JP5444084B2 - Semiconductor receiver and automatic gain control method - Google Patents
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Description
本発明は、受信機に関し、特に、半導体装置上に搭載して好適な受信機と自動利得制御方法に関する。 The present invention relates to a receiver, and more particularly to a receiver suitable for being mounted on a semiconductor device and an automatic gain control method.
受信機は、受信信号の周波数を中間周波数(Intermediate Frequency、「IF」と略記される)に変換する機能を備える。周波数の変換にはミキサー回路が用いられる。ミキサー回路に入力する局部発振器(Local Oscillator、「LO」と略記される)の信号(LO信号)と受信信号の周波数の差がミキサー回路の出力信号(IF信号)の周波数となる。IF信号の周波数が一定と仮定すると、LO信号の周波数を変更することで受信可能な受信信号の周波数が変わることになり、受信したい信号の周波数をLO信号の周波数で制御できることになる。一般に、受信機で受信する信号には、受信したい周波数の信号(所望波)と不必要な周波数の信号(干渉波)が混在しており、この中から所望波だけをIF信号として出力するためには、以下の2つの機能が必要となる。 The receiver has a function of converting the frequency of the received signal into an intermediate frequency (abbreviated as “Intermediate Frequency”, “IF”). A mixer circuit is used for frequency conversion. The difference between the frequency of the local oscillator (Local Oscillator, abbreviated as “LO”) signal (LO signal) and the received signal input to the mixer circuit is the frequency of the output signal (IF signal) of the mixer circuit. Assuming that the frequency of the IF signal is constant, the frequency of the received signal that can be received is changed by changing the frequency of the LO signal, and the frequency of the signal that is desired to be received can be controlled by the frequency of the LO signal. In general, a signal received by a receiver includes a signal having a frequency (desired wave) to be received and a signal having an unnecessary frequency (interference wave), and only the desired wave is output as an IF signal. Requires the following two functions.
(A)所望波周波数とLO信号周波数の差がIF信号周波数となるようにLO信号周波数を調整する。 (A) The LO signal frequency is adjusted so that the difference between the desired wave frequency and the LO signal frequency becomes the IF signal frequency.
(B)ミキサー出力信号には所望波と干渉波が出現するため、その後にフィルタ回路を設け、干渉波を抑圧し所望波を取り出す。 (B) Since a desired wave and an interference wave appear in the mixer output signal, a filter circuit is provided after that to suppress the interference wave and extract the desired wave.
受信機の干渉波抑圧に関する性能は、干渉波抑圧比で表される。干渉波抑圧比の数値が高いほど優れた受信機である、と言える。一般に、所望波と干渉波の周波数差が小さくなると、受信機の干渉波抑圧比は劣化する。このため、通信システムにおいて、干渉波抑圧比は、周波数差が小さい時には、比較的小さい値とされ、周波数差が大きい時には、大きい値に定められている。一例として、図2に各種TV放送での干渉波抑圧比規格を示す。横軸は所望波と干渉波のチャネル差であり縦軸は干渉波抑圧比規格(dB表示)である。破線はDVB−T(Digital Video Broadcasting Terrestial:地上デジタルテレビジョン放送規格(NorDig規格による)、実線はATSC(Advanced Television System Committee:アメリカの地上デジタルテレビ規格)である。 The performance of the receiver regarding interference wave suppression is represented by an interference wave suppression ratio. It can be said that the higher the value of the interference wave suppression ratio, the better the receiver. Generally, when the frequency difference between the desired wave and the interference wave becomes small, the interference wave suppression ratio of the receiver deteriorates. For this reason, in the communication system, the interference wave suppression ratio is set to a relatively small value when the frequency difference is small, and is set to a large value when the frequency difference is large. As an example, FIG. 2 shows interference wave suppression ratio standards in various TV broadcasts. The horizontal axis is the channel difference between the desired wave and the interference wave, and the vertical axis is the interference wave suppression ratio standard (dB display). A broken line is DVB-T (Digital Video Broadcasting Terrestrial: terrestrial digital television broadcasting standard (according to NorDig standard), and a solid line is ATSC (Advanced Television System Committee).
図3は、関連技術の受信機の回路構成を示す図である。高周波可変利得増幅器(Radio Frequency Variable Gain Amplifier、以下「RFVGA」という)3は、制御電圧によって利得が可変できる機能を持つ。制御電圧が高いと利得大、低いと利得小となる。 FIG. 3 is a diagram illustrating a circuit configuration of a related art receiver. A radio frequency variable gain amplifier (hereinafter referred to as “RFVGA”) 3 has a function that allows a gain to be varied by a control voltage. When the control voltage is high, the gain is large, and when the control voltage is low, the gain is small.
電力検出器(Power Detector、「DET」と略記される)8は、入力された信号の電力に応じた電圧を出力する。 The power detector (Power Detector, abbreviated as “DET”) 8 outputs a voltage corresponding to the power of the input signal.
差動増幅器(Differential Amplifier、「DIFFAMP」と略記される)10は、電力検出器8の出力電圧と基準電圧(Reference Voltage、「Vref」と略記される)9の差電圧を増幅して出力する。差動増幅器10の出力電圧は高周波可変利得増幅器3の制御電圧として印加される。
A differential amplifier (Differential Amplifier, abbreviated as “DIFFAMP”) 10 amplifies and outputs a difference voltage between the output voltage of the
周波数変換器(MIXER)4は。高周波可変利得増幅器3の出力信号をLO周波数との差周波数に周波数変換する。変換された信号を中間周波数(IF)信号と呼ぶ。
Frequency converter (MIXER) 4. The frequency of the output signal of the high frequency
局部発振器(Local Oscillator、「LO」と略記される)5の出力は、周波数変換器4に入力され周波数変換時に利用される。このLO信号周波数は、受信したい信号周波数に応じて変更される。
The output of the local oscillator (abbreviated as “LO”) 5 is input to the
中間周波数低域通過フィルタ(Intermediate Frequency Low Pass Filter、「IFLPF」と略記される)6は、所定の周波数(カットオフ周波数)以下の信号を通し、それ以上の信号を遮断するフィルタである。半導体装置に搭載される受信機である半導体受信機の場合、能動素子を利用したアクティブフィルタで構成される。 The intermediate frequency low-pass filter (Intermediate Frequency Low Pass Filter, abbreviated as “IFLPF”) 6 is a filter that passes a signal having a frequency lower than a predetermined frequency (cut-off frequency) and blocks signals higher than that. In the case of a semiconductor receiver that is a receiver mounted on a semiconductor device, the semiconductor receiver includes an active filter using an active element.
自動利得制御ループ7は、高周波可変利得増幅器3の利得を制御するための負帰還ループであり、高周波可変利得増幅器3、電力検出器8、基準電圧(Vref)9、差動増幅器10を備えている。
The automatic gain control loop 7 is a negative feedback loop for controlling the gain of the high-frequency
入力信号(RF信号)は、高周波可変利得増幅器3で増幅されたあと、電力検出器8で電力検波される。差動増幅器10は、電力検出器8の出力電圧と基準電圧(Vref)9との差電圧を増幅して出力する。差動増幅器10の出力電圧は高周波可変利得増幅器3の制御電圧となり、高周波可変利得増幅器3は、入力された制御電圧に応じて利得を変化させる。
The input signal (RF signal) is amplified by the high frequency
ここで、高周波可変利得増幅器3の出力電力が高くなったと仮定すると、電力検出器8の出力電圧が高くなり、基準電圧(Vref)9を超える場合、(Vref−電力検出器8の出力電圧)の符号はマイナスとなり、差動増幅器10の出力電圧が低下する。この結果、高周波可変利得増幅器3の利得が下がり、高周波可変利得増幅器3の出力電力が低下する。高周波可変利得増幅器3出力電力が下がった場合は、上記とは逆の動作をし、出力電力が上昇する。
Here, assuming that the output power of the high-frequency
このように、差動増幅器10によって、高周波可変利得増幅器3に対して、負帰還をかけることによって最終的には、電力検出器8の出力電圧と基準電圧(Vref)9とが等しくなりループが収束する。したがって、高周波可変利得増幅器3の出力電力は、基準電圧(Vref)9の電圧値を変更することで制御することができる。
Thus, by applying negative feedback to the high-frequency
入力1からの入力信号(受信信号)は、高周波可変利得増幅器3で増幅される。高周波可変利得増幅器3の利得は制御電圧によって可変制御される。高周波可変利得増幅器3で増幅された信号電力は電力検出器8で検出され、差動増幅器10を通じて高周波可変利得増幅器3の制御電圧として、フィードバックされる。差動増幅器10は、基準電圧(Vref)9と電力検出器8の出力電圧の差を増幅して出力する。電力検出器8の出力電圧が基準電圧(Vref)9よりも高い場合、高周波可変利得増幅器3に供給する制御電圧を下げるように働く。この一連のループを、自動利得制御(AGC)ループと呼び、負帰還ループが形成されるため、受信信号電力によらず、高周波可変利得増幅器3の出力電力が一定となるように動作する。
An input signal (received signal) from the
高周波可変利得増幅器3の出力信号は周波数変換器4に入力されLO信号との差周波数に周波数変換される。その後、中間周波数低域通過フィルタで不必要な干渉波が抑圧され、受信したい所望波のみが出力される。
The output signal of the high-frequency
以下に関連技術の問題点を説明する。 The problems of the related technology are described below.
