JPS5828925B2 - 自動利得切換増巾器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は利得を自動的に変化させることにより入力電圧
または入力電流を自動的に測定する自動利得切換増巾器
に関するものである。

ある入力電圧または入力電流を測定する場合には、通常
増巾器が使用される。

いま騒音レベルを測定する場合を例Ｏことればマイクロ
ホン、増巾回路、検波回路等から構成されている。

この場合検波回路のダイナミックレンジは入力の騒音レ
ベルのダイナミックレンジに比べて狭いので検波回路の
入力が適当な範囲（こなるように増巾器の利得を切換え
る必要がある。

このような場合、従来自動的に利得を切換える方法とし
てアップ、ダウンカウンタを用いあらかじめ決めた上限
値・下限値を越えた時カウンタをアップまたはダウンさ
せてそのカウンタの出力でスイッチ等を働かせ利得を切
換える方法がある。

この方法は、カウンタ動作のためクロックが必要であり
部品点数が多くなるという欠点があった。

またアップダウンカウンタを用いない方法としては、レ
ベル検出回路によりあらかじめ決めた上限値又は下限値
を判別しパルスを発生させてフリップフロップを働かせ
正逆進の指令を出し利得を切換える方法がある。

また一般的な方法として入力側にアッテネータを設けそ
れを自動又は、手動により切換える方式があるがこの場
合、レンジを切換える毎にアッテネータＯこ上り信号レ
ベルがどんどん小さくなってゆく。

従ってこの方法で６０〜７０ ｄＢ以上の入力ダイナミ
ックレンジを実現しようとすると、通常、信号の最高レ
ベルは、電源電圧レベルによって決まるので利得切換回
路の出力信号レベルは電源電圧より−６０〜７０ ｄＢ
以下のレベルとなり雑音の影響を受けやす＜Ｓ／Ｎを向
上させる事は難しい。

一方その出力増巾器は、通常次段に接続する回路のため
Ｏこ６０〜７０ ｄＢ以上の増巾利得をもちかつ広帯域
、低雑音の増巾器が必要となる。

このような増幅器は汎用でかつ集積度が大きく、安価な
増巾器に比べて一般に高価であり実装面積が広くなる。

この方式ではさらに、人力信号レベルが低い場合、同様
の増巾器が必要となる。

上記の方法では、入力信号レベルが低い場合、広いダイ
ナミックレンジを得るには利得切換回路の前段に増巾器
が必要となり、かつ材料費が上昇するという欠点がある
。

いずれの方法（こしても部品点数が多くなるので材料費
及び製造費が上昇し、かつ部品実装面積が大きくなり携
帯用の装置には不向きである。

本発明は以上のように入力信号のダイナミックレンジが
広くても少ない部品で利得切換を自動的に行なわしめ、
コストの低い小型化が可能な装置を提供するものであり
、必要とされるダイナミックレンジくこ相当するたけ増
巾器をｎ設置列に接続しその各増巾器の出力端にレベル
検出回路を１個づつ全部でｎ−１個接続し、その各レベ
ル検出回路の出力をデコーダに接続しその出力信号で利
得切換えを行なわしめることを特徴とする。

以下本発明の実施例を図を用いて説明する。

第１図、第２図において１〜４，１６〜１８は増巾器、
５〜８，１９〜２２は利得切換のためのスイッチ、９〜
１１．２３〜２５は半波整流回路でダイオード、抵抗、
コンデンサで簡単に実現できる。

１２〜１４．２６〜２８は入力レベルを検出する検出回
路でコンパレータで実現できる。

１５および２９はデコーダで、切換スイッチを駆動する
ための信号を作るためのものである。

なお、入力信号が直流の場合半波整流回路９〜１１゜２
３〜２５は不用となる。

以下第１図の実施例について、利得が４段に切り換わる
場合を例として動作を説明する。

まず増巾器１〜４はすべて等しい利得を有するものとし
、第３図のように入力信号レベルが矢印３０で示すよう
に変化した場合、増巾器の利得を切換えて出力レベルを
一定の幅の中に収まるようにした例について説明する。

第３図において入力レベルが３１と３２の間にある場合
を領域１１３２と３３の間にある場合を領域■、３３と
３４の間にある場合を領域■、３４と３５の間にある場
合を領域■とする。

この場合検出回路１２，１３．１４の基準レベルはすべ
て等しく、３１のレベルに設定され、入力信号のレベル
に換算して、それぞれ３２ 、３３ 、３４に相当する
ものとする。

