JP2001352245A - 受信機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 受信信号のレベルを所定レベルに制御し、最
小リファレンスレベルと最大リファレンスレベルとの間
のレベルのアナログ信号をデジタル信号へ変換するＡ／
Ｄ変換手段９により当該制御した受信信号をデジタル信
号へ変換する受信機で、当該受信信号のレベルに変動が
生じても、効率的なＡ／Ｄ変換を実現する。 【解決手段】 レベル変化手段１が受信信号のレベルを
変化させ、レベル変化制御手段２〜６が当該レベル変化
を制御してレベル変化後の受信信号の直流レベルと交流
振幅レベルとの和が基準レベルとなるようにし、リファ
レンスレベル制御手段２、７、８がレベル変化後の受信
信号の直流レベルの２倍値から当該基準レベルを減算し
たレベルをＡ／Ｄ変換手段９の最小リファレンスレベル
とし、当該基準レベルをＡ／Ｄ変換手段９の最大リファ
レンスレベルとする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、受信信号のレベル
を所定のレベルに制御して当該受信信号をアナログ／デ
ジタル変換手段によりアナログ信号からデジタル信号へ
変換する受信機に関し、特に、当該制御した受信信号の
レベルに変動が生じた場合であっても、効率的なアナロ
グ／デジタル変換を実現する受信機に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば無線受信機では無線送信機から無
線で送信される信号を受信する。無線通信では、例えば
無線送信機と無線受信機との間の距離が変動することが
生じたり、フェージングが発生すること等が生じると、
無線受信機により受信される無線信号のレベルが変動し
易い。このため、無線受信機では例えば自動利得制御回
路を備えて、当該回路により受信信号のレベルを一定の
レベルに制御することが行われている。

【０００３】図６には、無線受信機に備えられる自動利
得制御回路の一構成例を示してある。同図に示した自動
利得制御回路には、信号を増幅する可変利得増幅器４１
と、交流信号の最大電圧値を検出する最大電圧検出回路
４２と、所定の基準電圧値を出力する基準電圧部４３
と、２つの電圧値を比較する比較回路４４と、カウント
値をアップダウンするアップダウンカウンタ４５と、デ
ジタル値をアナログ値へ変換するデジタル／アナログ変
換器（Ｄ／Ａ変換器）４６とが、フィードバックループ
を用いて受信信号のレベルを制御するフィードバック系
の構成として備えられている。

【０００４】また、同図に示した自動利得制御回路に
は、所定の固定値に設定された最小リファレンス電圧値
及び所定の固定値に設定された最大リファレンス電圧値
を出力する固定リファレンス電圧部４７と、アナログ信
号をデジタル信号へ変換するアナログ／デジタル変換器
（Ａ／Ｄ変換器）４８とが、受信信号をアナログ信号か
らデジタル信号へ変換するアナログ／デジタル変換処理
系の構成として備えられている。

【０００５】以下で、同図に示した自動利得制御回路の
動作の一例を示す。すなわち、当該無線受信機により受
信された信号（例えばアナログの交流信号）は可変利得
増幅器４１に入力されて当該可変利得増幅器４１により
増幅させられ、当該増幅させられた受信信号の一部が最
大電圧検出回路４２へ出力されるとともに、残りの部分
がアナログ／デジタル変換器４８へ出力される。なお、
可変利得増幅器４１による増幅処理の利得は、後述する
ように、当該可変利得増幅器４１の利得制御端子に入力
される電圧値により制御される。

【０００６】最大電圧検出回路４２では、可変利得増幅
器４１から入力される信号に基づいて、当該可変利得増
幅器４１からＡ／Ｄ変換器４８へ出力される（増幅後
の）受信信号の最大電圧値が検出され、当該最大電圧値
が検出電圧値として比較回路４４へ出力される。また、
比較回路４４へは、基準電圧部４３からの基準電圧値が
出力される。

【０００７】比較回路４４では、最大電圧検出回路４２
から入力される検出電圧値と基準電圧部４３から入力さ
れる基準電圧値との大小が比較され、検出電圧値が基準
電圧値より大きい場合にはハイ（Ｈｉ）レベルの電圧値
（例えば５Ｖの電圧値や３Ｖの電圧値）がアップダウン
カウンタ４５へ出力される一方、検出電圧値が基準電圧
値より小さい場合にはロウ（Ｌｏ）レベルの電圧値（例
えば０Ｖの電圧値）がアップダウンカウンタ４５へ出力
される。

【０００８】アップダウンカウンタ４５では、例えば外
部のデジタルクロックから入力されるクロックタイミン
グに同期してカウント値をアップさせる（増加させる）
ことやダウンさせる（減少させる）ことが行われ、この
例では、比較回路４４から入力される電圧値がハイレベ
ルである場合にはカウント値がダウンさせられる一方、
当該電圧値がロウレベルである場合にはカウント値がア
ップさせられる。そして、このようにしてアップダウン
させられるカウント値は、アップダウンカウンタ４５か
らＤ／Ａ変換器４６へ出力される。

【０００９】Ｄ／Ａ変換器４６では、アップダウンカウ
ンタ４５からデジタル値として入力されるカウント値が
アナログ直流電圧値へ変換されて、当該アナログ直流電
圧値が可変利得増幅器１の利得制御端子へ出力され、こ
れにより、可変利得増幅器４１の利得がフィードバック
制御されて、増幅後の受信信号の電圧値が例えば常に一
定の目標値に制御される。

