JPH08191223A - 自動利得制御回路及びそのような回路を含む装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 不正確な信号が得られた期間を最良の可能な
方法で減少する自動利得制御回路を提供する。 【解決手段】 自動利得制御回路は制御信号により制御
された振幅を有する出力信号を形成する増幅手段を含
む。リカーシブフィルター手段は出力信号のパワーと制
御信号（ＣＴ）を形成するために許容されたパワー値の
ウインドウを比較されたパワーの測定値を得る。比較の
結果に基づき利得制御を加速するためにリカーシブフィ
ルタ手段の基準値を増強する初期化信号（ＩＮＩ）が送
信される。例えばデジタル変調信号受信機のような速い
顕著な振幅変化を有する信号を用いた装置内で用いられ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は入力信号に利得を印
加し、それから出力信号を得る第一の手段と、出力信号
のパワーを測定する第二の手段と、測定された信号パワ
ーと関連する値を許容された基準パワー値のウインドウ
と比較し、第一の手段により印加された利得をチェック
する制御信号をそれから得る第三の手段とからなる自動
利得制御回路に関する。

【０００２】それはまた例えばその振幅が大きなダイナ
ミックレンジにわたり迅速に変化する入力信号を受ける
よう意図された信号受信機のような自動利得制御を含む
必要のある装置に関する。就中本発明は例えば位相シフ
トキー（ＰＳＫ）された信号又は直交振幅変調（ＱＡ
Ｍ）された信号のようなデジタル的に変調された信号を
受ける信号受信機に関する。そのような受信機はデジタ
ルテレビジョン、電話機又は他のデジタル又はアナログ
送信機システム内で用いられ得る。

【０００３】

【従来の技術】入力信号に大きな振幅変動がある場合に
入力信号の振幅が受信機の入力素子のダイナミックレン
ジに同調されるときに問題が生ずる。これは例えば入力
素子がアナログ／デジタル変換器である場合に決定的な
問題となる。入力信号が変換器を飽和する状況が生じ、
他の状況では入力信号の振幅が非常に低く、これは得ら
れたデジタル化された信号が不充分であることを導く。
斯くして自動利得制御回路により入力信号の利得をチェ
ックすることが必要となる。

【０００４】入力信号の振幅を入力素子のダイナミック
レンジに従属するために自動利得制御回路が現在用いら
れている。高い及び低い利得の両方を協調するために高
利得をチェックする段と低利得をチェックする段とから
なる回路がある。アメリカ特許第４８７０３７０号は段
の作動は入力信号の振幅に依存するような状況に関す
る。故に受信された信号のパワーは測定され、その後そ
の測定されたパワーウインドウの内側又は外側にあるか
に依存して１又は他の段を利用するべく許容されたパワ
ー値のウインドウと比較される。

【０００５】顕著な及び迅速な振幅変動があるときにこ
れはデジタル変調を受ける信号の場合には一般的に自動
利得制御回路は適切な制御が得られる前に非常に多くの
時間が経過することを回避することが探索されている。
実際にこの瞬間にも不正確な入力信号がしばしば得られ
ている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】故に本発明の目的は不
正確な信号が得られたこの期間を最良の可能な方法で減
少することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この目的は信号パワーを
測定する手段は低域通過リカーシブフィルタ手段からな
り、一方測定されたパワーに関する値を許容された基準
パワー値のウインドウと比較する手段は該値が許容され
た基準パワー値のウインドウの外にあるときにフィルタ
手段の基準パワー値を強調する初期化信号を形成する自
動利得制御回路により達成される。

【０００８】故に好ましくは測定されたパワーが選択さ
れた基準ウインドウと異なるときに初期化信号は回路を
この基準パワー値で再初期化し、これは回路を適切な制
御に迅速に到達することを可能にする。この基準パワー
は応用の特定の型の関数として前もって決定される。好
ましくは低域通過リカーシブフィルタ手段は第一のカッ
トオフ周波数を特徴とする急激な遷移を有する通過帯域
を有する第一の低域通過フィルタと、第一のカットオフ
周波数より低い第二のカットオフ周波数を特徴とする通
過帯域を有する第二の低域通過平滑化フィルタとのカス
ケードされた組み合わせからなる。カットオフ周波数は
特定のデジタル変調の型の関数として選択される。

