JP3394136B2 - Agc装置 - Google Patents

Agc装置

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JP3394136B2
JP3394136B2 JP20549496A JP20549496A JP3394136B2 JP 3394136 B2 JP3394136 B2 JP 3394136B2 JP 20549496 A JP20549496 A JP 20549496A JP 20549496 A JP20549496 A JP 20549496A JP 3394136 B2 JP3394136 B2 JP 3394136B2
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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AGC装置に関し、
特にAGCによる歪みを低減したAGC装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来のリバースAGC装置は、例えば図
11のブロック図に示すように、入力信号電圧に対する
増幅利得を可変する可変利得増幅回路1を持ち、その出
力電圧をAGC制御回路2に入力してAGC制御電圧を
得て可変利得増幅回路1の入力側に帰還する(例えば、
入力信号を増幅するトランジスタに逆バイアス電圧とし
てAGC制御電圧を印加する)ことにより、その利得を
可変して出力電圧を一定に保つように制御するものであ
る。AGC制御回路2は、例えば、整流回路3と、抵抗
R1及びコンデンサC1からなる時定数Aを有し、整流
回路3の整流出力を平滑する積分回路4と、積分回路4
の出力をAGC基準値(しきい値)(例えば0. 6)と
比較し差分を出力する加減算回路5と、抵抗R3, R4
及びコンデンサC2からなる時定数Bを有し、加減算回
路5の出力を積分してAGC制御電圧を得て可変利得増
幅回路1に印加する積分回路6とより構成される。
【0003】図12は図11のAGC装置の各部の波形
であり、それぞれ、(A)はAGC装置の入力信号、
(B)は整流回路3の整流出力(例えば全波整流回路を
用いた場合)、(C)は積分回路4の出力、(D)はA
GC制御回路2の出力(AGC制御電圧)、(E)はA
GC装置の出力信号を示す。上記構成の従来のリバース
AGC装置では、AGC制御電圧の検出を行なう入力信
号周波数に対してAGC制御回路2のAGC制御速度の
方が速いと(AGC時定数のほうが小さいと)、入力信
号の波形(図12(A))に追従してAGCが動作する
ことにより入力信号が圧縮され、図12(E)に示すよ
うに出力信号波形に歪みを発生する。
【0004】この原理を利用して信号の圧縮を行なう例
も有るが、出力信号を一定に保つことが目的のAGC装
置では、有害な歪みの発生になる。したがって、AGC
制御速度が速く(AGC時定数が小さく)かつ圧縮度が
大きい場合には、正弦波の入力信号が入力されても台形
波や方形波の出力信号が出力される。無線受信機などに
使用される、AGC検出を行なう入力信号周波数の高い
AGC装置では、AGC制御速度(AGS時定数)に対
して入力信号波形の変化が速いためにこのような歪みは
発生しにくいが、ベースバンド(オーディオ周波数)で
信号を扱う機器等に使用されるAGC装置の場合は、先
に上げた理由により出力信号の歪みを発生する。このと
き発生する歪みは、AGC制御速度に対して波形の変化
速度が遅くなる低い周波数程悪化する。これは、AGC
装置の処理可能な入力信号周波数の下限またはAGC制
御速度の上限を決めることになる。従来、このようなA
GCを原因とする歪みを低減するには、AGC制御速度
を遅くしていたため高速な制御が困難だった。このとき
の制御速度の設定は、AGC制御回路12の積分回路4
または積分回路6の時定数を変更することによって行わ
れる。
【0005】一方、従来のAGC装置として、入力信号
のレベルが次第に大きくなるときと次第に小さくなって
いくときとでAGC制御速度を切り替えてこういった歪
みを低減しようというタイプのものもある。図13はこ
のようなタイプのリバースAGC装置の一例を示すブロ
ック図であり、積分回路4は、抵抗R1及びコンデンサ
C1と、抵抗R1に並列接続された抵抗R2(ただし、
R1>R2とする)及びダイオードD1の直列接続回路
とからなり、積分回路6は、抵抗R3及びコンデンサC
2と、コンデンサC2に直列接続された抵抗R4及びダ
イオードD2の並列接続回路とからなる。
【0006】図13において、AGC装置の可変利得増
幅回路1への入力電圧レベルが大きくなるにつれてその
出力レベルが大きくなるので、AGC制御回路2への入
力レベルが大きくなる。このとき、整流回路3を介する
積分回路4への入力レベルが大きくなり、積分回路4の
ダイオードD1がオンになり、抵抗R2が抵抗R1に並
列接続されるため積分回路4の時定数が速く(小さく)
