JP4067361B2 - 利得制御回路および利得制御方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、入力信号の利得を制御する利得制御回路および利得制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
信号利得制御は、信号レベルを所望の基準レベルになるように利得を制御するものである。特に通信分野における受信機では、急激に信号が入力した場合（以下、バースト入力と称す）や、伝送路特性の時間変動（以下、フェ−ジングと称す）によって信号レベルが変動した場合に、高速に利得制御を行わなければ、受信誤りの原因となってしまう。
【０００３】
従来、利得制御回路においては、例えば特開平８−１８１５５５号公報に示されるように、利得制御の過程において、デジタル信号処理によって、信号強度と基準レベルとの比較演算や、その演算結果に応じた時定数の乗算処理が施される。
【０００４】
次に、従来技術の一例を示す。図２１は、従来技術による利得制御回路の構成を示すブロック図である。可変利得増幅部２１１は、利得制御値に基づいて入力信号の利得を制御する。電力算出部２１２は、利得制御された信号の電力を算出する。誤差算出部２１３は、電力算出部２１２によって算出された電力と基準レベルとの誤差を求める。時定数制御部２１４は、誤差に対して所定の時定数を乗算する。積分部２１５は、時定数制御部２１４からの入力値と遅延器２１６の出力値とを加算し、利得制御値を出力する。以上のように、従来技術においては、利得制御の過程において、基準レベルとの比較演算や、その演算結果に対する時定数の乗算処理等が施される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述のような従来技術によれば、信号レベルと基準レベルとの差を求める比較演算回路、時定数を乗算する乗算器が必要であるため、回路規模が大きくなる。また、制御値を求めるまでの演算処理遅延が生じるため、応答速度の低下、定常状態での不安定性を招く。このように、高速に利得を制御できないことから、特にバースト入力やフェージングにより信号強度が変化した場合に、受信誤りを生じるおそれがある。
【０００６】
それ故に、本発明の目的は、簡易な回路構成を実現し、かつ、高速かつ安定に信号強度を調整することができる利得制御回路および利得制御方法を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
第１の発明は、入力信号の利得を制御する利得制御回路であって、
利得の大きさを決定する利得制御値に基づいて、入力信号を利得制御して出力信号を生成する利得制御部と、
出力信号の信号レベルに応じて値が変化する第１制御値を出力する第１制御値決定部と、
出力信号の信号レベルの時間変化量を算出して信号レベル変化量を出力する信号レベル変化量算出部と、
信号レベル変化量に応じて値が変化する第２制御値を出力する第２制御値決定部と、
第１制御値と、第２制御値とに基づいて利得制御値を算出する利得制御値算出部とを備え、
第１制御値決定部は、利得制御の目標値の基準レベルの範囲内に含まれる出力信号の信号レベルについては、利得制御値を変化させない第１制御値を、基準レベルより低い信号レベルについては、利得制御部における利得を上げるように利得制御値を変化させる第１制御値を、基準レベルより高い信号レベルについては、利得制御部における利得を下げるように利得制御値を変化させる第１制御値を出力し、
第２制御値決定部は、所定の正の値よりも大きい信号レベル変化量については、利得制御部における利得を下げるように利得制御値を変化させる第２制御値を、所定の負の値よりも小さい信号レベル変化量については、利得制御部における利得を上げるように利得制御値を変化させる第２制御値を出力する。
また、第２の発明においては、第１制御値決定部は、出力信号の信号レベルと第１制御値とを対応付けた第１制御値参照テーブルを参照して第１制御値を出力し、第１制御値参照テーブルは、利得制御の目標値の基準レベルの範囲内に含まれる出力信号の信号レベルについては、利得制御値を変化させない第１制御値を対応付け、基準レベルより低い信号レベルについては、利得制御部における利得を上げるように利得制御値を変化させる第１制御値を対応付け、基準レベルより高い信号レベルについては、利得制御部における利得を下げるように利得制御値を変化させる第１制御値を対応付ける。
また、第３の発明においては、第２制御値決定部は、信号レベル変化量と当該信号レベル変化量に応じて値が変化する第２制御値とを対応付けた第２制御値参照テーブルを参照して第２制御値を出力し、第２制御値参照テーブルは、所定の正の値よりも大きい信号レベル変化量については、利得制御部における利得を下げるように利得制御値を変化させる第２制御値を対応づけ、所定の負の値よりも小さい信号レベル変化量については、利得制御部における利得を上げるように利得制御値を変化させる第２制御値を対応づける。
【０００８】
上記第１の発明によれば、出力信号のレベルに応じて、第１制御値を第１制御値参照テーブルから選択する。テーブルを用いることによって、信号レベルの大きさに応じて第１制御値が出力されるので、定数を乗算する必要がない。従って、信号レベルから第１制御値を求めるための処理量を小さくすることができるので、応答特性を速くすることができる。さらに、応答特性を速くすることができることから、信号のバースト入力やフェ−ジングにより信号が急激に変化した場合でも、信号レベルを高速に収束させることができる。また、テーブルのみによって第１制御値を求めることができるので、利得制御回路を簡易な構成によって実現することができる。また、応答特性を速くすることができるので、信号の急激な入力や信号が急激に変化した場合にも、信号レベルを基準レベルへと高速に収束させることができる。また、信号レベルの時間変化量に応じて第２制御値を出力する。かかる第２制御値を導入することによって、制御をさらに高速化することができる。また、信号レベルから第２制御値を求めるための処理量は小さいので、応答特性が速い。以上より、簡易な構成で、信号レベルをより高速に収束させることができる。
【０００９】
第４の発明は、第１の発明に従属する発明であって、
利得制御値算出部は、第１制御値決定部によって決定される第１制御値と第２制御値決定部によって決定される第２制御値とを合算した制御値を積分して利得制御値を算出する。
【００１０】
上記第４の発明によれば、第１制御値と第２制御値を合算した制御値を積分することにより、適切な利得制御値を算出することができる。
【００１３】
第５の発明は、第２の発明に従属する発明であって、
第１制御値参照テーブルは、出力信号の信号レベルと基準レベルとの差が大きくなるにつれて、増加率が次第に大きくなるように第１制御値を設定する。
【００１４】
上記第５の発明によれば、信号レベルに応じて制御の時定数を適切に変化させることとなるので、より滑らかな制御を行うことができる。
【００１５】
第６の発明は、第２の発明に従属する発明であって、
第１制御値参照テーブルにおける基準レベルには、複数の値の信号レベルが含まれる。
【００１６】
上記第６の発明によれば、基準レベルは所定の幅を有することとなる。ここで、雑音によって信号レベルが小刻みに変動する場合、その変動分に相当する信号レベルを基準レベルとして設定しておくことによって、雑音による制御の変動を抑えることができる。
【００１７】
第７の発明は、第１の発明に従属する発明であって、
利得制御値算出部は、
第１制御値決定部によって決定された第１制御値と第２制御値決定部によって決定される第２制御値とを合算した制御値を積分する積分部と、