図3を参照して説明した関連技術では、中間周波数低域通過フィルタ6を構成するアクティブフィルタの耐入力特性が望ましくない周波数特性を持つため、充分高い干渉波抑圧比を得ることが出来ない場合がある。
In the related technology described with reference to FIG. 3, the anti-input characteristic of the active filter constituting the intermediate frequency low-
以下、この問題が発生する原因について説明する。 Hereinafter, the cause of this problem will be described.
<アクティブフィルタの性能について>
一般に、フィルタを半導体受信機に内蔵する場合、抵抗、容量と増幅器(演算増幅器)を組合せたアクティブフィルタの構成をとる。増幅器には、能動素子が用いられるため、能動素子が飽和しない電力範囲でのみフィルタとしての役割を果たす。飽和しない入力電力が高いほど、出力でのS/N比(信号対雑音比)を高く保つことができることから、高性能なフィルタといえる。この特性は、「耐入力特性」と呼ばれ、フィルタの性能指標の一つである。
<About the performance of the active filter>
In general, when a filter is built in a semiconductor receiver, the active filter is configured by combining resistors, capacitors and an amplifier (operational amplifier). Since an active element is used for the amplifier, it functions as a filter only in a power range where the active element is not saturated. The higher the input power that does not saturate, the higher the S / N ratio (signal-to-noise ratio) at the output. This characteristic is called “input resistance characteristic” and is one of the performance indexes of the filter.
また、フィルタの他の重要な性能指標に減衰特性がある。減衰特性とは、ある周波数での減衰量を意味し、減衰量が大きいほど、高性能なフィルタといえる。 Another important performance index of the filter is attenuation characteristics. The attenuation characteristic means an attenuation amount at a certain frequency, and the higher the attenuation amount, the higher the performance of the filter.
アクティブフィルタの減衰特性を急峻にするためには、フィルタ回路の次数を上げることが必要である。すなわち、フィルタを、抵抗、容量と増幅器を多段構成(段数を増やす)とする必要がある。この場合、フィルタの内部ノードでは、遮断周波数fc付近の周波数領域で高い増幅率を持つこととなり、増幅率が低い周波数に比べ耐入力特性が劣化する。この問題は、アクティブフィルタ固有の問題であり、アクティブフィルタの減衰特性を急峻にするほど、耐入力特性の劣化は大きくなる傾向にある。図4に示すように、アクティブフィルタの遮断周波数fc付近でアクティブフィルタの耐入力特性は、一側でフィルタ減衰特性に沿ってV字状に劣化している。なお、図4において、横軸は周波数、縦軸はアクティブフィルタの周波数特性(低域通過特性)と、耐入力特性である。 In order to make the attenuation characteristic of the active filter steep, it is necessary to increase the order of the filter circuit. That is, the filter needs to have a multistage configuration (increase the number of stages) of resistors, capacitors, and amplifiers. In this case, the internal node of the filter has a high amplification factor in the frequency region near the cut-off frequency fc, and input resistance characteristics deteriorate compared to a frequency with a low amplification factor. This problem is a problem unique to the active filter. As the attenuation characteristic of the active filter becomes steeper, the deterioration of the input resistance characteristic tends to increase. As shown in FIG. 4, near the cut-off frequency fc of the active filter, the anti-input characteristic of the active filter deteriorates in a V shape along the filter attenuation characteristic on one side. In FIG. 4, the horizontal axis represents frequency, and the vertical axis represents frequency characteristics (low-pass characteristics) of the active filter and input resistance characteristics.
<AGC収束電力と干渉波抑圧比>
図5に、AGC収束電力と干渉波抑圧比の関係を示す。図5において、横軸はAGC収束電力(dBm)、縦軸は干渉波抑圧比(dB)である。AGC収束電力、すなわち中間周波数低域通過フィルタ(IFLPF)6への入力電力を上げると、中間周波数低域通過フィルタ6の出力でのS/N比を高く保つことができるため、干渉波抑圧比を向上させることができる。
<AGC convergence power and interference wave suppression ratio>
FIG. 5 shows the relationship between the AGC convergence power and the interference wave suppression ratio. In FIG. 5, the horizontal axis represents AGC convergence power (dBm), and the vertical axis represents the interference wave suppression ratio (dB). When the AGC convergence power, that is, the input power to the intermediate frequency low-pass filter (IFLPF) 6 is increased, the S / N ratio at the output of the intermediate frequency low-
しかし、中間周波数低域通過フィルタ(IFLPF)6への入力電力を上げすぎると、中間周波数低域通過フィルタ(IFLPF)6の耐入力特性を超え、中間周波数低域通過フィルタ(IFLPF)6が飽和してしまうため、図5に示すように、干渉波抑圧比が著しく劣化する。すなわち、中間周波数低域通過フィルタ(IFLPF)6の遮断周波数付近では、中間周波数低域通過フィルタ(IFLPF)6の耐入力特性がV字状に下がり(図4参照)、干渉波の周波数が中間周波数低域通過フィルタ(IFLPF)6の遮断周波数付近の場合、AGC収束電力を上げると、耐入力特性を超え、図5において、干渉波抑圧比(実線)に付された矢線(干渉波の周波数が遮断周波数付近)で示すように劣化する。干渉波の周波数が中間周波数低域通過フィルタ(IFLPF)6の遮断周波数よりも大きい場合も、AGC収束電力を上げすぎると、干渉波抑圧比(破線)に付された矢線で示すように劣化する。 However, if the input power to the intermediate frequency low-pass filter (IFLPF) 6 is increased too much, the input resistance characteristic of the intermediate frequency low-pass filter (IFLPF) 6 is exceeded, and the intermediate frequency low-pass filter (IFLPF) 6 is saturated. Therefore, the interference wave suppression ratio is significantly degraded as shown in FIG. That is, in the vicinity of the cutoff frequency of the intermediate frequency low-pass filter (IFLPF) 6, the anti-input characteristic of the intermediate frequency low-pass filter (IFLPF) 6 decreases in a V shape (see FIG. 4), and the frequency of the interference wave is intermediate. When the AGC convergence power is increased in the vicinity of the cutoff frequency of the frequency low-pass filter (IFLPF) 6, the input resistance characteristics are exceeded. In FIG. 5, the arrow line (interference wave of the interference wave) attached to the interference wave suppression ratio (solid line) The frequency deteriorates as shown in the vicinity of the cutoff frequency. Even when the frequency of the interference wave is higher than the cut-off frequency of the intermediate frequency low-pass filter (IFLPF) 6, if the AGC convergence power is increased too much, the degradation occurs as indicated by the arrow attached to the interference wave suppression ratio (broken line). To do.
<干渉波抑圧比の向上>
受信機の干渉波抑圧比を向上させるためには、中間周波数低域通過フィルタ(IFLPF)6の減衰特性を急峻にし、干渉波の除去能力を向上させる必要がある。しかしながら、アクティブフィルタにおいて急峻な減衰特性を実現させると、遮断周波数付近での耐入力特性の劣化が大きくなる。このため、AGC収束電力を下げる必要があり、干渉波抑圧比の低下につながる。すなわち、
(A)干渉波抑圧比を上げるには、低域通過型のアクティブフィルタを急峻な減衰特性としなければならない。
(B)急峻な減衰特性のアクティブフィルタは、遮断周波数付近の耐入力特性の劣化が大きくなり、干渉波抑圧比が低下する。
<Improvement of interference wave suppression ratio>
In order to improve the interference wave suppression ratio of the receiver, it is necessary to make the attenuation characteristic of the intermediate frequency low-pass filter (IFLPF) 6 steep and improve the interference wave removal capability. However, when the steep attenuation characteristic is realized in the active filter, the deterioration of the input resistance characteristic near the cutoff frequency becomes large. For this reason, it is necessary to reduce the AGC convergence power, leading to a reduction in the interference wave suppression ratio. That is,
(A) To increase the interference wave suppression ratio, a low-pass active filter must have a steep attenuation characteristic.
(B) In an active filter having a steep attenuation characteristic, the deterioration of the input resistance characteristic near the cut-off frequency becomes large, and the interference wave suppression ratio decreases.