なる。次に、加減算回路5を介する積分回路6への入力
は小さくなり、積分回路6のダイオードD2もオンにな
るので抵抗R4がダイオードD2で短絡され、積分回路
6の時定数が速く(小さく)なる。こうして、積分回路
4及び6の時定数は速く(小さく)なってAGC制御速
度は速くなる。これに対して、可変利得増幅回路1への
入力電圧レベルが一定または小さくなる方向に変化する
とき(すなわち、AGC制御回路2への入力レベルが一
定または小さくなるとき)には、両積分回路のダイオー
ドは共にオフになるので、積分回路4の時定数は抵抗R
1とコンデンサC1で決定され、同様に積分回路6の時
定数は抵抗R3, R4及びコンデンサC2で決定され、
その結果、積分回路4及び6の時定数は長くなってAG
C制御速度は遅く(長く)なる。
【0007】このようなAGC装置で、低い周波数入力
まで歪みを十分低くしようとすると、ダイオードがオフ
になるとき(すなわち時定数が遅くなるとき)のAGC
制御速度を非常に遅くしなければならない。例えば、周
波数100Hzの入力信号に対して歪みが十分低くなる
ように適切に設定された時定数では、AGC装置へ入力
されたフルスケールの前記入力信号が減衰して非常に微
弱な信号になった場合に、その微弱な信号に適切な利得
(出力レベルがAGC基準値になる利得)になるまで5
秒から10秒以上かかり、入力信号レベルの変動が激し
いときには実用に供さない。このように、従来のAGC
装置では、入力信号が小さくなっていくときのAGCに
よる歪み改善として、入力信号が小さくなっていくとき
には大きくなっていくときに対して遅い時定数を設定す
ることができたが、時間の経過に対しては時定数が変化
しないために、歪みの低減と弱くなっていく方向の入力
信号への追従性とが両立しなかった。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
従来のAGC装置の問題点を解決し、ベースバンドを扱
っても高速な応答特性と低歪みを両立させることができ
るAGC装置を提供することにある。
【0009】本発明に係るAGC装置は、可変利得増幅
回路と、出力信号レベルを検出し検出されたレベルに応
じて前記可変利得増幅回路を制御するAGC制御回路と
からなるAGC装置において、オーディオ周波数の入力
信号レベルがAGCのしきい値以下になった時点でAG
C制御速度を最小とし、その後の時間経過と共にAGC
制御速度を徐々に上げていくことを特徴とするものであ
る。
【0010】また、本発明に係るAGC装置は、入力信
号レベルがAGCのしきい値以下になった後再びしきい
値を越える信号が入力された時には、AGC制御速度を
最大とすることを特徴とするものである。
【0011】また、本発明に係るAGC装置は、AGC
制御速度の可変に応じて、最小とした制御速度を上げる
速さを変えることを特徴とするものである。
【0012】また、本発明に係るAGC装置は、可変利
得増幅回路と、出力信号レベルを検出し検出されたレベ
ルに応じて前記可変利得増幅回路を制御するAGC制御
回路とからなるAGC装置において、前記可変利得増幅
回路の前段に帯域可変型フィルタを備え、入力信号レベ
ルがAGCのしきい値以下になった時一定時間の間AG
C制御を行わず、前記フィルタの帯域特性を可変すると
き、前記フィルタの低域カットオフ周波数に応じてAG
C制御を行わない時間の設定を変えることを特徴とする
ものである。
【0013】また、本発明に係るAGC装置は、入力信
号レベルがAGCのしきい値以下になった後再びしきい
値を越える信号が入力された時には、AGC制御を再開
することを特徴とするものである。
【0014】また、本発明に係るAGC装置は、さら
に、可変利得増幅回路の前段に帯域可変型フィルタを備
え、前記フィルタの帯域特性を可変するとき、前記フィ
ルタの低域カットオフ周波数に応じてAGC制御を行わ
ない時間の設定を変えることを特徴とするものである。
【0015】また、本発明に係るAGC装置は、AGC
制御を行わない時間をフィルタの低域カットオフ周波数
fの1/fまたは、1/2fとすることを特徴とするも
のである。
【0016】また、本発明に係るAGC装置は、可変利
得増幅回路と、出力信号レベルを検出し検出されたレベ
ルに応じて前記可変利得増幅回路を制御するAGC制御
回路とからなるAGC装置において、オーディオ周波数
入力信号レベルがAGCのしきい値以下になった時点
から、一定時間の間AGC制御を行なわず、その後の時
間経過と共にAGC制御速度を最小から次第に上げるこ
とを特徴とするものである。
【0017】また、本発明に係るAGC装置は、AGC
制御回路はディジタル的にAGC制御速度を可変するD
SPを含み、AGC制御速度の制御データは、AGC制
御速度可変のための演算データのビット長より短く、A
GC制御速度可変のための演算データをAGC制御デー
タと同じビット長に切り捨て、または丸め処理を行なう
ことを特徴とするものである。
【0018】
