JPH07212262A - 自動ゲイン制御のための二重帯周波数選択減衰器 - Google Patents

自動ゲイン制御のための二重帯周波数選択減衰器

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JPH07212262A
JPH07212262A JP6280713A JP28071394A JPH07212262A JP H07212262 A JPH07212262 A JP H07212262A JP 6280713 A JP6280713 A JP 6280713A JP 28071394 A JP28071394 A JP 28071394A JP H07212262 A JPH07212262 A JP H07212262A
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JP
Japan
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signal
frequency
circuit
agc
attenuation
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JP6280713A
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Inventor
John F Kennedy
エフ．ケネディ ジョン
Timothy S Klepaczyk
エス．クレパクジィック ティモシー
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Ford Motor Co
Original Assignee
Ford Motor Co
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    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03G—CONTROL OF AMPLIFICATION
    • H03G3/00—Gain control in amplifiers or frequency changers
    • H03G3/20—Automatic control
    • H03G3/30—Automatic control in amplifiers having semiconductor devices
    • H03G3/3036—Automatic control in amplifiers having semiconductor devices in high-frequency amplifiers or in frequency-changers

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  • Circuits Of Receivers In General (AREA)
  • Input Circuits Of Receivers And Coupling Of Receivers And Audio Equipment (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 線形要素を用いて自動ゲイン制御（ＡＧＣ）
動作のダイナミックレンジを広げ、混変調ひずみを除
く、無線受信機のＡＧＣを提供する。 【構成】 共振回路（４５，５０）に１対の可飽和リア
クトル（４７，５２）を用いて可変減衰を与える、無線
受信機（１７）の自動ゲイン制御を提供する。一方の共
振回路（５０）は所望のＲＦ信号より高い周波数を持
ち、他方（４５）は所望のＲＦ信号より低い共振周波数
を持つ。共振周波数は、ＡＧＣ信号に応じて所望の周波
数（ｆC ）付近で対称的にシフトする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は一般に無線受信機の自動
ゲイン制御に関し、より特定して言えば、可飽和リアク
トルを用いた減衰器に関する。
【０００２】
【従来の技術】無線受信機は自動ゲイン制御（ＡＧＣ）
を用いて、入ってくる信号の強度が変化しても増幅器出
力をほぼ一定レベルに保つ。アナログ無線信号をディジ
タル信号に変換して処理するディジタル信号処理（ＤＳ
Ｐ）受信機では、アナログ・ディジタル変換器（Ａ／
Ｄ）のダイナミックレンジを正しく用いまたＡ／Ｄが過
電圧レベルにより損傷を受けないようにするために、ア
