JP3945003B2 - AGC circuit - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ラジオ受信機などに使用されるAGC回路に関する。
【0002】
【従来の技術】
ラジオ受信機にはAGC回路が設けられているが、このAGC回路は、受信した信号のレベルを検出してAGC電圧を形成するAGC電圧形成回路と、そのAGC電圧にしたがって受信した信号のレベルを制御するレベル制御回路とから構成されている。
【0003】
図8および図9は、そのレベル制御回路の例を示すもので、図8の回路においては、レベル制御回路が可変アッテネータ回路により構成される場合で、この回路は、例えばアンテナ同調回路と高周波アンプとの間の信号ラインに設けられる。そして、抵抗器R1 と、トランジスタQ1 、Q2 のエミッタインピーダンスとによりアンテナ同調回路からの信号が分圧されるとともに、トランジスタQ1 、Q2 のエミッタインピーダンスがAGC電圧により制御される。したがって、次段の高周波アンプには、AGCの行われた受信信号が供給されることになる。
【0004】
また、図9の回路においては、レベル制御回路が可変利得アンプ(利得制御アンプ)により構成される場合で、この可変利得アンプは中間周波アンプとして使用される。そして、中間周波信号がトランジスタQ3 、Q4 を通じてトランジスタQ5 〜Q8 に供給されるが、このとき、トランジスタQ3 、Q4 からトランジスタQ5 、Q8 およびトランジスタQ6 、Q7 に供給される信号電流の割り合いがAGC電圧により変化する。したがって、トランジスタQ6 、Q7 からは、AGCの行われた中間周波信号が取り出される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、図8の回路においては、トランジスタQ1 、Q2 のエミッタ入力の電流電圧特性が指数関数なので、直線性が悪く、トランジスタQ1 、Q2 に供給される信号レベルを数十mV以下にする必要がある。したがって、最大許容入力レベルが小さく、AGCの制御範囲も広くできない。
【0006】
また、図9の回路においても、トランジスタQ3 、Q4 の構成している差動アンプの直線性はトランジスタQ3 、Q4 の特性で制限されるので、やはり入力信号レベルを数十mV以下にする必要がある。
【0007】
このため、一部の受信機においては、抵抗器およびスイッチ用のPINダイオードによりアッテネータ回路を構成するとともに、このアッテネータ回路をアンテナ同調回路と高周波アンプとの間の信号ラインに設け、手動操作によりPINダイオードをオン・オフして信号レベルを切り換えるようにしている。すなわち、放送局の近くで放送を受信するときには、電波が強いので、アッテネータ回路を有効に切り換え、遠距離の放送局の放送を受信するときには、電波が弱いので、アッテネータ回路を無効に切り換え、AGC特性を補うようにしている。
【0008】
しかし、このような切り換え操作は煩雑である。また、切り換えを間違えたり、忘れていたりすると、放送の受信品位が著しく悪くなってしまう。
【0009】
さらに、回路をIC化する場合、外付け部品が増えてしまう。また、特性の均一化の点でも好ましくない。
【0010】
この発明は、このような問題点を解決しようとするものである。
【0011】
【課題を解決するための手段】
このため、この発明においては、
同調回路とミキサ回路との間の信号ラインに設けられた高周波アンプと、
上記ミキサ回路の後段に設けられた中間周波増幅用アンプと、
この中間周波増幅用アンプから得られる中間周波信号に基づいてAGC電圧を形成する回路と、
上記AGC電圧の大きさが所定値未満のとき、第1のレベルとなり、上記所定値以上のとき、第2のレベルとなる切り換え制御信号を形成する回路と、
上記AGC電圧と上記切り換え制御信号との合成信号を形成する回路と
を有し、
上記高周波アンプは、
第1および第2のトランジスタのエミッタが第1の定電流源に接続されて第1の差動アンプが構成され、
第3および第4のトランジスタのエミッタが第2の定電流源に接続されて第2の差動アンプが構成され、
上記第1および第3のトランジスタのベースが、第1および第2の抵抗器を通じて上記同調回路に共通に接続され、
上記第1および第3のトランジスタのコレクタおよび上記第2および第4のトランジスタのコレクタが負荷に接続され、
この負荷が出力用のトランジスタを通じて上記ミキサ回路に接続されることにより、
上記第1および第3のトランジスタのベースの入力に対して逆相の出力が上記ミキサ回路に供給されるとともに、
上記ミキサ回路の入力端と、上記第1および第3のトランジスタのベースとの間に、
負帰還用の第3および第4の抵抗器が接続され、
上記第1の抵抗器と上記第3の抵抗器との抵抗比は、上記高周波アンプの利得が小さくなる値に設定され、
上記第2の抵抗器と上記第4の抵抗器との抵抗比は、上記高周波アンプの利得が、上記上記第1の抵抗器と上記第3の抵抗器との抵抗比の場合よりも大きくなる値に設定され、
上記中間周波増幅用アンプは、その利得を連続的に変更できる構成とされ、
上記切り換え制御信号により、この切り換え制御信号が上記第1のレベルのときには、
上記第1の定電流源がオフになるとともに、上記第2の定電流源がオンとなり、かつ、上記切り換え制御信号が上記第2のレベルのときには、上記第1の定電流源がオンになるとともに、上記第2の定電流源がオフとなるように、上記第1および第2の定電流源をオンオフ制御するとともに、
上記合成信号により上記中間周波増幅用アンプの利得を制御する
ようにしたAGC回路
とするものである。
したがって、前段のアンプと後段のアンプとの総合の利得がAGC電圧により連続的に変化する。
【0012】
【発明の実施の形態】
図1において、アンテナ同調回路11から目的とする周波数の受信信号SRXが取り出され、この信号SRXが高周波アンプ12を通じてミキサ回路13に供給されるとともに、局部発振回路14から所定の周波数の局部発振信号がミキサ回路13に供給され、アンプ12からの信号SRXは所定の周波数の中間周波信号SIFに周波数変換される。そして、この信号SIFが、中間周波フィルタ15および中間周波増幅用のアンプ16を通じてAM検波回路17に供給されてオーディオ信号にAM検波され、このオーディオ信号が端子18に取り出される。
【0013】
さらに、AGC回路20が次のように構成される。すなわち、高周波アンプ12は、その利得G12を2段に切り換えることのできる利得切り換えアンプとされ、アンプ16は、その利得G16を連続的に変更できる可変利得アンプとされる。
【0014】