【作用】可変利得増幅回路と、出力信号レベルを検出し
検出されたレベルに応じて前記可変利得増幅回路を制御
するAGC制御回路とからなるAGC装置において、
ーディオ周波数の入力信号レベルがAGCのしきい値以
下になった時AGC制御速度を最小とし、その後の時間
経過と共にAGC制御速度を徐々に上げていくようにす
る。また、可変利得増幅回路と、出力信号レベルを検出
し検出されたレベルに応じて前記可変利得増幅回路を制
御するAGC制御回路とからなるAGC装置において、
可変利得増幅回路の前段に帯域可変型フィルタを備え、
入力信号レベルがAGCのしきい値以下になった時一定
時間の間AGC制御を行わず、フィルタの帯域特性を可
変するとき、フィルタの低域カットオフ周波数に応じて
AGC制御を行わない時間の設定を変える。したがっ
て、入力信号電圧レベルが下がっていくときには、入力
信号周波数のような速い変化には追従性を低くして信号
を圧縮しないようにし、所定時間経過後に追従性を元に
戻すようにしているので、ベースバンドを扱っても高速
な応答特性と低歪みを実現することができる。
【0019】
【発明の実施の形態】図1は本発明に係るAGC装置の
第1の実施例のブロック図を示す。図1では、図13の
従来構成における積分回路4の抵抗R1と積分回路6の
抵抗R4を可変抵抗器とすると共に、時定数可変制御回
路7を追加し、この時定数可変制御回路7で可変抵抗器
R1及びR4の抵抗値を可変制御することによって積分
回路4及び6の時定数を可変して、AGC制御速度を可
変するようにしたものである。時定数可変制御回路7
は、積分回路4の入力電圧と出力電圧(コンデンサC1
の両端電圧)とが入力され、その電圧差が予め決められ
たAGC基準値(しきい値)(例えば0. 6V)より小
さいか大きいかにしたがって制御出力を発生する。
【0020】まず、AGC装置への入力信号電圧レベル
が一定であるときや上昇していく場合は、積分回路4の
入力電圧レベルに対してその出力電圧レベルは同じかよ
り低い状態にある。このとき、積分回路4の入力電圧と
出力電圧との電圧差がしきい値より低いので、時定数可
変制御回路7は、積分回路4及び6の可変抵抗器R1及
びR4の抵抗値が最小になるように可変制御する。また
この場合には、積分回路4のダイオードD1と積分回路
6のダイオードD2は共にオンとなる。したがって、積
分回路4の時定数は、最小抵抗値となった可変抵抗器R
1と抵抗R2の並列抵抗値とコンデンサC1の容量とで
決定されて最小(最速)になり、同様に、積分回路6の
時定数は、抵抗R3の抵抗値とコンデンサC2の容量と
で決定されて最小(最速)になる。その結果、積分回路
4及び6の時定数が共に最小(最速)となりAGC制御
回路2のAGC制御速度が最大になるので、AGC装置
は入力信号の変化に速やかに追従するように働く。
【0021】これに対して、AGC装置への入力信号電
圧レベルが下降していく場合には、積分回路4の入力電
圧よりコンデンサC1の電圧は高くなる。このように積
分回路4のコンデンサ電圧より入力電圧が下がったと
き、その電圧差がしきい値を越えると、時定数可変制御
回路7は、積分回路4及び6の可変抵抗器R1及びR4
の抵抗値を最も高い値になるように可変制御する。ま
た、このとき、積分回路4のダイオードD1と積分回路
6のダイオードD2は共にオフとなる。したがって、積
分回路4の時定数は、最大抵抗値となった可変抵抗器R
1とコンデンサC1の容量とで決定されて最大に(最も
遅く)なり、同様に、積分回路6の時定数は、最大抵抗
値となった可変抵抗R4と抵抗R3の直列抵抗値とコン
デンサC2の容量とで決定されて最大に(最も遅く)な
る。その結果、積分回路4及び6の時定数が共に最大に
(最も遅く)なりAGC制御回路2のAGC制御速度が
最小になるので、AGC装置の入力信号電圧レベルの変
化に対する追従速度が遅くなる。その後、入力信号電圧
レベルが下降している間、時定数可変制御回路7は、最
大抵抗値となったR1及びR4の抵抗値を時間経過と共
に次第に小さな抵抗値となるように連続可変制御し、そ
れによって積分回路4及び6の時定数は徐々に小さくな
り、その結果、AGC装置のAGC制御速度は最小から
時間の経過と共に次第に速くなって最終的に最速にな
る。(図1のダイオードを持つ積分回路では、ダイオー
ドがオンになったときに最速になるのだから、ここでは
「ダイオードがオフでの最速」になる。)
【0022】さらに、AGC装置への入力信号電圧レベ
ルが下降していく途中で再び上昇するように変化した場
合は、積分回路4の入力電圧とコンデンサC1の電圧の
電圧差がAGCのしきい値を越えた時点で、時定数可変
制御回路7は、積分回路4及び6の可変抵抗器R1及び
R4の抵抗値が最小になるように可変制御する。またこ
の場合には、積分回路4のダイオードD1と積分回路6
のダイオードD2は共にオンとなる。したがって、前述
のように、積分回路4及び6の時定数が共に最小(最
速)となりAGC制御回路2のAGC制御速度が最大に
なるので、AGC装置は入力信号の変化に速やかに追従
