JPH0377416A - 自動利得制御回路 - Google Patents
自動利得制御回路Info
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- JPH0377416A JPH0377416A JP21390389A JP21390389A JPH0377416A JP H0377416 A JPH0377416 A JP H0377416A JP 21390389 A JP21390389 A JP 21390389A JP 21390389 A JP21390389 A JP 21390389A JP H0377416 A JPH0377416 A JP H0377416A
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- Control Of Amplification And Gain Control (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
本発明は増幅器における自動利得制御回路に関する。
従来、増幅器の出力信号の電圧レベルを一定にする目的
で、増幅器の入力側に可変減衰器を挿入した利得制御壜
幅器が知られている。 又、このような入力側に可変減衰器を挿入した増幅器を
例えば2段縦続接続した増幅器も知られている。例えば
、CATVシステムにおいて、アンテナで受信した高周
波信号を増幅する増幅器等である。
で、増幅器の入力側に可変減衰器を挿入した利得制御壜
幅器が知られている。 又、このような入力側に可変減衰器を挿入した増幅器を
例えば2段縦続接続した増幅器も知られている。例えば
、CATVシステムにおいて、アンテナで受信した高周
波信号を増幅する増幅器等である。
ところが、2段縦続接続した増幅器では、最終段増幅器
の出力信号の電圧レベルを一定にするにしても、何れの
増幅器の入力信号をどのような分担で減衰させるかが問
題となる。具体的に言えば、最終段増幅器の出力信号の
電圧レベルが同じであっても、初段増幅器の入力信号の
減衰量を大きくする程、C/N比が低下し、逆に、後段
増幅器の入力信号の減衰量を大きくする程、歪み率が大
きくなるという問題がある。 従って、CATVシステム等で用いられる係る増幅器で
は、初段増幅器の入力側の可変減衰器の減衰量と後段増
幅器の入力側の可変減衰器の減衰量を増幅器の設置され
る地域が強電界地域であるか弱電界地域であるかによっ
て、別々に設定する必要がある。 しかし、この2つの可変減衰器の減衰量の設定は完全に
利用者の手作業によるか、又は、強電界地域用減衰量の
設定と弱電界地域用減衰量の設定とをダイヤルで切り換
えることが提案されている。 したがって、初段増幅器の入力信号の減衰量と後段増幅
器の入力信号の減衰量とを、C/N比と歪み率との両観
点から最良に設定することが困難であった。 本発明は上記課題を解決するためになされたものであり
、その目的は、高C/N比と低歪み率との要請を満たす
べく、入力信号の電圧レベルに応じて初段増幅器と後段
増幅器の入力信号の減衰量を自動的に最適に分割設定す
ることを目的とする。
の出力信号の電圧レベルを一定にするにしても、何れの
増幅器の入力信号をどのような分担で減衰させるかが問
題となる。具体的に言えば、最終段増幅器の出力信号の
電圧レベルが同じであっても、初段増幅器の入力信号の
減衰量を大きくする程、C/N比が低下し、逆に、後段
増幅器の入力信号の減衰量を大きくする程、歪み率が大
きくなるという問題がある。 従って、CATVシステム等で用いられる係る増幅器で
は、初段増幅器の入力側の可変減衰器の減衰量と後段増
幅器の入力側の可変減衰器の減衰量を増幅器の設置され
る地域が強電界地域であるか弱電界地域であるかによっ
て、別々に設定する必要がある。 しかし、この2つの可変減衰器の減衰量の設定は完全に
利用者の手作業によるか、又は、強電界地域用減衰量の
設定と弱電界地域用減衰量の設定とをダイヤルで切り換
えることが提案されている。 したがって、初段増幅器の入力信号の減衰量と後段増幅
器の入力信号の減衰量とを、C/N比と歪み率との両観
点から最良に設定することが困難であった。 本発明は上記課題を解決するためになされたものであり
、その目的は、高C/N比と低歪み率との要請を満たす
べく、入力信号の電圧レベルに応じて初段増幅器と後段
増幅器の入力信号の減衰量を自動的に最適に分割設定す
ることを目的とする。
上記iiaを解決するための発明のm或は、初段増幅器
の入力側に挿入され、制御電圧により減衰量が変化する
第1可変減衰器と、初段増幅器と後段増幅器との股間に
挿入され、制御電圧により減衰量が変化する第2可変減
衰器と、最終段増幅器の出力信号から所定周波数の信号
を検波する検波回路と、検波回路の出力信号を整流する
整流回路と、整流回路の出力信号の電圧レベルを所定の
基準電圧レベルと比較し、その差電圧を増幅してその差
電圧に応じた誤差電圧を出力する誤差増幅回路と、誤差
増幅回路の出力する誤差電圧を入力して、誤差電圧に応
じて第1可変減衰器及び前記第2可変減衰器にそれぞれ
の制御電圧を出力する制御回路とを有することを特徴と
する。 又、本発明の他の特徴は、制御回路を、初段増幅回路の
入力信号の電圧レベルの増加に対応した誤差電圧の変化