積分部によって得られた積分値の大きさを、所定の演算処理によって調整する感度調整部とを含んでいる。
【００１８】
上記第７の発明によれば、第１制御値から得られた値を容易に調整することができる。
【００１９】
第８の発明は、第２の発明に従属する発明であって、
入力信号の形態に応じて変化するテーブル選択信号を生成するテーブル選択部をさらに備え、
第１制御値決定部は、複数の第１制御値参照テーブルを有し、テーブル選択信号に基づいて、複数の第１制御値参照テーブルの内、参照すべき第１制御値参照テーブルを選択して第１制御値を決定する。
【００２０】
上記第８の発明によれば、入力信号の形態に応じて、参照される第１制御値参照テーブルが選択される。これによって、入力信号の形態に応じた第１制御値が決定され、入力信号の形態に応じた利得制御を行うことができる。従って、テーブルを用いるという簡易な構成で、様々な形態の入力信号に対して、高速に基準レベルに収束させることができる。ここで、信号の形態とは、信号の伝送速度および変調方式を含む概念である。
【００２７】
第９の発明は、第１の発明に従属する発明であって、
第２制御値決定部は、信号レベル算出部によって算出される信号レベルが、利得制御の目標値となる基準レベルから所定の範囲内にある場合であって、かつ、信号レベル変化量算出部によって算出される時間変化量が負である場合、第２制御値を０に決定する。
【００２８】
上記第９の発明によれば、基準レベルに近い制御状態にある場合で、かつ、信号レベル変化量が減少している場合には、第２制御値が参照されず、第１制御値のみを用いて制御が行われることとなる。ここで、基準レベルに近い制御状態にある場合で、かつ、信号レベル変化量が減少している場合には、第２制御値を用いることによってかえって収束が遅くなってしまう。そのため、第９の発明では、かかる場合に第２制御値を用いないことにより、信号レベルを基準レベルにより速く収束させることができる。
【００２９】
第１０の発明は、第３の発明に従属する発明であって、
入力信号の形態に応じて変化するテーブル選択信号を生成するテーブル選択部をさらに備え、
第２制御値決定部は、
複数の第２制御値参照テーブルを有し、
テーブル選択信号に基づいて、複数の第２制御値参照テーブルの内、参照すべき第２制御値参照テーブルを選択して第２制御値を決定する。
【００３０】
上記第１０の発明によれば、入力信号の形態に応じて、参照される第２制御値参照テーブルが選択される。これによって、入力信号の形態に応じた第２制御値が決定され、入力信号の形態に応じた利得制御を行うことができる。
【００３１】
第１１の発明は、第３の発明に従属する発明であって、
第２制御値参照テーブルに格納されている第２制御値には、複数の値の時間変化量が対応付けられた第２制御値が含まれる。
【００３２】
上記第１１の発明によれば、第２制御値参照テーブルにおいて、信号レベルがとり得る値の数だけアドレスを用意する必要がない。従って、第２制御値参照テーブルの大きさを小さくすることができる。
【００３３】
第１２の発明は、第１の発明に従属する発明であって、
第１制御値決定部は、出力信号の信号レベルを算出する信号レベル算出部を含んでいる。
【００３４】
上記第１２の発明によれば、出力信号の信号レベルは、出力信号である複数の信号から算出される。例えばＩ信号およびＱ信号や、差動信号のように、出力信号が２つの信号から構成される場合、出力信号をそのまま用いて信号レベルとすることができない。すなわち、かかる場合、出力信号の信号レベルと第１制御値とを１対１に対応付けることができない。それゆえ、第１制御値を決定するためにテーブルを用いることができない。ここで、第１４の発明によれば、かかる場合であっても、２つのデジタル信号から出力信号の信号レベルを算出するので、出力信号の信号レベルと第１制御値とを１対１に対応付けることができる。従って、テーブルを用いて出力信号の信号レベルから第１制御値を得ることができる。
【００３５】
第１３の発明は、第１２の発明に従属する発明であって、
信号レベル算出部は、出力信号の振幅値に関する時間平均値を信号レベルとして出力する。
【００３６】
上記第１３の発明によれば、出力信号の信号レベルとして振幅の時間平均値を用いることにより、雑音の影響を抑え、より安定した制御を行うことができる。
【００３７】
第１４の発明は、第１２の発明に従属する発明であって、
信号レベル算出部は、出力信号の電力値を信号レベルとして出力する。
【００３８】
上記第１４の発明によれば、出力信号の信号レベルとして電力値を用いることで、安定した制御を行うことができる。
【００３９】
第１５の発明は、第１２の発明に従属する発明であって、
信号レベル算出部は、出力信号の電力に関する時間平均値を信号レベルとして出力する。
【００４０】
上記第１５の発明によれば、出力信号の信号レベルとして電力値の時間平均値を用いることで、雑音の影響を抑え、より安定した制御を行うことができる。
【００４１】
第１６の発明は、第１２の発明に従属する発明であって、
信号レベル算出部は、出力信号の直流成分を抑圧するハイパスフィルタを含んでいる。
【００４２】
上記第１６の発明によれば、本利得制御回路が用いられる受信機内部において入力信号に混入する直流成分をハイパスフィルタによって抑圧する。従って、入力信号に対して安定に利得制御を行うことができる。
【００４３】
第１７の発明は、入力信号の利得を制御する利得制御回路において用いられる記憶媒体であって、
利得制御回路によって利得が制御された出力信号の信号レベルを記憶する信号レベル記憶領域と、
信号レベルに応じて値が変化する第１制御値を、信号レベル記憶領域に記憶されている信号レベルと対応付けて記憶する第１制御値記憶領域と、
利得制御回路によって利得制御された出力信号の信号レベルに関する時間変化量である信号レベル変化量を記憶する信号レベル変化量記憶領域と、
信号レベル変化量に応じて値が変化する第２制御値を、信号レベル変化量記憶領域に記憶されている信号レベル変化量と対応付けて記憶する第２制御値記憶領域とを備え、
第１制御値は、利得制御回路における利得の大きさを決定するための利得制御値を算出するために用いられ、
第２制御値は、利得制御回路における利得の大きさを決定するための利得制御値を算出するために用いられ、
第１制御値記憶領域においては、利得制御の目標値の基準レベルの範囲内に含まれる出力信号の信号レベルに対しては、利得制御値を変化させない第１制御値が対応付けられ、基準レベルより低い信号レベルに対しては、利得制御部における利得を上げるように利得制御値を変化させる第１制御値が対応付けられ、基準レベルより高い信号レベルに対しては、利得制御部における利得を下げるように利得制御値を変化させる第１制御値が対応付けられ、
第２制御値記憶領域においては、所定の正の値よりも大きい信号レベル変化量に対しては、利得制御部における利得を下げるように利得制御値を変化させる第２制御値が対応づけられ、所定の負の値よりも小さい信号レベル変化量に対しては、利得制御部における利得を上げるように利得制御値を変化させる第２制御値が対応づけられる。
【００４５】
第１８の発明は、入力信号の利得を制御する利得制御方法であって、
利得の大きさを決定するための利得制御値に基づいて、入力信号を利得制御して出力信号を生成する利得制御ステップと、
前記出力信号の信号レベルに応じて値が変化する第１制御値を出力する第１制御値決定ステップと、
出力信号の信号レベルの時間変化量を算出して信号レベル変化量を出力する信号レベル変化量算出ステップと、
信号レベル変化量に応じて値が変化する第２制御値を出力する第２制御値決定ステップと、
第１制御値と、第２制御値とに基づいて利得制御値を算出する利得制御値算出ステップとを備え、
