JPH01143475A - 自動利得制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 Ｃ産業上の利用分野］ 本発明は、自動利得制御装置に関するものであり、特に
自動利得制御（以下ｒ　ＡＧＣ，ともいう）増幅器を単
独または縦続に接続した系統における過渡現象の早期収
斂により安定な伝送を行ない得るように改良を図ったも
のである。

［従来の技術］ 従来、＾ＧＣ増幅器は、その入力または出力信号のいづ
れかのレベルを検知し、そのレベルが正または負の方向
に規定範囲を逸脱したときに、その規定範囲の中心値で
ある規定値に対する超過分に相当する制御信号によって
利得制御器を制御し、規定価に収斂するように構成され
ている。ところで、出力または入力信号が変化してから
へＧＧ増幅器による利得制御が完了するまでには、入力
または出力信号の検出時間および制御時間による遅れと
、所要の特性を得るためにＡＧＣ増幅器に付与した遅延
時間との総和から成る時間遅れを伴っている。

このため、入力信号の急変があると、その変化は直ちに
出力信号に現われ、規定値に漸次収斂する。次いで、逆
方向に規定範囲を越えて入力信号が急変すると、上述の
遅延時間による遅れにより前の制御信号がそのまま残っ
ているため、前述の急変したレベルに急変前の電圧が加
わり、出力信号は逆方向へ大きく変化し、その後ＡＧＣ
作用により規定値に向けて漸次収斂する。

第４図はその説明図であり、入力信号が規定個人よりＢ
まで急変すると、波形ＡＣ’　Ｅ　’　で示す制御電圧
が発生し、出力電圧の変化は波形肛Ｅに示すようになる
。次いで、入力信号がレベルＤからレベルＦへ急変した
とすると、制御電圧としては、入力電圧ＤＥに相当する
電圧ＥＥ’　が時定数により残留しているため、出力電
圧はレベルＦから電圧ＤＥに等しい電圧ＦＧだけ下がり
、Ｇ点からＡＧｃ作用により規定値に向けて収斂する。

このように、入力信号レベルの変化のあったとき、その
変化に相当する分だけ出力信号レベルが変化する現象を
残留制御効果と呼ぶこととする。従来は、このような過
渡現象に対しては、遅延時間を小さくする等の対策しか
なかった。

同じ遅れ特性を有するＡＧＧ増幅器を縦続に接続した回
路系統では、各ＡＧＣ増幅器が上述の残留制御効果をも
つのに加えて、ＡＧＣ増幅器の縦続接続によって同一の
制御特性が重畳されて、後段のＡＧＣ増幅器の振幅と期
間が増大するハンチングを発生する。

第５図はこのようなハンチング現象の一例を示す図であ
って、例えばテレビジョン信号において各フィールドＦ
ごとに垂直同期期間に挿入した較正パルスレベルを検出
する等、一定間隔Ｆをおいて入力信号レベルを検出し、
この入力信号レベルに対応した制御信号を発生し、この
制御信号を４Ｆの期間にわたフて蓄積して利得制御を行
ない、規定値に収斂させる蓄積型ＡＧＣ増幅器８台を縦
続接続したときにおける各ＡＧＣ増幅器毎の出力電圧の
シミュレーション図である。

第６図は較正パルスのサンプル値をサンプルホールドし
た後に５μｓ程度の遅れをおいて利得制御を行なう速動
型ＡＧＣ増幅器６台を縦続接続したときにおける各ＡＧ
Ｃ増幅器毎の出力電圧のシミュレーション図である。

いずれの場合にもハンチングを生じているが、第６図の
速動型ＡＧＣ増幅器の方が振幅が大きくなっている。一
方、ハンチングを生じる期間は第５図の蓄積型の方が長
いことが分る。実際の回路においては、第６図のような
極端な大振幅の信号は、増幅器が飽和してしまうので見
ることができないが、このような現象は現実に発生して
おり、テレビジョン信号を伝送する回線運用上の問題点
となっている。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、従来は、このような現象に対し、遅延時
間を長くしたり、充電のときと放電のときとで遅延時間
を変えたり、テレビジョンの場合、映像信号をサンプリ
ングしてそのレベルを検出する方式においては、サンプ
リング数を増やす等の方法をとって来たが、たかだか数
台の縦続接続が可能となるだけて、それ以上の台数を縦
続接続して安定に使用できる方法はなかった。

すなわち、従来は縦続接続によって生じるハンチングを
効果的に防ぐことができず、数台の接続においても１台
毎に時定数特性を変えたりする必要があり、例えばＮＨ
Ｋでの全国ネットワークを構成するような長距烈伝送回
線に対してはテレビジョン信号の安定な伝送が困難にな
る等の問題点が想起されるものの、これを解決すること
かできなかった。

そこで、本発明の目的は、上述した問題点を根本的に解
決し、過渡現象が短く、速やかに規定範囲内に収斂させ
ることができ、安定な多数台の縦続接続を可能ならしめ
る自動利得制御装置を提供することにある。

また、へ〇Ｃ増幅器においては、ある限度を越えて入力
信号が大幅に急変する過大入力変化が生ずると、ＡＧＧ
増幅器によって速やかに規定範囲に収斂させることは困
難になる。

そこで、本発明の他の目的は、このような過大入力変化
に対しても有効な動作を行う自動利得制御装置を提供す
ることにある。

［問題点を解決するための手段］ このような目的を達成するために、本発明では、入力信
号から所定の基準となる信号のレベルを周期的に検出し
、出力信号においても同様に信号のレベルを検出するよ
うにし、入力および出力それぞれの検出レベルが所定の
規定値からはずれる態様に応じて、選択される複数の制
御モードにより適応的に利得調整を行うようにする。

すなわち、本発明の第１形態は、利得調整回路の増幅利
得を制御する自動利得制御装置において、利得調整回路
の入力信号から基準となる信号の入力信号レベルを所定
の周期で検出する手段と、利得調整回路の出力信号から
基準となる信号の出力信号レベルを所定の周期で検出す
る手段と、検出された入力信号レベルおよび出力信号レ
ベルに応じて、あらかじめ定めた複数の制御モードのう
ちのひとつの制御モードを選択し、その選択された制御
モードにおける制御信号を形成する手段とを具え、当該
形成された制御信号によって利得調整回路の増幅利得を
制御することを特徴とする。

