JP2021069001A

JP2021069001A - Automatic gain control circuit

Info

Publication number: JP2021069001A
Application number: JP2019192574A
Authority: JP
Inventors: 健介齋藤; Kensuke Saito
Original assignee: Nihon Dempa Kogyo Co Ltd
Current assignee: Nihon Dempa Kogyo Co Ltd
Priority date: 2019-10-23
Filing date: 2019-10-23
Publication date: 2021-04-30

Abstract

To prevent damage to an automatic gain control circuit due to a reflected signal caused by a signal output from the automatic gain control circuit being reflected in a subsequent circuit.SOLUTION: An automatic gain control circuit 1 includes a variable attenuator 12 that attenuates an input signal, a traveling wave detector 17 that detects a traveling wave that is output from the variable attenuator 12 and travels to a subsequent circuit, a reflected wave detector 18 that detects a reflected wave generated by the traveling wave reflected in the subsequent circuit, and a control voltage generation unit 19 that generates a control voltage to increase the attenuation amount in the variable attenuator 12 when the level of the traveling wave detected by the traveling wave detector 17 is equal to or higher than a first threshold value, or when the level of the reflected wave detected by the reflected wave detector 18 is equal to or higher than a second threshold value.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、入力された信号の利得を制御する自動利得制御回路に関する。 The present invention relates to an automatic gain control circuit that controls the gain of an input signal.

従来、入力信号のダイナミックレンジが広い回路において、回路から出力される信号のレベルを安定化させるために自動利得制御回路が用いられている。自動利得制御回路において入力信号のレベルが急に大きくなると、自動利得制御回路から一時的に過大なレベルの信号が出力されて、後段の回路の故障や異常動作が発生してしまうことがある。特許文献１には、入力信号が入力されていない状態で自動利得制御回路の増幅器に定電圧を印加することにより、過大なレベルの信号が出力されることを防ぐ技術が開示されている。 Conventionally, in a circuit having a wide dynamic range of an input signal, an automatic gain control circuit has been used to stabilize the level of the signal output from the circuit. If the level of the input signal suddenly increases in the automatic gain control circuit, an excessive level signal may be temporarily output from the automatic gain control circuit, resulting in a circuit failure or abnormal operation in the subsequent stage. Patent Document 1 discloses a technique for preventing an excessive level signal from being output by applying a constant voltage to an amplifier of an automatic gain control circuit in a state where no input signal is input.

特開２０１６−１５２５５３号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2016-152553

自動利得制御回路から出力された信号が後段回路で反射することにより生じる反射信号が自動利得制御回路に入力される場合がある。反射信号のレベルが大きいと、自動利得制御回路が損傷してしまうおそれがあるという問題があった。 The reflected signal generated by reflecting the signal output from the automatic gain control circuit in the subsequent circuit may be input to the automatic gain control circuit. If the level of the reflected signal is high, there is a problem that the automatic gain control circuit may be damaged.

そこで、本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、自動利得制御回路から出力された信号が後段回路で反射することにより生じる反射信号による自動利得制御回路の損傷を防ぐことを目的とする。 Therefore, the present invention has been made in view of these points, and an object of the present invention is to prevent damage to the automatic gain control circuit due to the reflected signal caused by the signal output from the automatic gain control circuit being reflected in the subsequent circuit. To do.

本発明の自動利得制御回路は、入力信号を減衰させる減衰部と、前記減衰部から出力され、後段回路に進行する進行波を検出する進行波検出部と、前記進行波が後段回路で反射して生じた反射波を検出する反射波検出部と、前記進行波検出部が検出した前記進行波のレベルが第１閾値以上である場合、又は前記反射波検出部が検出した前記反射波のレベルが第２閾値以上である場合に、前記減衰部における減衰量を増加させるための制御電圧を生成する制御電圧生成部と、前記制御電圧に基づいて前記減衰部の減衰量を設定する減衰量設定部と、を有する。 The automatic gain control circuit of the present invention includes an attenuation unit that attenuates an input signal, a traveling wave detection unit that detects a traveling wave that is output from the attenuation unit and travels to a subsequent stage circuit, and the traveling wave that is reflected by the subsequent stage circuit. When the level of the traveling wave detected by the traveling wave detecting unit and the reflected wave detecting unit that detects the reflected wave generated in the above is equal to or higher than the first threshold value, or the level of the reflected wave detected by the reflected wave detecting unit. Is equal to or greater than the second threshold value, a control voltage generation unit that generates a control voltage for increasing the attenuation amount in the attenuation unit, and an attenuation amount setting that sets the attenuation amount of the attenuation unit based on the control voltage. It has a part and.

前記制御電圧生成部は、前記進行波のレベルに対応する前記減衰部の減衰量及び前記反射波のレベルに対応する前記減衰部の減衰量のうち、より大きな減衰量に対応する前記制御電圧を生成してもよい。 The control voltage generation unit generates the control voltage corresponding to a larger amount of attenuation among the attenuation amount of the attenuation unit corresponding to the level of the traveling wave and the attenuation amount of the attenuation unit corresponding to the level of the reflected wave. It may be generated.

前記自動利得制御回路は、前記反射波のレベルの単位時間当たりの変動量が第３閾値以上である場合に、前記減衰部における減衰量を最大にするためのリセット電圧を生成する反射レベル変動検出部をさらに有し、前記減衰量設定部は、前記反射レベル変動検出部が前記リセット電圧を生成した場合、前記リセット電圧に基づいて前記減衰量を設定してもよい。 The automatic gain control circuit detects reflection level fluctuations that generate a reset voltage for maximizing the amount of attenuation in the attenuation portion when the amount of fluctuation of the reflected wave level per unit time is equal to or greater than the third threshold value. The attenuation amount setting unit may set the attenuation amount based on the reset voltage when the reflection level fluctuation detection unit generates the reset voltage.

