JPH088774A

JPH088774A - 自動利得制御回路

Info

Publication number: JPH088774A
Application number: JP14166194A
Authority: JP
Inventors: Takashi Aoki; 貴青木; Takashi Hasegawa; 敬長谷川; Hiroshi Ito; 洋伊藤
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1994-06-23
Filing date: 1994-06-23
Publication date: 1996-01-12

Abstract

(57)【要約】【目的】衛星放送受信機において、温度変化に対して
相互変調歪みを生じにくく、かつＮＦの良好な自動利得
制御回路を実現する。【構成】第一中間周波信号を入力する入力端子１と、
第一中間周波増幅器２と、第一の可変利得増幅器３と、
周波数変換器４と、第二の可変利得増幅器５と、バンド
パスフィルタ６と、増幅器７と、ＦＭ復調器６０と、検
波器８と、第一の直流増幅器９と、第二の直流増幅器２
０を備えた構成。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、衛星放送受信機の自動
利得制御回路（ＡＧＣ）に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】衛星放送では、アンテナにより受信され
た信号は１ＧＨｚ帯の第一中間周波信号に周波数変換さ
れて、屋内の衛星放送受信機に導かれる。図５は衛星放
送受信機に使用される自動利得制御回路の構成ブロック
図の一例である。自動利得制御回路の役割は、入力され
た第一中間周波信号のレベルが変動しても、ＦＭ復調器
に入力される信号レベルを一定にすることである。図５
（ａ）おいて、１は第一中間周波信号を入力する入力端
子で、２は第一中間周波増幅器で、４は周波数変換器、
５は可変利得増幅器、６はバンドパスフィルタ、７は増
幅器、６０はＦＭ復調器、８は検波器、９は直流増幅器
である。

【０００３】以上のように構成された衛星放送受信機の
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。入力端子１にはアンテナで受信された衛星からの
１２ＧＨｚ帯の電波をダウンコンバータにより１ＧＨｚ
帯に周波数変換し、同軸ケーブルで屋内に導かれた第一
中間周波信号が印加される。その第一中間周波信号は第
一中間周波増幅回路２で増幅される。周波数変換器４
は、多数の第一中間周波信号から選局して１つのチャン
ネルを受信する機能を果すもので、４０２．７８ＭＨｚ
を中心周波数とする第二中間周波信号を作り出す。この
とき第一中間周波増幅回路２は、後段のＮＦが入力端子
に影響しないための低ＮＦの広帯域増幅器である。可変
利得増幅器５は入力された第二中間周波信号を増幅す
る。その際、制御信号端子２８に印加された制御電圧に
よって、その利得が変化する。バンドパスフィルタ６は
チャンネルフィルタでＦＭ変調されたテレビ信号の１波
のみを通過させるバンドパスフィルタで、ＳＡＷフィル
タなどが一般的に用いられる。その帯域幅は２７ＭＨｚ
程度が適当である。

【０００４】増幅器７は後段のＦＭ復調器６０に適当な
信号レベルを入力するためのものである。ＦＭ復調器６
０は選局されたＦＭ信号を復調し、検波出力信号を得
る。検波器８は入力された第二中間周波信号を検波し、
その入力レベルをＤＣ電圧に変換する役割を果す。直流
増幅器９はそのＤＣ電圧を入力して、基準電圧と比較し
て得られる誤差信号を増幅して可変利得増幅器５に供給
する。可変利得増幅器５、バンドパスフィルタ６、増幅
器７、検波器８、直流増幅器９は負帰還回路を構成して
おり、第二中間周波信号のレベルが高くなると、可変利
得増幅器５の利得が下がる。このようにしてＦＭ復調器
６０に入力されるレベルは一定となる。なお図５（ａ）
に示すように増幅器７、ＦＭ復調器６０、検波器８、直
流増幅器９などは近年、１チップのＩＣによって構成さ
れるようになってきた。

