JP3045126B2 - 表示用増幅装置 - Google Patents

表示用増幅装置

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JP3045126B2
JP3045126B2 JP9319962A JP31996297A JP3045126B2 JP 3045126 B2 JP3045126 B2 JP 3045126B2 JP 9319962 A JP9319962 A JP 9319962A JP 31996297 A JP31996297 A JP 31996297A JP 3045126 B2 JP3045126 B2 JP 3045126B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は表示用増幅器に関
し、特にソーナー装置に使用され、水中音をキャッチす
るセンサーからの受信信号を増幅すると同時にオフセッ
ト電圧を加えて表示器へ出力する増幅装置に関する。
【0002】
【従来の技術】この種の表示用増幅措置はソーナー装置
の受信パルス信号を表示器を駆動するに必要な電圧に増
幅すると同時に表示画面全体を明るくするためのオフセ
ット電圧を受信パルス信号に加えて出力している。受信
パルス信号は高周波のパルス信号である。
【0003】図5は本増幅装置の入出力特性を示す特性
図である。最大出力信号の電圧は(Ymax)は通常表
示輝度の飽和を防ぐためにこの飽和電圧と同等あるいは
若干低く設定され、これに対応する最大入力信号電圧
(Xmax)は予想でき予め設定されるので、この増幅
装置の増幅部本体の利得は(Ymax−Vof)/(X
max)で決まる。表示輝度は明るさの異なる表示目標
を識別するために入力信号電圧に対し直線的に出力信号
電圧は変化する必要があり、最大出力電圧を越えない最
大入力信号電圧以内で使用するようになっている。
【0004】尚、オフセット電圧は増幅器の入力側で加
算され、オフセット電圧を調整できるようになってい
る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】このように従来例にお
いては、増幅器本体の利得が固定であるのでオフセット
電圧を可変すると出力電圧は変化する。オフセット電圧
(Vof)は画面全体の明るさ調整のため可変するよう
になっており、通常は最大出力信号電圧Ymaxを越え
ないようにVofは設定されるが、しかし、場合によっ
てはこれを越える値に調整してしまうことがあり、この
場合、図5の点線で示すように最大出力信号電圧(Ym
ax)は飽和電圧を越え表示輝度が飽和してしまう問題
がある。
【0006】また、この場合利得を手動で下げて調整す
ることもできるが、その都度調整に手間を要するという
問題がある。尚、最大のオフセット電圧(Vof)はあ
らかじめ余裕を見て決定しておけばよいが、これが高い
とその分利得が下がり出力信号のパルス振幅が低くなる
ので限界がある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の表示用増幅装置
は、高周波パルスの入力信号を増幅する増幅手段と、こ
の増幅手段の出力電圧に任意に可変されるオフセット電
圧を加え出力信号として表示装置へ出力する手段と、前
記オフセット電圧を可変させても前記出力信号が一定の
最大出力電圧を越えないように前記増幅手段の増幅度を
制御する手段とを備えている。
【0008】更に具体的には、高周波パルスの入力信号
を利得制御信号により自動的に設定される利得(単位=
dB)で増幅する可変利得増幅器と、前記可変利得制御
増幅器の出力電圧に任意に可変されるオフセット電圧を
加えて出力信号として表示装置へ出力する電圧加算回路
と、予め設定される前記出力信号の最大出力電圧から前
記オフセット電圧を差し引きこの電圧を減衰量制御信号
として出力する電圧減算回路と、前記出力信号の最大出
力電圧に対応して予め設定される前記入力信号の最大入
力電圧を前記減衰量制御信号に比例して設定される減衰
量(単位=dB)で減衰させこの電圧を前記利得制御信
号として出力する可変減衰器とを備えている。
【0009】前記可変利得増幅器は、手動でも任意の利
得(単位=dB)に設定できる機能を備えるようにして
も良い。
【0010】更に、前記可変利得制御増幅器は、前記入
