JP3257033B2 - 自動利得制御増幅装置 - Google Patents

自動利得制御増幅装置

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JP3257033B2
JP3257033B2 JP14240492A JP14240492A JP3257033B2 JP 3257033 B2 JP3257033 B2 JP 3257033B2 JP 14240492 A JP14240492 A JP 14240492A JP 14240492 A JP14240492 A JP 14240492A JP 3257033 B2 JP3257033 B2 JP 3257033B2
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宏一郎 田中
和弘 安道
均 高井
孝之 末松
裕之 今井
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は自動利得制御増幅装置に
関するものである。
【0002】
【従来の技術】テレビやラジオあるいはディジタル変調
信号の受信機などにおいて、受信信号の強度によらず出
力レベルを一定にするために、広く自動利得制御増幅装
置が用いられる。
【0003】図5は従来の自動利得制御増幅装置のブロ
ック図で、この増幅装置は、利得制御増幅器1と、レベ
ル誤差検出回路2と、増幅器3とにより構成されてい
る。
【0004】利得制御増幅器1に入力された入力信号は
増幅され、その増幅器出力は出力信号として出力され
る。また、増幅器出力の一部はレベル誤差検出回路2に
供給されて、本来得るべき出力レベルと実際の出力レベ
ルとの誤差信号が出力される。その誤差信号は増幅器3
に供給されて増幅され、制御信号として、前記利得制御
増幅器1の利得制御端子に帰還される。出力レベルの大
小に応じて前記誤差信号が変化し、その誤差信号の変化
に応じて前記制御信号が変化するので利得制御増幅器1
の利得が制御され、結果として出力レベルが一定に保た
れる。
【0005】以上のように、自動利得制御増幅装置は閉
ループ制御系により制御されるが、ここで、そのループ
ゲインの入力信号レベルによる変化を考える。ループゲ
インは、利得制御増幅器1の制御信号の変化に対する出
力レベルの変化率Aと、レベル誤差検出回路2の入力レ
ベルの変化に対する誤差信号の変化率Bと、増幅器3の
入力の変化に対する制御信号出力の変化率Cとの積、A
BCで表される。このうち、BとCは定数であるが、A
は利得制御増幅器1への入力信号レベルにより変化す
る。利得制御増幅器1の内部ではPINアッテネータ等
が可変減衰器として使われることが多く、その場合増幅
器出力は近似的に入力信号と制御信号との積に比例する
とみてよい。すなわち、制御信号の変化に対する出力信
号レベルの変化率Aは、入力信号レベルが高いときには
大きくなり、入力信号レベルが低いときには小さくな
る。従って、ループゲインABCは、入力信号レベルが
高いときには大きくなり、入力信号レベルが低いときに
は小さくなる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】従来の自動利得制御増
幅装置では、入力信号レベルが低い場合にループゲイン
が低くなるため、利得の制御を迅速に行えず、入力信号
レベルの変動に対して出力信号レベルの変動を十分に抑
えることができなかった。また、入力信号レベルが高い
場合にループゲインが高くなるため、利得の制御が過度
になり、入力信号レベルの変動に対して出力信号レベル
が不安定になる傾向があった。
【0007】本発明はかかる事情に鑑みて成されたもの
であり、入力信号レベルが低い場合に十分に出力レベル
の変動を抑え、かつ入力信号レベルが高い場合に出力レ
ベルを安定にする自動利得制御増幅装置を提供すること
を目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、利得制御増幅
器の制御信号を補正する補正回路を設け、利得制御増幅
器の利得が大きいときには補正回路の入力の変化に対す
る出力の変化率を大きくし、利得制御増幅器の利得が小
さいときには補正回路の入力の変化に対する出力の変化
率を小さくする構成としたことを特徴としている。
【0009】
【作用】入力信号レベルが低い場合には利得制御増幅器
の利得が大きいので補正回路の入力の変化に対する出力
の変化率が大きくなり、ループゲインを上げる。逆に入
力信号レベルが高い場合には利得制御増幅器の利得が小
さいので補正回路の入力の変化に対する出力の変化率が
小さくなり、ループゲインを下げる。このようにしてル
ープゲインの変動を抑える。
【0010】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を用いて詳細に
説明する。
【0011】図1は本発明の実施例における自動利得制
御増幅装置のブロック図で、この増幅装置は、利得制御
増幅器1と、レベル誤差検出回路2と、増幅器3と、補
正回路4とにより構成されている。
【0012】利得制御増幅器1に入力された入力信号は
増幅され、その増幅器出力は出力信号として出力され
る。また、増幅器出力の一部はレベル誤差検出回路2に
供給されて、誤差信号が出力される。その誤差信号は増
幅器3に供給されて増幅され、制御信号として、補正回
路4に供給される。補正回路4で補正された補正制御信
号は、前記利得制御増幅器1の利得制御端子に帰還され
る。
【0013】次に動作を説明する。利得制御増幅器に入
力された信号は増幅され、出力される。その出力の一部
はレベル誤差検出回路2により、本来得るべき出力レベ
ルと実際の出力レベルとの誤差に変換される。その誤差
信号は増幅器3により増幅され、制御信号となる。この
制御信号は、補正回路4によりその変化量が補正され、
利得制御増幅器1の利得を制御する。いま、入力信号レ
ベルが低くなったために実際の出力レベルが本来得るべ
き出力レベルに比べて低くなったとする。このとき誤差
信号の極性は正になる。そのため制御信号および補正制
御信号が大きくなり、利得制御増幅器の利得が上がる。
逆に、入力信号レベルが高くなったために実際の出力レ
ベルが本来得るべき出力レベルに比べて高くなったとす
る。このとき誤差信号の極性は負になる。そのため制御
信号および補正制御信号が小さくなり、利得制御増幅器
の利得が下がる。このように、入力信号レベルの変化を
打ち消すように利得が制御されるため、入力信号レベル