に応じて、入力信号の電圧レベルが低い所定領域では、
第1可変減衰器の減衰量を略零とし、所定領域を越える
入力信号の電圧レベルが高い領域では、入力信号の電圧
レベルが高くなるに連れて、第1可変減衰器の減衰量を
増加させる制御電圧を出力し、入力信号の電圧レベルが
低い所定領域では、入力信号の電圧レベルの増加に連れ
て、第2可変減衰器の減衰量を増加させ、所定領域を越
える入力信号の電圧レベルが高い領域では、第2可変減
衰器の減衰量を略一定とする制御電圧を出力する回路と
したことである。 又、本発明の他の特徴は、第1可変減衰器及び第2可変
減衰器はPINダイオードで構成され、制御電圧により
そのPINダイオードのバイアス電流が変化することで
減衰量が変化されるものとしたことである。
の入力側に挿入され、制御電圧により減衰量が変化する
第1可変減衰器と、初段増幅器と後段増幅器との股間に
挿入され、制御電圧により減衰量が変化する第2可変減
衰器と、最終段増幅器の出力信号から所定周波数の信号
を検波する検波回路と、検波回路の出力信号を整流する
整流回路と、整流回路の出力信号の電圧レベルを所定の
基準電圧レベルと比較し、その差電圧を増幅してその差
電圧に応じた誤差電圧を出力する誤差増幅回路と、誤差
増幅回路の出力する誤差電圧を入力して、誤差電圧に応
じて第1可変減衰器及び前記第2可変減衰器にそれぞれ
の制御電圧を出力する制御回路とを有することを特徴と
する。 又、本発明の他の特徴は、制御回路を、初段増幅回路の
入力信号の電圧レベルの増加に対応した誤差電圧の変化
に応じて、入力信号の電圧レベルが低い所定領域では、
第1可変減衰器の減衰量を略零とし、所定領域を越える
入力信号の電圧レベルが高い領域では、入力信号の電圧
レベルが高くなるに連れて、第1可変減衰器の減衰量を
増加させる制御電圧を出力し、入力信号の電圧レベルが
低い所定領域では、入力信号の電圧レベルの増加に連れ
て、第2可変減衰器の減衰量を増加させ、所定領域を越
える入力信号の電圧レベルが高い領域では、第2可変減
衰器の減衰量を略一定とする制御電圧を出力する回路と
したことである。 又、本発明の他の特徴は、第1可変減衰器及び第2可変
減衰器はPINダイオードで構成され、制御電圧により
そのPINダイオードのバイアス電流が変化することで
減衰量が変化されるものとしたことである。
検波回路により最終段増幅器の出力信号から所定周波数
の信号が検波され、その検波された信号は整流回路で整
流されて出力信号の電圧レベルが検出される。そして、
誤差増幅回路により、その整流された信号は基準電圧レ
ベルと比較され、その差電圧が増幅されて、出力信号の
電圧レベルの基準電圧レベルに対する誤差電圧として制
御回路に出力される。制御回路は、その誤差電圧に応じ
て第1可変減衰器及び第2可変減衰器にそれぞれの制御
電圧を出力する。そして、第1可変減衰器と第2可変減
衰器はそれぞれの制御電圧に応じてそれぞれの減衰量を
変化させる。 このように誤差電圧は出力信号の電圧レベルの基準電圧
レベルに対する変位に応じて変化し、2つの制御電圧は
その誤差電圧に応じて変化し、2つの減衰量はそれぞれ
の制御電圧に応じて変化する。この結果、第1可変減衰
器及び第2可変減衰器における各減衰量は誤差電圧に応
じて独立に独自の特性で変化させることができるので、
その特性を適切に設定することで、入力信号の電圧レベ
ルによらず、自動的に高C/N比及び低歪み率を実現す
ることができる。 又、本発明の他の特徴では、入力信号の電圧レベルが低
い領域では、第1可変減衰器の減衰量は略零であり第2
可変減衰器の減衰量は入力信号の電圧レベルの増加に連
れて増加し、入力信号の電圧レベルが高い領域では、第
1可変減衰器の減衰量は入力信号の電圧レベルが高くな
るに連れて増加し、第2可変減衰器の減衰量は略一定と
なるように制御される。 この結果、入力信号の電圧レベルが増加するに連れて、
増幅器全体の減衰量が増加するのであるが、減衰量の分
担割合では、最初は後段増幅器の入力信号の減衰量だけ
が増加し、次に、後段増幅器の入力信号の減衰量が飽和
し、初段増幅器の入力信号の減衰量が増加する特性とな
る。従って、入力信号の電圧レベルによらず、高C/N
比、低歪み率を達成することができる。
の信号が検波され、その検波された信号は整流回路で整
流されて出力信号の電圧レベルが検出される。そして、
誤差増幅回路により、その整流された信号は基準電圧レ
ベルと比較され、その差電圧が増幅されて、出力信号の
電圧レベルの基準電圧レベルに対する誤差電圧として制
御回路に出力される。制御回路は、その誤差電圧に応じ
て第1可変減衰器及び第2可変減衰器にそれぞれの制御
電圧を出力する。そして、第1可変減衰器と第2可変減
衰器はそれぞれの制御電圧に応じてそれぞれの減衰量を
変化させる。 このように誤差電圧は出力信号の電圧レベルの基準電圧
レベルに対する変位に応じて変化し、2つの制御電圧は
その誤差電圧に応じて変化し、2つの減衰量はそれぞれ
の制御電圧に応じて変化する。この結果、第1可変減衰
器及び第2可変減衰器における各減衰量は誤差電圧に応
じて独立に独自の特性で変化させることができるので、
その特性を適切に設定することで、入力信号の電圧レベ
ルによらず、自動的に高C/N比及び低歪み率を実現す
ることができる。 又、本発明の他の特徴では、入力信号の電圧レベルが低