力信号を増幅する増幅部と、この増幅部の出力を入力に
負帰還するためのPINダイオードを可変抵抗素子とし
前記利得制御信号により帰還量(単位=dB )を可変
する帰還回路とを備えて構成しても良い。
【0011】更に、前記可変減衰器は、前記最大入力電
圧の直流電圧を所定周波数の交流電圧に変換するDC/
AC変換器と、この交流電圧を減衰させるためのPIN
ダイオードを可変抵抗素子とし前記減衰量制御信号によ
り減衰量(単位=dB )を可変する可変抵抗回路網
と、この回路網の出力電圧を直流電圧に変換するAC/
DC変換器とを備えて構成しても良い。
【0012】また、高周波パルスの入力信号の振幅値を
デジタル信号に変換するA/D変換器と、このA/D変
換器のデジタル出力信号とデジタル乗数信号とを乗算
(掛け算)処理する乗算器と、この乗算器のデジタル出
力信号に任意に可変されるオフセット信号の振幅値をデ
ジタル化したデジタルオフセット信号を加算する加算器
と、この加算器のデジタル出力信号をアナログ信号に変
換し出力信号として表示装置のへ出力するD/A変換器
と、予め設定される前記出力信号の最大出力電圧をデジ
タル化したデジタル最大出力信号から前記デジタルオフ
セット信号を減算しデジタル除数信号として出力する減
算器と、前記デジタル最大出力信号に対応して予め設定
される前記入力信号の最大入力電圧をデジタル化したデ
ジタル最大入力信号と前記デジタル除数信号とを除算
(割算)処理し前記デジタル乗数信号を出力する除算器
とを備えて構成しても良い。
【0013】
【発明の実施の形態】次に本発明の実施の形態について
図面を参照して説明する。図1は本発明の実施の形態例
を示すブロック図である。図2は図1における可変利得
増幅器のブロック図、図3は図1における可変減衰器の
ブロック図である。
【0014】図1において、本発明の表示用増幅装置
は、高周波パルスの入力信号101を利得制御信号10
3により自動的に設定される利得(dB)で増幅する可
変利得増幅器5の出力電圧にオフセット電圧104を加
えて出力信号102として表示装置へ出力する電圧加算
回路6と、電圧源1から供給される出力信号102の最
大出力電圧107から可変電圧源3から供給されるオフ
セット電圧108を差し引き減衰量制御信号105とし
て出力する電圧減算回路8と、電圧源2から供給される
入力信号101の最大入力電圧106を減衰量制御信号
105により比例して設定される減衰量(dB)で減衰
させ利得制御信号103として出力する可変減衰器7と
で構成されている。
【0015】尚、最大出力電圧107は、表示器の飽和
電圧と略同電圧に設定され、これに対応してこの時の入
力信号101の予想される最大パルス電圧が最大入力電
圧106となる。
【0016】次に動作について説明する。可変利得増幅
器5は利得制御信号103に比例して利得(dB)が変
化するので、その出力電圧は入力信号101の電圧と利
得制御信号103の電圧とを掛算したものとなる。また
可変減衰器7は減衰量制御信号103とに比例し減衰量
(dB)が変化するので、その出力電圧は最大入力電圧
107を減衰量制御信号103の電圧で割算したものと
なる。
【0017】入力信号101の電圧をX、出力信号10
2の電圧をY、最大入力電圧106の電圧をXmax、
最大出力電圧107の電圧をYmax、オフセット電圧
107の電圧をVofとした場合この増幅装置の動作は
次のようになる。
【0018】最大出力電圧(Ymax)とオフセット電
圧(Vof)は電圧減衰回路8に入力されてYmax−
Vofが計算される。電圧減算回路8の出力する減衰量
制御信号5と最大入力電圧(max)とは可変減衰器7
に入力されて(Ymax−Vof)/Xmaxが計算さ
れる。可変減衰器7の出力する利得制御信号103と入
力信号(X)は可変利得増幅器5入力されて((Yma
x−Vof)/Xmax)×Xが計算される。可変利得
増幅器5の出力電圧とオフセット電圧(Vof)は電圧
加算回路6に入力されて(Ymax−Vof)/Xma
x)×X+Vofが計算される。
【0019】即ち((Ymax−Vof)/Xmax)
×X+Vofの式においては、Vofがいかなる値であ
っても、Xがその最大値であるXmaxの時にYがその
最大値であるYmaxとなる。つまり、オフセット電圧
