JP2001036367A - 可変利得アンプおよび受信機 - Google Patents
可変利得アンプおよび受信機Info
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Abstract
提供する。 【解決手段】 縦続接続されたアッテネータ回路31〜
33と、アンプ41〜44と、カスコードアンプ51、
52とを設ける。アッテネータ回路31は、抵抗器R1
1、R13およびコンデンサC11、C13の並列回路と、抵
抗器R12、R14およびコンデンサC12、C14の並列回路
とを直列接続して構成し、アッテネータ回路32、33
も抵抗器およびコンデンサにより同様に構成する。アッ
テネータ回路31の入力端およびアッテネータ31〜3
3における第2の並列回路を、アンプ41〜44の入力
端にそれぞれ接続する。アンプ41〜44を選択的に動
作させることにより、カスコードアンプ51、52から
レベルの制御された出力信号を得る。
Description
およびこれを使用した受信機に関する。
はDAB(Eureka147規格にしたがったデジタ
ル音声放送)が採用され、日本ではISDB−Tが提案
されている。
ディオデータやデジタルデータを同時に放送するもので
ある。
ISDB−Tのとき、88MHz〜108MHzおよび170 MHz
〜222 MHzが予定されている。
にはAGC回路が設けられ、AM検波出力のレベルが受
信電界強度にかかわらず一定となるように制御されてい
る。すなわち、高周波信号あるいは中間周波信号の信号
ラインに、可変利得アンプが設けられ、その利得が、A
M検波出力に含まれる直流電圧(AGC電圧)によりフ
ィードバック制御されている。
4あるいは図5に示すような回路がある。すなわち、図
4の回路は、高利得のアンプA11と、アッテネータ回路
A12とを選択的に動作させることより、可変利得アン
プを構成している。また、図5の回路は、抵抗ラダー回
路A13の各段の出力を差動アンプA14〜A17により選
択して取り出すようにして、可変利得アンプを構成して
いる。
は、アンプA11およびアッテネータ回路A12により、利
得を高低2段に切り換えられるだけであり、利得の変更
やダイナミックレンジの拡大を円滑に行うことができな
い。
は、利得を円滑に変更することができるが、差動アンプ
A14〜A17の入力容量の影響をなくすには、抵抗ラダー
回路A13の抵抗器の値を、差動アンプA14〜A17の入力
容量の示すインピーダンスに比べ、十分に小さく、例え
ば、50Ω〜200 Ω程度にする必要がある。しかし、その
ようにすると、抵抗ラダー回路A13の抵抗器により発生
するノイズが無視できなくなり、NF(ノイズフィギュ
ア)が悪くなってしまう。
デジタル音声放送の受信機のAGC回路に使用する場合
には、可変利得アンプは低歪みであることも要求され
る。すなわち、DABやISDB−Tでは、1つの放送
波が複数のキャリア信号から構成されている。例えば、
狭帯域ISDB−Tの場合、放送波は、モード1のとき
には、4kHzおきに分布する109 個のキャリア信号から
構成され、モード2のときには、1kHzおきに分布する
433 個のキャリア信号から構成されている。
おいて、可変利得アンプの直線性が悪いと、その可変利
得アンプを通過する受信信号や中間周波信号に歪みを生
じてしまい、その歪み成分が本来のキャリア信号と区別
のつかないことがある。したがって、デジタル音声放送
の受信機のAGC回路に使用される可変利得アンプに
は、歪みの発生の少ないことも要求される。
ようとするものである。
えば、入力信号に対して縦続接続された複数のアッテネ
ータ回路と、複数のアンプと、この複数のアンプの出力
端に共通に接続された取り出し回路とを有し、上記アッ
テネータ回路のそれぞれは、第1の抵抗器およびコンデ
ンサの並列回路と、第2の抵抗器およびコンデンサの並
列回路とが直列接続されて構成され、上記アッテネータ
回路のそれぞれにおける上記第2の並列回路が、上記複
数のアンプの入力端にそれぞれ接続され、上記複数のア
ンプを選択的に動作させることにより、上記取り出し回
路からレベルの制御された出力信号を得るようにした可
変利得アンプとするものである。したがって、アッテネ
ータ回路のそれぞれから出力される信号が、複数のアン
プにより選択的に取り出され、この結果、全体が可変利
得アンプとして動作する。
−T受信機は、例えば図1に示すように構成される。な
