JPH0614605B2 - 振幅制限器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 この発明は、ＦＭ受信機において用いる振幅制限器に関
し、特にロッキングアンプを用いたものに関する。

〈従来技術〉 従来、振幅制限器としては、高利得増幅器の飽和特性や
ダイオードの順方向特性を用いたものがある。しかし、
これら振幅制限器の出力は矩形波に近い波形となり、大
きな歪みを生じる。この歪みは復調器にとって有害であ
るので、減衰特性の大きなフィルタを用いて除去しなけ
ればならないという問題点がある。また、上記のような
振幅制限器は、入力された信号の周波数帯域を制限する
機能を有していないので、不要な信号を帯域通過フィル
タ等を用いて除去しなければならないという問題もあ
る。

このような問題点の解決方法として、ロッキングアンプ
を用いることが考えられる。ロッキングアンプとは、自
励発振器において、その発振周波数に近い周波数の信号
をその発振器に入力すると、その発振周波数が入力信号
の周波数に変化する、すなわち同期するという引込現象
を利用したものでその自励発振周波数をＦＭ受信機の中
間周波信号の周波数の近傍に設定し、中間周波信号を入
力信号として入力する。このロッキングアンプの出力の
発振周波数は、中間周波信号の周波数となる。このロッ
キングアンプには、内蔵する正帰還回路のＱが一定であ
る場合、入力信号レベルが大きいと、入力信号周波数が
自励発振周波数と離れていても同期するが、入力レベル
が小さいと、入力信号周波数が自励発振周波数に近くな
れば同期しないという性質がある。従って、レベルの低
い雑音を抑圧する帯域通過フィルタとして機能する。ま
た、ロッキングアンプには、引込現象が生じた後には、
入力信号の振幅レベルが変化しても、ロッキングアンプ
の出力信号の振幅レベルは、引込み現象が生じる前とほ
とんど変化しないという性質もある。従って、ロッキン
グアンプは、高利得振幅制限器としても機能する。

〈発明が解決しようとする問題点〉 しかし、ロッキングアンプには、内蔵する正帰還回路の
Ｑが高いと、第２図に示すように雑音圧縮特性が良くな
るという性質がある。即ち、入力信号ａは、例えば130M
Hz近傍の周波数のものであって、雑音信号ｂを含み、こ
の雑音信号ｂを含む入力信号ａを、低いＱであって130M
Hz近傍で引き込み可能なロッキングアンプに入力する
と、その出力信号ｃ（第２図は相対信号レベルで示して
あるので、入力信号ａと出力信号ｃとは同一波形として
示されている。これは、後述する高いＱのロッキングア
ンプの出力信号ｅの場合も同様である。）は、雑音信号
ｄを含んでいる。また、入力信号ａを高いＱであって13
0MHz近傍で引き込み可能なロッキングアンプに入力する
と、その出力信号ｅは、雑音信号ｆを含んでいる。出力
信号ｃ，ｅに含まれている雑音信号ｄ，ｆの比較から明
らかなように、高いＱのロッキングアンプのほうが、雑
音を大きく抑圧しており、雑音圧縮特性が良好である。

また、ロッキングアンプには、第３図に示すように、Ｑ
が高い程、入力信号の周波数に同期（引き込み）する周
波数帯域が狭くなるという性質がある。第３図に示すよ
うに様々な周波数の一定レベルの入力信号を、例えば自
由発振周波数が13MHz近傍のロッキングアンプに入力し
た場合、Ｑが低いロッキングアンプでは、その出力信号
は符号ｇで示す周波数範囲で入力信号の周波数と同じ周
波数で自由発振の信号レベルと同一となるが、範囲ｇよ
り外れた周波数の入力信号では、即座に自由発振周波数
で発振した出力信号とならずに、入力信号の周波数に応
じた周波数で、レベルが自由発振の場合のレベルよりも
低下したレベルの出力信号となる。またＱが高いロッキ
ングアンプでは、その出力信号は、符号ｈで示すような
周波数範囲で入力信号と同じ周波数で自由発振の信号レ
ベルと同じレベルとなるが、周波数範囲ｈより外れた周
波数の入力信号では、出力信号のレベルは自由発振の信
号レベルよりも低くなり、かつ、その低くなる程度がＱ
が低いロッキングアンプよりも大きくなる。そして、出
力信号が、入力信号と同じ周波数であって、レベルが自
由発振での信号レベルと同じになる範囲（ロックレン
ジ）ｇ、ｈは、Ｑの高いロッキングアンプのロックレン
ジｈの方がＱの低いロッキングアンプのロックレンジｇ
よりも狭くなる。