上記(A)と(B)はトレードオフ(trade−off:二律背反)の関係にある。 The above (A) and (B) are in a trade-off relationship.
<関連技術の干渉波抑圧比>
図6に、中間周波数低域通過フィルタ6へ入力される所望波と干渉波の関係を示す(図6の横軸は周波数、縦軸は電力)。周波数軸上、所望波の近傍にある干渉波を「干渉波1」とする。
<Interference wave suppression ratio of related technology>
FIG. 6 shows a relationship between a desired wave and an interference wave input to the intermediate frequency low-pass filter 6 (the horizontal axis in FIG. 6 is frequency and the vertical axis is power). The interference wave in the vicinity of the desired wave on the frequency axis is referred to as “
干渉波1に対応する中間周波数低域通過フィルタ(IFLPF)6の出力(図6の破線で示すIFLPF出力での減衰特性)は、中間周波数低域通過フィルタ(IFLPF)6の耐入力特性が劣化する周波数帯にある。周波数軸上、所望波から干渉波1よりもさらに離れた干渉波を「干渉波2」とする。干渉波2に対応する中間周波数低域通過フィルタ(IFLPF)6の出力は、中間周波数低域通過フィルタ6の耐入力特性がV字状に劣化する周波数帯よりも上側(高い周波数帯)の、中間周波数低域通過フィルタ6の耐入力特性の劣化が発生しない周波数帯にある。
The output of the intermediate frequency low-pass filter (IFLPF) 6 corresponding to the interference wave 1 (attenuation characteristic at the IFLPF output indicated by the broken line in FIG. 6) is deteriorated in the input resistance characteristic of the intermediate frequency low-pass filter (IFLPF) 6. It is in the frequency band. An interference wave further away from the desired wave than the
図3の構成では、1種類のAGC設定しかとれないため、ある一定のAGC収束電力を使い続けることになる。干渉波1を重視したAGC設定の場合には、中間周波数低域通過フィルタ6の劣化した耐入力特性を超えない範囲でAGC収束電力を高め、干渉波1に対する干渉波抑圧比を向上させる。このAGC設定で、干渉波2が支配的になった場合、中間周波数低域通過フィルタ6の耐入力特性に余裕が出るが、AGC収束電力は一定なため、その余裕を、干渉波抑圧比の向上に使うことはできない。
In the configuration of FIG. 3, since only one type of AGC setting can be taken, a certain AGC convergence power is continuously used. In the case of AGC setting in which the
干渉波2を重視したAGC設定の場合には、干渉波2に対する中間周波数低域通過フィルタ6の耐入力特性が高いため、AGC収束電力を上げた設定が可能となり、干渉波2に対する干渉波抑圧比の改善が図れる。
In the case of the AGC setting in which the
しかしながら、このAGC設定で干渉波1が支配的になった場合には、中間周波数低域通過フィルタ6が飽和して干渉波抑圧比が劣化する。
However, when the
図7に、AGC収束電力が変化した場合の干渉波抑圧比変化の模式的に示す。図7において、横軸は所望波と干渉波のチャンネルの差、縦軸は干渉波抑圧比である。AGC収束電力が大(破線)の場合、所望波と干渉波のチャンネルの差が絶対値でほぼ2以下になると、AGC収束電力が小(実線)の場合と比べ干渉波抑圧比が著しく劣化し、チャンネル差が絶対値で2以上では改善している。 FIG. 7 schematically shows a change in the interference wave suppression ratio when the AGC convergence power changes. In FIG. 7, the horizontal axis represents the difference between the desired wave and interference wave channels, and the vertical axis represents the interference wave suppression ratio. When the AGC convergence power is large (broken line) and the difference between the desired wave and interference wave channels is approximately 2 or less in absolute value, the interference wave suppression ratio is significantly degraded compared to the case where the AGC convergence power is small (solid line). The channel difference is improved when the absolute value is 2 or more.
このように、図3に示した半導体受信機では、1種類のAGC設定しかとれず、干渉波1と干渉波2のどちらが支配的であるかを知ることが出来ない。
As described above, in the semiconductor receiver shown in FIG. 3, only one type of AGC setting is possible, and it is impossible to know which of the
このため、干渉波1、2の両方に対応した、中庸な、言い換えれば、妥協したAGC設定とせざるを得ない。結果として、充分高い干渉波抑圧比が得られない場合がある。 For this reason, there is no choice but to make a moderate AGC setting compatible with both the interference waves 1 and 2 in other words. As a result, a sufficiently high interference wave suppression ratio may not be obtained.
本発明によれば、第1の側面において、入力信号を入力し制御信号により利得が可変される利得可変型増幅器と、前記利得可変型増幅器からの出力信号を受け周波数変換する周波数変換器と、前記周波数変換器の出力信号を受けるアクティブフィルタと、前記アクティブフィルタ前段の所定のノードの電力を検出し前記利得可変型増幅器の利得制御用の第1の信号を生成する第1の回路と、前記アクティブフィルタの中間ノード又は前記アクティブフィルタ後段の所定のノードの電力を検出し前記利得可変型増幅器の利得制御用の第2の信号を生成する第2の回路と、前記第1、第2の回路から出力される前記第1、第2の信号を受け、前記第1、第2の信号の大小を比較する比較器と、前記第1、第2の回路から出力される前記第1、第2の信号を受け、前記比較器での比較結果に基づき、前記第1、第2の信号の一方を選択し、前記利得可変増幅器の利得制御用の前記制御信号として供給する切替スイッチと、を備えた受信機が提供される。 According to the present invention, in the first aspect, a variable gain amplifier that receives an input signal and whose gain is varied by a control signal, a frequency converter that receives and converts the output signal from the variable gain amplifier, An active filter that receives an output signal of the frequency converter; a first circuit that detects power at a predetermined node before the active filter and generates a first signal for gain control of the variable gain amplifier; and A second circuit for detecting a power of an intermediate node of the active filter or a predetermined node after the active filter and generating a second signal for gain control of the variable gain amplifier; and the first and second circuits A first comparator that receives the first and second signals output from the comparator and compares the magnitudes of the first and second signals; and the first and second outputs that are output from the first and second circuits. A changeover switch that receives a signal, selects one of the first and second signals based on the comparison result of the comparator, and supplies the selected signal as the control signal for gain control of the variable gain amplifier. A receiver is provided.
本発明によれば、第2の側面において、半導体装置に搭載され、入力信号を入力し制御信号により利得が可変される利得可変型増幅器と、前記利得可変型増幅器からの出力信号を受け周波数変換する周波数変換器と、前記周波数変換器の出力信号を受けるアクティブフィルタと、を備えた受信機の自動利得制御方法であって、
前記アクティブフィルタ前段のノードの電力を検出して前記利得可変型増幅器の利得制御用の第1の信号を生成し、
前記アクティブフィルタの中間ノード又は前記アクティブフィルタ後段ノードの電力を検出して前記利得可変型増幅器の利得制御用の第2の信号を生成し、
前記第1、第2の信号の大小を比較し、
前記比較結果に基づき、前記第1、第2の信号の一方を選択し、前記利得可変増幅器の利得制御用の制御信号として供給する自動利得制御方法が提供される。
According to the present invention, in the second aspect, a variable gain amplifier that is mounted on a semiconductor device and receives an input signal and whose gain is variable by a control signal, and a frequency conversion that receives an output signal from the variable gain amplifier. An automatic gain control method for a receiver, comprising: a frequency converter that performs an active filter that receives an output signal of the frequency converter,
Detecting power of a node in front of the active filter to generate a first signal for gain control of the variable gain amplifier;
Detecting a power of an intermediate node of the active filter or a node subsequent to the active filter to generate a second signal for gain control of the variable gain amplifier;
Comparing the magnitudes of the first and second signals;
An automatic gain control method is provided that selects one of the first and second signals based on the comparison result and supplies the selected signal as a control signal for gain control of the variable gain amplifier.
本発明によれば、干渉波周波数に応じた干渉波抑圧比の実現、特に、高い干渉波抑圧比が要求される周波数での干渉波抑圧比の向上が望める。 According to the present invention, it is possible to realize an interference wave suppression ratio according to an interference wave frequency, and in particular, to improve an interference wave suppression ratio at a frequency that requires a high interference wave suppression ratio.