お、図1は、狭帯域ISDB−T用の受信機の場合であ
り、ダイレクトコンバージョン方式に構成された場合で
ある。
アンテナ11により受信され、この受信信号が電子同調
方式のアンテナ同調回路12に供給されて目的とする周
波数の受信信号S12が取り出され、この信号S12がAG
C用の可変利得アンプ13および電子同調方式の段間同
調回路14を通じてミキサ回路15A、15Bに供給さ
れる。
キャリア周波数(中心周波数)の2倍の周波数の発振信
号が形成され、この発振信号が分周回路22に供給され
て受信信号S12のキャリア周波数に等しく、かつ、位相
が互いに90°異なる2つの信号に分周され、この分周信
号がミキサ回路15A、15Bに局部発振信号として供
給される。
いて、受信信号S12は位相が互いに90°異なるベースバ
ンド信号S15A 、S15B 、すなわち、I軸およびQ軸の
ベースバンド信号S15A 、S15B に周波数変換される。
CO(図示せず)の可変容量ダイオードに供給される制
御電圧の一部が取り出され、この制御電圧が同調回路1
2、14に同調電圧として供給され、受信信号S12に対
する同調が実現される。
信号S15A 、S15B が、ローパスフィルタ16A、16
B→AGC用の可変利得アンプ17A、17B→ローパ
スフィルタ18A、18Bの信号ラインを通じて復調回
路19に供給される。この復調回路19は、図示はしな
いが、ISDB−Tの送信時の変調処理に対応して、複
素フーリエ変換、周波数デインターリーブ、タイム・デ
インターリーブ、複数のチャンネルのうちの目的とする
チャンネルのデジタルオーディオデータの選択、エラー
訂正およびデータ伸長などの復調処理を行うものであ
る。
番組(チャンネル)のうちの目的とする番組のオーディ
オ信号L、Rが取り出される。
A、18Bからの信号S15A 、S15BがAGC検波回路
25に供給されてAGC電圧V25が形成され、このAG
C電圧V25が可変利得アンプ17A、17Bに利得の制
御信号として供給される。
信号S15A 、S15B がAGC検波回路23に供給されて
遅延AGC電圧V23が形成され、このAGC電圧V23が
加算回路24に供給されるとともに、AGC電圧V25が
加算回路24に供給される。そして、加算回路24から
はAGC電圧V23、V25の加算電圧V24が取り出され、
この電圧V24が可変利得アンプ13に利得の制御信号と
して供給される。
路12からの受信信号S12に対してAGCが行われると
ともに、AGC電圧V25によりローパスフィルタ16
A、16Bからのベースバンド信号S15A 、S15B に対
してAGCが行われる。そして、このとき、AGC電圧
V24は、遅延AGC電圧V23とAGC電圧V25との加算
電圧であるから、受信信号S12に対するAGC範囲を拡
大することができる。
4、PLL21のVCOの共振回路および復調回路19
を除いて、1チップIC化することができる。
は、例えば図2に示すように、縦続接続された例えば3
つのアッテネータ回路31〜33と、その入力および各
出力を選択的に取り出す差動アンプ41〜44と、カス
コードアンプ51、52とから構成される。
いては、同調回路12の同調コイル(図示せず)の2次
コイルL12に抵抗器R01〜R03の直列回路が接続され、
同調回路12からは受信信号S12がバランス型に取り出
される。また、このとき、同調回路12の出力インピー
ダンスは、例えば50Ωとされる。
バランス型のラダーアッテネータ回路30を構成してい
るものでもあり、同調回路12の出力端、すなわち、抵
抗器R02の両端間に、抵抗器R11、R12、R14、R13の
直列回路が接続されるとともに、これら抵抗器R11、R
12、R14、R13にコンデンサC11、C12、C14、C13が
それぞれ並列接続される。こうして、素子R11〜R14、
C11〜C14により第1段目のバランス型アッテネータ回
路31が構成される。
間に、抵抗器R21、R22、R24、R23の直列回路が接続
されるとともに、これら抵抗器R21、R22、R24、R23
にコンデンサC21、C22、C24、C23がそれぞれ並列接
続される。こうして、素子R21〜R24、C21〜C24によ
り第2段目のバランス型アッテネータ回路32が構成さ
れる。
端間に、抵抗器R31、R32、R34、R33の直列回路が接
続されるとともに、これら抵抗器R31、R32、R34、R
33にコンデンサC31、C32、C34、C33がそれぞれ並列
