JP2818478B2

JP2818478B2 - 利得制御装置

Info

Publication number: JP2818478B2
Application number: JP2232113A
Authority: JP
Inventors: 篤百瀬
Original assignee: 日本電気アイシーマイコンシステム株式会社
Priority date: 1990-08-31
Filing date: 1990-08-31
Publication date: 1998-10-30
Anticipated expiration: 2013-10-30
Also published as: JPH04117011A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は利得制御装置に関し、特にディジタル信号処
理を用いる利得制御装置に関する。

〔従来の技術〕

従来のディジタル信号処理による利得制御装置の構成
を第３図に示す。第３図において、端子125から入力さ
れるアナログ入力信号は、増幅器18において増幅され、
アナログ出力信号126として出力される。アナログ出力
信号126は、端子56から外部に出力されるとともに、A/D
変換器22においてA/D変換され、ディジタル値として平
均化低域フィルタ23に入力されて振幅レベルが平均化さ
れる。

平均化低減フィルタ23から出力される平均振幅値127
は、平均振幅比較器24において、予め定められている平
均振幅基準値135と比較され、平均振幅基準値135の方が
平均振幅値127よりも大きい場合には、先ず更新符合信
号128が、利得をアップするように指示するアクティブ
な信号として出力され、更に、平均振幅基準値135と平
均振幅値127との差異が、利得更新定数129により、平均
振幅値127を更新することができる値よりも大きい場合
には、利得更新信号130がアクティブな信号として出力
されて利得の更新が行われる。また、平均振幅基準値13
5と平均振幅値127との差異が、利得更新定数129によ
り、平均振幅値127を更新することができる値よりも小
さい場合には、装置全体としての更新精度以下の状態に
あるため、利得更新信号130はインアクティブな信号と
して出力され、利得の更新は行われない。

同様に、平均振幅基準値135の方が平均振幅値127とが
比較され、平均振幅値127の方が平均振幅基準値135より
も大きい場合には、先ず、更新符合信号128が、利得を
ダウンするように指示するインアクティブな信号として
出力され、更に、平均振幅値127と平均振幅基準値135と
の差異が、利得更新定数129により更新できる値よりも
大きい場合には、利得更新信号130はアクティブな信号
として出力されて、利得の更新が行われる。また、平均
振幅値127と平均振幅基準値135との差異が、利得更新定
数129により更新できる値よりも小さい場合には、装置
全体としての更新精度以下の状態にあるため、利得更新
信号130はインアクティブな信号として出力され、利得
の更新は行われない。なお、上記の更新符合信号128は
加減算器25に送られ、利得更新信号130は利得設定値選
択回路19に送られる。

加減算器25においては、更新符合信号128のアクティ
ブ／インアクティブの何れかに対応して、１回の利得設
定により設定される利得更新幅を規定する利得更新定数
129とラッチ回路20より送られてくる更新前の現行利得
設定値133との加減算が行われるが、アクティブの場合
には加算が行われ、インアクティブの場合には、減算が
行われる。

加減算器25の演算出力131（更新される利得設定値）
は、利得設定値選択回路19に送られるが、利得設定値選
択回路19には、ラッチ回路20から更新前の現行利得設定
値133も入力されており、平均振幅比較器24から送られ
てくる利得更新信号130がアクティブである場合には、
演算出力131が選択され、また、インアクティブである
場合には、現行利得設定値133が選択されて、利得設定
値134として出力され、増幅器18に入力されて、増幅器1
8の利得の更新が行われる。また、この利得設定値134
は、更新タイミング発生器21から入力される更新タイミ
ング信号132に制御されて、ラッチ回路20にラッチされ
て保持される。勿論、利得更新信号130がアクティブで
ある場合には利得設定値134は更新されるが、インアク
ティブである場合には利得設定値134の更新は行われ
ず、増幅器18の利得は現状のままに保持される。

第５図（ａ）に示されるのは、本従来例において、増
幅器18の利得が更新されてゆく時間的経過を示す図であ
るが、縦軸は増幅器18の利得を示し、横軸は時間経過を
示している。第６図（ａ）において、縦軸におけるy_sは
増幅器18の利得設定値の初期値、y_eは平均振幅基準値に
対応する適正な利得設定値、y_tは利得更新定数、y_n（ｎ
＝1,2,3,……）は更新時刻x_n（ｎ＝1,2,3,……）におけ
る利得設定値を表わしている。

