JPH04291519A - Ad変換器の前置増幅器の利得可変回路 - Google Patents

Ad変換器の前置増幅器の利得可変回路

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JPH04291519A
JPH04291519A JP8148991A JP8148991A JPH04291519A JP H04291519 A JPH04291519 A JP H04291519A JP 8148991 A JP8148991 A JP 8148991A JP 8148991 A JP8148991 A JP 8148991A JP H04291519 A JPH04291519 A JP H04291519A
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JP
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digital
converter
gain
preamplifier
output signal
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JP8148991A
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Norio Maeda
憲男 前田
Toshihiro Yamamoto
敏博 山本
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Toa Corp
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Toa Corp
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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】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、AD変換器の前段に設
けられる前置増幅器に関し、特にAD変換器のデジタル
出力信号がオーバフローしないように、即ち歪まないよ
うに前置増幅器の利得を制御するものに関する。
【0002】
【従来の技術】従来、上記のような装置を備えたものと
して、例えば図5に示すようなものがある。同図に示す
ように、AD変換器2の前段には、前置増幅器4が設け
られ、この前置増幅器4では、演算増幅器6の出力側と
反転入力側との間に、デジタル信号によって抵抗値が変
化するデジタル制御素子8を設け、反転入力側と接地電
位点との間に固定抵抗器10を設け、デジタル制御素子
8の抵抗値をCPU12によって調整することによって
、帰還量を変化させて、前置増幅器4の利得を調整して
いる。AD変換器2からのデジタル出力信号は歪み検出
器16に供給され、AD変換器2のデジタル出力信号に
歪みが生じているか、即ちAD変換器2のデジタル出力
信号がオーバーフローしているかが検出される。オーバ
ーフローが生じている場合、この歪み検出器16の出力
に基づいて、CPU12がデジタル制御素子8の抵抗値
を所定値だけ制御し、前置増幅器4の利得を最小利得変
化幅だけ変化させ、歪み検出器16が歪みを検出しなく
なるまで、所定値ずつデジタル制御素子8の抵抗値を変
化させること、即ち前置増幅器4の利得を最小変化幅ず
つ変化させることを繰り返す。なお、デジタル減衰器1
4は、前置増幅器4の利得を小さくして、AD変換器2
のデジタル出力信号が歪まないようにしたことによって
生じるデジタル出力信号の減少を補うために、前置増幅
器4の利得を小さくしたときには、減衰量が小さくなる
ように調整されるものである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記のような装置では
、前置増幅器4の最大利得、最小利得、最小利得変化幅
は、全て使用する抵抗器10とデジタル可変素子8の精
度に左右される。従って、このような装置を備えた同一
機種においても、CPU12が同じ制御データをデジタ
ル制御素子8に与えても、前置増幅器4の最大利得、最
小利得、最小利得変化幅が異なった値となり、即ち再現
性が悪いと言う問題点があった。また、例えばデジタル
制御素子8として、VCA、Cds、DA変換器の組合
せを使用することがあるが、このような場合、VCA、
CdsはCPU12からの制御信号に対する反応が遅い
ので、同時にデジタル減衰器14に対しても制御信号を
供給すると、デジタル制御素子8の反応が遅れ、デジタ
ル制御素子8とデジタル減衰器14との変化が同時に生
じず、利得に揺らぎが生じるという問題点もあった。
【0004】本発明は、再現性が良く、しかも利得に揺
らぎの生じないAD変換器の前置増幅器の利得可変回路
を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明では、AD変換手段の前段に増幅手段を設
け、AD変換手段の後段に、このAD変換手段のデジタ
ル出力信号が入力されると共に第1のデジタル制御信号
に応じて利得が変化する第1のデジタル可変利得手段を
設け、このデジタル可変利得手段のデジタル出力信号を
アナログ出力信号に変換して、前置増幅手段の入力側に
帰還させるDA変換手段が設けられている。
【0006】さらに、本発明は、上記の回路に、AD変
換手段のデジタル出力信号の歪みを検出する手段と、こ
の検出された歪みに応じて第1のデジタル制御信号を生
成する制御手段と、を付加することができる。これに加
