JP3065105U - オ―トゲインコントロ―ル回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本考案は、ゲインコントロール回路のゲイン
コントロールアンプの出力に、レベル可変回路等が有っ
ても、その回路の温度・経時変化に伴うレベル変動が影
響しないオートゲインコントロール回路を提供する。 【解決手段】 被安定化信号を受けて補正電圧によりゲ
イン制御された信号を出力できるゲインコントロールア
ンプと、フィードバック信号を検波して検波電圧を出力
する検波器と、基準電圧を基準として、前記検波器の検
波電圧を積分して、前記ゲインコントロールアンプに補
正電圧を出力する積分器とを設けたオートゲインコント
ロール回路において、前記検波器の検波電圧と、前記積
分器の補正電圧とを選択接続できるスイッチと、 該ス
イッチで選択したアナログ電圧をデジタルデータに変換
するＡ／Ｄコンバータとを具備している解決手段。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【考案の属する技術分野】

本考案は、信号のレベルをフィードバック制御して安定化するオートゲインコ ントロール回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来技術の例について、図３を参照して構成と動作について説明する。 図３に示すように、従来のオートゲインコントロール回路は、ゲインコントロ ールアンプ２０と、検波器２１と、Ｄ／Ａコンバータ２３と、積分器２２とで構 成している。 そして、信号源１０の被安定化信号Ａのレベルを安定化して出力している。

【０００３】 ゲインコントロールアンプ２０は、補正電圧によりゲインが制御されるアンプ である。

【０００４】 検波器２１は、ゲインコントロールアンプ２０の出力点ａ１からのフィードバ ック信号を検波して、検波電圧Ｖｄを出力している。

【０００５】 また、Ｄ／Ａコンバータ２３は、制御信号により温度安定度化した基準のアナ ログ電圧Ｖｒを出力する。

【０００６】 そして、積分器２２は、抵抗Ｒ１、Ｒ２と、コンデンサＣと、オペアンプとで 構成し、基準電圧Ｖｒを基準として、検波器２１の検波電圧Ｖｄを積分した補正 電圧Ｖｃを出力する。

【０００７】 そして、オートゲインコントロール回路は、補正電圧Ｖｃでゲインコントロー ルアンプ２０のゲインをフィードバック制御して、信号源１０の被安定化出力で ある信号Ａの点ａ１におけるレベルを安定化している。 従って、オートゲインコントロール回路は、信号源１０や、ゲインコントロー ルアンプ２０の温度・経時変化に伴うレベル変動を吸収することができる。 すなわち、オートゲインコントロール回路は、信号源１０の周波数成分を持っ た信号を基準電圧ＶｒのＤＣ電圧の安定度に置き換えているので、ゲインコント ロールアンプ２０の出力点ａ１のレベルが安定化される。

【０００８】 しかし、図３に示すように、信号Ｂと、信号源１０の信号Ａとを所望の割合で 加算器６０で加算して出力する回路において、ゲインコントロールアンプ２０の 出力点ａ１の信号レベルは安定化しているが、加算器６０の入力点ａ２までの信 号経路に、レベルを所望の大きさに変化させる回路であるアッテネータ３０と、 信号を分岐するデバイダ４０と、バッファアンプ５０とがあるので、それら各回 路の温度・経時変化に伴うレベル変動が影響して、レベル精度のよい加算が出来 なくなる。

【０００９】 例えば、信号Ｂと、信号Ｂの１／１０の電圧レベルとした信号Ａとを、加算器 ６０で加算する例で説明する。

【００１０】 この場合、デバイダ４０と、バッファアンプ５０とを通過した減衰量をあらか じめ測定しておいて、信号Ｂのレベルをａ１点のレベルに換算して設定し、そし てアッテネータ３０の減衰量の設定を２０ｄＢ（電圧は１／１０）増加させる。 しかし、デバイダ４０と、バッファアンプ５０との減衰量の温度・経時変化に よりａ２点におけるレベル変動は大きな誤差要因となる。