前記減衰量設定部は、前記反射レベル変動検出部が前記リセット電圧を生成してから、前記制御電圧生成部が前記反射波のレベルに対応する前記制御電圧を生成できるようになるまでの所定の期間が経過した後に、前記制御電圧に基づいて前記減衰量を設定してもよい。 The attenuation amount setting unit is a predetermined value from the time when the reflection level fluctuation detection unit generates the reset voltage until the control voltage generation unit can generate the control voltage corresponding to the level of the reflected wave. After the period has elapsed, the attenuation may be set based on the control voltage.

本発明によれば、自動利得制御回路から出力された信号が後段回路で反射することにより生じる反射信号による自動利得制御回路の損傷を防ぐことができるという効果を奏する。 According to the present invention, it is possible to prevent damage to the automatic gain control circuit due to the reflected signal caused by the signal output from the automatic gain control circuit being reflected in the subsequent circuit.

自動利得制御回路の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the automatic gain control circuit. 入力検波器の特性を示す図である。It is a figure which shows the characteristic of an input detector. 可変減衰器の特性を示す図である。It is a figure which shows the characteristic of a variable attenuator. 入力レベル変動検出部の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the input level fluctuation detection part. 入力レベル変動検出部の動作について説明するための図である。It is a figure for demonstrating the operation of the input level fluctuation detection part. 減衰量設定部の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the attenuation amount setting part.

［自動利得制御回路１の構成］
図１は、本実施形態の自動利得制御回路１の構成を示す図である。自動利得制御回路１は、入力信号のレベルを調整し、所定の範囲の大きさの信号を出力するための回路である。
自動利得制御回路１は、カプラ１１と、可変減衰器１２と、アンプ１３と、カプラ１４と、入力検波器１５と、入力レベル変動検出部１６と、進行波検波器１７と、反射波検波器１８と、制御電圧生成部１９と、反射レベル変動検出部２０と、減衰量設定部２１とを有する。 [Configuration of automatic gain control circuit 1]
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an automatic gain control circuit 1 of the present embodiment. The automatic gain control circuit 1 is a circuit for adjusting the level of an input signal and outputting a signal having a magnitude in a predetermined range.
The automatic gain control circuit 1 includes a coupler 11, a variable attenuator 12, an amplifier 13, a coupler 14, an input detector 15, an input level fluctuation detector 16, a traveling detector 17, and a reflected detector. It has 18, a control voltage generation unit 19, a reflection level fluctuation detection unit 20, and an attenuation amount setting unit 21.

カプラ１１は、信号を２つの系統に分配する分配器である。カプラ１１は、入力信号を可変減衰器１２と入力検波器１５とに分配する。 The coupler 11 is a distributor that distributes a signal into two systems. The coupler 11 distributes the input signal to the variable attenuator 12 and the input detector 15.

可変減衰器１２は、カプラ１１から入力された入力信号を減衰させ、減衰後の減衰信号をアンプ１３へと出力する減衰部である。可変減衰器１２は、減衰量設定部２１から入力される制御電圧に基づく減衰率で入力信号を減衰する。 The variable attenuator 12 is an attenuator that attenuates the input signal input from the coupler 11 and outputs the attenuated attenuated signal to the amplifier 13. The variable attenuator 12 attenuates the input signal at an attenuation factor based on the control voltage input from the attenuation amount setting unit 21.

アンプ１３は、可変減衰器１２から入力された減衰信号を増幅し、増幅後の増幅信号をカプラ１４へと出力する。 The amplifier 13 amplifies the attenuation signal input from the variable attenuator 12, and outputs the amplified amplified signal to the coupler 14.

カプラ１４は、４端子の方向性結合器である。カプラ１４は、アンプ１３から入力された増幅信号を出力信号として後段回路へと出力するとともに、進行波検波器１７へと出力する。また、後段回路からの反射波を反射波検波器１８へと出力する。 The coupler 14 is a 4-terminal directional coupler. The coupler 14 outputs the amplified signal input from the amplifier 13 as an output signal to the subsequent circuit, and also outputs the amplified signal to the traveling wave detector 17. Further, the reflected wave from the subsequent circuit is output to the reflected wave detector 18.

入力検波器１５は、カプラ１１から入力された入力信号のレベルを検波する。入力検波器１５は、入力信号のレベルに応じた電圧の入力検波信号を入力レベル変動検出部１６に入力する。 The input detector 15 detects the level of the input signal input from the coupler 11. The input detector 15 inputs an input detection signal having a voltage corresponding to the level of the input signal to the input level fluctuation detection unit 16.

入力レベル変動検出部１６は、入力信号が変動したことを検出する変動検出部として機能する。入力レベル変動検出部１６は、入力検波器１５から入力された入力検波信号の電圧（以下、入力検波電圧という）に基づいて値が変化するリセット信号を減衰量設定部２１に出力する。入力レベル変動検出部１６は、入力検波器１５から入力された入力検波電圧の時間的な変化量を抽出し、入力検波電圧の変化量が所定のレベルを超えた場合に、入力信号が変動したことを検出する。所定のレベルは、可変減衰器１２を介してアンプ１３に信号が入力された場合にアンプ１３に悪影響を及ぼす可能性があるレベルである。 The input level fluctuation detection unit 16 functions as a fluctuation detection unit that detects that the input signal has fluctuated. The input level fluctuation detection unit 16 outputs a reset signal whose value changes based on the voltage of the input detection signal input from the input detector 15 (hereinafter, referred to as an input detection voltage) to the attenuation amount setting unit 21. The input level fluctuation detection unit 16 extracts the amount of time change of the input detection voltage input from the input detector 15, and when the amount of change of the input detection voltage exceeds a predetermined level, the input signal fluctuates. Detect that. The predetermined level is a level that may adversely affect the amplifier 13 when a signal is input to the amplifier 13 via the variable attenuator 12.