先ず、時刻×１（x₁）においては、平均振幅値と平均
振幅基準値とを比較すると、平均振幅基準値の方が大き
く、従って、利得更新定数y_tが加算されて利得設定値が
更新されるが、更新後の時刻×２（x₂においても、未だ
平均振幅基準値に対応する利得設定値の方が大きいた
め、更に、利得更新定数y_tが加算される。以下同様に平
均振幅基準値の方が平均振幅値よりも大きいため、時刻
×３（x₃）および時刻×４（x₄）においても更に利得更
新定数が加算されてゆく。時刻×４（x₄）においては、
未だ、平均振幅基準値に対応する利得設定値の方が平均
振幅値に対応する利得設定値よりも大きいが、両者の差
異が前記利得更新定数y_tよりも小さいため、利得設定値
の更新は行われない。

〔発明が解決しようとする課題〕上述した従来の利得制御装置においては、利得設定値
更新のために必要とされる利得更新定数が一種類の設定
値に限定されているため、第５図（ａ）に示されるよう
に、利得設定値の設定精度を向上させようとして、利得
更新定数の数値をより小さい数値にすると、利得設定値
の収束速度が低下し、また、第５図（ｂ）に示されるよ
うに、この収束速度を早めるために利得更新定数の数値
を大きくすると、当然のことながら、利得設定値の精度
が劣化するという欠点がある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の利得制御装置は、ディジタル信号処理によ
り、アナログ入力信号のレベルを所定レベルに保持して
出力する利得制御装置において、前記アナログ入力信号
を利得設定値に応じて増幅する増幅器と、前記増幅器の
アナログ出力信号をディジタル信号に変換するA/D変換
器と、前記A/D変換器から出力されるディジタル信号の
レベルを平均化して、その平均振幅値を出力する平均化
低減フィルタと、前記平均振幅値と、外部から入力され
る予め定められている複数の平均振幅基準値との大小比
較を介して、前記複数の平均振幅基準値の内、どの平均
振幅基準値が最も前記平均振幅値に近いかを判別し、こ
の判別情報に準拠して、外部から入力される予め定めら
れている複数の利得更新定数の内より一つの利得更新定
数を選択して出力するとともに、前記増幅器の利得更新
の可否を指示する利得更新信号と、利得更新時に対応し
て前記増幅器の利得のアップ／ダウンの何れかを指示す
る更新符合信号と、を出力する利得更新制御手段と、前
記更新符号信号を介して、前記増幅器の現行の利得設定
値と前記利得更新定数との加減算を行い、新規の利得設
定値を生成して出力する加減算器と、前記更新符合信号
に制御されて、前記新規の利得設定値と前記現行の利得
設定値との何れか一方を選択して出力する利得設定値選
択回路と、を備えて構成される。

なお、前記利得更新制御手段は、前記平均振幅値と予
め定められている複数の平均振幅基準値との大小比較を
介して、前記複数の平均振幅基準値の内、どの平均振幅
基準値が最も前記平均振幅値に近いかを判別し、この判
別情報に準拠して、予め定められている複数の利得更新
定数の選択を指示する定数選択信号と、前記増幅器の利
得更新の可否を指示する利得更新信号と、利得更新時に
対応して前記増幅器の利得のアップ・ダウンの何れかを
指示する更新符合信号と、を出力する平均振幅比較回路
と、前記定数選択信号の制御作用を介して、予め定めら
れている前記複数の利得更新定数の内より一つの利得更
新定数を選択して出力する更新定数選択回路と、を備え
て構成してもよい。

〔実施例〕

次に、本発明について図面を参照して説明する。第１
図は、本発明の第１の実施例のブロック図である。第１
図に示されるように、本実施例は、増幅器１と、利得設
定値選択回路２と、ラッチ回路３と、更新タイミング発
生器４と、A/D変換器５と、平均化低域フイルタ６と、
利得更新制御手段７と、加減算器８と、を備えて構成さ
れる。

第１図において、本発明の従来例との相違点は、平均
化低域フィルタ６から出力される平均振幅値103の入力
に対応して、複数種類の平均振幅基準値111と複数種類
の利得更新定数112とを入力して、利得設定値選択回路
２に対しては、更新の可否を指示する利得更新信号106
を出力し、加減算器８に対しては、利得設定値を更新す
るための利得更新定数105と、この利得更新定数の加減
算を指示する更新符合信号104とを出力する利得更新制
御手段７が、必須構成要件として設けられていることで
ある。その他の、A/D変換器５、平均化低域フィルタ
６、利得設定値選択回路２、ラッチ回路３、更新タイミ
ング発生器４および加減算器８等の作用については、従
来例の場合と同様である。