そして、検波回路17の検波出力がローパスフィルタ21に供給されて中間周波信号SIFのレベルに対応したレベルの直流電圧Va 、すなわち、AGC電圧Va が形成され、このAGC電圧Va が電圧比較回路24に供給されて基準電圧VTHと比較され、例えば図2Aに示すように、Va <VTHのときに“L”となり、Va ≧VTHのとき“H”となる比較出力電圧V24が取り出される。
【0015】
そして、この出力電圧V24が高周波アンプ12に利得G12の切り換え信号として供給され、図2Bに示すように、アンプ12の利得G12は、V24=“L”のときには利得GHIとされ、V24=“H”のときには利得GHIよりも所定の値ΔGだけ小さい利得GLW=(GHI−ΔG)とされる。
【0016】
また、ローパスフィルタ21からのAGC電圧Va がアンプ22を通じて減算回路23に供給されるとともに、比較回路24の出力電圧V24が減算回路23に供給され、減算回路23からは、図2Cに実線で示すように、
V23=Va −k・V24
k:減算回路23における電圧Va と電圧V24との減算比
で示される差電圧V23が取り出され、この出力電圧V23がアンプ16に利得G16の制御信号として供給される。なお、この場合、可変利得アンプ16の利得G16は、電圧V23が大きくなるほど、小さくなるものとする。
【0017】
このような構成によれば、放送の受信レベルが大きくなるにつれてAGC電圧Va も大きくなっていくが、Va <VTHの範囲では、AGC電圧Va が大きくなるにつれて可変利得アンプ16の利得G16は、図2Dに実線で示すように、小さくなっていく。
【0018】
そして、Va =VTHになると、V24=“H”になるので、G12=GLWになり、高周波アンプ12の利得G12は値ΔGだけ小さくなる。しかし、このとき、電圧V23が値ΔV(値ΔVは、電圧V24の“H”レベルと“L”レベルとの差電圧)だけ低くなるので、アンプ16の利得G16は、図2Dに実線で示すように、それまでの値からk・ΔVに対応して値ΔGだけ大きくなる。
【0019】
しかし、Va >VTHの範囲では、AGC電圧Va が大きくなるにつれて可変利得アンプ16の利得G16は、図2Dに実線で示すように、小さくなっていく。
【0020】
したがって、高周波アンプ12における利得G12の減少分ΔGは、アンプ16の利得G16の増加分ΔGにより補われることになり、高周波アンプ12の入力端から可変利得アンプ16の出力端までの総合の利得G10は、図2Dに破線で示すように、AGC電圧Va が小さいときから大きいときまで、連続して変化することになる(ただし、図2Dは、利得G16、G10の関係をわかりやすくするため、GHL=0dBの場合である)。
【0021】
つまり、AGC電圧Va に対して、高周波アンプ12の利得G12が図2Aに示すように切り換わるとともに、可変利得アンプ16の利得G16が図2Dに実線で示すように変化するので、総合利得G10は、図2Dに破線で示すように連続して変化することになる。
【0022】
こうして、図1のAGC回路20によれば、AGCが行われるが、高周波アンプ12は、利得G12が2段に切り換わるだけなので、大きなレベルの受信信号であっても適切に処理することができる。さらに、図2Cからも明かなように、AGCの制御範囲を、可変利得アンプ16だけの場合に比べ、値ΔGに対応して広くすることができる。
【0023】
また、高周波アンプ12は利得G12が2段に切り換わるだけでよく、可変利得アンプ16の利得G16の制御範囲も利得G12の変化幅ΔGに対応した大きさだけ小さくなるので、低ノイズで広い範囲にわたってAGCを行うことができる。
【0024】
さらに、後述するように、高周波アンプ12および利得制御アンプ16は、FETやPINダイオードのような特別な素子を使用しないでトランジスタだけで構成することができ、IC化に有利である。
【0025】
また、図3Aに示すように、電圧V24にヒステリシス特性を与えれば、利得切り換えアンプ12および可変利得アンプ16の利得G12、G16は図3B、Cに示すように切り換わり、その切り換えが不安定になることがない。
【0026】
図4はアンプ22および減算回路23の具体例を示し、図5は電圧比較回路24の具体例を示し、図4の符号*1〜*5が図5の符号*1〜*5に接続される。そして、これらの図において、バイアス電圧V11がトランジスタQ11により一定の大きさの電流に変換されるとともに、この電流が電源ラインを基準電位点とするカレントミラー回路31に供給され、カレントミラー回路31の出力側のトランジスタが定電流源とされる。
【0027】
そして、図5の電圧比較回路24において、ローパスフィルタ21からのAGC電圧Va がエミッタフォロワのトランジスタQ12を通じてトランジスタQ13のベースに供給されるとともに、このトランジスタQ13にはトランジスタQ14が接続されて差動アンプ32が構成される。また、トランジスタQ13、Q14には負荷としてカレントミラー回路33を構成するトランジスタQ15、Q16が接続される。そして、バイアス電圧V11が抵抗器R11、R12により分圧されて基準電圧VTHが形成され、この電圧VTHがエミッタフォロワのトランジスタQ17を通じてトランジスタQ14のベースに供給される。
【0028】
さらに、トランジスタQ13、Q15のコレクタがトランジスタQ18のベースに接続され、トランジスタQ18のコレクタがダイオード接続されたトランジスタQ19を通じてトランジスタQ21のベースに接続されるとともに、トランジスタQ21にはトランジスタQ22が接続されて差動アンプ33が構成され、トランジスタQ21のコレクタがトランジスタQ14のベースに接続される。
【0029】
また、トランジスタQ21のベースにトランジスタQ23のベースが接続されるとともに、トランジスタQ23にトランジスタQ24が接続されて差動アンプ34が構成される。そして、トランジスタQ23のコレクタが、カレントミラー回路35を構成するトランジスタQ25、Q26を通じて端子T11に接続され、トランジスタQ24のコレクタがカレントミラー回路36を構成するトランジスタQ27、Q28を通じて端子T12に接続される。
【0030】
このような構成によれば、Va =VTHのときには、トランジスタQ13のコレクタ電流とトランジスタQ15のコレクタ電流とは等しい大きさとなるので、トランジスタQ18のベースに流れ込む電流は0であり、トランジスタQ18はオフである。したがって、トランジスタQ21もオフであり、差動アンプ33は差動アンプ32に対して有効には動作していない。
【0031】
また、Va >VTHのときには、トランジスタQ13のコレクタ電流が減少し、トランジスタQ14のコレクタ電流が増加してトランジスタQ15のコレクタ電流も増加するので、トランジスタQ18のベースに流れ込む電流はやはり0であり、したがって、トランジスタQ21はやはりオフであり、差動アンプ33はやはり有効に動作していない。