【０００５】さて、可変利得増幅器５は図５（ｂ）に示
すように、トランジスタ回路で構成される場合が多い。
図５（ｂ）において、３０は入力端子、３１は出力端
子、５７は電源端子、５１、５４、５８はコンデンサ、
５２、５３、５６は抵抗、５５はトランジスタ、２８は
制御信号端子であり、高周波トランジスタによるフォワ
ードＡＧＣ増幅器を構成している。図５（ｃ）は、この
ように構成された可変利得増幅器５の利得制御特性を示
していて、制御電圧が高くなると、トランジスタの利得
が下がるフォワードＡＧＣ方式である。図５（ｃ）にお
いて破線は高温、実線は常温、一点鎖線は低温の場合を
示している。この方式を用いれば、入力レベルが高いと
きにトランジスタに流れる電流が多いので、歪み特性に
優れているが、周囲温度による制御信号特性の変化が大
きくなってしまう。この温度特性を改善するために温度
係数を有する素子によって温度特性補償がなされてき
た。図に示すように、制御信号によって約３０ｄＢの利
得制御範囲を有している。また利得制御範囲を拡大する
ために、可変利得増幅器を２段縦続接続することも行わ
れてきた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】衛星放送受信機の入力
信号のレベル範囲は「衛星放送受信機の定格と望ましい
性能」（電波技術協会編）によれば、−６１ｄＢｍから
−２８ｄＢｍまでの３３ｄＢであり、それよりも大きな
利得制御範囲が必要である。また上記のような構成では
将来放送衛星からの信号が多波になってくると周波数変
換器において、相互変調歪みが生じるという課題があっ
た。

【０００７】本発明は上記課題に鑑み、自動利得制御回
路を工夫して、周囲の温度変化に対して安定に動作す
る、相互変調歪みの生じにくくかつＮＦの良好な衛星放
送受信機を実現することを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明の自動利得制御回路は、衛星からの電波を受信
して周波数変換してなる衛星放送信号を含む中間周波信
号を入力する第一の可変利得増幅器と、第一の可変利得
増幅器の出力信号を周波数変換して得られる信号を入力
する第二の可変利得増幅器と、第二の可変利得増幅器の
出力信号を増幅した後に検波して入力信号レベルに対応
したＤＣ電圧を出力する検波器と、検波器の出力信号を
入力して、基準電圧と比較して得られる誤差信号を増幅
する第一の直流増幅器と、第一の直流増幅器の出力信号
を入力して第一の可変増幅器の利得制御端子と第二の可
変利得増幅器に制御信号を出力する第二の直流増幅器と
を備え、第一の可変利得増幅器が利得制御端子に二つの
ＰＩＮダイオードのアノードを接続しそれぞれのダイオ
ードのカソードがコンデンサを介し入力端子と出力端子
に接続して構成され、第二の可変利得増幅器が高周波ト
ランジスタによるフォワードＡＧＣ増幅器により構成さ
れ、第二の直流増幅器がベース端子を入力とするＰＮＰ
トランジスタのコレクタ端子を抵抗を介して第一の可変
利得増幅器に接続し、エミッタ端子をダイオードを介し
て第二の可変利得増幅器の制御信号端子に接続するとと
もに抵抗を介して電源端子に接続することにより構成さ
れ、中間周波信号の入力レベルが低レベルになって第二
の可変利得増幅器の利得が最大のときにトランジスタが
飽和するようにし、さらに本発明の自動利得制御回路
は、中間周波信号の入力レベルが強レベルになって第二
の可変利得増幅器の利得が最小になると同時にトランジ
スタが遮断領域に入り、第一の可変利得増幅器の減衰量
を増加させる構成とするものである。

【０００９】また、第一の利得制御回路に利得制御量の
制御信号に対する温度依存性が少ない、二つのＰＩＮダ
イオードのアノードを利得制御端子に接続しそれぞれの
ダイオードのカソードがコンデンサを介し入力端子と出
力端子に接続して構成し、第二の可変利得増幅器が高周
波トランジスタによるフォワードＡＧＣ増幅器により構
成され、周囲温度の変化に対し上記利得制御特性の動作
を安定化したことを特長とする。

【００１０】

【作用】本発明は上記した構成によって、１ＧＨｚ帯の
第一中間周波信号は第一の可変利得増幅器により信号レ
ベルが調整された後、周波数変換されて第二中間周波信
号になる。第二中間周波信号は第二の可変利得増幅器に
より信号レベルが調整された後、検波器により検波され
て入力信号レベルに対応したＤＣ電圧が得られる。この
ＤＣ電圧は第一の直流増幅器に入力されて、基準電圧と
比較して誤差信号が得られる。この誤差信号は第一及び
第二の直流増幅器によって増幅されて、第一及び第二の
可変利得増幅器の利得制御端子に入力される。