入力レベル変動検出部１６は、入力信号のレベルの変動を検出してから所定の期間が経過するまでの間は、アンプ１３の故障を防ぐために設定された大きな減衰量（後述の第１減衰量）に対応する第１リセット電圧のリセット信号を生成する。入力レベル変動検出部１６は、入力信号のレベルの変動を検出してから所定の期間が経過すると、第１リセット電圧と反対の論理値の信号を生成する。 The input level fluctuation detection unit 16 has a large attenuation amount (first attenuation amount described later) set to prevent a failure of the amplifier 13 from the detection of the fluctuation of the input signal level to the elapse of a predetermined period. ) Corresponds to the reset signal of the first reset voltage. The input level fluctuation detection unit 16 generates a signal having a logic value opposite to that of the first reset voltage when a predetermined period elapses after detecting the fluctuation of the level of the input signal.

進行波検波器１７は、可変減衰器１２から出力され、アンプ１３を介して後段回路に向けて進行する進行波を検波する。具体的には、進行波検波器１７は、カプラ１４から入力された進行波を検波し、進行波のレベルを制御電圧生成部１９に入力する。 The traveling wave detector 17 detects a traveling wave that is output from the variable attenuator 12 and travels toward the subsequent circuit via the amplifier 13. Specifically, the traveling wave detector 17 detects the traveling wave input from the coupler 14 and inputs the level of the traveling wave to the control voltage generation unit 19.

反射波検波器１８は、後段回路に向けて出力された進行波が後段回路で反射して生じた反射波を検波する。具体的には、進行波検波器１７は、カプラ１４から入力された反射波を検波し、反射波のレベルを制御電圧生成部１９に入力する。 The reflected wave detector 18 detects the reflected wave generated by reflecting the traveling wave output to the subsequent stage circuit in the subsequent stage circuit. Specifically, the traveling wave detector 17 detects the reflected wave input from the coupler 14, and inputs the level of the reflected wave to the control voltage generation unit 19.

制御電圧生成部１９は、可変減衰器１２における減衰量を制御するための制御電圧の生成に用いられるＡＧＣ電圧を生成する。具体的には、制御電圧生成部１９は、進行波検波器１７が検出した進行波のレベル、及び反射波検波器１８が検出した反射波のレベルに基づいて、可変減衰器１２における減衰量を制御するためのＡＧＣ電圧を減衰量設定部２１に与える。制御電圧生成部１９は、アンプ１３等の内部回路の損傷を防ぐために、進行波のレベル及び反射波のレベルが規定値以上にならないように可変減衰器１２における減衰量を制御する。 The control voltage generation unit 19 generates an AGC voltage used to generate a control voltage for controlling the amount of attenuation in the variable attenuator 12. Specifically, the control voltage generator 19 determines the amount of attenuation in the variable attenuator 12 based on the level of the traveling wave detected by the traveling wave detector 17 and the level of the reflected wave detected by the reflected wave detector 18. An AGC voltage for control is given to the attenuation setting unit 21. The control voltage generation unit 19 controls the amount of attenuation in the variable attenuator 12 so that the level of the traveling wave and the level of the reflected wave do not exceed the specified values in order to prevent damage to the internal circuit such as the amplifier 13.

制御電圧生成部１９は、進行波検波器１７が検出した進行波のレベルが第１閾値以上である場合、又は反射波検波器１８が検出した反射波のレベルが第２閾値以上である場合に、可変減衰器１２における減衰量を増加させるためのＡＧＣ電圧を生成する。制御電圧生成部１９は、進行波のレベルに対応する可変減衰器１２の減衰量及び反射波のレベルに対応する可変減衰器１２の減衰量のうち、より大きな減衰量に対応するＡＧＣ電圧を生成する。 The control voltage generation unit 19 is when the level of the traveling wave detected by the traveling wave detector 17 is equal to or higher than the first threshold value, or when the level of the reflected wave detected by the reflected wave detector 18 is equal to or higher than the second threshold value. , Generates an AGC voltage to increase the amount of attenuation in the variable detector 12. The control voltage generation unit 19 generates an AGC voltage corresponding to a larger amount of attenuation among the amount of attenuation of the variable attenuator 12 corresponding to the level of the traveling wave and the amount of attenuation of the variable attenuator 12 corresponding to the level of the reflected wave. To do.

反射レベル変動検出部２０は、制御電圧生成部１９が検出した反射波のレベルの変動量を検出する。反射レベル変動検出部２０は、例えば、単位時間内に反射波のレベルが変動した量を検出する。反射レベル変動検出部２０は、変動量が閾値（第３閾値）以上である場合に、可変減衰器１２の減衰量を最大にするための第２リセット電圧を生成し、生成した第２リセット電圧を減衰量設定部２１に入力する。反射レベル変動検出部２０は、反射波のレベルの変動量が閾値未満になると、第２リセット電圧と反対の論理値の電圧を生成する。第２リセット電圧は、例えば第１リセット電圧と同等の電圧であるが、完全に同一の電圧でなくてもよい。 The reflection level fluctuation detection unit 20 detects the amount of fluctuation in the level of the reflected wave detected by the control voltage generation unit 19. The reflection level fluctuation detection unit 20 detects, for example, the amount of fluctuation in the level of the reflected wave within a unit time. The reflection level fluctuation detection unit 20 generates a second reset voltage for maximizing the attenuation amount of the variable attenuator 12 when the fluctuation amount is equal to or more than a threshold value (third threshold value), and the generated second reset voltage. Is input to the attenuation amount setting unit 21. When the fluctuation amount of the reflected wave level becomes less than the threshold value, the reflection level fluctuation detection unit 20 generates a voltage having a logic value opposite to that of the second reset voltage. The second reset voltage is, for example, a voltage equivalent to the first reset voltage, but does not have to be exactly the same voltage.