従って、雑音圧縮特性を良好にするため、正帰還回路の
Ｑを高くした場合に、同期する周波数帯域幅も狭くな
り、入力信号レベルの変動が大きいと、同期しない可能
性がある。そのため、正帰還回路のＱを低くして、中間
周波信号の最大周波数遷移よりも広い周波数帯域幅とし
て入力信号レベルに変動があっても必らず同期するよう
にしているが、Ｓ／Ｎ比が悪くなるという問題点があっ
た。なお、高いＱを持つロッキングアンプに入力信号を
入力する前に、この入力信号を高利得の増幅器によって
増幅して、ロッキングアンプへの入力信号のレベルを大
きくすることも考えられる。この場合、入力信号レベル
が低い場合には、ロック可能なレベルにまで入力信号の
レベルを上昇させることができるが、元々入力信号のレ
ベルが高い場合には、高い信号レベルを更に上げること
になり、これに伴って入力信号に含まれる雑音成分のレ
ベルも大きくなる。雑音圧縮特性が良好なロッキングア
ンプであっても、入力される雑音成分のレベルが大きい
と、Ｓ／Ｎ比が悪化する。

〈問題点を解決するための手段〉 上記の問題点を解決するため、本発明は、ＦＭ変調され
た信号である中間周波信号を入力し、その中間周波信号
のレベルが大きい場合でも小さい場合でも、予め定めた
一定レベルに増幅して出力する自動利得制御回路付き中
間周波信号増幅部と、上記中間周波信号の周波数遷移範
囲内の周波数を自励発振しており、上記一定レベルの上
記中間周波増幅部の出力信号が入力されると、発振周波
数が上記中間周波信号増幅部の出力信号の周波数に同期
するロッキングアンプとを、備えるものである。

〈作用〉 本発明によれば、自動利得制御回路によって常に一定の
レベルとされた中間周波信号が、自動利得制御回路付き
中間周波信号増幅部からロッキングアンプに供給され
る。ロッキングアンプは、上記一定のレベルの中間周波
信号が供給されるので、ロッキングアンプの発振周波数
を入力された中間周波信号の周波数とする。

〈実施例〉 この実施例は、この発明を衛星放送受信用チューナに実
施したものである。衛星放送を受信するには、放送衛星
から送信された12GHz帯のＦＭ信号をパラボラアンテナ
で受けて、衛星放送受信用コンバータによって１GHz帯
の第１中間周波信号に周波数変換し、この第１中間周波
信号を衛星放送受信用チューナ内で、例えば134.26MHz
に第２中間周波信号に周波数変換する。

この第２中間周波信号は、衛星放送受信用チューナ内の
自動利得制御回路付き中間周波増幅器２に入力されて増
幅される。この中間周波増幅器２は、自動利得制御回路
を有するものであるので、入力された第２中間周波信号
のレベルに高低があっても、中間周波増幅器２の出力レ
ベルは一定である。なお、この中間周波増幅器２に設け
られている自動利得制御回路は、公知のもので、中間周
波増幅器２の出力信号のレベルをレベル検出部によって
検出し、この検出レベルを基準信号と比較部によって比
較し、その比較結果に基づいて両者の差が零になるよう
に比較部が中間周波増幅器２の利得を調整するものであ
る。従って、検出レベルが基準信号よりも小さい場合に
は、中間周波増幅器２の利得が大きくされ、逆に検出レ
ベルが基準信号よりも大きい場合には、中間周波増幅器
２の利得が小さくされる。このような制御を通じて、中
間周波増幅器２の出力信号のレベルが一定値に制御され
る。