【００１１】第一の可変利得増幅器はＰＩＮダイオード
を用いて構成され、ＰＩＮダイオードに電流が流れる
と、ダイオードの内部抵抗が小さくなるので、通過する
信号レベルが増加する。また第二の可変利得増幅器は高
周波トランジスタによるフォワードＡＧＣ増幅器である
ので、利得制御端子の電圧が高くなると利得が低下す
る。第二の直流増幅器はＰＮＰトランジスタよりなり、
エミッタ端子がダイオードと抵抗を介して電源端子に接
続されコレクタ端子が抵抗を介し第一の可変利得増幅器
に接続されている。このためベース電位が下がって、エ
ミッタ電位が減少しエミッタ抵抗によって決定されるエ
ミッタ電流が増加し、それと同時に増大するコレクタ電
流による第一の可変利得増幅器を構成する抵抗とＰＩＮ
ダイオードによる電圧降下が増大し、トランジスタが飽
和すると、エミッタ電位とコレクタ電位はエミッタ抵
抗、コレクタ抵抗、第一の利得制御回路の抵抗及びダイ
オードの電圧降下で決定される。そこで中間周波信号の
入力レベルが低レベルになって、第二の可変利得増幅器
の利得が最大になるときに第二の直流増幅器を構成する
トランジスタが飽和するようにそれぞれの抵抗値を選定
すれば、第一中間周波信号が最小入力レベルからレベル
が増大する際に、第一及び第二の可変利得増幅器の利得
が連動して下がるようになる。

【００１２】こうしてＰＩＮダイオードにより構成され
る第一の可変利得増幅器の利得が、第一中間周波信号の
最大入力レベルにおいては、必ず後段の周波数変換器な
どが歪まないように必要な減衰量まで調整されることを
保証できる。

【００１３】また上記の構成で強入力レベルにおいて、
利得制御特性の温度依存性の大きい第二の可変利得増幅
器の利得が最小になってから、利得制御特性の温度依存
性の小さい第一の可変利得増幅器の利得が減少し始める
ように、第二の利得制御増幅器の動作点を調整すること
により、第二の利得制御増幅器の利得制御量温度特性に
温度補償回路を設けることなく、相互変調歪みの生じに
くい周囲の温度変化に対しても安定な衛星放送受信機の
自動利得制御回路を実現することができる。

【００１４】

【実施例】以下本発明の実施例における自動利得制御回
路ついて図面を参照しながら説明する。図１（ａ）は、
本発明の第一および第二の実施例における自動利得制御
回路のブロック構成図を示す。図１（ａ）において、１
は第一中間周波信号を入力する入力端子で、２は第一中
間周波増幅器で、３は第一の可変利得増幅器、４は周波
数変換器、５は第二の可変利得増幅器、６はバンドパス
フィルタ、７は増幅器、６０はＦＭ復調器、８は検波
器、９は第一の直流増幅器、２０は第二の直流増幅器で
ある。

【００１５】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。入力端子１
には衛星からの第一中間周波信号が印加される。その第
一中間周波信号は第一中間周波増幅回路２で増幅され
る。その出力は第一の可変利得増幅器３において、制御
信号端子２９に印加された制御電圧によって、信号レベ
ルが調整される。これによって入力レベルが高くなって
も、後段において相互歪みが生じないようにする。周波
数変換器４は多数の第一中間周波信号から選局して１つ
のチャンネルを受信する機能を果すもので、４０２．７
８ＭＨｚを中心周波数とする第二中間周波信号を作り出
す。このとき第一中間周波増幅回路２は、後段のＮＦが
入力端子に影響しないための低ＮＦの広帯域増幅器であ
る。可変利得増幅器５は入力された第二中間周波信号を
増幅する。その際、制御信号端子２８に印加された制御
電圧によって、その利得が変化する。バンドパスフィル
タ６はチャンネルフィルタでＦＭ変調されたテレビ信号
の１波のみを通過させるバンドパスフィルタで、ＳＡＷ
フィルタなどが一般的に用いられる。その帯域幅は２７
ＭＨｚ程度が適当である。

【００１６】増幅器７は後段のＦＭ復調器６０に適当な
信号レベルを入力するためのものである。ＦＭ復調器６
０は選局されたＦＭ信号を復調し、検波出力信号を得
る。検波器８は入力された第二中間周波信号を検波し、
その入力レベルをＤＣ電圧に変換する役割を果す。第一
及び第二のの直流増幅器９、２０よりなる直流増幅器は
そのＤＣ電圧を入力して、基準電圧と比較して得られる
誤差信号を増幅して可変利得増幅器３及び５に供給す
る。可変利得増幅器３及び５、バンドパスフィルタ６、
増幅器７、検波器８、第一の直流増幅器９、第二の直流
増幅器２０は負帰還回路を構成しており、第二中間周波
信号のレベルが高くなると、可変利得増幅器３及び５の
利得が下がる。このようにしてＦＭ復調器６０に入力さ
れるレベルは一定となる。