本発明の実施形態について説明する。本発明の好ましい態様(Preferred Modes)の一つにおいては、AGCループの構成を工夫することにより、周波数的に(周波数軸上)、所望波近傍にある第1の干渉波(干渉波1)が支配的である場合には、AGC収束電力を低くし、周波数的に、所望波から離れた第2の干渉波(干渉波2)が支配的である場合には、AGC収束電力を高くする切り替えを、自律的に行う構成とし、中間周波数低域通過フィルタの耐入力特性を常にフルに使いきることを可能としている。この結果、干渉波に対する耐性を上げることが出来る。以上を実現するために、本発明では、利得可変増幅器の自動利得制御(AGC)ループの収束に使われる制御電圧として、周波数変換器(MIXER)の入力電力(中間周波数低域通過フィルタの前段の電力)を検出する第1の電力検出器(DET1)8の出力電圧と第1の基準電圧(Vref1)9との第1の差電圧と、中間周波数低域通過フィルタ6の中間ノードの電力を検出する第2の電力検出器(DET2)11の出力電圧と第2の第2の基準電圧(Vref2)12の第2の差電圧、の2つの差電圧を用意する。
An embodiment of the present invention will be described. In one of the preferred embodiments of the present invention (Preferred Modes), by devising the configuration of the AGC loop, the first interference wave (interference wave 1) in the vicinity of the desired wave is obtained in frequency (on the frequency axis). When it is dominant, the AGC convergence power is lowered, and when the second interference wave (interference wave 2) far from the desired wave is dominant in frequency, switching is performed to increase the AGC convergence power. Is configured to perform autonomously, and the input resistance characteristics of the intermediate frequency low-pass filter can always be fully utilized. As a result, resistance against interference waves can be increased. In order to realize the above, in the present invention, as a control voltage used for convergence of the automatic gain control (AGC) loop of the variable gain amplifier, the input power of the frequency converter (MIXER) (before the intermediate frequency low-pass filter) The first differential voltage between the output voltage of the first power detector (DET1) 8 for detecting the power) and the first reference voltage (Vref1) 9, and the power of the intermediate node of the intermediate frequency low-
そして、これら第1、第2の差電圧をそれぞれ第1、第2の差動増幅器(DIFFAMP1、2)10、13で差動増幅し、第1、第2の差動増幅器(DIFFAMP1、2)10、13の出力電圧を比較する比較器(COMP)14を備え、比較器14での比較結果に基づき、第1、第2の差動増幅器(DIFFAMP1、2)10、13の出力電圧のうち一方の電圧を選択する切替えスイッチ(SW)15を備え、切替えスイッチ(SW)15で選択された電圧が、利得制御用の制御電圧として、高周波可変利得増幅器3に供給される。
Then, the first and second differential amplifiers are differentially amplified by the first and second differential amplifiers (DIFFAMP1, 2) 10, 13, respectively, and the first and second differential amplifiers (DIFFAMP1, 2). A comparator (COMP) 14 for comparing the output voltages of the first and second differential amplifiers (DIFFAMP1, 2) 10, 13 based on the comparison result of the
本実施形態においては、第1の基準電圧(Vref1)9と第2の第2の基準電圧(Vref2)12を適正な電圧とすることで、周波数軸上、所望波に近い干渉波1が支配的である場合と、所望波から離れた干渉波2が支配的である場合とに応じて、AGC収束電力を切替えることができる。このため、干渉波1、干渉波2それぞれがアクティブフィルタの耐入力特性を超えない範囲でAGC収束電力を高めることができる。この結果、本発明によれば、関連技術では困難であった、干渉波周波数に応じた干渉波抑圧比を実現できる。以下具体的な実施形態に即して説明する。
In the present embodiment, by setting the first reference voltage (Vref1) 9 and the second second reference voltage (Vref2) 12 to appropriate voltages, the
<実施形態1>
図1は、本発明の実施形態1を示す図である。図1を参照すると、本実施形態の受信機は、
入力1に入力が接続された高周波可変利得増幅器(RFVGA)3と、
高周波可変利得増幅器(RFVGA)3に入力が接続された周波数変換器(MIXIER)4と、
周波数変換器(MIXIER)4にLO信号を供給する局部発振器(LO)5と、
局部発振器(LO)5の出力に入力が接続され、出力2に出力が接続された中間周波数低域通過フィルタ(IFLPF)6と、
周波数変換器(MIXIER)4の入力ノードに入力が接続された第1の電力検出器(DET1)8と、
第1の基準電圧(Vref1)9と、
第1の電力検出器(DET1)8と第1の基準電圧(Vref1)9に反転入力と非反転入力が接続された第1の差動増幅器(DIFFAMP1)10と、
中間周波数低域通過フィルタ(IFLPF)6に入力が接続された第2の電力検出器(DET2)11と、
第2の基準電圧(Vref2)12と、
第2の電力検出器(DET2)11の出力と第2の基準電圧(Vref2)12に反転入力と非反転入力が接続された第2の差動増幅器(DIFFAMP2)13と、
第1の差動増幅器(DIFFAMP1)10の出力と第2の差動増幅器(DIFFAMP2)13の出力を入力して電圧比較する比較器(COMP)14と、
第1の差動増幅器(DIFFAMP1)10の出力と第2の差動増幅器(DIFFAMP2)13の出力を入力し、比較器(COMP)14での比較結果に基づき一方を選択し、高周波可変利得増幅器(RFVGA)3に利得制御用の制御電圧として供給する切替スイッチ(SW)15と、を備えている。
<
FIG. 1 is a
A high frequency variable gain amplifier (RFVGA) 3 whose input is connected to the
A frequency converter (MIXIER) 4 whose input is connected to a high frequency variable gain amplifier (RFVGA) 3;
A local oscillator (LO) 5 for supplying an LO signal to a frequency converter (MIXER) 4;
An intermediate frequency low pass filter (IFLPF) 6 having an input connected to the output of the local oscillator (LO) 5 and an output connected to the
A first power detector (DET1) 8 whose input is connected to an input node of a frequency converter (MIXIER) 4;
A first reference voltage (Vref1) 9;
A first differential amplifier (DIFFAMP1) 10 having an inverting input and a non-inverting input connected to a first power detector (DET1) 8 and a first reference voltage (Vref1) 9;
A second power detector (DET2) 11 whose input is connected to an intermediate frequency low pass filter (IFLPF) 6;
A second reference voltage (Vref2) 12,
A second differential amplifier (DIFFAMP2) 13 having an inverting input and a non-inverting input connected to the output of the second power detector (DET2) 11 and the second reference voltage (Vref2) 12,
A comparator (COMP) 14 for inputting and comparing the output of the first differential amplifier (DIFFAMP1) 10 and the output of the second differential amplifier (DIFFAMP2) 13;
The output of the first differential amplifier (DIFFAMP1) 10 and the output of the second differential amplifier (DIFFAMP2) 13 are input, one is selected based on the comparison result in the comparator (COMP) 14, and a high frequency variable gain amplifier And a changeover switch (SW) 15 that supplies the (RFVGA) 3 as a control voltage for gain control.
本実施形態においては、第2の電力検出器(DET2)11と、第2の基準電圧(Vref2)12と、第2の差動増幅器(DIFFAMP2)13と、比較器(COMP)14と、切替スイッチ(SW)15が、図3の構成に追加されている。以下では、図3と同一の構成要素の説明は適宜省略し、図3の構成との相違点に着目して説明する。 In the present embodiment, the second power detector (DET2) 11, the second reference voltage (Vref2) 12, the second differential amplifier (DIFFAMP2) 13, and the comparator (COMP) 14 are switched. A switch (SW) 15 is added to the configuration of FIG. In the following, description of the same components as those in FIG. 3 will be omitted as appropriate, and description will be made focusing on differences from the configuration in FIG.
第2の電力検出器(DET2)11は、中間周波数低域通過フィルタ(IFLPF)6の中間ノードの電力を検出し、それに応じた電圧を出力する。中間周波数低域通過フィルタ(IFLPF)6の中間ノードは、例えば干渉波2を完全に除去し、干渉波1を完全には除去しないノードが選ばれる。
The second power detector (DET2) 11 detects the power of the intermediate node of the intermediate frequency low-pass filter (IFLPF) 6 and outputs a voltage corresponding thereto. As the intermediate node of the intermediate frequency low pass filter (IFLPF) 6, for example, a node that completely removes the
第2の基準電圧(Vref2)12は、第2の電力検出器(DET2)11の出力電圧と比較する基準電圧である。 The second reference voltage (Vref2) 12 is a reference voltage to be compared with the output voltage of the second power detector (DET2) 11.
第2の差動増幅器(DIFFAP2)13は第2の電力検出器(DET2)11の出力電圧と第2の基準電圧(Vref2)12の差電圧を出力する。 The second differential amplifier (DIFFAP2) 13 outputs a difference voltage between the output voltage of the second power detector (DET2) 11 and the second reference voltage (Vref2) 12.
