JP5239910B2 - Receiver having automatic offset calibration circuit for A / D converter - Google Patents
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Description
本発明は、A/D変換器の自動オフセット校正回路を有する受信機に関する。 The present invention relates to a receiver having an automatic offset calibration circuit for an A / D converter.
近年、電子機器に対する小型化と低消費電力化の要求は著しく、移動通信システムにおける移動端末においてもその要求は著しい。 In recent years, there has been a great demand for downsizing and low power consumption of electronic devices, and the demand is also great for mobile terminals in mobile communication systems.
図1は、移動端末が具備する無線機の構成例を示すブロック図である。図1では、送信系3と受信系4がデュプレクサ2を介して、アンテナ1に接続され、無線信号が送受信される。
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration example of a radio device included in a mobile terminal. In FIG. 1, a
受信系3では、RF/IF回路5はアンテナ1とデュプレクサ2を介して受信された受信信号を高周波から中間周波数にダウンコンバートする。自動利得制御増幅器(AGCアンプ)6は、RF/IF回路5の出力信号を増幅し、直交検波回路7はそれを直交検波してベースバンドのI信号とQ信号とする。A/D変換器8は、各々出力されたアナログ信号であるI信号とQ信号をA/D変換し、復調部11中の復調回路10はそのA/D変換されたデジタル信号を復調する。復調部11中の自動利得制御回路(AGC回路)9は、A/D変換器8の出力信号の振幅レベルに応じて自動利得制御増幅器6の利得を制御し、その振幅レベルを一定にする。
In the
そして、上記の小型化と低消費電力化の要求に対応して、受信系4は、配線数と消費電力量を低減させるために単一電源で動作する構成を持つ場合が多い。また、受信系4では、受信信号は電気的なアナログ信号として再生されるが、特に単一電源で動作する受信系4では、受信信号の中心レベルはグランドに対して所定のレベルだけオフセットされる。すなわち、受信信号は、そのオフセットされた中心レベルを基準として相対的に正負の符号と大きさ(振幅)を有するアナログ信号として再生される。そして、A/D変換器8は、このアナログ信号を変換するため、同様に変換後のデジタル信号の中心レベルもグランドに対してオフセットされている。以下、A/D変換前のアナログ信号では、この中心レベルをアナログ中心レベルと称し、A/D変換後のデジタル信号では、それをデジタル中心レベルと称する。また、アナログ中心レベルとデジタル中心レベルは、A/D変換前後のアナログ量かデジタル量かの違いだけで実質的には同一であるため、以下、特にそれらをデジタル中心レベルと総称する。
In response to the above demands for miniaturization and low power consumption, the
受信系4中のA/D変換器8は、単一電源で動作する。また、A/D変換器8には、例えば外部から別途レファレンス電圧Vrefが与えられており、このレファレンス電圧Vrefに応じてA/D変換におけるレファレンスレベルが規定される。そして、A/D変換器8は、前述したアナログ信号をこのレファレンスレベルの中心(以下、レファレンス中心レベルと称する。)を基準として正負の符号を有するデジタル信号に変換する。
The A /
また、このA/D変換が適正に行われるために、変換される信号の基準レベルであるデジタル中心レベルとA/D変換器8の基準レベルであるレファレンス中心レベルは、一致させる必要がある。
しかし、デジタル中心レベルはA/D変換器8の前段までのアナログ回路の製品誤差やアナログ回路の動作に伴う温度変化に応じて変動する。以下、これらデジタル中心レベルの変動をオフセット誤差と称する。
In addition, in order for this A / D conversion to be performed properly, the digital center level that is the reference level of the signal to be converted and the reference center level that is the reference level of the A /
However, the digital center level varies depending on the product error of the analog circuit up to the previous stage of the A /
このオフセット誤差に応じてデジタル中心レベルとレファレンス中心レベルとが一致しないと、適正なデジタル信号に変換されず、適正な受信データが再生されない。そしてこれに伴い、例えば同期信号の検出ができずに同期不良を起こすなど、受信機としての性能も低下する。 If the digital center level and the reference center level do not match in accordance with the offset error, the digital signal is not converted into an appropriate digital signal, and appropriate received data is not reproduced. Along with this, the performance as a receiver also deteriorates, for example, the synchronization signal cannot be detected and a synchronization failure occurs.
近年実用化されている移動端末では、その変調方式にπ/4シフトQPSKやMSKやスペクトル拡散によるCDMA方式が用いられている。前述したとおり、移動端末において受信機が受信した信号は所定の中心レベルを基準として正負の符号と大きさ(振幅)を有するアナログ信号として再生されるが、これらの変調方式における受信信号には正負の情報がほぼ均等に含まれている。そのため、例えばA/D変換器8の出力であるデジタル信号をモニタし、所定の期間で平均化することによりデジタル中心レベルのオフセット誤差を算出することができる。そこで従来、復調部11が有する自動オフセット校正回路(AOC(Automatic Offset Control)回路)20がこの誤差を算出し、誤差に応じてレファレンスレベルを校正していた。これにより、レファレンス中心レベルはデジタル中心レベルに追従し、適正なA/D変換が行われる。
In mobile terminals that have been put into practical use in recent years, π / 4 shift QPSK, MSK, or CDMA based on spread spectrum is used as the modulation method. As described above, the signal received by the receiver at the mobile terminal is reproduced as an analog signal having a positive and negative sign and magnitude (amplitude) with reference to a predetermined center level. Is almost equally included. Therefore, for example, the digital signal that is the output of the A /
特許文献1には、バースト信号の検出前にバースト信号の周期以上の時間で信号の受信レベルを測定し、その最大値または平均値を保持し、その保持された受信レベルの値に基づいて自動利得制御増幅器(AGCアンプ)を調整してからバースト検出を開始する旨が記載されている。
In
特許文献2には、入力されたバースト信号のレベルを測定し、所望とするレベルとの誤差を保存し、その誤差に応じて後続するバースト信号の利得を決定し、自動利得制御増幅器(AGCアンプ)を調整する旨が記載されている。
以上の特許文献1及び2は、自動利得制御に関するものであり、A/D変換器のオフセット校正に関する本発明の趣旨とは異なる。
しかしながら、従来多元接続方式として同じ周波数帯域の信号を時間分割して複数チャネルを作り、各チャネルにタイムスロットが割り当てられるTDMA(Time Division Multiple Access)方式が用いられる場合、以下に示す不都合が生じていた。TDMA方式では、チャネルが使用されない場合やチャネルでの同期がとれない場合があるため、各チャネルにおいて送受信される信号(以下、バースト信号と称する。)が、割り当てられたタイムスロット内に常に存在するわけではない。さらにTDMA方式では、受信機が各チャネルで送信されるバースト信号を受信する際に、各々のバースト信号の重なりを防ぐための時間間隔(以下、ガードタイムと称する。)が設けられている。つまり、TDMA方式には、チャネル不使用や同期不良によりバースト信号が存在しない期間や、バースト信号の重なりを防ぐためのガードタイム期間のような、バースト信号の非受信期間が存在する。 However, when the TDMA (Time Division Multiple Access) method is used in which multiple channels are created by time-dividing signals in the same frequency band as in the conventional multiple access method, and a time slot is assigned to each channel, the following inconvenience occurs. It was. In the TDMA system, there is a case where a channel is not used or there is a case where synchronization is not achieved in the channel. Therefore, a signal transmitted and received in each channel (hereinafter referred to as a burst signal) is always present in an assigned time slot. Do not mean. Further, in the TDMA system, when the receiver receives a burst signal transmitted on each channel, a time interval (hereinafter referred to as a guard time) is provided to prevent the burst signals from overlapping each other. That is, the TDMA system has a burst signal non-reception period such as a period in which no burst signal exists due to channel non-use or synchronization failure, and a guard time period for preventing overlap of burst signals.
そして、この非受信期間では、受信機はノイズ成分のみを受信するが、このノイズ成分の電界強度は小さいため、自動利得制御回路9の動作により自動利得制御増幅器6の利得は最大に制御される。一般に自動利得制御増幅器6の利得は一定の余裕を有するように設計されるので、ノイズ成分に対する利得は非常に高くなる傾向がある。そして、その増幅されたノイズ成分の平均値に基づくオフセット校正が行われ、レファレンスレベルが校正される。ノイズ成分がAWGN(additive white Gaussian noise/加算性ホワイトガウスノイズ)であれば、長期的にはノイズ成分の平均値に大きな変動はないが、利得最大としているため雑音分布の分散が大きく、短期的にはその平均値は変動する。すなわち、この変動するノイズ成分の平均値に基づいてオフセット校正が行われるため、レファレンスレベルも変動する。
In this non-reception period, the receiver receives only the noise component, but since the electric field strength of this noise component is small, the gain of the automatic
以上のようにTDMA方式において、図1に示すA/D変換器8の自動オフセット校正回路20を有する受信機が用いられる場合、非受信期間が存在することに起因して、ノイズ成分に応じてレファレンスレベルが変動するため、適正なオフセット校正が行われないという課題がある。
As described above, in the TDMA system, when a receiver having the automatic
そこで、本発明の目的は、非受信期間での不適正なオフセット校正を回避できる自動オフセット校正回路を有する受信機を提供することにある。 Therefore, an object of the present invention is to provide a receiver having an automatic offset calibration circuit that can avoid inappropriate offset calibration in a non-reception period.