接続される。こうして、素子R31〜R34、C31〜C34に
より第3段目のバランス型アッテネータ回路33が構成
される。
によりラダーアッテネータ回路30が構成されたことに
なるが、この場合、 C11・R11=C12・R12、C13・R13=C14・R14 C21・R21=C22・R22、C23・R23=C24・R24 C31・R31=C32・R32、C33・R33=C34・R34 とされる。
衰量を等しくする場合には、 R11=R13=R21=R23=R31=R33 R12=R14=R22=R24 R32=R34=R12/2 C11=C13=C21=C23=C31=C33 C12=C14=C22=C24 C32=C34=2・C12 とされる。
減衰量を1/n〔倍〕(ただし、n>1)とすれば、 R12/R11=2/(n−1) C11/C12=2/(n−1) とされる。
タが、定電流源用のトランジスタQ13のコレクタに共通
に接続され、そのエミッタが接地に接続されて差動アン
プ41が構成される。そして、トランジスタQ11、Q12
のベースが、抵抗器R02の両端にそれぞれ接続され、抵
抗器R12、R14の接続中点と、抵抗器R22、R24の接続
中点と、抵抗器R32、R34の接続中点とが互いに接続さ
れるとともに、この接続中点と、接地との間に、直流バ
イアス電源VBBが接続される。
が、トランジスタQ23のコレクタに共通に接続され、そ
のエミッタが接地に接続されて差動アンプ42が構成さ
れ、トランジスタQ21、Q22のベースがアッテネータ回
路31の出力端にそれぞれ接続される。
よびQ41、Q42、Q43により同様に差動アンプ43およ
び44が構成され、トランジスタQ31、Q32のベースが
アッテネータ回路32の出力端に接続され、トランジス
タQ41、Q42のベースがアッテネータ回路33の出力端
に接続される。
AGC電圧V24から所定の制御電圧VB1〜VB4が形成さ
れ、これら制御電圧VB1〜VB4がトランジスタQ13、Q
23、Q33、Q43のベースにそれぞれ供給される。
AGC電圧V24に対応して変化するものであり、所定の
電圧レベルをVL 、VM 、VH (ただし、VL <VM <
VH)とすると、 V24<VL のとき、トランジスタQ13だけを
オンにする。 VL ≦V24<VM のとき、トランジスタQ23だけを
オンにする。 VM ≦V24<VH のとき、トランジスタQ33だけを
オンにする。 VH ≦V24 のとき、トランジスタQ43だけを
オンにする。 のように変化するものである。
Q41のコレクタが、ベース接地のトランジスタQ51のエ
ミッタに接続されてカスコードアンプ51が構成され、
トランジスタQ12、Q22、Q32、Q42のコレクタが、ベ
ース接地のトランジスタQ52のエミッタに接続されてカ
スコードアンプ52が構成され、トランジスタQ51、Q
52のコレクタ出力が次段の同調回路14に供給される。
ら受信信号S12が出力されると、この信号S12はアッテ
ネータ回路31〜33により所定量ずつ順に減衰され、
したがって、アッテネータ回路31〜33からは順にレ
ベルが小さくされた受信信号S12が出力される。
アス電圧が、抵抗器R11〜R34を通じてトランジスタQ
11〜Q42のベースに供給されるが、AGC電圧V24が
の場合には、制御電圧VB1によりトランジスタQ13だけ
がオンとなって定電流源として動作する。したがって、
の場合には、差動アンプ41〜44のうち、差動アン
プ41だけが有効に動作することになり、トランジスタ
Q11、Q12と、トランジスタQ51、Q52とが、カスコー
ドアンプ51、52を構成することになる。
から出力される受信信号S12が、差動アンプ41により
選択されるとともに、カスコードアンプ51、52を通
じて次段へと出力される。
御電圧VB2によりトランジスタQ23だけがオンとなって
定電流源として動作するので、差動アンプ41〜44の
うち、差動アンプ42だけが有効に動作する。したがっ
て、第1段目のアッテネータ回路31から出力される受
信信号S12が、差動アンプ42により選択されるととも
に、カスコードアンプ51、52を通じて次段へと出力
される。
制御電圧VB3によりトランジスタQ33だけがオンとな
り、差動アンプ43だけが有効に動作する。したがっ
て、第2段目のアッテネータ回路32から出力される受
信信号S12が、差動アンプ43により選択されるととも
に、カスコードアンプ51、52を通じて出力される。