比較器(COMP)14は、第1、第2の差動増幅器(DIFFAMP1、2)10、13の出力電圧を入力し、大きい方の電圧が、切替スイッチ(SW)15で選択されるように切替制御信号を出力する。切替スイッチ(SW)15は、比較器(COMP)14からの切替制御信号に基づき、第1、第2の差動増幅器(DIFFAMP1、2)10、13の出力電圧の一方(電圧の高い方)を選択し、制御電圧として高周波可変利得増幅器3へ供給する。
The comparator (COMP) 14 receives the output voltages of the first and second differential amplifiers (DIFFAMP1, 2) 10, 13, so that the larger voltage is selected by the changeover switch (SW) 15. A switching control signal is output. The changeover switch (SW) 15 is one of the output voltages of the first and second differential amplifiers (DIFFAMP1, 2) 10, 13 based on the switching control signal from the comparator (COMP) 14 (the one with the higher voltage). Is supplied to the high-frequency
図8(A)、図8(B)は、第1の電力検出器(DET1)8、第2の電力検出器(DET2)11で検出する信号のスペクトラムを模式的に示す図である(横軸は周波数、縦軸は電力)。図8(A)は、第1の電力検出器(DET1)8で検出するMIXERの入力信号の周波数領域での電力スペクトラムを表し、図8(B)は第2の電力検出器(DET2)11で検出するIFLPF中間ノードの信号の周波数領域での電力スペクトラムを表している。 FIGS. 8A and 8B are diagrams schematically illustrating the spectrum of signals detected by the first power detector (DET1) 8 and the second power detector (DET2) 11 (horizontal). The axis is frequency and the vertical axis is power). 8A shows the power spectrum in the frequency domain of the MIXER input signal detected by the first power detector (DET1) 8, and FIG. 8B shows the second power detector (DET2) 11. Represents the power spectrum in the frequency domain of the signal of the IFLPF intermediate node detected by.
中間周波数低域通過フィルタ6の中間ノードとして、干渉波2は十分に減衰できるが(図8(A)、(B)のIFLPF中間ノードでの減衰特性参照)、干渉波1に対する減衰が不十分なノードが選択される。こうすることで、所望波と周波数が近い干渉波1(遮断周波数付近の干渉波)が入力された場合、第2の電力検出器(DET2)11で検出する電力には、図8(B)に示すように、干渉波1の残留電力が含まれる。
Although the
一方、所望波と周波数が離れている干渉波2が入力された場合、中間周波数低域通過フィルタ6の中間ノードでは十分に減衰されているため、第2の電力検出器(DET2)11で検出する電力には、干渉波2の残留電力は殆ど含まれないことになる。
On the other hand, when the
また、図8(A)に示すように、周波数変換器(MIXER)4への入力信号の電力を検出する第1の電力検出器(DET1)8では、所望波、干渉波1、干渉波2全ての電力が検出される。
Further, as shown in FIG. 8A, in the first power detector (DET1) 8 that detects the power of the input signal to the frequency converter (MIXER) 4, the desired wave, the
<所望波と干渉波1が入力された場合>
図9、図10は、図1の第1、第2の電力検出器(DET1、DET2)8、11における、入力電力(Pin)対電力検出器出力電圧(Vout_det)の関係を示す(横軸:Pin、縦軸:Vout_det)。縦軸のVref1、Vref2は、図1の第1、第2の基準電圧である。
<When desired wave and
9 and 10 show the relationship between the input power (Pin) and the power detector output voltage (Vout_det) in the first and second power detectors (DET1, DET2) 8 and 11 in FIG. 1 (horizontal axis). : Pin, vertical axis: Vout_det). Vref1 and Vref2 on the vertical axis are the first and second reference voltages in FIG.
図9は、AGCループがオープン(開)の場合であり、入力電力(Pin)に比例して、電力検出器の出力電圧Vout_detが増加する関係を示している。 FIG. 9 shows a relationship in which the output voltage Vout_det of the power detector increases in proportion to the input power (Pin) when the AGC loop is open.
図10は、AGCループがクローズ(閉)の場合であり、Vout_detが基準電圧に達すると負帰還のAGCループが働き、それ以上の入力電力範囲では、Vout_det=基準電圧(Vref)となるように高周波可変利得増幅器3の利得が調整される。
FIG. 10 shows a case where the AGC loop is closed. When Vout_det reaches the reference voltage, the negative feedback AGC loop works, and in the input power range beyond that, Vout_det = reference voltage (Vref). The gain of the high frequency
所望波と干渉波1が入力された場合、第2の電力検出器(DET2)11で検出する信号のうち干渉波1は、中間周波数低域通過フィルタ6の中間ノードまでで若干減衰されているため、第2の電力検出器(DET2)11の出力電圧Vout_det2は第1の電力検出器(DET1)8の出力電圧Vout_det1よりも、やや低くなる。
When the desired wave and the
図10に示すように、第2の基準電圧(Vref2)12を第1の基準電圧(Vref1)9よりも低く設定しておくことで、第2の電力検出器(DET2)11の出力電圧Vout_det2(図10の@DET2の矢線で指示される実線)と第2の基準電圧(Vref2)12とが釣り合うように(Vout_det2=Vref2)、AGCループが働くことになる。 As shown in FIG. 10, by setting the second reference voltage (Vref2) 12 lower than the first reference voltage (Vref1) 9, the output voltage Vout_det2 of the second power detector (DET2) 11 is set. The AGC loop works so that the second reference voltage (Vref2) 12 is balanced (Vout_det2 = Vref2) (the solid line indicated by the arrow of @ DET2 in FIG. 10).
この場合、Vout_det1(図10の@DET1の矢線で指示される実線)は、第1の基準電圧(Vref1)9には届かず(Vout_det1<Vref1)、それよりも低い電圧で一定となる。なお、第2の基準電圧(Vref2)12と第1の基準電圧(Vref1)9の差は、同じ入力電力における第1の電力検出器(DET1)8の出力電圧Vout_det1と、第2の電力検出器(DET2)11の出力電圧Vout_det2の差よりも大きく設定しておく必要がある。 In this case, Vout_det1 (solid line indicated by the arrow of @ DET1 in FIG. 10) does not reach the first reference voltage (Vref1) 9 (Vout_det1 <Vref1), and is constant at a lower voltage. Note that the difference between the second reference voltage (Vref2) 12 and the first reference voltage (Vref1) 9 is the difference between the output voltage Vout_det1 of the first power detector (DET1) 8 and the second power detection at the same input power. The output voltage Vout_det2 of the device (DET2) 11 needs to be set larger than the difference.
所望波と干渉波2が入力された場合、図11、図12に、入力電力(Pin)対電力検出器出力電圧(Vout_det)の関係を示す。
When the desired wave and the
図11は、AGCループがオープンの場合である。図12はAGCループがクローズの場合である。 FIG. 11 shows a case where the AGC loop is open. FIG. 12 shows a case where the AGC loop is closed.
所望波と干渉波2が入力された場合、中間周波数低域通過フィルタ6で干渉波2が十分減衰されており、第2の電力検出器(DET2)11の出力電圧Vout_det2はVout_det1よりも十分低くなる。そのため、AGCループは、第1の電力検出器(DET1)8の出力電圧Vout_det1と基準電圧(Vref1)9が釣り合うように働くこととなり(図12の@DET1の矢線で指示される実線参照)、第2の電力検出器(DET2)11の出力電圧Vout_det2は第2の基準電圧(Vref2)12には届かず、それよりも低い電圧で一定となる(図12の@DET2の矢線で指示される実線参照)。
When the desired wave and the
この場合、干渉波1が入力された時よりも、第1の電力検出器(DET1)8の出力電圧Vout_det1は上昇することとなり、周波数変換器(MIXER)4の出力電力、すなわち中間周波数低域通過フィルタ6への入力電力が上昇する。
In this case, the output voltage Vout_det1 of the first power detector (DET1) 8 is higher than when the
上記の実施形態の動作をまとめると、以下の通りになる。 The operation of the above embodiment is summarized as follows.
<所望波+干渉波1を受信した場合>
AGCループは、
Vout_det2=第2の基準電圧(Vref2)12
となるように働くため、AGC収束電力は、第2の基準電圧(Vref2)12によって決定される。
<When receiving desired wave +
The AGC loop
Vout_det2 = second reference voltage (Vref2) 12
Therefore, the AGC convergence power is determined by the second reference voltage (Vref2) 12.
よって、中間周波数低域通過フィルタ6の入力電力は第2の基準電圧(Vref2)12で制御されることとなる。干渉波1が中間周波数低域通過フィルタ6の劣化した耐入力特性を超えないように、第2の基準電圧(Vref2)12を調整する。
Therefore, the input power of the intermediate frequency low-
<所望波+干渉波2を受信した場合>
AGCループは、
Vout_det1=第1の基準電圧(Vref1)9
となるように働くため、AGC収束電力は、第1の基準電圧(Vref1)9によって決定される。
<When receiving desired wave +
The AGC loop
Vout_det1 = first reference voltage (Vref1) 9
Therefore, the AGC convergence power is determined by the first reference voltage (Vref1) 9.