い領域では、第1可変減衰器の減衰量は略零であり第2
可変減衰器の減衰量は入力信号の電圧レベルの増加に連
れて増加し、入力信号の電圧レベルが高い領域では、第
1可変減衰器の減衰量は入力信号の電圧レベルが高くな
るに連れて増加し、第2可変減衰器の減衰量は略一定と
なるように制御される。 この結果、入力信号の電圧レベルが増加するに連れて、
増幅器全体の減衰量が増加するのであるが、減衰量の分
担割合では、最初は後段増幅器の入力信号の減衰量だけ
が増加し、次に、後段増幅器の入力信号の減衰量が飽和
し、初段増幅器の入力信号の減衰量が増加する特性とな
る。従って、入力信号の電圧レベルによらず、高C/N
比、低歪み率を達成することができる。
以下、本発明を具体的な一実施例に基づいて説明する。
第1図において、図示しない伝送路から高周波信号は直
流阻止コンデンサC1を介して′i!Jl可変減衰器で
あるPINダイオード可変減衰器1に入力し、直流阻止
コンデンサC2を介して初段増幅器3に入力している。 又、初段増幅器3の出力信号は直流阻止コンデンサC3
を介して第2可変減衰器であるPINダイオード可変減
衰器2に入力し、その出力信号は直流阻止コンデンサC
4を介して第2段増幅器4に入力し、その出力信号は分
岐器5を介して図示しない伝送路に出力される。 又、動作点設定回路6はチョークコイルL1を介して直
流阻止コンデンサC1の出力点に接続されており、動作
点設定回路7はボルテージホロア10とチョークコイル
L2を介してPINダイオード可変減衰器1に接続され
ている。 更に、動作点設定回路8はチョークコイルL3を介して
直流阻止コンデンサC3の出力点に接続されており、動
作点設定回路9はボルテージホロア11とチョークコイ
ルL4を介してPINダイオード可変減衰器2に接続さ
れている。 一方、分岐器5によって分岐された信号は、検波回路1
2で所定の周波数のキャリアが検波され、そのキャリア
は整流回路13で整流されて出力信号の電圧レベル(以
下、「出力信号レベル」という)ECが検出される。そ
の出力信号レベルEcは誤差増幅器14の非反転入力端
子に入力しており、誤差増幅器14の反転入力端子には
出力信号レベルBeの制御目標値である基準電圧レベル
c以下、「基準レベル」という)ESが入力している。 そして、誤差増幅器14によって差電圧ΔB <=Bc
−Es)が増幅されて、誤差電圧Be (=G・ΔB)
が動作点設定回路7及び動作点設定回路9に出力されて
いる。 又、各動作点設定回路6.8.9には直流電源(電圧V
d)が接続されている。 PINダイオード可変減衰器1は動作点設定回路6.7
によって供給されるバイアス電流によって各ダイオード
の動作点が変化するように構成されている。第3図に示
すダイオードの順方向V−I特性から明らかなように、
PINダイオードはバイアス電流が増加するに連れて高
周波抵抗が減少する。 即ち、比較的小さいバイアス電流11の動作点P1では
高周波抵抗R1は比較的大きく、比較的大きいバイアス
電流I2の動作点P、では高周波抵抗R3は比較的小さ
い。 このPINダイオードの高周波抵抗は誤差増幅器14の
出力する誤差電圧Eeに応じてボルテージホロ710か
ら出力される制御電圧B1によって変化される。PIN
ダイオード可変可変減衰器間衰量A1は各PINダイオ
ードの高周波抵抗で決定されるので、その減衰量^lを
誤差電圧Eeに応じて@rJ?mすることができる。 一方、Pillダイオード可変減衰器2もPINダイオ
ード可変可変減衰器間様に構成されており、その減衰量
A2は制御電圧E2によって制御される。 次にPINダイオード可変減衰器1の減衰量A1の特性
について詳しく述べる。 第2図に具体的に示されたPINダイオード可変減衰器
1は、高周波信号に対しては、コンデンサ[8〜C1l
は短絡されるので、第6図(a)に示したように、PI
NINダイオード−03で構成されたπ型回路とPIN
INダイオード〜D6で構成されたπ型回路との縦続接
続でm或される。一方、コンデンサ[8〜C1lは直流
成分に対しては開放されるので、PINダイオード[1
6,D5. D3. D2には共通のバイアス電流1a
が流れ、PININダイオード、 04には共通のバイ
アス電流1bが流れる。 抵抗R1はPINダイオード02.03.05.口6の
バイアス電流1aを決定するための抵抗である。電流1
aはボルテージホロア10の出力する制御電圧F!1を
用いて、B1≧4Vh (νhはPINダイオードの順
方向逆起電力)の領域で、 Ia=(El−4Vh)/R1 で表される。 従って、PINダイオード02. D3.口5.D6の
バイアス電流1aは制御電圧E1の増加に伴って増加し
、第3図に示すV−1特性からそのPINダイオード0
2. D3、05. D6の高周波抵抗Raは第4図に
示すように、制御電圧B1の増加に伴って減少する。 一方、動作点設定回路6は抵抗R2,R3とコンデンサ
C6とで構成されており、PINダイオード01. D
4のバイアス電流1bを決定するための回路である。 電流1bは電源の電圧Vdと制御電圧B1とを用いて、
815 Vd−R3/(R2+R3)−2Vh (F)
領域で、Ib= (Vd−([!1+2Vh)(R2
+R3)/R3) /R2となる。 従って、PININダイオード、 [14のバイアス電