(Vof)を変化させても、最大入力信号レベル(Xm
ax)が入力されたときの出力信号(Y)は、常に一定
の値である最大出力電圧(Ymax)となるように可変
利得増幅器5利得が自動的に制御される。
【0020】図5はY=((Ymax−Vof)/Xm
ax)×X+Vofの式をグラフにしたものである。即
ち、縦軸の入力信号(X)に対する横軸の出力信号
(Y)のグラフである、オフセット電圧(Vof)を点
線で示すように上下に変化させても、一転鎖線で示した
ように最大入力信号レベル(Xmax)が入力されたと
きの出力信号(Y)は、常に一定の値である最大出力信
号レベル(Ymax)となるように利得が自動的に制御
される。
【0021】次に図2について可変利得増幅器5の構成
と動作を説明する。可変利得増幅器5は、入力信号10
1を増幅する増幅部51と、この増幅部51の出力を入
力にて負帰還するための可変抵抗回路網52とで構成さ
れる。可変抵抗回路網52はPINダイオードを用いた
可変抵抗素子を含み構成し、利得制御信号103により
帰還量(dB)を可変する。即ち、利得制御信号103
によりPINダイオード(図示せず)の駆動電流を可変
して、この抵抗値を利得制御信号に比例して変化させる
ことにより帰還量を変え利得を制御している。
【0022】また可変抵抗回路網52の定数を手動で変
えることにより、利得を任意に設定できるようにもなっ
ている。これにより初期設定時などにこの調整機能を用
いて利得設定を行う。
【0023】次に図3について可変減衰器7の構成と動
作を説明する。可変減衰器7は、最大入力電圧106の
直流電圧を所定周波数の交流電圧に変換するDC/AD
変換器71と、この交流電圧を減衰させる、PINダイ
オード(図示せず)を用いた可変抵抗素子を含み構成し
減衰制御信号105に比例して減衰量(dB)を可変す
る可変抵抗回路網72と、この回路網の交流出力電圧を
所定の電圧まで増幅する増幅器73と、この増幅器の交
流出力電圧を直流電圧に変換し、利得制御信号103と
して出力するAC/DC変換器103とで構成されてい
る。
【0024】可変抵抗回路網72のPINダイオード
(図示せず)には減衰量制御信号105により駆動電流
が供給され、この信号の変化によりPINダイオードの
抵抗値が変化して減衰量が可変されているようになって
いる。
【0025】次に他の実施の形態例について図4を参照
して説明する。図4は他の実施の形態例を示すブロック
図である。本図は図1で示したアナログ回路で構成した
表示用増幅装置をデジタル化したものである。
【0026】本表示用増幅器は、入力信号101をデジ
タル信号に変換するA/D変換器9と、このA/D変換
器9のデジタル出力信号とデジタルの乗数信号110と
を乗算処理する乗算器10と、この乗算器10のデジタ
ル出力信号にデジタルのオフセット電圧信号114を加
算する加算器11と、この加算器11のデジタル出力信
号をアナログ信号に変換し出力信号102として表示装
置へ出力するD/A変換器12と、信号源16からのあ
らかじめ設定された出力信号102の最大出力電圧をデ
ジタル化した最大出力電圧信号113から可変信号源1
7から供給されるオフセット電圧信号114を減算して
これを除数信号111として出力する減算器14と、信
号源15から供給されるデジタル最大出力電圧信号に対
応する入力信号101の最大入力電圧信号112と除数
信号111とを除算処理し乗数信号110を出力する除
算器13とで構成している。
【0027】この表示用増幅装置の各構成要素は図1で
示した装置の各構成要素と対応し、それぞれ同一機能の
ものであるので動作は図1と同様となるので説明は省略
する。
【0028】
【発明の効果】以上説明したように本発明の表示用増幅
装置は、オフセット調整に応じて自動的に利得を制御
し、最大出力電圧が表示装置の飽和電圧を越えないよう
にしたので、表示輝度が飽和したりあるいはオフセット
調整の度に利得を調整する必要がないという効果があ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態例を示すブロック図であ
る。
【図2】図1における可変利得増幅器を示すブロック図
である。
【図3】図1における可変減衰器を示すブロック図であ
る。
【図4】本発明の他の発明の実施の形態例を示すブロッ
ク図である。