第１制御値決定ステップにおいては、利得制御の目標値の基準レベルの範囲内に含まれる出力信号の信号レベルについては、利得制御値を変化させない第１制御値を、基準レベルより低い信号レベルについては、利得制御部における利得を上げるように利得制御値を変化させる第１制御値を、基準レベルより高い信号レベルについては、利得制御部における利得を下げるように利得制御値を変化させる第１制御値を出力し、
第２制御値決定ステップにおいては、所定の正の値よりも大きい信号レベル変化量については、利得制御部における利得を下げるように利得制御値を変化させる第２制御値を、所定の負の値よりも小さい信号レベル変化量については、利得制御部における利得を上げるように利得制御値を変化させる第２制御値を出力する。
【００４６】
【発明の実施の形態】
（第１の実施形態）
まず、本発明の第１の実施形態に係る利得制御回路を説明する。図１は、第１の実施形態に係る利得制御回路の構成を示すブロック図である。図１において、本利得制御回路は、利得制御部１１と、信号レベル算出部１２と、第１制御値変換部１３と、利得制御値算出部１４とを備えている。
【００４７】
利得制御部１１は、利得制御値をもとに入力信号の利得を制御する。利得制御値とは、利得制御における利得の大きさを決定するための値である。つまり、利得制御値の大きさに応じて、利得の大きさが変化する。信号レベル算出部１２は、利得制御部１１で利得制御された信号（出力信号）のレベルを算出する。算出された信号レベルは、第１制御値変換部１３に入力される。第１制御値変換部１３は、入力された信号レベルの大きさに応じて第１制御値を出力する。第１制御値とは、利得制御値を決定するために必要となる値である。なお、第１制御値変換部１３は、第１制御値参照テーブルを用いて、上記第１制御値を決定する。第１制御値参照テーブルは、上記信号レベルと、当該信号レベルの大きさに応じて値が変化する第１制御値とを対応付けたものである。第１制御値参照テーブルは、例えば、読み出し記憶メモリなどで実現できる。なお、本実施形態においては、信号レベル算出部１２と第１制御値変換部１３とを、第１制御値決定部１５とする。利得制御値算出部１４は、第１制御値に基づいて利得制御値を算出する。なお、本実施形態では、入力信号はアナログ信号であるとし、出力信号をデジタル信号として得る場合について、図１の各ブロックについて詳細に述べる。
【００４８】
図２は、第１の実施形態に係る利得制御回路における利得制御部１１の構成を詳細に示すブロック図である。利得制御部１１は、Ｄ／Ａ変換器２１と、可変利得増幅器２２と、Ａ／Ｄ変換器２３とを備える。Ｄ／Ａ変換器２１は、デジタル値の利得制御値をアナログ値に変換する。Ｄ／Ａ変換器２１によって変換されたアナログ信号は、制御電圧として可変利得増幅器２２に入力される。可変利得増幅器２２は、入力信号の利得を増幅する。また、可変利得増幅器２２は、上記の制御電圧によって入力信号の利得を制御する。Ａ／Ｄ変換器２３は、可変利得増幅器２２によって利得制御されたアナログ信号をデジタル値に変換する。本実施形態では、Ａ／Ｄ変換器２３によってデジタル値に変換された信号を、出力信号と呼ぶ。
【００４９】
図３は、第１の実施形態に係る利得制御回路における信号レベル算出部１２の構成を詳細に示すブロック図である。信号レベル算出部１２は、電力算出部３１と、時間平均値算出部３２とを備えている。電力算出部３１は、上記出力信号の電力値を算出する。時間平均値算出部３２は、電力値を平滑化し、信号電力の時間平均値を求める。時間平均値算出部３２は、時間平均値を信号レベルとして出力する。
【００５０】
図４は、第１の実施形態に係る利得制御回路における利得制御値算出部１４の構成を詳細に示すブロック図である。利得制御値算出部１４は、ループフィルタ４１と、感度調整部４２とを備えている。ループフィルタ４１は、加算器４１１と遅延器４１２とで構成される。ループフィルタ４１は、入力値である第１制御値を累積加算する。具体的には、ループフィルタ４１は、入力値（第１制御値）と、遅延器４１２から出力される１サンプル前の加算結果とを加算する。感度調整部４２は、ループフィルタ４１によって累積加算された結果に所定の演算（例えば、ビットシフト演算）を行うことによって、ループフィルタ４１の出力を調整する。感度調整部４２は、調整した結果を、利得制御値として出力する。
【００５１】
以上のように構成された本利得制御回路の動作について、図１を参照しながら説明する。ここで、本実施形態では、利得制御値の値が大きいほど可変利得増幅器２２の利得が小さくなる場合、すなわち、利得制御値の極性が負である場合を考える。まず、アナログの入力信号は、利得制御部１１で利得制御値に基づいて利得を制御される。具体的には、図２に示すように、デジタル値の利得制御値がＤ／Ａ変換器２１で変換されたアナログ値の制御電圧によって、可変利得増幅器２２における利得が制御される。利得制御された可変利得増幅器の出力は、Ａ／Ｄ変換器２３でデジタル信号に変換される。Ａ／Ｄ変換器２３によってデジタル信号に変換した信号が、本利得制御回路の出力信号である。以下、信号レベル算出部１２、第１制御値変換部１３および利得制御値算出部１４では、上記出力信号に基づいて利得制御値が算出される。
【００５２】
信号レベル算出部１２においては、出力信号の信号レベルが算出される。具体的には、図３に示すように、電力算出部３１で入力信号の瞬時電力が算出される。そして、時間平均値算出部３２において、例えば、スライディング積分により、瞬時電力を平滑化することによって信号レベルが得られる。
【００５３】
次に、信号レベルの大きさに応じて、第１制御値変換部１３から第１制御値が出力される。具体的には、第１制御値変換部１３は、第１制御値参照テーブルを用いて第１制御値を決定する。第１制御値参照テーブルは、読み出し記憶メモリなどで実現できるため、瞬時に最適な制御値を出力することができる。第１制御値変換部１３において用いられる第１制御値参照テーブルの設定方法については後で詳細に述べる。
【００５４】
次に、第１制御値は利得制御値算出部１４でフィルタ処理される。具体的には、図４に示すように、ループフィルタ４１で累積加算され、感度調整部４２によって感度が調整される。本実施形態においては、感度調整部４２は、演算量低減のため、ビットシフト処理を行う。ビットシフト処理によって感度調整された値が、利得制御値として利得制御部１１へ出力される。なお、感度調整部４２によって感度調整を行うことによって、参照テーブルのみを用いて調整を行う場合よりも容易に調整を行うことができる。以上のように、利得制御部１１から利得制御値算出部１４の閉ループによって、出力信号の信号レベルが所望の基準レベルとなるように漸近的に制御される。
【００５５】
次に、第１制御値変換部１３において用いられる第１制御値参照テーブルの設定について詳細に説明する。ここで、第１制御値参照テーブルの設定について、出力信号の信号レベルが図５に示すような場合を例として説明する。図５は、第１の実施形態において信号がバースト入力した場合における、出力信号の信号レベルの変化の様子の一例を示した模式図である。図５においては、時間ｔ１までは、無信号状態であり、信号レベルは基準レベルにある。時間ｔ１以降において入力される信号について利得が制御され、その結果信号レベルが基準レベルとなる。まず、時間ｔ１からｔ２の間で、信号のバースト入力により、Ａ／Ｄ変換器２３が飽和し、信号レベルが最大に達する。そして、時間ｔ２からｔ３の間、しばらく飽和状態が続く。時間ｔ３からｔ４の間では、利得が制御され、徐々に所望の基準レベルに近づく。時間ｔ４以降では、信号レベルは基準レベルで安定状態に達する。以上のように変化する信号レベルに対し、信号レベルを参照アドレスとする第１制御値参照テーブルを以下のように構成する。