【００１１】 しかも、オートゲインコントロール回路と加算器６０との間に、付加回路があ る場合の温度・経時変化に伴うレベル変動は、信号の周波数成分が高くなればな るほど大きくなる傾向があり、オートゲインコントロール回路を挿入した効果が 減少する。

【００１２】 ところで、検波器２１のリニアリティが、アッテネータ３０の減衰量と同じ精 度なら、Ｄ／Ａコンバータ２３の基準電圧Ｖｒの設定を変化させることによりア ッテネータ３０を使用しなくても、信号Ａを１／１０に変化させ、安定度良くで きるオートゲインコントロール回路を実現できる。 しかし、一般に検波器２１のリニアリティは、アッテネータ３０の減衰量のリ ニアリティより劣るので、Ｄ／Ａコンバータ２３の基準電圧Ｖｒの設定を変化さ せることによるオートゲインコントロール回路では信号の安定化を実現できない 。

【００１３】

【考案が解決しようとする課題】

上記説明のように、ゲインコントロール回路のフィードバック点ａ１における 信号レベルは安定しているが、レベルを所望の大きさに変化させる回路以降の出 力点ａ２において、それらのレベルを所望の大きさに変化させる各回路の温度・ 経時変化に伴うレベル変動が影響して、信号の加算等が精度良く行えない場合が あり実用上の不便があった。 そこで、本考案は、こうした問題に鑑みなされたもので、その目的は、ゲイン コントロール回路のゲインコントロールアンプの出力に、レベル可変回路等が有 っても、その回路の温度・経時変化に伴うレベル変動が影響しないオートゲイン コントロール回路を提供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】

即ち、上記目的を達成するためになされた本考案の第１は、 被安定化信号を受けて補正電圧によりゲイン制御された信号を出力できるゲイ ンコントロールアンプと、 フィードバック信号を検波して検波電圧を出力する検波器と、 基準電圧を基準として、前記検波器の検波電圧を積分して、前記ゲインコント ロールアンプに補正電圧を出力する積分器と、 を設けたオートゲインコントロール回路において、 前記検波器の検波電圧と、前記積分器の補正電圧とを選択接続できるスイッチ と、 該スイッチで選択したアナログ電圧をデジタルデータに変換するＡ／Ｄコンバ ータと、 を具備して、前記基準電圧を制御していることを特徴としたオートゲインコン トロール回路を要旨としている。

【００１５】 そして、上記目的を達成するためになされた本考案の第２は、 被安定化信号を受けて補正電圧によりゲイン制御された信号を出力できるゲイ ンコントロールアンプと、 フィードバック信号を検波して検波電圧を出力する検波器と、 基準電圧を出力するＤ／Ａコンバータと、 該Ｄ／Ａコンバータの基準電圧を基準として、前記検波器の検波電圧を積分し て、前記ゲインコントロールアンプに補正電圧を出力する積分器と、 を設けて、前記ゲインコントロールアンプの出力に、少なくとも２つの減衰量 が設定できるアッテネータが接続されたオートゲインコントロール回路において 、 前記レベル可変回路の出力と、基準レベルの信号とを受けて、前記検波器に選 択接続できるスイッチと、 前記検波器の出力と、前記積分器の出力とを切り換えて接続できる切換スイッ チと、 該切換スイッチのアナログ電圧出力を受けてデジタルデータに変換出力するＡ ／Ｄコンバータと、 該Ａ／Ｄコンバータの出力を受けて記憶し、制御信号を出力するＣＰＵと、 を具備していることを特徴としたオートゲインコントロール回路を要旨として いる。

【００１６】 また、上記目的を達成するためになされた本考案の第３は、 被安定化信号を受けて補正電圧によりゲイン制御された信号を出力できるゲイ ンコントロールアンプと、 フィードバック信号を検波して検波電圧を出力する検波器と、 基準電圧を出力するＤ／Ａコンバータと、 該Ｄ／Ａコンバータの基準電圧を基準として、前記検波器の検波電圧を積分し て、前記ゲインコントロールアンプに補正電圧を出力する積分器と、 を設けて、前記ゲインコントロールアンプの出力に、少なくとも２つの減衰量 が設定できるアッテネータが接続されたオートゲインコントロール回路において 、 前記レベル可変回路の出力と、基準レベルの信号と、前記ゲインコントロール アンプの出力とを受けて、前記検波器に選択接続できるスイッチと、 前記検波器の出力と、前記積分器の出力とを切り換えて接続できる切換スイッ チと、 該切換スイッチのアナログ電圧出力を受けてデジタルデータに変換出力するＡ ／Ｄコンバータと、 該Ａ／Ｄコンバータの出力を受けて記憶し、制御信号を出力するＣＰＵと、 を具備していることを特徴としたオートゲインコントロール回路を要旨として いる。

