JPH0211188B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、AMラジオ受信機の自動利得制御
装置に係り、特に、搬送波信号強度に対応して
AMラジオ受信機の利得調整を行うようにしたも
のに関する。

従来、AMラジオ受信機の自動利得制御
（AGC）は、AM検波出力の直流分を制御信号に
利用しているが、この直流分に乗つている変調波
成分（音声周波成分）を除くために時定数の大き
いフイルタを必要としている。このような交流成
分を除くための時定数の大きいフイルタを制御系
統に設置した場合、その時定数のため自動利得制
御の応答性が低下するとともに、大入力信号が与
えられているとき、電源投入又はバンド切換え用
スイツチの操作に伴つてポツプ音（過渡音）を発
生する等の不都合がある。

また、従来の自動利得制御回路では、自動利得
制御の応答性等の改善のため、時定数が小さいフ
イルタを用いた場合には、交流成分が十分に除去
されず、音声信号成分が残り、AGC電圧が音声
周波成分（変調成分）で変調を受け、信号歪が大
となるので、フイルタに時定数の小さいものを使
用することができない。このため、フイルタを構
成するコンデンサの容量が大きくなるとともに、
制御系統を半導体集積回路で構成する場合には、
かかるコンデンサは集積回路に形成した接続用の
端子に外部接続する必要がある。

そこで、この発明は、フイルタの時定数を小さ
くできるとともに、AGCの応答性を改善した
AM受信機の自動利得制御装置の提供を目的とす
る。

即ち、この発明のAMラジオ受信機の自動利得
制御装置は、AM信号を検波して、その検波出力
のピーク値レベルを保持する第１のAM検波器と
前記AM信号を検波する第２のAM検波器と、前
記第１及び第２のAM検波器の各検波出力を減算
して両者の差分を取り出す減算器と、この減算器
の出力から交流成分を除去するフイルタとを具備
し、該フイルタの出力をAGC電圧とすることを
特徴とするものである。

以下、この発明の実施例を図面を参照して詳細
に説明する。

第１図は、この発明のAMラジオ受信機の自動
利得制御装置の実施例を示している。

図において、アンテナ２に受信された高周波
AM信号は、周波数混合回路４で局部発振周波数
と混合され、中間周波AM信号に変換された後、
中間周波増幅回路６で増幅される。この中間周波
増幅回路６で増幅されたAM信号は、第１及び第
２のAM検波器８，１０に入力されて個別に検波
される。AM検波器８は、AM検波をするととも
に、その検波信号のピーク値レベルを保持するた
めのピークホールド機能を備えている。また、
AM検波器１０は、AM検波をするが、前記ピー
クホールド機能を有していない。これらAM検波
器８，１０のAM検波信号出力は、それぞれ減算
器１２に加えられるとともに、AM検波器８の出
力は出力端子１３から取り出され、図示しない低
周波増幅段に加えられる。減算器１２は、AM検
波器８，１０が出力する検波信号を減算し、その
差分を検出する。

そして、減算器１２の出力は直流増幅器１４に
入力され、この直流増幅器１４の出力側には増幅
出力中の交流信号成分を除くフイルタ１５が設置
され、AGC電圧はフイルタ１５を介して形成さ
れる。このフイルタ１５は、容量の小さいコンデ
ンサ１６で構成されている。フイルタ１５を介し
て得られたAGC電圧は、周波数混合回路４及び
中間周波増幅回路６のAGC入力部に制御入力と
して加えられている。

以上の構成において、その動作を第２図及び第
３図を参照して説明する。

第２図はAM検波器１０を基準電圧源に仮定し
た場合の動作波形、第３図は実施例に沿つた場合
の動作波形を示している。即ち、AM検波器１０
を基準電圧源とした場合、AM信号はAM検波器
８にのみ与えられ、その検波出力は第２図Ａに示
すようになる。即ち、AM検波器８は検波信号中
のピーク値を保持する機能を持つているため、包
短線A₁で与えられる。第２図Ａにおいて、A₂は
搬送波を示している。

減算器１２にはこの検波信号と、第２図Ｂに示
す基準電圧Ｖとが与えられ、両入力の減算の結
果、減算器１２の出力信号は第２図Ｃに示す信号
波形で与えられる。この出力信号は直流増幅器１
４で増幅され、その増幅出力は第２図Ｄに示すよ
うになり、フイルタ１５を介して得られるAGC
電圧は第２図Ｅに示すように脈動成分を伴つたも
のとなる。即ち、このような交流成分を除去する
ためには、コンデンサ１６は相当大きい容量のも
のを必要とし、フイルタ１５の時定数は大きくな
り、AGC応答性が低くなる。