【0032】
しかし、Va <VTHのときには、トランジスタQ13のコレクタ電流が増加し、トランジスタQ14のコレクタ電流が減少してトランジスタQ15のコレクタ電流が減少するので、トランジスタQ13のコレクタ電流がトランジスタQ18のベースに流れ込む。この結果、トランジスタQ18のコレクタ電流が増加してトランジスタQ21のベース電位が低下し、そのコレクタ電流が増加するので、トランジスタQ14のベース電流が減少し、そのコレクタ電流も減少する。
【0033】
したがって、トランジスタQ13のコレクタ電流が増加するが、これは正帰還の動作なので、結果として、トランジスタQ13はオン、トランジスタQ14はオフとなるとともに、このとき、トランジスタQ21はオンとなる。
【0034】
そして、AGC電圧Va によりトランジスタQ13〜Q22が上記のようにオンオフ制御されているとき、トランジスタQ23は、トランジスタQ18のコレクタ出力によりトランジスタQ21と同様に制御される。
【0035】
したがって、Va ≧VTHのときには、トランジスタQ23がオフ、トランジスタQ24がオンとなるので、トランジスタQ25、Q26がオフとなるとともに、トランジスタQ27、Q28がオンとなる。また、Va <VTHのときには、トランジスタQ23がオン、トランジスタQ24がオフとなるので、トランジスタQ25、Q26がオンとなるとともに、トランジスタQ27、Q28がオフとなる。
【0036】
こうして、図5の回路は電圧比較回路24として動作し、端子T11、T12には、AGC電圧Va の大きさに対応してオンあるいはオフとなる出力、すなわち、アンプ12の利得G12を2段に切り換えるための出力(制御電圧V24に対応する出力)が得られる。
【0037】
さらに、図4において、AGC電圧Va がエミッタフォロワのトランジスタQ31を通じてトランジスタQ32のベースに供給されるとともに、このトランジスタQ32にはトランジスタQ33が接続されて差動アンプ41が構成される。また、トランジスタQ32、Q33には負荷としてカレントミラー回路42を構成するトランジスタQ34、Q35が接続されるとともに、エミッタフォロワのトランジスタQ36のエミッタ電圧がトランジスタQ33にベースバイアス電圧として供給される。さらに、トランジスタQ33、Q35のコレクタが、ダイオード接続されたトランジスタQ37を通じてバイアス電源V11に接続される。
【0038】
また、トランジスタQ33、Q35のコレクタがトランジスタQ38、Q39のベースに接続され、それらのエミッタに抵抗器R21〜R24が接続されるとともに、その分圧点に得られる電圧がトランジスタQ36のベースに供給され、トランジスタQ38、Q39のコレクタが端子T21、T22に接続される。
【0039】
さらに、トランジスタQ41、Q42により差動アンプ43が構成される。そして、トランジスタQ41のベースがトランジスタQ21のベースに接続され、トランジスタQ42のベースにバイアス電圧V11が供給されるとともに、そのコレクタがトランジスタQ36のベースに接続される。
【0040】
このような構成によれば、AGC電圧Va がトランジスタQ36のベース電位とよりも低くなると(接地電位に近づくと)、トランジスタQ32のコレクタ電流が減少してトランジスタQ35のコレクタ電流が減少するとともに、トランジスタQ33のコレクタ電流が増加するので、トランジスタQ35のコレクタ電流と、トランジスタQ33のコレクタ電流との差分の電流が、バイアス電源V11からトランジスタQ37を通じてトランジスタQ33のコレクタに流れ込む。
【0041】
逆に、AGC電圧Va がトランジスタQ36のベース電位とよりも高くなると、トランジスタQ32のコレクタ電流が増加してトランジスタQ35のコレクタ電流が増加するとともに、トランジスタQ33のコレクタ電流が減少するので、トランジスタQ35のコレクタ電流と、トランジスタQ3 のコレクタ電流との差分の電流が、トランジスタQ35のコレクタからトランジスタQ37を通じてバイアス電源V11に流れ込む。
【0042】
そして、トランジスタQ37には、これに流れる電流にしたがって電圧降下を生じるので、トランジスタQ38、Q39のベース電位は、AGC電圧Va に対応して変化することになる。
【0043】
しかし、このとき、上記のようにAGC電圧Va の大きさにしたがってトランジスタQ21がオンオフ制御されるとともに、トランジスタQ41のベースはトランジスタQ21のベースに接続されているので、トランジスタQ41もトランジスタQ21と同様にオンオフ制御される。つまり、トランジスタQ41は、Va ≧VTHのときにはオフとなり、Va <VTHのときにはオンとなる。
【0044】
そして、トランジスタQ41がオフのときには、トランジスタQ42がオンとなるので、トランジスタQ42のコレクタ電流に対応してトランジスタQ36のベース電流は小さくなり、そのコレクタ電流も小さくなる。逆にトランジスタQ41がオンのときには、トランジスタQ42がオフとなるので、トランジスタQ36のベース電流は大きくなり、そのコレクタ電流も大きくなる。
【0045】
つまり、Va ≧VTHのときと、Va <VTHのときとで、トランジスタQ36のコレクタ電流が切り換わり、そのコレクタ電流は、Va ≧VTHのときよりも、Va <VTHのときのほうが大きくなる。
【0046】
したがって、上記のようにトランジスタQ38、Q39のベース電位がAGC電圧Va にしたがって変化するとき、そのベース電位はVa =VTHを境界にして鋸歯状に変化することになるので、トランジスタQ38、Q39にコレクタ電流が流れるとき、そのコレクタ電流はVa =VTHを境界にして鋸歯状に変化する。
【0047】
こうして、図4の回路においては、AGC電圧Va と制御電圧V24とが合成され、端子T21、T22には、AGC電圧Va の大きさに対応して鋸歯状に変化する出力電流、すなわち、アンプ16の利得G16を図2Cに示すように制御するための出力(制御電圧V23に対応する出力)が得られる。
【0048】
図6は、この発明における利得切り換えアンプ12の一例を示す。すなわち、トランジスタQ51、Q52のエミッタが端子T12を通じてトランジスタQ28のコレクタに接続されて差動アンプ51が構成され、トランジスタQ53、Q54のエミッタが端子T11を通じてトランジスタQ26のコレクタに接続されて差動アンプ52が構成される。そして、これら差動アンプ51、52に、同調回路11の出力信号SRXが、抵抗器R51、R53を通じて入力信号として供給されるとともに、差動アンプ51、52に対して、トランジスタQ55、Q56により構成されたカレントミラー回路53が共通の負荷として接続される。