【００１７】さて、可変利得増幅器３、５及び第二の直
流増幅器２０は図１（ｂ）に示すように、トランジスタ
回路で構成される。図１（ｂ）において、３は第一の可
変利得増幅器であり、３０は入力端子、３５は出力端
子、３２は抵抗、３１、３４はコンデンサ、３３はイン
ダクタンス、３６，３７はＰＩＮダイオード、２９は制
御信号端子である。５は第二の可変利得増幅器であり、
５０は入力端子、５９は出力端子、５７は電源端子、５
１、５４、５８はコンデンサ、５２、５３、５６は抵
抗、５５はトランジスタ、２８は制御信号端子である。
２０は第二の直流増幅器であり、２２、２３は抵抗、２
４はダイオード、２１はＰＮＰトランジスタである。
第二の直流増幅器２０は入力端子２７に入力されたＡＧ
Ｃの誤差電圧を第一及び第二の可変利得増幅器３、５に
入力する役割を果す。トランジスタ２１はＰＮＰトラン
ジスタであり、１の入力端子への入力レベルが減少する
とＡの電圧が減少するように構成されているとき、低レ
ベルになるに従って２７のベース電圧が低くなり同時に
抵抗２３で決定されるエミッタ電流が増加し、トランジ
スタ２１のエミッタ電圧が減少する。同時にコレクタ電
流も増加し、抵抗２２、３２およびダイオード３６、３
７で決定されるコレクタ電位も増加する。トランジスタ
２１のコレクタ、エミッタ間電圧が飽和電圧になるとエ
ミッタ電位とコレクタ電位が固定される。逆に、入力端
子１への入力レベルが増加すると、トランジスタ２１の
ベース電圧が上昇しエミッタ電流、コレクタ電流が減少
する。トランジスタ２１のベース、エミッタ間電圧とダ
イオード２４の順方向電圧の和よりも、電源電圧Ｖｃｃ
と２７のベース電圧の差が大きくなるとトランジスタ２
１は遮断しコレクタ電流も流れなくなる。

【００１８】第一の可変利得増幅器３において、コンデ
ンサ３１、３４は高周波的に短絡である。またインダク
タンス３３は高周波的に開放である。ＰＩＮダイオード
３６、３７は電流が流れているときは、その内部抵抗値
は相当小さいので、入力端子３０に入力された第一中間
周波信号はそのまま出力端子３５に伝えられる。ＰＩＮ
ダイオード３６は電流が流れていないと、その内部抵抗
値が増加するので、第一の可変利得増幅器３の利得が下
がる。

【００１９】第二の可変利得増幅器５は高周波トランジ
スタ５５によるフォワードＡＧＣ増幅器であり、この増
幅器が最大利得になるときにトランジスタ２１が飽和す
るように定数を選ぶ。

【００２０】図２は、このように構成された第一及び第
二の可変利得増幅器３、５の利得制御特性を示してい
る。図に示すように、制御電圧が２Ｖ以下では利得は変
化しない。第一の可変利得増幅器３には約２０ｄＢの利
得可変範囲があり、第一及び第二の可変利得増幅器３、
５の利得可変範囲を合わせると、約５０ｄＢになり、十
分な量である。図１（ａ）の構成の衛星放送受信機で３
と５の可変利得増幅器が最大利得となったときの入力端
子１での入力レベルから、５の可変利得増幅器の利得が
最小になるまで、本実施例では受信機のＮＦに影響の大
きい３の可変利得増幅器は最大利得となっているので、
良好なＮＦを確保することが出来る。５の高周波トラン
ジスタによる可変利得増幅器は、図５（ｃ）のように利
得制御特性が温度に大きく依存するが、利得制御範囲は
温度によらずトランジスタ一段でほぼ３０ｄＢ確保で
き、受信可能な最小入力レベルを−６５ｄＢｍとする
と、５の可変利得増幅器の利得が最小になる−３５ｄＢ
ｍ入力付近で、３の可変利得増幅器の利得が下がり始
め、図３のように衛星放送受信機の最大入力レベルであ
る−２８ｄＢｍ以前に動作し、後段において相互変調歪
みが生じにくい自動利得制御回路を実現できる。