1つの態様によれば、単一電源で動作する受信機において、受信信号を処理してアナログ信号を出力するアナログ回路と、前記アナログ信号をレファレンスレベルに基づいてデジタル信号に変換するA/D変換器と、前記デジタル信号を復調する復調回路と、A/D変換された前記デジタル信号の中心レベルを検出し、検出した当該デジタル信号の中心レベルとレファレンスレベルの中心レベルとを一致させるオフセット校正を行う自動オフセット校正回路とを有し、バースト信号の受信期間は前記オフセット校正を行い、バースト信号の非受信期間は前記オフセット校正を停止する。 According to one aspect, in a receiver operating with a single power source, an analog circuit that processes a received signal and outputs an analog signal, and A / D conversion that converts the analog signal into a digital signal based on a reference level Detector, a demodulating circuit for demodulating the digital signal, a center level of the A / D converted digital signal, and an offset calibration for matching the detected center level of the digital signal with the center level of the reference level And an automatic offset calibration circuit that performs the offset calibration during a burst signal reception period, and stops the offset calibration during a burst signal non-reception period.
上記発明によれば、非受信期間での不適正なオフセット校正を回避できる自動オフセット校正回路を有する受信機を提供することができる。 According to the above invention, it is possible to provide a receiver having an automatic offset calibration circuit that can avoid inappropriate offset calibration in a non-reception period.
以下、図面にしたがって本発明の実施の形態について説明する。但し,本発明の技術的範囲はこれらの実施の形態に限定されず,特許請求の範囲に記載された事項とその均等物まで及ぶものである。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. However, the technical scope of the present invention is not limited to these embodiments, but extends to the matters described in the claims and equivalents thereof.
[一般的な受信機の構成例]
図2は、一般的な受信機の構成例を示すブロック図である。はじめに、オフセット校正を行う自動オフセット校正回路20を有する一般的な受信機の構成を図2を用いて説明する。自動利得制御増幅器6は、自動利得制御回路9から入力される自動利得制御信号Sgに応じた利得で受信信号sig1を増幅し、直交検波回路7に出力する。直交検波回路7は、本実施の形態におけるアナログ回路であり、入力信号をI信号(同相成分)とQ信号(直交成分)に分波し、分波された各々の信号をミキサMixa、Mixbでダウンコンバートし、ローパスフィルタLPFにより高周波帯域を除去してベースバンド帯域のアナログ信号であるI信号とQ信号を出力する。
[Example of general receiver configuration]
FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration example of a general receiver. First, the configuration of a general receiver having an automatic offset
本構成例ではI信号とQ信号の各々の信号に対して個別にA/D変換を行うため、2つのA/D変換器8a、8bが配設されている。なお、本実施の形態における符号の添字aはI信号のみに係る構成要素を表し、添字bはQ信号のみに係る構成要素を表す。また、I信号とQ信号に対しては同一の処理が行われるため、以下の説明において添字a、bは適宜省略する。
In this configuration example, two A /
A/D変換器8は、入力されるレファレンス電圧Vrefに基づいてレファレンスレベルを規定し、I信号とQ信号をデジタル信号に変換する。復調回路10は、入力されるI信号とQ信号から復調信号を生成する。同期検出回路12は、復調信号内の同期信号を検出する。なお、この同期信号に基づいて後段で受信信号の同期処理が行われる。自動利得制御回路9は、A/D変換器8の出力信号の振幅レベルをモニタし、そのレベルに応じた自動利得制御信号SgをD/A変換器13を介して自動利得制御増幅器6に出力する。D/A変換器13は、自動利得制御回路9が生成するデジタルの自動利得制御信号Sgをアナログ信号に変換する。
The A /
なお、自動利得制御回路9は、自動利得制御増幅器6の出力レベルを制御することを目的としているため、自動利得制御増幅器6の出力であって、A/D変換器8でA/D変換される前までのアナログ信号の出力レベルをモニタしてもよい。
Since the automatic
自動オフセット校正回路20は、A/D変換器8のオフセット校正を行う。I信号とQ信号に対してそれぞれ個別にオフセット校正が行われ、前述したとおり、その構成要素の符号にはI信号とQ信号に対応した添字a、bが付してある。平均化回路15は、A/D変換器8の出力であるデジタル信号を所定期間で平均して、その平均値を出力する。加算器17は、その平均値から基準値Refを減算する。レファレンス制御回路16は、その減算結果に応じて、A/D変換器8のレファレンスレベルを規定するレファレンス電圧Vrefを生成し、A/D変換器8に出力する。
The automatic offset
[オフセット校正の動作例]
次に、オフセット校正の動作例を図2〜図5を用いて説明する。
[Operation example of offset calibration]
Next, an operation example of offset calibration will be described with reference to FIGS.
図3は、単一電源で動作するA/D変換器8における、オフセット校正前のA/D変換の動作概念図である。A/D変換器8に対して左が入力であるアナログ信号側を表し、右がA/D変換後の出力であるデジタル信号側を表す。図3中の太線で示すアナログ信号A1は、受信信号sig1が自動利得制御増幅器6により増幅され、直交検波回路7により直交検波された後A/D変換器8に入力されるI信号またはQ信号の一部を表す。
FIG. 3 is an operation conceptual diagram of A / D conversion before offset calibration in the A /
なお、図3中に示すアナログ信号A1は矩形波であるが、波形はこれに限らない。前述したとおり、アナログ信号A1の中心レベルはグランドGNDに対してオフセットレベルVoffだけオフセットされており、そのオフセットレベルVoffをアナログ中心レベルとして相対的に正負の符号と大きさ(振幅)を有する。なお、前述したとおり、このアナログ中心レベルはA/D変換後のデジタル信号の中心レベル(デジタル中心レベル)を表す。 Note that the analog signal A1 shown in FIG. 3 is a rectangular wave, but the waveform is not limited thereto. As described above, the center level of the analog signal A1 is offset with respect to the ground GND by the offset level Voff, and has a relatively positive sign and magnitude (amplitude) with the offset level Voff being the analog center level. As described above, this analog center level represents the center level (digital center level) of the digital signal after A / D conversion.
A/D変換器8には、レファレンス校正回路20からレファレンス電圧Vrefが与えられており、A/D変換におけるレファレンスレベルは、このレファレンス電圧Vrefに基づいて規定される。本構成では、例えばレファレンス電圧Vrefの1/2のレベル又は同一レベルを前述したA/D変換におけるレファレンス中心レベルVcrとする。
The A /
そして、A/D変換器8は、このレファレンス中心レベルVrcを基準とし、入力されるアナログ信号A1を所定のサンプリング周波数で量子化し、相対的に正負の符号と大きさ(振幅)を有するデジタル信号D1に変換される。
The A /
図3においては、アナログ中心レベルと、レファレンス中心レベルVrcが一致しているため、適正なデジタル信号D1に変換される。 In FIG. 3, since the analog center level and the reference center level Vrc coincide with each other, it is converted into an appropriate digital signal D1.
しかし、前述したとおり、アナログ中心レベルはA/D変換器8の前段までのアナログ回路の製品誤差やアナログ回路の動作に伴う温度変化に応じて変動する。したがって、アナログ中心レベルとA/D変換器8のレファレンス中心レベルとのずれを校正する必要がある。
However, as described above, the analog center level varies according to the product error of the analog circuit up to the previous stage of the A /
図4は、アナログ中心レベルが変動した場合のオフセット校正前のA/D変換の動作概念図である。図4において、アナログ信号A2のアナログ中心レベルはオフセットレベルVoff’であり、図4中のアナログ信号側に破線で示す図3におけるアナログ中心レベルVoffと比較するとオフセット誤差ΔVoffを有する。 FIG. 4 is an operation conceptual diagram of A / D conversion before offset calibration when the analog center level fluctuates. In FIG. 4, the analog center level of the analog signal A2 is an offset level Voff ′, and has an offset error ΔVoff as compared with the analog center level Voff in FIG. 3 indicated by a broken line on the analog signal side in FIG.
一方で、レファレンス校正回路20からA/D変換器8に与えられているレファレンス電圧Vrefが変わらない場合、レファレンスレベルは変わらず、レファレンス中心レベルVcrも変わらない。その場合、アナログ中心レベルVoff’とレファレンス中心レベルVrcが異なり、その状態でアナログ信号A2がA/D変換されると、図4中のデジタル信号D2が出力される。このデジタル信号D2は、図3の適正なデジタル信号D1と異なる。
On the other hand, when the reference voltage Vref supplied from the
図4中のデジタル信号側に示す破線は、前述したとおり、アナログ中心レベルと実質的に同一であるデジタル中心レベルを表す。また、同様にデジタル信号側のオフセット誤差ΔVoffもアナログ信号側と同一である。 The broken line shown on the digital signal side in FIG. 4 represents the digital center level that is substantially the same as the analog center level, as described above. Similarly, the offset error ΔVoff on the digital signal side is the same as that on the analog signal side.