【図5】従来例と図1及び図4の表示用増幅装置の特性
図である。
【符号の説明】
1,2 電圧源 3 可変電圧源 5 可変利得増幅器 6 電圧加算回路 7 可変減衰器 8 電圧減算回路 9 A/D変換器 10 乗算器 11 加算器 12 D/A変換器 13 除算器 14 減算器 15,16 信号源 17 可変信号源 71 DC/AC変換器 72 可変抵抗回路網 73 増幅器 74 AC/DC変換器 51 増幅部 52 可変抵抗回路網

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 高周波パルスの入力信号を増幅する増幅
    手段と、この増幅手段の出力電圧に任意に可変されるオ
    フセット電圧を加え出力信号として表示装置へ出力する
    手段と、前記オフセット電圧を可変させても前記出力信
    号が一定の最大出力電圧を越えないように前記増幅手段
    の増幅度を制御する手段とを備えることを特徴とする表
    示用増幅装置。
  2. 【請求項2】 高周波パルスの入力信号を利得制御信号
    により自動的に設定される利得(単位=dB)で増幅す
    る可変利得増幅器と、前記可変利得制御増幅器の出力電
    圧に任意に可変されるオフセット電圧を加えて出力信号
    として表示装置へ出力する電圧加算回路と、予め設定さ
    れる前記出力信号の最大出力電圧から前記オフセット電
    圧を差し引きこの電圧を減衰量制御信号として出力する
    電圧減算回路と、前記出力信号の最大出力電圧に対応し
    て予め設定される前記入力信号の最大入力電圧を前記減
    衰量制御信号に比例して設定される減衰量(単位=d
    B)で減衰させこの電圧を前記利得制御信号として出力
    する可変減衰器とを備えることを特徴とする表示用増幅
    装置。
  3. 【請求項3】 前記可変利得増幅器は、手動でも任意の
    利得(単位=dB)に設定できる機能を備えることを特
    徴とする請求項2記載の表示用増幅装置。
  4. 【請求項4】 前記可変利得制御増幅器は、前記入力信
    号を増幅する増幅部と、この増幅部の出力を入力に負帰
    還するためのPINダイオードを可変抵抗素子とし前記
    利得制御信号により帰還量(単位=dB )を可変する
    帰還回路とを備えることを特徴とする請求項2あるいは
    3記載の表示用増幅装置。
  5. 【請求項5】 前記可変減衰器は、前記最大入力電圧の
    直流電圧を所定周波数の交流電圧に変換するDC/AC
    変換器と、この交流電圧を減衰させるためのPINダイ
    オードを可変抵抗素子とし前記減衰量制御信号により減
    衰量(単位=dB )を可変する可変抵抗回路網と、こ
    の回路網の出力電圧を直流電圧に変換するAC/DC変
    換器とを備えることを特徴とする請求項2,3あるいは
    4記載の表示用増幅装置。
  6. 【請求項6】 高周波パルスの入力信号の振幅値をデジ
    タル信号に変換するA/D変換器と、このA/D変換器
    のデジタル出力信号とデジタル乗数信号とを乗算(掛け
    算)処理する乗算器と、この乗算器のデジタル出力信号
    に任意に可変されるオフセット信号の振幅値をデジタル
    化したデジタルオフセット信号を加算する加算器と、こ
    の加算器のデジタル出力信号をアナログ信号に変換し出
    力信号として表示装置のへ出力するD/A変換器と、予
    め設定される前記出力信号の最大出力電圧をデジタル化
    したデジタル最大出力信号から前記デジタルオフセット
    信号を減算しデジタル除数信号として出力する減算器
    と、前記デジタル最大出力信号に対応して予め設定され
    る前記入力信号の最大入力電圧をデジタル化したデジタ
    ル最大入力信号と前記デジタル除数信号とを除算(割り
    算)処理し前記デジタル乗数信号を出力する除算器とを
    備えることを特徴とする表示用増幅装置。
JP9319962A 1997-11-20 1997-11-20 表示用増幅装置 Expired - Lifetime JP3045126B2 (ja)

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