【0049】
そして、トランジスタQ51、Q53、Q55のコレクタが、SEPP接続されたトランジスタQ57、Q58のベースに接続され、これらトランジスタQ57、Q58のコレクタがミキサ回路13に接続される。また、トランジスタQ57、Q58のコレクタが抵抗器R52、R54を通じてトランジスタQ51、Q53のベースに接続される。
【0050】
このような構成によれば、Va ≧VTHのときには、トランジスタQ26がオフ、トランジスタQ28がオンなので、差動アンプ51が動作状態、差動アンプ52が不動作状態となり、同調回路11からの受信信号SRXは差動アンプ51およびカレントミラー回路53を通じてトランジスタQ57、Q58に供給され、さらに、ミキサ回路13に供給される。したがって、この回路はアンプとして働くとともに、このとき、抵抗器R52を通じて負帰還がかかり、アンプ12の利得G12は、抵抗器R51、R52により、
G12=R52/R51〔倍〕
となる。例えば、R51=R52とすることにより、G12=1倍となる。
【0051】
また、Va <VTHのときには、トランジスタQ26がオン、トランジスタQ28がオフなので、差動アンプ51が不動作状態、差動アンプ52が動作状態となり、同調回路11からの受信信号SRXは差動アンプ52およびカレントミラー回路53を通じてトランジスタQ57、Q58に供給され、さらに、ミキサ回路13に供給される。したがって、この回路はやはりアンプとして働くとともに、このとき、抵抗器R54を通じて負帰還がかかり、アンプ12の利得G12は、抵抗器R53、R54により、
G12=R54/R53〔倍〕
となる。例えば、R54=10・R53とすることにより、G12=10倍となる。
【0052】
したがって、このアンプ12は、AGC電圧Va の大きさに対応して利得G12が2段に切り換わる利得切り換えアンプとして動作する。そして、この場合、この利得切り換えアンプ12は、負帰還アンプを基本としているので、低雑音で大きなダイナミックレンジとすることができる。
【0053】
また、この利得切り換えアンプ12においては、利得の切り換えのためにFETやPINダイオードのような特別な素子を必要とせず、トランジスタだけで構成することができるので、IC化に有利である。
【0054】
図7は、利得制御アンプ16の具体例を示すもので、この例においては、可変利得アンプ16が、ダイオードのインピーダンスが変化することにより利得(減衰量)が変化する可変アッテネータ回路161と、利得が可変のアンプ162と、利得が固定のアンプ163とにより構成されている場合である。
【0055】
すなわち、中間周波フィルタ15から中間周波信号SIFが互いに逆相に取り出され、これら信号SIFが抵抗器R61、R62をを有する信号ライン61、62を通じてトランジスタQ71、Q72のベースに供給されるとともに、信号ライン61、62の間に、ダイオード接続されたトランジスタQ61、Q62が直列接続される。
なお、符号V61はバイアス電圧である。
【0056】
また、電源ラインを基準電位点とするトランジスタQ63〜Q65が設けられ、それらのベースが端子T22を通じてトランジスタQ39のコレクタに接続され、トランジスタQ64、Q65のコレクタが信号ライン61、62に接続される。さらに、トランジスタQ66〜Q67により接地を基準電位点とするカレントミラー回路63が構成され、その入力側のトランジスタQ66のコレクタがトランジスタQ63のコレクタに接続され、その出力側のトランジスタQ67のコレクタがトランジスタQ61、Q62の接続中点に接続される。
【0057】
そして、上記のようにAGC電圧Va にしたがってトランジスタQ39のコレクタ電流が変化するが、そのコレクタ電流が増加するときには、トランジスタQ64、Q65のコレクタ電流が増加するとともに、トランジスタQ63のコレクタ電流が増加してトランジスタQ67のコレクタ電流が増加するので、トランジスタQ61、Q62を流れる電流が増加してそのインピーダンスが小さくなる。そして、トランジスタQ61、Q62のインピーダンスが小さくなれば、中間周波信号SIFが、中間周波フィルタ15から信号ライン61、62を通じてトランジスタQ71、Q72に供給されとき、トランジスタQ61、Q62を通じて互いにキャンセルされるので、実際にトランジスタQ71、Q72に供給される中間周波信号SIFのレベルは小さくなる。
【0058】
また、逆にトランジスタQ39のコレクタ電流が減少するときには、トランジスタQ64、Q65のコレクタ電流が減少するとともに、トランジスタQ63のコレクタ電流が減少してトランジスタQ67のコレクタ電流が減少するので、トランジスタQ61、Q62を流れる電流も減少してそのインピーダンスが大きくなる。そして、トランジスタQ61、Q62のインピーダンスが大きくなれば、中間周波信号SIFは、トランジスタQ61、Q62を通じてはキャンセルされなくなるので、トランジスタQ71、Q72に供給される中間周波信号SIFのレベルは大きくなる。
【0059】
なお、このとき、トランジスタQ64、Q65から流れ出るコレクタ電流の大きさと、トランジスタQ67に流れ込むコレクタ電流の大きさとを等しくしておくことにより、これらのコレクタ電流が変化しても信号ライン61、62の直流電位は一定とされる。
【0060】
こうして、トランジスタQ61〜Q67は、トランジスタQ39のコレクタ電流、すなわち、AGC電圧Va にしたがって減衰量が変化する可変アッテネータ回路161として動作し、トランジスタQ71、Q72にはAGC電圧Va によりレベルの制御された中間周波信号SIFが供給されることになる。
【0061】
そして、このトランジスタQ71、Q72のエミッタは、後述するように定電流源として動作するトランジスタQ76、Q85のコレクタに接続されて差動アンプ71が構成され、そのコレクタ出力がコンデンサC71、C72を通じてトランジスタQ73、Q74のベースに供給される。このとき、トランジスタQ73、Q74も、そのエミッタが定電流源として動作するトランジスタQ77、Q86のコレクタに接続されて差動アンプ72を構成しているものであり、そのコレクタ出力が固定利得のアンプ163に供給される。
【0062】
さらに、トランジスタQ75〜Q77により接地を基準電位点とするカレントミラー回路73が構成される。そして、バイアス電圧V61によりトランジスタQ75に一定のコレクタ電流が流され、トランジスタQ76、Q77は上記ように差動アンプ71、72の定電流源とされる。
【0063】