減衰量設定部２１は、可変減衰器１２における減衰量を制御するための制御電圧を生成し、生成した制御電圧を可変減衰器１２に与えることにより減衰量を設定する。具体的には、減衰量設定部２１は、入力レベル変動検出部１６が入力信号のレベルの変動を検出してから所定の期間が経過するまでの間は、可変減衰器１２における減衰量を閾値以上の第１減衰量に設定する。また、減衰量設定部２１は、可変減衰器１２における減衰量を閾値以上の第１減衰量に設定してから所定の期間が経過した後に、可変減衰器１２における減衰量を第１減衰量よりも小さい第２減衰量に設定する。第２減衰量は、制御電圧生成部１９から入力されるＡＧＣ電圧に対応する減衰量である。 The attenuation amount setting unit 21 generates a control voltage for controlling the attenuation amount in the variable attenuator 12, and sets the attenuation amount by applying the generated control voltage to the variable attenuator 12. Specifically, the attenuation amount setting unit 21 sets the attenuation amount in the variable attenuator 12 as a threshold value from the time when the input level fluctuation detection unit 16 detects the fluctuation of the input signal level until a predetermined period elapses. Set to the above first attenuation amount. Further, the attenuation setting unit 21 sets the attenuation in the variable attenuator 12 to a first attenuation equal to or greater than the threshold value, and after a predetermined period of time has elapsed, sets the attenuation in the variable attenuator 12 to the first attenuation. Is also set to a small second attenuation amount. The second attenuation amount is an attenuation amount corresponding to the AGC voltage input from the control voltage generation unit 19.

減衰量設定部２１は、設定する減衰量に応じて、制御電圧を切り替える。具体的には、減衰量設定部２１は、入力信号のレベルの変動を検出してから所定の期間が経過するまでの間は、第１減衰量に対応する第１制御電圧を可変減衰器１２に入力し、所定の期間が経過した後に、第２減衰量に対応する第２制御電圧を可変減衰器１２に入力するように切り替える。同様に、減衰量設定部２１は、反射レベル変動検出部２０が反射波のレベルの変動を検出してから所定の期間が経過するまでの間は、第１減衰量に対応する第１制御電圧を可変減衰器１２に入力し、所定の期間が経過した後に、第２減衰量に対応する第２制御電圧を可変減衰器１２に入力するように切り替える。 The attenuation amount setting unit 21 switches the control voltage according to the attenuation amount to be set. Specifically, the attenuation amount setting unit 21 sets the first control voltage corresponding to the first attenuation amount to the variable attenuator 12 until a predetermined period elapses after detecting the fluctuation of the input signal level. After a predetermined period of time has elapsed, the second control voltage corresponding to the second attenuation amount is switched to be input to the variable attenuator 12. Similarly, the attenuation amount setting unit 21 has a first control voltage corresponding to the first attenuation amount from the time when the reflection level fluctuation detection unit 20 detects the fluctuation of the reflected wave level until a predetermined period elapses. Is input to the variable attenuator 12, and after a predetermined period has elapsed, the second control voltage corresponding to the second attenuation amount is switched to be input to the variable attenuator 12.

上記の所定の期間は、例えば、制御電圧生成部１９が、第２減衰量に対応するＡＧＣ電圧を生成できるようになるまでの期間である。すなわち、減衰量設定部２１は、入力レベル変動検出部１６が入力信号の変動を検出してから、制御電圧生成部１９がＡＧＣ電圧を生成するために要する期間が経過するまでの間、又は反射レベル変動検出部２０が反射波のレベルの変動を検出してから、制御電圧生成部１９がＡＧＣ電圧を生成するために要する期間が経過するまでの間は、可変減衰器１２における減衰量を第１減衰量に設定する。このようにすることで、減衰量設定部２１は、入力信号又は反射波のレベルが急激に増加した場合に速やかに減衰量を大きくすることで、アンプ１３に過大な電圧がかかることを防止できる。 The above-mentioned predetermined period is, for example, a period until the control voltage generation unit 19 can generate an AGC voltage corresponding to the second attenuation amount. That is, the attenuation setting unit 21 reflects from the time when the input level fluctuation detection unit 16 detects the fluctuation of the input signal until the period required for the control voltage generation unit 19 to generate the AGC voltage elapses. The amount of attenuation in the variable attenuator 12 is determined from the time when the level fluctuation detection unit 20 detects the fluctuation of the reflected wave level until the period required for the control voltage generation unit 19 to generate the AGC voltage elapses. Set to 1 attenuation. By doing so, the attenuation setting unit 21 can prevent an excessive voltage from being applied to the amplifier 13 by rapidly increasing the attenuation when the level of the input signal or the reflected wave suddenly increases. ..

そして、減衰量設定部２１は、所定の期間が経過した後に、可変減衰器１２における減衰量を、制御電圧生成部１９が生成するＡＧＣ電圧に基づく第２減衰量に切り替える。このようにすることで、制御電圧生成部１９が増幅信号を規定のレベルに調整できるようになった時点で、制御電圧生成部１９が生成するＡＧＣ電圧に基づいて可変減衰器１２を動作させることができるので、自動利得制御回路１が規定のレベルの信号を出力することが可能になる。 Then, after a predetermined period of time has elapsed, the attenuation amount setting unit 21 switches the attenuation amount in the variable attenuator 12 to a second attenuation amount based on the AGC voltage generated by the control voltage generation unit 19. By doing so, when the control voltage generation unit 19 can adjust the amplification signal to a specified level, the variable attenuator 12 is operated based on the AGC voltage generated by the control voltage generation unit 19. Therefore, the automatic gain control circuit 1 can output a signal of a specified level.