ナログ信号の自動ゲイン制御はＡ／Ｄの入力のＲＦレベ
ルを制限する。
【０００３】
【課題を解決するための手段】本発明は、線形要素を用
いてＡＣＧ動作のダイナミックレンジを広げ、混変調ひ
ずみを除くという利点を持つ。
【０００４】この利点は、選択された中心周波数を持ち
信号処理回路に与えられる電気信号を、ＡＧＣ信号に応
じて自動ゲイン制御する回路で達成される。この回路
は、信号処理回路に結合して中心周波数より低い第１の
調整可能な共振周波数を持つ第１減衰器を備える。第２
減衰器は信号処理回路に結合し、中心周波数より高い第
２の調整可能な共振周波数を持つ。第１制御回路は第１
および第２減衰器に結合し、中心周波数付近で共振周波
数が対称になるように調整する。第２制御回路は第１お
よび第２減衰器に結合し、ＡＧＣ信号に応答して第１お
よび第２共振周波数の間隔を調整する。
【０００５】
【実施例】図１において、アンテナ１５はアンテナ信号
を減衰ブロック１６に与える。減衰した信号を受信機１
７内のＲＦ部２０に与える。ＲＦ部２０で発生したＡＧ
Ｃ信号を減衰ブロック１６に与える。ＡＧＣ信号は従来
の方法で発生する。ＡＧＣ信号は、受信したＲＦ信号の
強度に比例する振幅を持つＤＣ信号である。ＡＧＣ信号
は、減衰ブロック１６から与えられる減衰の大きさを制
御する（すなわち、アンテナＲＦ信号レベルが増加する
につれて減衰を増し、受信機への固定したＲＦ信号強度
を維持する）。
【０００６】ＲＦ部２０で増幅したＲＦ信号をＡ／Ｄ変
換器２１に与える。ディジタル化したＲＦ信号をディジ
タルミクサ２２の一方の入力に与える。ディジタルＲＦ
信号を、周波数シンセサイザ２４からの混合信号と混合
して、所望の放送信号をヘテロダインで知られる処理に
より中間周波数に変換する。所望のＲＦ信号と混合して
中間周波数にするのに必要な混合信号しだいで、人間オ
ペレータからの同調命令に応答して、同調回路２３は周
波数シンセサイザ２４に与える制御語を発生する。制御
語は減衰ブロック１６にも結合して、以下に説明するよ
うに、減衰ブロック１６内の共振回路の共振周波数の位
置決めを制御する。
【０００７】減衰ブロック１６は、図２−図４に記述す
る型の共振ＬＣ回路を備える。図２に示す並列ＬＣ回路
は、可変インダクタ２５と固定コンデンサ２６を備え
る。アンテナの実効インピーダンス１５’と受信機の実
効インピーダンス１７’の間に直列に接続する並列ＬＣ
回路の特性インピーダンス（Ｚ）は、図３に示す周波数
選択減衰を与える。周波数がＬＣ回路の同調周波数から
離れると、アンテナ信号はほとんどまたは全く減衰せ
ず、共振周波数では約５０ｄＢかそれ以上の最大減衰を
生じる。減衰曲線の傾斜部分での減衰の中間値を可変Ａ
ＧＣ動作に用いる。
【０００８】図４の直列共振回路は可変インダクタ２７
と固定コンデンサ２８を備え、接地と、アンテナインピ
ーダンス１５’と受信機インピーダンス１７’の接続点
との間に直列に接続する。アンテナと受信機のインピー
ダンスに抗して作用する直列ＬＣ回路の特性インピーダ
ンス（Ｚ）も、図３に示す周波数選択減衰を与える。
【０００９】本発明の減衰ブロックは、２個の共同して
動作する可変周波数選択減衰器を用いて、ＡＧＣ信号の
振幅により決定されるＲＦ信号の減衰を制御する。図５
に示すように、アンテナ１５は直列に接続した１対の並
列ＬＣ共振回路３０と３１にアンテナ信号を与える。Ｌ
Ｃ回路３１の出力を受信機１７に与える。
【００１０】図６に示すように、アンテナ信号は中心周
波数がｆC である所望の放送信号３２を持つ。中心周波
数ｆL の、より低い隣接したチャンネル信号３３のよう
に、アンテナ信号には他の放送信号も存在する。並列Ｌ
Ｃ回路３０（図５）は、図６の曲線３４に示すような周
波数選択減衰を与え、並列ＬＣ回路３１は曲線３５に示
す減衰を与える。各共振周波数（減衰が最大になる周波
数）は中心周波数ｆCに関して対称の位置にある。ＡＧ
Ｃ信号が低い場合は電界強度が低くて減衰が必要ないこ
とを示す。この場合は曲線３４と３５は中心周波数ｆC
から離れているので、所望の信号３２には減衰が起こら
ない。
【００１１】ＲＦ信号の受信強度が増加して減衰が必要
になると、矢印３６と３７で示すように曲線３４と３５
を中心周波数ｆC に向かって移動させ、所望の信号３２
の減衰を起こす。曲線３４と３５は中心周波数に対して
引き続き対称であるが、各共振周波数の間隔を減少させ
てＡＧＣ動作を増加させる。ｆC と各共振周波数との間
隔が減少すると、ｆC の減衰が増加する。減衰曲線３４
と３５の傾斜によって、ＡＧＣ動作の所望の量を達成す