【００２１】第二の実施例では図１（ａ）の第一の可変
利得増幅器３はＰＩＮダイオ−ドにより構成されている
ので、その利得制御特性にはほとんど温度依存性はな
い。しかしながら、第二の可変利得増幅器５は高周波ト
ランジスタ５５によるフォワードＡＧＣ増幅器であり、
その利得制御特性には図５（ｃ）のような大きな温度依
存性がある。３の可変利得増幅器は前述のように２１の
トランジスタのベース電圧が上昇し、トランジスタが遮
断領域付近になった時に動作し、このときのベース電圧
は、Ｖｃｃからベース、エミッタ間電圧とダイオード２
４の順方向電圧の和を引いた電圧ぐらいになり、本実施
例では３．６Ｖ程度である。動作温度範囲において、５
の可変利得増幅器が３の可変利得増幅器より低い制御電
圧で利得最小とさせるため、２０の直流増幅器のトラン
ジスタ２１のエミッタにダイオードを挿入して２８の電
圧を上昇させると共に、抵抗２３、５２、５３の値を調
整しトランジスタ５５に流れる電流を大きくすること
で、図４のように制御電圧の低いところで利得変化を大
きくとれるような可変利得増幅器を構成し、周囲温度変
化に対しても相互変調歪みとＮＦが良好な自動利得制御
回路を実現することが出来る。

【００２２】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、低入力レ
ベルではＮＦが十分低く良好で入力Ｃ／Ｎの劣化が殆ど
無く、かつ高入力レベルでは相互変調歪みの生じにくい
衛星放送受信機の自動利得制御回路を周囲の温度変化に
対しても安定に実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）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構成図（ｂ）本発明の第１の実施例における自動利得制御回
路の回路図

【図２】本発明の第１の実施例における自動利得制御回
路の利得制御特性図

【図３】本発明の第１の実施例における入力信号レベル
に対する利得制御特性図

【図４】本発明の第２の実施例における自動利得制御回
路の利得制御特性図

【図５】（ａ）従来の自動利得制御回路のブロック構
成図（ｂ）従来の自動利得制御回路の回路図（ｃ）従来の自動利得制御回路の利得制御特性図

【符号の説明】

１，５０第一中間周波信号の入力端子２第一中間周波増幅器３第一の可変利得増幅器４周波数変換器５第二の可変利得増幅器６バンドパスフィルタ７増幅器８検波器９第一の直流増幅器２０第二の直流増幅器２１トランジスタ２２，２３抵抗２４ダイオード２８制御信号端子２９制御信号端子３０入力端子３１，３４コンデンサ３２抵抗３３インダクタンス３５出力端子３６，３７ＰＩＮダイオード５１，５４，５８コンデンサ５２，５３，５６抵抗５５トランジスタ５７電源端子５９出力端子６０ＦＭ復調器

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】衛星放送信号を含む中間周波信号を入力
する第一の可変利得増幅器と、第一の可変利得増幅器の
出力信号を周波数変換して得られる信号を入力する第二
の可変利得増幅器と、第二の可変利得増幅器の出力信号
を増幅した後に検波して入力信号レベルに対応したＤＣ
電圧を出力する検波器と、検波器の出力信号を入力し
て、基準電圧と比較して得られる誤差信号を増幅する第
一の直流増幅器と、第一の直流増幅器の出力信号を入力
して第一の可変増幅器の利得制御端子と第二の可変利得
増幅器に制御信号を出力する第二の直流増幅器とを備
え、第一の可変利得増幅器がリバースＡＧＣ増幅器によ
り構成され、第二の可変利得増幅器がフォワードＡＧＣ
増幅器により構成され、第二の直流増幅器がベース端子
を入力とするＰＮＰトランジスタのコレクタ端子を抵抗
を介して第一の可変利得増幅器に接続し、エミッタ端子
をダイオードを介して第二の可変利得増幅器の制御信号
端子に接続するとともに抵抗を介して電源端子に接続し
たことを特長とする自動利得制御回路。
【請求項２】二つのＰＩＮダイオードのアノードを前記
第一の利得制御回路の利得制御端子に接続しそれぞれの
ダイオードのカソードがコンデンサを介し入力端子と出
力端子に接続し、前記第二の可変利得増幅器が高周波ト
ランジスタによるフォワードＡＧＣ増幅器からなること
を特長とする請求項１記載の自動利得制御回路。