【０００９】斯くして好ましくは第一のフィルタは第一
のパワー信号を得る入力信号の高周波数成分を高い度合
いで除去する。このパワー信号は次に実際のパワー信号
を形成するためにより進んだフィルタパターンによりフ
ィルタされる。この二つのフィルタのカスケードされた
組み合わせはパワー情報を抽出するのに必要なハードウ
エア手段の複雑さを減少することを可能にする。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下に実施例を参照して本発明の
これらのそして他の特徴を詳細に説明する。図１に例え
ばデジタル的に変調された中間周波数信号のような入力
信号ＩＦ１を増幅する増幅器手段１０からなる自動利得
制御回路を示す。利得という言葉は１（ｕｎｉｔｙ）よ
り小さい、より大きい、又は等しいことのいずれをも示
すために用いられる。

【００１１】例により受信機がそれの入力で入力信号Ｉ
Ｆ２の振幅をチェックしたいアナログ／デジタル変換器
手段１１に接続された増幅手段１０によりデジタル処理
をなす場合を以下に説明する。入力信号ＩＦ２が変換器
１１をアナログ／デジタル変換の結果が非常に不正確に
なるように飽和、又は弱すぎるようにしないために入力
信号ＩＦ２を変換器の入力のダイナミックレンジに良く
同調するよう保つことが望ましい。故に自動利得制御ル
ープは変換域１１の出力上の出力信号ＩＦ３を測定す
る。このループは信号ＩＦ３のパワーを測定し、増幅手
段１０に影響する制御信号ＣＴを形成する手段１２から
なる。手段１２は自動利得制御ループに対する検出器Ａ
ＧＣＤＥＴを形成する。例として、測定手段１２がデジ
タル形式で動作する時に、デジタルアナログ変換はそれ
の出力信号がアナログ制御信号ＣＴを形成するために低
域通過フィルタ手段１４によりフィルタされる変換器１
３内でなされる。

【００１２】信号ＩＦ３のパワーを測定する手段１２は
図２に示される。それらは直列の組み合わせで信号ＩＦ
３の絶対値を用いる手段２０と、信号ＩＦ３の平均パワ
ーＰを形成するリカーシブ低域通過フィルタ手段２２
と、測定されたパワーＰの平均（又はＰと関係する値）
を最大値Ｐｍａｘと最小値Ｐｍｉｎとの間にある許容さ
れた基準パワー値のウインドウと比較する手段２４とか
らなる。フィルタ手段１４は単なるコンデンサＣにより
形成されうる。

【００１３】比較手段２４は好ましくは３つの値を仮定
する補正信号ＣＯＲを形成する： ＣＯＲ＝０ Ｐｍｉｎ≦Ｐｍ≦Ｐｍａｘの時 ＣＯＲ＝１ Ｐｍ＞Ｐｍａｘの時 ＣＯＲ＝ー１ Ｐｍ＜Ｐｍｉｎの時 ＣＯＲ＝０に対して信号ＩＦ２は変換器１１の入力のダ
イナミックレンジに正確に適合し、増幅手段１０の利得
はどのような変化も受けない。