本発明の第２形態は、利得調整回路の増幅利得を制御す
る自動利得制御装置において、利得調整回路の入力信号
から基準となる信号の入力信号レベルを所定の周期で検
出する手段と、利得調整回路の出力信号から基準となる
信号の出力信号レベルを所定の周期で検出する手段と、
検出した入力信号レベルが規定範囲内にあることを検出
する検出手段と、利得調整回路を所定の利得に固定する
手段と、出力信号の変化の方向および出力信号が当該方
向に近い限界値を越えたことを検出する手段と、入力信
号または出力信号が規定範囲内にないときには周期毎の
入力信号または出力信号に応じた電圧の蓄積値によって
利得調整回路を制御する蓄積型制御手段と、入力信号ま
たは出力信号を直ちに規定値に収斂させるように利得調
整回路を制御する速動型制御手段と、検出手段からの検
出出力によって、蓄積型制御手段を速動型制御手段に切
換えると共にその速動型制御手段を一定期間中動作させ
る一定期間動作手段とを具え、入力信号または出力信号
が規定範囲内にあるときには利得調整回路を所定の利得
に固定し、他方、入力信号または出力信号が規定範囲に
ないときには蓄積型制御手段により利得調整回路を制御
して出力信号を規定範囲内に収斂せしめ、出力信号が規
定範囲内に収斂したときには、一定期間動作手段により
速動型制御手段に一定期間にわたって切換えるようにし
たことを特徴とする。

本発明の第３形態は、利得調整回路の増幅利得を制御す
る自動利得制御装置において、利得調整回路の入力信号
から基準となる信号の入力信号レベルを所定の周期で検
出する手段と、利得調整回路の出力信号から基準となる
信号の出力信号レベルを所定の周期で検出する手段と、
検出した入力信号レベルが規定範囲内にあることを検出
する検出手段と、利得調整回路を所定の利得に固定する
手段と、出力信号の変化の方向および出力信号が当該方
向に近い限界値を越えたことを検出する手段と、入力信
号または出力信号が規定範囲内にないときには周期毎の
入力信号または出力信号に応じた電圧の蓄積値によって
利得調整回路を制御する蓄積型制御手段と、入力信号ま
たは出力信号を直ちに規定値に収斂させるように利得調
整回路を制御する速動型制御手段と、検出手段からの検
出出力によって、蓄積型制御手段を速動型制御手段に切
換えると共にその速動型制御手段を一定期間中動作させ
る一定期間動作手段とを具え、入力信号または出力信号
が規定範囲内にあるときには利得調整回路を所定の利得
に固定し、他方、入力信号または出力信号が規定範囲に
ないときには蓄積型制御手段により利得調整回路を制御
して出力信号を規定範囲内に収斂せしめ、出力信号が規
定範囲内に収斂した゛ときには、一定期間動作手段によ
り速動型制御手段に一定期間にわたって切換えるように
なした装置が縦続接続され、縦続接続した各自動利得制
御装置における入力信号レベル又は出力信号レベルに対
する蓄積型制御手段の各膜制御係数を、入力信号レベル
の変化があったときは、各自動利得制御装置とも出力信
号レベルが整数周期において規定範囲内に入るように設
定したことを特徴とする。

本発明の第４形態は、利得調整回路の増幅利得を制御す
る自動利得制御装置において、利得調整回路の入力信号
から基準となる信号の入力信号レベルを所定の周期で検
出する手段と、利得調整回路の出力信号から基準となる
信号の出力信号レベルを所定の周期で検出する手段と、
検出した入力信号レベルが規定範囲内にあることを検出
する検出手段と、利得調整回路を所定の利得に固定する
手段と、出力信号の変化の方向および出力信号が当該方
向に近い限界値を越えたことを検出する手段と、入力信
号または出力信号が規定範囲内にないときには周期毎の
入力信号または出力信号に応じた電圧の蓄積値によって
利得調整回路を制御する蓄積型制動手段と、入力信号ま
たは出力信号を直ちに規定値に収斂させるように利得調
整回路を制御する速動型制御手段と、検出手段からの検
出出力によって、蓄積型制御手段を速動型制御手段に切
換えると共にその速動型制御手段を一定期間中動作させ
る一定期間動作手段とを具え、入力信号または出力信号
が規定範囲内にあるときには利得調整回路を所定の利得
に固定し、他方、入力信号または出力信号が規定範囲に
ないときには蓄積型制御手段により利得調整回路を制御
して出力信号を規定範囲内に収斂せしめ、出力信号が規
定範囲内に収斂したときには、一定期間動作手段により
速動型制御手段に一定期間にわたって切換えるようにな
し、速動型制御手段に切換えられてときには、出力信号
の変化する方向とは反対方向に、速動型制御手段の基準
点を規定範囲内において切換えるようにしたことを特徴
とする。

本発明の第５形態は、利得調整回路の増幅利得を制御す
る自動利得制御装置において、利得調整回路への所定周
期の入力信号のうちの基準となる入力信号を中心として
あらかじめ設定した上部閾値よりも大きい過大入力範囲
と、下部閾値よりも小さい過小入力範囲との間で変化し
、かつその変化が所定のパターンに合致する変化を過大
入力変化として検出する過大入力変化検出手段と、入力
信号が過大入力範囲又は過少入力範囲にあるとぎには、
所定周期毎の入力信号または利得調整回路からの出力信
号に応じて、所定の時間遅れをもって生起する制御信号
を発生し、制御信号によって、利得調整回路を制御する
制御手段と、過大入力変化検出手段によって過大入力変
化が検出されたときに、利得調整回路を所定の利得に画
定し、および制御手段からの制御信号をリセットする手
段とを具えたことを特徴とする。

［作　用］ 本発明によれば、入力信号から基準とされる信号レベル
を周期的に検出することができ、検出レベル値が所定の
範囲内にある場合は利得制御を行わないようにすること
ができる。

