から減衰されたＲＦ入力信号ＶＩＮが供給される減衰器１４と、増幅器１５と、増幅器１６と、増幅器１６の出力を検出する検波器１７と、検波器１７の出力を受けて制御信号Ｖ２ｆを減衰器１４に供給するＲＣ時定数回路１８を有している。
【００１０】
このような構成のＡＬＣ回路について、図２のタイミングチャートを用いて、以下に動作を説明する。ＡＬＣ回路１は、通常動作時のＲＦ入力信号ＶＩＮの値が過入力とならぬよう、検波器１７と減衰器１４のＡＬＣループによるＲＦ入力信号ＶＩＮの制御が行われる。更に、送信オンオフ信号ＶＴの起動時においても、ＲＦ入力信号ＶＩＮの値が過入力とならぬように減衰器１２によるＲＦ入力信号ＶＩＮの制御が行われる。
【００１１】
すなわち、まず、外部より送信オンオフ信号ＶＴがＲＣ時定数回路１３に入力されると、これによりＲＣ時定数回路１３が動作を始める。この回路には固定電圧Ｖｆが入力されており、送信オンオフ信号ＶＴをトリガーとして０ＶからＶｆまで穏やかに変化する制御信号ＶＦ’を出力する。この制御信号ＶＦ’は減衰器１２に供給され、制御信号ＶＦ’より減衰器１２の減衰量が穏やかに減少する。従って、送信オンオフ信号ＶＴがオンした直後に過大なＲＦ入力信号ＶＩＮがそのまま増幅器１５に入力されてしまうということがなくなり、送信オンオフ信号ＶＴがオンすると徐々に値が大きくなるＲＦ入力信号ＶＩＮとして増幅器１５に入力される。
【００１２】
すなわち、ＲＦ入力信号ＶＩＮは、特に送信オンオフ信号ＶＴの起動時は値が小さくその後レベルが穏やかに大きくなる。
また、検波器１７の出力を受けたＲＣ時定数回路１８から出力される制御信号Ｖ２ｆは、検波器１７の出力に応じて段階的に大きくなり、減衰器１４に供給されることでＡＬＣループが送信オンオフ信号ＶＴの起動時の後の値に追従してレベルを一定に保つことになる。このため、減衰器１４により出力されたＲＦ信号ＶＩＮは、送信オンオフ信号ＶＴがオンとなる際及びその後も過入力とはならずに増幅器１５、増幅器１６で増幅され、検波器１７を通り、ＲＦ出力信号ＶＯＵＴとして、図２のタイミングチャートに示すような波形として出力される。
【００１３】
このように本発明の一実施形態に係るＡＬＣ回路は、簡易な構成により、送信オンオフ信号ＶＴがオンとなる起動時においても、過大なＲＦ入力信号ＶＩＮが増幅器１５，１６に供給されることがなく、広帯域に渡り出力レベル偏差の少ない安定した出力を得ることができる。
【００１４】
（他の実施形態）
次に、ＡＬＣ回路の他の実施形態を示し、上述したＡＬＣ回路１と比較して考察する。図３は他のＡＬＣ回路の構成の一例を示すブロック図、図４は他のＡＬＣ回路の動作の一例を示すタイミングチャートである。
他の実施形態であるＡＬＣ回路３は、ＲＦ入力信号ＶＩＮ２が供給される減衰器３１と、増幅器３２と、増幅器３３と、増幅器３３の出力を検出する検波器３４と、検波器３４の出力に応じて段階的に穏やかに大きくなる制御信号を出力するＲＣ時定数回路３５と、これを受けて制御電圧を選択的に出力する制御電圧選択スイッチ３６と、温度センサ４０と、温度センサ４０の出力と周波数情報と送信オンオフ信号を受けるＦＰＧＡ（Field Programming Gate Array）等による制御部３９と、制御部３９からのアドレスを受けて格納してある制御情報を出力するＲＯＭ（Read Only Memory）３８と、この出力をＤ／Ａ変換するＤ／Ａコンバータ３７を有している。
【００１５】
