JPH06338917A - 自動利得制御回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 直交振幅変調あるいは位相変調された信号を
復調する復調器に用いられる自動利得制御回路におい
て、受信信号と基準搬送波に位相差が存在する場合にも
動作でき、加えていかなる受信信号の信号パターンに対
しても動作可能な自動利得制御回路を実現すること。 【構成】 受信信号の振幅を振幅制御信号に従って制御
する振幅制御回路２と、基準搬送波と90゜位相された基
準搬送波によって個々に復調する復調器より出力される
互いに直交した同相成分Ｘと直交成分Ｙのうちどちらか
一方の出力から信号の振幅を検出する第１の振幅検出器
14と、受信信号の包絡線検波を行い信号の振幅を検出す
る第２の振幅検出器15と、基準搬送波と受信信号が位相
同期していない場合は第２の振幅検出器15の出力を振幅
制御信号に、基準搬送波と受信信号が位相同期している
場合は第１の振幅検出器14の出力を振幅制御信号に切り
替える切り替え回路17を具備する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、直交振幅変調(以下、
ＱＡＭという)あるいは位相変調(以下、ＰＳＫという)
された信号を復調する復調器の利得を制御する自動利得
制御回路に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】以下に、従来の自動利得制御回路につい
て説明する。図10は特開昭57−131152号公報に示された
従来の自動利得制御回路を示すブロック図の一例であ
る。図10において、１は受信中間周波数信号(以下、Ｉ
Ｆ信号という)が入力される入力端子であり、２はＩＦ
信号の振幅を振幅制御信号に従って制御する振幅制御回
路である。４は制御電圧により発振周波数が制御される
電圧制御発振器(以下、ＶＣＯという)であり、５はＶＣ
Ｏ４の出力信号を90°位相する90°位相器である。６は
振幅制御回路２の出力とＶＣＯ４の出力とを乗算し同相
検波出力Ｘを出力するミキサであり、７は振幅制御回路
２の出力と90°位相器５の出力信号とを乗算し直交検波
信号Ｙを出力するミキサである。８は同相検波出力Ｘと
直交検波出力Ｙを入力して、ＩＦ信号とＶＣＯ信号の位
相誤差を検出する位相誤差検出器であり、９は位相誤差
検出器８からの検出信号に基づいてＶＣＯ４の制御電圧
を生成するループフィルタである。３は、ミキサ６，ミ
キサ７，90°位相器５，位相誤差検出器８，ループフィ
ルタ９，ＶＣＯ４から構成される16ＱＡＭ復調器であ
る。10はミキサ６より出力される同相検波出力Ｘをアナ
ログからディジタルに変換(以下、Ａ／Ｄ変換という)し
てＸ１，Ｘ２，Ｘ３のディジタル信号を出力するＡ／Ｄ
変換器であり、11は同様にミキサ７より出力される直交
検波出力ＹをＡ／Ｄ変換してＹ１，Ｙ２，Ｙ３のディジ
タル信号を出力するＡ／Ｄ変換器である。12はＡ／Ｄ変
換器10の出力するディジタル信号のうちＸ１とＸ３の排
他的論理和をとる排他的論理和ゲートであり、13は排他
的論理和ゲート12の出力信号を平均し振幅制御回路２の
振幅制御信号を生成するローパスフィルタ(ＬＰＦ)であ
る。

【０００３】以上のように構成された自動利得制御回路
について、以下、その動作について説明する。ＩＦ信号
は、ローパスフィルタ13の出力する振幅制御信号によ
り、振幅が所定レベルに制限されて、16ＱＡＭ復調器３
に入力される。16ＱＡＭ復調器３では、振幅制御回路２
によって振幅制限されたＩＦ信号がミキサ６，７に入力
する。ミキサ６では、ＶＣＯ４の出力信号によって検波
され同相検波出力Ｘがミキサ７では90°位相器５の出力
信号によって検波され直交検波出力Ｙがそれぞれ出力さ
れる。位相誤差検出器８は、ＩＦ信号とＶＣＯ４の出力
信号の位相誤差が零になるようループフィルタ９を介し
ＶＣＯ４を制御する。同相検波出力ＸはＡ／Ｄ変換器10
でＡ／Ｄ変換されディジタル信号(Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３)
に、直交検波出力ＹはＡ／Ｄ変換器11でディジタル信号
(Ｙ１，Ｙ２，Ｙ３)に変換される。ディジタル信号Ｘ１
は受信信号の象限を示し、Ｘ３は受信信号の振幅のずれ
を示している。したがって、Ｘ１とＸ３の排他的論理和
を排他的論理和ゲート12で演算し、得られた信号をロー
パスフィルタ13で平均化すれば、振幅制御回路２を制御
する振幅制御信号が得られる。ここで、図11は16ＱＡＭ
の直交平面上での領域判定動作の説明図である。排他的
論理和の演算結果は、斜線の領域では“１”となり白地
の領域では“０”となる。以上のように、受信信号がど
のようなパターンの場合でも正確に自動利得制御ができ
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記の従
来の構成では、ＶＣＯとＩＦ信号に位相差がある場合、
信号の大きさを正しく検出できないので、自動利得制御
ができないという問題点を有していた。この場合さら
に、自動利得制御ができないとＶＣＯとＩＦ信号の位相
同期を行うループが正しく動作せず位相が同期しないた
め、自動利得制御がいつまでたっても動かず回路全体が
動作不能となる場合があった。