【００１４】ＣＯＲ＝−１又はＣＯＲ＝１に対して信号
ＩＦ２は変換器１１の入力のダイナミックレンジに不正
確に適合する。ループの反応時間は非常に大きな遅延を
回避するには長すぎてはならないと思うかもしれない
が、同時に不充分な適合及び利得の望まれない変化を引
き起こす危険のいずれに対しても短すぎてもならない。
この危険はコード化された変調をなされ、急激で顕著な
振幅変動を有する入力信号ＩＦ１で特に明白になる。可
能な最も速い方法で該危険を回避するように変換器入力
のダイナミックレンジに適合するために本発明により比
較手段２４はリカーシブフィルタ手段２２上で基準パワ
ー値Ｐｄを強化するよう用いられる初期化信号ＩＮＩを
更に形成する。基準パワーは例えばＰｄ＝（Ｐｍｉｎ＋
Ｐｍａｘ）／２のような値ＰｍｉｎとＰｍａｘとの間に
ある。この初期化はフィルタ手段２２のリカーシブな性
質により可能となる。

【００１５】初期化信号は以下のようになる： ＩＮＩ＝０ Ｐｍｉｎ≦Ｐｍ≦Ｐｍａｘの時 ＩＮＩ＝１ Ｐｍ＞Ｐｍａｘ又はＰｍ＜Ｐｍｉｎの時 斯くして測定されたパワーがウインドウＰｍｉｎーＰｍ
ａｘの外にある場合には信号ＩＮＩはリカーシブフィル
タ手段２２内の基準パワー値Ｐｄをロードするよう用い
られる。基準パワーは好ましくは例えば変調の種類のよ
うな特定の応用の関数として選択される。制御信号ＭＯ
Ｄは送信システムが関数として種々のデジタル変調を供
された場合にはウインドウの大きさ、カットオフ周波数
ｆ1 ，f2と同様に基準パワーＰｄを選択することを許容
する。

【００１６】好ましくはフィルタ手段２２は第一の急激
な遷移を有する通過帯域を有する第一の低域通過フィル
タ２５と、それに続く平滑な遷移を有する通過帯域を有
する第二の低域通過フィルタ２７とのカスケードされた
組み合わせの結合からなる。２つのフィルタの通過帯域
は例えば図３に示すようなものである。第一のフィルタ
の急激な遷移（曲線１）はカットオフ周波数ｆ1（３ｄ
Ｂ）を特徴とする。第二のフィルタの平滑な遷移（曲線
２）はカットオフ周波数ｆ1より小さなカットオフ周波
数ｆ2（３ｄＢ）を特徴とする。斯くして第一のフィル
タ２５は入力信号のうちの高周波数成分を完全にフィル
タし、得られた信号は今度はパワーの利用可能な測定を
得るために第二のフィルタ２７により平滑化される。こ
の２つのフィルタのカスケード接続は第一のフィルタが
その変動がまた第二のフィルタにより除去される平均パ
ワーを測定することを可能にする。故に２つのフィルタ
の構造は非常に簡単である。

【００１７】図４は第一のフィルタ２５の概略を示す。
それは信号ＩＦ３の絶対値｜ＩＦ３｜を第一入力上で受
け、他の入力上で例えば加算器６２の出力に接続される
レジスタＲ１のような遅延手段６４の出力信号を受ける
加算器６２からなる。例えばＮ＝６４のようなＮサンプ
ルの水平に沿った平均パワーの測定を得るために例えば
レジスタＲ２の出力セル６６は６４サンプル毎に１つの
測定値を形成する。例えばシンボル周波数変調１／Ｔを
介して変調された入力信号ＩＦ１では第一及び第二のフ
ィルタ２５、２７は率４／Ｔで動作し、即ちシンボル率
の４倍である。カウンタ６５ＣＮＴは６４クロック周期
４／Ｔの各ブロックに対して係数信号６７を形成し、係
数信号は出力セル６６の平均パワー値Ｐｍを抽出し、フ
ィルタ２５が次の平均パワーの計測を形成するのを許容
するよう遅延手段６４をゼロにリセットする。