【００１０】また、固定リファレンス電圧部４７では、
固定値である最小リファレンス電圧値がＡ／Ｄ変換器４
８の一方のリファレンス電圧入力端子（ＲＥＦ−端子）
へ出力されるとともに、固定値である最大リファレンス
電圧値が当該Ａ／Ｄ変換器４８の他方のリファレンス電
圧入力端子（ＲＥＦ＋端子）へ出力される。ここで、Ａ
／Ｄ変換器４８では、ＲＥＦ−端子から入力される最小
リファレンス電圧値とＲＥＦ＋端子から入力される最大
リファレンス電圧値との間の電圧値を有するアナログ信
号がデジタル信号へ変換される構成となっている。

【００１１】つまり、Ａ／Ｄ変換器４８の入力ダイナミ
ックレンジは通常は固定されており、当該入力ダイナミ
ックレンジの下限値（最小値）及び上限値（最大値）と
してそれぞれ上記したＲＥＦ−端子に入力される電圧値
及び上記したＲＥＦ＋端子に入力される電圧値が設定さ
れる構成となっている。この例の場合、Ａ／Ｄ変換器４
８の入力ダイナミックレンジの下限値は上記した最小リ
ファレンス電圧値（例えば０［Ｖ］等）になるととも
に、当該入力ダイナミックレンジの上限値は上記した最
大リファレンス電圧値（例えば３［Ｖ］等）となる。

【００１２】そして、Ａ／Ｄ変換器４８では、アナログ
／デジタル変換可能な最大の入力信号レベルが上記した
入力ダイナミックレンジの上限値となるとともに、アナ
ログ／デジタル変換可能な最小の入力信号レベルが上記
した入力ダイナミックレンジの下限値となるような仕方
でアナログ信号のデジタル化（量子化）が行われる。こ
のようなアナログ／デジタル変換処理の仕方の一例とし
て、最小リファレンス電圧値と最大リファレンス電圧値
との間の電圧値領域を複数の領域に分割して生成される
各領域にそれぞれ異なるデジタル値を対応させる仕方を
用いることができ、この仕方では、アナログ／デジタル
変換対象となるアナログ信号に対して当該アナログ信号
の電圧値が含まれる領域に対応したデジタル値がアナロ
グ／デジタル変換結果として取得される。

【００１３】具体的に、例えば最小リファレンス電圧値
が０［Ｖ］であり最大リファレンス電圧値が３［Ｖ］で
あり上記した分割数が６である場合には、一例として、
０［Ｖ］より大きく（或いは、０［Ｖ］以上）０．５
［Ｖ］未満のアナログ信号を“０”値のデジタル信号へ
変換し、０．５［Ｖ］以上１［Ｖ］未満のアナログ信号
を“１”値のデジタル信号へ変換し、１［Ｖ］以上１．
５［Ｖ］未満のアナログ信号を“２”値のデジタル信号
へ変換し、１．５［Ｖ］以上２［Ｖ］未満のアナログ信
号を“３”値のデジタル信号へ変換し、２［Ｖ］以上
２．５［Ｖ］未満のアナログ信号を“４”値のデジタル
信号へ変換し、２．５［Ｖ］以上３［Ｖ］未満（或い
は、３［Ｖ］以下）のアナログ信号を“５”値のデジタ
ル信号へ変換するといったアナログ／デジタル変換処理
が行われる。また、Ａ／Ｄ変換器４８により得られるデ
ジタル信号のビット数（有効ビット数）は、例えば４ビ
ット〜１０ビット等といった値に固定されている。

【００１４】Ａ／Ｄ変換器４８では、上述のように最小
リファレンス電圧値及び最大リファレンス電圧値に基づ
くアナログ／デジタル変換処理が行われ、これにより、
可変利得増幅器４１から入力される（増幅後の）受信信
号がアナログ信号からデジタル信号へ変換されて出力さ
れる。

【００１５】なお、参考として、例えば特開平５−３０
７８３３号公報に記載された「圧縮・伸張回路」では、
入力されたアナログ信号を圧縮・伸張して雑音を除去す
るに際して、アナログ信号のレベルに応じてＡ／Ｄ変換
器のリファレンス電圧を変化させることで、入力信号の
レベルの上限を損なうことなく、分解能を向上させてい
る。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、例えば
上記図６に示したような自動利得制御回路では、Ａ／Ｄ
変換器４８に入力される（増幅後の）受信信号のレベル
が変動してしまうことが生じるため、例えばＡ／Ｄ変換
器４８の入力ダイナミックレンジの上限値を超えたレベ
ルの信号が当該Ａ／Ｄ変換器４８に入力されてしまうこ
とや、例えば当該入力ダイナミックレンジの下限値未満
のレベルの信号が当該Ａ／Ｄ変換器４８に入力されてし
まうことが発生してしまい、このような場合には、Ａ／
Ｄ変換器４８のアナログ／デジタル変換性能を十分に活
用することができないため、受信感度性能が劣化してし
まうといった不具合があった。