すなわち、図4のデジタル信号側に示す図は、デジタル中心レベルVoff’とレファレンス中心レベルVrcにオフセット誤差ΔVoffが存在し、それらが一致しない場合、適正なA/D変換が行われず、所望とするデジタル信号が出力されないことを示す。そこで、これを回避するためにオフセット校正が行われる。 That is, in the diagram shown on the digital signal side in FIG. 4, when the offset error ΔVoff exists between the digital center level Voff ′ and the reference center level Vrc, and they do not coincide with each other, appropriate A / D conversion is not performed and the desired value is obtained. Indicates that no digital signal is output. Therefore, offset calibration is performed to avoid this.
図4を例として、以下に自動オフセット校正回路20が行うオフセット校正の態様を説明する。まずA/D変換後の出力であるデジタル信号D2が平均化される。グランドGNDを基準として正値で示されるデジタル信号D2のレベルが平均化される場合、デジタル中心レベルVoff’が算出される。そして、このデジタル中心レベルVoff’からレファレンス中心レベルVrcが減算されることにより、レファレンス中心レベルVrcを基準として符号を有するオフセット誤差ΔVoffが算出される。また、レファレンス中心レベルVrcを基準ゼロとする正負の符号を有するデジタル信号D2のレベルが平均化される場合、前述したオフセット誤差ΔVoffがそのまま算出される。そして、自動オフセット校正回路20は、そのオフセット誤差ΔVoffを解消し、図4におけるレファレンス中心レベルVrcをデジタル中心レベルVoff’に一致させるように、レファレンス電圧Vrefを校正する。なお、実際のオフセット誤差ΔVoffは、A/D変換されたデジタル信号をある期間で平均化することにより算出される。
The mode of offset calibration performed by the automatic offset
図5は、オフセット校正後のA/D変換器8の動作概念図である。図5では、前述したとおりA/D変換器8に校正されたレファレンス電圧Vref’が与えられ、A/D変換器8においてレファレンス電圧Vref’に基づくレファレンスレベルが規定される。これに応じてレファレンス中心レベルVrc’は、デジタル中心レベルVoff’と一致する。
FIG. 5 is a conceptual diagram of the operation of the A /
以上のオフセット校正により、その後A/D変換器8に入力されるアナログ信号A3は、図3に示す適正なデジタル信号D1と同等のデジタル信号D3に変換される。
By the offset calibration described above, the analog signal A3 that is subsequently input to the A /
図2に戻り、I信号に対してオフセット校正が行われる場合の自動オフセット校正回路20の動作を以下に示す。A/D変換器8aは、レファレンス電圧Vrefaにより規定されるレファレンスレベルに基づいて、入力されるアナログ信号をデジタル信号にA/D変換する。平均化回路15aは、所定の期間で前記デジタル信号を平均化し、デジタル中心レベルVoff’を算出して加算器17aに出力する。
Returning to FIG. 2, the operation of the automatic offset
加算器17aに入力される基準値Refは、オフセット校正が行われる前の理想的なレファレンス中心レベルVrcである。加算器17aは、平均化回路15aから入力されるデジタル中心レベルVoff’からこの基準値Refを減算し、オフセット誤差ΔVoffを算出する。
The reference value Ref input to the
レファレンス制御回路16aは、減算結果であるオフセット誤差ΔVoffに基づいてオフセット誤差ΔVrefが0になるようにレファレンス電圧Vrefaを制御する。例えばPID制御などのフィードバック制御が採用される。この制御により、A/D変換器8のレファレンス中心レベルVrc’は、デジタル中心レベルVoff’に徐々に一致する。
The
[TDMA方式における動作説明]
次にTDMA方式において、図2に示される受信機が用いられた場合の動作を説明する。
[Description of operation in TDMA system]
Next, the operation when the receiver shown in FIG. 2 is used in the TDMA system will be described.
図6は、図2で示す受信機のTDMA方式における動作例を示す図である。また、図6は従来の問題点を示す。図6には3つのグラフGR1〜GR3がそれぞれ個別に記載されているが、横軸に示す時間変化はそれぞれのグラフ間で同期している。第1のグラフGR1は、時間変化に対するTDMA方式の受信信号であるバースト信号の受信電界強度の変化を示す。TDMA方式では時間分割されたタイムスロットに複数チャネルが個別に割り当てられるため、第1のグラフGR1は、各チャネルに送信されたバースト信号B1、B2、・・の受信状況を示している。バースト信号受信期間T3は、バースト信号B3が受信されなかった非受信期間を示す。また、ガードタイムGT1、GT2・・は、前述したとおり受信した各々のバースト信号の重なりを防ぐために設定された時間間隔であり、このガードタイムGT1、GT2・・も非受信期間である。 FIG. 6 is a diagram illustrating an operation example in the TDMA scheme of the receiver illustrated in FIG. FIG. 6 shows a conventional problem. Although three graphs GR1 to GR3 are individually shown in FIG. 6, the time change shown on the horizontal axis is synchronized between the respective graphs. The first graph GR1 shows a change in the received electric field strength of a burst signal that is a TDMA received signal with respect to a time change. In the TDMA scheme, a plurality of channels are individually assigned to time-divided time slots, so the first graph GR1 shows the reception status of burst signals B1, B2,... Transmitted to each channel. The burst signal reception period T3 indicates a non-reception period in which the burst signal B3 is not received. Further, the guard times GT1, GT2,... Are time intervals set to prevent overlapping of the received burst signals as described above, and the guard times GT1, GT2,.
また、受信機が受信した各々のバースト信号B1、B2、B4の電界強度は、伝搬距離や天候や障害物の有無等の伝播環境の影響を受けて減衰する。そのため、第1のグラフGR1において受信機が受信したバースト信号B1、B2、B4の電界強度は各々異なっている。なお、受信した個々のバースト信号B1、B2、B4の各電界強度はバースト信号受信期間T1、T2、T4内では一定とする。 In addition, the electric field strength of each of the burst signals B1, B2, and B4 received by the receiver is attenuated by the influence of the propagation environment such as the propagation distance, the weather, and the presence or absence of an obstacle. Therefore, the electric field strengths of the burst signals B1, B2, and B4 received by the receiver in the first graph GR1 are different from each other. Note that the electric field strengths of the received individual burst signals B1, B2, and B4 are constant in the burst signal reception periods T1, T2, and T4.
また、本実施の形態において、バースト信号は所定のヘッダ情報を有する。受信機は、受信した個々のバースト信号に対して、はじめにその受信レベルに応じて自動利得制御(AGC)による利得調整を行う。そこで、ヘッダ情報には、その利得調整のために用いられるAGC制御コードが含まれる。さらに、ヘッダ情報には、バースト信号の同期処理に必要な同期信号(ユニークワード)やガードタイム期間の情報などのタイミング情報が含まれる。 In the present embodiment, the burst signal has predetermined header information. The receiver first performs gain adjustment by automatic gain control (AGC) on each received burst signal in accordance with the reception level. Therefore, the header information includes an AGC control code used for gain adjustment. Further, the header information includes timing information such as a synchronization signal (unique word) and guard time period information necessary for the burst signal synchronization processing.
次に、第2のグラフGR2は、時間変化と自動利得制御回路9が出力する自動利得制御信号Sgとの関係を示す。また、時刻t1〜t7は、グラフの変化点での時刻を示す。第2のグラフGR2が表す変化については後述する。
Next, the second graph GR2 shows the relationship between the time change and the automatic gain control signal Sg output from the automatic
第3のグラフGR3は、自動オフセット校正回路20のオフセット校正を動作させるか否かを示す。「on」の時は動作させ、「off」の時は動作を止める。第3のグラフGR3は、自動オフセット校正回路20を常に動作させることを示している。
The third graph GR3 shows whether or not the offset calibration of the automatic offset
前述したとおり、各々のバースト信号の電界強度は、各々の伝播環境により異なる。そこで、受信されたバースト信号は自動利得制御増幅器6により増幅されるが、自動利得制御増幅器6には、A/D変換器8の出力信号の振幅レベルに対する帰還ループが構成されている。すなわち、自動利得制御(AGC)として、A/D変換機8の出力信号であるデジタル信号の振幅レベルを一定にするように自動利得制御増幅器6の利得調整が行われる。
As described above, the electric field strength of each burst signal varies depending on each propagation environment. Therefore, the received burst signal is amplified by the automatic
自動利得制御回路9はA/D変換器8の出力信号のレベルをモニタし、その出力レベルに応じて自動利得制御信号Sgを自動利得制御増幅器6に出力する。そして、自動利得制御増幅器6はその自動利得制御信号Sgに応じた利得で受信信号を増幅する。なお、A/D変換器8の出力信号に要求されるレベルとして、例えば後段の復調回路10での処理に対応できる最も有効なレベルが設計により規定されている。
The automatic
また、受信されるバースト信号のダイナミックレンジは、前述した伝搬環境等を考慮して想定することができる。そして、そのダイナミックレンジとA/D変換器8の出力信号に要求される振幅レベルとから、自動利得制御信号Sgとして必要な範囲が想定される。しかし、自動利得制御増幅器6の前段までの無線部には個体利得差が存在するため、一般的に自動利得制御信号Sgの範囲は、一定のマージンを加えた広い範囲に設定可能である。
The dynamic range of the received burst signal can be assumed in consideration of the propagation environment described above. From the dynamic range and the amplitude level required for the output signal of the A /
そして、受信機では、TDMA方式におけるガードタイムやバースト信号の非受信のような非受信期間であっても、自動利得制御(AGC)が常に動作している。そのため、非受信期間では、以下に示すノイズ成分に基づいたオフセット校正が行われる。 In the receiver, automatic gain control (AGC) always operates even during a non-reception period such as a guard time in the TDMA scheme or a non-reception of a burst signal. Therefore, in the non-reception period, offset calibration based on the noise component shown below is performed.