【００１７】 そして、上記目的を達成するためになされた本考案の第４は、 基準レベルの信号と、レベル可変回路の出力とを加算して出力する加算器を設 けた本考案第１、２又は３記載のオートゲインコントロール回路を要旨としてい る。

【００１８】

【考案の実施の形態】

本考案の実施の形態は、下記の実施例において説明する。

【００１９】

【実施例】

（実施例１） 最初に、本実施例１におけるオートゲインコントロール回路の構成について図 １を参照して説明する。 図１に示すように、オートゲインコントロール回路は、ゲインコントロールア ンプ２０と、検波器２１と、積分器２２と、Ｄ／Ａコンバータ２３との従来構成 に、スイッチＳ１、Ｓ２、Ｓ４と、Ａ／Ｄコンバータ７０と、ＣＰＵ８０とを追 加して構成している。

【００２０】 そして、ゲインコントロールアンプ２０の出力は、アッテネータ３０と、デバ イダ４０と、バッファアンプ５０とを介して、加算器６０に印加している。

【００２１】 ゲインコントロールアンプ２０と、検波器２１と、Ｄ／Ａコンバータ２３と、 積分器２２との動作については、従来技術において説明したので省略する。

【００２２】 スイッチＳ１、Ｓ２は、制御信号によりＯＮ（メーク）／ＯＦＦ（ブレーク） できるスイッチである。 スイッチＳ４は、制御信号によりａ側またはｂ側に切換できる切換スイッチで ある。

【００２３】 Ａ／Ｄコンバータ７０は、アナログ電圧をデジタルデータに変換する変換器で ある。

【００２４】 ＣＰＵ８０は、コンピュータであり、例えば、Ａ／Ｄコンバータ７０のデジタ ルデータを受けて記憶し、またＤ／Ａコンバータ２３の基準電圧Ｖｒと、スイッ チＳ１、Ｓ２のＯＮ／ＯＦＦと、切換スイッチＳ４のａ／ｂの切換とを制御する 。

【００２５】 アッテネータ３０は、信号レベルを所望の減衰量で可変できる減衰回路で、例 えば、２０ｄＢステップで可変できる減衰器である。

【００２６】 デバイダ４０は、１つの信号を２つに分岐する回路で、例えば、信号レベルは それぞれ６ｄＢ減衰して出力する。

【００２７】 バッファアンプ５０は、例えば、入出力間の影響を無くすため、×１のゲイン を持ったアンプである。

【００２８】 加算器６０は、２つの信号を加算出力する回路で、例えば、信号Ｂと、信号Ｂ の所望の割合のレベルとした信号Ａとを加算して出力する。

【００２９】 次に、ゲインコントロールアンプ２０の出力に、アッテネータ３０と、デバイ ダ４０と、バッファアンプ５０とを通過した出力信号レベルを安定化して、加算 器６０に印加する動作について、下記の場合として箇条書きで説明する。 ここでは、信号Ｂの電圧の１／１０のレベルの信号Ａと、信号Ｂとを、加算器 ６０で加算する場合とする。 また、アッテネータ３０の減衰量は、０ｄＢの設定とする。

【００３０】 （１）スイッチＳ２はＯＦＦとし、フィードバックループを切断しオートゲイン コントロール回路を動作させない。 スイッチＳ１をＯＮ、切換スイッチＳ４をａ側とし、信号Ｂを検波器２１で検 波し、検波電圧Ｖ１をＡ／Ｄコンバータ７０でデジタルデータに変換してＣＰＵ ８０に読み込み記憶する。