えて、AD変換手段のデジタル出力信号が入力されると
共に、第2のデジタル制御信号に応じて利得が制御され
る第2のデジタル可変利得手段も付加し、この第2のデ
ジタル可変利得手段の利得と、第1のデジタル可変利得
手段の利得とが連動して変化するように、制御手段が2
つのデジタル制御信号を生成する手段を付加することが
できる。
【0007】
【作用】本発明によれば、前置増幅手段の出力をデジタ
ル化したAD変換手段のデジタル出力信号を、第1のデ
ジタル可変利得手段の利得を変化させることによって所
定の値のデジタル信号にしたものが、DA変換手段によ
ってアナログ信号に再変換されて、前置増幅手段に帰還
される。また、第1のデジタル可変利得手段の利得を変
化させる第1のデジタル制御信号を、AD変換手段のデ
ジタル出力信号に歪みが生じているか否かに基づいて発
生させているので、歪みの発生していないデジタル出力
信号を自動的に得ることができる。さらに、このAD変
換手段のデジタル出力信号が入力される第2のデジタル
可変利得手段の利得を、第1のデジタル可変利得手段の
利得と比例して変化させているので、第1のデジタル可
変利得手段の利得を大きくして、帰還量を大きくして、
前置増幅手段の出力信号を小さくして、歪みを防止した
場合、これによって生じたAD変換手段のデジタル出力
信号のレベルの減少を、第2のデジタル可変利得手段の
利得を大きくして、補うことができる。
【0008】
【実施例】図1に、第1の実施例を示す。この実施例は
、AD変換器20を有し、その前段側には前置増幅器2
2が設けられている。この前段増幅器22は、演算増幅
器24と、入力抵抗器26と、帰還抵抗器28、30と
からなる非反転増幅器に構成され、入力端子INに供給
されたアナログ信号を増幅して、AD変換器20に供給
する。
【0009】AD変換器20は、前置増幅器22のアナ
ログ出力信号をデジタル出力信号に変換する。このデジ
タル出力信号は、出力端子OUT より他の機器に供給
されると共に、デジタル利得可変手段、例えばデジタル
減衰器32に供給される。このデジタル減衰器32は、
これに印加されたデジタル制御信号に応じた値に、入力
されたAD変換器20のデジタル出力信号を変化させて
、DA変換器34に供給する。DA変換器34は、デジ
タル減衰器32からのデジタル信号をアナログ信号に変
換して、前置増幅器22の帰還抵抗器28に供給する。
【0010】前置増幅器22の利得Gは、G=〔A・d
・D(R/R+r)〕−1によって求められる。但し、
AはAD変換器20の変換利得、dはデジタル減衰器3
2の減衰率、DはDA変換器34の変換利得、Rは帰還
抵抗器30の抵抗値、rは帰還抵抗器28の抵抗値であ
る。
【0011】即ち、前置増幅器22の利得Gは、演算増
幅器24の出力電圧Voを演算増幅器24の非反転入力
側の電圧VINで除算することによって得られ、VIN
はイマジナリーショートによって反転入力側の電圧VN
 と等しい。このVN は、DA変換器34の出力電圧
VD を抵抗値Rとrで分圧したVD (R/R+r)
に等しい。ここで、VD は、デジタル減衰器32のデ
ジタル出力電圧をVATとすると、DA変換器34の変
換利得Dによって、D・VATと表されれるので、VN
 はD・VAT(R/R+r)となり、さらにVATは
、AD変換器20のデジタル出力電圧をVADとすると
、d・VADと表されるので、VN はd・D・VAD
(R/R+r)となる。またVADは、Vo・Aと表さ
れるので、VN はVN =〔A・d・D(R/R+r
)〕・Voと表され、Gは、 G=〔A・d・D(R/R+r)〕−1となる。従って
、減衰率dを変化させることによって、前置増幅器22
の利得を変化させることができる。
【0012】第2の実施例を図2及び図3に示す。この
実施例では、AD変換器20のデジタル出力信号が歪ん
でいるか、即ちオーバーフローしているか否か検出する
歪み検出器38の出力信号に基づいて、CPU36が、
デジタル減衰器32の減衰率dを制御するものである。 他の構成は、第1の実施例と同様であるので、同等部分
には同一符号を付して、その説明を省略する。
【0013】図3に符号Aで示すようなアナログ信号が
AD変換器20に供給されたとすると、時点t1でAD
変換器20の変換可能な上限値を超え、AD変換器20
のデジタル出力信号がオーバーフローして、符号Bで示
す波形に対応するように歪んだとすると、歪み検出器3
8が歪みを検出し、CPU36は、現在の減衰率を所定
値Δd倍する。これによって歪みが解消されないと、さ
らに減衰率をΔd倍する。以下、同様にして減衰率を変
化させていくと、やがて時点t2でオーバーフローが解
消され、以後、符号Cで示すように波形に対応するデジ
タル出力信号をAD変換器20が発生する。
【0014】図4に第3の実施例を示す。この実施例は
、図2に示す第2の実施例に新たにデジタル減衰器40
を設け、このデジタル減衰器40のデジタル出力信号を
出力端子OUT に供給するように構成したものである
。 図3の符号Cで示す信号波形から明らかなように、歪ま
ないようにデジタル減衰器32の減衰率を変化させると
、AD変換器20のデジタル出力信号は、元の信号Aと
は波形は同じであるが、異なったレベルとなる。従って
、デジタル減衰器40を設け、その減衰率を低下させる
ことによって、上記レベルの変化を補正している。
【0015】即ち、デジタル減衰器32に例えば減衰率
dを与えているとき、AD変換器20のデジタル出力信
号VADは、 VAD=A・〔A・d・D(R/R+r)〕−1・VN
で表され、デジタル減衰器40のデジタル出力信号Vo
ut は、その減衰率をyとすると、           Vout =A・〔A・d・D(