まず、非受信期間では、小電界強度のノイズ成分のみが受信されるため、自動利得制御増幅器6を介して、A/D変換器8から所定の振幅レベルに達していないデジタル信号が出力される。自動利得制御回路9は、A/D変換器8から出力されるデジタル信号の振幅レベルを常に一定値にするために自動利得制御信号Sgを調整するので、自動利得制御回路9は、前述したマージン幅の最大値Sg_maxの自動利得制御信号Sgを出力する。これにより、自動利得制御増幅器6はノイズ成分を最大利得で増幅し、A/D変換器8を介して増幅されたノイズ成分が出力される。そして、自動オフセット校正回路20は、そのノイズ成分に基づいてオフセット校正を行い、A/D変換器8のレファレンスレベルが校正される。このように、非受信期間では、レファレンスレベルがノイズ成分に応じて変動し、A/D変換器8はその変動したレファレンスレベルに基づいて後続するバースト信号をA/D変換するため、適正なデジタル信号に変換できない。
First, in the non-reception period, only a noise component having a small electric field strength is received, so that a digital signal that does not reach a predetermined amplitude level is output from the A /
図6に戻り、第1のグラフGR1において、バースト信号B1を受信後のガードタイムGT1は非受信期間である。ガードタイムGT1での受信信号は、小電界強度のノイズ成分のみであるため、第2のグラフGR2の時刻t1〜t2の期間では、自動利得制御信号Sgは、制御可能な範囲内の最大値Sg_maxに向かって増加する。そして、ガードタイムGT1の経過後の時刻t2から、次のバースト信号B2に対する利得調整が行われる。そこで、自動利得制御回路9は、はじめにバースト信号B2が有するヘッダ情報内のAGC制御コードを利用してバースト信号B2に対する利得調整を行う。
Returning to FIG. 6, in the first graph GR1, the guard time GT1 after receiving the burst signal B1 is a non-reception period. Since the received signal at the guard time GT1 is only a noise component having a small electric field strength, the automatic gain control signal Sg is the maximum value Sg_max within the controllable range during the period from time t1 to t2 in the second graph GR2. Increase towards. Then, the gain adjustment for the next burst signal B2 is performed from time t2 after the elapse of the guard time GT1. Therefore, the automatic
第2のグラフGR2では、時刻t2〜t3の期間がバースト信号B2に対する利得調整により利得が安定するまでの期間を表す。また、本動作例では第1のグラフGR1に示すように、バースト信号受信期間T2におけるバースト信号B2の受信電界強度は一定であるため、それに対応して、第2のグラフG2では、時刻t3〜t4の期間で自動利得制御信号Sgは一定である。なお、前述したとおり、自動利得制御回路9は、A/D変換器8の出力信号の振幅レベルを一定にするように動作している。よって、第1のグラフGR1において、バースト信号B1の受信電界よりもバースト信号B2の受信電界強度が大きいことに対応し、第2のグラフGR2において、バースト信号B1における自動利得制御信号Sgよりもバースト信号B2における自動利得制御信号Sgの方が小さく制御されている。
In the second graph GR2, the period from time t2 to t3 represents the period until the gain is stabilized by the gain adjustment for the burst signal B2. Further, in this operation example, as shown in the first graph GR1, since the reception electric field strength of the burst signal B2 in the burst signal reception period T2 is constant, correspondingly, in the second graph G2, the time t3 to The automatic gain control signal Sg is constant during the period t4. As described above, the automatic
次に、バースト信号B3は受信されないため、バースト信号B2受信後の時刻t4〜t6までは非受信期間である。そのため、自動利得制御信号Sgは、最大値Sg_maxに向かって増加し、時刻t5においてその最大値Sg_maxに達する。そして、時刻t6におけるバースト信号B4の受信に応答して、自動利得制御信号Sgは低下する。 Next, since the burst signal B3 is not received, the period from time t4 to t6 after reception of the burst signal B2 is a non-reception period. Therefore, the automatic gain control signal Sg increases toward the maximum value Sg_max, and reaches the maximum value Sg_max at time t5. Then, in response to reception of burst signal B4 at time t6, automatic gain control signal Sg decreases.
また、第3のグラフGR3に示すように、受信機が動作中に、自動オフセット校正回路20は、常に自動オフセット校正を行っている。つまり、前述したとおり非受信期間において、A/D変換器8のレファレンスレベルは、ノイズ成分に基づいてオフセット校正されている。このため、例えば第2のグラフGR2に示される時刻t4〜t6のような、長期の非受信期間の後に受信されるバースト信号B4に対しては、ノイズ成分に基づいてオフセット校正されたレファレンスレベルでのA/D変換が行われるため、その後に入力されるバースト信号B4に対して、少なくとも開始時は適正なデジタル信号に変換されない。
Further, as shown in the third graph GR3, the automatic offset
[第1の実施の形態]
前述したように、常に自動利得制御回路20を動作させておくと、バースト信号の非受信期間では、A/D変換器8のレファレンスレベルに対して、ノイズ成分に基づくオフセット校正が常に行われる。そこで、これを回避するために、本実施の形態における自動オフセット校正回路は、バースト信号の受信状況を検出し、バースト信号の受信期間はオフセット校正を行い、バースト信号の非受信期間はオフセット校正を停止する。
[First embodiment]
As described above, if the automatic
図7は、第1の実施の形態における受信機の構成を示すブロック図である。図2に示す一般的な受信機の構成例を示すブロック図との違いは、自動オフセット校正回路20がオフセット校正を停止させる停止信号S1を出力する利得比較回路24を有することで、それ以外の同一又は対応する構成要素には同一符号を付している。また、以下オフセット校正の停止に係る停止信号はLowアクティブとする。
FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of the receiver in the first embodiment. The difference from the block diagram showing the configuration example of the general receiver shown in FIG. 2 is that the automatic offset
自動オフセット校正回路20は、図2に示す構成と同様に平均化回路15とレファレンス制御回路16と加算回路17とを有し、A/D変換器のレファレンスレベルの調整を行い、デジタル信号の中心レベルとレファレンスレベルの中心レベルとを一致させる。
Similar to the configuration shown in FIG. 2, the automatic offset
利得比較回路24は、図7に示すように自動利得制御増幅器6の利得に対応する自動利得制御信号Sgをモニタし、その利得状況からバースト信号の受信状況を検出する。前述したとおり、バースト信号の非受信期間では、受信機は小電界強度のノイズ成分のみを受信し、自動利得制御増幅器6の利得が増加するため、利得状況からバースト信号の受信状況が検出可能である。そして、利得比較回路24は、自動利得制御信号Sgが規定値Sg_r未満の場合は、バースト信号の受信期間を検出し、規定値Sg_r以上の場合は、バースト信号の非受信期間を検出し、さらに、平均化回路15に停止信号S1を出力する。
The
平均化回路15は、A/D変換器8の出力であるデジタル信号を一定期間内で平均化する。そして、その平均値がアップデートされて、レファレンス中心レベルが校正される。平均化回路15は、この停止信号S1の受信に応じて平均値のアップデートを中止し、停止信号S1を受信する直前の平均値を加算器17に出力する。そのため、自動利得制御信号Sgが規定値Sg_r以上の場合は、レファレンス制御回路16はA/D変換器8のオフセット校正を停止する。すなわち、バースト信号の非受信期間において、自動オフセット校正回路20は、平均化回路15におけるアップデートを停止することで、オフセット校正を停止する。
The averaging circuit 15 averages the digital signal that is the output of the A /
また、図示しないが、レファレンス制御回路16が停止信号S1を受信してもよい。この場合、レファレンス制御回路16は、この停止信号S1に応答してレファレンス電圧Vrefの校正を停止し、停止信号S1を受信する直前のレファレンス電圧を出力する。すなわち、バースト信号の非受信期間において、レファレンス制御回路16におけるレファレンス電圧Vrefの校正を停止することで、自動オフセット校正回路20は、オフセット校正を停止する。
Further, although not shown, the reference control circuit 16 may receive the stop signal S1. In this case, the reference control circuit 16 stops the calibration of the reference voltage Vref in response to the stop signal S1, and outputs the reference voltage immediately before receiving the stop signal S1. That is, the automatic offset
図8は、図7で示す受信機のTDMA方式における動作例を示す図である。図6と同様に図8も3つのグラフGR1〜GR3が示されている。 FIG. 8 is a diagram illustrating an operation example in the TDMA scheme of the receiver illustrated in FIG. Similar to FIG. 6, FIG. 8 also shows three graphs GR1 to GR3.