この増幅器２の出力信号は、帯域除去フィルタ４に供給
され、その出力信号の上限及び下限周波数付近に存在す
る雑音が除去される。

この帯域除去フィルタ４の出力信号は、中間周波増幅器
６に入力されて増幅され、振幅制限回路８に入力され
る。この中間周波増幅器６は、自動利得制限回路を有し
ないものである。また、振幅制限回路８は、従来に用い
られていたものと同様で、中間周波増幅器６の出力信号
に含まれている。衝撃性雑音の振幅を制限するためのも
のである。

振幅制限回路８の出力信号は、中間周波増幅器10及び高
利得振幅制限回路12で増幅され、ロッキングアンプ14に
入力される。中間周波増幅器10も自動利得制御回路を有
しないものである。これら中間周波増幅器10及び高利得
振幅制限回路12は、自動利得制御回路付き中間周波増幅
器２によって一定にされた第２中間周波信号のレベル
を、ロッキングアンプ14の正帰還回路の高いＱでも引込
現象が生じるレベルまで大きくするためのものである。
ロッキングアンプ14の正帰還回路のＱは、第２中間周波
信号の最大周波数遷移範囲だけで引込現象が生じるよう
に高く選択されている。なお、ロッキングアンプ14の自
励発振周波数は、第２中間周波信号の周波数遷移範囲内
に選択されている。

このように構成した実施例では、自動利得制御回路付き
中間周波増幅器２によって、ロッキングアンプ14に入力
される信号レベルは、一定にされている。従って、ロッ
キングアンプ14は、その正帰還回路のＱが高くても、引
込現象が生じ、第２中間周波信号の周波数に同期して発
振する。

上記の実施例では、振幅制限回路８、中間周波増幅器
６，１０及び高利得振幅制限回路１２を設けたが、ＡＧ
Ｃ付き中間周波増幅器２の利得が充分大きく、ＡＧＣ付
き中間周波増幅器２の出力を直接に入力しても、ロッキ
ングアンプ１４が同期するなら、振幅制限回路８、中間
周波増幅器６，１０及び高利得振幅制限回路１２を除去
しても、充分に実用となる。

〈効果〉 以上述べたように、この発明によれば、自動利得制御回
路付き中間周波増幅器に入力される中間周波信号のレベ
ルに高低があっても、中間周波増幅器の出力信号のレベ
ルは予め定めた一定レベルとされており、この一定レベ
ルの信号がロッキングアンプに入力にされている。従っ
て、ロッキングアンプは、同期させるために無闇にＱを
低くした正帰還回路を使用しなくても、入力された中間
周波信号に確実に同期した周波数の出力信号を得ること
ができ、Ｓ／Ｎ比を改善することができる。また、この
実施例のように衛星放送を受信した場合、第２中間周波
信号は映像信号によってＦＭ変調したものであり、これ
が過大にロッキングアンプに入力されると、映像信号の
微分利得一微分位相が劣化するが、自動利得制限回路付
き中間周波増幅器によって、ロッキングアンプへの入力
信号レベルは一定であるので、映像信号の微分利得一微
分位相が劣化することはない。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明による振幅制限器の１実施例のブロッ
ク図、第２図は同実施例に用いるロッキングアンプの搬
送波無変調時の雑音圧縮特性、第３図は同実施例に用い
るロッキングアンプの正帰還回路のＱの違いによる同期
周波数範囲の差を示す図である。 ２……自動利得制御回路付き中間周波増幅器、１４……
ロッキングアンプ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ＦＭ変調された信号である中間周波信号を
   入力し、その中間周波信号のレベルが大きい場合でも小
   さい場合でも予め定めた一定レベルに増幅して出力する
   自動利得制御回路付き中間周波信号増幅部と、上記中間
   周波信号の周波数遷移範囲内の周波数を自励発振してお
   り上記一定レベルの上記中間周波増幅部の出力信号が入
   力されると発振周波数が上記中間周波信号増幅部の出力
   信号の周波数に同期するロッキングアンプとを、備える
   振幅制限器。