ることのできる間隔が存在する。本発明の重要な利点
は、隣接チャンネル信号３３のような望ましくない信号
は、所望の信号に先だって大きく減衰することである。
従って隣接チャンネルおよび混変調ひずみは減少する。
【００１２】図８は、アンテナ１５をＬＣ回路４０と４
１に接続する別の実施態様を示す。ＬＣ回路４１は並列
共振回路で、図５の実施態様で説明したように、アンテ
ナ１５と受信機１７の間に直列に接続する。ＬＣ回路４
０は直列共振回路で、受信機１７の入力と並列に大地に
接続する。ＬＣ回路４０は受信機入力から信号を分路す
る。並列ＬＣ回路４１をアンテナ１５と直列ＬＣ回路４
０の間に接続するので、アンテナの効率は維持され、ダ
イナミックレンジの高い減衰（約７０ｄＢまで）が得ら
れる。
【００１３】ＬＣ回路４０と４１の共振周波数は図６と
図７に関して説明したのと同じ方法で制御するが、回路
４０は受信機１７の入力と直列の制御可能な損失として
ではなく、受信機１７の入力にかかる可変周波数分路と
して動作する。
【００１４】図９は、本発明の減衰ブロック１６の望ま
しい実現を示す。アンテナ１５からのアンテナ信号は、
インダクタ４７に並列に接続するコンデンサ４６を備え
る並列ＬＣ回路４５に結合する。制御巻線４８はインダ
クタ４７と磁気的に結合し、ＬＣ回路４５に可変インダ
クタンス、従って可変共振周波数を与える。例えば制御
巻線４８は、制御巻線４８に流れる電流に比例する磁界
を発生し、インダクタ４７の鉄心を磁化して鉄心の透磁
率を減らし、従ってインダクタンスを減らす。
【００１５】並列ＬＣ回路５０はＬＣ回路４５に直列に
接続し、制御巻線５３と磁気的に結合するインダクタ５
２に並列に接続するコンデンサ５１を備える。ＬＣ回路
５０の出力は受信機１７に結合する。
【００１６】供給電圧ＶCCは制御巻線４８と５３の接続
点の間の端子に接続する。１対のトランジスタ５４と５
５のコレクタ端子は、制御巻線４８と５３にそれぞれ接
続する。トランジスタ５４と５５のエミッタ端子を結ん
でトランジスタ５６のコレクタ端子に接続する。トラン
ジスタ５６のエミッタ端子を、電流検知抵抗器５７を通
して接地に接続する。
【００１７】ＡＧＣ信号は３モード（比例、積分、微
分）制御器５８に入る。制御器５８の出力は、差動増幅
器６０の非反転入力と差動増幅器６１の反転入力に結合
する。抵抗器６２と６３を備える電圧分割器は差動増幅
器６０の反転入力に第１基準電圧を与える。抵抗器６４
と６５を備える電圧分割器は、差動増幅器６１の非反転
入力に第２基準電圧を与える。フィードバック抵抗器６
６と６７は、差動増幅器６０と６１の出力と反転入力の
間にそれぞれ接続する。差動増幅器６０の出力はトラン
ジスタ５４のベース端子に接続し、差動増幅器６１の出
力はトランジスタ５５のベース端子に接続する。
【００１８】制御語はディジタル・アナログ変換器（Ｄ
／Ａ）７０と結合して、受信機が受ける所望のＲＦ周波
数に比例するアナログ電圧を発生する。アナログ電圧は
抵抗器７２を通して加算接続点７１に結合する。制御巻
線４８と５３のヒステリシス曲線応答を補償する修正電
圧を、抵抗器７３を通して加算接続点７１に与える。加
算した電圧を演算増幅器７４の非反転入力に与えて、固
定したゲイン段階を与える。フィードバック抵抗器７５
を演算増幅器７４の出力と反転入力の間に結合し、抵抗
器７７を反転入力と接地の間に接続する。
【００１９】演算増幅器７４の出力を差動増幅器７６の
非反転入力に接続し、差動増幅器７６の出力をトランジ
スタ５６のベース端子に接続する。差動増幅器７６の反
転入力を電流検知抵抗器５７に接続する。
【００２０】動作について説明すると、加算接続点７１
に発生する電圧は、受信するＲＦ信号の周波数に、制御
巻線４８と５３の非線形（ヒステリシス）周波数関係を
補償する修正を加えたものに比例する。この電圧に所定
のゲイン係数を掛けて、以下に示すように、制御巻線４
８と５３を通る所望の電流に関係する電圧を得る。差動
増幅器７６は、この電圧と、電流検知抵抗器５７にかか
る電圧降下とを比較する。前記電圧降下は、制御巻線を
通る実際の電流を表す。トランジスタ５６は、制御巻線
を通る正しい全電流を発生する電流源として駆動され
る。
【００２１】インダクタ４７と５２のインダクタンス
は、ＬＣ回路４５と５０の共振周波数（制御巻線に電流
が流れない場合の）が所定の周波数（標準ＦＭ放送受信
機では約２０ＭＨｚ）だけ離れるように選択する。トラ
ンジスタ５６により制御される電流は、対象とする放送
帯の任意の場所で、制御語が指定する所望のＲＦ周波数