【００１７】ここで、Ａ／Ｄ変換器４８に入力される
（増幅後の）受信信号のレベルを変動させてしまう原因
としては、例えばフィードバック系の温度特性による温
度に依存した動作状況の変化や、フィードバック系の電
源電圧の変動や、最大電圧検出回路４２を構成するため
に使用されるデバイスの特性のバラツキや、基準電圧部
４３から出力される基準電圧値のバラツキ等がある。こ
のような原因によって、例えば可変利得増幅器４１から
出力される（増幅後の）受信信号の直流レベルや交流振
幅レベルが変動する。

【００１８】本発明は、このような課題を解決するため
になされたもので、受信信号のレベルを変化させて当該
受信信号の直流レベルと交流振幅レベルとの和を基準レ
ベルに制御し、当該制御した受信信号をアナログ／デジ
タル変換手段によりアナログ信号からデジタル信号へ変
換するに際して、例えば当該制御した受信信号のレベル
に変動が生じた場合であっても、効率的なアナログ／デ
ジタル変換を実現することができる受信機を提供するこ
とを目的とする。

【００１９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明に係る受信機では、次のようにして、受信信
号のレベルを変化させて当該受信信号の直流レベルと交
流振幅レベルとの和を基準レベルに制御し、アナログ／
デジタル変換手段により当該制御した受信信号をアナロ
グ信号からデジタル信号へ変換する。ここで、アナログ
／デジタル変換手段は最小リファレンスレベルと最大リ
ファレンスレベルとの間のレベルのアナログ信号をデジ
タル信号へ変換する。

【００２０】すなわち、レベル変化手段が受信信号のレ
ベルを変化させ、レベル変化制御手段がレベル変化後の
受信信号の直流レベルと交流振幅レベルとの和が前記基
準レベルとなるようにレベル変化手段によるレベル変化
を制御し、リファレンスレベル制御手段がレベル変化後
の受信信号の直流レベルの２倍値から前記基準レベルを
減算したレベルをアナログ／デジタル変換手段の最小リ
ファレンスレベルとするとともに前記基準レベルをアナ
ログ／デジタル変換手段の最大リファレンスレベルとす
る。

【００２１】ここで、具体的に、前記レベル変化後の受
信信号の直流レベルをαとし、当該受信信号の交流振幅
レベルをＡとし、前記基準レベルをＶとする。この場
合、当該レベル変化後の受信信号のレベルは（α−Ａ）
〜（α＋Ａ）の範囲に収まる。そして、前記レベル変化
制御手段により（α＋Ａ）＝Ｖとなるように制御が行わ
れることから、当該レベル変化後の受信信号のレベルは
（２α−Ｖ）〜Ｖの範囲に収まることになる。一方、前
記最小リファレンスレベルは（２α−Ｖ）となり、前記
最大リファレンスレベルはＶとなる。

【００２２】従って、前記制御した受信信号のレベルが
変動してしまうような場合であっても、当該受信信号の
レベル範囲とアナログ／デジタル変換手段の入力ダイナ
ミックレンジ（最小リファレンスレベルと最大リファレ
ンスレベルとの間のレベル範囲）とが一致するため、ア
ナログ／デジタル変換手段の入力ダイナミックレンジを
有効に活用することができ、これにより、効率的なアナ
ログ／デジタル変換を実現することができる。つまり、
上記した具体例を用いて示すと、例えば前記基準レベル
Ｖや前記直流レベルαや前記交流振幅レベルＡが変動し
てしまうような場合であっても、アナログ／デジタル変
換手段により処理される受信信号のレベル範囲と当該ア
ナログ／デジタル変換手段の入力ダイナミックレンジと
が常に一致することになる。

【００２３】

【発明の実施の形態】本発明に係る一実施例を図面を参
照して説明する。図１には、本発明の一実施例に係る無
線受信機に備えられた自動利得制御回路の一例を示して
ある。ここで、同図に示した自動利得制御回路の前段に
は、例えば無線送信機から無線で送信された信号（電
波）を受信して当該無線受信機に取り入れる機能を有し
たアンテナ等の回路群が設けられており、取り入れられ
た信号が当該自動利得制御回路の可変利得増幅器１に入
力される構成となっている。

【００２４】また、同図に示した自動利得制御回路の後
段には、例えば無線周波数帯の信号をベースバンド周波
数帯の信号へ変換する周波数変換回路や、例えば受信処
理対象となる周波数成分の信号を抽出するためのフィル
タや、例えば固定的に設定された利得で信号を増幅する
固定（利得）増幅器等の受信処理回路が設けられてお
り、当該自動利得制御回路のアナログ／デジタル変換器
９から出力されるデジタル信号が当該受信処理回路によ
り受信処理される構成となっている。なお、本発明の要
部は受信信号のレベルを制御して当該制御した受信信号
をアナログ／デジタル変換する構成に係るものであるた
め、本例では、無線受信機の他の構成については図示や
詳しい説明を省略する。

【００２５】上記図１に示した自動利得制御回路はフィ
ードバックループを用いて構成されており、この自動利
得制御回路には、信号を増幅する可変利得増幅器１と、
交流信号の最大電圧値を検出する最大電圧検出回路２
と、所定の基準電圧値を出力する基準電圧部３と、２つ
の電圧値を比較する比較回路４と、カウント値をアップ
ダウンするアップダウンカウンタ５と、デジタル値をア
ナログ値へ変換するデジタル／アナログ変換器（Ｄ／Ａ
変換器）６とが、フィードバックループを用いて受信信
号の電圧値を制御するフィードバック系の構成として備
えられている。