さらに、その場合に出力信号から検出されるレベルと変
化の方向とによりこれと逆方向に基準値を８動させて利
得制御を行なわせることができ、これにより、できるだ
けすみやかに規定値に収斂させるようにすることができ
る。

検出レベル値が所定の範囲を超えた場合には、蓄積制御
手段により所定の範囲に戻すように一定周期毎に段階的
な利得制御を行ない、この状態を出力信号から検出し、
所定の範囲に戻った時点では、速動制御手段により速動
的な利得制御を行なうようにすることができる。

ざらにまた、本発明では、入力信号に過大入力変化が生
じたときにはその旨を検出して、利得調整回路の増幅利
得を所定値に固定するので、かかる過大入力変化の回線
への悪影響を最小限に抑制できる。

［実施例］ 以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する
。

第１図は本発明の一実施例の基本構成を示すブロック図
である。

第１図において、１は入力端子、２は出力端子、３は利
得調整回路である。°４は入力信号検出回路、５は出力
信号検出回路、６は検出回路４および５の出力に応じて
複数の制御モードのうちのひとつのモードを選択して利
得調整回路３を制御する制御回路である。

つぎに第１図により各部の動作を説明する。

入力信号は入力端子１から入力され、利得調整回路３を
経て出力端子２から出力される。一方、入力信号および
出力信号は、それぞれ入力信号検出回路４および出力信
号検出回路５にも供給されて、その基準となるべき信号
のレベルが規定範囲に入っていることの有無、規定範囲
に入るまでの方向性、過大入力変化の有無等を検出し、
この結果によって複数の制御モードを選択できる制御回
路６により、適当な制御モードに切換えて利得調整回路
３に制御出力を加えるものである。従来は、入力信号ま
、たは出力信号の何れかひとつに含まれる基準となるべ
き信号のレベルを検出し、それにより制御回路を経て利
得調整回路３を制御していたのであるが、本実施例にお
いては入力および出力の基準となるべき信号の双方を同
時に検出し、複数の制御モードのうちのひとつを選択し
、検出された信号の状態に応じて最も適した制御を行な
う。

第２図は本発明の一実施例の具体的構成を示すブロック
図、第３図は第２図示の実施例の動作の手順の一例を示
すフローチャートである。

第２図において、第１図と同様の個所には同一符号を付
してその説明は省略する。

第２図において、７は入力端子１からの入力信号を供給
される増幅器、８は同じく入力信号を供給される電圧制
御増幅器（Ｖ（：Ａ）　、　９は両増幅器７および８の
出力を供給される加減算器であり、増幅器７、ＶＣＡ８
および加減算器９により利得調整回路３を構成する。１
０は映像分配器（ＶＤ八）である。

１１は入力端子１からの入力信号を供給され、その同期
信号を分離する同期分離回路、１２はその同期信号から
較正パルスを取り出す較正パルス検出回路、１３は較正
パルスのサンプリングを行うサンプルホールド回路、１
４はサンプルホールド出力の　。

レベルが規定範囲内にあるか否かを判定する規定範囲検
出回路、１５はサンプルホールド出力中に過大入力変化
があるか否かを検出する過大入力変化検出回路、１６は
検出回路１４および１５の出力を遅延する遅延回路（Ｏ
Ｌ）であり、同期分離回路１１ないし遅延回路１６まで
の各回路により入カイ８号検出回路４を構成する。

１７はサンプルホールド出力を供給される蓄積型制御回
路、１８は同じくサンプルホールド出力を供給される速
動型制御回路、１９．２１および２３は切換スイッチ、
２０はポテンショメータなどによるレベル設定回路、２
２は遅延回路（ＤＬ）であり、蓄積型制御回路１７ない
し遅延回路２２までの各回路および切換スイッチ１９．
２１および２３により制御回路６を構成する。

２４は映像分配器ｌＯからの映像信号を供給されて較正
パルスを検出する較正パルス検出回路、２５はその較正
パルスのサンプリングを行うサンプルホールド回路、２
６はサンプルホールド出力から出力信号を検知する出力
信号検知回路、２７はその検知出力に応じて一定期間出
力を生じる一定期間動作回路であり、較正パルス検出回
路２４ないし一定期間動作回路２７までの各回路により
出力信号検出回路５を構成する。

ここで、へ〇Ｃ制御の基準レベルはグランド電位とする
。

つぎに、第２図示の実施例について各即動作を図面を参
照しながら説明する。

利得調整回路３は、増幅度固定の増幅器７と制御回路６
からの制御電圧によって増幅度が制御される電圧制御、
増幅器（ＶＣＡ）　　８とを並列に接続し、加減算器９
において両増幅器７および８からの出力の加減算を行な
うように構成されている。

入力信号検出回路４においては、同期分離回路１１にお
いて映像入力信号から同期信号を分離し、この同期信号
から較正パルスを検出するための検出パルスおよびサン
プリングパルス等を形成し、それぞれ、較正パルス検出
回路１２および２４、およびサンプルホールド回路１３
および２５に供給する。

較正パルス検出回路１２においては、上述の検出パルス
によって較正パルスを検出し、サンプルホールド回路１
３に供給する。サンプルホールド回路１３においては、
上述のサンプリングパルスを受け、そのタイミングで較
正パルスをサンプリングしそのレベルをホールドする。

ここで、サンプリングおよびＡＧＣ動作の開始点につい
て説明する。第７図はテレビジョン信号に較正パルスを
挿入した場合におけるサンプリング点およびへＧＧ開始
点を示す配置図である。テレビジョン信号の場合は、従
来から各フィールド毎に垂直同期信号期間における、例
えば１９Ｈおよび、　２８２Ｈに位置する番組識別信号
■の一部にかかる較正パルスを挿入することが行なわれ
ている。入力信号レベルの検出については、較正パルス
より狭い幅のサンプリングパルスによって、較正パルス
のほぼ中央の８点をサンプリングすればよい。また、較
正パルスが挿入されていない場合は、同期パルスの切り
込みのＳ′点をサンプリングするようにする。テレビジ
ョン信号以外の他の同期性信号の場合においても、入力
信号に支障を与えない、または支障を与えることの少な
い箇所に較正パルスを挿入すればよい。さらに、連続信
号の場合であっても、適当な周期をおいて較正パルスを
挿入するか、その周期の期間内の平均レベルを求める等
の方法を採ることができる。