【０００５】本発明は、上記従来の問題点を解決するも
ので、ＶＣＯとＩＦ信号の間に位相差のある場合にも動
作可能な自動利得制御回路を提供することを目的とする
ものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の自動利得制御回路は、第１の解決手段とし
て、復調器より出力される互いに直交した同相成分と直
交成分のうちどちらか一方の出力から信号の振幅を検出
する第１の振幅検出器に加え、位相同期によらず受信信
号の振幅をおおまかに検出可能な第２の振幅検出器を備
え、ＶＣＯとＩＦ信号が位相同期していない場合は第２
の振幅検出器出力を用い、ＶＣＯとＩＦ信号が同期の場
合は第１の振幅検出器の出力を用い利得を制御する構成
を有している。

【０００７】また、第２の解決手段として、復調器より
出力される互いに直交した同相成分と直交成分のうちど
ちらか一方の出力から信号の振幅を検出する第１の振幅
検出器に加え、直流電圧を時間とともに変化させ出力す
る直流電圧発生器を備え、ＶＣＯとＩＦ信号が位相同期
していない場合は直流電圧発生器の出力を用い、ＶＣＯ
とＩＦ信号が同期の場合は第１の振幅検出器の出力を用
い利得を制御する構成を有しているものである。

【０００８】

【作用】上記の構成によって、最初にＶＣＯとＩＦ信号
が位相同期していないときは、同期によらず検出できる
がおおまかな検出しか可能でない第２の振幅検出器の出
力あるいは、直流電圧を時間とともに変化させ出力する
直流電圧発生器の出力を用い、位相同期が確立した後
は、同期時しか検出できないが精度の良い第１の振幅検
出器の出力を用い利得を制御することにより位相誤差の
有無によらず正確な自動利得制御が可能になる。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の一実施例について、図面を参
照しながら説明する。図１は本発明の第１の実施例にお
ける自動利得制御回路のブロック図である。図１におい
て、１は入力端子、２は振幅制御回路、３は16ＱＡＭ復
調器であって、ＶＣＯ４，90°位相器５，ミキサ６，ミ
キサ７，位相誤差検出器８，ループフィルタ９で構成さ
れる。10および11はＡ／Ｄ変換器である。上記１〜11
は、図10に示した従来例の同一符号を付した部分と同一
なので説明を省略する。14は、排他的論理和ゲート12，
ローパスフィルタ13により構成される第１の振幅検出
器、15は、例えばダイオードを用い包絡線検波を行う第
２の振幅検出器(「高周波回路の設計と実装」 日本放
送出版協会 宮本幸彦著 179ページ参照)、17は同期／
非同期判定信号により振幅制御回路２の利得を制御する
振幅制御信号を第１の振幅検出器14の出力と第２の振幅
検出器15の出力を切り替える切り替え回路であり、16は
切り替え回路17の切り替え制御端子である。

【００１０】第２の振幅検出器15はＶＣＯ４とＩＦ信号
の位相同期状態によらず利得制御が可能であるが、受信
信号のパターンによっては正確な振幅検出が不可能であ
る。例えば、図11において点Ａが連続して送られてきた
場合と点Ｂが連続して送られてきた場合を比較すると、
点Ａが連続した場合は点Ｂが連続した場合より小さい振
幅と検出を行ってしまい、正確な振幅検出が行えない。
上記第１の実施例の動作は、まず、信号が同期していな
いときには切り替え制御端子16には非同期検出信号が与
えらえており、切り替え回路17は振幅制御信号を第２の
振幅検出器15の出力としている。これにより受信信号の
パターンに依存性をもつ粗い利得制御が行われ、16ＱＡ
Ｍ復調器３は、ＩＦ信号とＶＣＯ４の位相同期が可能な
範囲まで利得調整が行われる。そして、位相同期が確立
すると切り替え制御端子16に同期判定信号が与えられ、
振幅制御信号を第１の振幅検出器14の出力とする。これ
により受信信号のパターンに依存しない正確な利得の調
整が行われる。