そこで、第１図に示すように、AM検波器８，
１０を設置した場合、AM検波器８はピークホー
ルド機能を有するため、その検波信号は第３図Ａ
に示すように、検波信号のピーク値レベルが保持
され、包短線A₁で与えられる。また、AM検波
器１０はピークホールド機能を有しないため、そ
の検波出力は第３図Ｂに示すような検波信号とな
り、搬送波が検出されるのである。

ここで、IF周波数をω_IF、変調周波数（音声信
号周波数）をω_S、IF周波数の強度をI_C、変調周波
数の強度をI_Sとすると、AMIF周波S_A（ｔ）は、 S_A（ｔ）＝I_C（１＋ｍ sinωst）cosω_IFｔ ……(1) となる。但し、ｍ＝I_S／I_Cである。

そして、ピークホールドされたAM検波出力を
S_P（ｔ）、単にAM検波されてピークホールドを有
しない信号をS_C（ｔ）とすると、 S_C（ｔ）≒S_A ²（ｔ） ……(2) であり、S_P（ｔ）は、S_C（ｔ）に周波数ω_IF以上の
周波数に追従できないフイルタが入つた信号と等
価になるため、各AM検波出力S_C（ｔ）及びS_P
（ｔ）は、 S_C（ｔ）≒I_C ²〔１＋cos2ω_IFｔ／２＋ｍ｛sin（ωst＋
ω_IFｔ）＋sin（ω_IFｔ−ωst）｝ ＋m²sinωst１＋cos2ω_IFｔ／２〕……(3) S_P（ｔ）≒I_C ²m²sin²ω²t／２＋ｍ｛sin（ω_IFｔ−ωst
）＋sin（ωst＋ω_IFｔ）｝……(4) となる。但し、ω_S≪ω_IFである。

これら検波信号は減算器１２で減算されて両者
の差分が検出される。これらの検波信号を減算器
１２で減算すると、第３図Ｃに示すように、その
差分は変調波成分（音声周波数帯）を殆ど含まな
い搬送波信号強度に比例した信号となる。即ち、
両者の差分であるS_C（ｔ）−S_P（ｔ）は、 S_C（ｔ）−S_P（ｔ）＝I_C ²｛１／２＋１／２（１＋m²sin
²ωst）cos2ω_IFｔ｝ ＝I_C ²／２＋I_C ²／２cos2ω_IFｔ＋I_C ²m₂（１−cos2ωs
t）／２cos2ω_IFｔ＝I_C ²／２＋I_C ²／２cos2ω_IFｔ ＋m²I_C ²／２cos2ω_IFｔ−m₂I_C ²／４｛cos（2ω_IF＋2
ωs）ｔ−cos（2ω_IF−2ωs）ｔ｝……(5) となり、S_C（ｔ）は音声信号そのものの情報を有
するのに対し、差分であるS_C（ｔ）−S_P（ｔ）は、
変調音声信号は中間周波数に振幅変調を加えたも
のとなり、その周波数成分は、式(5)に示すよう
に、２倍のIF周波数近傍にのみ集中する。

したがつて、各AM検波出力の差分S_C（ｔ）−S_P
（ｔ）を簡単な低域通過フイルタを通すことによ
り、IF周波数の強度I_Cを取り出すことが可能とな
るのである。

そして、減算器１２の出力は直流増幅器１４で
増幅され、その増幅出力は第３図Ｄに示すように
なり、フイルタ１５を介することにより平滑して
得られるAGC電圧は、第３図Ｅに示すように、
殆ど交流成分を含まない直流電圧となり、しか
も、その値は搬送波信号強度に比例している。こ
のAGC信号は、周波数混合回路４及び中間周波
増幅回路６に制御入力として与えられ、自動利得
制御を行うことができる。

このように、ピークホールド機能を有するAM
検波器８の検波出力と、ピークホールド機能を有
しないAM検波器１０の検波出力とを減算器１２
で減算することにより、フイルタ１５の前段部分
において、変調成分の殆どを除くことができ、フ
イルタ１５は時定数の小さいもので十分な効果が
得られ、フイルタ１５の時定数の低下でAGC応
答を速くすることができるとともに、強入力受信
時、スイツチ切換えや電源投入時に従来発生して
いたポツプ音も抑制できる。しかも、このような
構成によれば、フイルタ１５を構成しているコン
デンサ１６は、容量の小さいもので良いため、半
導体集積回路の一部で形成でき、IC化に適する。