流lbは制御電圧E1の増加に伴って減少し、第3図に
示すVi特性からPININダイオード、 04の高周
波抵抗Rhは第4図に示すように、制御電圧E1の増加
に伴って増加する。 上記のPINダイオード可変可変減衰器間周波信号に対
して第61ffl(a)に示すπ型回路であるので、上
記の高周波抵抗値Ra、 Rhを用いて、第6図(ロ)
に示す抵抗によるπ型回路を用いて等価的に表される。 従って、そのπ型回路の減衰量A1は制御電圧Elに対
して第5図のように変化する。減衰IAIは、制御電圧
E1の増加に伴って増加するが、臨界電圧Va=Vd−
R3/(R2+R3)−211hを越えると最大値Am
axにほぼ飽和する。又、減衰量Alの増加特性は臨界
電圧Vaの値を変化せることで図示するように変化させ
ることができ、その臨界電圧Vaは抵抗R2と抵抗R3
の値を変化させることにより変化させることができる。 PINダイオード可変減衰器2及び動作点設定回路8は
、PINダイオード可変減衰器1及び動作点設定回路6
と全く同一に構成されている。そして、PINダイオー
ド可変減衰器2の減衰量A2の制御電圧E2に対する特
性は減衰量A1の特性と同様に第5図に示す特性となる
。 次に、誤差電圧l!eと制御電圧Bl、 R2の関係に
ついて述べる。 誤差電圧Beは差電圧ΔEに比例して約0−Vdまで変
化し、差電圧ΔBが零の時、即ち、出力(1号しベルB
cが基準レベルBSに等しい時、%ld/2となるよう
に設計されている。 動作点設定回路7は誤差増幅器14の出力する誤差電圧
Eeを入力して、誤差電圧Beのある関数の制御電圧8
1を得るための回路である。動作点設定回路7は抵抗R
4,R5,ツェナーダイオードZDで構成されている。 従って、ボルテージホロアlOの入力電圧S1はツェナ
ーダイオードZDがブレークダウンするまで零であるの
で、誤差電圧Heがツェナー電圧Vzより小さい範囲で
、 51=0 (Be <Vz) である。 誤差電圧Beがツェナー電圧Vzを越えると、5i=(
Be−Vz)R4/(R4+R5) (Vz≦Be
≦Vd)と表される。 又、ボルテージホロア10の入力電圧S1とその出力の
制御電圧B1は等しいので、制御電圧[!1は誤差電圧
Beに対して第7図に示す特性で変化する。制御電圧E
1の立上がり電圧はツェナー電圧Vzで、直線部分の増
加率と最大電圧Vsaxは抵抗R4,R5の値で変化さ
せることができる。 一方、動作点設定回路9は誤差電圧Beを入力して、P
INダイオード可変減衰器2における動作電流を決定す
るための制御電圧B2を決定する回路である。動作点設
定回路9は抵抗R6,可変抵抗R7゜ダイオードロア、
コンデンサC7とで槽底されている。 可変抵抗R7の一端は電源Vdに接続され一端は接地さ
れているので、ボルテージホロア11の入力電圧S2は
ダイオードD7が逆バイアスされている間、即ち、可変
抵抗R7の分圧電圧Vfとダイオード07の順方向逆起
電力Vgとの加算値である臨界電圧Vt(=Vf+Vg
)までは、誤差電圧Eeに等しくなる。 52=Be (0≦Be≦vt) 又、誤差電圧Beが臨界電圧Vtを越えるとダイオード
D7が順バイアスされて、誤差増幅器14の出力は抵抗
R6とダイオードD7と可変抵抗R7の分割抵抗を介し
て接地される。可変抵抗R7は抵抗R6に比べて十分に
小さく設計されているので、ボルテージホロア11の入
力電圧S2は一定の臨界電圧Vtとなる。 S2:Vt (Vt < He< Vd)この
臨界電圧Vtは可変抵抗R7の分割比を変化させること
で変化させることができる。 又、ボルテージホロア11の入力電圧S2とその出力の
制御電圧E2は等しいので、制御電圧E2は誤差電圧E
eに対して第7図に示す特性で変化する。 次に誤差電圧l!eに対する可変減衰器1及び2の減衰
量AI、 A2の特性について述べる。 減衰量A1の標準特性を得るために動作点設定回路6に
おける第5図の臨界電圧Va=Vd−R3/(R2+R
3)−2Vhが’!7図の最大電圧Vsax= (Vd
−Vz) R4/ (R4+R5)に等しくなるように
抵抗R2,R3,R4,R5の値を設定する。すると、
減衰量A1は第8図の実線で示すように誤差電圧Eeが
ツェナー電圧Vzを越えるまでは最小値Am1nであり
、誤差電圧Beがツェナー電圧Vzを越えると誤差電圧
Beと共に増加して電源電圧Vdにおいて最大値Ama
xとなる。 又、ツェナー電圧Vzを固定して第5図の臨界電圧Va
を第7図の最大電圧Vmaxに対して変化させると、減
衰量A1は第8図の破線で示すように変化する。 減衰量A2の標準特性を求めるために動作点設定回路7
におケル臨界電圧Vb=Vd413/(R12+R13
)−2Vhが第6図の臨界電圧Vt=Vf+Vgに等し
くなるようにPINダイオード可変減衰器2の抵抗R1
2,R13や可変抵抗R7の分割比を設定する。すると
、減衰量A2は第8図実線で示すように誤差電圧8eが
臨界電圧Vtを越えるまでは最小値Am1nから誤差電
圧Heの増加に伴って最大値Amaxまで増加し、誤差
電圧Beが臨界電圧Vtを越えると最大値Amaxに飽
和する。 又、第7図の臨界電圧Vtを固定して第5図の臨界電圧
vbを臨界電圧Vtに対し変化させると、減衰量A2は
第8図の破線のように変化する。 更に、減衰量A1は上述の様な特性に対してツェナー電