ΔＧＧ開始点は、サンプリング点Ｓから約５μＳ雛れた
８点に定める。このような遅れをおくのは、誤動作を防
ぎ、かつ確実なＡＧＣ制御を行なうためである。第２図
示の遅延回路１６および２２は、この遅れ時間をおくた
めの回路である。このようにＡＧＣ開始点ｇを定めるこ
とにより、８点のレベルに相当した制御信号により、サ
ンプリングから約５μｓ遅れただけで制御が行なわれ、
つぎのフィールドまで継続することになる。その間、入
力信号レベルが変化しても制御信号は変化しないことに
注意する必要がある。

サンプルホールド回路１３において検出した入力信号レ
ベルのデータは、規定範囲検出回路１４、過大入力変化
検出回路１５、蓄積型制御回路１７および速動型制御回
路１８に供給される。

規定範囲検出回路１４は、入力信号が規定値を中心とし
て規定範囲に入ったことを検出するもので、コンパレー
タを用いた公知の回路によって構成することができる。

この規定範囲は伝送回線を構成する施設の実情に応じて
適当なレベルに設定することができるが、この実施例で
はＩＶ±０．３ｄｂとした。検出された入力信号レベル
がこの規定範囲内に入ったときは、ＡＧＣ制御を行なう
必要がないものとして、規定範囲検出回路１４の出力が
動作し、遅延回路１６を経て、スイッチ２１を基準レベ
ルのグランド側に切換えて、ＡＧＣ非制御の状態にする
、すなわち利得を所定値に固定する。第３図に示すフロ
ーチャートのステップＳ２はこの状態を示す。

つぎに蓄積型制御回路１７について説明する。第８図は
蓄積型制御回路の一例の構成を示すブロック図である。

第８図に示すように、この制御回路１７は、たとえばに
段のシフトレジスタ２８−１．２８−２．・・ご、２８
−にによって構成することができる。サンプルホールド
回路１３から加えられた較正パルスのデータを直列に接
続されたシフトレジスタ２８−１．２８−２．・・・。

２８−Ｋに加え、各フィールド毎にシフトパルスによっ
て順次にシフトさせる。各シフトレジスタの出力データ
には、後述するように適当に選択した係数ａｌ＋”２＋
・・・、ａＫ（以下「制御係数」という。）を乗じ、そ
の加算された制御出力を利得調整回路３に加える。シフ
トレジスタの段数が多ければ、出力信号レベルを所定の
規定範囲内に収斂させるのは容易になるが、収斂を完了
するのに時間かかかる。しかし、縦続接続するへ〇Ｃ増
幅器の数が多くなると、後段のＡＧＣ増幅器で規定範囲
内に収斂するのが難しくなるので、シフトレジスタの段
数も多くして規定範囲内への収斂を容易にするのが好適
である。

第９図は、シフトレジスタの段をに２１１段とし、各段
の制御係数を等しくとって構成したＡＧＣ増幅器を縦続
接続した場合の各ＡＧＣ増幅器の応答の説明図である。

１合口の入力信号が規定レベルからＡに上昇し、ＡＢに
沿った一定値を保ったとすると、１台目の制御信号はＡ
Ｃに沿った負の値をとって段階的に増大し、出力信号は
ＡＣに沿って段階的に低下する。そして、１１段目のシ
フトレジスタでは、制御信号は入力信号と等しくなり、
出力信号は規定値まで低下し、以後この値を保つ。２台
目のＡＧＣ増幅器では、１台目のＡＧＣ増幅器の出力信
号が入力信号となり、その出力信号は１台目と同様にし
てＡＤの線に沿って段階的に低下する。３台目以下も同
様であって、前段より後段の方が早期に規定値に収斂す
る。このように、蓄積型制御回路によれば、各ＡＧＣ増
幅器とも異なる遅延時間により制御される。Ｄ点に至っ
て出力が規定値に達しても入力にはなお７−７′間の電
圧があるので、この電圧に対応した制御電圧およびそれ
以前に蓄積された電圧が残っており、出力電圧は点線に
沿って低下する。以下同様にして入力信号が規定値に達
するまで電圧の蓄積が続き、いわゆるオーバーシュート
を生じる問題点がある。

これを避けるために、出力信号が規定範囲に入ったとき
、新たな蓄積を停止する方法が考えられる。しかし、こ
れでは有効なオーバーシュート抑制効果は得られない。

一方、速動型制御回路１８は、入力信号をサンプルホー
ルドすると、所定の遅延時間（実施例では５μｓ）をお
いて、規定出力になるように制御電圧を発生するもので
、その特性は第６図に示すようになり、規定値に収斂す
る時間は短くてすむ性質がある。従って、上述のオーバ
ーシュート防止対−策としては、蓄積型制御によって出
力信号レベルが規定範囲に入ったとＮに、直ちに速動型
制御に切換えるのが有効である。ここで、上述の出力信
号レベルが規定範囲に入ったことを検出するのは、出力
信号検出回路５によって行なう。較正パルス検出回路２
４は較正パルス検出回路１２と同一構成であり、サンプ
ルホールド回路２５はサンプルホールド回路１３と同一
構成であり、それぞれ、同期分離回路１１から必要なパ
ルスの供給を受け、出力信号における較正パルスを検出
してサンプリングを行い、そのレベルを検出する。出力
信号検知回路２６は、サンプルホールドした出力信号の
ＩＦ（フィールド）および２Ｆ前のデータと現在のデー
タとを比較し、ＩＦ前および２Ｆ前では規定範囲の上ま
たは下にあったものが、現在では規定範囲の上部限界の
下または下部限界の上に変化し、すなわち規定範囲に納
まったデータを検出する。このようなデータを検出した
ときは、一定期間動作回路２７を介してスイッチ２３を
制御し、その出力の生起する一定期間中のみ蓄積型制御
から速動型制御に切換える。この切換期間制御は一定期
間動作回路２７によって行なう。この切換えを行なうの
は、第６図に示すように、速動型ＡＧＣ動作中に入力信
号レベルの急変があると、後続のへＧＣ増幅器では大き
なハンチングを生ずるので、なるべく短期間に蓄積型制
御に切換えるためである。この期間は、第２合口のＡＧ
Ｃ増幅器の出力信号レベルが規定範囲内に入ってから、
竿の“入力信号すなわち第１合口の出力信号レベルも規
定範囲内に入るまでの期間を目安にすればよく、第９図
の場合は４Ｆである。なお、この期間中に入力信号レベ
ルが規定値内に入ったときは、上述のようにしてスイッ
チ２１により直ちに非制御側、すなわち所定利得に固定
する側のグランド端子に切換える。このとき、一定期間
動作回路２７をリセットする。