また、この実施例のようにピークホールド機能
を持つAM検波器８の検波出力をAM復調出力と
して外部に取り出すので、ツイートの発生を削減
することができる。

次に、第４図は、前記実施例のAM検波器８，
１０及び減算器１２についての具体的な回路構成
例を示し、前記実施例と同一部分に同一符号が付
してある。

図において、中間周波増幅回路６の最終段には
AM検波器８，１０に中間周波出力を与えるた
め、結合増幅器１８が設置されている。即ち、こ
の結合増幅器１８にはエミツタを共通にしたトラ
ンジスタ２２，２４が設置され、トランジスタ２
２，２４のエミツタと、基準電位点に接続された
基準電位ラインとの間には定電流源２６が設置さ
れ、トランジスタ２２のコレクタと、電源端子２
８が形成された電源ラインとの間には抵抗３０，
３２が直列に接続され、また、トランジスタ２４
のコレクタと電源ラインとの間には抵抗３４，３
６が直列に接続されている。各トランジスタ２
２，２４のベースには入力端子３８Ａ，３８Ｂが
形成され、中間周波数入力が与えられる。

AM検波器８は、トランジスタ４０，４２，４
４，４６、コンデンサ４８，５０及び定電流回路
５２で構成されている。即ち、トランジスタ４
０，４２はエミツタ及びコレクタがそれぞれ共通
に接続され、トランジスタ４０のベースにはトラ
ンジスタ４４のエミツタが接続され、トランジス
タ４４のベースにはトランジスタ２２のコレクタ
が接続されている。また、トランジスタ４２のベ
ースにはトランジスタ４６のエミツタが接続さ
れ、トランジスタ４６のベースにはトランジスタ
２４のコレクタが接続されている。また、トラン
ジスタ４０，４２のコレクタは電源ラインに直接
接続され、そのエミツタと基準電位ラインとの間
には定電流回路５２が接続されている。各トラン
ジスタ４０，４２のベースと電源ラインとの間に
個別に挿入されたコンデンサ４８，５０は、ピー
クホールド機能を得るために設置されている。

また、AM検波器１０はトランジスタ５４，５
６，５８，６０及び定電流回路６２で構成され、
その接続構成はAM検波器８のコンデンサ４８，
５０を除いた構成と同様に成つている。

この実施例では差動増幅器で構成される直流増
幅器１４が減算器１２を一体的に含んだ構成と成
つており、トランジスタ６４，６６，６８，７
０、コンデンサ７１及び定電流回路７２で構成さ
れている。即ち、トランジスタ６４，６６のエミ
ツタは共通に接続されるとともに、エミツタと電
源ラインとの間には定電流回路７２が接続されて
いる。トランジスタ６４のベースにはトランジス
タ５４，５６の回路が接続されるとともに、ベー
ス・コレクタ間にはコンデンサ７１が接続されて
いる。一方、トランジスタ６６のベースにはトラ
ンジスタ４０，４２のエミツタが接続されている
とともに、AM復調出力を取り出すために出力端
子７４が形成されている。トランジスタ６８，７
０はカレントミラー回路を構成し、トランジスタ
６８のベースとトランジスタ７０のベース・コレ
クタは共通に接続され、各エミツタは共通に基準
電位ラインに接続されている。

そして、トランジスタ６８のコレクタ・エミツ
タ間には、フイルタ１５を構成するコンデンサ１
６が挿入されている。コンデンサ１６は半導体集
積回路の一部として構成されている。そして、
AGC信号はフイルタ１５を介してトランジスタ
６４，６８のコレクタから取り出され、コンデン
サの高電位側端子にはAGC信号を取り出すため
の出力端子７６が形成されている。

以上の構成に基づき、動作を説明する。抵抗３
２，３６の抵抗値をR₃₂，R₃₆、定電流源２６を
流れる電流をI₂₆とすると、無入力時、トランジ
スタ４０，４２のエミツタ電位、トランジスタ５
４，５６のエミツタ電位はR₃₂×（I₂₆／２）（R₃₆
×I₂₆／２）の電位差を持つため、減算器１２は
R₃₂×（I₂₆／２）（R₃₆×I₂₆／２）のオフセツトを
持つことになる。ここで、トランジスタ６４，６
６のベース電位差をV_Qとすると、トランジスタ
６４，６８のコレクタより流出する電流I_AGCは、 I_AGC∝V_Q／V_TI₇₂ ……(6) となる（但しV_Tは熱起電圧26ｍＶである）。トラ
ンジスタ６６のベース電圧がトランジスタ６４の
ベース電圧より低いとき、電流I_AGCはトランジス
タ６４，６８のコレクタより吸い込まれるため、
トランジスタ６４のコレクタ電圧で与えられる
AGC電圧は低下する。また、トランジスタ６６
のベース電圧がトランジスタ６４のベース電圧よ
り高いとき、電流I_AGCはトランジスタ６４，６８
のコレクタから流出し、AGC電圧は上昇する。
従つて、無入力時において、上記オフセツトが
260ｍＶより大なるとき、AGC電圧は殆ど発生し
ない。