の周りで対称になるように共振周波数をシフトする量だ
けインダクタンスを変更する。
【００２２】ＡＧＣ動作を行うため、各共振周波数の間
隔は、所望の周波数付近に対称にした後でシフトしなけ
ればならない。従って、トランジスタ５４と５５を設け
て、制御巻線４８と５３に全電流を分配する。差動増幅
器６０と６１とこれらに関連する要素の設計は、ＡＧＣ
信号が非減衰に相当する場合（例えばＡＧＣ信号がゼロ
ボルト）に、トランジスタ５４と５５のベース電圧が等
しくまた電流が制御巻線４８と５３の間に等しく分配さ
れるようにする。
【００２３】ＡＧＣ信号の値が増加すると（すなわち減
衰を大きくする必要があることを示すと）、差動増幅器
６０の出力電圧は減少し、差動増幅器６１の出力電圧は
増加する。従ってトランジスタ５４を通る電流が減少
し、トランジスタ５５を通る電流が増加して、インダク
タ５２の飽和度が増し、インダクタ４７の飽和度が減
る。従って、共振周波数は逆向きに等しい値だけ変化す
る。その結果、各共振周波数は所望の周波数の周りで引
き続き対称になるが、その間隔は変わる。
【００２４】制御巻線４８と５３に所望の電流が流れる
のに時間遅れがあるため、３モード制御器５８を用いて
ＡＧＣ制御ループを閉じて安定させる必要がある。ゲイ
ンマージンと位相マージンをこの技術で知られているよ
うに調整して、回路の応答を安定動作領域で最適にす
る。
【００２５】修正電圧は、制御巻線電流とＬＣ回路４５
と５０の共振周波数との関係により決定される。従って
修正電圧は、制御語と共振周波数の関係を線形にする逆
関数である。この逆関数は、ダイオード網をＤ／Ａ変換
器７０の出力に接続するなどの非線形回路を用いて実現
することができる。
【００２６】図１０において、本発明に用いる可変イン
ダクタンスを与える可飽和リアクトルは、透磁率の高い
鉄心８１を包む円筒形の巻き鉄心８０を備えるインダク
タを備える。インダクタ巻線８２は円筒形の鉄心８０に
卷かれており、入力８３と出力８４を備える。制御鉄心
８５は、可飽和リアクタを受ける穴８６を通る円形の磁
路を形成する。制御巻線８７を制御鉄心８５の上に卷
く。制御巻線８７を流れる制御電流は鉄心８５と鉄心８
１を通る磁束を発生する。巻線８２のインダクタンスは
鉄心８１の実効透磁率に比例するので、鉄心８１を磁化
するとこのインピーダンス（すなわち自己インダクタン
ス）が変わる。
【００２７】上に述べた発明は、受信機（特にＤＳＰ受
信機）の前部にかかるＲＦ電力の量を制御する。７０ｄ
Ｂまでの高いダイナミックレンジの減衰が得られ、混変
調ひずみと隣接チャンネルの干渉が減り、減衰ブロック
の挿入ロスは低い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の受信機を示すブロック図。
【図２】本発明に用いる並列共振回路を示す略図。
【図３】アンテナと受信機に接続したときの図２の回路
の減衰を示す図。
【図４】本発明に用いる直列共振回路の略図。
【図５】本発明の減衰ブロックの第１実施態様の略図。
【図６】ＡＧＣ動作のない図５の回路で与えられる減衰
を示す図。
【図７】ＡＧＣ減衰を行って所望の信号の信号レベルを
減らす、図５の回路で与えられる減衰を示す図。
【図８】本発明の減衰ブロックの第２の実施態様を示す
略図。
【図９】減衰器と制御回路を更に詳細に示す略図。
【図１０】本発明に用いられる可飽和リアクタを示す透
視図。
【符号の説明】
１５ アンテナ １５’アンテナの実行インピーダンス １６ 減衰ブロック １７ 受信機 １７’受信機の実行インピーダンス ２０ ＲＦ部 ２１ Ａ／Ｄ変換器 ２２ ミクサ ２３ 同調回路 ２４ シンセサイザ ２５，２７ 可変インダクタ ２６，２８ 固定コンデンサ ３０，３１ 共振回路 ３２ 所望の放送信号 ３３ 他の放送信号 ３４ 共振回路３０の減衰曲線 ３５ 共振回路３１の減衰曲線 ３６，３７ 矢印 ４０，４１ 共振回路 ４５，５０ 共振回路 ４６，５１ コンデンサ ４７，５２ インダクタ ４８，５３ 制御巻線 ５４，５５，５６ トランジスタ ５７ 電流検知抵抗器 ５８ ３モード制御器 ６０，６１ 差動増幅器 ６２，６３ 抵抗器 ６４，６５ 抵抗器 ６６，６７ フィードバック抵抗器 ７０ Ｄ／Ａ変換器 ７１ 加算接続点 ７２，７３ 抵抗器 ７４ 演算増幅器 ７５ フィードバック抵抗器 ７６ 差動増幅器 ７７ 抵抗器 ８０ 巻き鉄心 ８１ 鉄心 ８２ インダクタ巻線 ８３ インダクタ巻線８２の入力 ８４ インダクタ巻線８２の出力 ８５ 制御鉄心 ８６ 穴 ８７ 制御巻線