上記のように減衰量を切り替えるために、減衰量設定部２１は、入力レベル変動検出部１６から入力された第１リセット電圧又は反射レベル変動検出部２０から入力された第２リセット電圧と制御電圧生成部１９から入力されたＡＧＣ電圧とを比較した結果に基づいて、可変減衰器１２における減衰量を第１減衰量に設定するか第２減衰量に設定するかを決定する。 In order to switch the attenuation amount as described above, the attenuation amount setting unit 21 uses the first reset voltage input from the input level fluctuation detection unit 16 or the second reset voltage and control voltage input from the reflection level fluctuation detection unit 20. Based on the result of comparison with the AGC voltage input from the generation unit 19, it is determined whether the attenuation amount in the variable attenuator 12 is set to the first attenuation amount or the second attenuation amount.

減衰量設定部２１は、第１リセット電圧又は第２リセット電圧が第１減衰量に対応する電圧を示している場合に、減衰量を第１減衰量に設定し、第１リセット電圧又は第２リセット電圧が第１減衰量に対応する電圧を示していない場合に、ＡＧＣ電圧に基づく第２減衰量に設定する。減衰量設定部２１は、第１リセット電圧、第２リセット電圧、及び進行波検波器１７から入力されたＡＧＣ電圧のうち、最も小さい電圧を制御電圧として出力することにより、可変減衰器１２に入力する制御電圧の大きさを切り替える。
以下、主要な各部の特性及び回路構成例について説明する。 When the first reset voltage or the second reset voltage indicates a voltage corresponding to the first attenuation amount, the attenuation amount setting unit 21 sets the attenuation amount to the first attenuation amount, and sets the first reset voltage or the second reset voltage. When the reset voltage does not indicate the voltage corresponding to the first attenuation amount, the second attenuation amount based on the AGC voltage is set. The attenuation setting unit 21 inputs the smallest of the first reset voltage, the second reset voltage, and the AGC voltage input from the traveling wave detector 17 as a control voltage to the variable attenuator 12. Switch the magnitude of the control voltage to be used.
Hereinafter, the characteristics of the main parts and an example of the circuit configuration will be described.

［入力検波器１５の特性］
図２は、入力検波器１５の特性を示す図である。図２における横軸は、入力検波器１５に入力された信号レベルを示しており、縦軸は、入力された信号レベルに対して出力される電圧を示している。入力検波器１５は、入力信号のレベルが異常であることを確実に検出できるように、入力信号の電圧として想定される範囲で、入力レベルの変化に対してほぼ線形に出力電圧が変化することが望ましい。図２に示す特性を有する入力検波器１５は、入力信号のレベルが破線の間の領域（入力レベルが−４６ｄＢｍ以上−４ｄＢｍの範囲）で変化し得る場合に好適である。 [Characteristics of input detector 15]
FIG. 2 is a diagram showing the characteristics of the input detector 15. The horizontal axis in FIG. 2 indicates the signal level input to the input detector 15, and the vertical axis indicates the voltage output with respect to the input signal level. The input detector 15 changes the output voltage substantially linearly with a change in the input level within a range assumed as the voltage of the input signal so that it can reliably detect that the level of the input signal is abnormal. Is desirable. The input detector 15 having the characteristics shown in FIG. 2 is suitable when the level of the input signal can change in the region between the broken lines (the input level is in the range of −46 dBm or more and -4 dBm).

［可変減衰器１２の特性］
図３は、可変減衰器１２の特性を示す図である。図３における横軸は可変減衰器１２に入力される制御電圧を示しており、縦軸は減衰量を示している。このように、本実施の形態においては、可変減衰器１２に入力される制御電圧が大きくなるにつれて減衰量が小さくなることが想定されているが、本発明は、逆の特性を有する可変減衰器１２にも適用することができる。 [Characteristics of variable attenuator 12]
FIG. 3 is a diagram showing the characteristics of the variable attenuator 12. The horizontal axis in FIG. 3 indicates the control voltage input to the variable attenuator 12, and the vertical axis indicates the amount of attenuation. As described above, in the present embodiment, it is assumed that the amount of attenuation decreases as the control voltage input to the variable attenuator 12 increases, but the present invention has a variable attenuator having the opposite characteristics. It can also be applied to 12.

［入力レベル変動検出部１６の構成］
図４は、入力レベル変動検出部１６の構成を示す図である。図５は、入力レベル変動検出部１６の動作について説明するための図である。 [Structure of input level fluctuation detection unit 16]
FIG. 4 is a diagram showing the configuration of the input level fluctuation detection unit 16. FIG. 5 is a diagram for explaining the operation of the input level fluctuation detection unit 16.

入力レベル変動検出部１６は、低域通過フィルタ１６１と、減算器１６２と、コンパレータ１６３とリセット回路１６４とを有する。低域通過フィルタ１６１及び減算器１６２は、入力信号に含まれる所定の周波数以上の成分を抽出することにより高域信号を生成する高域信号生成部として機能する。リセット回路１６４は、入力信号に含まれる高域信号が所定の閾値以上である場合に第１リセット電圧を生成する電圧生成部として機能する。 The input level fluctuation detection unit 16 includes a low-pass filter 161, a subtractor 162, a comparator 163, and a reset circuit 164. The low-pass filter 161 and the subtractor 162 function as a high-frequency signal generator that generates a high-frequency signal by extracting components having a frequency higher than a predetermined frequency included in the input signal. The reset circuit 164 functions as a voltage generation unit that generates a first reset voltage when the high frequency signal included in the input signal is equal to or higher than a predetermined threshold value.