【００３１】 （２）スイッチＳ１をＯＦＦし、スイッチＳ２をＯＮとし、フィードバックルー プを形成しオートゲインコントロール回路を動作させる。 スイッチＳ４をａ側のままとし、信号Ａの点ａ２における信号レベルを検波器 ２１で検波し、検波電圧Ｖ２をＡ／Ｄコンバータ７０でデジタルデータに変換し てＣＰＵ８０に読み込む。

【００３２】 （３）そして、検波電圧Ｖ２が、ＣＰＵ８０に記憶している検波電圧Ｖ１と等し くなるように、Ｄ／Ａコンバータ２３を制御して基準電圧Ｖｒを変化させる。 その結果、信号Ｂのレベルと、信号Ａの点ａ２における信号レベルとは同じと なる。

【００３３】 （４）スイッチＳ４をｂ側とし、信号Ｂのレベルと、信号Ａの点ａ２における信 号レベルとが同じときの補正電圧Ｖ３を、Ａ／Ｄコンバータ７０でデジタルデー タに変換してＣＰＵ８０に読み込み記憶する。

【００３４】 （５）次に、アッテネータ３０の減衰量設定を０ｄＢ設定から２０ｄＢ設定に変 更すると、オートゲインコントロール回路が動作し、ゲインコントロールアンプ ２０のゲインが２０ｄＢ上昇して安定化する。 そして、ゲインコントロールアンプ２０のゲインが２０ｄＢ上昇して安定化し たときの補正電圧Ｖ４を、Ａ／Ｄコンバータ７０でデジタルデータに変換してＣ ＰＵ８０に読み込む。

【００３５】 （６）そして、補正電圧Ｖ４が、ＣＰＵ８０に記憶している補正電圧Ｖ３と等し くなるように、Ｄ／Ａコンバータ２３を制御して基準電圧Ｖｒを変化させる。 その結果、信号Ａ点のａ２における信号レベルは、信号Ｂのレベルより２０ｄ Ｂ低いレベル、すなわち１／１０の電圧となる。 しかも、信号Ａの点ａ２からフィードバックループを形成したオートゲインコ ントロール回路として動作しているので、アッテネータ３０と、デバイダ４０と 、バッファアンプ５０の温度・経時変化のレベル変動の要素をすべて吸収できる 。

【００３６】 従って、信号Ｂと、信号Ａとを所望の割合で加算器６０で加算して出力する回 路において、アッテネータ３０と、デバイダ４０と、バッファアンプ５０との温 度・経時変化に伴うレベル変動に影響されない、精度のよい割合のレベルで加算 が出来るオートゲインコントロール回路が実現できる。

【００３７】 ところで、スイッチＳ１、Ｓ２は、それぞれ独立してＯＮ／ＯＦＦできるスイ ッチとして説明したが、２つの入力から、どれか１つを選択出力できるスイッチ であってもよい。

【００３８】 （実施例２） 本考案の実施例２は、図１に示す回路においてオートゲインコントロール回路 のダイナミックレンジが不足する場合の例である。 例えば、信号Ａのレベルを信号Ｂのレベルの１／１００の電圧とする場合、ア ッテネータ３０の減衰量を４０ｄＢに設定するが、ゲインコントロールアンプ２ ０または、検波器２１のリニアリティは良くなくてもよいが、ダイナミックレン ジが４０ｄＢ無いと、オートゲインコントロール回路は動作できなくなる。

【００３９】 このような場合に対処したオートゲイン回路の構成と動作について、図２を参 照して説明する。 図２に示すように、本実施例２のオートゲインコントロール回路は、ゲインコ ントロールアンプ２０と、検波器２１と、積分器２２と、Ｄ／Ａコンバータ２３ と、スイッチＳ１、Ｓ２、Ｓ４と、Ａ／Ｄコンバータ７０と、ＣＰＵ８０との実 施例１の構成に、スイッチＳ３を追加して構成している。

【００４０】 そして、ゲインコントロールアンプ２０の出力は、アッテネータ３０と、デバ イダ４０と、バッファアンプ５０とを通過して、加算器６０に印加している。

【００４１】 本実施例２は、実施例１の構成にゲインコントロールアンプ２０の出力と検波 器２１間に接続したスイッチＳ３を追加しただけであるので、実施例１において 説明した構成要素については説明を省略する。