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 放送無線受信機であって、 アンテナと、 選択された中心周波数を持つ受信信号を処理し、また前
    記受信信号の強度に応じてＡＧＣ信号を発生する受信機
    部と、 前記受信部に結合し、前記中心周波数より低い第１の調
    整可能な共振周波数を持つ第１減衰部と、 前記受信部に結合し、前記中心周波数より高い第２の調
    整可能な共振周波数を持つ第２減衰部と、 前記第１および第２減衰器に結合し、前記第１および第
    ２共振周波数の周波数が前記中心周波数付近で対称にな
    るように調整する第１制御回路と、 前記第１および第２減衰器に結合し、前記第１および第
    ２共振周波数の間隔を前記ＡＧＣ信号に応じて調整する
    第２制御回路と、を備える放送無線受信機。
JP6280713A 1993-12-27 1994-11-15 自動ゲイン制御のための二重帯周波数選択減衰器 Pending JPH07212262A (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
US08/173,026 US5548830A (en) 1993-12-27 1993-12-27 Dual-band frequency-selective attenuator for automatic gain control
US173026 1993-12-27

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH07212262A true JPH07212262A (ja) 1995-08-11

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ID=22630220

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JP6280713A Pending JPH07212262A (ja) 1993-12-27 1994-11-15 自動ゲイン制御のための二重帯周波数選択減衰器

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EP (1) EP0660511B1 (ja)
JP (1) JPH07212262A (ja)
DE (1) DE69427956T2 (ja)

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