第2のグラフG2に前述した図7の規定値Sg_rが示されている。規定値Sg_rは、設計または調整により決められる値である。そして、自動利得制御信号Sgが規定値Sg_r以下の場合は、利得比較回路24はバースト信号の受信期間を検出して、自動オフセット校正回路20は、オフセット校正を行う。一方、自動利得制御信号Sgが規定値Sg_rを超えた場合は、利得比較回路24はバースト信号の非受信期間を検出して停止信号S1を出力し、自動オフセット校正回路20は、オフセット校正を停止する。
The prescribed value Sg_r of FIG. 7 described above is shown in the second graph G2. The specified value Sg_r is a value determined by design or adjustment. When the automatic gain control signal Sg is equal to or less than the specified value Sg_r, the
第2のグラフGR2において、利得比較回路24は、ガードタイムGT1での自動利得制御信号Sgが規定値Sg_rに達する時刻Taまでは、バースト信号の受信期間を検出するが、時刻Taからは、バースト信号の非受信期間を検出し、停止信号S1を出力する。そして、利得比較回路24は、時刻Taからバースト信号B2の受信に応じて自動利得制御信号Sgが減少して規定値Sg_rに達する時刻Tbまでは、バースト信号の非受信期間を検出するが、時刻Tbからは、バースト信号の受信期間を検出し、停止信号S1の出力を解除する。
In the second graph GR2, the
同様に、利得比較回路24は、Tcにおいてバースト信号の非受信期間を検出して停止信号S1を出力し、時刻Tb、Tdにおいてバースト信号の受信期間を検出して停止信号S1の出力を解除する。
Similarly, the
第3のグラフGR3は自動オフセット校正回路20が行うオフセット校正の「on」と「off」を表すとともに、それと対応する停止信号S1のレベル変化を表す。自動オフセット校正回路20は、利得比較回路24からLowレベルの停止信号S1が出力されている時刻Ta〜Tbおよび時刻Tc〜Tdにおいてオフセット校正を停止している。
The third graph GR3 represents “on” and “off” of the offset calibration performed by the automatic offset
このように、例えば第2のグラフGR2の時刻Tc〜Tdに示される長期の非受信期間において、ノイズ成分に基づくオフセット校正を停止できるため、その後受信されるバースト信号B4に対して適正なレファレンスレベルでのA/D変換が行われ、適正なデジタル信号が出力される。 In this manner, for example, offset calibration based on the noise component can be stopped in the long non-reception period shown at times Tc to Td of the second graph GR2, so that an appropriate reference level for the burst signal B4 received thereafter A / D conversion is performed at, and an appropriate digital signal is output.
なお、ガードタイムGT1〜GT3はバースト信号受信期間T1〜T4と比較すると極めて短い期間である。そのため、ガードタイムGT1におけるA/D変換器のレファレンスレベルの変動も微小である。そこで、自動オフセット校正回路20は、ガードタイムGT1〜GT3における短期の非受信期間はオフセット校正を継続して行い、バースト信号受信期間T3のような長期の非受信期間のみオフセット校正を停止してもよい。
Note that the guard times GT1 to GT3 are extremely shorter than the burst signal reception periods T1 to T4. Therefore, the fluctuation of the reference level of the A / D converter at the guard time GT1 is also very small. Therefore, the automatic offset
また、以上のオフセット校正では、図4におけるレファレンス中心レベルVrcとデジタル中心レベルVoff’のオフセット誤差ΔVoffをゼロにするように、自動オフセット校正回路20がレファレンス電圧Vrefを制御する。そして、レファレンス中心レベルVrcをデジタル中心レベルVoff’に追従させて、一致させる。
In the offset calibration described above, the automatic offset
しかし、オフセット校正として、A/D変換器8に入力されるレファレンス電圧Vrefは常に一定とし、すなわちレファレンス中心レベルVrcは一定として、アナログ中心レベル(またはデジタル中心レベル)Voff’をレファレンス中心レベルVrcに一致させるように制御してもよい。
However, as an offset calibration, the reference voltage Vref input to the A /
図9は、第1の実施の形態に示す受信機の変形例を示すブロック図である。図9に示す受信機は、受信したアナログ信号に対してレベル調整を行う回路を有する。 FIG. 9 is a block diagram showing a modification of the receiver shown in the first embodiment. The receiver shown in FIG. 9 has a circuit that performs level adjustment on a received analog signal.
A/D変換器8の前段にアナログ信号レベルを校正するDCオフセット回路18が配設され、DCオフセット回路18は、自動オフセット校正回路20内のDCオフセット制御回路19からのDCオフセット信号Vdcに基づいて入力信号のアナログ信号レベルを校正する。
A DC offset circuit 18 that calibrates the analog signal level is arranged in front of the A /
DCオフセット制御回路19には、図7のレファレンス校正回路16と同様にデジタル信号の平均化に基づいて算出されたオフセット誤差ΔVoffが入力される。そして、DCオフセット制御回路19は、このオフセット誤差ΔVoffに基づいてDCオフセット回路18に出力するDCオフセット信号Vdcを調整する。また、A/D変換器には、別途、規定された一定のレファレンス電圧Vrefが入力されるため、そのレファレンス中心レベルVrcは常に一定である。 The offset error ΔVoff calculated based on the averaging of the digital signal is input to the DC offset control circuit 19 as in the reference calibration circuit 16 of FIG. Then, the DC offset control circuit 19 adjusts the DC offset signal Vdc output to the DC offset circuit 18 based on the offset error ΔVoff. Further, since a separately specified constant reference voltage Vref is input to the A / D converter, the reference center level Vrc is always constant.
以下に、図3、4を用いてDCオフセット回路18での入力アナログ信号に対する態様を具体的に説明する。 In the following, a mode for the input analog signal in the DC offset circuit 18 will be specifically described with reference to FIGS.
前述したオフセット誤差ΔVoffは、図4に示すアナログ信号A2が有するオフセット誤差ΔVoffに示されている。また、A/D変換器8に入力されるレファレンス電圧Vrefは規定された値であるため、図4のレファレンス中心レベルVrcは常に一定である。アナログ信号A2は、A/D変換器8に入力される前にDCオフセット回路18に入力され、DCオフセット回路18は、DCオフセット制御回路19から入力されるDCオフセット信号Vdcに基づきオフセット誤差ΔVoffをゼロにするように動作し、アナログ信号A2を図3に示すアナログ信号A1に校正する。これにより、図3に示すように校正されたアナログ中心レベル(デジタル中心レベル)Voffとレファレンス中心レベルVrcは一致し、アナログ信号A1は、A/D変換器8により適正なデジタル信号D1に変換される。
The aforementioned offset error ΔVoff is indicated by the offset error ΔVoff included in the analog signal A2 shown in FIG. Further, since the reference voltage Vref input to the A /
また、前述した図7に示すレファレンスレベルを校正する自動オフセット回路20と同様に、図9に示すアナログ信号レベルを校正する自動オフセット校正回路20は、バースト信号の非受信期間において、自動オフセット校正を停止する。
Similarly to the automatic offset
つまり、平均化回路15は、利得比較回路24がバースト信号の非受信期間を検出して出力する停止信号S1に応答して平均値のアップデートを中止し、停止信号S1を受信する直前の平均値を加算器17に出力する。または、図示しないが、DCオフセット制御回路19が、停止信号S1を受信し、それに応答してDCオフセット信号Vdcの校正を停止し、停止信号S1を受信する直前のDCオフセット信号Vdcを出力してもよい。
That is, the averaging circuit 15 stops the updating of the average value in response to the stop signal S1 that the
以上、A/D変換器8の前段にDCオフセット回路18を配設して、A/D変換器8のレファレンスレベルを一定とする場合のオフセット校正を示したが、A/D変換機器8自体ががアナログ中心レベルを校正する機能を有していてもよい。また、上記では、A/D変換前のアナログ信号に対してオフセット校正を行ったが、A/D変換後のデジタル信号に対して同様同様のDCオフセット校正を行ってもよい。
As described above, the offset calibration in the case where the DC offset circuit 18 is arranged in the front stage of the A /
なお、以上では、デジタル信号の平均値に基づくオフセット校正を説明したが、A/D変換機8の出力であるデジタル信号の最大値と最小値の中間値に基づいてオフセット校正を行ってもよい。例えば検出されたデジタル信号の最大値と最小値の中間値は、前述した平均値に相当する。そこで、平均化回路15の替わりに、デジタル信号の最大値と最小値を検出して、その中間値を算出する回路を用いても良い。
Although the offset calibration based on the average value of the digital signal has been described above, the offset calibration may be performed based on an intermediate value between the maximum value and the minimum value of the digital signal that is the output of the A /
以上のように、本第1の実施の形態では、バースト信号の受信期間ではオフセット校正を行い、非受信期間ではオフセット校正を停止する。そして、バースト信号の受信状況を検出する手段として自動利得制御増幅器6の利得状況をモニタし、利得状況が所定の規定値以下ならば受信期間を検出し、規定値を超えた場合、非受信期間を検出する。
As described above, in the first embodiment, offset calibration is performed during the burst signal reception period, and offset calibration is stopped during the non-reception period. Then, the gain status of the automatic
これにより、バースト信号の非受信期間にノイズ成分に基づいてA/D変換器8のレファレンスレベルが校正されることにより、適正なA/D変換が行われず、適正なデジタル信号が出力されないという課題が回避される。
As a result, the reference level of the A /
なお、本第1の実施の形態では、自動利得制御増幅器6のの利得状況をモニタするために、自動利得制御信号Sgを参照したが、これに限らず自動利得制御増幅器6の状態や増幅後のアナログ信号またはデジタル信号の振れ幅レベルなどを参照してもよい。
In the first embodiment, the automatic gain control signal Sg is referred to in order to monitor the gain status of the automatic
[第2の実施の形態]
図10は、第2の実施の形態における受信機の構成を示すブロック図である。図2に示す一般的な受信機の構成例を示すブロック図との違いは、自動オフセット校正回路20がオフセット校正を停止させる停止信号(Lowレベル)S2を同期検出回路12から受信することである。それ以外の同一又は対応する構成要素には同一符号を付している。第2の実施の形態について、既述した説明を除き、以下に説明する。
[Second Embodiment]
FIG. 10 is a block diagram showing a configuration of a receiver in the second embodiment. The difference from the block diagram showing the configuration example of a general receiver shown in FIG. 2 is that the automatic offset
前述したとおり、バースト信号は所定のヘッダ情報を有する。そして、ヘッダ情報には、バースト信号の同期処理に必要な同期信号(ユニークワード)やガードタイム期間の情報が含まれる。そして、同期検出回路12は、これらのタイミング情報を検出する。
As described above, the burst signal has predetermined header information. The header information includes information on a synchronization signal (unique word) and guard time period required for burst signal synchronization processing. The
よって、同期信号の検出状況からバースト信号の受信状況の検出が可能である。例えば、同期検出回路12で同期信号が検出されなかったことは、バースト信号の非受信期間が検出されたことに相当する。
Therefore, it is possible to detect the reception status of the burst signal from the detection status of the synchronization signal. For example, the fact that the synchronization signal is not detected by the
同期検出回路12は、復調回路10が復調した復調信号のヘッダ情報に含まれる同期信号とガードタイム期間の情報を監視し、同期信号が検出されなかった場合や検出したガードタイム期間に応じて、自動オフセット校正回路20内の平均化回路15に停止信号S2を出力する。また、停止信号S2に対する自動オフセット校正回路20の動作は第1の実施の形態における停止信号S1に対する自動オフセット校正回路20の動作と同様であり、その結果停止信号S2に応答してオフセット校正を停止する。
The
図11は、図10で示す受信機のTDMA方式における動作例を示す図である。図6と同様に3つのグラフGR1〜GR3が示されている。 FIG. 11 is a diagram illustrating an operation example in the TDMA scheme of the receiver illustrated in FIG. Similar to FIG. 6, three graphs GR1 to GR3 are shown.