【００２６】また、同図に示した自動利得制御回路に
は、信号の直流電圧値を検出する直流（ＤＣ）電圧検出
回路７と、２つの電圧値を用いて後述するアナログ／デ
ジタル変換器９の最小リファレンス電圧値及び最大リフ
ァレンス電圧値を生成するリファレンス電圧生成回路８
と、アナログ信号をデジタル信号へ変換するアナログ／
デジタル変換器（Ａ／Ｄ変換器）９とが、受信信号をア
ナログ信号からデジタル信号へ変換するアナログ／デジ
タル変換処理系の構成として備えられている。

【００２７】なお、以下では、説明の便宜上から、可変
利得増幅器１からＡ／Ｄ変換器９へ出力される（増幅後
の）受信信号の電圧値が（α＋Ａ・ｃｏｓωｔ）である
とし、基準電圧部３から出力される基準電圧値がＶであ
るとして説明を行う。ここで、αは可変利得増幅器１か
らＡ／Ｄ変換器９へ出力される（増幅後の）受信信号の
直流電圧値に相当し、Ａは当該受信信号の交流振幅の電
圧値に相当し、当該Ａは正の値であるとする。また、ω
は交流成分の角振動数を示し、ｔは時刻を示す。

【００２８】可変利得増幅器１は、当該無線受信機によ
り受信された信号（例えばアナログの交流信号）を入力
して当該受信信号を増幅し、当該増幅した受信信号の一
部を最大電圧検出回路２及び直流電圧検出回路７へ出力
するとともに、残りの部分をＡ／Ｄ変換器９へ出力する
機能を有している。ここで、可変利得増幅器１による増
幅処理の利得は、後述するように、当該可変利得増幅器
１の利得制御端子に入力される電圧値により制御され
る。なお、本例の自動利得制御回路では、可変利得増幅
器１からＡ／Ｄ変換器９へ出力される（増幅後の）受信
信号の最大電圧値（α＋Ａ）を常に上記した一定の基準
電圧値Ｖに制御することが行われる。

【００２９】最大電圧検出回路２は、可変利得増幅器１
から入力される信号に基づいて、当該可変利得増幅器１
からＡ／Ｄ変換器９へ出力される（増幅後の）受信信号
の最大電圧値（α＋Ａ）を検出し、当該最大電圧値（α
＋Ａ）を検出電圧値として比較回路４へ出力する機能を
有している。なお、当該最大電圧値（α＋Ａ）は、可変
利得増幅器１からＡ／Ｄ変換器９へ出力される（増幅後
の）受信信号の直流電圧値αと交流振幅電圧値Ａとを加
算した直流電圧値となる。

【００３０】ここで、本例の最大電圧検出回路２は、例
えば信号の交流振幅の電圧値を検出する交流（ＡＣ）振
幅検出回路と、信号の直流電圧値を検出する直流電圧検
出回路とを組合せて構成されており、これら２つの回路
で得られた電圧値の和に基づいて、可変利得増幅器１か
らＡ／Ｄ変換器９へ出力される（増幅後の）受信信号の
最大電圧値（α＋Ａ）を検出する。

【００３１】図２には、上記した交流振幅検出回路の構
成例を示してあり、この交流振幅検出回路は、２つの抵
抗Ｒ１、Ｒ２と、１つのダイオードＤと、１つのコンデ
ンサＣとから構成されている。そして、この回路では、
一端が接地された抵抗Ｒ２やコンデンサＣがダイオード
Ｄの出力端に接続されており、例えば可変利得増幅器１
から入力される信号（交流入力信号）が抵抗Ｒ１とダイ
オードＤを通過することで、当該入力信号の交流振幅の
電圧値（直流出力信号）が検出される。

【００３２】また、上記した直流電圧検出回路は例えば
後述する直流電圧検出回路７と同様に図４に示すような
回路から構成することができる。なお、本例では、最大
電圧検出回路２が可変利得増幅器１からＡ／Ｄ変換器９
へ出力される（増幅後の）受信信号の直流電圧値αと交
流振幅電圧値Ａとの両方を検出する回路を有した構成と
したが、例えば最大電圧検出回路２を上記のような交流
振幅検出回路から構成するとともに後述する直流電圧検
出回路７により検出される直流電圧値αを当該最大電圧
検出回路２に入力するようにして、当該最大電圧検出回
路２が自己の回路により検出した交流振幅電圧値Ａと前
記入力した直流電圧値αとを加算して比較回路４へ出力
する構成とすることも可能である。

【００３３】基準電圧部３は、所定の基準電圧値Ｖを比
較回路４及びリファレンス電圧生成回路８へ共通の基準
電圧値として出力する機能を有している。比較回路４
は、最大電圧検出回路２から入力される検出電圧値（α
＋Ａ）と基準電圧部３から入力される基準電圧値Ｖとの
大小を比較し、検出電圧値（α＋Ａ）が基準電圧値Ｖよ
り大きい場合にはハイ（Ｈｉ）レベルの電圧値（例えば
５Ｖの電圧値や３Ｖの電圧値）をアップダウンカウンタ
５へ出力する一方、検出電圧値（α＋Ａ）が基準電圧値
Ｖより小さい場合にはロウ（Ｌｏ）レベルの電圧値（例
えば０Ｖの電圧値）をアップダウンカウンタ５へ出力す
る機能を有している。