するように働く。以上述べたように、図1のAGC装置
では、入力信号レベルの変化にしたがってAGC制御回
路の時定数を可変することによって、入力電圧が下がり
始めてから一定時間追従性が下がる以外は、本来の追従
性を維持する。
【0023】
【実施例】次に、図2は本発明に係るAGC装置の第2
の実施例のブロック図を示す。図2では、図13の従来
構成における積分回路4の抵抗R1、R2と積分回路6
の抵抗R3を切替制御回路8によって制御されるスイッ
チS1及びS2によって切り離すように構成したもので
ある。切替制御回路8は、積分回路4の入力電圧と出力
電圧(コンデンサC1の両端電圧)とが入力され、その
電圧差が予め決められたAGC基準値(しきい値)(例
えば0. 6V)より小さいか大きいかにしたがってスイ
ッチS1の切替を制御する。スイッチS1によって積分
回路4及び6の各抵抗が切り離されているとき、(出力
には電流が流れていかないものとすると、)積分回路4
及び6のコンデンサC1及びC2の電圧が保持される。
AGC装置への入力電圧が一定であるときや上昇してい
くときには、積分回路4の入力電圧に対してコンデンサ
C1の電圧が同じか低い状態にある。このとき、積分回
路4の入力電圧と出力電圧との電圧差がしきい値より低
いので、切替制御回路1はスイッチS1及びS2をオン
に維持し、積分回路4及び6の出力電圧を入力電圧に応
じて変化するようにして、AGC装置が入力信号レベル
の変化に速やかに追従するように働く。この場合の動作
は図13と同じなのでここでは詳述しない。
【0024】これに対して、AGC装置への入力電圧が
下降していくときは、積分回路4のコンデンサC1の電
圧に対して入力電圧が低くなる。このときには、積分回
路4の入力電圧がコンデンサC1の電圧より下がってそ
の電圧差がしきい値を越えると、切替制御回路8は積分
回路4及び6のスイッチS1及びS2をオフに切り替え
る。したがって、AGC制御回路2はAGC制御を行わ
ず、AGC装置は入力変化に対して追従しなくなる。こ
のときの時定数は無限大と考えられ、制御速度は零であ
る。ここで、切替制御回路8がスイッチS1及びS2を
オフにする期間は、AGC装置が入力信号に追従すると
信号を圧縮して歪みを発生する期間以上とし、この期間
が経過した後、切替制御回路8はスイッチS1及びS2
を再びオンに切り替えてAGC装置の動作を復帰させ、
AGC装置を入力信号の変化に追従させる。
【0025】さらに、AGC装置への入力信号電圧レベ
ルが下降していく途中で再び上昇するように変化した場
合は、積分回路4の入力電圧とコンデンサC1の電圧の
電圧差がAGCのしきい値を越えた時点で、切替制御回
路8は、スイッチS1及びS3をオフから再びオンに切
り替え、AGC制御回路2によるAGC制御を再開す
る。このように、図2のAGC装置では、切替制御回路
8でスイッチS1及びS2を制御することによって、入
力信号電圧が下がり始めてから一定時間の間AGC制御
を行わない以外は、本来の追従性を維持する。
【0026】次に、図3は本発明に係るAGC装置の第
3の実施例のブロック図を示す。図3では、図1及び図
2の構成を組み合わせて抵抗の切り離しと可変抵抗器の
制御の両方を行なう構成としたものである。時定数可変
制御回路7は、積分回路4の入出力電圧の電圧差と切替
制御回路8の状態とによって制御を行なう。AGC装置
への入力電圧が下降していき、積分回路4の出力電圧よ
りしきい値以下に下がったとき、切替制御回路8は積分
回路4及び6のスイッチS1及びS2をオフに切り替え
ると共に、時定数可変制御回路7は可変抵抗器R1及び
R4の抵抗値を最大になるように可変制御して積分回路
4及び6の時定数を最大にする。
【0027】切替制御回路8によりスイッチS1及びS
2をオフに切り替えてAGC装置の追従動作を停止する
時間中は、時定数可変制御回路7は積分回路4及び6の
時定数を最大に保持する。次いで、所定期間(AGC装
置が入力信号に追従すると信号を圧縮して歪みを発生す
る期間を越える期間)の経過後、切替制御回路8は積分
回路4及び6のスイッチS1及びS2をオフから再びオ
ンに切り替えて積分回路4及び6が動作するようになる
と、時定数可変制御回路7は、切替制御回路8のオフか
らオンへの切替時点から、積分回路4及び6の時定数を
最小値に近づけていく動作(すなわち、図1について説
明したと同様に、最大にされたR1及びR4の抵抗値を
時間経過と共に小さくしていき、時定数を徐々に小さく
して行くように可変制御する動作)を開始する。このよ
うに、図3のAGC装置では、スイッチS1及びS2を
オフからオンに切り替えた以降の追従特性が滑らかに変
化していくようにしている。
【0028】図4は、図3のAGC装置において入力信
号(A)が下降していくときの制御電圧(B)と制御速
度(時定数)(C)の変化の様子を示すものである。図
1乃至図3のいずれのAGC制御回路によっても、時定
数の変化速度と追従停止期間を適切に設定すれば、AG