【００４２】 スイッチＳ３は、ＣＰＵ８０からの制御信号によりＯＮ／ＯＦＦできるスイッ チである。

【００４３】 次に、信号Ａを信号Ｂの電圧の１／１００のレベルに減衰した信号と、信号Ｂ とを、加算器６０で加算する場合の動作例で箇条書きで説明する。 また、アッテネータ３０の減衰量は、０ｄＢの設定とする。

【００４４】 （１）スイッチＳ２、Ｓ３をＯＦＦし、フィードバックループを切断してオート ゲインコントロール回路を動作させない状態とする。 スイッチＳ１をＯＮし、スイッチＳ４をａ側とし、信号Ｂを検波器２１で検波 し、検波電圧Ｖ１をＡ／Ｄコンバータ７０でデジタルデータに変換してＣＰＵ８ ０に読み込み記憶する。

【００４５】 （２）スイッチＳ１、Ｓ３をＯＦＦし、スイッチＳ２をＯＮとし、フィードバッ クループを形成しオートゲインコントロール回路を動作させる。 スイッチＳ４をａ側のままとし、信号Ａのａ２における信号レベルを検波器２ １で検波し、検波電圧Ｖ２をＡ／Ｄコンバータ７０でデジタルデータに変換して ＣＰＵ８０に読み込む。

【００４６】 （３）そして、検波電圧Ｖ２が、ＣＰＵ８０に記憶している検波電圧Ｖ１と等し くなるように、Ｄ／Ａコンバータ２３を制御して基準電圧Ｖｒを変化させる。 その結果、信号Ｂのレベルと、信号Ａのａ２点における信号レベルは同じとな る。

【００４７】 （４）スイッチＳ４をｂ側とし、信号Ｂのレベルと、信号Ａのａ２点における信 号レベルが同じときの補正電圧Ｖ３をＡ／Ｄコンバータ７０でデジタルデータに 変換してＣＰＵ８０に読み込み記憶する。 尚、ここまでのステップは実施例１と同じである。

【００４８】 （５）次に、スイッチＳ３をＯＮし、スイッチＳ１、Ｓ２をＯＦＦし、ゲインコ ントロールアンプ２０の出力のａ１点でフィードバックループを形成して安定化 する。 安定化した、補正電圧Ｖ５を、Ａ／Ｄコンバータ７０でデジタルデータに変換 してＣＰＵ８０に読み込む。

【００４９】 （６）そして、補正電圧Ｖ５が、ＣＰＵ８０に記憶している補正電圧Ｖ３と等し くなるように、Ｄ／Ａコンバータ２３を制御して基準電圧Ｖｒを変化させる。 その結果、信号Ａのａ１点と、信号Ａのａ２点間に挿入された回路のレベル変 動の要因はキャンセルされる。

【００５０】 （７）そして、アッテネータ３０の減衰量を４０ｄＢと設定することにより、信 号Ａのａ２点における信号レベルは、信号Ｂのレベルより４０ｄＢ低いレベル、 すなわち１／１００の電圧となる。

【００５１】 従って、実施例２によるオートゲインコントロール回路は、実施例１のように 、レベルを所望の大きさに変化させる回路の出力であるａ２点からフィードバッ クをしていないので、信号Ａの点ａ１から点ａ２間に挿入された各回路のその後 の温度・経時変化に伴うレベル変動を吸収しきれないが、上記のステップ（１） 〜（７）を繰り返すことにより軽減することができる。

【００５２】 ところで、スイッチＳ１、Ｓ２、Ｓ３は、それぞれ独立してＯＮ／ＯＦＦでき るスイッチとして説明したが、３つの入力から、どれか１つを選択出力できるス イッチでもよい。