低域通過フィルタ１６１は、入力検波器１５から入力された入力検波電圧に含まれる高域成分を除去する低域通過フィルタである。図５（ａ）の破線に示す信号が低域通過フィルタ１６１に入力された場合、低域通過フィルタ１６１は、入力検波電圧に含まれている高域成分が除去された、図５（ａ）の実線に示す低域成分信号を出力する。低域通過フィルタ１６１の時定数は、リセット状態を解除するまでの時間が、進行波検波器１７が生成するＡＧＣ電圧に基づく可変減衰器１２の減衰量が最大になるまで変化させるのに必要な時間よりも長くなるように設定されていることが好ましい。 The low-pass filter 161 is a low-pass filter that removes high-pass components included in the input detection voltage input from the input detector 15. When the signal shown by the broken line in FIG. 5A is input to the low-pass filter 161, the low-pass filter 161 removes the high-frequency component contained in the input detection voltage, FIG. 5A. The low-pass component signal shown by the solid line of is output. The time constant of the low-pass filter 161 is required to change the time until the reset state is released until the amount of attenuation of the variable attenuator 12 based on the AGC voltage generated by the traveling wave detector 17 is maximized. It is preferably set to be longer than the time.

減算器１６２は、入力検波電圧と、低域通過フィルタ１６１から入力された低域成分信号の電圧との差分の電圧を生成する減算回路である。減算器１６２が有する抵抗Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５の値は、例えば全て同一である。図５（ｂ）の実線は、減算器１６２が生成する差分電圧を示している。図５（ｂ）に示すように、入力検波器１５から入力された入力検波信号に含まれている高域成分が抽出されて、パルス状の差分信号が出力されることがわかる。減算器１６２が、高域成分を抽出することで、入力信号が増加する直前の入力信号のレベルによらず、入力信号が増加した大きさに対応するレベルの差分信号を生成することができる。 The subtractor 162 is a subtraction circuit that generates a voltage that is the difference between the input detection voltage and the voltage of the low-pass component signal input from the low-pass filter 161. The values of the resistors R2, R3, R4, and R5 of the subtractor 162 are, for example, all the same. The solid line in FIG. 5B shows the differential voltage generated by the subtractor 162. As shown in FIG. 5B, it can be seen that the high frequency component included in the input detection signal input from the input detector 15 is extracted and a pulse-shaped difference signal is output. By extracting the high frequency component by the subtractor 162, it is possible to generate a difference signal having a level corresponding to the magnitude of the increase in the input signal, regardless of the level of the input signal immediately before the increase in the input signal.

コンパレータ１６３は、減算器１６２が生成する差分電圧を所定の閾値電圧ＶＴＨと比較するための電圧比較器である。図５（ｂ）においては、閾値電圧ＶＴＨが破線で示されている。コンパレータ１６３は、差分電圧＞閾値電圧ＶＴＨの場合にハイレベルの信号を出力し、差分電圧≦閾値電圧ＶＴＨの場合にロウレベルの信号を出力する。閾値電圧ＶＴＨは、リセット回路１６４が、第１減衰量に対応するレベルのリセット信号を生成するか否かの閾値となる電圧である。 The comparator 163 is a voltage comparator for comparing the differential voltage generated by the subtractor 162 with a predetermined threshold voltage VTH. In FIG. 5B, the threshold voltage VTH is indicated by a broken line. The comparator 163 outputs a high-level signal when the difference voltage> the threshold voltage VTH, and outputs a low-level signal when the difference voltage ≤ the threshold voltage VTH. The threshold voltage VTH is a voltage that serves as a threshold for whether or not the reset circuit 164 generates a reset signal at a level corresponding to the first attenuation amount.

閾値電圧ＶＴＨは、入力信号のレベルがどれだけ増加した場合に可変減衰器１２における減衰量を大きくする必要があるかによって定められる。入力信号のレベルと入力検波器１５が出力する電圧との関係は、図２に示した入力検波器１５の特性に基づいて特定できる。したがって、閾値電圧ＶＴＨは、図２に示した入力検波器１５の特性に基づいて決定される、アンプ１３に入力することが許容される電圧の最大値に対応する入力検波電圧として定められる。 The threshold voltage VTH is determined by how much the level of the input signal increases when the amount of attenuation in the variable attenuator 12 needs to be increased. The relationship between the level of the input signal and the voltage output by the input detector 15 can be specified based on the characteristics of the input detector 15 shown in FIG. Therefore, the threshold voltage VTH is determined as an input detection voltage corresponding to the maximum value of the voltage allowed to be input to the amplifier 13, which is determined based on the characteristics of the input detector 15 shown in FIG.

図２に示す特性データの傾きは約２５ｄＢ／Ｖであり、検波器出力電圧が１．０Ｖ大きくなると、入力レベルが２５ｄＢ増加したことを意味する。したがって、閾値電圧ＶＴＨ＝０．２Ｖである場合、検波器出力電圧が０．２Ｖ大きくなった時点、すなわち入力信号のレベルが約５ｄＢ増加した時点で可変減衰器１２の減衰量が第１減衰量になるように、コンパレータ１６３がハイレベルの信号を出力することになる。 The slope of the characteristic data shown in FIG. 2 is about 25 dB / V, and when the detector output voltage increases by 1.0 V, it means that the input level increases by 25 dB. Therefore, when the threshold voltage VTH = 0.2V, the attenuation amount of the variable attenuator 12 becomes the first attenuation amount when the detector output voltage increases by 0.2V, that is, when the input signal level increases by about 5 dB. The comparator 163 outputs a high-level signal so as to be.