C制御電圧は図5(A)に示すように安定し、AGC装
置の出力は図5(B)に示すように歪みが発生しない。
【0029】以上述べたように、図1乃至図3に示した
本発明に係るAGC装置は、入力信号電圧が下がってい
くときには、入力信号周波数のような速い変化には追従
性を低くして信号を圧縮しないようにして信号の歪みを
低減する。例えば、無線受信機において、送信側での信
号送信電圧が一時的に弱められたような場合、すなわち
受信入力信号のレベルが一時的に変化した場合には、A
GC装置は、一時的にAGCの追従性を下げ一定時間後
に追従性を高くするように作用し、歪み低減とAGC制
御の速い応答とを両立させている。
【0030】なお、図1の回路方式では時定数変化速度
と変化速度のカーブをゆっくりしたものにしないと歪み
が発生しやすいが、図2の回路方式では、整流回路とし
て全波整流回路を用いた場合は入力される信号周期の1
/2または半波整流回路を用いた場合は入力される信号
周期に等しくなるように「追従を停止する時間」を設定
すれば、入力正弦波信号の上方ピークから下方ピークま
での間はAGC制御を行わないので、AGCによる信号
圧縮によって歪みが発生しないため、高速な追従速度が
必要なときにも影響が少ない。また、図2の回路方式で
は想定した信号周期より低い周期の信号が入力されたと
きには、信号を圧縮してしまい、歪みを発生しやすくな
るので、図1及び図2の回路方式を組み合わせた図3の
回路方式とすることによって、想定した周期より低い周
期を持つ入力信号に対しても低歪みとすることができ
る。
【0031】本発明によれば、例えば周波数が100H
zの低周波入力信号に対して、AGC装置へ入力された
フルケースの信号が無くなって非常に微弱な信号に適切
な利得になるまでの時間を1秒以下の短時間にすること
もでき、このとき従来例のような歪みを発生することも
ない。また、本発明ではAGCが正弦波を圧縮してしま
うことにより発生する歪みだけでなく、入力信号の包絡
線変化に対する歪みも低減することができる。図4の入
力信号(A)が徐々に弱くなって行く間、本発明のAG
C制御速度は零か通常より小さい状態である。このた
め、入力信号が徐々に弱くなっていく包絡線がAGC装
置の出力にも表われる。これに対して、従来のAGC装
置ではできる限りAGC基準出力を保とうとするので包
絡線に歪みが生じる。
【0032】次に、図6は本発明に係るAGC装置の第
4の実施例のブロック図を示す。図6では、図1の変形
例として、時定数可変制御回路7が、加減算回路5の出
力を入力制御電圧とし、積分回路6の抵抗R4のみを可
変制御して時定数を可変するように構成したものであ
る。入力電圧が一定であるときや入力電圧が上昇してい
くときには、積分回路4の出力とAGC基準電圧値の差
分をとる加減算回路5の出力電圧が0かマイナスにな
る。このとき、時定数可変制御回路7は、積分回路6の
可変抵抗R4の抵抗値を最小にして時定数を最小(最
速)とし、AGC装置が入力の変化に速やかに追従する
ように働く。AGC装置への入力電圧が下降していくと
きには、加減算回路5の出力はプラスになる。プラスの
とき、時定数制御回路7は、可変抵抗R4の抵抗値を最
も高い値にして、時定数を最大とし、AGC装置の入力
変化に対する追従速度を遅くする。なお、時定数可変制
御回路7は、最大にされたR4の抵抗値を時間経過と共
に小さくしていき、時定数を徐々に小さくして行くよう
に可変制御する。
【0033】次に、図7は本発明に係るAGC装置の第
5の実施例のブロック図を示す。図7では、図2の変形
例として、切替制御回路8が、加減算回路5の出力を入
力制御電圧とし、積分回路6のスイッチS2のみをオ
ン、オフ切り替え制御して時定数を可変するように構成
したものである。入力電圧が一定であるときや入力電圧
が上昇していくときには、積分回路4の出力とAGC基
準電圧値の差分をとる加減算回路5の出力電圧が0かマ
イナスになる。このとき、切替制御回路8は、スイッチ
S2をオンにして積分回路6の出力電圧を入力電圧に応
じて変化するようにして、AGC装置が入力の変化に速
やかに追従するように働く。AGC装置への入力電圧が
下がっていき、加減算回路5の出力がプラスになったと
き、切替制御回路8はスイッチS2をオフにして、AG
C装置が入力変化に対して追従しないようにする。切替
制御回路8がスイッチS2をオフにする時間は、AGC
装置が入力に追従すると信号を圧縮して歪みを発生する
時間以上とし、この期間が経過した後、切替制御回路は
スイッチS2をオンにしてAGC装置の動作を復帰させ
て信号の変化に追従していくようにする。
【0034】AGC装置の出力がしきい値を越えないよ
うにするには、入力信号が大きくなり、しきい値を越え
た時に、可変利得回路のゲインを下げて出力レベルを一
定に保つ必要がある。そこで、図1、図3及び図6のA
GC装置では、AGC制御速度が通常より低いときに
は、高速に応答するために、時定数制御回路7により時
定数を最小になるように制御して、AGC制御速度を通