このような構成をもつＡＬＣ回路３は、検波器３４でＲＦ出力信号ＶＯＵＴ２を検波し、ＲＣ時定数回路３５を介して、検波した電圧で減衰器３１を制御し、ＲＦ出力信号ＶＯＵＴ２が大きい場合は減衰器３１の減衰量をふやし、小さい場合は減衰量を減らして出力レベルを一定に保つ。すなわち、ＡＬＣ回路では重要なパラメータとしてループゲインと時定数があるが、ループゲインやＲＣ時定数回路３５の時定数を適切に選択することにより、増幅器の利得の周波数特性を補正し、ＲＦ出力信号ＶＯＵＴの値を一定に保つことが可能となる。
【００１６】
また、このＡＬＣ回路３においては、送信オンオフ信号ＶＴ２の起動時においてもＲＦ入力信号ＶＩＮ２が過入力とならぬように、制御部３９とＲＯＭ３８の制御信号による減衰器３１の制御が行われる。
まず、ＲＦ入力信号ＶＩＮ２が０Ｖの時、ＲＦ出力信号ＶＯＵＴ２も０となるため、ＡＬＣ回路３は減衰器３１の減衰量が最小となるように動作する。この状態でＲＦ入力信号ＶＩＮ２が入力されると、増幅器３２の入力レベルが大きくなり、増幅器３２及び増幅器３３を破損させる可能性がある。
【００１７】
これを防止するべく、ＡＬＣ回路３では、制御部３９において、各周波数に対して出力が一定になる減衰器の減衰量を予め測定して、そのデータを周波数／温度毎にＲＯＭ３８に書き込んでおく。そして、制御部３９は、実際に送信する際に、与えられた周波数情報や温度センサ４０からの温度情報に対応したアドレスをＲＯＭ３８に供給し、ＲＯＭ３８から最適な制御情報を読み出してＤ／Ａコンバータ３７、制御電圧選択スイッチ３６を介して減衰器３１に供給する。減衰器３１は、これにより瞬時に最適な値に制御され、増幅器３２に与えられる入力信号を最適の値に減衰して過入力となることを防止するものである。これにより、ＡＬＣ回路３からは、図４のタイミングチャートが示すように、ＲＦ出力信号ＶＯＵＴ２が一定の値に抑制されて出力される。
【００１８】
このようにＡＬＣ回路３によれば、与えられる周波数・温度に対応して、ＲＯＭ３８に格納された最適の制御量によりＲＦ入力信号ＶＩＮを減衰することで、過入力となることを確実に防止することができる。
なお、ここで、ＡＬＣ回路３は、図１に示したＡＬＣ回路１と比べると、きめ細かな制御を行うことができるが、構造上複雑となり、また、コスト高となるという面がある。
【００１９】
以上記載した様々な実施形態は複数同時に実施することが可能であり、これらの記載により、当業者は本発明を実現することができるが、更にこれらの実施形態の様々な変形例を思いつくことが当業者によって容易であり、発明的な能力をもたなくとも様々な実施形態へと適用することが可能である。従って、本発明は、開示された原理と新規な特徴に矛盾しない広範な範囲に及ぶものであり、上述した実施形態に限定されるものではない。
【符号の説明】
【００２０】
１…ＡＬＣ回路、１１…本発明の要部、１２…減衰器、１３…ＲＣ時定数回路、１４…減衰器、１５…増幅器、１６…増幅器、１７…検波器、１８…ＲＣ時定数回路。
【技術分野】
【０００１】
この発明は、入力信号を減衰器により減衰することで増幅器への過入力を防止するＡＬＣ（Auto Level Circuit）回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、増幅回路においては、出力を一定に保つために前段にＡＬＣ回路が用いられることが知られている。ＡＬＣ回路においても、入力信号が過入力とならぬように、出力信号の値に応じて入力信号を制御する方法が用いられる。
特許文献１には、自動利得制御回路であって出力信号の大きさをデジタル変換し、このデジタル値によって入力信号の値を適宜減衰する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−５６３４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１の従来技術は、Ａ／Ｄ変換回路、Ｄ／Ａ変換回路、制御部等を用いており、回路構成としても大規模なものとなりコストダウンを図ることができない。