【００５６】
図６は、第１の実施形態に係る利得制御回路における第１制御値参照テーブルの構成を示す図である。ここで、信号レベル算出部１２によって算出される信号レベルの値は、最大値がＮで最小値が０であるものとする。第１制御値参照テーブルの設定においては、信号レベルがとり得る値を参照アドレスとして、信号レベルが基準レベルに制御されるように、第１制御値が設定される。図６に示すように、第１制御値参照テーブルでは、参照アドレス毎に第１制御値が対応付けられている。ここで、参照アドレスは、信号レベル（０からＮ）と対応付けられている。本実施形態では、参照アドレスは、信号レベルと等しくなるように対応付けられている。このように、第１制御値参照テーブルは、信号レベルと第１制御値とを対応付けるものである。
【００５７】
図６に示す第１制御値参照テーブルにおいては、信号レベルが０（最小）の場合に対応する第１制御値はＣ１min （負の数）である。なお、信号レベルが０である場合、出力信号の信号電力は最小値をとる。信号レベルがＮ（最大）の場合に対応する第１制御値はＣ１max （正の数）である。なお、信号レベルがＮである場合とは、出力信号が飽和値をとり、信号電力が最大値をとる場合である。信号レベルが基準レベルの範囲内にある場合、対応する第１制御値の値は０である。ここで、基準レベルは、利得が所望の目標値である場合の信号レベルを指す。また、図６に示す第１制御値参照テーブルにおいては、０からＮまでの信号レベルが増加するに従い、第１制御値も増加するように設定される。従って、信号レベルの値が基準レベルより小さい値である場合、第１制御値は負の数である。一方、信号レベルの値が基準レベルより大きい値である場合、第１制御値は正の数である。
【００５８】
次に、以上のように第１制御値が設定されている場合における、利得制御部１１における利得の変化について説明する。信号レベルが基準レベルより大きくなると、第１制御値変換部１３から正の値の第１制御値が出力される。このため、利得制御値算出部１４で利得制御値が増加するので、結果として利得制御部１１における利得が下がる。逆に、信号レベルが基準レベルより小さくなると、第１制御値変換部１３から負の値の第１制御値が出力される。このため、利得制御値算出部１４で利得制御値が減少し、結果として利得制御部１１における利得が上がる。信号レベルが所望の基準レベルにある場合、参照される第１制御値は０である。このため、利得制御値算出部１４のループフィルタ５１における累積結果に変化が生じない。このとき、利得制御部１１における利得は変化しない。
【００５９】
図７は、第１の実施形態に係る第１制御値参照テーブルにおいて設定される第１制御値の値の変化を示す模式図である。図７に示すように、第１制御値の値は、信号レベルが基準レベルにあれば０に設定される。また、第１制御値の値は、信号レベルと基準レベルとの差が大きくなるにつれて、増加率（変化率）が次第に大きくなるように設定される。すなわち、信号レベルが基準レベルより大きくなれば、増加率が次第に大きくなるように正の数が設定される。一方、信号レベルが基準レベルより小さくなれば、減少率（変化率）が次第に大きくなるように（増加率が小さくなるように）負の数が設定される。このように、参照テーブルを用いることによって、第１制御値を、信号レベルに応じて単調増加させるのではなく、増加率が次第に大きくなるように設定することができる。ここで、デジタル処理回路において時定数を乗算する場合（図２１参照）には、信号レベルに応じて時定数を適切に変化させることは困難であった。これに対して、本実施形態によれば、第１制御値の増加率が次第に大きくなるように設定することによって、制御の時定数を変化させる効果を容易に得ることができ、滑らかな制御を実現することができる。
【００６０】
また、図７に示すように、基準レベルの範囲にある場合、第１制御値の値として０が連続する区間（以下、「０区間」と称す。）を設ける。すなわち、基準レベルには複数の値の信号レベルが含まれる。これは、雑音の影響と過制御を防ぐためのものである。すなわち、雑音の影響で信号レベルが変動しても、その変動幅が０区間の幅（基準レベルの幅）より小さければ、参照される第１制御値は０であるので、雑音による信号レベルの変動は吸収される。そのため、利得制御の安定性が向上する。また、信号レベルを算出するにあたり、平滑化のための積分時間幅が短いと、データに依存して信号レベルが変動する。このような変動に対しても第１制御値の０区間で吸収することができる。また、本実施形態では、テーブルを用いて信号レベルと第１制御値との対応を設定するので、上記のような０区間を容易に設定することができる。
【００６１】
図８は、第１の実施形態の一例として、信号のバースト入力に対する利得制御値の変化を示す図である。以下、図８の動作を、図５と対比しながら説明する。まず、時間ｔ１までは、信号レベルは基準レベルにあるため、第１制御値は０である（Ｃ１＝０）。次に、時間ｔ１において、図５に示すように、信号がバースト状に入力すると出力信号の信号レベルが急激に増加する（時間ｔ１〜ｔ２）。このとき、第１制御値の値は正であるので、利得制御値の値は増加していく。また、第１制御値の値が次第に増加していくので、利得制御値の増加率は次第に大きくなる。時間ｔ２からｔ３の間では、Ａ／Ｄ変換器２３の出力が飽和するので、信号レベルが飽和状態となる。これにより、第１制御値は最大値であるＣ１max で一定となる（Ｃ１＝Ｃ１max ）ため、利得制御値は一定の傾きで増加する。ここで、利得制御値の極性は負であるので、利得制御部１１は利得を小さくするように制御を行う。その結果、飽和を脱して、時間ｔ３から時間ｔ４において、信号レベルが次第に小さくなる。これにより、第１制御値はＣ１max から減少していくため、利得制御値の増加率は減少していく（時間ｔ３〜ｔ４）。さらに、信号レベルが基準レベルの範囲内に達すると（時間ｔ４）、第１制御値の値は０となる（Ｃ１＝０）。従って、利得制御値の値は一定となる（時間ｔ４以降）。
【００６２】
以上に説明した第１の実施形態によれば、第１制御値参照テーブルを用いて第１制御値を決定するため、デジタル処理回路において第１制御値（図１９における時定数制御部１９４の出力値）を算出する場合に比べ、応答速度の高速化および制御の安定化を図ることができる。
【００６３】
なお、本実施形態においては、入力信号がアナログ信号である場合について説明を行った。ここで、入力信号がデジタル信号である場合は、例えば、図２に示す利得制御部２において、Ｄ／Ａ変換器２１とＡ／Ｄ変換器２３を介さず、可変利得増幅器に代えてデジタル乗算器によって、入力デジタル信号に利得制御値の極性を考慮した上で、利得制御値を乗算すればよい。
【００６４】
なお、本実施形態において、信号レベルを特に算出する必要がない場合、第１制御値決定部１５は信号レベル算出部１２を含まない構成であってもよい。出力信号の信号レベルを特に算出する必要がない場合とは、出力信号がデジタル信号であり、そのデジタル値が信号レベルを表す場合である。この場合、出力信号のデジタル値と第１制御値とを１対１に対応付けることができる。従って、信号レベル算出部１２がなくとも、信号レベルと第１制御値とを１対１に対応付けることができる。
【００６５】
これに対して、出力信号が複数の信号によって構成される場合、信号レベル算出部１２によって信号レベルを算出する処理が必要となる。出力信号が複数の信号によって構成される場合とは、例えば、出力信号が例えば通信分野で用いられるＩ信号およびＱ信号である場合や、出力信号が差動信号である場合のように、複数の信号によって情報が表現される場合が考えられる。かかる場合、出力信号のデジタル値と第１制御値とを１対１に対応付けることができない。出力信号のデジタル値と第１制御値とを１対１に対応付けることができなければ、テーブルを用いて第１制御値を決定することができない。以上より、出力信号が複数の信号によって構成される場合、信号レベル算出部１２において、出力信号の信号レベルをデジタル値で算出する必要がある。