【００３４】ここで、図３には、比較回路４の構成例を
示してあり、この比較回路４は１つのコンパレータ１１
から構成されている。そして、このコンパレータ１１で
は、最大電圧検出回路２から出力される検出電圧値（入
力信号）（α＋Ａ）と基準電圧値Ｖとを入力し、これら
の電圧値の比較結果に基づいてハイレベル或いはロウレ
ベルの電圧値（出力信号）をアップダウンカウンタ５へ
出力する。

【００３５】なお、本例の比較回路４では、検出電圧値
（α＋Ａ）が基準電圧値Ｖより大きい場合にはハイレベ
ルの電圧値を出力する一方、検出電圧値（α＋Ａ）が基
準電圧値Ｖより小さい場合にはロウレベルの電圧値を出
力する構成としたが、例えばハイレベルとロウレベルと
を逆にして用いることも可能である。

【００３６】アップダウンカウンタ５は例えば外部のデ
ジタルクロックから入力されるクロックタイミングに同
期してカウント値をアップさせる（増加させる）ことや
ダウンさせる（減少させる）ことを行う機能を有してお
り、本例では、比較回路４から入力される電圧値がハイ
レベルである場合にはカウント値をダウンさせる一方、
当該電圧値がロウレベルである場合にはカウント値をア
ップさせる機能を有している。また、アップダウンカウ
ンタ５は、このようにしてアップダウンするカウント値
をＤ／Ａ変換器６へ出力する機能を有している。

【００３７】Ｄ／Ａ変換器６はアップダウンカウンタ５
からデジタル値として入力されるカウント値をアナログ
直流電圧値へデジタル／アナログ変換し、当該アナログ
直流電圧値を可変利得増幅器１の利得制御端子へ出力す
る機能を有している。なお、このアナログ直流電圧値
は、例えば可変利得増幅器１の利得を制御することが可
能なレベル範囲（例えば可変利得増幅器１の制御電圧値
対利得特性に基づいて上限値や下限値が設定される）の
値となるように調整されている。

【００３８】ここで、本例では、アップダウンカウンタ
５のカウント値が大きくなるに従って、可変利得制御増
幅器１の利得制御端子へ出力される電圧値及び当該可変
利得増幅器１の利得が大きくなる構成を用いている。す
なわち、本例のアップダウンカウンタ５では、検出電圧
値（α＋Ａ）が基準電圧値Ｖより大きい場合にはカウン
ト値をダウンさせることにより可変利得増幅器１の利得
を小さくするフィードバック制御を行う一方、検出電圧
値（α＋Ａ）が基準電圧値Ｖより小さい場合にはカウン
ト値をアップさせることにより可変利得増幅器１の利得
を大きくするフィードバック制御を行う。

【００３９】以上のようなフィードバック系の構成によ
り、本例の無線受信機では、可変利得増幅器１からＡ／
Ｄ変換器９へ出力される（増幅後の）受信信号の最大電
圧値（α＋Ａ）を例えば常に一定の基準電圧値Ｖに制御
することができる。つまり、本例では、可変利得増幅器
１からＡ／Ｄ変換器９へ出力される（増幅後の）受信信
号の電圧値が（２α−Ｖ）〜Ｖの範囲に収まるように制
御される。なお、（２α−Ｖ）及びＶはそれぞれ、（α
＋Ａ）＝Ｖとしたときにおける（α−Ａ）及び（α＋
Ａ）に相当する。

【００４０】また、直流電圧検出回路７は、可変利得増
幅器１から入力される信号に基づいて、当該可変利得増
幅器１からＡ／Ｄ変換器９へ出力される（増幅後の）受
信信号の直流電圧値αを検出し、当該直流電圧値αをリ
ファレンス電圧生成回路８へ出力する機能を有してい
る。ここで、図４には、直流電圧検出回路７の構成例を
示してあり、この直流電圧検出回路７は１つのロウパス
フィルタ（ＬＰＦ）２１から構成されている。このＬＰ
Ｆ２１では、可変利得増幅器１から入力される信号（交
流信号）を入力し、当該信号の直流電圧値（直流信号）
を検出して出力する。

【００４１】リファレンス電圧生成回路８は、直流電圧
検出回路７から入力される直流電圧値αと基準電圧部３
から入力される基準電圧値Ｖとを用いて例えば加算や減
算の信号処理を行うことにより、当該直流電圧値αの２
倍値から当該基準電圧値Ｖを減算した電圧値（２α−
Ｖ）を最小リファレンス電圧値として生成するととも
に、当該基準電圧値Ｖと一致する電圧値Ｖを最大リファ
レンス電圧値として生成し、生成した最小リファレンス
電圧値（２α−Ｖ）をＡ／Ｄ変換器９のＲＥＦ−端子へ
出力するとともに、生成した最大リファレンス電圧値Ｖ
をＡ／Ｄ変換器９のＲＥＦ＋端子へ出力する機能を有し
ている。