常状態に復帰させている。また、図2、図3及び図7の
AGC装置では、切替制御回路8によりスイッチS1及
びS2がオフでAGC制御が行われていない時に入力が
上昇方向に変化してしきい値を越えた時、切替制御回路
8はスイッチS1及びS2をオンにしてAGC制御を通
常状態に復帰させている。入力信号が弱くなっていくと
きのAGC制御速度(時定数)は、AGCの信号圧縮に
よる信号の歪みや弱くなっていく信号に対するAGCの
追従性に影響する。信号の歪みと追従性は相反する関係
にあるため、従来から、目的とする信号や信号の伝送状
態によって時定数を可変(切替え)することが行われて
いた。
【0035】時定数を可変する本発明でも、最大となっ
た時定数を速く最小とすれば追従性が良くなるが、同時
に信号の圧縮による歪みも発生しやすくなるため、信号
の歪みを優先させるなら時定数はできるだけゆっくりと
小さくしていった方が良い。そこで、図1、図3及び図
6のAGC装置では、入力信号が弱くなっていくときの
AGC時定数の可変(切替え)に応じて、時定数が大き
いときには最大となった時定数を最小にする速さを遅く
し、時定数が長いときには最大となった時定数を最小に
する速さを速くすることによって目的とする信号や信号
の伝送状態に応じたAGC特性を得ることができる。
【0036】AGC装置への入力側にフィルタがある場
合、または、AGC制御ループ内にフィルタがある場
合、AGC制御を行なう信号の帯域はフィルタによって
制限される。AGCの信号圧縮による歪みが悪化するの
は、AGCが信号の変化に追従しやすい低い周波数に対
してであるから、フィルタによって入力される帯域の下
限が決まれば、フィルタの下限以下の周波数に対しては
考慮する必要が無くなる。そこで、図2及び図3の変形
例として、可変利得増幅回路1またはAGC制御回路2
の入力側に帯域幅可変型フィルタを挿入し、フィルタの
帯域幅が切替え(可変)されるとき、フィルタ帯域の低
域カットオフ周波数に応じて、切替制御回路8がスイッ
チS1及びS2をオフにする時間を可変するように構成
することもできる。
【0037】スイッチS1及びS2をオフにすると歪み
が発生しない時間は、フィルタの低域カットオフ周波数
をfとすると、整流回路3の出力の上方ピークから下方
ピークの間で、整流回路3として半波整流回路を用いる
ときには1/f、全波整流回路を用いるときには1/2
fであるから、切替制御回路8がスイッチS1及びS2
をオフにする時間を、フィルタの低域カットオフ周波数
fの1/fまたは1/2fとすれば良い。
【0038】さらに、本発明はディジタル信号処理を用
いると積分回路の時定数切り替えや可変が容易にできる
ので、実現が容易である。図8は本発明に係るAGC装
置の第6の実施例のブロック図であり、ディジタル的に
AGC制御を行なうためにAGC装置にDSP(デジタ
ル シグナル プロセッサ)を含む例を示す。図8のAG
C装置は、乗算器11と、A/D(アナログ/デジタ
ル)コンバータ12と、DSP13と、信号用D/A
(デジタル/アナログ)コンバータ14と、制御用D/
Aコンバータ15と、キー入力回路16とから構成され
ている。
【0039】図9は、図8のブロック図においてDSP
13がAGC処理を行なうアルゴリズムを示すフローチ
ャートである。図9の各ステップにおいて、X:DSP
への入力信号、AX:入力信号のレベル値、REG:積
分処理Aの積分値、R:AGC処理の減算値(入力信号
を整流して積分した値としきい値との差)、AGCV:
AGC制御レベル、A・B:積分処理Aの係数、C:積
分処理B(累加算)の係数、C2:AGC時定数可変演
算用32ビット変数、D:AGC時定数可変速度係数
(AGC時定数を可変する速さを決める係数)、CMA
X:AGC時定数最小時の積分処理Bの係数値である。
図9のフローチャートでは、AGC装置への入力信号が
大きくなってしきい値を越え、Rが“−”となるとき
に、積分処理Bの係数Cの値をAGCの最大値CMAX
として時定数を短くすることによって、AGC制御速度
を最大とする処理を行っている。まず、ステップS1で
入力信号が整流され、S2で、整流した信号が平滑(積
分A)され、S3で、AGC基準値(REF)と積分A
の差Rが求められる。次いで、S4で、減算値Rが
“−”か、あるいは“+”または“0”かが判定され
る。S4の答が“−”ならば、S5及びS6で、それぞ
れC2=0、C=CMAXとする処理が行われる。C=
CMAXとする処理は、C2の値がCMAXを越えない
ようにするための処理である。この処理により、入力信
号がAGC基準値より大きくなっていくときは、AGC
時定数は一気に最小(最速)になり、AGC制御速度を
最大とする。
【0040】ステップS4の答が“+”または“0”な
らば、S7に進み、C2=C2+Dの処理が行われる。
ここで、Dが大ならC2が短時間で大きくなるためAG
C時定数は早く大きくなり、Dが小ならAGC時定数は
大きくなるのに時間を要する。次いでS8で、C2がC