【００６６】
なお、他の実施形態においては、信号レベル算出部１２は、出力信号の電力値をそのまま信号レベルとして出力してもよい。また、信号レベル算出部１２は、出力信号の振幅値を信号レベルとして出力してもよい。さらに、信号レベル算出部１２は、出力信号の振幅値に関する時間平均値を信号レベルとして出力してもよい。
【００６７】
なお、他の実施形態においては、信号レベル算出部１２は、ハイパスフィルタをさらに備える構成であってもよい。図９は、本発明の他の実施形態に係る利得制御回路における信号レベル算出部１２の構成を示す図である。図９においては、ハイパスフィルタ９１が電力算出部３１の前段に挿入されている。ハイパスフィルタ９１は、出力信号に含まれる直流成分を除去する。なお、図９において、電力算出部３１および時間平均値算出部３２は、図３と同様の動作を行う。ここで、信号レベルを算出するにあたり、本利得制御回路が用いられる受信機内部で直流成分が混入する場合、入力信号に対して直流成分が大きいと、直流成分の信号レベルに対して利得が制御されてしまい入力信号の利得を制御することができなくなってしまう。そこで、図９に示すように、電力算出部３１の前段に、直流成分を抑圧するハイパスフィルタ９１を挿入し、その影響を除去する。これにより、受信機内部で混入する直流成分の影響を受けずに入力信号の利得制御を行うことができる。
【００６８】
なお、本実施形態においては、信号レベルと第１制御値との関係において、第１制御値の増加率が変化するように設定された（図７参照）。これに対して、他の実施形態においては、信号レベルに対する第１制御値の変化率が一定であるように設定されてもよい。すなわち、信号レベルが０からＩの区間およびＪからＮの区間において、グラフの傾きが直線であるように設定されてもよい。
【００６９】
なお、他の実施形態においては、第１制御値参照テーブルは、信号レベルがとり得る値の内、基準レベルの領域付近を重点的に用意するものであっても構わない。図１０は、他の実施形態における第１制御値参照テーブルの例を示す図である。図１０においては、信号レベルがＡ以下の場合（０からＡの場合）には、参照アドレスが０である第１制御値が対応付けられる。参照アドレスが０である場合、第１制御値は、最小の値であるＣ１min である。一方、信号レベルがＢ以上の場合（ＢからＮの場合）には、参照アドレスがＭ（Ｍは、Ｎ以下の整数）である第１制御値が対応付けられる。参照アドレスがＭである場合、第１制御値は、最大の値であるＣ１max である。ここで、図１０の第１制御値参照テーブルを用いる場合、信号レベルから参照アドレスを決定する手段が必要となる。この手段は、信号レベルがデジタル値の場合であれば、下位ビットの切り捨てや、上位ビットのみの論理演算処理によるクリッピングを行う手段によって、簡易な処理で実現することができる。以上のように、第１制御値参照テーブルは、１つの第１制御値に複数の信号レベルを対応付けるように設定されてもよい。これによって、第１制御値参照テーブルの大きさを小さくすることができる。
【００７０】
また、他の実施形態においては、利得制御の対象とする信号の伝送速度や変調方式などの信号形態に応じた第１制御値参照テーブルを用いるようにしてもよい。これによれば、信号形態が変化しても、信号形態に応じて制御を最適化できる。図１１は、他の実施形態に係る利得制御回路の構成を示すブロック図である。図１１において、利得制御回路は、利得制御部１１と、信号レベル算出部１２と、第１制御値変換部１３と、利得制御値算出部１４と、選択信号生成部１１１とを備えている。ここで、第１制御値変換部１３は、第１の第１制御値参照テーブルおよび第２の第１制御値参照テーブルという、２つの第１制御値参照テーブルを保持している。選択信号生成部１１１は、入力信号の形態に基づいてテーブル選択信号を生成する。ここで、テーブル選択信号は、第１制御値変換部において保持される複数の第１制御値参照テーブルの内、どのテーブルを用いるかを決定するための信号である。選択信号生成部１１１は、入力信号の形態に応じてテーブル選択信号の内容を変化させる。
【００７１】
図１２は、図１１に示す利得制御回路の第１制御値変換部１３の詳細を示すブロック図である。第１制御値変換部１３は、第１の変換部１２１と、第２の変換部１２２と、テーブル選択部１２３とを備えている。第１の変換部１２１は、第１の第１制御値参照テーブルを用いて、入力された信号レベルから第１制御値を決定する。第２の変換部１２２は、第２の第１制御値参照テーブルを用いて、入力された信号レベルから第１制御値を決定する。テーブル選択部１２３は、テーブル選択信号に基づいて、第１および第２の第１制御値参照テーブルのいずれを用いるかを選択する。具体的には、図１１および図１２の場合においては、選択信号生成部１１１は、入力信号の形態に基づいて、第１または第２の第１制御値参照テーブルのいずれかを選択する旨の指示を示すテーブル選択信号を出力する。テーブル選択部１２３は、テーブル選択信号が示す指示に応じて、第１の変換部１２１によって決定された第１制御値と、第１の変換部１２１によって決定された第１制御値とのいずれか一方を第１制御値として決定する。
【００７２】
なお、ここでは、２つのテーブルの場合を示したが、信号形態に応じ、３つ以上の複数個のテーブルを参照してもよい。これによって、入力信号の信号形態が変化しても簡易な構成で柔軟に対応することができる。
【００７３】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。第２の実施形態に係る利得制御回路は、前述の第１の実施形態に、信号レベルの時間変化量に応じて参照される第２制御値を導入することにより、さらなる高速応答と安定性を実現するものである。図１３は、第２の実施形態に係る利得制御回路の構成を示すブロック図である。第２の実施形態に係る利得制御回路は、図１の第１の実施形態に係る利得制御回路に、信号レベル変化量算出部１３１と、第２制御値決定部１３２と、制御値算出部１３３とを付加した構成である。なお、図１３において、図１と同じ構成要素については、第１の実施形態と同様の動作を行う。従って、図１と同じ構成要素については、同じ参照番号を付し、詳細な説明を省略する。
【００７４】
図１４は、第２の実施形態に係る利得制御回路における信号レベル変化量算出部１３１の構成を詳細に示したブロック図である。図１４において、信号レベル変化量算出部１３１は、加算器１４１と、遅延器１４２とを備えている。信号レベル変化量算出部１３１は、信号レベルの変化量を算出する。具体的には、入力値である信号レベルと、遅延器１４２によってＭサンプル遅延させた信号レベルとの差分を求める。
【００７５】
第２制御値決定部１３２は、第２制御値参照テーブルを用いて、第２制御値を導出する。第２制御値とは、第１制御値と同様利得制御値を決定するために必要となる値である。第２制御値参照テーブルは、例えば、読み出し記憶メモリなどで実現できる。制御値算出部１３３は、第１制御値と第２制御値を合算し、制御値を算出する。なお、第２の実施形態においては、利得制御値算出部１４は、制御値算出部１３３によって算出された制御値に基づいて利得制御値を算出する。
【００７６】
以上のように構成された第２の実施形態に係る利得制御回路について、入力信号がアナログ信号の場合の動作を、第１の実施形態にかかる動作に付加する部分を中心に説明する。なお、第１の実施形態と同様、利得制御値の極性は、値が大きいほど可変利得増幅器２２の利得が小さくなる場合、すなわち、利得制御値の極性が負である場合を考える。