【００４２】なお、本例では、可変利得増幅器１から或
る時刻に出力される（増幅後の）受信信号が後述するＡ
／Ｄ変換器９によりアナログ／デジタル変換処理される
タイミングと、当該受信信号の直流電圧値αに基づいて
生成されるリファレンス電圧値（最小リファレンス電圧
値及び最大リファレンス電圧値）が当該Ａ／Ｄ変換器９
のリファレンス電圧入力端子（ＲＥＦ−端子及びＲＥＦ
＋端子）に入力されて当該Ａ／Ｄ変換器９により参照さ
れるタイミングとが同期するように、信号処理のタイミ
ングが調整されている。

【００４３】ここで、図５（ａ）には、リファレンス電
圧生成回路８の構成例を示してあり、このリファレンス
電圧生成回路８は、前段に設けられた１つの減算器３１
と、当該減算器３１の後段に設けられた１つの減算器３
２及び１つの加算器３３とから構成されている。そし
て、このリファレンス電圧生成回路８では、前段の減算
器３１に前記基準電圧値Ｖと前記直流電圧値（ＤＣオフ
セット電圧値）αとが入力されることでこれらの差（Ｖ
−α）が当該減算器３１から後段の減算器３２及び加算
器３３へ出力され、後段の減算器３２に前記直流電圧値
αと当該差（Ｖ−α）とが入力されることでこれらの差
（２α−Ｖ）が当該減算器３２から最小リファレンス電
圧値としてＡ／Ｄ変換器９のＲＥＦ−端子へ出力され、
後段の加算器３２に前記直流電圧値αと前段の減算器３
１からの差（Ｖ−α）とが入力されることでこれらの和
Ｖが当該加算器３３から最大リファレンス電圧値として
Ａ／Ｄ変換器９のＲＥＦ＋端子へ出力される。

【００４４】なお、上記した減算器３１、３２は、例え
ば同図（ｂ）に示されるように、演算増幅器（オペアン
プ）３４と複数（本例では、４つ）の抵抗Ｒ１１〜Ｒ１
４とから構成されており、一方の入力端Ｎ１により入力
した電圧値から他方の入力端Ｎ２により入力した電圧値
を減算する機能を有している。同様に、上記した加算器
３３は、例えば同図（ｃ）に示されるように、演算増幅
器（オペアンプ）３５と複数（本例では、４つ）の抵抗
Ｒ２１〜Ｒ２４とから構成されており、２つの入力端Ｎ
３、Ｎ４により入力した２つの電圧値を加算する機能を
有している。

【００４５】Ａ／Ｄ変換器９は、ＲＥＦ−端子に入力さ
れる最小リファレンス電圧値（２α−Ｖ）が下限値とな
るとともにＲＥＦ＋端子に入力される最大リファレンス
電圧値Ｖが上限値となる入力ダイナミックレンジで、可
変利得増幅器１から入力される（増幅後の）受信信号を
アナログ信号からデジタル信号へ変換して出力する機能
を有している。つまり、Ａ／Ｄ変換器９では、２つのリ
ファレンス電圧入力端子（ＲＥＦ−端子及びＲＥＦ＋端
子）に印加される２つの電圧値により入力ダイナミック
レンジが決定され、具体的には、ＲＥＦ−端子に入力さ
れる最小リファレンス電圧値（２α−Ｖ）とＲＥＦ＋端
子に入力される最大リファレンス電圧値Ｖとの間の電圧
値を有するアナログ信号がデジタル信号へ変換されるこ
とになる。

【００４６】以上のようなアナログ／デジタル変換処理
系の構成により、本例の無線受信機では、可変利得増幅
器１からＡ／Ｄ変換器９に入力される（増幅後の）受信
信号の電圧値がフィードバック系により収束させられる
場合に、当該受信信号の電圧値の範囲（２α−Ｖ）〜Ｖ
と当該Ａ／Ｄ変換器９の入力ダイナミックレンジ（２α
−Ｖ）〜Ｖとを一致させることができる。

【００４７】従って、本例の無線受信機では、例えば温
度特性や、電源電圧の変動や、最大電圧検出回路２の交
流振幅検出回路等を構成するために使用されるデバイス
の特性のバラツキや、基準電圧値Ｖのバラツキ等によっ
て可変利得増幅器１からＡ／Ｄ変換器９に入力される
（増幅後の）受信信号の直流電圧値αや交流振幅電圧値
Ａが変動してしまうような場合であっても、上述のよう
にＡ／Ｄ変換器９には常に最適な電圧値状態でアナログ
／デジタル変換処理対象となる受信信号が入力されるこ
とから、当該Ａ／Ｄ変換器９の入力ダイナミックレンジ
を有効に活用することができ、これにより、効率的なア
ナログ／デジタル変換処理を実現することができる。

【００４８】ここで、具体的な数値を用いて、上記した
本例の効果を示す。具体的な数値として、例えば上記し
た基準電圧値Ｖ＝＋２．０［Ｖ］であるとし、上記した
直流電圧値αは本例の自動利得制御回路に使用されてい
る可変利得増幅器１に固有な直流電圧値（ＤＣオフセッ
ト電圧値）であってα＝＋１．５［Ｖ］であるとする。
この場合、上記した交流振幅電圧値Ａ＝０．５［Ｖ］と
なるようにフィードバック制御され、最終的には、可変
利得増幅器１からＡ／Ｄ変換器９へは前記直流電圧値＋
１．５［Ｖ］を有する直流成分に当該フィードバック制
御された交流振幅電圧値０．５［Ｖ］を有する交流成分
（−０．５［Ｖ］〜＋０．５［Ｖ］の範囲で電圧値が変
化する成分）が重畳された信号が入力される。