圧Vzを変化させることで曲線群At’ のように変化
し、減衰量A2は臨界電圧Vtを変化させることで、曲
線群A2’ のように変化する。 次に総合減衰量りは、L=AI+A2であるので、その
総合減衰量りの誤差電圧Beに対する特性は第9図に示
すようになる。又、臨界電圧Va、 Vb、 Vtツェ
ナー電圧Vzが変化した場合の総合減衰量の特性も第9
図に示されている。 そして、総合減衰量しに対する減衰量A1又は減衰量A
2の比の誤差電圧Eeに対する特性は第1O図に示す特
性となる。誤差電圧Beが小さい領域、即ち、入力信号
レベルが低い領域では、減衰量A2の方が減衰量A1よ
りも総合減衰量りに大きく寄与している。又、誤差電圧
Beが大きい領域、即ち、入力信号レベルが高い領域で
は、総合減衰fjtLに対する減衰量AIの寄与が漸増
し、減衰量A2の寄与は漸減している。 このことから、入力信号レベルが低い領域では、初段増
幅器の入力信号は減衰されることなく、第2段増幅器の
人力信号を減衰させることでCIN比の低下が防止され
ている。又、入力信号レベルが高い領域では、初段増幅
器の入力信号の減衰量を増加させて、第2段増幅器の入
力信号の減衰量は一定としているので、歪み率の低下が
防止される。 又、上述したような誤差電圧Beに対する減衰量分担比
の特性は、臨界電圧Va、 Vb、 Vt、ツェナー電
圧Vzを変化させることで、広く変化させることができ
るので、最適特性の設定が容易である。 尚、PINダイオード可変減衰器は、2つのπ型回路の
縦続接続として、減衰量のダイナミックレンジを広くと
っているが、この段数は1段又は3段以上であっても良
い。又、π型回路に限定されない。
流阻止コンデンサC1を介して′i!Jl可変減衰器で
あるPINダイオード可変減衰器1に入力し、直流阻止
コンデンサC2を介して初段増幅器3に入力している。 又、初段増幅器3の出力信号は直流阻止コンデンサC3
を介して第2可変減衰器であるPINダイオード可変減
衰器2に入力し、その出力信号は直流阻止コンデンサC
4を介して第2段増幅器4に入力し、その出力信号は分
岐器5を介して図示しない伝送路に出力される。 又、動作点設定回路6はチョークコイルL1を介して直
流阻止コンデンサC1の出力点に接続されており、動作
点設定回路7はボルテージホロア10とチョークコイル
L2を介してPINダイオード可変減衰器1に接続され
ている。 更に、動作点設定回路8はチョークコイルL3を介して
直流阻止コンデンサC3の出力点に接続されており、動
作点設定回路9はボルテージホロア11とチョークコイ
ルL4を介してPINダイオード可変減衰器2に接続さ
れている。 一方、分岐器5によって分岐された信号は、検波回路1
2で所定の周波数のキャリアが検波され、そのキャリア
は整流回路13で整流されて出力信号の電圧レベル(以
下、「出力信号レベル」という)ECが検出される。そ
の出力信号レベルEcは誤差増幅器14の非反転入力端
子に入力しており、誤差増幅器14の反転入力端子には
出力信号レベルBeの制御目標値である基準電圧レベル
c以下、「基準レベル」という)ESが入力している。 そして、誤差増幅器14によって差電圧ΔB <=Bc
−Es)が増幅されて、誤差電圧Be (=G・ΔB)
が動作点設定回路7及び動作点設定回路9に出力されて
いる。 又、各動作点設定回路6.8.9には直流電源(電圧V
d)が接続されている。 PINダイオード可変減衰器1は動作点設定回路6.7
によって供給されるバイアス電流によって各ダイオード
の動作点が変化するように構成されている。第3図に示
すダイオードの順方向V−I特性から明らかなように、
PINダイオードはバイアス電流が増加するに連れて高
周波抵抗が減少する。 即ち、比較的小さいバイアス電流11の動作点P1では
高周波抵抗R1は比較的大きく、比較的大きいバイアス
電流I2の動作点P、では高周波抵抗R3は比較的小さ
い。 このPINダイオードの高周波抵抗は誤差増幅器14の
出力する誤差電圧Eeに応じてボルテージホロ710か
ら出力される制御電圧B1によって変化される。PIN
ダイオード可変可変減衰器間衰量A1は各PINダイオ
ードの高周波抵抗で決定されるので、その減衰量^lを
誤差電圧Eeに応じて@rJ?mすることができる。 一方、Pillダイオード可変減衰器2もPINダイオ
ード可変可変減衰器間様に構成されており、その減衰量
A2は制御電圧E2によって制御される。 次にPINダイオード可変減衰器1の減衰量A1の特性
について詳しく述べる。 第2図に具体的に示されたPINダイオード可変減衰器
1は、高周波信号に対しては、コンデンサ[8〜C1l
は短絡されるので、第6図(a)に示したように、PI
NINダイオード−03で構成されたπ型回路とPIN
INダイオード〜D6で構成されたπ型回路との縦続接
続でm或される。一方、コンデンサ[8〜C1lは直流
成分に対しては開放されるので、PINダイオード[1
6,D5. D3. D2には共通のバイアス電流1a
が流れ、PININダイオード、 04には共通のバイ
アス電流1bが流れる。 抵抗R1はPINダイオード02.03.05.口6の
バイアス電流1aを決定するための抵抗である。電流1
aはボルテージホロア10の出力する制御電圧F!1を
用いて、B1≧4Vh (νhはPINダイオードの順