【００１１】図２は本発明の第２の実施例の自動利得制
御回路のブロック図である。図２において図１と同一符
号を付した部分は同一なので詳細な説明は省略する。こ
の実施例では、第１の実施例の同期／非同期の判定を、
位相誤差検出器８の出力をループフィルタ９で平均化し
た出力により判定している。この判定結果に従って切り
替え回路17で第１の振幅検出器14の出力と第２の振幅検
出器15の出力を切り替え、振幅制御信号としている。

【００１２】図３は本発明の第３の実施例の自動利得制
御回路のブロック図である。図３において、19は、Ａ／
Ｄ変換器10，11でＡ／Ｄ変換された出力(Ｘ１，Ｘ２，
Ｘ３)および(Ｙ１，Ｙ２，Ｙ３)から誤り訂正を行い、
復号を行う誤り訂正復号器である。なお、図１と同一符
号を付した部分は同一なので詳細な説明は省略する。Ａ
／Ｄ変換器10，11でＡ／Ｄ変換された出力(Ｘ１，Ｘ
２，Ｘ３)および(Ｙ１，Ｙ２，Ｙ３)から誤り訂正を行
い、復号を行う誤り訂正復号器19に入力される。誤り訂
正復号器19では軟判定の誤り訂正を行い、ベースバンド
信号が正常に復調されたとき、つまり誤りがある値より
小さくなったとき、同期信号が確立されたとみなし、切
り替え回路17を切り替え、振幅制御回路２の利得を制御
する振幅制御信号を第２の振幅検出器15の出力から第１
の振幅検出器14の出力に切り替える。

【００１３】図４は本発明の第４の実施例の自動利得制
御回路のブロック図である。図４において、図１と同一
符号を付した部分は同一なので詳細な説明は省略する。
20は直流電圧を時間とともに変化させ出力する直流電圧
発生回路、17は同期／非同期判定信号により振幅制御回
路２の利得を制御する振幅制御信号を第１の振幅検出器
14の出力と直流電圧発生回路20の出力を切り替える切り
替え回路であり、16は切り替え回路17の切り替え制御端
子である。まず、信号が同期していないときには切り替
え制御端子16には非同期検出信号が与えらえており、切
り替え回路17は振幅制御信号を直流電圧発生回路20の出
力としている。これにより、時間とともに振幅制御信号
が変化し、ＩＦ信号とＶＣＯ４の位相同期が可能な範囲
まで利得調整が行われる。そして、位相同期が確立する
と切り替え制御端子16に同期判定信号が与えられ、振幅
制御信号を第１の振幅検出器14の出力とする。これによ
り受信信号のパターンに依存しない正確な利得の調整が
行われる。

【００１４】図５は本発明の第５の実施例の自動利得制
御回路のブロック図である。図５において、図４と同一
符号を付した部分は同一なので詳細な説明は省略する。
この実施例では、第４の実施例の同期／非同期の判定
を、位相誤差検出器８の出力をループフィルタ９で平均
化した出力により判定している。この判定結果に従って
切り替え回路17で振幅検出器14の出力と直流電圧発生回
路20の出力を切り替え振幅制御信号としている。

【００１５】図６は本発明の第６の実施例の自動利得制
御回路のブロック図である。図６において、19は、Ａ／
Ｄ変換器10，11でＡ／Ｄ変換された出力(Ｘ１，Ｘ２，
Ｘ３)および(Ｙ１，Ｙ２，Ｙ３)から誤り訂正を行い、
復号を行う誤り訂正復号器である。なお、図４と同一符
号を付した部分は同一なので詳細な説明は省略する。Ａ
／Ｄ変換器10，11でＡ／Ｄ変換された出力(Ｘ１，Ｘ
２，Ｘ３)および(Ｙ１，Ｙ２，Ｙ３)から誤り訂正を行
い、復号を行う誤り訂正復号器19に入力される。誤り訂
正復号器19では軟判定の誤り訂正を行い、ベースバンド
信号が正常に復調されたとき、つまり誤りがある値より
小さくなったとき、同期信号が確立されたとみなし、切
り替え回路17を切り替え、振幅制御回路２の利得を制御
する振幅制御信号を直流電圧発生回路20の出力から振幅
検出器14の出力に切り替える。