ここで、第１Ｏ図に、ＡＧＣ増幅器の縦続接続における
蓄積、速動切換の一例の出力特性を示す。

上述したように、出力信号が規定範囲に人って、蓄積型
制御回路１７から速動型制御回路１８に切換えられても
、縦続接続された２台目以降においては、なお第１０図
の点線に示すように入力信号変化とＡＧＣ動作の時間差
によるオーバーシュートが存在する。このオーバーシュ
ートにより規定範囲外へ出てしまうこともあるので、こ
のオーバーシュートを抑圧することが必要である。単に
オーバーシュートを無くすだけであればシフトレジスタ
の段数を多くすればよいが、シフトレジスタの段数を多
くすれば規定範囲内に収斂する時間が長くなり、かつそ
れだけコストがかかるので、できるだけ少ない段数のシ
フトレジスタで効果的に規定範囲内に収斂できるように
することが望まれる。

そのための第１の方法としては、各シフトレジスタの制
御係数を調整し、各ＡＧＣ増幅器とも、入力信号レベル
が急変後できるだけ少ない整数周期内に収斂するように
することが考えられる。第１１図は、このような調整を
施した１４段のシフトレジスタを有するへ〇〇増幅器を
２０個縦続接続した場合に、規定値ＩＶから１．４Ｖに
上昇して一定値を保つ入力信号を印加したときにおける
各段の応答のシミュレーション結果を汎す特性図である
。

第１１図かられかるように、後続のＡＧＣ増幅器程早く
規定範囲に収斂している。また、前段のＡＧＯ増幅器は
上方に凸の曲線をしているが、後段になるにつれて直線
になり、上方に凹の曲線となる。

このような形になるのは、前段のシフトレジスタ段程、
制御係数を小さくとり、後続のＡＧＣ増幅器が規定範囲
を逸脱しないようにしたためである。

なお、このシミュレーション結果においては、出力信号
レベルが規定範囲に入り、そのＩＦ後において速動型Ａ
ＧＣ回路に切換えられ、４Ｆ後に蓄積型＾ＧＣに切換え
られている。

第２の方法は制御基準点の切換えである。第１２図はこ
の説明図であり、出力信号レベルが規定範囲内に入った
ときに、出力信号検知回路によって検出レベルと変化の
方向を検出し、その結果によってスイッチ１９を制御し
て変化の方向とは反対の方向に基準点を穆す。その結果
、第１０図のＢ、Ｈ，Ｉ。

Ｊは第１２図のＢ、Ｄ、Ｆ、Ｇに変わり、はぼ規定値を
保つことができる。第１１図に示す各段の応答曲線は、
蓄積型制御回路１７から速動型制御回路１８への切換え
、制御係数ａｌ＋８２＋・・・＋　ａＫの調整、制御基
準点の切換えを行なった結果の応答曲線である。

第２図では、蓄積型制御回路１７および速動型制御回路
１８に対する入力信号は入力側から供給する間ループの
フィード・フォワード方式であるが、これを出力側から
供給する閉ループのフィード・バック方式に変更するこ
ともできる。

すなわち、第１３図は、蓄積型制御回路１７および速動
型制御回路１８に対する入力信号を、入力端のサンプル
ホールド回路１３ではなく、出力信号検出回路５のサン
プルホールド回路２５の出力から供給するように構成し
た本発明の他の実施例を示すブロック図である。本実施
例における残余の構成は第２図と同様であり、ここでは
省略する。

つぎに過大なレベル変化をもつ信号が入力された場合の
過大入力変化の処理について説明する。

回線に過大なレベル変化が生ずると、回線の運営に重大
な支障を来す。例えば、この過大入力変化に対応する処
理をしない場合は、元来ＡＧＣ制御に残留制御効果があ
るために大きなレベル変動を生ずる。例えば、第１４図
に示すように、規定値がＩＶの場合、入力信号が１．３
ｖからＱ、ｌｌＶに急変したとすると、出力信号レベル
は０．８ｖからさらに残留制御効果の分として０．３ｖ
低下して０．５ｖとなり、この点から上述の蓄積型制御
回路１７のＡＧＣ作用により漸次規定値に収斂する。こ
のような過大なレベル変動は、最小限に止める必要があ
る。

ここで、過大入力変化とは、第１５図に示すように、規
定値を中心として上下に閾値を設け、上部閾値を越える
ＩＦ前の過大入力から下部閾値以下となる過小入力への
変化、下部閾値を下回るおよびＩＦ前の過小入力から上
部閾値以上となる過大入力への変化であって、一定のパ
ターンに合致した変化とする。この上下の閾値は、回線
運営上許容される最大の変化範囲例えば規定値±３ｄｂ
の範囲内において、施設の実情に応じて大振幅の変化を
効果的に抑圧できるように設定すればよい。本実施例に
おいてはｌｖ±ｌｄｂ　（ＩＶに対して±ｌｄｂの幅）
とした。上述のパターンについては、一定期間過大入力
または過小入力が継続した後に急変する場合（八）、過
大入力変化が２回継続した場合（Ｂ）、更に３回継続し
た場合（Ｃ）等必要に応じて決めておけばよい。このよ
うなパターンの変化を検出する手段は、ハードウェアに
よって構成してもよく、あ°るいはまた、ハードウェア
とソフトウェアとの組合せによって構成してもよい。