また、バイアス電圧V61によりトランジスタQ81に一定のコレクタ電流が流され、そのコレクタ電流がトランジスタQ82に供給される。このトランジスタQ82はトランジスタQ83とともに、電源ラインを基準電位点としてカレントミラー回路74を構成しているものであり、トランジスタQ83のコレクタ電流がトランジスタQ84に供給される。
【0064】
そして、このトランジスタQ84も、トランジスタQ85〜Q87とともに、接地を基準電位点としてカレントミラー回路75を構成しているものであり、したがって、トランジスタQ85、Q86は上記のように差動アンプ71、72の定電流源とされる。
【0065】
さらに、このとき、トランジスタQ88、Q89により電源ラインを基準電位点としてカレントミラー回路76が構成され、その入力側のトランジスタQ88に端子T21を通じてトランジスタQ38のコレクタ電流が供給され、出力側のトランジスタQ89のコレクタがトランジスタQ83のベースに接続される。
【0066】
したがって、信号ライン61、62からの中間周波信号SIFは、差動アンプ71、72により順に増幅され、さらに、アンプ163により増幅されてから検波回路17に供給される。
【0067】
そして、このとき、上記のようにAGC電圧Va にしたがってトランジスタQ38のコレクタ電流が変化するが、このコレクタ電流が増加するときには、トランジスタQ88のコレクタ電流が増加してトランジスタQ89のインピーダンスが小さくなるので、トランジスタQ82によりトランジスタQ83に供給されるベース電流が小さくなる。そして、トランジスタQ83のベース電流が小さくなると、そのコレクタ電流が小さくなり、トランジスタQ76、Q77のコレクタ電流も小さくなるので、差動アンプ71、72の利得は小さくなる。
【0068】
また、逆にトランジスタQ38のコレクタ電流が減少するときには、トランジスタQ88のコレクタ電流が減少してトランジスタQ89のインピーダンスが大きくなるので、トランジスタQ82によりトランジスタQ83に供給されるベース電流が大きくなる。そして、トランジスタQ83のベース電流が大きくなると、そのコレクタ電流が大きくなり、トランジスタQ76、Q77のコレクタ電流も大きくなるので、差動アンプ71、72の利得は大きくなる。
【0069】
したがって、差動アンプ71、72は、トランジスタQ38のコレクタ電流、すなわち、AGC電圧Va にしたがって利得が変化する可変利得アンプ162として動作し、アンプ163にはAGC電圧Va によりレベルの制御された中間周波信号SIFが供給されることになる。したがって、図7の回路は、可変減衰回路161および可変利得アンプ162により2重に利得の制御を行う可変利得アンプ16として動作することになる。
【0070】
そして、この可変利得アンプ16においても、利得制御のためにFETやPINダイオードのような特別な素子を必要とせず、トランジスタだけで構成することができる。
【0071】
なお、上述において、回路22〜24は、回路12〜17とともに、1チップIC化することができる。また、AGC電圧Va および比較出力電圧V24の極性によっては減算回路23を加算回路として両電圧Va 、V24を合成することになる。
【0072】
【発明の効果】
この発明によれば、例えば高周波アンプは大きなレベルの受信信号であっても適切に処理することができる。さらに、AGCの制御範囲を、可変利得アンプだけの場合に比べて広くすることができる。また、低ノイズで広い範囲にわたってAGCを行うことができる。さらに、AGCのためにFETやPINダイオードのような特別な素子を必要とせず、トランジスタだけで構成することができ、IC化に有利である。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一形態を示す系統図である。
【図2】この発明を説明するための波形図である。
【図3】この発明を説明するための波形図である。
【図4】この発明の一部の一形態を示す接続図である。
【図5】この発明の一部の一形態を示す接続図である。
【図6】この発明の一部の一形態を示す接続図である。
【図7】この発明の一部の一形態を示す接続図である。
【図8】この発明を説明するための接続図である。
【図9】この発明を説明するための接続図である。
【符号の説明】
11…アンテナ同調回路、12…高周波アンプ、13…ミキサ回路、14…局部発振回路、15…中間周波フィルタ、16…アンプ、17…AM検波回路、20…AGC回路、21…ローパスフィルタ、22…アンプ、23…減算回路、24…電圧比較回路[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an AGC circuit used for a radio receiver or the like.
[0002]
[Prior art]
The AGC circuit is provided in the radio receiver. The AGC circuit detects the level of the received signal and forms an AGC voltage, and the level of the received signal according to the AGC voltage. And a level control circuit to be controlled.
[0003]
FIG. 8 and FIG. 9 show examples of the level control circuit. In the circuit of FIG. 8, the level control circuit is constituted by a variable attenuator circuit. This circuit includes, for example, an antenna tuning circuit and a high frequency amplifier. Is provided on the signal line between the two. The signal from the antenna tuning circuit is divided by the resistor R1 and the emitter impedances of the transistors Q1 and Q2, and the emitter impedances of the transistors Q1 and Q2 are controlled by the AGC voltage. Therefore, the reception signal subjected to AGC is supplied to the next-stage high-frequency amplifier.