よって、中間周波数低域通過フィルタの6の入力電力は、第1の基準電圧(Vref1)9で制御されることになる。干渉波2が中間周波数低域通過フィルタ6の劣化していない耐入力特性を超えないように、第1の基準電圧(Vref1)9を調整する。
Therefore, the input power of the intermediate frequency low-
本実施形態によれば、第1の基準電圧(Vref1)9と第2の基準電圧(Vref2)12とを互いに独立に設定することができる。このため、本発明によれば、干渉波1と干渉波2に対するAGC収束電力を独立して設定できることになる。
According to the present embodiment, the first reference voltage (Vref1) 9 and the second reference voltage (Vref2) 12 can be set independently of each other. For this reason, according to the present invention, the AGC convergence power for the
したがって、干渉波1が支配的である場合と、干渉波2が支配的である場合のそれぞれについて、最適なAGC収束電力が自律的に得られ、常に高い干渉波抑圧比を得ることが出来る。
Therefore, the optimum AGC convergence power can be autonomously obtained for each of the case where the
<実施形態2>
図13は、本発明の第2の実施形態の構成を示す図である。本実施形態と前記第1の実施形態との相違点は、中間周波数低域通過フィルタ(IFLPF)6の後段に、AD変換器(Analog to Digital Converter、ADC)16と、デジタルフィルタ17を備え、第2の電力検出器(DET2)2の入力は、デジタルフィルタ(Digital Filter)の中間ノードに接続されている。
<
FIG. 13 is a diagram showing a configuration of the second exemplary embodiment of the present invention. The difference between the present embodiment and the first embodiment is that an AD converter (Analog to Digital Converter, ADC) 16 and a
本発明の第2の実施形態の動作について説明する。基本的な動作は、前記第1の実施形態と同じである。 The operation of the second embodiment of the present invention will be described. The basic operation is the same as in the first embodiment.
受信信号に干渉波1が含まれる場合、第2の電力検出器(DET2)11の出力電圧Vout_det2が、
Vout_det2=第2の基準電圧(Vref2)12
となるように、第2の電力検出器(DET2)−第2の差動増幅器(DIFFAMP2)のAGCループが働く。
When the
Vout_det2 = second reference voltage (Vref2) 12
The AGC loop of the second power detector (DET2) -second differential amplifier (DIFFAMP2) works so that
受信信号に干渉波1が含まれていない場合は、第1の電力検出器(DET1)8の出力電圧Vout_det1が、
Vout_det1=第1の基準電圧(Vref1)9
となるように、第1の電力検出器(DET1)−第1の差動増幅器(DIFFAMP1)のAGCループが働く。
When the
Vout_det1 = first reference voltage (Vref1) 9
Thus, the AGC loop of the first power detector (DET1) -first differential amplifier (DIFFAMP1) works.
第1の基準電圧(Vref1)9、第2の基準電圧(Vref2)12を適切に設定することで、干渉波1、干渉波2それぞれがアクティブフィルタの耐入力特性を超えない範囲でAGC収束電力を高めることができ、干渉波周波数に応じた干渉波抑圧比を実現できる。
By appropriately setting the first reference voltage (Vref1) 9 and the second reference voltage (Vref2) 12, the AGC convergence power is within a range in which the
また第2の実施形態では、干渉波を除去する役割の一部をデジタルフィルタ17が担っている。このデジタルフィルタ17は、アクティブフィルタではないため、耐入力特性の劣化は生じない。
In the second embodiment, the
中間周波数低域通過フィルタ(IFLPF)6は、アクティブフィルタで構成される。このため、図1の前記第1の実施形態と同様に、遮断周波数付近での耐入力特性の劣化、という問題は存在するが、中間周波数低域通過フィルタ6の減衰特性の一部をデジタルフィルタで実現できるため、前記第1の実施形態に比べ、中間周波数低域通過フィルタ6の減衰特性を緩やかに設定することができ、耐入力特性の劣化を軽減することが可能となる。このことは、中間周波数低域通過フィルタ6の入力電力の上昇を意味し、受信機全体の干渉波抑圧比が向上することを意味する。
The intermediate frequency low-pass filter (IFLPF) 6 is composed of an active filter. For this reason, as in the first embodiment of FIG. 1, there is a problem of deterioration of the input resistance near the cutoff frequency. However, a part of the attenuation characteristic of the intermediate frequency low-
また、第2の電力検出器(DET2)11への入力をデジタルフィルタ17の中間ノードとすることで、第2の電力検出器(DET2)11への入力をアクティブフィルタ6の中間ノードを入力としていた前記第1の実施形態に比べ、フィルタ減衰特性のバラツキを低減できる。
Further, by setting the input to the second power detector (DET2) 11 as an intermediate node of the
よって、入力電力(Pin)対第2の電力検出器出力電圧(Vout_det2)が、半導体装置の製造バラツキ等の影響を受けずに安定するため、より正確なAGCループ切替え動作の実現が可能となる。 Therefore, since the input power (Pin) vs. the second power detector output voltage (Vout_det2) is stabilized without being affected by the manufacturing variation of the semiconductor device, a more accurate AGC loop switching operation can be realized. .
<実施形態3>
図14は、本発明の第3の実施形態の構成を示す図である。図14を参照すると、本実施形態が、図1の前記第1の実施形態との相違点は、第1の電力検出器(DET1)8が、前記第1の実施形態では、周波数変換器(MIXER)4の入力に接続されていたが、本実施形態では、周波数変換器(MIXER)4の出力、したがって中間周波数低域通過フィルタ(IFLPF)6の入力へ変更されている。
<
FIG. 14 is a diagram showing the configuration of the third exemplary embodiment of the present invention. Referring to FIG. 14, the present embodiment is different from the first embodiment of FIG. 1 in that the first power detector (DET1) 8 is different from the first embodiment in the frequency converter ( In this embodiment, the output is changed to the output of the frequency converter (MIXER) 4, and hence the input of the intermediate frequency low-pass filter (IFLPF) 6.
前記第1の実施形態では、以下の2種類のAGC電圧を準備し、所望波と干渉波の周波数関係に応じてそれらを切替える。 In the first embodiment, the following two types of AGC voltages are prepared and switched according to the frequency relationship between the desired wave and the interference wave.
(1)周波数変換器(MIXER)4の入力電力(中間周波数低域通過フィルタ(IFLPF)6より前段の電力)を検出する第1の電力検出器(DET1)の出力電圧と第1の基準電圧(Vref1)9の差電圧。 (1) Output voltage and first reference voltage of the first power detector (DET1) for detecting the input power of the frequency converter (MIXER) 4 (the power preceding the intermediate frequency low pass filter (IFLPF) 6) (Vref1) 9 differential voltage.
(2)中間周波数低域通過フィルタ(IFLPF)6の中間ノードの電力を検出する第2の電力検出器(DET2)の出力電圧と第2の基準電圧(Vref2)12との差電圧。 (2) The difference voltage between the output voltage of the second power detector (DET2) that detects the power of the intermediate node of the intermediate frequency low-pass filter (IFLPF) 6 and the second reference voltage (Vref2) 12.
この場合の(1)は、中間周波数低域通過フィルタ(IFLPF)6の前段の電力が必要条件であり、周波数変換器(MIXER)4の入力電力、中間周波数低域通過フィルタ(IFLPF)6の入力電力のどちらを利用しても同じ効果を奏することができる。本発明の第3の実施形態においても、前記第1の実施形態と同様の効果が期待できる。 In this case, (1) is a necessary condition for the power before the intermediate frequency low-pass filter (IFLPF) 6, the input power of the frequency converter (MIXER) 4, and the intermediate frequency low-pass filter (IFLPF) 6. The same effect can be achieved by using either of the input power. Also in the third embodiment of the present invention, the same effect as in the first embodiment can be expected.