【００７７】
第２の実施形態でも、第１の実施形態と同様に、信号レベルに応じて第１制御値変換部１３から第１制御値が出力される。第２の実施形態では、さらに、信号レベル変化量算出部１３１で、信号レベル変化量を算出する。具体的には、図１３に示すように、信号レベルについてＭサンプル遅延させたものとの差分を求め、信号レベルの時間変化量（信号レベル変化量）を算出する。信号レベル変化量の値に応じて、第２制御値決定部１３２から第２制御値が出力される。第２制御値決定部１３２では、第２制御値参照テーブルを用いて第２制御値が決定される。第２制御値参照テーブルの設定方法については後で詳細に述べる。
【００７８】
次に、制御値算出部１３３において、第１制御値と第２制御値とを合算し、制御値が算出される。このように、信号レベルの大きさに応じた第１制御値だけでなく、信号レベル変化量に応じた第２制御値を制御値に反映させることで、より応答性の高い制御が可能になる。また、第２制御値はテーブルによって決定されるので、高速な利得制御を容易に実現することができる。制御値算出部１３３において算出された制御値は、利得制御値算出部１４で累積加算され、その出力が利得制御値として利得制御部１１へ出力される。以上のように、第２の実施形態に係る利得制御回路は、図１２における、利得制御部１１から利得制御値算出部１４の閉ループによって入力信号の利得が制御される。
【００７９】
次に、第２制御値参照テーブルの設定方法について詳細に述べる。図１５は、第２の実施形態に係る利得制御回路における第２制御値参照テーブルの構成を示す図である。第２制御値参照テーブルは、信号レベル変化量と第２制御値とを対応付けて格納する。本実施形態では、信号レベル変化量がとり得るすべての値域について、３つの第２制御値の内いずれかが設定される。
【００８０】
図１５において、信号レベル変化量の値がＰ（負の数）以下である場合、第２制御値としてＣ２min （負の数）が対応付けられる。Ｃ２min は、第２制御値の最小値である。これによって、信号レベル変化量がＰ以下である場合には、第１制御値のみを制御値とする場合（第１の実施形態）と比べて制御値の大きさは小さくなり、利得制御値の大きさも小さくなる。従って、信号レベル変化量がＰ以下となることにより、第１の実施形態と比べて利得制御部１１における利得の減少が抑えられる。
【００８１】
また、値がＱ（正の数）以上の信号レベル変化量に対しては、第２制御値としてＣ２max が対応付けられる。Ｃ２max は、第２制御値の最大値である。これによって、信号レベル変化量がＱ以上の場合には、第１制御値のみを制御値とする場合（第１の実施形態）と比べて制御値の大きさが大きくなり、利得制御値の大きさも大きくなる。従って、信号レベル変化量がＱ以上となることにより、第１の実施形態と比べて、利得制御部１１における利得制御が加速される。
【００８２】
なお、信号レベル変化量がＰより大きく、かつ、Ｑより小さい値である場合、第２制御値は０が対応付けられる。このとき、制御値の値は第１制御値の値と等しくなる。
【００８３】
以上のように、第２制御値は、利得制御の応答性を高めるために導入される。ここで、信号レベルの値によっては、第２制御値を導入することが、収束が遅くなる原因となったり、過制御の原因となってしまう場合がある。例えば、信号レベルが減少しながら基準レベルに収束する状態にある場合、すなわち、信号レベル変化量が負で、かつ信号レベルが基準レベルに近い場合、基準レベルへの収束が遅くなってしまう。なぜなら、この場合には第２制御値が負の数となるため、制御値は第１制御値よりも小さくなるからである。その結果、第１制御値のみを用いる場合（第１の実施形態）と比べ、基準レベルへの収束が遅くなってしまう。
【００８４】
そこで、本実施形態においては、第２制御値決定部１３２は、信号レベルおよび信号レベル変化量に基づいて、第２制御値参照テーブルを参照するか否かを判断する。かかる判断について、信号入力に対する利得制御値の変化とともに説明する。図１６は、第２の実施形態における出力信号の信号レベルの変化の様子の一例を示す図である。また、図１７は、第２の実施形態の一例として、信号のバースト入力に対する利得制御値の変化を示す図である。
【００８５】
図１６および図１７において、時間ｔ５までは、無信号状態であり、信号レベルは基準レベルにある。このとき、第１制御値および第２制御値はともに０であることから、利得制御値は０である。時間ｔ５に、バースト入力によって信号レベルが基準値を超える。ここで、時間ｔ５からｔ６までは、信号レベルの変化量は図１５に示すＱより小さい。従って、時間ｔ５からｔ６までは、第１制御値は正の値であり、第２制御値は０である。時間ｔ６からｔ７の間では、信号レベルの変化量がＱ以上となる。従って、第２制御値はＣ２max となるので、利得制御値の増加率は、時間ｔ５からｔ６の場合よりも大きくなる。これによって、バースト入力時の立ち上がり動作は、第１の実施形態に比べて高速になる。
【００８６】
次に、時間ｔ７に、信号レベルは最大値に達する。時間ｔ７からｔ８までは、信号レベルは飽和状態にある。このとき、第１制御値はＣ１max となる。また、信号レベルの増加率は０となるので、第２制御値は０となる。従って、制御値はＣ１max となるので、時間ｔ７からｔ８までは、利得制御値は一定の増加率で増加する。
【００８７】
時間ｔ８において、信号レベルは次第に減少していく。ただし、時間ｔ８からｔ９までは、信号レベルの変化量は図１５に示すＰより大きい。従って、時間ｔ５からｔ６までは、第１制御値は正の値であり、第２制御値は０である。そして、時間ｔ９からｔ１０の間では、信号レベルの変化量がＰ以上となる。このとき、第２制御値はＣ２min となる。ここで、第２制御値は負の数であるので、制御値の値は第１制御値の値よりも小さくなる。従って、第２制御値を導入することによって、利得制御値の増加率を抑えることができる。また、制御値が負の数になる場合（第１制御値と第２制御値との和が負になる場合）には利得制御値が減少することとなる。これによって、利得制御値が所望の値を超えてしまう過制御（図１７に示す点線参照）を防止することができる。なお、利得制御値が減少する変化は一時的なものであり、出力信号の利得変化にはほとんど影響がない。
【００８８】
時間ｔ１０において、信号レベルは第２制御値参照レベルより小さくなる。ここで、第２制御値参照レベルとは、信号レベルの変化量が負である場合において第２制御値参照テーブルを参照するか否かの基準となる信号レベルの大きさを示す。すなわち、第２制御値決定部１３２は、信号レベル変化量が負であり、かつ、信号レベルが第２制御値参照レベルより小さい場合、第２制御値参照テーブルを参照しない（第２制御値を０に決定する）。以上より、時間ｔ１０以降は、第１制御値のみによって制御値が決定される。その結果、時間ｔ１０から時間ｔ１１までは、利得制御値は次第に増加する。
【００８９】
最後に、時間ｔ１１において、信号レベルは基準レベルの範囲内となる。このとき、第１制御値および第２制御値はともに０となるので、利得制御値の値は一定となる。以上によって、利得制御値の値は所望の値において安定することとなる。
【００９０】
以上のように、第２制御値決定部１３２は、信号レベルが増加にある場合には、信号レベルによらず第２制御値を参照する。また、信号レベルが減少にある場合で、かつ、信号レベルが基準レベルに近い場合には、収束が遅くならないよう第２制御値を参照しない。すなわち、第２制御値決定部１３２は、信号レベルの大きさと信号レベル変化量の符号に基づいて、第２制御値参照テーブル参照の可否を判断する。そして、参照しないと判断した場合、第２制御値決定部１３２は第２制御値として０を出力するようにする。