[0004]
In the circuit of FIG. 9, the level control circuit is configured by a variable gain amplifier (gain control amplifier), and this variable gain amplifier is used as an intermediate frequency amplifier. The intermediate frequency signal is supplied to the transistors Q5 to Q8 through the transistors Q3 and Q4. At this time, the ratio of the signal current supplied from the transistors Q3 and Q4 to the transistors Q5 and Q8 and the transistors Q6 and Q7 is AGC voltage. It depends on. Therefore, an intermediate frequency signal subjected to AGC is taken out from the transistors Q6 and Q7.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the circuit of FIG. 8, since the current-voltage characteristics of the emitter inputs of the transistors Q1 and Q2 are exponential functions, the linearity is poor and the signal level supplied to the transistors Q1 and Q2 needs to be several tens mV or less. . Therefore, the maximum allowable input level is small and the AGC control range cannot be widened.
[0006]
Also in the circuit of FIG. 9, the linearity of the differential amplifier formed by the transistors Q3 and Q4 is limited by the characteristics of the transistors Q3 and Q4. is there.
[0007]
For this reason, in some receivers, an attenuator circuit is configured by a resistor and a PIN diode for switching, and the attenuator circuit is provided in a signal line between the antenna tuning circuit and the high-frequency amplifier, and the PIN is manually operated. The signal level is switched by turning on and off the diode. That is, when receiving a broadcast near a broadcasting station, the radio wave is strong, so the attenuator circuit is switched effectively. When receiving a broadcast from a long-distance broadcasting station, the radio wave is weak, so the attenuator circuit is switched to invalid. It makes up for the characteristic.
[0008]
However, such a switching operation is complicated. Also, if the switching is mistaken or forgotten, the broadcast reception quality will be significantly deteriorated.
[0009]
Furthermore, when the circuit is made into an IC, the number of external parts increases. Further, it is not preferable in terms of uniform characteristics.
[0010]
The present invention is intended to solve such problems.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
For this reason, in the present invention,
High frequency provided on the signal line between the tuning circuit and the mixer circuitAn amplifier,
For intermediate frequency amplification provided after the mixer circuitAn amplifier,
Based on the intermediate frequency signal obtained from this amplifier for intermediate frequency amplificationA circuit for forming an AGC voltage;
AGC voltage magnitudeWhen the value is less than the predetermined value, the first level is obtained.A circuit for forming a switching control signal;
A circuit for forming a combined signal of the AGC voltage and the switching control signal;
Have
The high frequency amplifier
The first differential amplifier is configured by connecting the emitters of the first and second transistors to the first constant current source,
The emitters of the third and fourth transistors are connected to the second constant current source to form a second differential amplifier,
The bases of the first and third transistors are commonly connected to the tuning circuit through first and second resistors;
The collectors of the first and third transistors and the collectors of the second and fourth transistors are connected to a load;
By connecting this load to the mixer circuit through an output transistor,
An output having a phase opposite to the base inputs of the first and third transistors is supplied to the mixer circuit, and
Between the input terminal of the mixer circuit and the bases of the first and third transistors,
Third and fourth resistors for negative feedback are connected,
The resistance ratio between the first resistor and the third resistor is set to a value that reduces the gain of the high-frequency amplifier.
The resistance ratio between the second resistor and the fourth resistor is such that the gain of the high-frequency amplifier is larger than the resistance ratio between the first resistor and the third resistor. Set to the value
The intermediate frequency amplifying amplifier is configured to continuously change its gain,
When the switching control signal is at the first level by the switching control signal,
When the first constant current source is turned off, the second constant current source is turned on, and when the switching control signal is at the second level, the first constant current source is turned on. And turning on and off the first and second constant current sources so that the second constant current source is turned off.
By the above composite signalFor intermediate frequency amplificationControl the gain of the amplifier
AGC circuit
It is what.
Therefore, the total gain of the front-stage amplifier and the rear-stage amplifier continuously changes depending on the AGC voltage.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
In FIG. 1, a reception signal SRX having a target frequency is extracted from the
[0013]
Further, the
[0014]
The detection output of the detection circuit 17 is supplied to the low-
[0015]
The output voltage V24 is supplied to the high-
[0016]
Further, the AGC voltage Va from the low-
V23 = Va -k · V24
k: Subtraction ratio between the voltage Va and the voltage V24 in the
Is output, and this output voltage V23 is supplied to the
[0017]
According to such a configuration, the AGC voltage Va increases as the broadcast reception level increases. In the range Va <VTH, the gain G16 of the
[0018]
When Va = VTH, V24 = “H”, so G12 = GLW, and the gain G12 of the high-
[0019]
However, within the range of Va> VTH, the gain G16 of the
[0020]
Therefore, the decrease ΔG of the gain G12 in the
[0021]
That is, with respect to the AGC voltage Va, the gain G12 of the
[0022]
In this way, according to the
[0023]
Further, the high-
[0024]
Furthermore, as will be described later, the high-
[0025]
Further, as shown in FIG. 3A, if a hysteresis characteristic is given to the voltage V24, the gains G12 and G16 of the
[0026]
4 shows a specific example of the
[0027]
In the
[0028]
Further, the collectors of the transistors Q13 and Q15 are connected to the base of the transistor Q18, the collector of the transistor Q18 is connected to the base of the transistor Q21 through the diode-connected transistor Q19, and the transistor Q21 is connected to the transistor Q22. The
[0029]
Further, the base of the transistor Q21 is connected to the base of the transistor Q23, and the transistor Q23 is connected to the transistor Q23 to form a
[0030]
According to such a configuration, when Va = VTH, the collector current of the transistor Q13 and the collector current of the transistor Q15 have the same magnitude, so the current flowing into the base of the transistor Q18 is 0 and the transistor Q18 is off. is there. Therefore, the transistor Q21 is also off, and the
[0031]
When Va> VTH, the collector current of the transistor Q13 decreases, the collector current of the transistor Q14 increases, and the collector current of the transistor Q15 also increases. Therefore, the current flowing into the base of the transistor Q18 is still zero, and therefore The transistor Q21 is still off, and the
[0032]
However, when Va <VTH, the collector current of the transistor Q13 increases, the collector current of the transistor Q14 decreases, and the collector current of the transistor Q15 decreases, so that the collector current of the transistor Q13 flows into the base of the transistor Q18. As a result, the collector current of the transistor Q18 increases, the base potential of the transistor Q21 decreases, and the collector current increases, so the base current of the transistor Q14 decreases and the collector current also decreases.
[0033]
Therefore, although the collector current of the transistor Q13 increases, this is a positive feedback operation. As a result, the transistor Q13 is turned on and the transistor Q14 is turned off. At this time, the transistor Q21 is turned on.