この場合、AM検波器１０の出力はトランジス
タ６４のベース入力となるが、トランジスタ６
４，６６，６８，７０のゲインをA_V、コンデン
サ７１の容量をC₇₁とすると、ミラー効果により
C₇₁×A_Vで与えられる容量がトランジスタ６４の
入力部に入ることとなり、高域成分（搬送波成
分）は効率的にカツトされる。この結果、減算器
１２より搬送波成分の漏れが十分少ないレベルと
なる。

このような構成によれば、IC化に適した回路
構成となり、AGC応答の速い、しかも、フイル
タの時定数を小さく設定した自動利得制御装置を
得ることができる。

また、第５図は、結合増幅器１８の他の回路構
成例を示し、前記実施例と同一部分には同一符号
を付してある。この実施例は、トランジスタ２
２，２４をトランジスタ７８，８０，８２，８
４、抵抗８６，８８，９０，９２及び定電流回路
９４で構成したものである。即ち、トランジスタ
７８〜８４のエミツタは共通に接続されるととも
に、これらエミツタと基準電位ラインとの間には
定電流回路９４が接続され、各トランジスタ７８
〜８４のコレクタと電源ラインとの間には抵抗８
６〜９２が個別に接続され、各トランジスタ７８
〜８４のコレクタには各AM検波器８，１０に中
間周波数出力を与えるための出力端子９６Ａ，９
６Ｂ，９６Ａ，９８Ｂが形成されている。そし
て、トランジスタ７８，８０の共通に接続したベ
ースには中間周波数入力を与えるための入力端子
３８Ａ，トランジスタ８２，８４の共通に接続し
たベースには同様に入力端子３８Ｂがそれぞれ形
成されている。

以上の構成において、入力端子３８Ａ，３８Ｂ
に中間周波数入力が与えられると、出力端子９６
Ａ，９６Ｂの間及び出力端子９８Ａ，９８Ｂの間
から個別に中間周波数信号が取り出され、出力端
子９６Ａ，９６Ｂから取り出された中間周波数信
号はAM検波器８に、また出力端子９８Ａ，９８
Ｂから取り出された中間周波数信号はAM検波器
１０に与えられる。

このような結合増幅器１８を用いることによ
り、各AM検波器８，１０と中間周波増幅回路６
との結合が密になり、信頼性の高い信号伝送を得
ることができる。この場合、定電流回路９４で与
えられる電流をI₉₄、抵抗８６，８８，９０，９
２の各抵抗値をR₈₆，R₈₈，R₉₀，R₉₂とすると、
無入力時のオフセツト電圧は、I₉₄×（R₉₀−R₉₂）
又はI₉₄×（R₈₈−R₈₆）となる。

以上説明したように、この発明によれば、ピー
クホールド機能を持つAM検波器とピークホール
ド機能を持たないAM検波器の各出力を減算器で
減算することによつて搬送波信号強度に比例し、
且つ交流成分を殆ど含まない信号を得ることがで
きるため、フイルタの時定数を小さくでき、
AGC応答が速く、強入力信号時、スイツチ切換
えや電源投入時のポツプ音の発生を防止でき、
IC化に適した回路構成とすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明のAMラジオ受信機の自動利
得制御装置の実施例を示すブロツク図、第２図及
び第３図は第１図に示したAMラジオ受信機の自
動利得制御装置の動作波形を示す説明図、第４図
は第１図に示したAMラジオ受信機の自動利得制
御装置の具体的な回路構成例を示す回路図、第５
図は第１図に示したAMラジオ受信機の自動利得
制御装置における結合増幅器の回路構成例を示す
回路図である。 ８……第１のAM検波器、１０……第２のAM
検波器、１２……減算器、１５……フイルタ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ AM信号を検波して、その検波出力のピーク
   値レベルを保持する第１のAM検波器と、 前記AM信号を検波する第２のAM検波器と、 前記第１及び第２のAM検波器の各検波出力を
   減算して両者の差分を取り出す減算器と、 この減算器の出力から交流成分を除去するフイ
   ルタと、 を具備し、該フイルタの出力をAGC電圧とする
   ことを特徴とするAMラジオ受信機の自動利得制
   御装置。