【００９１】
以上のように、第２の実施形態によれば、第１制御値に加えて、信号レベルの変化量に応じて大きさの変化する第２制御値を用いて、利得制御値が決定される。これによって、バースト入力時等における利得制御回路の応答速度をより高速にすることができる。さらに、基準レベルへの収束が遅くなると考えられる場合には、第２制御値を用いないことにより、収束が遅くなることを防止することができる。
【００９２】
なお、本実施形態においては、第２制御値参照テーブルは、第２制御値として３種類の値のみを格納する構成であった。ここで、他の実施形態においては、第２制御値参照テーブルは、第２制御値としてより多くの値を格納する構成であってもよい。図１８は、他の実施形態において用いられる第２制御値参照テーブルの構成の一例を示す図である。図１８に示すように、第２制御値参照テーブルは、図１５に示すテーブルよりも詳細に第２制御値を設定するものである。ここで、図１８においては、ＰからＱの信号レベル変化量に対して、第２制御値参照テーブルの参照アドレスが０からＳになるよう対応付けが必要である。かかる対応付けは、例えば、信号レベル変化量に値Ｐを加算することで非負の参照アドレスを生成することにより設定できる。
【００９３】
なお、第２制御値参照テーブルについても、第１制御値参照テーブルと同様、信号形態に応じて複数のテーブルを使い分けるようにしてもよい。図１９は、他の実施形態に係る利得制御回路の構成を示すブロック図である。図１９において、利得制御回路は、図１３に示す構成に加え、選択信号生成部１９１を備えている。また、第２制御値決定部１３２は、第１の第２制御値参照テーブルおよび第２の第２制御値参照テーブルという、２つの第２制御値参照テーブルを有している。選択信号生成部１９１は、図１１に示す選択信号生成部１１１と同様の動作を行う。
【００９４】
図２０は、図１９に示す利得制御回路における第２制御値決定部１３２の詳細を示すブロック図である。図２０において、第２制御値決定部１３２は、第１の変換部２０１と、第２の変換部２０２と、テーブル選択部２０３とを備えている。第１の変換部２０１は、第１の第２制御値参照テーブルを用いて、入力された信号レベル変化量から第２制御値を決定する。第２の変換部２０２は、第２の第２制御値参照テーブルを用いて、入力された信号レベル変化量から第２制御値を決定する。テーブル選択部２０３は、テーブル選択信号に基づいて、第１または第２の第２制御値参照テーブルのいずれを用いるかを選択する。
【００９５】
なお、第２制御値参照テーブルについても第１制御値参照テーブルと同様、信号形態に応じ、３つ以上の複数個のテーブルを参照してもよい。これによって、入力信号の信号形態が変化しても簡易な構成で柔軟に対応することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態に係る利得制御回路の構成を示すブロック図である。
【図２】第１の実施形態に係る利得制御回路における利得制御部１１の構成を詳細に示すブロック図である。
【図３】第１の実施形態に係る利得制御回路における信号レベル算出部１２の構成を詳細に示すブロック図である。
【図４】第１の実施形態に係る利得制御回路における利得制御値算出部１４の構成を詳細に示すブロック図である。
【図５】第１の実施形態において信号がバースト入力した場合における、出力信号の信号レベルの変化の様子の一例を示した模式図である。
【図６】第１の実施形態に係る利得制御回路における第１制御値参照テーブルの構成を示す図である。
【図７】第１の実施形態に係る第１制御値参照テーブルにおいて設定される第１制御値の値の変化を示す模式図である。
【図８】第１の実施形態の一例として、信号のバースト入力に対する利得制御値の変化を示す図である。
【図９】本発明の他の実施形態に係る利得制御回路における信号レベル算出部１２の構成を示す図である。
【図１０】他の実施形態における第１制御値参照テーブルの例を示す図である。
【図１１】他の実施形態に係る利得制御回路の構成を示すブロック図である。
【図１２】図１１に示す利得制御回路の第１制御値変換部１３の詳細を示すブロック図である。
【図１３】第２の実施形態に係る利得制御回路の構成を示すブロック図である。
【図１４】第２の実施形態に係る利得制御回路における信号レベル変化量算出部１３１の構成を詳細に示すブロック図である。
【図１５】第２の実施形態に係る利得制御回路における第２制御値参照テーブルの構成を示す図である。
【図１６】第２の実施形態における出力信号の信号レベルの変化の様子の一例を示す図である。
【図１７】第２の実施形態の一例として、信号のバースト入力に対する利得制御値の変化を示す図である。
【図１８】他の実施形態において用いられる第２制御値参照テーブルの構成の一例を示す図である。
【図１９】他の実施形態に係る利得制御回路の構成を示すブロック図である。
【図２０】図１９に示す利得制御回路における第２制御値決定部１３２の詳細を示すブロック図である。
【図２１】従来技術による利得制御回路の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１１ 利得制御部
１２ 信号レベル算出部
１３ 第１制御値変換部
１４ 利得制御値算出部
１５ 第１制御値決定部
２１ Ｄ／Ａ変換器
２２ 可変利得増幅器
２３ Ａ／Ｄ変換器
３１ 電力算出部
３２ 時間平均値算出部
４１ ループフィルタ
４１１，１４１ 加算器
４１２，１４２ 遅延器
４２ 感度調整部
９１ ハイパスフィルタ
１１１，１９１ 選択信号生成部
１２１，２０１ 第１の変換部
１２２，２０２ 第２の変換部
１２３，２０３ テーブル選択部
１３１ 信号レベル変化量算出部
１３２ 第２制御値決定部
１３３ 制御値算出部

Claims (18)

1. 入力信号の利得を制御する利得制御回路であって、
   利得の大きさを決定する利得制御値に基づいて、前記入力信号を利得制御して出力信号を生成する利得制御部と、
   前記出力信号の信号レベルに応じて値が変化する第１制御値を出力する第１制御値決定部と、
   前記出力信号の信号レベルの時間変化量を算出して信号レベル変化量を出力する信号レベル変化量算出部と、
   前記信号レベル変化量に応じて値が変化する第２制御値を出力する第２制御値決定部と、
   前記第１制御値と、前記第２制御値とに基づいて前記利得制御値を算出する利得制御値算出部とを備え、
   前記第１制御値決定部は、利得制御の目標値の基準レベルの範囲内に含まれる前記出力信号の信号レベルについては、前記利得制御値を変化させない前記第１制御値を、前記基準レベルより低い信号レベルについては、前記利得制御部における利得を上げるように前記利得制御値を変化させる前記第１制御値を、前記基準レベルより高い信号レベルについては、前記利得制御部における利得を下げるように前記利得制御値を変化させる前記第１制御値を出力し、
   前記第２制御値決定部は、所定の正の値よりも大きい前記信号レベル変化量については、前記利得制御部における利得を下げるように前記利得制御値を変化させる前記第２制御値を、所定の負の値よりも小さい前記信号レベル変化量については、前記利得制御部における利得を上げるように前記利得制御値を変化させる前記第２制御値を出力することを特徴とする、利得制御回路。
2. 前記第１制御値決定部は、前記出力信号の信号レベルと前記第１制御値とを対応付けた第１制御値参照テーブルを参照して前記第１制御値を出力し、前記第１制御値参照テーブルは、利得制御の目標値の基準レベルの範囲内に含まれる前記出力信号の信号レベルについては、前記利得制御値を変化させない前記第１制御値を対応付け、前記基準レベルより低い信号レベルについては、前記利得制御部における利得を上げるように前記利得制御値を変化させる前記第１制御値を対応付け、前記基準レベルより高い信号レベルについては、前記利得制御部における利得を下げるように前記利得制御値を変化させる第１制御値を対応付けることを特徴とする請求項１記載の利得制御回路。