したがって各増巾器１〜４の利得は各領域の巾に相当す
るものとする。

検出回路１２，１３．１４はいずれも、基準レベルより
大きいレベル信号を検出した場合には１ ／／を、基準
レベルより小さいレベルの信号を検出した場合′″０“
をそれぞ゛れ出力するものとする。

ここで入力信号のレベルが領域■にある場合増巾器２〜
４の出力レベルはすべて各検出回路１２〜１４の基準信
号より大きくなるため検出回路１２〜１４の出力信号は
すべてゞ１“となる。

このとき論理回路１５によってスイッチ５のみがオンと
なり、入力信号は増巾器１によって増巾されて出力端子
にとり出される。

次に入力信号の範囲が領域Ｈにある場合増巾器３および
４の出力レベルは、それぞれあらかじめ決められたレベ
ルより太き（１）ので検出回路１３゜１４の出力信号は
月“となる。

一方増巾器１および２の出力レベルはそれぞれあらかじ
め決められたレベルより小さいので１２の出力信号は０
“となる。

従って、論理回路１５によってスイッチ６のみがオンに
なる。

同様に、入力信号の範囲が領域■にある場合、スイッチ
７のみがオンになる。

また入力信号の範囲が領域■にある場合スイッチ８のみ
がオンになる。

以上の動作もようを示すと下表のようになる。

また、入力信号範囲があらかじめ決められたレベル３１
より大きい場合、アップダウンカウンタ方式のように切
換信号が出ることがないので５はオン状態を保ち、動作
上異常が出ない。

またレベル３５より小さい入力信号があった場合、同様
に、スイッチ８はオン状態を保ち、切換信号は出ない。

また入力信号レベルが大きい場合は第２図の実施例のよ
うに入力１段目の増巾器を省略することができる。

このように入力信号レベルが小→犬犬→小にかかわらず
自動的に増巾器の利得が切換ねる。

またレベル検出回路１２〜１４にヒステリシスを持たせ
ることにより各領域■〜■間の変化の際にヒステリシス
を持たせることができる。

以上のようにレベル検出回路１２〜１４によって、入力
信号のレベル検出と、入力信号の属する領域という２つ
の情報の検出を少ない部品点数で実現できる。

以上説明したように自動利得切換回路は騒音レベルの測
定に必らず他の用途Ｏこも増巾器の利得を自動的に切換
えたい場合には用いることができる。

なお第４図のように増巾器は２００と２０１としてその
出力系統とアッテネータ２０２，２０３を通すものと通
さないものとに分け、スイッチ２０４〜２０７（こよっ
て選択するようＯこしても前記実施例の場合と同様の機
能をもたせることもできる。

ただしスイッチ２０４〜２０７は第１図の１５に相当す
るデコーダ２１１で制御されるとともに、同デコーダ２
１１は第１図の１２〜１４に対応する検出回路２０８〜
２１０の出力を入力とする。

このように本発明によれば簡単な構成で入力信号のレベ
ルにかかわらず出力レベルを一定範囲におさめることが
できる。

また従来のこの種の装置のようにカウンタ、クロック発
生器等を必要としないため、部品点数が少なくてすみ、
かつ構成が簡単となる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明の一実施例における自動利
得切換増巾器のブロック図、第３図は入力信号に対する
信号゛レベル帯域を示す図、第４図は他の実施例のブロ
ック図である。 １〜４・・・・・・増巾器、５〜８・・・・・・スイッ
チ、９〜１１・・・・・−半波整流回路、１２〜１４・
・・・・・検出回路、１５・・・・・・デコーダ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 直列接続された複数の増幅器と、上記増幅器の出力
   端と出力端子との間に接続された複数のスイッチと、上
   記各増幅器の出力レベルを基準レベルと比較してゞ］“
   又は１０“を出力する複数のレベル検出回路と、上記複
   数のレベル検出回路の出力の組合せによって上記複数の
   スイッチの内の所定の一個のスイッチをオンするデコー
   ダとを具備してなる自動利得切換増幅器。 ２ 人力信号が増巾器を介することなく加えられ、デコ
   ーダ（こ上り制御されるスイッチを有し、このスイッチ
   を出力端子に結合した特許請求の範囲第１項記載の自動
   利得切換増巾器。 ３ 増巾器の出力が減衰器を介して加えられ、デコーダ
   により制御されるスイッチを有し、このスイッチを出力
   端子に結合するとともに、上記減衰器の少くとも一部に
   レベル検出回路を付加し、このレベル検出回路の出力を
   テ゛コーダの入力とする特許請求の範囲第１項記載の自
   動利得切換増巾器。