第１６図は本発明の過大入力変化処理を行う構成の一例
を示すブロック図である。

過大入力変化検出回路１５は、上述した過大入力変化を
検出する。なお、この第１６図においては、第２図に示
した同期分難回路１１、較正パルス検出回路１２および
サンプルホールド回路１３は省略して示している。過大
入力変化検出回路１５が過大入力の発生を検出したとき
は、スイッチ２１および３２を切換えて利得調整回路３
を非制御の状態、すなわち固定利得の状態とし、過大入
力変化の原因となる制御回路６からの蓄積データをリセ
ットする。

ここに、制御回路６は、出力側または入力側から信号を
供給され、増幅器２９で増幅してから適当な遅延回路を
介して制御電圧を４生するものである。ここで、遅延回
路は例えば図示するようにダイオード３０とコンデンサ
３１との組合せのように、有効に制御電圧を発生するも
のであればどのような形態のものであってもよい。この
ような切換えを行なうことにより、その時点における過
大入力変化は抑えられ、次のサンプリング点から新規の
ＡＧＣ動作を始めることができる。

このような効果は、ＡＧＣ増幅器が単独で用いられる場
合であっても、あるいは縦続接続して用いられる場合で
あっても同じように発揮される。第１６図のブロック図
には、過大入力変化検出回路１５が組込まれており、過
大入力の変化を認めたときには、スイッチ２１および３
２を基準レベル側に切換えて利得調整回路３の利得を所
定値に固定し、かつ、第２図に示すように、蓄積型制御
回路１７の蓄積データをリセットするようになっている
。

第１７図は、上述の過大入力変化の処置を施した場合の
過大入力変化に対する各ＡＧＯ増幅器の応答を示し、過
大入力変化を検出したときに直ちにこの処置を施した場
合のシミュレーション結果を示す特性図である。この場
合には、残留制御効果を生じていない。第１８図はＩＦ
の遅れをおいて同様にこの処置を施した場合のシミュレ
ーション結果を示す特性図で、残留制御効果のために１
１分だけピークが出ていることが分る。なお、プラス方
向のピークについては、スライスしであるので、実際に
はピークはなく、図示しであるのはスライスしなかった
場合に生ずる仮想上のピークである。残留制御効果によ
るピークはない方がよいが、例えば、テレビジョン信号
を全国ネットで伝送する回線のように２０局にのぼる縦
続接続を行なう場合は、較正パルスの確実な検出が必要
であり、過大入力変化を検出してから較正パルスの継続
時間内にこの処置を施すと、較正パルスに変形を生ずる
等不利な現象を生ずるので、第１８図のように１１分遅
らせてこの処置を施した方が有利になるのである。

つぎに、同一の遅延特性を有するＡＧＣ増幅器１３を縦
続接続した場合における動作順序およびハンチング防止
の処理について、第２図に示す実施例および第３図に示
すフローチャートにより説明する。

上述したように、入力信号レベルが規定範囲内にあると
、規定範囲検出回路１４がこれを検知しくステップＳ２
においてＹＥＳ）、スイッチ２１を基準レベル側に切換
えて信号を非制御にしくステップ５１０）、過大入力変
化検出回路１５によって過大入力変化を検出したとき（
ステップＳ３．Ｓ４においてＹＥＳ）は、同様に信号を
非制御にする（ステップ５１０）。ついで、出力が規定
範囲の上から規定範囲内へ下がって来たとき（ステップ
Ｓ６においてＹＥＳ）、および規定範囲の下から規定範
囲内へ上がって来たとき（ステップＳ７においてＹＥＳ
）は速動型制御に切換える（ステップ５１１）。また、
既に速動型制御に切換えられ、一定期間動作回路２７に
よって動作し、所定の期間内のとき（ステップＳ５にお
いてＹＥＳ）は速動型制御を継続する（ステップ５１１
）。上述した以外の状態、すなわち規定値を越えて入力
信号が変化し、過大入力変化でもなく、出力信号レベル
が規定値に達していないときは、蓄積型制御回路１７が
動作する（ステップＳａ）。蓄積型制御回路１７では、
上述のようにシフトレジスタにより各段毎に制御電圧を
発生して出力信号を規定値に収斂させ（ステップＳ９）
、出力信号レベルが規定範囲内に入れば（ステップＳ６
．Ｓ７においてＹＥＳ）、速動型制御回路１８に切換え
られ（ステップ５ｌｌ）、一定期間経過後に蓄積型制御
回路１７に切換えられる。

第３図示のフローチャートにおいて、Ｍは遅延の回数で
あり、ステップＳ１はステップｓ２からＳｌｌまでの作
業をＭ回繰返して行わせる命令である。

一つの段の処理が済むと、ステップ５１２からステップ
Ｓ１へ戻り、この作業をＭ回繰返す。ステップＳ９には
上述のシフトレジスタ制御係数の調整、ステップＳｌｌ
には制御基準点の切換動作が含まれる。Ｍ回の処理が終
われば、このフローは終了する。

本発明は、第２図に示した実施例だけでなく、第１３図
の回路によって構成してもよく、あるいはまた、更に変
形した構成によっても実現することができる。蓄積型制
御回路１７の段数、各シフトレジスタの制御係数、規定
値、規定範囲、過大入力変化の閾値は、それぞれ施設の
実情に応じて適当な値に設定することができる。

なお、上述の各シミュレーション結果を示す特性図は、
本実施例によって構成したＡＧＣ増幅器を縦続接続した
実際の装置において、１白目のＡＧＣ増幅器の入力信号
を急変せしめた場合における各ＡＧＣ増幅器の応答波形
図と一致することが確かめられている。

［発明の効果コ 以上から明らかなように、本発明によれは、入力信号か
ら基準とされる信号レベルを周期的に検出することがで
き、検出レベル値が所定の範囲内にある場合は利得制御
を行わないようにすることができる。

さらに、その場合に出力信号から検出されるレベルと変
化の方向とによりこれと逆方向に基準値を移動させて利
得制御を行なわせることができ、これにより、できるだ
けすみやかに規定値に収斂させるようにすることができ
る。