平均化低域フィルタ６から出力される平均振幅値103
は、利得更新制御手段７において複数種類の平均振幅基
準値111と比較照合され、その内の最も平均振幅値103に
近い平均振幅基準値が判別される。次いで、この判別さ
れた平均振幅基準値と平均振幅値103との大小比較に対
応して、更新符号信号104が出力されて、加減算器８に
入力されることと、前記の検出された平均振幅基準値と
平均振幅値103との差異に対応して、利得設定値の更新
の可否を指示する利得更新信号106が出力されて、利得
設定値選択回路２に送られることは従来例の場合と同様
である。

また、他方、利得更新制御手段７に対しては、上述の
複数種類の平均振幅基準値111のそれぞれに対応する複
数種類の利得更新定数112も入力されており、上記の最
も平均振幅値103に近い平均振幅基準値に対応する利得
更新定数105が選択されて出力され、加減算器８に入力
される。

以下、従来例の場合と同様にして、利得設定値選択回
路２において、加減算器８から入力される演算出力107
と、ラッチ回路３から入力される更新前の現行利得設定
値109の一方が選択されて、利得設定値110として増幅器
１に入力され、増幅器１の増幅度は適正値に設定され
る。

利得設定値の更新を要する場合において、１回の更新
による利得設定値が、未だ平均利得基準値よりも小さい
場合には、その差異が最も少ない平均利得基準値に対応
する利得更新定数が再度選択されて、利得設定値に対す
る加算処理が行われ、増幅器１の利得が更に更新され
る。勿論、更新による利得設定値と平均利得基準値との
差が、利得更新定数により更新される利得設定値よりも
小さい場合には、更新は行われない。云うまでもなく、
利得設定値が平均利得基準値よりも大きい場合において
も、同様にして利得設定値の更新が行われる。

すなわち、本発明における必須要件として設けられて
いる利得更新制御手段においては、入力される平均振幅
値を参照して、複数種類の平均振幅基準値から、適正な
平均振幅基準値ならびに対応する利得更新定数が選択さ
れ、これに対応する加減算器８に対する更新符号信号10
4および利得更新定数105が出力されるとともに、利得設
定値選択回路２に対する利得更新信号106が出力される
という機能上の特徴を有している。

上記の利得更新制御手段７の作用により、利得設定値
の更新が迅速に行われ、且つ、利得設定精度が改善され
るという効果が得られる。

次に、より具体的な実施例として、第２の実施例につ
いて説明する。第１図は、本発明の第２の実施例のブロ
ック図である。第２図に示されるように、本実施例は、
増幅器９と、利得設定値選択回路10と、ラッチ回路11
と、更新タイミング発生器12と、A/D変換器13と、平均
化低域フィルタ14と、平均振幅比較回路15と、更新定数
選択回路16と、加減算器17と、を備えて構成される。

第２図において、本実施例における平均振幅比較回路
15および更新定数選択回路16は、前述の第１の実施例に
おいて必須構成要件として規定されている利得更新制御
手段７の一構成例を示している。その他の増幅器９、利
得設定値選択回路10、ラッチ回路11、更新タイミング発
生器12、A/D変換器13、平均化低域フィルタ14および加
減算器17等の作用については、既に前述したとおりであ
り、その説明は省略し、平均振幅比較回路15と更新定数
選択回路16の作用について説明する。

平均化低域フィルタ14から出力される平均振幅値115
は、平均振幅比較回路15において複数種類の平均振幅基
準値124a、124b、および124cと比較照合されて、その内
の最も平均振幅値115に近い平均振幅基準値が判別さ
れ、この判別情報は、定数選択信号116として更新定数
選択回路16に送られる。また、第１の実施例の場合と同
様に、利得設定値選択回路10に対しては利得更新信号11
9が、加減算器17に対しては更新符号信号が117がそれぞ
れ出力される。

更新定数選択回路16においては、別途入力される複数
種類の利得更新定数125a、125bおよび125cの内より、定
数選択信号116に制御されて、平均振幅比較回路15にお
いて判別された平均振幅基準値に対応する利得更新定数
が選択され、利得更新定数118として加減算器17に送ら
れる。

第４図に示されるのは、本実施例において、増幅器９
の利得が更新されてゆく時間的経過を示す図で、第４図
において、縦軸、横軸、y_s、y_e、y_tおよびy_n等の意味に
ついては、第５図（ａ）および（ｂ）の場合と同じであ
る。