【００５３】

【考案の効果】

本考案は、以上説明したような形態で実施され、以下に記載されるような効果 を奏する。 即ち、実施例１においては、ゲインコントロールアンプの出力に、温度・経時 変化に伴うレベル変動する回路が有っても、それらの各回路の温度・経時変化に 伴うレベル変動に影響されない効果がある。 また、実施例２においては、検波器のダイナミックレンジが不足する場合でも 、ゲインコントロールアンプの出力に、温度・経時変化に伴うレベル変動する回 路があっても、それらの温度・経時変化に伴うレベル変動を少なくすることがで きる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施例１の回路図である。

【図２】本考案の実施例２の回路図である。

【図３】従来の回路図である。

【符号の説明】

１０ 信号源 ２０ ゲインコントロールアンプ ２１ 検波器 ２２ 積分器 ２３ Ｄ／Ａコンバータ ３０ アッテネータ ４０ デバイダ ５０ バッファアンプ ６０ 加算器 ７０ Ａ／Ｄコンバータ ８０ ＣＰＵ

Claims (4)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 被安定化信号を受けて補正電圧によりゲ
   イン制御された信号を出力できるゲインコントロールア
   ンプと、 フィードバック信号を検波して検波電圧を出力する検波
   器と、 基準電圧を基準として、前記検波器の検波電圧を積分し
   て、前記ゲインコントロールアンプに補正電圧を出力す
   る積分器と、 を設けたオートゲインコントロール回路において、 前記検波器の検波電圧と、前記積分器の補正電圧とを選
   択接続できるスイッチと、 該スイッチで選択したアナログ電圧をデジタルデータに
   変換するＡ／Ｄコンバータと、 を具備して、前記基準電圧を制御していることを特徴と
   したオートゲインコントロール回路。
2. 【請求項２】 被安定化信号を受けて補正電圧によりゲ
   イン制御された信号を出力できるゲインコントロールア
   ンプと、 フィードバック信号を検波して検波電圧を出力する検波
   器と、 基準電圧を出力するＤ／Ａコンバータと、 該Ｄ／Ａコンバータの基準電圧を基準として、前記検波
   器の検波電圧を積分して、前記ゲインコントロールアン
   プに補正電圧を出力する積分器と、 を設けて、前記ゲインコントロールアンプの出力に、少
   なくとも２つの減衰量が設定できるアッテネータが接続
   されたオートゲインコントロール回路において、 前記レベル可変回路の出力と、基準レベルの信号とを受
   けて、前記検波器に選択接続できるスイッチと、 前記検波器の出力と、前記積分器の出力とを切り換えて
   接続できる切換スイッチと、 該切換スイッチのアナログ電圧出力を受けてデジタル電
   圧に変換出力するＡ／Ｄコンバータと、 該Ａ／Ｄコンバータの出力を受けて記憶し、制御信号を
   出力するＣＰＵと、 を具備していることを特徴としたオートゲインコントロ
   ール回路。
3. 【請求項３】 被安定化信号を受けて補正電圧によりゲ
   イン制御された信号を出力できるゲインコントロールア
   ンプと、 フィードバック信号を検波して検波電圧を出力する検波
   器と、 基準電圧を出力するＤ／Ａコンバータと、 該Ｄ／Ａコンバータの基準電圧を基準として、前記検波
   器の検波電圧を積分して、前記ゲインコントロールアン
   プに補正電圧を出力する積分器と、 を設けて、前記ゲインコントロールアンプの出力に、少
   なくとも２つの減衰量が設定できるアッテネータが接続
   されたオートゲインコントロール回路において、 前記レベル可変回路の出力と、基準レベルの信号と、前
   記ゲインコントロールアンプの出力とを受けて、前記検
   波器に選択接続できるスイッチと、 前記検波器の出力と、前記積分器の出力とを切り換えて
   接続できる切換スイッチと、 該切換スイッチのアナログ電圧出力を受けてデジタル電
   圧に変換出力するＡ／Ｄコンバータと、 該Ａ／Ｄコンバータの出力を受けて記憶し、制御信号を
   出力するＣＰＵと、 を具備していることを特徴としたオートゲインコントロ
   ール回路。
4. 【請求項４】 基準レベルの信号と、レベル可変回路の
   出力とを加算して出力する加算器を設けた請求項１、２
   又は３記載のオートゲインコントロール回路。