図15は、前記各実施形態における中間周波数低域通過フィルタ(IFLPF)6を構成するアクティブフィルタの構成例を示す図である。図15の例の場合、中間周波数低域通過フィルタ6は5段のオペアンプOP1〜OP5を備え、中間ノードは、3段目のオペアンプOP3の差動出力に対応している。例えばオペアンプと入力抵抗と帰還容量は伝達関数(−K/s;容量を1、入力抵抗を1/Kとする)を構成し、1つオペアンプと入力抵抗と並列接続された帰還抵抗と容量は1次の伝達関数(−K/(s+p1);入力抵抗を1、容量を1/K、帰還抵抗をK/p1とする)を構成している。より詳細には、中間周波数低域通過フィルタ(IFLPF)6は、5段に縦続接続されたオペアンプOP1〜OP5と、各段を構成する抵抗R1〜R20、容量C1〜C10により構成されている。中間周波数低域通過フィルタIFLPFの入力ノードIN1、IN2には、抵抗R1、R2を介して初段の増幅器OP1が接続され、最終段の増幅器OP5の出力信号は、出力ノードOT1、OT2に接続される。また、3段目の増幅器OP3の出力信号は、中間ノードMN1、MN2に接続されている。この中間周波数低域通過フィルタIFLPFの入力ノードIN1、IN2に干渉波1と所望波が入力しても5段トータルでは十分な減衰特性を有しているので、出力ノードOT1、OT2からは、所望波のみをフィルタリングして出力することができる。ただし、3段目の増幅器OP3の出力信号が接続される中間ノードMN1、MN2では、図6の干渉波1のような所望波に近接する干渉波は除去しきれずに所望波に干渉波1が含まれる信号として出力される。一方、入力ノードIN1、IN2に干渉波2が入力した場合は、中間ノードMN1、MN2の段階で干渉波2が除去され、所望波のみが出力される。
FIG. 15 is a diagram showing a configuration example of an active filter constituting the intermediate frequency low-pass filter (IFLPF) 6 in each of the embodiments. In the example of FIG. 15, the intermediate frequency low-
中間周波数低域通過フィルタIFLPFの中間ノードMN1、MN2は、図1において、電力検出器DET2に、出力ノードOT1、OT2は、出力2に接続される。なお、図8では、中間ノードMN1、MN2、出力ノードOT1、OT2からは1対の相補信号が出力されるものとして記載しているが、図1では、1対の相補信号は1本の信号として簡略化して記載している。
The intermediate nodes MN1 and MN2 of the intermediate frequency low-pass filter IFLPF are connected to the power detector DET2 and the output nodes OT1 and OT2 to the
図15に示した構成は、あくまで一例であるが、このように入力と出力の間を中間ノードとして引き出すことで、干渉波2は十分に減衰させるが、干渉波1に対する減衰が不十分なノードを作り出すことが可能となる。
The configuration shown in FIG. 15 is merely an example, but the
図13の第2の実施形態では、デジタルフィルタ17の中間ノードの電力を第2の電力検出器(DET2)で検出する構成としており、この場合の中間ノードは、デジタルフィルタ17の構成によって様々な端子で実現することが可能である。一例としてデジタルフィルタ17を2段の縦続接続フィルタで構成する場合で考えると、1段目のフィルタの出力端子をデジタルフィルタ17の中間ノードとして取り出せば、本発明に必要な情報が抽出できることになる。
In the second embodiment of FIG. 13, the power of the intermediate node of the
上記した実施形態は、以下の作用効果を奏する。 The above-described embodiment has the following effects.
干渉波周波数に応じた干渉波抑圧比の実現、特に高い干渉波抑圧比が要求される周波数(干渉波2)での干渉波抑圧比の向上が望める。 It is possible to realize an interference wave suppression ratio according to the interference wave frequency, and particularly to improve the interference wave suppression ratio at a frequency (interference wave 2) that requires a high interference wave suppression ratio.
本発明では、半導体受信機に内蔵されるアクティブフィルタの耐入力特性劣化に着目し、それが原因で発生する受信機の干渉波抑圧比劣化を改善することを課題としている。一方、先行技術文献サーチでサーチされた特許文献1(特開2003−218711号公報)は、IF領域に設けられるフィルタにセラミックフィルタを想定しており、本発明の課題とは別の発明である。本発明において、半導体受信機のIF領域に設けたアクティブフィルタの耐入力特性が劣化する遮断周波数付近の干渉波の強さに応じてAGCループを切替えることで、アクティブフィルタの飽和を防ぎつつ、干渉波抑圧比の向上を図っている。AGC電圧を発生するノードの選択であり、アクティブフィルタ遮断周波数付近の干渉波を十分減衰しきれないが、その隣の周波数の干渉波は十分に減衰するノード(中間周波数低域通過フィルタの中間ノード)を選択する必要がある。 In the present invention, attention is paid to deterioration of input resistance characteristics of an active filter built in a semiconductor receiver, and an object is to improve the interference wave suppression ratio deterioration of the receiver caused by the deterioration. On the other hand, Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 2003-218711) searched by the prior art document search assumes a ceramic filter as a filter provided in the IF region, and is an invention different from the subject of the present invention. . In the present invention, the AGC loop is switched according to the intensity of the interference wave near the cutoff frequency where the input resistance characteristics of the active filter provided in the IF region of the semiconductor receiver deteriorate, thereby preventing the saturation of the active filter and preventing interference. The wave suppression ratio is improved. A node that generates an AGC voltage, and an interference wave near the active filter cutoff frequency cannot be sufficiently attenuated, but an interference wave of an adjacent frequency is sufficiently attenuated (an intermediate node of an intermediate frequency low-pass filter). ) Must be selected.
特許文献1(特開2003−218711号公報)では、受信機のIF領域に存在する干渉波がフィルタ通過帯域内に存在する場合と通過帯域外に存在する場合とでAGCループの制御を切替え、受信感度の劣化を防止する、という動作を行う。本発明では、周波数変換器(MIXER)の入力の電力から生成されるAGC電圧と、中間周波数低域通過フィルタの中間ノード電力から生成されるAGC電圧を比較し、それぞれの基準電圧との大小関係からAGCループの選択を行う構成としている。特許文献1(特開2003−218711号公報)では、ミキサー入力とバンドパスフィルタ1出力から2種類のAGC電圧を生成し、その大きいほうのAGC電圧を使用する構成となっている。
In Patent Document 1 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-218711), the control of the AGC loop is switched between the case where the interference wave existing in the IF region of the receiver exists in the filter pass band and the case where the interference wave exists outside the pass band, The operation of preventing deterioration of reception sensitivity is performed. In the present invention, the AGC voltage generated from the power at the input of the frequency converter (MIXER) is compared with the AGC voltage generated from the intermediate node power of the intermediate frequency low-pass filter, and the magnitude relationship between the reference voltages. The AGC loop is selected from the above. In Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 2003-218711), two types of AGC voltages are generated from the mixer input and the
なお、上記の特許文献の各開示を、本書に引用をもって繰り込むものとする。本発明の全開示(請求の範囲を含む)の枠内において、さらにその基本的技術思想に基づいて、実施形態ないし実施形態の変更・調整が可能である。また、本発明の請求の範囲の枠内において種々の開示要素の多様な組み合わせないし選択が可能である。すなわち、本発明は、請求の範囲を含む全開示、技術的思想にしたがって当業者であればなし得るであろう各種変形、修正を含むことは勿論である。 It should be noted that the disclosures of the above patent documents are incorporated herein by reference. Within the scope of the entire disclosure (including claims) of the present invention, the embodiments and the embodiments can be changed and adjusted based on the basic technical concept. Various combinations and selections of various disclosed elements are possible within the scope of the claims of the present invention. That is, the present invention of course includes various variations and modifications that could be made by those skilled in the art according to the entire disclosure including the claims and the technical idea.
1 入力
2 出力
3 高周波可変利得増幅器(RFVGA)
4 周波数変換器(MIXER)
5 局部発振器(LO)
6 中間周波数低域通過フィルタ(IFLPF)(アクティブフィルタ)
7、7A、7B、7C 自動利得制御ループ
8 第1の電力検出器(DET1)(電力検出器(DET))
9 第1の基準電圧(Vref1)(基準電圧(Vref))
10 第1の差動増幅器(DIFFAMP1)(差動増幅器(DIFFAMP))
11 第2の電力検出器(DET2)
12 第2の基準電圧(Vref2)
13 第3の差動増幅器(DIFFAMP2)
14 比較器(COMP)
15 切替スイッチ(SW)
16 アナログデジタル変換器(ADC)
17 デジタルフィルタ
1
4 Frequency converter (MIXER)
5 Local oscillator (LO)
6 Intermediate frequency low-pass filter (IFLPF) (active filter)
7, 7A, 7B, 7C Automatic
9 First reference voltage (Vref1) (reference voltage (Vref))
10 First differential amplifier (DIFFAMP1) (Differential amplifier (DIFFAMP))
11 Second power detector (DET2)
12 Second reference voltage (Vref2)
13 Third differential amplifier (DIFFAMP2)
14 Comparator (COMP)
15 Changeover switch (SW)
16 Analog-to-digital converter (ADC)
17 Digital filter
Claims (9)
前記利得可変型増幅器からの出力信号を受け周波数変換する周波数変換器と、
前記周波数変換器からの出力信号を受けるアクティブフィルタと、
前記アクティブフィルタ前段の所定のノードの電力を検出し前記利得可変型増幅器の利得制御用の第1の信号を生成する第1の回路と、
前記アクティブフィルタの中間ノードの電力を検出し前記利得可変型増幅器の利得制御用の第2の信号を生成する第2の回路と、
前記第1、第2の回路から出力される前記第1、第2の信号を受け、前記第1、第2の信号の大小を比較する比較器と、
前記第1、第2の回路から出力される前記第1、第2の信号を受け、前記比較器での比較結果に基づき、前記第1、第2の信号の一方を選択し、前記利得可変増幅器の利得制御用の前記制御信号として供給する切替スイッチと、
を備えている、受信機。 A variable gain amplifier that receives an input signal and whose gain is variable by a control signal;
A frequency converter that receives and converts the output signal from the variable gain amplifier; and
An active filter for receiving an output signal from the frequency converter;
A first circuit for detecting a power of a predetermined node in front of the active filter and generating a first signal for gain control of the variable gain amplifier;
A second circuit for detecting a power of an intermediate node of the active filter and generating a second signal for gain control of the variable gain amplifier;
A comparator that receives the first and second signals output from the first and second circuits and compares the magnitudes of the first and second signals;
The first and second signals output from the first and second circuits are received, one of the first and second signals is selected based on the comparison result of the comparator, and the gain is variable. A change-over switch supplied as the control signal for gain control of the amplifier;
Equipped with a receiver.