方向逆起電力)の領域で、 Ia=(El−4Vh)/R1 で表される。 従って、PINダイオード02. D3.口5.D6の
バイアス電流1aは制御電圧E1の増加に伴って増加し
、第3図に示すV−1特性からそのPINダイオード0
2. D3、05. D6の高周波抵抗Raは第4図に
示すように、制御電圧B1の増加に伴って減少する。 一方、動作点設定回路6は抵抗R2,R3とコンデンサ
C6とで構成されており、PINダイオード01. D
4のバイアス電流1bを決定するための回路である。 電流1bは電源の電圧Vdと制御電圧B1とを用いて、
815 Vd−R3/(R2+R3)−2Vh (F)
領域で、Ib= (Vd−([!1+2Vh)(R2
+R3)/R3) /R2となる。 従って、PININダイオード、 [14のバイアス電
流lbは制御電圧E1の増加に伴って減少し、第3図に
示すVi特性からPININダイオード、 04の高周
波抵抗Rhは第4図に示すように、制御電圧E1の増加
に伴って増加する。 上記のPINダイオード可変可変減衰器間周波信号に対
して第61ffl(a)に示すπ型回路であるので、上
記の高周波抵抗値Ra、 Rhを用いて、第6図(ロ)
に示す抵抗によるπ型回路を用いて等価的に表される。 従って、そのπ型回路の減衰量A1は制御電圧Elに対
して第5図のように変化する。減衰IAIは、制御電圧
E1の増加に伴って増加するが、臨界電圧Va=Vd−
R3/(R2+R3)−211hを越えると最大値Am
axにほぼ飽和する。又、減衰量Alの増加特性は臨界
電圧Vaの値を変化せることで図示するように変化させ
ることができ、その臨界電圧Vaは抵抗R2と抵抗R3
の値を変化させることにより変化させることができる。 PINダイオード可変減衰器2及び動作点設定回路8は
、PINダイオード可変減衰器1及び動作点設定回路6
と全く同一に構成されている。そして、PINダイオー
ド可変減衰器2の減衰量A2の制御電圧E2に対する特
性は減衰量A1の特性と同様に第5図に示す特性となる
。 次に、誤差電圧l!eと制御電圧Bl、 R2の関係に
ついて述べる。 誤差電圧Beは差電圧ΔEに比例して約0−Vdまで変
化し、差電圧ΔBが零の時、即ち、出力(1号しベルB
cが基準レベルBSに等しい時、%ld/2となるよう
に設計されている。 動作点設定回路7は誤差増幅器14の出力する誤差電圧
Eeを入力して、誤差電圧Beのある関数の制御電圧8
1を得るための回路である。動作点設定回路7は抵抗R
4,R5,ツェナーダイオードZDで構成されている。 従って、ボルテージホロアlOの入力電圧S1はツェナ
ーダイオードZDがブレークダウンするまで零であるの
で、誤差電圧Heがツェナー電圧Vzより小さい範囲で
、 51=0 (Be <Vz) である。 誤差電圧Beがツェナー電圧Vzを越えると、5i=(
Be−Vz)R4/(R4+R5) (Vz≦Be
≦Vd)と表される。 又、ボルテージホロア10の入力電圧S1とその出力の
制御電圧B1は等しいので、制御電圧[!1は誤差電圧
Beに対して第7図に示す特性で変化する。制御電圧E
1の立上がり電圧はツェナー電圧Vzで、直線部分の増
加率と最大電圧Vsaxは抵抗R4,R5の値で変化さ
せることができる。 一方、動作点設定回路9は誤差電圧Beを入力して、P
INダイオード可変減衰器2における動作電流を決定す
るための制御電圧B2を決定する回路である。動作点設
定回路9は抵抗R6,可変抵抗R7゜ダイオードロア、
コンデンサC7とで槽底されている。 可変抵抗R7の一端は電源Vdに接続され一端は接地さ
れているので、ボルテージホロア11の入力電圧S2は
ダイオードD7が逆バイアスされている間、即ち、可変
抵抗R7の分圧電圧Vfとダイオード07の順方向逆起
電力Vgとの加算値である臨界電圧Vt(=Vf+Vg
)までは、誤差電圧Eeに等しくなる。 52=Be (0≦Be≦vt) 又、誤差電圧Beが臨界電圧Vtを越えるとダイオード
D7が順バイアスされて、誤差増幅器14の出力は抵抗
R6とダイオードD7と可変抵抗R7の分割抵抗を介し
て接地される。可変抵抗R7は抵抗R6に比べて十分に
小さく設計されているので、ボルテージホロア11の入
力電圧S2は一定の臨界電圧Vtとなる。 S2:Vt (Vt < He< Vd)この
臨界電圧Vtは可変抵抗R7の分割比を変化させること
で変化させることができる。 又、ボルテージホロア11の入力電圧S2とその出力の
制御電圧E2は等しいので、制御電圧E2は誤差電圧E
eに対して第7図に示す特性で変化する。 次に誤差電圧l!eに対する可変減衰器1及び2の減衰
量AI、 A2の特性について述べる。 減衰量A1の標準特性を得るために動作点設定回路6に
おける第5図の臨界電圧Va=Vd−R3/(R2+R
3)−2Vhが’!7図の最大電圧Vsax= (Vd
−Vz) R4/ (R4+R5)に等しくなるように
抵抗R2,R3,R4,R5の値を設定する。すると、
減衰量A1は第8図の実線で示すように誤差電圧Eeが
ツェナー電圧Vzを越えるまでは最小値Am1nであり
、誤差電圧Beがツェナー電圧Vzを越えると誤差電圧
Beと共に増加して電源電圧Vdにおいて最大値Ama
xとなる。 又、ツェナー電圧Vzを固定して第5図の臨界電圧Va
を第7図の最大電圧Vmaxに対して変化させると、減