R/R+r)〕−1・VN ・yで表される。この状態
で、オーバーフローを防止するために、デジタル減衰器
32の減衰率をd・Xに変化させたときのAD変換器2
0のデジタル出力信号をVAD1 、デジタル減衰器4
0の出力Vout1すると、Vout /VAD=Vo
ut1/VAD1が成立するように、デジタル減衰器4
0の減衰率をY倍して、y・Yとする。ここで、Vou
t /VAD=1/yであり、Vout1/VAD1 
=X/y・Yであるので、1/y=X/y・Yより、Y
=Xに選択すればよい。
【0016】上記の各実施例では、デジタル可変利得手
段としてデジタル減衰器32を用いたが、これに代えて
デジタル乗算器を使用して、利得を減少させるだけでな
く、増加させるようにしてもよい。また、上記の実施例
では、前置増幅器22として非反転増幅器を使用したが
、反転増幅器を使用することもできる。また、上記の実
施例では、デジタル減衰器32の減衰率を変化させる場
合、現在の減衰率をdとすると、それをΔd倍して変化
させたが、現在の減衰率dからΔdだけ増加させてもよ
い。
【0017】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、AD変
換手段のデジタル出力信号をデジタル可変利得手段によ
って調整して、前置増幅手段に帰還させるように構成し
ているので、前置増幅手段の帰還用抵抗器の精度に殆ど
影響を受けることなく、前置増幅手段の最大利得、最小
利得、利得変化幅をデジタル可変手段の設計によって決
定することができ、特にデジタル可変手段の利得の調整
をCPUによって行う場合には、製品として完成後であ
っても、最大利得、最小利得、利得変化幅を容易に変更
することができる。また、歪み検出手段を設け、この検
出信号に応じてデジタル可変手段の利得を調整するよう
に構成しているので、自動的に歪みを除去することがで
き、人手によって前置増幅器の利得を調整するような作
業が不要となる。また、歪みを防止するために前置増幅
器の利得を下げたのを補償するために、デジタル可変減
衰器をAD変換手段の出力側に設けた場合でも、前置増
幅器の利得の制御もデジタル可変利得手段によって行っ
ているので、両デジタル可変利得手段の動作がほぼ同時
に行われ、利得の揺らぎが生じることもない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるAD変換器の前置増幅器の利得可
変回路の第1の実施例のブロック図である。
【図2】同第2の実施例のブロック図である。
【図3】同第2の実施例の動作説明図である。
【図4】同第3の実施例のブロック図である。
【図5】従来のAD変換器の前置増幅器の利得可変回路
のブロック図である。
【符号の説明】
20  AD変換器 22  前置増幅器 32  デジタル減衰器(デジタル可変利得手段)34
  DA変換器 36  CPU(制御手段) 38  歪み検出器

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  前置増幅手段と、この増幅手段の出力
    信号をデジタル出力信号に変換するAD変換手段と、こ
    のAD変換手段のデジタル出力信号が入力されると共に
    第1のデジタル制御信号に応じて利得が変化する第1の
    デジタル可変利得手段と、この第1のデジタル可変利得
    手段のデジタル出力信号をアナログ出力信号に変換して
    上記増幅手段の入力側に帰還させるDA変換手段と、を
    具備するAD変換器の前置増幅器の利得可変回路。
  2. 【請求項2】  請求項1記載のAD変換器の前置増幅
    器の利得可変回路に、上記AD変換手段のデジタル出力
    信号の歪みを検出する手段と、この検出された歪みに応
    じて第1のデジタル制御信号を生成する制御手段と、を
    付加してなるAD変換器の前置増幅器の利得可変回路。
  3. 【請求項3】  請求項2記載のAD変換器の前置増幅
    器の利得可変回路に、上記AD変換変換手段のデジタル
    出力信号が入力されると共に第2のデジタル制御信号に
    応じて利得が変化する第2のデジタル可変利得手段を付
    加し、第2のデジタル可変利得手段の利得と、第1のデ
    ジタル可変利得手段の利得とが連動して変化するように
    上記制御手段が第1及び第2のデジタル制御信号を生成
    するAD変換器の前置増幅器の利得可変回路。
JP8148991A 1991-03-19 1991-03-19 Ad変換器の前置増幅器の利得可変回路 Pending JPH04291519A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001284996A (ja) * 2000-03-31 2001-10-12 Matsushita Electric Ind Co Ltd ゲイン制御装置
JP2009206968A (ja) * 2008-02-28 2009-09-10 Hitachi Kokusai Electric Inc 受信機

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2001284996A (ja) * 2000-03-31 2001-10-12 Matsushita Electric Ind Co Ltd ゲイン制御装置
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Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 19990608