前記第1の電力検出器の出力と第1の基準電圧とを差動入力する第1の差動増幅器と、
を備え、
前記第2の回路は、前記アクティブフィルタの前記中間ノードの電力を検出する第2の電力検出器と、
前記第2の電力検出器の出力と第2の基準電圧とを差動入力する第2の差動増幅器と、
を備え、
前記比較器は、前記第1、第2の差動増幅器の出力電圧を比較し、
前記切替スイッチは、前記第1、第2の差動増幅器の出力電圧のうち大きい方の電圧を選択出力する、請求項1記載の受信機。 The first circuit includes a first power detector that detects power of the predetermined node before the active filter;
A first differential amplifier that differentially inputs an output of the first power detector and a first reference voltage;
With
The second circuit includes a second power detector for detecting power of the intermediate node of the active filter;
A second differential amplifier for differentially inputting an output of the second power detector and a second reference voltage;
With
The comparator compares the output voltages of the first and second differential amplifiers;
The receiver according to claim 1, wherein the changeover switch selectively outputs a larger voltage of the output voltages of the first and second differential amplifiers.
前記利得可変型増幅器からの出力信号を受け周波数変換する周波数変換器と、
前記周波数変換器からの出力信号を受けるアクティブフィルタと、
前記アクティブフィルタのアナログ出力信号をデジタル信号に変換するアナログデジタル変換器と、
前記アナログデジタル変換器の出力信号をフィルタ処理するデジタルフィルタと、
前記アクティブフィルタ前段の所定のノードの電力を検出し前記利得可変型増幅器の利得制御用の第1の信号を生成する第1の回路と、
前記デジタルフィルタの中間ノードの電力を検出し前記利得可変型増幅器の利得制御用の第2の信号を生成する第2の回路と、
前記第1、第2の回路から出力される前記第1、第2の信号を受け、前記第1、第2の信号の大小を比較する比較器と、
前記第1、第2の回路から出力される前記第1、第2の信号を受け、前記比較器での比較結果に基づき、前記第1、第2の信号の一方を選択し、前記利得可変増幅器の利得制御用の前記制御信号として供給する切替スイッチと、
を備え、
前記第1の回路は、前記アクティブフィルタ前段の前記所定のノードの電力を検出する第1の電力検出器と、
前記第1の電力検出器の出力と第1の基準電圧を差動入力する第1の差動増幅器と、
を備え、
前記第2の回路は、前記デジタルフィルタの中間ノードの電力を検出する第2の電力検出器と、
前記第2の電力検出器の出力と第2の基準電圧を差動入力する第2の差動増幅器と、
を備え、
前記比較器は、前記第1、第2の差動増幅器の出力電圧を比較し、
前記切替スイッチは、前記第1、第2の差動増幅器の出力電圧のうち大きい方の電圧を選択出力する受信機。 A variable gain amplifier that receives an input signal and whose gain is variable by a control signal;
A frequency converter that receives and converts the output signal from the variable gain amplifier; and
An active filter for receiving an output signal from the frequency converter;
An analog-digital converter that converts an analog output signal of the active filter into a digital signal;
A digital filter for filtering the output signal of the analog-digital converter;
A first circuit for detecting a power of a predetermined node in front of the active filter and generating a first signal for gain control of the variable gain amplifier ;
A second circuit for detecting a power of an intermediate node of the digital filter and generating a second signal for gain control of the variable gain amplifier ;
A comparator that receives the first and second signals output from the first and second circuits and compares the magnitudes of the first and second signals;
The first and second signals output from the first and second circuits are received, one of the first and second signals is selected based on the comparison result of the comparator, and the gain is variable. A change-over switch supplied as the control signal for gain control of the amplifier;
With
The first circuit includes a first power detector that detects power of the predetermined node before the active filter;
A first differential amplifier that differentially inputs an output of the first power detector and a first reference voltage;
With
The second circuit includes a second power detector for detecting power of an intermediate node of the digital filter;
A second differential amplifier for differentially inputting an output of the second power detector and a second reference voltage;
With
The comparator compares the output voltages of the first and second differential amplifiers;
The change-over switch is a receiver that selectively outputs the larger voltage of the output voltages of the first and second differential amplifiers.
前記周波数変換器の入力ノードと、
前記周波数変換器の出力と前記アナログフィルタの入力の接続点ノード
のいずれかである、請求項1乃至3のいずれか1項に記載の受信機。 The predetermined node before the active filter is:
An input node of the frequency converter;
The receiver according to any one of claims 1 to 3, wherein the receiver is any one of connection nodes between an output of the frequency converter and an input of the analog filter.
低域通過型の前記アクティブフィルタの通過帯域内の前記所望波と、前記アクティブフィルタの遮断周波数に近い方の第1の干渉波を受信したときには、前記第2の電力検出器の出力電圧が前記第2の基準電圧と等しくなるように制御され、
前記低域通過型の前記アクティブフィルタへの入力電力は前記第2の基準電圧によって決定され、
低域通過型の前記アクティブフィルタの通過帯域内の前記所望波と前記アクティブフィルタの遮断周波数から前記第1の干渉波よりも離れている第2の干渉波を受信したときには、前記第1の電力検出器の出力電圧が前記第1の基準電圧と等しくなるように制御され、
前記低域通過型の前記アクティブフィルタへの入力電力は前記第1の基準電圧によって決定される、請求項5に記載の受信機。 The second reference voltage is lower than the first reference voltage;
When the desired wave in the pass band of the low-pass active filter and the first interference wave closer to the cutoff frequency of the active filter are received, the output voltage of the second power detector is Controlled to be equal to the second reference voltage,
The input power to the low-pass active filter is determined by the second reference voltage;
When receiving the desired wave in the pass band of the low pass type active filter and the second interference wave that is separated from the cutoff frequency of the active filter than the first interference wave, the first power The output voltage of the detector is controlled to be equal to the first reference voltage;
The receiver according to claim 5, wherein input power to the low-pass active filter is determined by the first reference voltage.
前記低域通過型の前記アクティブフィルタへの入力電力は前記第1の基準電圧によって決定される場合、前記第2の干渉波が前記低域通過型のアクティブフィルタの耐入力特性を超えないように前記第1の基準電圧が調整される、請求項6に記載の受信機。 When the input power to the low-pass active filter is determined by the second reference voltage, the first interference wave does not exceed the input resistance characteristics of the low-pass active filter. The second reference voltage is adjusted;
When the input power to the low-pass active filter is determined by the first reference voltage, the second interference wave does not exceed the input resistance characteristics of the low-pass active filter. The receiver of claim 6, wherein the first reference voltage is adjusted.
前記アクティブフィルタ前段の所定のノードの電力を検出して前記利得可変型増幅器の利得制御用の第1の信号を生成し、
前記アクティブフィルタの中間ノードの電力を検出して前記利得可変型増幅器の利得制御用の第2の信号を生成し、
前記第1、第2の信号の大小を比較し、
前記比較結果に基づき、前記第1、第2の信号の一方を選択し、選択した信号を前記利得可変増幅器の利得制御用の制御信号として用いる、自動利得制御方法。 A variable gain amplifier that is mounted on a semiconductor device and whose input signal is input and whose gain is variable by a control signal, a frequency converter that receives and converts an output signal from the variable gain amplifier, and a frequency converter from the frequency converter An active filter for receiving an output signal, and a receiver automatic gain control method comprising:
Detecting power of a predetermined node before the active filter to generate a first signal for gain control of the variable gain amplifier;
Detecting a power of an intermediate node of the active filter to generate a second signal for gain control of the variable gain amplifier;
Comparing the magnitudes of the first and second signals;
An automatic gain control method, wherein one of the first and second signals is selected based on the comparison result, and the selected signal is used as a control signal for gain control of the variable gain amplifier.
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