第3のグラフGR3において、時刻Te〜Tjは、停止信号S2のレベルの変化に応じて自動オフセット校正の「on」と「off」が切り替わる時刻を示す。時刻TeはガードタイムGT1が始まる時刻であり、同期検出回路12は、バースト信号B1のヘッダ情報であるガードタイム期間の情報からこの時刻Teを算出することができる。そこで、同期検出回路12は、ガードタイムGT1の始まる時刻Teのタイミングで停止信号S2を出力し、オフセット校正を停止させる。
In the third graph GR3, times Te to Tj indicate times at which “on” and “off” of automatic offset calibration are switched according to a change in the level of the stop signal S2. The time Te is the time at which the guard time GT1 starts, and the
また、時刻Tfは、ガードタイムGT1後の次のバースト信号B2の受信に備え、事前にオフセット校正が再開される時刻であり、同期検出回路12は、ガードタイム期間の情報からこの時刻Tfを算出する。例えば、同期検出回路12は、ガードタイム期間の情報内のガードタイムGT1期間から、ガードタイムGT1終了時刻を算出し、ガードタイムGT1開始時刻Te後でガードタイムGT1終了時刻前の時刻Tfを算出する。そして、同期検出回路12は、バースト信号B2の受信前の時刻Tfのタイミングで停止信号S2の出力を解除し、オフセット校正を再開させる。また、同期検出回路12は、時刻Tg、Thにおいても時刻Te、Tfと同様の動作をする。
The time Tf is the time when offset calibration is resumed in advance in preparation for the reception of the next burst signal B2 after the guard time GT1, and the
時刻Tiは、同期検出回路12が予定されていたバースト信号B3の同期信号を検出しなかった場合にオフセット校正を停止する時刻を示す。同期検出回路12での同期信号の非検出は、バースト信号の非受信期間の検出に相当し、これに応じて同期検出回路12は、停止信号S2を出力し、オフセット校正を停止させる。
The time Ti indicates the time when the offset calibration is stopped when the
また、同期検出回路12は、時刻Tjにおいても、時刻Tf、Thと同様の動作をする。バースト信号B3では、そのヘッダ情報内のガードタイム期間の情報は検出されない。しかし、バースト信号受信期間T1〜T4やガードタイムGT1〜GT3期間は一定であるため、同期検出回路12は、例えばバースト信号B2のヘッダ情報から時刻Tjを算出することができる。
In addition, the
以上のように、本第2の実施の形態では、バースト信号の受信状況を検出するために、同期検出回路12が、バースト信号の同期信号をモニタする。そして、同期信号が検出された場合、同期検出回路12は停止信号S2を出力せず、自動オフセット校正回路20は、オフセット校正を行う。そして、同期信号が検出されない場合、同期検出回路12は停止信号S2を出力し、自動オフセット校正回路20は、オフセット校正を停止する。
As described above, in the second embodiment, the
さらに、同期検出回路12は、検出したガードタイム期間の情報に基づいて、ガードタイム期間に停止信号S2を出力し、自動オフセット校正回路20は、非受信期間を検出し、オフセット校正を停止する。
Furthermore, the
以上より、例えば第3のグラフGR3の時刻Ti〜Tjに示される長期の非受信期間において、ノイズ成分に基づくオフセット校正を回避できるため、その後受信されるバースト信号B4に対して適正なレファレンスレベルでのA/D変換が行われ、適正なデジタル信号出力される。 From the above, for example, offset calibration based on noise components can be avoided in the long non-reception period shown at times Ti to Tj in the third graph GR3, so that the burst signal B4 received thereafter can be at an appropriate reference level. A / D conversion is performed and an appropriate digital signal is output.
なお、ガードタイムGT1〜GT3はバースト信号受信期間T1〜T4と比較すると極めて短い期間である。そこで、自動オフセット校正回路20は、ガードタイムGT1〜GT3における短期の非受信期間はオフセット校正を継続して行ってもよい。
Note that the guard times GT1 to GT3 are extremely shorter than the burst signal reception periods T1 to T4. Therefore, the automatic offset
[第3の実施の形態]
図12は、第3の実施の形態における受信機の構成を示すブロック図である。第1の実施の形態と第2の実施の形態を組合せた構成であり、第1の実施の形態の停止信号(Lowレベル)S1と第2の実施の形態の停止信号(Lowレベル)S2が論理演算回路25に入力され、その論理演算された停止信号(Lowレベル)S3が平均化回路15に出力される。この論理演算回路25により、停止信号S1、S2のいずれもが停止状態(Lowレベル)の時に停止信号S3が停止状態(Lowレベル)になる。そして、第1、2の実施の形態同様に、停止信号S3に応答して自動オフセット校正回路20は、オフセット校正を停止する。第3の実施の形態では、この論理演算回路25の機能により、以下に示すような、より確実なオフセット校正が行われる。
[Third embodiment]
FIG. 12 is a block diagram illustrating a configuration of a receiver according to the third embodiment. The configuration is a combination of the first embodiment and the second embodiment, the stop signal (Low level) S1 of the first embodiment and the stop signal (Low level) S2 of the second embodiment are The stop signal (low level) S3 input to the
図13は、図12で示す受信機のTDMA方式における動作例を示す図である。図6と同様に3つのグラフGR1〜GR3が示されている。この例では、バースト信号B3を受信しているが、タイミングエラーなどでその同期信号を検出できなかった場合の動作を示す。この場合、実際にはバースト信号B3を受信しているためオフセット校正を停止させないことが望ましい。そこで、論理演算回路25は、停止信号S1と停止信号S2がともにLowレベルの時のみ停止信号S3を停止状態(Lowレベル)にして出力する。
FIG. 13 is a diagram illustrating an operation example in the TDMA scheme of the receiver illustrated in FIG. Similar to FIG. 6, three graphs GR1 to GR3 are shown. This example shows the operation when the burst signal B3 is received but the synchronization signal cannot be detected due to a timing error or the like. In this case, since the burst signal B3 is actually received, it is desirable not to stop the offset calibration. Therefore, the
図13の第2のグラフGR2において、第1の実施の形態と同様に、自動利得制御信号Sgは第1のグラフGR1が示すバースト信号の受信状況に応じて変化する。そして、規定値Sg_rを超えた場合は、バースト信号非受信期間が検出され、停止信号S1が出力される。第3のグラフGR3に示されるグラフgr_1は、その停止信号S1のレベルの変化を表す。 In the second graph GR2 in FIG. 13, as in the first embodiment, the automatic gain control signal Sg changes according to the reception status of the burst signal indicated by the first graph GR1. When the specified value Sg_r is exceeded, the burst signal non-reception period is detected, and the stop signal S1 is output. A graph gr_1 shown in the third graph GR3 represents a change in the level of the stop signal S1.