検出レベル値が所定の範囲を超えた場合には、蓄積制御
手段により所定の範囲に戻すように一定周期毎に段階的
な利得制御を行ない、この状態を出力信号から検出し、
所定の範囲に戻った時点では、速動制御手段により速動
的な利得制御を行なうようにすることができる。

さらにまた、本発明では、入力信号に過大入力変化が生
じたときにはその旨を検出して、利得調整回路の増幅利
得を所定値に固定するので、かかる過大入力変化の回線
への悪影響を最小限に抑制できる。

したがって、本発明によれば、同一構成のへ〇Ｃ増幅器
を複数個縦続接続した場合、入力信号に変動があっても
ハンチングを生じることなく、速やかに、確実に規定範
囲内に収斂させることができ、回線の運営上その効果は
大なるものである。

過大入力変化のあったときの処理方法は、縦続接続した
場合だけでなく、単独のＡＧＣ増幅器の場合においても
利用することが可能で、その用途は広範囲におよび、そ
の利用効果は極めて大きい。

しかもまた、本発明によれば、実施例に挙げたテレビジ
ョン信号のような周期性信号ばかりでなく、連続信号の
ＡＧＯ，増幅器に対しても適用することができることは
明らかである。

本発明の上述した実施例においては、入力信号または出
力信号の状況に応じて蓄積型制御、速動型制御および所
定利得に固定する非制御と、異なる性質の制御モードを
切換え使用しているが、このような制御モードはこれら
３種に限られるものではなく、過渡現象発生の態様およ
び縦続接続数等により、更に他の制御手段を加えて構成
することも可能である。更に、複数の制御モードを切換
え使用することは、例えば自動追尾等の自動制御系にお
いて生じるハンチングを早期に収斂せしめる目的にも使
用できるものであって、本発明の用途は極めて広範囲に
わたるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の基本構成を示すブロック図、 第２図は、本発明の一実施例の具体的構成を示すブロッ
ク図、 第３図は、第２図示の実施例の動作手順の一例を示すフ
ローチャート、 第４図は、従来のへ〇Ｇ制御の一例の動作を示す説明図
、 第５図は、蓄積型ＡＧＣ増幅器の縦続接続の一例のシミ
ュレーション結果を示す波形図、第６図は、速動型ＡＧ
Ｃ増幅器の縦続接続の−例のシミュレーション結果を示
す波形図、第７図は、テレビジョン信号への較正パルス
の挿入を示す配置図、 第８図は、蓄積型制御回路の一例の構成を示すブロック
図、 第９図は、蓄積型ＡＧＯ増幅器の縦続接続の一例の応答
特性を示す説明図、 第１０図は、へＧＧ増幅器の縦続接続の蓄積・速動切換
による出力特性を示す説明図、 第１１図は、本発明によるＡＧＣ増幅器の縦続接続の一
例のシミュレーション結果を示す特性図、第１２図は、
ＡＧＣ増幅器の縦続接続の基準点移動による出力特性を
示す説明図、 第１３図は、本発明の他の実施例の具体的構成を示すブ
ロック図、 第１４図は、過大入力時におけるＡＧＣ増幅器の縦続接
続の応答の一例のシミュレーション結果を示す特性図、 第１５図は、過大入力変化の一例の状態を示す説明図、 第１６図は、本発明の過大入力変化処理を行う構成の一
例を示すブロック図、 第１７図は、過大入力におけるＡＧＣ増幅器の縦続接続
の一例（入力変化のあ）たとき直ちに制御した場合）の
シミュレーション結果を示す特性図、 第１８図は、過大入力におけるＡＧＣ増幅器の縦続接続
の他の例（入力変化後ＩＦの遅れをおいて制御した場合
）のシミュレーション結果を示す特性図である。 １．２・・・端子、 ３・・・利得調整回路、 ４・・・入力信号検出回路、 ５・・・出力信号検出回路、 ６・・・制御回路、 ７．２９・・・増幅器、 ８・・・電圧制御増幅器（ＶＣＡ）、 ９・・・加減算器、 １０・・・映像分配器（ＶＤＡ）、 １１・・・同期分離回路、 １２、２４・・・較正パルス検出回路、１３、２５・・
・サンプルホールド回路、１４・・・規定範囲検出回路
、 １５・・・過大入力変化検出回路、 １６、２２・・・遅延回路（ＤＬ）、 １７・・・蓄積型制御回路、 １８・・・速動型制御回路、 １９、２１．２３．３２・・・切換スイッチ、２０・・
・レベル設定回路、 ２６・・・出力信号検知回路、 ２７・・・一定期間動作回路、 ２８・・・シフトレジスタ、 ３０・・・ダイオード、 ３１・・・コンデンサ。 特許出願人　池上通信機株式会社 同出願人　日　本　放　送　協　会