[0034]
When the transistors Q13 to Q22 are on / off controlled by the AGC voltage Va as described above, the transistor Q23 is controlled similarly to the transistor Q21 by the collector output of the transistor Q18.
[0035]
Therefore, when Va ≧ VTH, the transistor Q23 is turned off and the transistor Q24 is turned on, so that the transistors Q25 and Q26 are turned off and the transistors Q27 and Q28 are turned on. When Va <VTH, the transistor Q23 is turned on and the transistor Q24 is turned off, so that the transistors Q25 and Q26 are turned on and the transistors Q27 and Q28 are turned off.
[0036]
Thus, the circuit of FIG. 5 operates as the
[0037]
Further, in FIG. 4, the AGC voltage Va is supplied to the base of the transistor Q32 through the emitter-follower transistor Q31, and the transistor Q33 is connected to the transistor Q32 to constitute the
[0038]
The collectors of the transistors Q33 and Q35 are connected to the bases of the transistors Q38 and Q39. Resistors R21 to R24 are connected to their emitters, and the voltage obtained at the voltage dividing point is supplied to the base of the transistor Q36. The collectors of the transistors Q38 and Q39 are connected to the terminals T21 and T22.
[0039]
Further, a
[0040]
According to such a configuration, when the AGC voltage Va becomes lower than the base potential of the transistor Q36 (approaching the ground potential), the collector current of the transistor Q32 decreases, the collector current of the transistor Q35 decreases, and the transistor Since the collector current of Q33 increases, the difference current between the collector current of transistor Q35 and the collector current of transistor Q33 flows from the bias power source V11 to the collector of transistor Q33 through transistor Q37.
[0041]
Conversely, when the AGC voltage Va becomes higher than the base potential of the transistor Q36, the collector current of the transistor Q32 increases, the collector current of the transistor Q35 increases, and the collector current of the transistor Q33 decreases. A difference current between the collector current and the collector current of the transistor Q3 flows from the collector of the transistor Q35 into the bias power source V11 through the transistor Q37.
[0042]
Since a voltage drop occurs in the transistor Q37 according to the current flowing therethrough, the base potentials of the transistors Q38 and Q39 change corresponding to the AGC voltage Va.
[0043]
However, at this time, as described above, the transistor Q21 is controlled to be turned on / off according to the magnitude of the AGC voltage Va, and the base of the transistor Q41 is connected to the base of the transistor Q21, so that the transistor Q41 is also the same as the transistor Q21. ON / OFF controlled. That is, the transistor Q41 is turned off when Va ≧ VTH, and turned on when Va <VTH.
[0044]
When the transistor Q41 is off, the transistor Q42 is on, so that the base current of the transistor Q36 becomes small corresponding to the collector current of the transistor Q42, and the collector current also becomes small. Conversely, when transistor Q41 is on, transistor Q42 is off, so that the base current of transistor Q36 increases and its collector current also increases.
[0045]
That is, the collector current of the transistor Q36 is switched between when Va ≧ VTH and when Va <VTH, and the collector current is larger when Va <VTH than when Va ≧ VTH.
[0046]
Therefore, when the base potentials of the transistors Q38 and Q39 change according to the AGC voltage Va as described above, the base potential changes in a sawtooth shape with Va = VTH as a boundary. When current flows, the collector current changes in a sawtooth shape with Va = VTH as a boundary.
[0047]
Thus, in the circuit of FIG. 4, the AGC voltage Va and the control voltage V24 are combined, and the output current that changes in a sawtooth shape corresponding to the magnitude of the AGC voltage Va at the terminals T21 and T22, that is, the
[0048]
FIG.In this inventionThe gain switching amplifier 12One caseIndicates. That is, the
[0049]
The collectors of the transistors Q51, Q53, and Q55 are connected to the bases of the SEPP-connected transistors Q57 and Q58, and the collectors of these transistors Q57 and Q58 are connected to the
[0050]
According to such a configuration, when Va ≧ VTH, the transistor Q26 is off and the transistor Q28 is on, so that the
G12 = R52 / R51 [times]
It becomes. For example, by setting R51 = R52, G12 = 1 times.
[0051]
When Va <VTH, the transistor Q26 is on and the transistor Q28 is off, so that the
G12 = R54 / R53 [times]
It becomes. For example, by setting R54 = 10 · R53, G12 = 10 times.
[0052]
Therefore, the
[0053]
In addition, the
[0054]
FIG. 7 shows a specific example of the
[0055]
That is, the intermediate frequency signal SIF is extracted from the
Reference sign V61 is a bias voltage.
[0056]
Transistors Q63 to Q65 having a power supply line as a reference potential point are provided, their bases are connected to the collector of the transistor Q39 through the terminal T22, and the collectors of the transistors Q64 and Q65 are connected to the
[0057]
As described above, the collector current of the transistor Q39 changes according to the AGC voltage Va. When the collector current increases, the collector currents of the transistors Q64 and Q65 increase and the collector current of the transistor Q63 increases. Since the collector current of the transistor Q67 increases, the current flowing through the transistors Q61 and Q62 increases and the impedance decreases. If the impedance of the transistors Q61 and Q62 is reduced, the intermediate frequency signal SIF is canceled through the transistors Q61 and Q62 when the intermediate frequency signal SIF is supplied from the
[0058]
Conversely, when the collector current of transistor Q39 decreases, the collector currents of transistors Q64 and Q65 decrease and the collector current of transistor Q63 decreases and the collector current of transistor Q67 decreases. The flowing current also decreases and its impedance increases. If the impedances of the transistors Q61 and Q62 are increased, the intermediate frequency signal SIF is not canceled through the transistors Q61 and Q62, so that the level of the intermediate frequency signal SIF supplied to the transistors Q71 and Q72 is increased.