【００４９】すると、この場合には、＋１．０［Ｖ］〜
＋２．０［Ｖ］の範囲で電圧値が変化する受信信号がＡ
／Ｄ変換器９にアナログ／デジタル変換処理対象として
入力されることになる。一方、この場合、Ａ／Ｄ変換器
９のＲＥＦ−端子に入力される最小リファレンス電圧値
（２α−Ｖ）＝＋１．０［Ｖ］となるとともに、当該Ａ
／Ｄ変換器９のＲＥＦ＋端子に入力される最大リファレ
ンス電圧値Ｖ＝＋２．０［Ｖ］となり、当該Ａ／Ｄ変換
器９のダイナミックレンジがアナログ／デジタル変換処
理対象となる上記した入力信号の電圧値範囲と一致す
る。

【００５０】次に、例えばデバイスの特性のバラツキ等
によって前記基準電圧値Ｖ＝＋１．９［Ｖ］に変動する
とともに前記直流電圧値α＝＋１．６［Ｖ］に変動した
場合を考える。この場合、上記した交流振幅電圧値Ａ＝
０．３［Ｖ］となるようにフィードバック制御され、最
終的には、可変利得増幅器１からＡ／Ｄ変換器９へは前
記直流電圧値＋１．６［Ｖ］を有する直流成分に当該フ
ィードバック制御された交流振幅電圧値０．３［Ｖ］を
有する交流成分（−０．３［Ｖ］〜＋０．３［Ｖ］の範
囲で電圧値が変化する成分）が重畳された信号が入力さ
れることになる。

【００５１】すると、この場合には、＋１．３［Ｖ］〜
＋１．９［Ｖ］の範囲で電圧値が変化する受信信号がＡ
／Ｄ変換器９にアナログ／デジタル変換処理対象として
入力されることになる。一方、この場合、Ａ／Ｄ変換器
９のＲＥＦ−端子に入力される最小リファレンス電圧値
（２α−Ｖ）＝＋１．３［Ｖ］となるとともに、Ａ／Ｄ
変換器９のＲＥＦ＋端子に入力される最大リファレンス
電圧値Ｖ＝＋１．９［Ｖ］となり、このように当該Ａ／
Ｄ変換器９に入力される信号の電圧値が変動した場合で
あっても、当該Ａ／Ｄ変換器９の入力ダイナミックレン
ジを最適化して当該入力信号の電圧値範囲と一致させる
ことができる。

【００５２】ここで、本例では、Ａ／Ｄ変換器９が上記
した最小リファレンス電圧値（２α−Ｖ）と上記した最
大リファレンス電圧値Ｖとの間の電圧値のアナログ信号
をデジタル信号へ変換する機能により、本発明に言うア
ナログ／デジタル変換手段が構成されている。

【００５３】また、本例では、可変利得増幅器１が受信
信号の電圧値を変化させる機能により、本発明に言うレ
ベル変化手段が構成されている。なお、本例では、１つ
の可変利得増幅器１により受信信号の電圧値を変化させ
る構成としたが、例えば複数の増幅器を組合せた構成を
用いることや、例えば減衰器（可変減衰器や固定減衰
器）を利用した構成を用いること等も可能である。

【００５４】また、本例では、フィードバック系を構成
する最大電圧検出回路２や基準電圧部３や比較回路４や
アップダウンカウンタ５やＤ／Ａ変換器６から成る回路
が前記電圧値変化後の受信信号の直流電圧値αと交流電
圧値Ａとの和が上記した基準電圧値Ｖとなるように可変
利得増幅器１による電圧値変化（本例では、具体的に
は、可変利得増幅器１の利得）を制御する機能により、
本発明に言うレベル変化制御手段が構成されている。

【００５５】また、本例では、アナログ／デジタル変換
処理系を構成する直流電圧検出回路２や基準電圧部３や
リファレンス電圧生成回路８から成る回路が前記電圧値
変化後の受信信号の直流電圧値αの２倍値から前記基準
電圧値Ｖを減算した電圧値（２α−Ｖ）をＡ／Ｄ変換器
９の最小リファレンス電圧値とするとともに、前記基準
電圧値Ｖを当該Ａ／Ｄ変換器９の最大リファレンス電圧
値とする機能により、本発明に言うリファレンスレベル
制御手段が構成されている。なお、本例では、本発明に
言うレベルとして電圧値を用いたが、例えば電力値や電
流値等を用いることも可能である。

【００５６】ここで、本発明に係る受信機の構成として
は、必ずしも本例に示したものに限られず、例えばフィ
ードバック系の構成やアナログ／デジタル変換処理系の
構成等としても種々な構成が用いられてもよい。一例と
して、本発明に係る受信機により行われる各種の処理と
しては、例えばプロセッサやメモリ等を備えたハードウ
エア資源においてプロセッサがＲＯＭに格納された制御
プログラムを実行することにより制御される構成を用い
ることもでき、また、例えば当該処理を実行するための
各機能手段を独立したハードウエア回路として構成する
こともできる。

