JP2680366B2 - 自動利得制御増幅回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、時分割多元接続（TDMA）方式を採用した衛
星地球局や多方向加入者無線基地局の端局装置におい
て、受信中間周波信号のレベル調整を行なうために使用
される自動利得制御増幅回路に関する。

（従来の技術） 近年、TDMA方式を採用した無線通信システムが種々開
発されており、その中の一つに多方向加入者無線通信シ
ステムがある。第２図はその概略構成を示すもので、こ
のシステムは基地局Ａと多数の加入者局B1〜Bnとから構
成される。そして、各加入者局B1〜Bnから基地局Ａへの
無線伝送路には例えば第３図に示す如き伝送フレームが
設定され、この伝送フレームの複数のタイムスロットTS
1〜TSnが各加入者局B1〜Bnに予め割当てられて、これら
のタイムスロットに各加入者局B1〜Bnが送信データをそ
れぞれ挿入することによりデータのバースト伝送が行な
われるようになっている。尚、上記伝送フレーム中のAQ
は基地局Ａと各加入者局B1〜Bnとの間の位相同期を確立
するための制御用チャネル、またRSVは予備チャネルで
ある。

ところで、この種のシステムの基地局Ａは、例えば第
４図に示す如くアンテナ装置１と、送受信信号の周波数
変換および高周波増幅を行なう送受信装置２と、誤り訂
正等のベースバンド処理や変復調等を行なう端局装置３
とを備えている。そして、これらのうちアンテナ装置１
および送受信装置２は一般に屋外に、また端局装置３は
屋内にそれぞれ設置され、これら送受信装置２と端局装
置３との間はケーブルを介して接続されている。このケ
ーブルの敷設距離は上記送受信装置２および端局装置３
の設置位置によって異なるが、一般に100〜300mといっ
た長距離になることが多い。このため、送受信装置２で
受信され出力された受信バースト信号は、ケーブルを介
して端局装置３に伝送されるまでの間に減衰を起こした
り、また周囲の温度変動等により信号レベルが変化する
ことが多く、その減衰量または変化量は基地局毎にバラ
ツキを有することになる。

そこで、従来では送受信装置２において、例えば復調
部の前段に自動利得制御増幅回路（AGCアンプ）を設
け、このAGCアンプにより受信バースト信号の減衰やレ
ベル変化を補償して信号レベルを一定化するようにして
いる。しかしながら、この種の従来のAGCアンプには一
般に平均値型AGCアンプが用いられているため、その時
定数を大きく設定するとバースト信号の高速変化に追従
できなくなって、バースト信号の先頭部分を再生できな
くなることがあった。一方、この問題を解決するために
時定数を小さく設定すると、例えば第５図（ａ）に示す
ように伝送フレームの各タイムスロットに間歇的にデー
タが挿入されているような場合には、バースト長が短い
ので大きな不具合は生じないが、同図（ｂ）のように複
数のタイムスロットに連続してデータが挿入されている
場合には、バースト長が長くなるためバーストの後尾側
で信号減衰を生じ、これにより信号レベルが不安定にな
る問題点があった。

（発明が解決しようとする課題） 以上のように従来の自動利得制御増幅回路は、利得制
御ループの時定数によってバースト信号の高速変化に追
従できなくなったり、またバースト信号長が長い場合に
信号レベルの減衰を起こすという問題点を有するもの
で、本発明はこの点に着目し、バースト信号の高速変化
に対し十分追従し、しかもバースト信号長が長い場合に
も信号減衰を起こすことなく信号レベルが安定な受信バ
ースト信号を出力し得、これにより誤りのない正確な復
調を可能とする自動利得制御増幅回路を提供することを
目的とする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明は、伝送フレームごとに長さが変化するバース
ト信号を受信する端局装置に設けられる自動利得制御増
幅回路において、受信されたバースト信号を増幅する可
変利得増幅器と、この可変利得増幅器の出力信号レベル
の変化を検出しその検出信号を積分器で積分して平滑し
たのち利得制御電圧として前記可変利得増幅器に供給す
る利得制御回路本体とに加えて、スイッチ回路を設け、
このスイッチ回路により、利得制御回路本体の上記積分
器のコンデンサに充電された電圧値を上記検出信号の信
号レベルと比較し、コンデンサの充電電圧値が検出信号
レベル以上となっている期間に上記積分器への上記検出
信号の供給を断って、利得制御電圧を上記コンデンサの
充電電圧に対応した値に保持させるようにしたものであ
る。