本発明は、簡易な構成で確実に増幅回路の過入力を防止することができるＡＬＣ回路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】
【０００５】
課題を解決する一実施形態は、
入力されるＲＦ信号を第１制御信号に応じて減衰する第１減衰器と、
与えられる送信信号のタイミングで段階的に大きくなる前記第１制御信号を生成して前記第１減衰器に供給する第１制御部と、
前記第１減衰器で減衰されたＲＦ信号を第２制御信号に応じて減衰する第２減衰器と、
前記第２減衰器により減衰されたＲＦ信号に応じて、段階的に大きくなる前記第２制御信号を生成して前記第２減衰器に供給する第２制御部と、
を具備することを特徴とするＡＬＣ回路である。
【発明の効果】
【０００６】
抵抗ＲとコンデンサＣで構成されたＲＣ時定数回路と減衰器を追加するという比較的簡単な構成により、送信立上がり時の入力信号の値を適切に制御することで安定した増幅処理を行うことができる、安価で広帯域に渡り出力レベル偏差の少ないＡＬＣ回路を提供する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の一実施形態に係るＡＬＣ回路の構成の一例を示すブロック図。
【図２】同じくＡＬＣ回路の動作の一例を示すタイミングチャート。
【図３】他のＡＬＣ回路の構成の一例を示すブロック図。
【図４】他のＡＬＣ回路の動作の一例を示すタイミングチャート。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、この発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
ＡＬＣ回路は、一般に、増幅回路において出力を一定に保つために用いられる。図１は、本発明の一実施形態に係るＡＬＣ回路の構成の一例を示すブロック図、図２は、同じくＡＬＣ回路の動作の一例を示すタイミングチャートである。
【０００９】
本発明の一実施形態に係るＡＬＣ回路１は、図１に示すように、発明の要部１１である減衰器１２と抵抗ＲとコンデンサＣで構成されたＲＣ時定数回路１３を有しており、この減衰器１２はＲＦ（Radio Frequency）入力信号ＶＩＮが入力され、送信オンオフ信号ＶＴと固定電圧Ｖｆが供給されるＲＣ時定数回路１３から制御信号Ｖｆ’が供給される。さらにＡＬＣ回路１は、減衰器１２から減衰されたＲＦ入力信号ＶＩＮが供給される減衰器１４と、増幅器１５と、増幅器１６と、増幅器１６の出力を検出する検波器１７と、検波器１７の出力を受けて制御信号Ｖ２ｆを減衰器１４に供給するＲＣ時定数回路１８を有している。
【００１０】
このような構成のＡＬＣ回路について、図２のタイミングチャートを用いて、以下に動作を説明する。ＡＬＣ回路１は、通常動作時のＲＦ入力信号ＶＩＮの値が過入力とならぬよう、検波器１７と減衰器１４のＡＬＣループによるＲＦ入力信号ＶＩＮの制御が行われる。更に、送信オンオフ信号ＶＴの起動時においても、ＲＦ入力信号ＶＩＮの値が過入力とならぬように減衰器１２によるＲＦ入力信号ＶＩＮの制御が行われる。
【００１１】
すなわち、まず、外部より送信オンオフ信号ＶＴがＲＣ時定数回路１３に入力されると、これによりＲＣ時定数回路１３が動作を始める。この回路には固定電圧Ｖｆが入力されており、送信オンオフ信号ＶＴをトリガーとして０ＶからＶｆまで穏やかに変化する制御信号ＶＦ’を出力する。この制御信号ＶＦ’は減衰器１２に供給され、制御信号ＶＦ’より減衰器１２の減衰量が穏やかに減少する。従って、送信オンオフ信号ＶＴがオンした直後に過大なＲＦ入力信号ＶＩＮがそのまま増幅器１５に入力されてしまうということがなくなり、送信オンオフ信号ＶＴがオンすると徐々に値が大きくなるＲＦ入力信号ＶＩＮとして増幅器１５に入力される。