衰量A1は第8図の破線で示すように変化する。 減衰量A2の標準特性を求めるために動作点設定回路7
におケル臨界電圧Vb=Vd413/(R12+R13
)−2Vhが第6図の臨界電圧Vt=Vf+Vgに等し
くなるようにPINダイオード可変減衰器2の抵抗R1
2,R13や可変抵抗R7の分割比を設定する。すると
、減衰量A2は第8図実線で示すように誤差電圧8eが
臨界電圧Vtを越えるまでは最小値Am1nから誤差電
圧Heの増加に伴って最大値Amaxまで増加し、誤差
電圧Beが臨界電圧Vtを越えると最大値Amaxに飽
和する。 又、第7図の臨界電圧Vtを固定して第5図の臨界電圧
vbを臨界電圧Vtに対し変化させると、減衰量A2は
第8図の破線のように変化する。 更に、減衰量A1は上述の様な特性に対してツェナー電
圧Vzを変化させることで曲線群At’ のように変化
し、減衰量A2は臨界電圧Vtを変化させることで、曲
線群A2’ のように変化する。 次に総合減衰量りは、L=AI+A2であるので、その
総合減衰量りの誤差電圧Beに対する特性は第9図に示
すようになる。又、臨界電圧Va、 Vb、 Vtツェ
ナー電圧Vzが変化した場合の総合減衰量の特性も第9
図に示されている。 そして、総合減衰量しに対する減衰量A1又は減衰量A
2の比の誤差電圧Eeに対する特性は第1O図に示す特
性となる。誤差電圧Beが小さい領域、即ち、入力信号
レベルが低い領域では、減衰量A2の方が減衰量A1よ
りも総合減衰量りに大きく寄与している。又、誤差電圧
Beが大きい領域、即ち、入力信号レベルが高い領域で
は、総合減衰fjtLに対する減衰量AIの寄与が漸増
し、減衰量A2の寄与は漸減している。 このことから、入力信号レベルが低い領域では、初段増
幅器の入力信号は減衰されることなく、第2段増幅器の
人力信号を減衰させることでCIN比の低下が防止され
ている。又、入力信号レベルが高い領域では、初段増幅
器の入力信号の減衰量を増加させて、第2段増幅器の入
力信号の減衰量は一定としているので、歪み率の低下が
防止される。 又、上述したような誤差電圧Beに対する減衰量分担比
の特性は、臨界電圧Va、 Vb、 Vt、ツェナー電
圧Vzを変化させることで、広く変化させることができ
るので、最適特性の設定が容易である。 尚、PINダイオード可変減衰器は、2つのπ型回路の
縦続接続として、減衰量のダイナミックレンジを広くと
っているが、この段数は1段又は3段以上であっても良
い。又、π型回路に限定されない。
本発明は、初段増幅器の入力側に挿入され制御電圧によ
り減衰量が変化する第1可変減衰器と、初段増幅器と後
段増幅器との段間に挿入され制御電圧により減衰量が変
化する第2可変減衰器と、最終段増幅器の出力信号レベ
ルの基準レベルに対する偏差に対応した誤差電圧に応じ
て第1可変減衰器及び第2可変減衰器にそれぞれの制御
電圧を出力する制御回路とを有しているので、第1可変
減衰器及び第2可変減衰器における各減衰量は誤差電圧
に応じて独立に独自の特性で変化させることができる。 その結果、その誤差電圧に対する減衰特性を適切に設定
することで、入力信号の電圧レベルによらず、自動的に
高C/N比及び低歪み率を実現することができる。
り減衰量が変化する第1可変減衰器と、初段増幅器と後
段増幅器との段間に挿入され制御電圧により減衰量が変
化する第2可変減衰器と、最終段増幅器の出力信号レベ
ルの基準レベルに対する偏差に対応した誤差電圧に応じ
て第1可変減衰器及び第2可変減衰器にそれぞれの制御
電圧を出力する制御回路とを有しているので、第1可変
減衰器及び第2可変減衰器における各減衰量は誤差電圧
に応じて独立に独自の特性で変化させることができる。 その結果、その誤差電圧に対する減衰特性を適切に設定
することで、入力信号の電圧レベルによらず、自動的に
高C/N比及び低歪み率を実現することができる。
第1図は本発明の具体的な一実施例に係る自動利得制御
回路を示したブロック図、第2図は同実施例の自動利得
制御回路の具体的な回路構成を示した回路図、第3図は
PINダイオードのV−1特性を示した特性図、第4図
はPINダイオードの高周波抵抗の制御電圧に関する特
性を示した特性図、第5図はPINダイオード可変減衰
器の減衰量の制御電圧に関する特性を示した特性図、第
6図はPINダイオード可変減衰器の等価回路を示す回
路図、第7図は制御電圧の誤差電圧に関する特性を示し
た特性図、第8図はPINダイオード可変減衰器の1a
衰量の誤差電圧に関する特性を示した特性図、第9図は
総合減衰量の誤差電圧に関する特性を示した特性図、第
10図は減衰量の分担比の誤差電圧に関する特性を示し
た特性図である。 10.11 ・−ボルテージホロア 1、2−PINダイオード可変減衰器
回路を示したブロック図、第2図は同実施例の自動利得
制御回路の具体的な回路構成を示した回路図、第3図は
PINダイオードのV−1特性を示した特性図、第4図
はPINダイオードの高周波抵抗の制御電圧に関する特
性を示した特性図、第5図はPINダイオード可変減衰
器の減衰量の制御電圧に関する特性を示した特性図、第
6図はPINダイオード可変減衰器の等価回路を示す回
路図、第7図は制御電圧の誤差電圧に関する特性を示し
た特性図、第8図はPINダイオード可変減衰器の1a
衰量の誤差電圧に関する特性を示した特性図、第9図は