（作用） この結果、可変利得増幅器の利得は、入力バースト信
号の立上がりに追従して所定値まで変化すると、それ以
降はそのままバーストの終りまで保持されることになる
ため、たとえバースト長の長い受信信号が入力されて
も、その信号レベルがバーストの後尾側になるに従って
低下することはなく、バーストの終りまで一定値に保持
される。また、以上の利得保持機能を備えたことによ
り、利得制御回路本体の時定数は小さく設定することが
可能となり、これによりバースト信号の高速変化にも十
分に追従してレベル制御を行なうことができる。

すなわち、本発明によればバースト信号長には関係な
く、応答性が良く信号レベルが一定の受信バースト信号
を復調部等に供給することができ、これにより誤りがな
く正確なデータ再生を行なうことが可能となる。

（実施例） 第１図は本発明の一実施例における自動利得制御増幅
回路の回路構成図である。この回路は、受信バースト信
号ISを増幅する外部制御端子付の可変利得増幅器10と、
利得制御回路20とか構成される。

利得制御回路20は、上記可変利得増幅器10から出力さ
れた受信バースト信号OSの信号レベルの変化を検出する
検波用ダイオード21と、この検波用ダイオード21により
検出された信号レベルの変化を基準電圧V refと比較し
てその差電圧を出力する演算増幅器22とを有し、さらに
コンデンサＣおよび抵抗Ｒからなる積分器23と、トラン
ジスタTr1,Tr2および抵抗R1,R2,R3により構成された増
幅器24とを備えている。そして、上記演算増幅器22から
出力された検出電圧を積分器23で積分して平滑したの
ち、その出力電圧を増幅器24で増幅して利得制御電圧と
して上記可変利得増幅器10の外部制御端子に供給してい
る。

ところで、上記演算増幅器22と積分器23との間には、
スイッチ用ダイオード30が順方向に接続してある。この
スイッチ用ダイオード30は、積分器23のコンデンサＣに
充電されている電圧値ebが上記演算増幅器22の出力電圧
ea未満のとき利得制御ループを動作させ、一方上記コン
デンサＣの充電電圧値ebが演算増幅器22の出力電圧値ea
以上になったとき非導通状態となって利得制御ループを
保持させるものである。

このような構成であるから、受信待機状態において加
入者局Ｂからデータが到来し、その受信バースト信号IS
が入力されると、この受信バースト信号ISは可変利得増
幅器10を通過したのちその信号レベルの変化が検波用ダ
イオード21および演算増幅器22により検出される。そう
すると、このときはまだコンデンサＣの充電電圧値ebは
小さいため、スイッチ用ダイオード30は導通状態となっ
て上記演算増幅器22の出力電圧が積分器23に供給され、
コンデンサＣが充電され始める。そして、このコンデン
サＣの充電電圧ebが一定値を越えると、増幅器24のトラ
ンジスタTr1,Tr2がそれぞれ導通し、これにより上記充
電電圧ebは上記トランジスタTr1で増幅されたのち利得
制御電圧として可変利得増幅器10に供給される。しかし
て、可変利得増幅器10の利得は上記増幅器24から供給さ
れる利得制御電圧により制御され、この結果受信バース
ト信号の立上がり部分は増幅されて出力される。このと
き、上記積分器23の時定数は受信バースト信号ISの立上
がり変化に十分追従できるように比較的小さな値に設定
してあるため、上記受信バースト信号ISは可変利得増幅
器10において大きな立上がり遅れを受けることなく高速
に立上がる。

さて、そうして受信バースト信号ISに対し回路が立上
がり、コンデンサＣの充電電圧値ebが演算増幅器22の出
力電圧ea以上になると、この時点でスイッチ用ダイオー
ド30は非導通状態に移行する。このため、利得制御ルー
プは断となって以後利得制御電圧はコンデンサＣの充電
電圧ebに対応した値に保持される。したがって、このと
きの受信バースト信号ISのバースト長がたとえ長かった
としても、バーストの後半で信号レベルの減衰を生じる
ことはなく、出力バースト信号OSの信号レベルは一定値
に保持される。