リセット回路１６４は、コンパレータ１６３からハイレベルの信号が入力された後に、ハイレベルの信号が所定の時間以上継続した場合に第１リセット電圧を出力するリセットＩＣである。リセット回路１６４が、ハイレベルの信号が所定の時間以上継続した場合に第１リセット電圧を出力することにより、減算器１６２の出力電圧が閾値電圧ＶＴＨ付近で変化した場合のチャタリングを防止できる。 The reset circuit 164 is a reset IC that outputs a first reset voltage when the high level signal continues for a predetermined time or longer after the high level signal is input from the comparator 163. By outputting the first reset voltage when the high-level signal continues for a predetermined time or longer, the reset circuit 164 can prevent chattering when the output voltage of the subtractor 162 changes in the vicinity of the threshold voltage VTH.

反射レベル変動検出部２０も、図４に示した入力レベル変動検出部１６と同等の構成を有する。反射レベル変動検出部２０は、反射波検波器１８から入力された反射波のレベルに基づいて第２リセット電圧を生成する。 The reflection level fluctuation detection unit 20 also has the same configuration as the input level fluctuation detection unit 16 shown in FIG. The reflection level fluctuation detection unit 20 generates a second reset voltage based on the level of the reflected wave input from the reflected wave detector 18.

［減衰量設定部２１の構成］
図６は、減衰量設定部２１の構成を示す図である。減衰量設定部２１は、入力レベル変動検出部１６から入力される第１リセット電圧、反射レベル変動検出部２０から入力される第２リセット電圧、及び進行波検波器１７から入力されるＡＧＣ電圧のうち、最も小さい電圧を制御電圧として選択する回路を有する。具体的には、減衰量設定部２１は、トランジスタ２１１と、トランジスタ２１２と、トランジスタ２１３と、最小値回路２１４とを有する。 [Structure of Attenuation Amount Setting Unit 21]
FIG. 6 is a diagram showing the configuration of the attenuation amount setting unit 21. The attenuation setting unit 21 is of the first reset voltage input from the input level fluctuation detection unit 16, the second reset voltage input from the reflection level fluctuation detection unit 20, and the AGC voltage input from the traveling wave detector 17. It has a circuit that selects the smallest voltage as the control voltage. Specifically, the attenuation setting unit 21 includes a transistor 211, a transistor 212, a transistor 213, and a minimum value circuit 214.

トランジスタ２１１、トランジスタ２１２及びトランジスタ２１３は、デジタルトランジスタである。トランジスタ２１３は、入力レベル変動検出部１６からロウレベルの第１リセット電圧がトランジスタ２１１に入力された場合、又は反射レベル変動検出部２０からロウレベルの第２リセット電圧が入力された場合に、ロウレベルの電圧（第１減衰量に対応する電圧）を出力する。具体的には、トランジスタ２１１のベース又はトランジスタ２１２のベースにロウレベルの電圧が入力されると、トランジスタ２１１又はトランジスタ２１２がオフ状態になることにより、トランジスタ２１３のベース電圧がハイレベルになる。その結果、トランジスタ２１３のコレクタ電圧が０Ｖになり、最小値回路２１４に、第１減衰量に対応する０Ｖの制御電圧が出力される。 The transistor 211, the transistor 212, and the transistor 213 are digital transistors. The transistor 213 has a low level voltage when a low level first reset voltage is input to the transistor 211 from the input level fluctuation detection unit 16 or when a low level second reset voltage is input from the reflection level fluctuation detection unit 20. (Voltage corresponding to the first attenuation amount) is output. Specifically, when a low level voltage is input to the base of the transistor 211 or the base of the transistor 212, the base voltage of the transistor 213 becomes a high level by turning off the transistor 211 or the transistor 212. As a result, the collector voltage of the transistor 213 becomes 0V, and the control voltage of 0V corresponding to the first attenuation amount is output to the minimum value circuit 214.

一方、トランジスタ２１１のベース及びトランジスタ２１２のベースにハイレベルの電圧が入力されると、トランジスタ２１３のベース電圧がロウレベルになる。そして、トランジスタ２１３のコレクタ電圧はＶｃ＿ｍａｘとなる。Ｖｃ＿ｍａｘは、可変減衰器１２に入力可能な最大の制御電圧、又は設計上使用する可変減衰器１２の減衰量が最小になる場合の制御電圧と等しい電圧である。例えば、可変減衰器１２に入力可能な最大の制御電圧とする場合、Ｖｃ＿ｍａｘ＝３．０Ｖとなる。また、図３の特性を有する可変減衰器１２において減衰量を−１０ｄＢ以上にする場合、Ｖｃ＿ｍａｘ＝２．３Ｖとなる。ここでは、Ｖｃ＿ｍａｘ＝３．０Ｖとする。 On the other hand, when a high level voltage is input to the base of the transistor 211 and the base of the transistor 212, the base voltage of the transistor 213 becomes a low level. Then, the collector voltage of the transistor 213 becomes Vc_max. Vc_max is a voltage equal to the maximum control voltage that can be input to the variable attenuator 12 or the control voltage when the amount of attenuation of the variable attenuator 12 used in the design is minimized. For example, when the maximum control voltage that can be input to the variable attenuator 12 is used, Vc_max = 3.0V. Further, when the amount of attenuation is -10 dB or more in the variable attenuator 12 having the characteristics of FIG. 3, Vc_max = 2.3 V. Here, Vc_max = 3.0V.