【００１２】
すなわち、ＲＦ入力信号ＶＩＮは、特に送信オンオフ信号ＶＴの起動時は値が小さくその後レベルが穏やかに大きくなる。
また、検波器１７の出力を受けたＲＣ時定数回路１８から出力される制御信号Ｖ２ｆは、検波器１７の出力に応じて段階的に大きくなり、減衰器１４に供給されることでＡＬＣループが送信オンオフ信号ＶＴの起動時の後の値に追従してレベルを一定に保つことになる。このため、減衰器１４により出力されたＲＦ信号ＶＩＮは、送信オンオフ信号ＶＴがオンとなる際及びその後も過入力とはならずに増幅器１５、増幅器１６で増幅され、検波器１７を通り、ＲＦ出力信号ＶＯＵＴとして、図２のタイミングチャートに示すような波形として出力される。
【００１３】
このように本発明の一実施形態に係るＡＬＣ回路は、簡易な構成により、送信オンオフ信号ＶＴがオンとなる起動時においても、過大なＲＦ入力信号ＶＩＮが増幅器１５，１６に供給されることがなく、広帯域に渡り出力レベル偏差の少ない安定した出力を得ることができる。
【００１４】
（他の実施形態）
次に、ＡＬＣ回路の他の実施形態を示し、上述したＡＬＣ回路１と比較して考察する。図３は他のＡＬＣ回路の構成の一例を示すブロック図、図４は他のＡＬＣ回路の動作の一例を示すタイミングチャートである。
他の実施形態であるＡＬＣ回路３は、ＲＦ入力信号ＶＩＮ２が供給される減衰器３１と、増幅器３２と、増幅器３３と、増幅器３３の出力を検出する検波器３４と、検波器３４の出力に応じて段階的に穏やかに大きくなる制御信号を出力するＲＣ時定数回路３５と、これを受けて制御電圧を選択的に出力する制御電圧選択スイッチ３６と、温度センサ４０と、温度センサ４０の出力と周波数情報と送信オンオフ信号を受けるＦＰＧＡ（Field Programming Gate Array）等による制御部３９と、制御部３９からのアドレスを受けて格納してある制御情報を出力するＲＯＭ（Read Only Memory）３８と、この出力をＤ／Ａ変換するＤ／Ａコンバータ３７を有している。
【００１５】
このような構成をもつＡＬＣ回路３は、検波器３４でＲＦ出力信号ＶＯＵＴ２を検波し、ＲＣ時定数回路３５を介して、検波した電圧で減衰器３１を制御し、ＲＦ出力信号ＶＯＵＴ２が大きい場合は減衰器３１の減衰量をふやし、小さい場合は減衰量を減らして出力レベルを一定に保つ。すなわち、ＡＬＣ回路では重要なパラメータとしてループゲインと時定数があるが、ループゲインやＲＣ時定数回路３５の時定数を適切に選択することにより、増幅器の利得の周波数特性を補正し、ＲＦ出力信号ＶＯＵＴの値を一定に保つことが可能となる。
【００１６】
また、このＡＬＣ回路３においては、送信オンオフ信号ＶＴ２の起動時においてもＲＦ入力信号ＶＩＮ２が過入力とならぬように、制御部３９とＲＯＭ３８の制御信号による減衰器３１の制御が行われる。
まず、ＲＦ入力信号ＶＩＮ２が０Ｖの時、ＲＦ出力信号ＶＯＵＴ２も０となるため、ＡＬＣ回路３は減衰器３１の減衰量が最小となるように動作する。この状態でＲＦ入力信号ＶＩＮ２が入力されると、増幅器３２の入力レベルが大きくなり、増幅器３２及び増幅器３３を破損させる可能性がある。
【００１７】