【００１８】図５に第二のフィルタ２７の概略を示す。
それはフィルターされるべき平均パワー信号Ｐｍと係数
αとを受ける第一の乗算器５２からなる。第一の乗算器
５２の出力は他の入力で第二の乗算器５６の出力信号を
受ける加算器５４の入力と接続される。後者は例えばレ
ジスタＲ３のような遅延手段５８をまた含むループ内に
位置する。加算器５４の出力は許容された値のウインド
ウと比較されるフィルタされた平均パワー信号Ｐを形成
する。リカーシブループを形成するために信号Ｐはそれ
自身係数１ーαを受けうる更なる入力を有する乗算器５
６の入力とその出力が接続される遅延手段５８に到来す
る。基準パワーＰｄでの初期化に対して遅延手段５８は
初期化信号ＩＮＩを介して基準パワー値でロードされ
る。例えば遅延手段５８を形成するレジスタは２進ワー
ドでロードされる。乗算器及び加算器は集積された構造
であり得る。

【００１９】自動利得制御回路（アナログ）は信号ＩＦ
２、ＩＦ３（デジタル）の振幅を制御することを可能に
する。アナログ／デジタル変換器１１、又はデジタル／
アナログ変換器１３のどちらをも影響することによらず
に及びアナログモードで他の関数を実行することにより
信号ＩＦ２の振幅を制御することは可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】自動利得制御回路の概略を示す図である。

【図２】本発明による自動利得制御回路の概略を示す図
である。

【図３】２つの低域通過フィルタのフィルタパターンの
例を示す２つの曲線を示す図である。

【図４】第一のリカーシブ低域通過フィルタの概略を示
す図である。

【図５】初期化可能な第二のリカーシブ低域通過フィル
タの概略を示す図である。

【符号の説明】

１０ 増幅手段 １１ 変換器手段 １２ 測定手段 １３ 変換器 １４，２５，２７ 低域通過フィルタ手段 ２０ 手段 ２２ リカーシブ低域通過フィルタ手段 ２４ 比較する手段 ５２、５６乗算器 ５４ 加算器 ５８ 遅延手段 ６２ 加算器 ６４ 遅延手段 ６５ カウンタ ６６ 出力セル ６７ 係数信号 ＣＴ 制御信号 ｆ1 ，ｆ2 カットオフ周波数 ＩＦ２，ＩＦ３，ＩＦ１ 入力信号 ＩＮＩ 初期化信号 ＭＯＤ 制御信号 Ｐ 平均パワー Ｐｍ 平均パワー値 Ｐｍａｘ 最大値 Ｐｍｉｎ 最小値 Ｐｄ 基準パワー値 Ｒ１，Ｒ２、Ｒ３ レジスタ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力信号に利得を印加し、それから出力
   信号を得る第一の手段（１０）と、出力信号のパワーを
   測定する第二の手段（２０），（２２）と、測定された
   信号パワーに関する値を許容された基準パワー値のウイ
   ンドウと比較し、第一の手段（１０）により印加された
   利得をチェックする制御信号（ＣＴ）をそれから得る第
   三の手段（２４）とからなる自動利得制御回路であっ
   て、第二の手段（２２）は低域通過リカーシブフィルタ
   手段（２５），（２７）からなり、一方第三の手段（２
   ４）は更にまた該値が許容された基準パワー値のウイン
   ドウの外にあるときにフィルタ手段（２７）の基準パワ
   ー値（Ｐｄ）を強調する初期化信号（ＩＮＩ）を形成す
   ることを特徴とする自動利得制御回路。
2. 【請求項２】 リカーシブフィルタ手段は第一のカット
   オフ周波数を特徴とする急激な遷移を有する通過帯域を
   有する第一の低域通過フィルタ（２５）と、第一のカッ
   トオフ周波数より低い第二のカットオフ周波数を特徴と
   する通過帯域を有する第二の低域通過平滑化フィルタ
   （２７）とのカスケードされた組み合わせからなること
   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】 入力信号はデジタル変調から入来するこ
   とを特徴とする請求項１又は２記載の自動利得制御回
   路。
4. 【請求項４】 請求項１乃至３のうちいずれか１項記載
   の自動利得制御回路からなることを特徴とする信号受信
   機。