制御電圧VB4により差動アンプ44だけが有効に動作す
るので、第3段目のアッテネータ回路33から出力され
る受信信号S12が、差動アンプ44により選択されると
ともに、カスコードアンプ51、52を通じて出力され
る。
12および各アッテネータ回路31〜33の出力信号
が、AGC電圧V24にしたがって差動アンプ41〜44
により選択され、カスコードアンプ51、52を通じて
取り出される。したがって、この図2の回路は利得が4
ステップに切り換わる可変利得アンプ13として動作し
ていることになる。また、このとき、AGCが行われる
ことになる。
〜33においては、コンデンサC11〜C34によっても信
号の分圧ないし減衰が行われるので、抵抗器R11〜R34
の値を、同調回路12の出力インピーダンス50Ωに比べ
て十分に高く、例えば1.25kΩと高くすることができ、
したがって、抵抗器R11〜R34によりNFが悪化するこ
とがなく、ノイズの少ない可変利得アンプとすることが
できる。
路31〜33の出力信号のうち適正なレベルの受信信号
S12を差動アンプ41〜44により選択して取り出して
いるので、歪みの発生を抑えることができる。
ランジスタQ11〜Q42の入力容量を加味することによ
り、その入力容量を無視することができる。また、C11
・R11=C12・R12、C13・R13=C14・R14(他のC
R積も同様)とすることにより、周波数特性を平坦にす
ることもできる。したがって、周波数特性を広帯域化す
ることができる。
ス電圧は、抵抗器R11〜R34を通じてトランジスタQ11
〜Q42に供給されるので、トランジスタQ11〜Q42にバ
イアス電圧を供給するための回路を新たに設ける必要が
ない。
アンプ13の処理する受信信号S12の周波数を、使用す
る素子のCR積により決まる周波数よりも遥かに高くす
ることができ、その場合には、アッテネータ回路31〜
33の減衰量はコンデンサC11〜C34の容量比だけで決
まるので、トランジスタQ11〜Q42の入力容量を補正す
るだけでよい。
狭帯域ISDB−T用の受信機がスーパーヘテロダイン
方式に構成されている場合である。
アンテナ11により受信され、この受信信号が電子同調
方式のアンテナ同調回路12に供給されて目的とする周
波数の受信信号S12が取り出され、この信号S12がAG
C用の可変利得アンプ13および電子同調方式の段間同
調回路14を通じてミキサ回路15A、15Bに供給さ
れる。
発振信号が形成され、この発振信号が分周回路22に供
給されて受信信号S12のキャリア周波数(中心周波数)
よりも例えば500 kHzだけ高く、かつ、位相が互いに90
°異なる2つの信号に分周され、この分周信号がミキサ
回路15A、15Bに局部発振信号として供給される。
いて、受信信号S12は位相が互いに90°異なる2つの中
間周波信号S15A 、S15B (中間周波数は500 kHz)に
周波数変換される。
CO(図示せず)の可変容量ダイオードに供給される制
御電圧の一部が取り出され、この制御電圧が同調回路1
2、14に同調電圧として供給され、受信信号S12に対
する同調が実現される。
中間周波信号S15A 、S15B が、ローパスフィルタ16
A、16BおよびAGC用の可変利得アンプ17A、1
7Bを通じて移相回路26A、26Bに供給され、この
移相回路26A、26Bにおいて、例えば、中間周波信
号S15A 、S15B に含まれる本来の信号成分が同相とな
り、かつ、イメージ成分が逆相となるように移相され
る。そして、この移相後の中間周波信号S15A 、S15B
が加算回路27に供給され、加算回路27からは、イメ
ージ成分が相殺され、本来の信号成分を有する中間周波
信号S15が取り出される。
波フィルタ用のバンドパスフィルタ28→AGC用の可
変利得アンプ17→ローパスフィルタ18の信号ライン
を通じて復調回路19に供給され、復調回路19から
は、複数の番組のうちの目的とする番組のオーディオ信
号L、Rが取り出される。
らの中間周波信号S15がAGC検波回路25に供給され
てAGC電圧V25が形成され、このAGC電圧V25が可
変利得アンプ17に利得の制御信号として供給される。
からの中間周波信号S16A 、S16BがAGC検波回路2
3に供給されて遅延AGC電圧V23が形成され、このA
GC電圧V23が加算回路24に供給されるとともに、A
GC電圧V25が加算回路24に供給される。そして、加