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）利得調整回路の増幅利得を制御する自動利得制御装
   置において、 利得調整回路の入力信号から基準となる信号の入力信号
   レベルを所定の周期で検出する手段と、 利得調整回路の出力信号から前記基準となる信号の出力
   信号レベルを前記所定の周期で検出する手段と、 検出された入力信号レベルおよび出力信号レベルに応じ
   て、あらかじめ定めた複数の制御モードのうちのひとつ
   の制御モードを選択し、その選択された制御モードにお
   ける制御信号を形成する手段と を具え、当該形成された制御信号によって前記利得調整
   回路の増幅利得を制御することを特徴とする自動利得制
   御装置。 ２）利得調整回路の増幅利得を制御する自動利得制御装
   置において、 利得調整回路の入力信号から基準となる信号の入力信号
   レベルを所定の周期で検出する手段と、 利得調整回路の出力信号から前記基準となる信号の出力
   信号レベルを前記所定の周期で検出する手段と、 前記検出した入力信号レベルが規定範囲内にあることを
   検出する検出手段と、 前記利得調整回路を所定の利得に固定する手段と、 前記出力信号の変化の方向および前記出力信号が当該方
   向に近い限界値を越えたことを検出する手段と、 前記入力信号または前記出力信号が規定範囲内にないと
   きには前記周期毎の入力信号または出力信号に応じた電
   圧の蓄積値によって前記利得調整回路を制御する蓄積型
   制御手段と、 前記入力信号または前記出力信号を直ちに規定値に収斂
   させるように前記利得調整回路を制御する速動型制御手
   段と、 前記検出手段からの検出出力によって、前記蓄積型制御
   手段を前記速動型制御手段に切換えると共にその速動型
   制御手段を一定期間中動作させる一定期間動作手段とを
   具え、 前記入力信号または前記出力信号が前記規定範囲内にあ
   るときには前記利得調整回路を所定の利得に固定し、他
   方、前記入力信号または前記出力信号が前記規定範囲に
   ないときには前記蓄積型制御手段により前記利得調整回
   路を制御して前記出力信号を前記規定範囲内に収斂せし
   め、前記出力信号が前記規定範囲内に収斂したときには
   、前記一定期間動作手段により前記速動型制御手段に前
   記一定期間にわたって切換えるようにしたことを特徴と
   する自動利得制御装置。 ３）前記蓄積型制御手段をシフトレジスタで構成したこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の自動利得制
   御装置。 ４）テレビジョン信号の垂直帰線期間に挿入した較正パ
   ルスまたは同期信号パルスをサンプルホールドして前記
   入力信号レベルまたは前記出力信号レベルを検出するこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の自動利得制
   御装置。 ５）利得調整回路の増幅利得を制御する自動利得制御装
   置において、 利得調整回路の入力信号から基準となる信号の入力信号
   レベルを所定の周期で検出する手段と、 利得調整回路の出力信号から前記基準となる信号の出力
   信号レベルを前記所定の周期で検出する手段と、 前記検出した入力信号レベルが規定範囲内にあることを
   検出する検出手段と、 前記利得調整回路を所定の利得に固定する手段と、 前記出力信号の変化の方向および前記出力信号が当該方
   向に近い限界値を越えたことを検出する手段と、 前記入力信号または前記出力信号が規定範囲内にないと
   きには前記周期毎の入力信号または出力信号に応じた電
   圧の蓄積値によって前記利得調整回路を制御する蓄積型
   制御手段と、 前記入力信号または前記出力信号を直ちに規定値に収斂
   させるように前記利得調整回路を制御する速動型制御手
   段と、 前記検出手段からの検出出力によって、前記蓄積型制御
   手段を前記速動型制御手段に切換えると共にその速動型
   制御手段を一定期間中動作させる一定期間動作手段とを
   具え、 前記入力信号または前記出力信号が前記規定範囲内にあ
   るときには前記利得調整回路を所定の利得に固定し、他
   方、前記入力信号または前記出力信号が前記規定範囲に
   ないときには前記蓄積型制御手段により前記利得調整回
   路を制御して前記出力信号を前記規定範囲内に収斂せし
   め、前記出力信号が前記規定範囲内に収斂したときには
   、前記一定期間動作手段により前記速動型制御手段に前
   記一定期間にわたって切換えるようになした装置が縦続
   接続され、 前記縦続接続した各自動利得制御装置における入力信号
   レベル又は出力信号レベルに対する蓄積型制御手段の各
   段制御係数を、入力信号レベルの変化があったときは、
   前記各自動利得制御装置とも出力信号レベルが整数周期
   において規定範囲内に入るように設定したことを特徴と
   する自動利得制御装置。 ６）利得調整回路の増幅利得を制御する自動利得制御装
   置において、 利得調整回路の入力信号から基準となる信号の入力信号
   レベルを所定の周期で検出する手段と、 利得調整回路の出力信号から前記基準となる信号の出力
   信号レベルを前記所定の周期で検出する手段と、 前記検出した入力信号レベルが規定範囲内にあることを
   検出する検出手段と、 前記利得調整回路を所定の利得に固定する手段と、 前記出力信号の変化の方向および前記出力信号が当該方
   向に近い限界値を越えたことを検出する手段と、 前記入力信号または前記出力信号が規定範囲内にないと
   きには前記周期毎の入力信号または出力信号に応じた電
   圧の蓄積値によって前記利得調整回路を制御する蓄積型
   制御手段と、 前記入力信号または前記出力信号を直ちに規定値に収斂
   させるように前記利得調整回路を制御する速動型制御手
   段と、 前記検出手段からの検出出力によって、前記蓄積型制御
   手段を前記速動型制御手段に切換えると共にその速動型
   制御手段を一定期間中動作させる一定期間動作手段とを
   具え、 前記入力信号または前記出力信号が前記規定範囲内にあ
   るときには前記利得調整回路を所定の利得に固定し、他
   方、前記入力信号または前記出力信号が前記規定範囲に
   ないときには前記蓄積型制御手段により前記利得調整回
   路を制御して前記出力信号を前記規定範囲内に収斂せし
   め、前記出力信号が前記規定範囲内に収斂したときには
   、前記一定期間動作手段により前記速動型制御手段に前
   記一定期間にわたって切換えるようになし、 前記速動型制御手段に切換えられたときに は、前記出力信号の変化する方向とは反対方向に、前記
   速動型制御手段の基準点を前記規定範囲内において切換
   えるようにしたことを特徴とする自動利得制御装置。 ７）利得調整回路の増幅利得を制御する自動利得制御装
   置において、 前記利得調整回路への所定周期の入力信号のうちの基準
   となる入力信号を中心としてあらかじめ設定した上部閾
   値よりも大きい過大入力範囲と、下部閾値よりも小さい
   過小入力範囲との間で変化し、かつその変化が所定のパ
   ターンに合致する変化を過大入力変化として検出する過
   大入力変化検出手段と、 前記入力信号が前記過大入力範囲又は過少入力範囲にあ
   るときには、前記所定周期毎の前記入力信号または前記
   利得調整回路からの出力信号に応じて、所定の時間遅れ
   をもって生起する制御信号を発生し、該制御信号によっ
   て、前記利得調整回路を制御する制御手段と、 前記過大入力変化検出手段によって過大入力変化が検出
   されたときに、前記利得調整回路を所定の利得に固定し
   、および前記制御手段からの前記制御信号をリセットす
   る手段と を具えたことを特徴とする自動利得制御装 置。