グラフgr_2は、第2の実施の形態と同様に、同期信号の検出状況に対応する停止信号S2のレベル変化を表す。グラフgr_2の時刻Tiは、バースト信号B3を受信しているにも関わらずタイミングエラーなどでバースト信号B3の同期信号が検出できず、停止信号S2が出力された時刻を示す。 The graph gr_2 represents the level change of the stop signal S2 corresponding to the detection state of the synchronization signal, as in the second embodiment. The time Ti in the graph gr_2 indicates the time when the stop signal S2 is output because the synchronization signal of the burst signal B3 cannot be detected due to a timing error or the like although the burst signal B3 is received.
グラフgr_3は停止信号S3のレベルの変化を表すとともに、それと対応する自動オフセット校正回路20が行うオフセット校正の「on」と「off」を表す。前述した論理演算回路25の機能により、停止信号S1、S2がともにLowレベルである時刻Ts〜Tjの期間のみでオフセット校正が停止される。
The graph gr_3 represents the change in the level of the stop signal S3 and represents “on” and “off” of offset calibration performed by the corresponding automatic offset
このように、バースト信号B3は受信しているが同期信号を検出できなかった場合、第2の実施の形態では時刻Tiでの停止信号S2の出力に応答してオフセット校正が停止される。しかし、第3の実施の形態では、グラフgr_3の期間P1に示すように、たとえバースト信号B3の同期検出できなくても、バースト信号B3の受信に伴う自動利得制御信号Sgの降下により、停止信号S1が非停止状態になるので、オフセット校正が停止することを回避できる。 As described above, when the burst signal B3 is received but the synchronization signal cannot be detected, the offset calibration is stopped in response to the output of the stop signal S2 at the time Ti in the second embodiment. However, in the third embodiment, as shown in the period P1 of the graph gr_3, even if the synchronization of the burst signal B3 cannot be detected, the stop signal is caused by the drop in the automatic gain control signal Sg accompanying the reception of the burst signal B3. Since S1 is not stopped, it can be avoided that offset calibration stops.
図13の別の例としては、バースト信号B3のレベルが非常に低い場合が考えられる。この場合、停止信号S1は停止状態になるが、同期検出されれば停止信号S2は非停止状態になるので、停止信号S3は非停止状態(Highレベル)となり、オフセット校正は継続する。 As another example of FIG. 13, a case where the level of the burst signal B3 is very low can be considered. In this case, the stop signal S1 enters the stop state, but if the synchronization is detected, the stop signal S2 enters the non-stop state, so the stop signal S3 enters the non-stop state (High level), and offset calibration continues.
図14は、図12で示す受信機のTDMA方式における図13とは異なる動作例を示す図である。図13と同様に3つのグラフGR1〜GR3が示されている。論理演算回路25は、図13の場合と同様に、停止信号S1と停止信号S2がともにLowレベルの時のみ停止信号S3を出力する。バースト信号の受信状況は図6、8、11と同様であり、バースト信号B3は受信されていない。
FIG. 14 is a diagram illustrating an operation example different from that of FIG. 13 in the TDMA scheme of the receiver illustrated in FIG. Similar to FIG. 13, three graphs GR1 to GR3 are shown. Similarly to the case of FIG. 13, the
図14では、バースト信号B3は受信されないため、自動利得信号Sgはその制御範囲の最大値Sg_maxに向かって増加する。一方、第3のグラフGR3におけるグラフgr_2の時刻Tiで、同期信号の検出がされず停止信号S2が出力され、さらに停止信号S1が出力されているため、グラフgr_3に示すように停止信号S3は停止状態になり、オフセット校正は停止される。そして、第2の実施の形態と同様に時刻Tjで停止信号S2の出力は解除され、同時にオフセット校正が再開される。 In FIG. 14, since the burst signal B3 is not received, the automatic gain signal Sg increases toward the maximum value Sg_max of the control range. On the other hand, at the time Ti of the graph gr_2 in the third graph GR3, the synchronization signal is not detected and the stop signal S2 is output, and further the stop signal S1 is output, so the stop signal S3 is as shown in the graph gr_3. The stopped state is entered and offset calibration is stopped. Then, as in the second embodiment, the output of the stop signal S2 is canceled at time Tj, and offset calibration is resumed at the same time.
第1の実施の形態では、グラフgr_1に示す停止信号s1のレベルに応じてオフセット校正が行われ、時刻Tdからオフセット校正が再開されるため、バースト信号受信中であっても期間P2の間はオフセット校正が行われない。一方で、グラフgr_3に示すように、第3の実施の形態では、バースト信号受信期間である期間P2でも確実にオフセット校正を行うことができる。 In the first embodiment, offset calibration is performed according to the level of the stop signal s1 shown in the graph gr_1, and offset calibration is restarted from time Td, so even during the burst signal reception, during the period P2 Offset calibration is not performed. On the other hand, as shown in the graph gr_3, in the third embodiment, the offset calibration can be reliably performed even in the period P2 that is the burst signal reception period.
なお、論理演算回路25には、本実施例のように停止信号がLowレベルで停止状態を示す場合は論理和(OR)回路が用いられる。逆に、もし停止信号がHighレベルで停止状態を示す場合は、論理演算回路25には、論理積(AND)回路が用いられる。
As the
[第4の実施の形態]
図15は、第4の実施の形態における受信機の構成を示すブロック図である。図7と異なり、自動オフセット校正回路20が自動利得制御回路9の自動利得制御信号Sgを規定値Sg_r2にリミットするリミッタ回路26を有する。
[Fourth embodiment]
FIG. 15 is a block diagram illustrating a configuration of a receiver according to the fourth embodiment. Unlike FIG. 7, the automatic offset
図16は、図15で示す受信機のTDMA方式における動作例を示す図である。図6と同様に3つのグラフGR1〜GR3が示されている。 FIG. 16 is a diagram illustrating an operation example in the TDMA scheme of the receiver illustrated in FIG. Similar to FIG. 6, three graphs GR1 to GR3 are shown.
リミッタ回路26は、自動利得制御回路9からの自動利得制御信号Sgをモニタし、その信号SgをD/A変換器13に出力する。また、リミッタ回路26には、規定値Sg_r2が入力されており、リミッタ回路26は、自動利得制御信号Sgがこの規定値Sg_r2を超えた場合、自動利得制御回路9に停止信号S4を出力する。自動利得制御回路9は、この停止信号S4に応答して回路内部の利得の上昇を停止する。
The limiter circuit 26 monitors the automatic gain control signal Sg from the automatic
図16では、第1の実施の形態と同様に、自動利得制御信号Sgが規定値Sg_rを超えた場合、第3のグラフGR3に示すように、停止信号S1によりオフセット校正が停止される。第2のグラフGR2には、図15のリミッタ回路26に入力される規定値Sg_r2が示され、リミッタ回路26がない場合の自動利得制御信号Sgの変化が破線で示されている。 In FIG. 16, as in the first embodiment, when the automatic gain control signal Sg exceeds the specified value Sg_r, the offset calibration is stopped by the stop signal S1, as shown in the third graph GR3. In the second graph GR2, the specified value Sg_r2 input to the limiter circuit 26 of FIG. 15 is shown, and the change of the automatic gain control signal Sg when there is no limiter circuit 26 is shown by a broken line.
自動利得制御信号Sgは、リミッタ回路26がない場合、ガードタイムGT2、バースト信号受信期間T3、ガードタイムGT3の非受信期間の時刻t5で利得Sg_maxまで増加するが、自動利得制御信号Sgはリミッタ回路26の機能により規定値Sg_r2以上に増加しない。そして、バースト信号B4の受信に応じて自動利得制御信号Sgは、利得Sg_b4に低下するが、時刻Tnにおいて規定値Sg_r以下となり、オフセット校正が再開される。一方で、リミッタ回路26がない場合は、時刻Tnより遅い時刻Tpからオフセット校正が再開される。 When the limiter circuit 26 is not provided, the automatic gain control signal Sg increases to the gain Sg_max at the time t5 of the guard time GT2, the burst signal reception period T3, and the guard time GT3 non-reception period, but the automatic gain control signal Sg It does not increase beyond the specified value Sg_r2 by 26 functions. Then, the automatic gain control signal Sg decreases to the gain Sg_b4 in response to the reception of the burst signal B4, but becomes the specified value Sg_r or less at the time Tn, and the offset calibration is resumed. On the other hand, when there is no limiter circuit 26, offset calibration is restarted from time Tp later than time Tn.