総合減衰量の誤差電圧に関する特性を示した特性図、第
10図は減衰量の分担比の誤差電圧に関する特性を示し
た特性図である。 10.11 ・−ボルテージホロア 1、2−PINダイオード可変減衰器
Claims (3)
- (1)初段増幅器の入力側に挿入され、制御電圧により
減衰量が変化する、第1可変減衰器と、初段増幅器と後
段増幅器との段間に挿入され、制御電圧により減衰量が
変化する第2可変減衰器と、 最終段増幅器の出力信号から所定周波数の信号を検波す
る検波回路と、 前記検波回路の出力信号を整流する整流回路と、前記整
流回路の出力信号の電圧レベルを所定の基準電圧レベル
と比較し、その差電圧を増幅してその差電圧に応じた誤
差電圧を出力する誤差増幅回路と、 前記誤差増幅回路の出力する誤差電圧を入力して、前記
誤差電圧に応じて前記第1可変減衰器及び前記第2可変
減衰器にそれぞれの制御電圧を出力する制御回路と を有することを特徴とする自動利得制御回路。 - (2)前記制御回路は、前記初段増幅回路の入力信号の
電圧レベルの増加に対応した前記誤差電圧の変化に応じ
て、前記入力信号の電圧レベルが低い所定領域では、前
記第1可変減衰器の減衰量を略零とし、前記所定領域を
越える入力信号の電圧レベルが高い領域では、入力信号
の電圧レベルが高くなるに連れて、前記第1可変減衰器
の減衰量を増加させる制御電圧を出力し、前記入力信号
の電圧レベルが低い所定領域では、前記入力信号の電圧
レベルの増加に連れて、前記第2可変減衰器の減衰量を
増加させ、前記所定領域を越える入力信号の電圧レベル
が高い領域では、前記第2可変減衰器の減衰量を略一定
とする制御電圧を出力する回路であることを特徴とする
特許請求の範囲第1項記載の自動利得制御回路。 - (3)前記第1可変減衰器及び前記第2可変減衰器は、
PINダイオードで構成され、前記制御電圧によりその
PINダイオードのバイアス電流を変化させて、その交
流抵抗値を変化させることで減衰量を変化させるもので
あることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の自動
利得制御回路。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21390389A JPH0377416A (ja) | 1989-08-19 | 1989-08-19 | 自動利得制御回路 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21390389A JPH0377416A (ja) | 1989-08-19 | 1989-08-19 | 自動利得制御回路 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0377416A true JPH0377416A (ja) | 1991-04-03 |
Family
ID=16646934
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP21390389A Pending JPH0377416A (ja) | 1989-08-19 | 1989-08-19 | 自動利得制御回路 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0377416A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0856200A (ja) | 1994-08-12 | 1996-02-27 | Miharu Tsushin Kk | Catv用光受信機のagc方法 |
JP2008035419A (ja) * | 2006-07-31 | 2008-02-14 | Mitsumi Electric Co Ltd | カーラジオ用fmアンプおよびそれを備えるfm受信機 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5999877A (ja) * | 1982-11-29 | 1984-06-08 | Maspro Denkoh Corp | 受信増幅器のagc方式 |
-
1989
- 1989-08-19 JP JP21390389A patent/JPH0377416A/ja active Pending
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5999877A (ja) * | 1982-11-29 | 1984-06-08 | Maspro Denkoh Corp | 受信増幅器のagc方式 |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0856200A (ja) | 1994-08-12 | 1996-02-27 | Miharu Tsushin Kk | Catv用光受信機のagc方法 |
JP2008035419A (ja) * | 2006-07-31 | 2008-02-14 | Mitsumi Electric Co Ltd | カーラジオ用fmアンプおよびそれを備えるfm受信機 |
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