【００１６】図７は第７の実施例における自動利得制御
回路のブロック図である。図７において、14は、排他的
論理和ゲート12，ローパスフィルタ13により構成される
第１の振幅検出器であり、18は16ＱＡＭ復調器３の出力
から振幅を検出する第２の振幅検出器で、17は同期／非
同期判定信号により振幅制御回路２の利得を制御する振
幅制御信号を第１の振幅検出器14の出力と第２の振幅検
出器18との出力を切り替える切り替え回路であり、16は
切り替え回路17の切り替え制御端子である。図１に示し
た第１の実施例では16ＱＡＭ復調器３の復調前の信号か
ら第２の振幅検出を行う振幅検出を行なっていたのに対
し、第７の実施例では16ＱＡＭ復調器３の復調後の信号
から振幅検出を行う。第２の振幅検出器18で16ＱＡＭ復
調器３の同相検波出力Ｘと直交検波出力Ｙから(数１)に
示す演算をすることにより振幅検出を行っている。

【００１７】

【数１】√(Ｘ²＋Ｙ²) この方法では、第１の実施例と比べるとダイオードを用
いないため、温度特性による性能劣化が少なくてすむと
いう利点を持っている。第２の振幅検出器18はＶＣＯ４
とＩＦ信号の位相同期状態によらず利得制御が可能であ
るが、受信信号のパターンによっては正確な振幅検出が
不可能である。例えば、図11において点Ａが連続して送
られてきた場合と点Ｂが連続して送られてきた場合を比
較すると、点Ａが連続した場合は点Ｂが連続した場合よ
り小さい振幅と検出を行ってしまい、正確な振幅検出が
行えない。上記第７の実施例の動作は、まず、信号が同
期していないときには切り替え制御端子16には非同期検
出信号が与えらえており、切り替え回路17は振幅制御信
号を第２の振幅検出器18の出力としている。これによ
り、受信信号のパターンに依存性をもつ粗い利得制御が
行われ、16ＱＡＭ復調器３はＩＦ信号とＶＣＯ４の位相
同期が可能な範囲まで利得調整が行われる。そして、位
相同期が確立すると切り替え制御端子16に同期判定信号
が与えられ、振幅制御信号を第１の振幅検出器14の出力
とする。これにより受信信号のパターンに依存しない正
確な利得の調整が行われる。

【００１８】図８は本発明の第８の実施例における自動
利得制御回路のブロック図である。図８において、図７
と同一符号を付した部分は同一なので詳細な説明は省略
する。この実施例では、第７の実施例の同期／非同期の
判定を、位相誤差検出器８の出力をループフィルタ９で
平均化した出力により判定している。この判定結果に従
って、切り替え回路17で第１の振幅検出器14の出力と第
２の振幅検出器18の出力を切り替え振幅制御信号として
いる。

【００１９】図９は本発明の第９の実施例の自動利得制
御回路のブロック図である。図９において、19はＡ／Ｄ
変換器10，11でＡ／Ｄ変換された出力(Ｘ１，Ｘ２，Ｘ
３)および(Ｙ１，Ｙ２，Ｙ３)から誤り訂正を行い、復
号を行う誤り訂正復号器である。なお、図７と同一符号
を付した部分は同一なので詳細な説明は省略する。Ａ／
Ｄ変換器10，11でＡ／Ｄ変換された出力(Ｘ１，Ｘ２，
Ｘ３)および(Ｙ１，Ｙ２，Ｙ３)から誤り訂正を行い、
復号を行う誤り訂正復号器19に入力される。誤り訂正復
号器19では軟判定の誤り訂正を行いベースバンド信号が
正常に復調されたとき、つまり誤りがある値より小さく
なったとき、同期信号が確立されたとみなし、切り替え
回路17を切り替え、振幅制御回路２の利得を制御する振
幅制御信号を第２の振幅検出器18の出力から第１の振幅
検出器14の出力に切り替える。

【００２０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、非同期
時にもおおまかな振幅検出の可能な第２の振幅検出器と
位相非同期時と位相同期時で振幅制御回路の利得を制御
する振幅制御信号を切り替える切り替え回路を備えるこ
とにより、受信中間周波数(ＩＦ)信号と基準搬送波に位
相差がある場合でも正確な振幅制御を行える自動利得制
御回路が得られるという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例における自動利得制御回
路のブロック図である。