これを防止するべく、ＡＬＣ回路３では、制御部３９において、各周波数に対して出力が一定になる減衰器の減衰量を予め測定して、そのデータを周波数／温度毎にＲＯＭ３８に書き込んでおく。そして、制御部３９は、実際に送信する際に、与えられた周波数情報や温度センサ４０からの温度情報に対応したアドレスをＲＯＭ３８に供給し、ＲＯＭ３８から最適な制御情報を読み出してＤ／Ａコンバータ３７、制御電圧選択スイッチ３６を介して減衰器３１に供給する。減衰器３１は、これにより瞬時に最適な値に制御され、増幅器３２に与えられる入力信号を最適の値に減衰して過入力となることを防止するものである。これにより、ＡＬＣ回路３からは、図４のタイミングチャートが示すように、ＲＦ出力信号ＶＯＵＴ２が一定の値に抑制されて出力される。
【００１８】
このようにＡＬＣ回路３によれば、与えられる周波数・温度に対応して、ＲＯＭ３８に格納された最適の制御量によりＲＦ入力信号ＶＩＮを減衰することで、過入力となることを確実に防止することができる。
なお、ここで、ＡＬＣ回路３は、図１に示したＡＬＣ回路１と比べると、きめ細かな制御を行うことができるが、構造上複雑となり、また、コスト高となるという面がある。
【００１９】
以上記載した様々な実施形態は複数同時に実施することが可能であり、これらの記載により、当業者は本発明を実現することができるが、更にこれらの実施形態の様々な変形例を思いつくことが当業者によって容易であり、発明的な能力をもたなくとも様々な実施形態へと適用することが可能である。従って、本発明は、開示された原理と新規な特徴に矛盾しない広範な範囲に及ぶものであり、上述した実施形態に限定されるものではない。
【符号の説明】
【００２０】
１…ＡＬＣ回路、１１…本発明の要部、１２…減衰器、１３…ＲＣ時定数回路、１４…減衰器、１５…増幅器、１６…増幅器、１７…検波器、１８…ＲＣ時定数回路。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力されるＲＦ信号を第１制御信号に応じて減衰する第１減衰器と、
与えられる送信信号のタイミングで段階的に大きくなる前記第１制御信号を生成して前記第１減衰器に供給する第１制御部と、
前記第１減衰器で減衰されたＲＦ信号を第２制御信号に応じて減衰する第２減衰器と、
前記第２減衰器により減衰されたＲＦ信号に応じて、段階的に大きくなる前記第２制御信号を生成して前記第２減衰器に供給する第２制御部と、
を具備することを特徴とするＡＬＣ回路。
【請求項１】
入力されるＲＦ信号を第１制御信号に応じて減衰する第１減衰器と、
与えられる送信信号のタイミングで段階的に大きくなる前記第１制御信号を生成して前記第１減衰器に供給する第１制御部と、
前記第１減衰器で減衰されたＲＦ信号を第２制御信号に応じて減衰する第２減衰器と、
前記第２減衰器により減衰されたＲＦ信号に応じて、段階的に大きくなる前記第２制御信号を生成して前記第２減衰器に供給する第２制御部と、
を具備することを特徴とするＡＬＣ回路。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１０−１７７７８７（Ｐ２０１０−１７７７８７Ａ）
【公開日】平成２２年８月１２日（２０１０．８．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１５６４１（Ｐ２００９−１５６４１）
【出願日】平成２１年１月２７日（２００９．１．２７）
【出願人】（０００００１１２２）株式会社日立国際電気 (5,007)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年８月１２日（２０１０．８．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１月２７日（２００９．１．２７）
【出願人】（０００００１１２２）株式会社日立国際電気 (5,007)
【Ｆターム（参考）】
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