このように、バースト信号の非受信期間に自動利得制御回路9の内部利得が異常に高くなることをリミッタ回路26により利得をリミットすることで回避すれば、次のバースト信号B4受信後の自動利得制御信号Sgの低下を早めることができる。このため、自動オフセット校正回路20は、バースト信号B4受信の際のオフセット校正の開始時間を早めることができる。
In this way, if the limiter circuit 26 prevents the internal gain of the automatic
さらに、自動利得制御信号Sgが利得Sg_b4に低下するまでの時刻Tkは、リミッタ回路26がない場合の時刻Tmと比較して早くなる。つまり、自動オフセット校正回路20にリミッタ回路26を配設することにより、受信信号に対する自動利得制御(AGC)の応答性は向上する。
Furthermore, the time Tk until the automatic gain control signal Sg decreases to the gain Sg_b4 is earlier than the time Tm when the limiter circuit 26 is not provided. That is, by providing the limiter circuit 26 in the automatic offset
また、本第4の実施の形態では、第1の実施の形態にリミッタ回路26を配設したが、第2、3の実施の形態に用いてもよく、同様の効果が得られる。 In the fourth embodiment, the limiter circuit 26 is provided in the first embodiment. However, the limiter circuit 26 may be used in the second and third embodiments, and the same effect can be obtained.
以上の実施の形態をまとめると,次の付記のとおりである。 The above embodiment is summarized as follows.
(付記1)
単一電源で動作する受信機において、
受信信号を処理してアナログ信号を出力するアナログ回路と、
前記アナログ信号をレファレンスレベルに基づいてデジタル信号に変換するA/D変換器と、
前記デジタル信号を復調する復調回路と、
A/D変換された前記デジタル信号の中心レベルを検出し、検出した当該デジタル信号の中心レベルとレファレンスレベルの中心レベルとを一致させるオフセット校正を行う自動オフセット校正回路とを有し、
バースト信号の受信期間は前記オフセット校正を行い、バースト信号の非受信期間は前記オフセット校正を停止する受信機。
(Appendix 1)
In a receiver that operates with a single power supply,
An analog circuit that processes the received signal and outputs an analog signal;
An A / D converter that converts the analog signal into a digital signal based on a reference level;
A demodulation circuit for demodulating the digital signal;
An automatic offset calibration circuit that detects the center level of the A / D converted digital signal and performs offset calibration to match the detected center level of the digital signal with the center level of the reference level;
A receiver that performs the offset calibration during a burst signal reception period and stops the offset calibration during a burst signal non-reception period.
(付記2)
さらに、前記受信信号を自動利得制御信号に応じて利得制御する自動利得制御増幅器と、
前記自動利得制御増幅器の出力信号の振幅レベルに応じて前記自動利得制御信号を生成する自動利得制御回路とを有し、
前記自動オフセット校正回路は、前記自動利得制御信号が規定値を超えたときに前記バースト信号の非受信期間を検出し、超えないときに前記バースト信号の受信期間を検出する付記1記載の受信機。
(Appendix 2)
Furthermore, an automatic gain control amplifier that controls the gain of the received signal according to an automatic gain control signal;
An automatic gain control circuit that generates the automatic gain control signal according to the amplitude level of the output signal of the automatic gain control amplifier;
The receiver according to
(付記3)
前記自動オフセット校正回路は、前記自動利得制御信号が規定値を超えるときに前記自動利得制御回路の前記自動利得制御信号を当該規定値にリミットする付記2記載の受信機。
(Appendix 3)
The receiver according to
(付記4)
前記自動オフセット校正回路は、前記デジタル信号内に同期信号が検出されないときに前記バースト信号の非受信期間を検出し、当該同期信号が検出されたときに前記バースト信号の受信期間を検出する付記1〜3記載の受信機。
(Appendix 4)
The automatic offset calibration circuit detects a non-reception period of the burst signal when a synchronization signal is not detected in the digital signal, and detects a reception period of the burst signal when the synchronization signal is detected. The receiver according to -3.
(付記5)
前記自動オフセット校正回路は、前記デジタル信号内に同期信号が検出されたタイミングから求まるガードタイムに前記バースト信号の非受信期間を検出する付記1記載の受信機。
(Appendix 5)
The receiver according to
(付記6)
前記自動オフセット校正回路は、前記オフセット校正において前記レファレンスレベルの調整を行い、前記デジタル信号の中心レベルとレファレンスレベルの中心レベルとを一致させる付記1記載の受信機。
(Appendix 6)
The receiver according to
(付記7)
前記自動オフセット校正回路は、前記バースト信号の非受信期間において前記レファレンスレベルの調整を停止する付記6記載の受信機。
(Appendix 7)
The receiver according to
(付記8)
前記自動オフセット校正回路は、前記オフセット校正において一定期間内の前記デジタル信号の平均値に基づいて前記レファレンスレベルの中心レベルをアップデートする付記1または6記載の受信機。
(Appendix 8)
7. The receiver according to
(付記9)
前記自動オフセット校正回路は、前記オフセット校正において前記デジタル信号の最大値と最小値の中間値に基づいて前記レファレンスレベルの中心レベルをアップデートする付記1または6記載の受信機。
(Appendix 9)
The receiver according to
(付記10)
前記自動オフセット校正回路は、前記バースト信号の非受信期間において前記アップデートを停止する付記8または9記載の受信機。
(Appendix 10)
The receiver according to
(付記11)
前記自動オフセット校正回路は、前記オフセット校正において前記アナログ信号のレベルの調整を行い、前記デジタル信号の中心レベルとレファレンスレベルの中心レベルとを一致させる付記1記載の受信機。
(Appendix 11)
The receiver according to
(付記12)
前記自動オフセット校正回路は、前記バースト信号の非受信期間において前記アナログ信号のレベルの調整を停止する付記11記載の受信機。
(Appendix 12)
The receiver according to
(付記13)
前記自動オフセット校正回路は、前記オフセット校正において一定期間内の前記デジタル信号の平均値に基づいて前記アナログ信号のレベルをアップデートする付記11記載の受信機。
(Appendix 13)
The receiver according to
(付記14)
前記自動オフセット校正回路は、前記オフセット校正において前記デジタル信号の最大値と最小値の中間値に基づいて前記アナログ信号のレベルをアップデートする付記11記載の受信機。
(Appendix 14)
The receiver according to
(付記15)
前記自動オフセット校正回路は、前記バースト信号の非受信期間において前記アップデートを停止する付記13または14記載の受信機。
(Appendix 15)
15. The receiver according to
(付記16)
前記アナログ回路が前記受信信号の周波数をダウンコンバートするダウンコンバータを有する付記1記載の受信機。
(Appendix 16)
2. The receiver according to
3 送信系
4 受信系
6 自動利得制御増幅器
7 直交検波回路
8 A/D変換器
9 自動利得制御回路
10 復調回路
11 復調部
12 同期検出回路
15 平均化回路
16 レファレンス制御回路
17 加算記
18 DCオフセット回路
19 DCオフセット制御回路
20 自動利得制御増幅器
24 利得制御増幅器
25 論理演算回路
26 リミッタ
3 Transmission system
4 Receiving system
6 Automatic gain control amplifier
7 Quadrature detection circuit
8 A / D converter
9 Automatic gain control circuit
10 Demodulator circuit
11 Demodulator
12 Sync detection circuit
15 Averaging circuit
16 Reference control circuit
17 Addition
18 DC offset circuit
19 DC offset control circuit
20 Automatic gain control amplifier
24 gain control amplifier
25 Logical operation circuit
26 Limiter
Claims (6)
受信信号を増幅する自動利得制御増幅器を有し、前記受信信号を処理してアナログ信号を出力するアナログ回路と、
前記アナログ信号をレファレンスレベルに基づいてデジタル信号に変換するA/D変換器と、
前記デジタル信号を復調し、復調信号を出力する復調回路と、
前記A/D変換器から出力された前記デジタル信号の中心レベルを検出し、検出した当該デジタル信号の中心レベルと前記レファレンスレベルの中心レベルとを一致させるオフセット校正を行う自動オフセット校正回路と、
前記デジタル信号の振幅レベルに応じて前記自動利得制御増幅器の利得を制御する自動利得制御信号を生成する自動利得制御回路と、
前記復調信号に含まれる同期信号を検出する同期検出回路と、
を有し、
前記自動利得制御増幅器は、バースト信号を受信する受信期間および前記バースト信号を受信しない非受信期間に前記受信信号を増幅し、
前記自動オフセット校正回路は、前記自動利得制御信号が規定値を超えた場合に前記非受信期間を検出し、前記非受信期間の検出結果と、前記同期検出回路の前記同期信号を検出しない同期信号の非検出期間の検出結果とに基づいて、前記オフセット校正を停止する受信機。 In a receiver that operates with a single power supply,
An analog circuit that has an automatic gain control amplifier that amplifies the received signal, processes the received signal, and outputs an analog signal;
An A / D converter that converts the analog signal into a digital signal based on a reference level;
A demodulator that demodulates the digital signal and outputs a demodulated signal;
Wherein detecting the central level of the digital signal output from A / D converter, and an automatic offset calibration circuit for performing offset calibration to match the the central level of the detected the digital signal the reference level central level,
An automatic gain control circuit for generating an automatic gain control signal for controlling a gain of the automatic gain control amplifier according to an amplitude level of the digital signal;
A synchronization detection circuit for detecting a synchronization signal included in the demodulated signal;
Have
The automatic gain control amplifier amplifies the received signal in a reception period for receiving a burst signal and a non-reception period in which the burst signal is not received,
The automatic offset calibration circuit detects the non-reception period when the automatic gain control signal exceeds a specified value, the detection result of the non-reception period, and the synchronization signal that does not detect the synchronization signal of the synchronization detection circuit The offset calibration is stopped based on the detection result of the non-detection period .
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