【図２】本発明の第２の実施例における自動利得制御回
路のブロック図である。

【図３】本発明の第３の実施例における自動利得制御回
路のブロック図である。

【図４】本発明の第４の実施例における自動利得制御回
路のブロック図である。

【図５】本発明の第５の実施例における自動利得制御回
路のブロック図である。

【図６】本発明の第６の実施例における自動利得制御回
路のブロック図である。

【図７】本発明の第７の実施例における自動利得制御回
路のブロック図である。

【図８】本発明の第８の実施例における自動利得制御回
路のブロック図である。

【図９】本発明の第９の実施例における自動利得制御回
路のブロック図である。

【図１０】従来の自動利得制御回路のブロック図であ
る。

【図１１】従来の自動利得制御回路の領域判定動作を説
明するための説明図である。

【符号の説明】

１…入力端子、 ２…振幅制御回路、 ３…16ＱＡＭ復
調器、 ４…電圧制御発振器(ＶＣＯ)、 ５…90°位相
器、 ６，７…ミキサ、 ８…位相誤差検出器、９…ル
ープフィルタ、 10，11…Ａ／Ｄ変換器、 12…排他的
論理和ゲート、13…ローパスフィルタ(ＬＰＦ)、 14，
15，18…振幅検出器、 16…切り替え制御端子、 17…
切り替え回路、 19…誤り訂正復号器、 20…直流電圧
発生回路。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 加藤 久也 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 神野 一平 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 林 大介 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 タッド バウザー 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 坂下 誠司 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 受信信号の振幅を振幅制御信号に従って
   制御する振幅制御回路と、基準搬送波と90゜位相された
   基準搬送波によって個々に復調する復調器より出力され
   る互いに直交した同相成分と直交成分のうちどちらか一
   方の出力から信号の振幅を検出する第１の振幅検出器
   と、受信信号の包絡線検波を行い信号の振幅を検出する
   第２の振幅検出器と、基準搬送波と受信信号が位相同期
   していない場合は前記第２の振幅検出器の出力を振幅制
   御信号に、基準搬送波と受信信号が位相同期している場
   合は前記第１の振幅検出器の出力を振幅制御信号に切り
   替える切り替え回路を具備する自動利得制御回路。
2. 【請求項２】 基準搬送波と受信信号の同期／非同期
   を、復調器より出力される同相成分と直交成分から検出
   を行う位相誤差検出器を具備したことを特徴とする請求
   項１記載の自動利得制御回路。
3. 【請求項３】 基準搬送波と受信信号の同期／非同期
   を、復調データの誤り率から判断する誤り訂正復号器を
   具備したことを特徴とする請求項１項記載の自動利得制
   御回路。
4. 【請求項４】 受信信号の振幅を振幅制御信号に従って
   制御する振幅制御回路と、基準搬送波と90゜位相された
   基準搬送波によって個々に復調する復調器より出力され
   る互いに直交した同相成分と直交成分のうちどちらか一
   方の出力から信号の振幅を検出する振幅検出器と、直流
   電圧を変化させ出力する直流電圧発生器と基準搬送波と
   受信信号が位相同期していない場合は前記直流電圧発生
   器の出力を振幅制御信号に、基準搬送波と受信信号が位
   相同期している場合は前記振幅検出器の出力を振幅制御
   信号に切り替える切り替え回路を具備することを特徴と
   する自動利得制御回路。
5. 【請求項５】 基準搬送波と受信信号の同期／非同期
   を、復調器より出力される同相成分と直交成分から検出
   を行う位相誤差検出器を具備することを特徴とする請求
   項４記載の自動利得制御回路。
6. 【請求項６】 基準搬送波と受信信号の同期／非同期
   を、復調データの誤り率から判断する誤り訂正復号器を
   具備することを特徴とする第４項記載の自動利得制御回
   路。
7. 【請求項７】 受信信号の振幅を振幅制御信号に従って
   制御する振幅制御回路と、基準搬送波と90゜位相された
   基準搬送波によって個々に復調する復調器より出力され
   る互いに直交した同相成分と直交成分のうちどちらか一
   方の出力から信号の振幅を検出する第１の振幅検出器
   と、同相成分と直交成分とから信号の振幅を検出する第
   ２の振幅検出器と、基準搬送波と受信信号が位相同期し
   ていない場合は前記第２の振幅検出器の出力を振幅制御
   信号に、基準搬送波と受信信号が位相同期している場合
   は前記第１の振幅検出器の出力を振幅制御信号に切り替
   える切り替え回路を具備する自動利得制御回路。
8. 【請求項８】 基準搬送波と受信信号の同期／非同期
   を、復調器より出力される同相成分と直交成分から検出
   を行う位相誤差検出器を具備することを特徴とする請求
   項７記載の自動利得制御回路。
9. 【請求項９】 基準搬送波と受信信号の同期／非同期
   を、復調データの誤り率から判断する誤り訂正復号器を
   具備することを特徴とする請求項７記載の自動利得制御
   回路。