一方、降雨減衰等の何等かの原因で受信バースト信号
ISの信号レベルが変化した場合には、スイッチ用ダイオ
ード30が導通状態であればそのまま上記受信バースト信
号の信号レベル変化に応じた利得制御が行なわれる。ま
た、スイッチ用ダイオード30が非導通状態、つまり利得
制御電圧を保持している状態であれば、受信バースト信
号の信号レベルの変化を表わす演算増幅器22の出力電圧
eaがコンデンサＣの充電電圧ebを越えたときにスイッチ
用ダイオード30が導通状態となり、この結果以後利得制
御ループが動作して可変利得増幅器10の利得が変化し、
これにより受信バースト信号のレベル変化は補償され
る。

このように本実施例であれば、利得制御ループ中にス
イッチ用ダイオード30を介挿し、このスイッチ用ダイオ
ード30により、演算増幅器22の出力電圧eaよりも積分器
23のコンデンサＣの充電電圧ebが大きくなったときに利
得制御ループを断として利得制御電圧を保持するように
したので、受信バースト信号ISのバースト長がたとえ長
くても、バーストの後半で信号減衰を起こすことがな
く、バーストの終わりまで信号レベルの安定な受信バー
スト信号OSを出力することができる。また、上記利得制
御電圧の保持機能により積分器23の時定数を比較的小さ
く設定するできるので、受信バースト信号の立上がりや
立下がりに対し高速に追従することができ、これにより
信号歪みの少ない受信バースト信号を後段の復調部に供
給することができる。したがって、復調部において誤り
無く正確なデータ復調を行なうことが可能となる。さら
に実施例であれば、利得制御電圧の保持中に受信バース
ト信号ISがレベル変化を起こしたとしても、この変化に
よりスイッチ用ダイオード30が導通して利得制御動作が
再開されるので、上記信号レベルの変化に対し確実にレ
ベル補償を行なうことができる。

尚、本発明は上記実施例に限定されるものではない。
例えば、スイッチ回路として上記実施例ではダイオード
30を使用したが、トランジスタスイッチなどの他のスイ
ッチ素子を使用してもよい。その他、利得制御回路本体
の構成等についても、本発明の要旨を逸脱しない範囲で
種々変形して実施できる。

［発明の効果］ 以上詳述したように本発明によれば、伝送フレームご
とに長さが変化するバースト信号を受信する端局装置に
設けられる自動利得制御増幅回路において、受信された
バースト信号を増幅する可変利得増幅器と、この可変利
得増幅器の出力信号レベルの変化を検出しその検出信号
を積分器で積分して平滑したのち利得制御電圧として前
記可変利得増幅器に供給する利得制御回路本体とに加え
て、スイッチ回路を設け、このスイッチ回路により、利
得制御回路本体の上記積分器のコンデンサに充電された
電圧値を上記検出信号の信号レベルと比較し、コンデン
サの充電電圧値が検出信号レベル以上となっている期間
に上記積分器への上記検出信号の供給を断って、利得制
御電圧を上記コンデンサの充電電圧に対応した値に保持
させるようにしたことによって、バースト信号の高速変
化に対し十分追従し、しかもバースト信号長が長い場合
にも信号減衰を起こすことなく信号レベルが安定な受信
バースト信号を出力し得、これにより誤りのない正確な
復調を可能とする自動利得制御増幅回路を提供すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における自動利得制御増幅回
路の回路構成図、第２図はTDMA方式を採用した無線通信
システムの一例を示す図、第３図は同システムで使用す
る伝送フレームの構成の一例を示す図、第４図は第２図
に示したシステムの基地局の構成を示す回路ブロック
図、第５図はバースト信号の一例を示す図である。 Ａ……基地局、B1〜Bn……加入者局、１……アンテナ装
置、２……送受信装置、３……端局装置、10……可変利
得増幅器、20……利得制御回路、21……検波用ダイオー
ド、22……演算増幅器、23……積分器、24……増幅器。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】伝送フレームごとに長さが変化するバース
   ト信号を受信する端局装置に設けられる自動利得制御増
   幅回路において、 前記受信したバースト信号を増幅して出力する可変利得
   増幅器と、 この可変利得増幅器の出力信号レベルの変化を検出しそ
   の検出信号を積分器で積分して平滑したのち利得制御電
   圧として前記可変利得増幅器に供給する利得制御回路本
   体と、 この利得制御回路本体の前記積分器のコンデンサに充電
   された電圧値を前記検出信号の信号レベルと比較し、コ
   ンデンサの充電電圧値が検出信号レベル以上となってい
   る期間に前記積分器への前記検出信号の供給を断って、
   利得制御電圧を前記コンデンサの充電電圧に対応した値
   に保持させるスイッチ回路とを具備したことを特徴とす
   る自動利得制御増幅回路。