算回路24からはAGC電圧V23、V25の加算電圧V24
が取り出され、この電圧V24が可変利得アンプ13に利
得の制御信号として供給される。
路12からの受信信号S12に対してAGCが行われると
ともに、AGC電圧V25によりバンドパスフィルタ28
からの中間周波信号S15に対してAGCが行われる。そ
して、このとき、AGC電圧V24は、遅延AGC電圧V
23とAGC電圧V25との加算電圧であるから、受信信号
S12に対するAGC範囲を拡大することができる。
アンプ13を例えば図2に示すように構成することがで
きるとともに、IC化ができる。
利得アンプとすることができる。また、直線性が良好で
あり、歪みの発生が少ない。さらに、出力信号を選択し
て取り出すためのアンプのバイアス回路を簡単化ないし
省略することができる。
の入力容量を無視することができるとともに、周波数特
性を平坦にすることもでき、したがって、周波数特性を
広帯域化することができる。
プ、14…同調回路、15A、15B…ミキサ回路、1
6A、16B…ローパスフィルタ、17A、17B…可
変利得アンプ、18A、18B…ローパスフィルタ、1
9…復調回路、21…PLL、22…分周回路、23…
AGC検波回路、24…加算回路、25…AGC検波回
路、26A、26B…移相回路、27…加算回路、28
…バンドパスフィルタ、30…ラダーアッテネータ回
路、31〜33…アッテネータ回路、40…取り出し回
路、41〜44…差動アンプ、51、52…カスコード
アンプ、60…制御電圧形成回路
Claims (6)
- 【請求項1】入力信号に対して縦続接続された複数のア
ッテネータ回路と、 複数のアンプと、 この複数のアンプの出力端に共通に接続された取り出し
回路とを有し、 上記アッテネータ回路のそれぞれは、第1の抵抗器およ
びコンデンサの並列回路と、第2の抵抗器およびコンデ
ンサの並列回路とが直列接続されて構成され、 上記アッテネータ回路のそれぞれにおける上記第2の並
列回路が、上記複数のアンプの入力端にそれぞれ接続さ
れ、 上記複数のアンプを選択的に動作させることにより、上
記取り出し回路からレベルの制御された出力信号を得る
ようにした可変利得アンプ。 - 【請求項2】請求項1に記載の可変利得アンプにおい
て、 上記複数のアッテネータ回路のうちの第1段目のアッテ
ネータ回路の入力端が、上記複数のアンプの第1段目の
入力端に接続され、 上記アッテネータ回路のそれぞれにおける上記第2の並
列回路が、上記複数のアンプの第2段目以降の入力端に
それぞれ接続されるようにした可変利得アンプ。 - 【請求項3】請求項1あるいは請求項2に記載の可変利
得アンプにおいて、 上記第1の並列回路における抵抗器およびコンデンサの
値の積と、上記第2の並列回路における抵抗器およびコ
ンデンサの値の積とを互いに等しい値に設定するように
した可変利得アンプ。 - 【請求項4】請求項1、請求項2あるいは請求項3に記
載の可変利得アンプにおいて、 上記コンデンサの値に、上記複数のアンプの入力容量を
加味するようにした可変利得アンプ。 - 【請求項5】請求項1、請求項2、請求項3あるいは請
求項4に記載の可変利得アンプにおいて、 上記第1および第2の並列回路における抵抗器を通じて
上記複数のアンプにバイアスを供給するようにした可変
利得アンプ。 - 【請求項6】放送波の受信信号の信号ラインに可変利得
アンプが設けられ、 この可変利得アンプは、 縦続接続された複数のアッテネータ回路と、 複数のアンプと、 この複数のアンプの出力端に共通に接続された取り出し
回路とから構成され、 上記アッテネータ回路のそれぞれは、第1の抵抗器およ
びコンデンサの並列回路と、第2の抵抗器およびコンデ
ンサの並列回路とが直列接続されて構成され、 上記複数のアッテネータ回路のうちの第1段目のアッテ
ネータ回路の入力端、および上記アッテネータ回路のそ
れぞれにおける上記第2の並列回路が、上記複数のアン
プの入力端にそれぞれ接続され、 上記第1段目のアッテネータ回路に上記受信信号が供給
され、 AGC電圧にしたがって上記複数のアンプを選択的に動
作させることにより、上記取り出し回路から上記受信信
号がAGC制御されて取り出されるようにした受信機。
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1999
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