MAXを越えるか否かが判定される。ステップS8の答
がイエスならば、S9でC2=CMAXとする処理を行
ない、次いでS10に進む。ステップS8の答がノーな
らば、直接S10に進む。すなわち、C2はCMAXま
で可変されることになる。次いで、ステップS10で、
CとしてC2の上位16ビットを代入する処理を行な
う。すなわち、AGC時定数可変演算変数C2の演算は
32ビットで行ない、Cに代入するときに16ビットに
切り捨てる処理を行なっている。C2がFFFFhex
以下である間、Cは0になるので、積分処理Bの時定数
は無限長となり、AGC制御は行われない。C=0のと
きは、図2及び図3においてS1, S2がオフでAGC
制御を行わない状態に等しい。DSPではスイッチを設
けることなく、係数を0にすることによってAGC制御
を停止できる。このとき、C2はタイマーとして働く。
C2の加算値が小またはCよりC2のビット長が長い
と、Cが1になるのに時間がかかる。また、この時間は
Dの値によっても変化する。一方、C2が10000h
ex以上になると、CはC2のMSB側16ビットの増
加に応じて増加する。CMAXのCへの代入処理は、C
2の値がCMAXを越えないようにするための処理であ
る。次いで、ステップS6またはS10の処理後、S1
1に進み、AGCV=AGCV+(R×C)とする積分
B(累加算)の処理を行なう。ここで、Cが大で積分器
Bの時定数は小さく、Cが小なら積分器Bの時定数は大
きくなる。次いでS12で、S11で得られたAGC制
御信号を制御用D/Aコンバータ15に出力し、次いで
S13で、AGC制御された出力を信号用D/Aコンバ
ータ14に出力し、作業を終了する。
【0041】図10は図8のブロック図におけるキー入
力処理のフローチャートを示し、D:AGC時定数可変
速度係数、DMAX:AGC時定数可変速度係数の最大
値である。図10では、キー入力回路16のアップキー
16A及びダウンキー16Bの操作に応じて、AGC時
定数可変演算係数C2の変化量を決める変数Dの値を可
変することによって処理を行なっている。Dを小さくす
ると、AGC時定数を小さくする速度は遅くなり、大き
くするとAGC時定数を小さくする速度は速くなる。
【0042】以上、本発明に係るAGC装置の実施例に
ついて説明したが、本発明はこれに限らず種々の変形が
可能である。例えば、本発明の構成例は図13の従来例
を元に構成しているが、図11の従来例を元にしても構
成可能である。この場合、AGC制御を行わない期間以
外のAGC制御速度は、入力信号の変化方向に関らず一
定になるが、AGC制御を行わない期間の設定が適切で
あれば信号の歪みは発生しない。
【0043】
【発明の効果】本発明に係るAGC制御回路によれば、
オーディオ周波数の入力信号について、高速な応答特性
と低歪みを両立させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るAGC装置の第1の実施例のブロ
ック図を示す。
【図2】本発明に係るAGC装置の第2の実施例のブロ
ック図を示す。
【図3】本発明に係るAGC装置の第3の実施例のブロ
ック図を示す。
【図4】図3のブロック図の各部信号波形であり、
(A)は入力信号、(B)はAGC制御電圧、(C)は
制御速度を示す。
【図5】図1乃至図3のブロック図の各部信号波形図で
あり、(A)はAGC制御電圧、(B)はAGC装置の
出力信号を示す。
【図6】本発明に係るAGC装置の第4の実施例のブロ
ック図を示す。
【図7】本発明に係るAGC装置の第5の実施例のブロ
ック図を示す。
【図8】本発明に係るAGC装置の第6の実施例のブロ
ック図を示す。
【図9】図8のブロック図においてAGC処理を行なう
アルゴリズムを示すフローチャートである。
【図10】図8のブロック図におけるキー入力処理のフ
ローチャートを示す。
【図11】従来のAGC装置の構成例を示すブロック図
である。
【図12】図11のブロック図の各部信号波形図であ
り、(A)はAGC装置の入力信号、(B)は整流回路
の整流出力、(C)は積分回路の出力、(D)はAGC
制御回路の出力、(E)はAGC装置の出力信号を示
す。
【図13】従来のAGC装置の他の構成例を示すブロッ
ク図である。
【符号の説明】
1 可変利得増幅回路 2 AGC制御回路 3 整流回路 4 積分回路 5 加減算回路 6 積分回路 7 時定数可変制御回路 8 切替制御回路 11 乗算器 12 A/Dコンバータ 13 DSP 14 信号用D/Aコンバータ 15 制御用D/Aコンバータ 16 キー入力回路
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平7−273574(JP,A) 特開 平5−198089(JP,A) 特開 平1−135208(JP,A) 特開 平7−94984(JP,A) 特開 平5−83059(JP,A) 特開 昭62−269428(JP,A) 特開 昭55−132122(JP,A) 特開 昭52−153362(JP,A) 特開 昭61−80668(JP,A) 特開 平3−7411(JP,A) 実開 平6−54312(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H03G 3/30