3. 前記第２制御値決定部は、前記信号レベル変化量と当該信号レベル変化量に応じて値が変化する前記第２制御値とを対応付けた第２制御値参照テーブルを参照して前記第２制御値を出力し、前記第２制御値参照テーブルは、所定の正の値よりも大きい前記信号レベル変化量については、前記利得制御部における利得を下げるように前記利得制御値を変化させる前記第２制御値を対応づけ、所定の負の値よりも小さい前記信号レベル変化量については、前記利得制御部における利得を上げるように前記利得制御値を変化させる前記第２制御値を対応づけることを特徴とする、請求項１記載の利得制御回路。
4. 前記利得制御値算出部は、前記第１制御値決定部によって決定される第１制御値と前記第２制御値決定部によって決定される第２制御値とを合算した制御値を積分して利得制御値を算出することを特徴とする、請求項１に記載の利得制御回路。
5. 前記第１制御値参照テーブルは、前記出力信号の信号レベルと前記基準レベルとの差が大きくなるにつれて、変化率が次第に大きくなるように第１制御値を設定することを特徴とする、請求項２に記載の利得制御回路。
6. 前記第１制御値参照テーブルにおける前記基準レベルには、複数の信号レベルが対応付けられることを特徴とする、請求項２に記載の利得制御回路。
7. 前記利得制御値算出部は、
   前記第１制御値決定部によって決定された第１制御値と前記第２制御値決定部によって決定される第２制御値とを合算した制御値を積分する積分部と、
   前記積分部によって得られた積分値の大きさを、所定の演算処理によって調整する感度調整部とを含むことを特徴とする、請求項１記載の利得制御回路。
8. 入力信号の形態に応じて変化するテーブル選択信号を生成するテーブル選択部をさらに備え、
   前記第１制御値決定部は、複数の第１制御値参照テーブルを有し、前記テーブル選択信号に基づいて、複数の第１制御値参照テーブルの内、参照すべき第１制御値参照テーブルを選択して第１制御値を決定することを特徴とする、請求項２に記載の利得制御回路。
9. 前記第２制御値決定部は、前記信号レベル算出部によって算出される信号レベルが、前記利得制御の目標値の基準レベルから所定の範囲内にある場合であって、かつ、前記信号レベル変化量算出部によって算出される時間変化量が負である場合、前記第２制御値として０を出力することを特徴とする、請求項１に記載の利得制御回路。
10. 入力信号の形態に応じて変化するテーブル選択信号を生成するテーブル選択部をさらに備え、
    前記第２制御値決定部は、複数の第２制御値参照テーブルを有し、前記テーブル選択信号に基づいて、複数の第２制御値参照テーブルの内、参照すべき第２制御値参照テーブルを選択して第２制御値を決定することを特徴とする、請求項３に記載の利得制御回路。
11. 前記第２制御値参照テーブルに格納されている第２制御値には、複数の値の時間変化量が対応付けられた第２制御値が含まれることを特徴とする、請求項３に記載の利得制御回路。
12. 前記第１制御値決定部は、前記出力信号の信号レベルを算出する信号レベル算出部を含むことを特徴とする、請求項１に記載の利得制御回路。
13. 前記信号レベル算出部は、前記出力信号の振幅値に関する時間平均値を信号レベルとして出力することを特徴とする、請求項１２に記載の利得制御回路。
14. 前記信号レベル算出部は、前記出力信号の電力値を信号レベルとして出力することを特徴とする、請求項１２に記載の利得制御回路。
15. 前記信号レベル算出部は、前記出力信号の電力に関する時間平均値を信号レベルとして出力することを特徴とする、請求項１２に記載の利得制御回路。
16. 前記信号レベル算出部は、前記出力信号の直流成分を抑圧するハイパスフィルタを含むことを特徴とする、請求項１２記載の利得制御回路。
17. 入力信号の利得を制御する利得制御回路において用いられる記憶媒体であって、
    前記利得制御回路によって利得が制御された出力信号の信号レベルを記憶する信号レベル記憶領域と、
    信号レベルに応じて値が変化する第１制御値を、前記信号レベル記憶領域に記憶されている信号レベルと対応付けて記憶する第１制御値記憶領域と、
    前記利得制御回路によって利得制御された出力信号の信号レベルに関する時間変化量である信号レベル変化量を記憶する信号レベル変化量記憶領域と、
    前記信号レベル変化量に応じて値が変化する第２制御値を、前記信号レベル変化量記憶領域に記憶されている前記信号レベル変化量と対応付けて記憶する第２制御値記憶領域とを備え、
    前記第１制御値は、前記利得制御回路における利得の大きさを決定するための利得制御値を算出するために用いられ、
    前記第２制御値は、前記利得制御回路における利得の大きさを決定するための利得制御値を算出するために用いられ、
    前記第１制御値記憶領域においては、利得制御の目標値の基準レベルの範囲内に含まれる前記出力信号の信号レベルに対しては、前記利得制御値を変化させない前記第１制御値が対応付けられ、前記基準レベルより低い信号レベルに対しては、前記利得制御部における利得を上げるように前記利得制御値を変化させる前記第１制御値が対応付けられ、前記基準レベルより高い信号レベルに対しては、前記利得制御部における利得を下げるように前記利得制御値を変化させる第１制御値が対応付けられ、
    前記第２制御値記憶領域においては、所定の正の値よりも大きい前記信号レベル変化量 に対しては、前記利得制御部における利得を下げるように前記利得制御値を変化させる前記第２制御値が対応づけられ、所定の負の値よりも小さい前記信号レベル変化量に対しては、前記利得制御部における利得を上げるように前記利得制御値を変化させる前記第２制御値が対応づけられることを特徴とする、記憶媒体。
18. 入力信号の利得を制御する利得制御方法であって、
    利得の大きさを決定するための利得制御値に基づいて、入力信号を利得制御して出力信号を生成する利得制御ステップと、
    前記出力信号の信号レベルに応じて値が変化する第１制御値を出力する第１制御値決定ステップと、
    前記出力信号の信号レベルの時間変化量を算出して信号レベル変化量を出力する信号レベル変化量算出ステップと、
    前記信号レベル変化量に応じて値が変化する第２制御値を出力する第２制御値決定ステップと、
    前記第１制御値と、前記第２制御値とに基づいて前記利得制御値を算出する利得制御値算出ステップとを備え、
    前記第１制御値決定ステップにおいては、利得制御の目標値の基準レベルの範囲内に含まれる前記出力信号の信号レベルについては、前記利得制御値を変化させない前記第１制御値を、前記基準レベルより低い信号レベルについては、前記利得制御部における利得を上げるように前記利得制御値を変化させる前記第１制御値を、前記基準レベルより高い信号レベルについては、前記利得制御部における利得を下げるように前記利得制御値を変化させる前記第１制御値を出力し、
    前記第２制御値決定ステップにおいては、所定の正の値よりも大きい前記信号レベル変化量については、前記利得制御部における利得を下げるように前記利得制御値を変化させる前記第２制御値を、所定の負の値よりも小さい前記信号レベル変化量については、前記利得制御部における利得を上げるように前記利得制御値を変化させる前記第２制御値を出力することを特徴とする、利得制御方法。

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