今、第２図における利得更新定数125a、125bおよび12
5cを、それぞれ平均振幅基準値124a、125b、および125c
に対応して、それぞれ従来例の場合における利得定数y_t
の３倍、１倍および1/2倍の大きさを持つものとし、3
y_t、y_tおよびy_t/2とする。

第４図において、先ず、時刻×１（x₁）においては、
平均振幅値と平均振幅基準値とを比較すると、平均振幅
基準値の方が大きく、その差は３種類の平均振幅基準値
の内の124aに最も近い。そこで、平均振幅基準値124aに
対応する利得更新定数125aすなわち3y_tが利得設定値y_s
に加算されて、利得設定値が更新される。しかしなが
ら、更新後における時刻×２（x₂）においても、未だ平
均振幅基準値の方が平均振幅値よりも大きい。この時点
においては、平均振幅値の平均振幅基準値との差は、３
種類の平均振幅基準値の内の124cに最も近いので、利得
更新定数125cすなわちy_t/2が更に加算される。次いで時
刻×３（x₃）においては、未だ平均振幅基準値の方が平
均振幅値よりも大きいが、その差は利得更新定数y_t/2よ
りも小さい値となるため、利得設定値の更新は行われな
い。

第４図を参照して明かなように、本発明の適用によ
り、利得設定値の収束速度が改善されるとともに、利得
の設定精度も向上される。

〔発明の効果〕

以上、詳細に説明したように、本発明は、ディジタル
信号処理により信号レベルを一定に保持する利得制御装
置に適用されて、前記利得制御装置に含まれる増幅器に
対する利得設定値の設定精度を向上させるとともに、利
得設定の収束速度を改善することができるという効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は、本発明の第１および第２の実施
例を示すブロック図、第３図は、従来例のブロック図、
第４図および第５図（ａ），（ｂ）は、それぞれ前記第
２の実施例ならびに従来例における利得設定値の収束状
況を示す図である。図において、1,9,18……増幅器、2,10、19……利得設定
値選択回路、3,11,20……ラッチ回路、4,12,21……更新
タイミング発生器、5,13,22……A/D変換器、6,14,23…
…平均化低域フィルタ、７……利得更新制御手段、8,1
7,25……加減算器、15……平均振幅比較回路、16……更
新定数選択回路、24……平均振幅比較器。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】ディジタル信号処理により、アナログ入力
信号のレベルを所定レベルに保持して出力する利得制御
装置において、前記アナログ入力信号を利得設定値に応じて増幅する増
幅器と、前記増幅器のアナログ出力信号をディジタル信号に変換
するA/D変換器と、前記A/D変換器から出力されるディジタル信号のレベル
を平均化して、その平均振幅値を出力する平均化低減フ
ィルタと、前記平均振幅値と、外部から入力される予め定められて
いる複数の平均振幅基準値との大小比較を介して、前記
複数の平均振幅基準値の内、どの平均振幅基準値が最も
前記平均振幅値に近いかを判別し、この判別情報に準拠
して、外部から入力される予め定められている複数の利
得更新定数の内より一つの利得更新定数を選択して出力
するとともに、前記増幅器の利得更新の可否を指示する
利得更新信号と、利得更新時に対応して前記増幅器の利
得のアップ／ダウンの何れかを指示する更新符合信号
と、を出力する利得更新制御手段と、前記更新符号信号を介して、前記増幅器の現行の利得設
定値と前記利得更新定数との加減算を行い、新規の利得
設定値を生成して出力する加減算器と、前記更新符合信号に制御されて、前記新規の利得設定値
と前記現行の利得設定値との何れか一方を選択して出力
する利得設定値選択回路と、を備えることを特徴とする利得制御装置。
【請求項２】前記利得更新制御手段が、前記平均振幅値
と予め定められている複数の平均振幅基準値との大小比
較を介して、前記複数の平均振幅基準値の内、どの平均
振幅基準値が最も前記平均振幅値に近いかを判別し、こ
の判別情報に準拠して、予め定められている複数の利得
更新定数の選択を指示する定数選択信号と、前記増幅器
の利得更新の可否を指示する利得更新信号と、利得更新
時に対応して前記増幅器の利得のアップ・ダウンの何れ
かを指示する更新符合信号と、を出力する平均振幅比較
回路と、前記定数選択信号の制御作用を介して、予め定められて
いる前記複数の利得更新定数の内より一つの利得更新定
数を選択して出力する更新定数選択回路と、を備えることを特徴とする請求項１記載の利得制御装
置。