[0059]
At this time, the magnitude of the collector current flowing out from the transistors Q64 and Q65 and the magnitude of the collector current flowing into the transistor Q67 are made equal so that the DC currents of the
[0060]
Thus, the transistors Q61 to Q67 operate as a
[0061]
The emitters of the transistors Q71 and Q72 are connected to the collectors of transistors Q76 and Q85 that operate as constant current sources, as will be described later, to form a
[0062]
Further, a
[0063]
A constant collector current is caused to flow through transistor Q81 by bias voltage V61, and this collector current is supplied to transistor Q82. This transistor Q82, together with the transistor Q83, constitutes a
[0064]
The transistor Q84, together with the transistors Q85 to Q87, constitutes a
[0065]
Further, at this time, the transistors Q88 and Q89 constitute a
[0066]
Accordingly, the intermediate frequency signal SIF from the
[0067]
At this time, the collector current of the transistor Q38 changes according to the AGC voltage Va as described above. When this collector current increases, the collector current of the transistor Q88 increases and the impedance of the transistor Q89 decreases. The base current supplied to transistor Q83 by transistor Q82 is reduced. When the base current of the transistor Q83 is reduced, the collector current is reduced and the collector currents of the transistors Q76 and Q77 are also reduced, so that the gains of the
[0068]
Conversely, when the collector current of transistor Q38 decreases, the collector current of transistor Q88 decreases and the impedance of transistor Q89 increases, so the base current supplied to transistor Q83 by transistor Q82 increases. When the base current of the transistor Q83 is increased, the collector current is increased and the collector currents of the transistors Q76 and Q77 are also increased, so that the gains of the
[0069]
Accordingly, the
[0070]
The
[0071]
In the above description, the
[0072]
【The invention's effect】
According to the present invention, for example, a high-frequency amplifier can appropriately process even a high level received signal. Furthermore, the control range of AGC can be widened compared to the case where only the variable gain amplifier is used. In addition, AGC can be performed over a wide range with low noise. Furthermore, a special element such as an FET or a PIN diode is not required for AGC, and it can be configured with only a transistor, which is advantageous for IC.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a system diagram showing an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a waveform diagram for explaining the present invention.
FIG. 3 is a waveform diagram for explaining the present invention.
FIG. 4 is a connection diagram showing one embodiment of a part of the present invention.
FIG. 5 is a connection diagram showing one embodiment of a part of the present invention.
FIG. 6 is a connection diagram showing one embodiment of a part of the present invention.
FIG. 7 is a connection diagram showing one embodiment of a part of the present invention.
FIG. 8 is a connection diagram for explaining the present invention.
FIG. 9 is a connection diagram for explaining the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (1)
上記ミキサ回路の後段に設けられた中間周波増幅用アンプと、
この中間周波増幅用アンプから得られる中間周波信号に基づいてAGC電圧を形成する回路と、
上記AGC電圧の大きさが所定値未満のとき、第1のレベルとなり、上記所定値以上のとき、第2のレベルとなる切り換え制御信号を形成する回路と、
上記AGC電圧と上記切り換え制御信号との合成信号を形成する回路と
を有し、
上記高周波アンプは、
第1および第2のトランジスタのエミッタが第1の定電流源に接続されて第1の差動アンプが構成され、
第3および第4のトランジスタのエミッタが第2の定電流源に接続されて第2の差動アンプが構成され、
上記第1および第3のトランジスタのベースが、第1および第2の抵抗器を通じて上記同調回路に共通に接続され、
上記第1および第3のトランジスタのコレクタおよび上記第2および第4のトランジスタのコレクタが負荷に接続され、
この負荷が出力用のトランジスタを通じて上記ミキサ回路に接続されることにより、
上記第1および第3のトランジスタのベースの入力に対して逆相の出力が上記ミキサ回路に供給されるとともに、
上記ミキサ回路の入力端と、上記第1および第3のトランジスタのベースとの間に、
負帰還用の第3および第4の抵抗器が接続され、
上記第1の抵抗器と上記第3の抵抗器との抵抗比は、上記高周波アンプの利得が小さくなる値に設定され、
上記第2の抵抗器と上記第4の抵抗器との抵抗比は、上記高周波アンプの利得が、上記上記第1の抵抗器と上記第3の抵抗器との抵抗比の場合よりも大きくなる値に設定され、
上記中間周波増幅用アンプは、その利得を連続的に変更できる構成とされ、
上記切り換え制御信号により、この切り換え制御信号が上記第1のレベルのときには、
上記第1の定電流源がオフになるとともに、上記第2の定電流源がオンとなり、かつ、上記切り換え制御信号が上記第2のレベルのときには、上記第1の定電流源がオンになるとともに、上記第2の定電流源がオフとなるように、上記第1および第2の定電流源をオンオフ制御するとともに、
上記合成信号により上記中間周波増幅用アンプの利得を制御する
ようにしたAGC回路。 A high-frequency amplifier provided in a signal line between the tuning circuit and the mixer circuit ;
An intermediate frequency amplifying amplifier provided in a subsequent stage of the mixer circuit ;
A circuit for forming an AGC voltage based on an intermediate frequency signal obtained from the intermediate frequency amplifier ;
A circuit that forms a switching control signal that is a first level when the magnitude of the AGC voltage is less than a predetermined value, and that is a second level when the magnitude is greater than or equal to the predetermined value ;
A circuit for forming a combined signal of the AGC voltage and the switching control signal;
The high frequency amplifier
The first differential amplifier is configured by connecting the emitters of the first and second transistors to the first constant current source,
The emitters of the third and fourth transistors are connected to the second constant current source to form a second differential amplifier,
The bases of the first and third transistors are commonly connected to the tuning circuit through first and second resistors;
The collectors of the first and third transistors and the collectors of the second and fourth transistors are connected to a load;
By connecting this load to the mixer circuit through an output transistor,
An output having a phase opposite to the base inputs of the first and third transistors is supplied to the mixer circuit, and
Between the input terminal of the mixer circuit and the bases of the first and third transistors,
Third and fourth resistors for negative feedback are connected,
The resistance ratio between the first resistor and the third resistor is set to a value that reduces the gain of the high-frequency amplifier.
The resistance ratio between the second resistor and the fourth resistor is such that the gain of the high-frequency amplifier is larger than the resistance ratio between the first resistor and the third resistor. Set to the value
The intermediate frequency amplifying amplifier is configured to continuously change its gain,
When the switching control signal is at the first level by the switching control signal,
When the first constant current source is turned off, the second constant current source is turned on, and when the switching control signal is at the second level, the first constant current source is turned on. And turning on and off the first and second constant current sources so that the second constant current source is turned off.
An AGC circuit that controls the gain of the intermediate frequency amplifier by the synthesized signal.
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