によらず出力信号レベルが一定に保たれる。上記動作に
おいて、入力信号レベルに対して補正制御信号の大きさ
を見ると、入力信号レベルが低いときには補正制御信号
が大きくなり、入力信号レベルが高いときには補正制御
信号が小さくなるのがわかる。
【0014】次に、補正回路4の持つ働きを詳しく説明
する。補正回路4は図2に示すように、その入力が大き
いとき、従ってその出力である補正制御信号が大きいと
きには、入力の変化に対する出力の変化が大きい。逆に
その入力が小さいとき、従ってその出力である補正制御
信号が小さいときには、入力の変化に対する出力の変化
が小さいという特性を持つ。さて、前述した補正制御信
号と入力信号レベルとの関係を考慮すると、入力信号レ
ベルが低いときには補正制御信号が大きいので、補正回
路の入力の変化に対する出力の変化が大きくなることが
わかる。逆に入力信号レベルが高いときには補正制御信
号が小さいので、補正回路の入力の変化に対する出力の
変化が小さくなることがわかる。
【0015】ここで、閉ループ制御系のループゲインを
考える。ループゲインは、利得制御増幅器1の制御信号
の変化に対する出力レベルの変化率Aと、レベル誤差検
出回路2の入力レベルの変化に対する誤差信号の変化率
Bと、増幅器3の入力の変化に対する制御信号出力の変
化率Cと、補正回路の入力の変化に対する出力の変化率
Dとの積、ABCDで表される。このうち、BとCは定
数であるが、Aは利得制御増幅器1への入力信号レベル
により変化する。利得制御増幅器1の内部ではPINア
ッテネータ等が可変減衰器として使われることが多く、
その場合増幅器出力は近似的に入力信号と制御信号との
積に比例するとみてよい。すなわち、制御信号の変化に
対する出力信号レベルの変化率Aは、入力信号レベルが
高いときには大きくなり、入力信号レベルが低いときに
は小さくなる。一方、補正回路の入力の変化に対する出
力の変化率Dは、入力信号レベルが低いときに大きくな
り、入力信号レベルが高いときに小さくなる。従って、
ループゲインABCDを、入力信号レベルによらず制御
系に最適な値に保つことができる。
【0016】図3には補正回路を実現する回路図の一例
を示す。図3で、電圧源の電圧V1>V2>・・・・>Vn
すると、入力電圧VinがV1より大きいときはダイオー
ドD1,D2,・・・・,Dnがすべて非導通なので、入力電
圧Vinがそのまま出力電圧VOU Tになる。入力電圧Vin
が下がり、それによって出力電圧VOUTが下がると順次
ダイオードが導通し、抵抗R1,R2,・・・・,Rnが出力
に並列に接続される。従って、出力電圧VOUTが、下記
(数1)で示す範囲にあるとき、入力電圧Vinの変化に
対する出力電圧VOUTの変化率は下記(数2)で表され
る。
【0017】
【数1】
【0018】
【数2】
【0019】ただし、mは n-1 以下の正整数である。
また、VOUTがVn以下の時、入力電圧Vinに対する出力
電圧VOUTの変化率は下記(数3)で表される。
【0020】
【数3】
【0021】(数2)および(数3)で示される特性を
図4に示す。出力電圧VOUTの減少にともない、入力電
圧に対する出力電圧の変化率が減少するのが示される。
【0022】なお本実施例では、利得制御増幅器として
補正制御信号が大きくなるほど利得が大きくなるものを
例にとって説明したが、逆の特性をもつ利得制御増幅器
を用いることもできる。この場合には、補正制御信号が
大きくなるほど入力の変化に対する出力の変化率が小さ
くなる補正回路を用いればよい。
【0023】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、利
得制御増幅器の制御信号を補正する補正回路を設け、利
得制御増幅器の利得が大きいときには補正回路の入力の
変化に対する出力の変化率を大きくし、利得制御増幅器
の利得が小さいときには補正回路の入力の変化に対する
出力の変化率を小さくする構成としたので、ループゲイ
ンの変動を抑えることができ、入力信号レベルが低い場
合に十分に出力レベルの変動を抑え、かつ入力信号レベ
ルが高い場合に出力レベルを安定にするという優れた効
果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例における自動利得制御増幅装置
のブロック図
【図2】補正回路の入力信号に対する出力信号の特性の
説明図
【図3】本発明の実施例における補正回路を示す回路図
【図4】本発明の実施例における補正回路の特性の説明
【図5】従来の自動利得制御増幅装置のブロック図
【符号の説明】
1 利得制御増幅器 2 レベル誤差検出回路 3 増幅器 4 補正回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 末松 孝之 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (72)発明者 今井 裕之 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭56−75715(JP,A) 特開 平4−100428(JP,A) 実開 昭60−150814(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H03G 3/20 - 3/34

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】補正制御信号で制御される利得で入力信号
    を増幅する利得制御増幅器と、この利得制御増幅器の出
    力の一部を入力として本来得るべき出力レベルと実際の
    出力レベルとの誤差を出力するレベル誤差検出回路と、
    このレベル誤差検出回路からの誤差信号を増幅する増幅
    器と、この増幅器からの制御信号を入力として補正制御
    信号を出力する補正回路とを設け、利得制御増幅器の利
    得が大きいときには補正回路の入力の変化に対する出力
    の変化率を大きくし、利得制御増幅器の利得が小さいと
    きには補正回路の入力の変化に対する出力の変化率を小
    さくすることを特徴とする自動利得制御増幅装置。
JP14240492A 1992-06-03 1992-06-03 自動利得制御増幅装置 Expired - Lifetime JP3257033B2 (ja)

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