図５（ｂ）において第１リセット電圧又は第２リセット電圧がロウレベルになると、トランジスタ２１３のコレクタの電圧が０Ｖとなり、最小値回路２１４が出力する制御電圧は０Ｖとなり、可変減衰器１２の減衰量は最大となる。また、第１リセット電圧及び第２リセット電圧がハイレベルになると、ＡＧＣ電圧が、トランジスタ２１３のコレクタ電圧よりも小さくなり、最小値回路２１４が、ＡＧＣ電圧を制御電圧として出力する。 When the first reset voltage or the second reset voltage becomes a low level in FIG. 5B, the collector voltage of the transistor 213 becomes 0V, the control voltage output by the minimum value circuit 214 becomes 0V, and the attenuation amount of the variable attenuator 12 becomes 0V. Is the maximum. Further, when the first reset voltage and the second reset voltage become high level, the AGC voltage becomes smaller than the collector voltage of the transistor 213, and the minimum value circuit 214 outputs the AGC voltage as the control voltage.

［自動利得制御回路１による効果］
以上説明したように、反射波検波器１８が大きな反射波を検出すると、減衰量設定部２１は、可変減衰器１２における減衰量を閾値以上の第１減衰量に設定する。減衰量設定部２１がこのように動作することで、後段回路からの反射波が大きい場合であっても、自動利得制御回路１の内部回路が損傷を受けることを予防できる。 [Effect of automatic gain control circuit 1]
As described above, when the reflected wave detector 18 detects a large reflected wave, the attenuation amount setting unit 21 sets the attenuation amount in the variable attenuator 12 to a first attenuation amount equal to or larger than the threshold value. By operating the attenuation amount setting unit 21 in this way, it is possible to prevent the internal circuit of the automatic gain control circuit 1 from being damaged even when the reflected wave from the subsequent circuit is large.

また、自動利得制御回路１は、反射レベル変動検出部２０が反射波のレベルの大きな変動を検出した場合に可変減衰器１２の減衰量を最大にする。自動利得制御回路１がこのように構成されていることで、例えば後段回路の負荷変動に起因して反射波が急激に大きくなった場合にも、自動利得制御回路１の内部回路が損傷を受けることを予防できる。 Further, the automatic gain control circuit 1 maximizes the amount of attenuation of the variable attenuator 12 when the reflection level fluctuation detection unit 20 detects a large fluctuation in the level of the reflected wave. Since the automatic gain control circuit 1 is configured in this way, the internal circuit of the automatic gain control circuit 1 is damaged even when the reflected wave suddenly increases due to load fluctuation of the subsequent circuit, for example. You can prevent that.

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。例えば、装置の分散・統合の具体的な実施の形態は、以上の実施の形態に限られず、その全部又は一部について、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。また、複数の実施の形態の任意の組み合わせによって生じる新たな実施の形態も、本発明の実施の形態に含まれる。組み合わせによって生じる新たな実施の形態の効果は、もとの実施の形態の効果を合わせ持つ。 Although the present invention has been described above using the embodiments, the technical scope of the present invention is not limited to the scope described in the above embodiments, and various modifications and changes can be made within the scope of the gist thereof. is there. For example, the specific embodiment of the distribution / integration of the device is not limited to the above embodiment, and all or a part thereof may be functionally or physically distributed / integrated in any unit. Can be done. Also included in the embodiments of the present invention are new embodiments resulting from any combination of the plurality of embodiments. The effect of the new embodiment produced by the combination has the effect of the original embodiment together.

１自動利得制御回路
１１カプラ
１２可変減衰器
１３アンプ
１４カプラ
１５入力検波器
１６入力レベル変動検出部
１７進行波検波器
１８反射波検波器
１９制御電圧生成部
２０反射レベル変動検出部
２１減衰量設定部
１６１低域通過フィルタ
１６２減算器
１６３コンパレータ
１６４リセット回路
１８１トランジスタ
１８３トランジスタ
１８４最小値回路

1 Automatic gain control circuit 11 Coupler 12 Variable attenuator 13 Amplifier 14 Coupler 15 Input detector 16 Input level fluctuation detector 17 Progressive wave detector 18 Reflected wave detector 19 Control voltage generator 20 Reflection level fluctuation detector 21 Attenuation amount setting Part 161 Low-pass filter 162 Detector 163 Detector 164 Reset circuit 181 Transistor 183 Transistor 184 Minimum value circuit

Claims

Attenuator that attenuates the input signal and
A traveling wave detection unit that detects a traveling wave that is output from the attenuation unit and travels to the subsequent circuit,
A reflected wave detection unit that detects the reflected wave generated by reflecting the traveling wave in the subsequent circuit,
When the level of the traveling wave detected by the traveling wave detection unit is equal to or higher than the first threshold value, or when the level of the reflected wave detected by the reflected wave detection unit is equal to or higher than the second threshold value, the attenuation portion has A control voltage generator that generates a control voltage to increase the amount of attenuation,
Attenuation amount setting unit that sets the attenuation amount of the attenuation unit based on the control voltage, and
Automatic gain control circuit with.

The control voltage generation unit generates the control voltage corresponding to a larger amount of attenuation among the attenuation amount of the attenuation unit corresponding to the level of the traveling wave and the attenuation amount of the attenuation unit corresponding to the level of the reflected wave. Generate,
The automatic gain control circuit according to claim 1.

Further, it has a reflection level fluctuation detection unit that generates a reset voltage for maximizing the attenuation amount in the attenuation unit when the fluctuation amount of the reflected wave level per unit time is equal to or larger than the third threshold value.
When the reflection level fluctuation detection unit generates the reset voltage, the attenuation amount setting unit sets the attenuation amount based on the reset voltage.
The automatic gain control circuit according to claim 1 or 2.

The attenuation amount setting unit is a predetermined value from the time when the reflection level fluctuation detection unit generates the reset voltage until the control voltage generation unit can generate the control voltage corresponding to the level of the reflected wave. After the period has elapsed, the attenuation is set based on the control voltage.
The automatic gain control circuit according to claim 3.