Claims (14)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 可変利得増幅回路と、出力信号レベルを
    検出し検出されたレベルに応じて前記可変利得増幅回路
    を制御するAGC制御回路とからなるAGC装置におい
    て、オーディオ周波数の入力信号レベルがAGCのしき
    い値以下になった時点でAGC制御速度を最小とし、そ
    の後の時間経過と共にAGC制御速度を徐々に上げてい
    くことを特徴とするAGC装置。
  2. 【請求項2】 請求項1記載のAGC装置において、入
    力信号レベルがAGCのしきい値以下になった後再びし
    きい値を越える信号が入力された時には、AGC制御速
    度を最大とすることを特徴とするAGC装置。
  3. 【請求項3】 請求項1記載のAGC装置において、A
    GC制御速度の可変に応じて、最小とした制御速度を上
    げる速さを変えることを特徴とするAGC装置。
  4. 【請求項4】 可変利得増幅回路と、出力信号レベルを
    検出し検出されたレベルに応じて前記可変利得増幅回路
    を制御するAGC制御回路とからなるAGC装置におい
    て、前記可変利得増幅回路の前段に帯域可変型フィルタ
    を備え、 入力信号レベルがAGCのしきい値以下になった時一定
    時間の間AGC制御を行わず、前記フィルタの帯域特性
    を可変するとき、前記フィルタの低域カットオフ周波数
    に応じてAGC制御を行わない時間の設定を変えるこ
    と、 を特徴とするAGC装置。
  5. 【請求項5】 請求項4記載のAGC装置において、入
    力信号レベルがAGCのしきい値以下になった後再びし
    きい値を越える信号が入力された時には、AGC制御を
    再開することを特徴とするAGC装置。
  6. 【請求項6】 請求項4記載のAGC装置において、A
    GC制御を行わない時間をフィルタの低域カットオフ周
    波数fの1/fまたは、1/2fとすることを特徴とす
    るAGC装置。
  7. 【請求項7】 可変利得増幅回路と、出力信号レベルを
    検出し検出されたレベルに応じて前記可変利得増幅回路
    を制御するAGC制御回路とからなるAGC装置におい
    て、オーディオ周波数の入力信号レベルがAGCのしき
    い値以下になった時点から、一定時間の間AGC制御を
    行なわず、その後の時間経過と共にAGC制御速度を最
    小から次第に上げることを特徴とするAGC装置。
  8. 【請求項8】 請求項7記載のAGC装置において、入
    力信号レベルがAGCのしきい値以下になった後再びし
    きい値を越える信号が入力された時には、AGC制御速
    度を最大とすることを特徴とするAGC装置。
  9. 【請求項9】 請求項7記載のAGC装置において、入
    力信号レベルがAGCのしきい値以下になった後再びし
    きい値を越える信号が入力された時には、AGC制御を
    再開することを特徴とするAGC装置。
  10. 【請求項10】 請求項7記載のAGC装置において、
    AGC制御速度の可変に応じて、最小とした制御速度を
    上げる速さを変えることを特徴としたAGC装置。
  11. 【請求項11】 請求項7記載のAGC装置において、
    AGC制御回路はディジタル的にAGC制御速度を可変
    するDSPを含み、AGC制御速度の制御データは、A
    GC制御速度可変のための演算データのビット長より短
    く、AGC制御速度可変のための演算データをAGC制
    御データと同じビット長に切り捨て、または丸め処理を
    行なうことを特徴とするAGC装置。
  12. 【請求項12】 請求項7記載のAGC装置において、
    さらに、可変利得増幅回路の前段に帯域可変型フィルタ
    を備え、前記フィルタの帯域特性を可変するとき、前記
    フィルタの低域カットオフ周波数に応じてAGC制御を
    行わない時間の設定を変えることを特徴とするAGC装
    置。
  13. 【請求項13】 請求項11記載のAGC装置におい
    て、AGC制御を行わない時間をフィルタの低域カット
    オフ周波数fの1/fまたは、1/2fとすることを特
    徴とするAGC装置。
  14. 【請求項14】 請求項12記載のAGC装置におい
    て、AGC制御速度の可変に応じて、最小とした制御速
    度を上げる速さを変えることを特徴としたAGC装置。
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