【００５７】また、本発明は上記の制御プログラムを格
納したフロッピー（登録商標）ディスクやＣＤ−ＲＯＭ
等のコンピュータにより読み取り可能な記録媒体として
把握することもでき、当該制御プログラムを記録媒体か
らコンピュータに入力してプロセッサに実行させること
により、本発明に係る処理を遂行させることができる。

【００５８】また、本発明に係る受信機は、例えばＴＤ
ＭＡ方式やＦＤＭＡ方式やＣＤＭＡ方式等といった種々
な通信方式を用いた分野に適用可能なものであるが、受
信機により受信信号のレベル（例えば振幅値等）を一定
の目標値に制御することは、複数の異なる拡散符号によ
りキャリアを多重化するＣＤＭＡ方式を用いた無線通信
では特に重要である。これは、ＣＤＭＡ受信機では、例
えば受信信号と希望の拡散符号との相関ピークが検出さ
れるタイミングに基づいて当該拡散符号に対応する逆拡
散データを復調することを行うが、もしも受信信号の振
幅値がフェージング等により変動したままだと相関ピー
クを正確に検出することができなくなってしまうからで
ある。

【００５９】また、ＣＤＭＡ方式を用いた無線通信では
拡散符号により広帯域に拡散した信号を通信することか
ら、受信信号中の各拡散符号に対応する信号成分は小さ
くなり、受信信号の振幅値を大きく増幅することが必要
となる場合がある。ここで、好ましい態様として示した
本例の受信機に備えられたフィードバック系の構成で
は、例えば可変利得増幅器を多段に接続して自動利得制
御範囲を拡大することが容易に実現され、このことは上
記のようなＣＤＭＡ方式を用いた無線通信において非常
に有効であり、例えばＷ−ＣＤＭＡ方式のように大きな
ダイナミックレンジを必要とする通信方式を用いる場合
に特に大きな効果を奏することができる。

【００６０】また、本発明に係る受信機は、例えば基地
局装置や移動局装置等といった種々な装置に適用するこ
とが可能であり、また、必ずしも信号を受信する機能の
みを有する装置ばかりでなく、例えば信号を送受信する
機能を有する通信装置にも適用可能なものである。ま
た、本発明に係る受信機は例えば有線で信号を受信する
装置に適用することも可能である。

【００６１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る受信
機によると、受信信号のレベルを変化させて当該受信信
号の直流レベルと交流振幅レベルとの和を基準レベルに
制御し、最小リファレンスレベルと最大リファレンスレ
ベルとの間のレベルのアナログ信号をデジタル信号へ変
換するアナログ／デジタル変換手段により当該制御した
受信信号をアナログ信号からデジタル信号へ変換するに
際して、レベル変化後の受信信号の直流レベルの２倍値
から前記基準レベルを減算したレベルをアナログ／デジ
タル変換手段の最小リファレンスレベルとするとともに
前記基準レベルをアナログ／デジタル変換手段の最大リ
ファレンスレベルとするようにアナログ／デジタル変換
手段のリファレンスレベルを制御するようにしたため、
例えば前記レベル変化後の受信信号のレベルが変動して
しまうような場合であっても、効率的なアナログ／デジ
タル変換を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る受信機に備えられる自
動利得制御回路の一例を示す図である。

【図２】交流振幅検出回路の構成例を示す図である。

【図３】比較回路の構成例を示す図である。

【図４】直流電圧検出回路の構成例を示す図である。

【図５】リファレンス電圧生成回路の構成例を示す図で
ある。

【図６】受信機に備えられる自動利得制御回路の一例を
示す図である。

【符号の説明】

１・・可変利得増幅器、 ２・・最大電圧検出回路、
３・・基準電圧部、４・・比較回路、 ５・・アップダ
ウンカウンタ、６・・デジタル／アナログ変換器、 ７
・・直流電圧検出回路、８・・リファレンス電圧生成回
路、 ９・・アナログ／デジタル変換器、１１・・コン
パレータ、 ２１・・ＬＰＦ、 ３１、３２・・減算
器、３３・・加算器、 ３４、３５・・演算増幅器、Ｒ
１、Ｒ２、Ｒ１１〜Ｒ１４、Ｒ２１〜Ｒ２４・・抵抗、
Ｄ・・ダイオード、Ｃ・・コンデンサ、 Ｎ１〜Ｎ４
・・入力端、

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 受信信号のレベルを変化させて当該受信
   信号の直流レベルと交流振幅レベルとの和を基準レベル
   に制御し、最小リファレンスレベルと最大リファレンス
   レベルとの間のレベルのアナログ信号をデジタル信号へ
   変換するアナログ／デジタル変換手段により当該制御し
   た受信信号をアナログ信号からデジタル信号へ変換する
   受信機であって、 受信信号のレベルを変化させるレベル変化手段と、 レベル変化後の受信信号の直流レベルと交流振幅レベル
   との和が前記基準レベルとなるようにレベル変化手段に
   よるレベル変化を制御するレベル変化制御手段と、 レベル変化後の受信信号の直流レベルの２倍値から前記
   基準レベルを減算したレベルをアナログ／デジタル変換
   手段の最小リファレンスレベルとするとともに前記基準
   レベルをアナログ／デジタル変換手段の最大リファレン
   スレベルとするリファレンスレベル制御手段と、 を備えたことを特徴とする受信機。