JPS61264926A - 自動利得制御法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔目　次〕 概要 産業上の利用分野 従来の技術 発明が解決すようとする問題点 問題点を解決するための手段（第１図）作用 実施例 （ａ）　　一実施例の説明（第２図、第３図）（ｂ）　
　他の実施例の説明 発明の効果 〔概　要〕 出力レベルと基準レベルの差を積分した制御利得で入力
レベルを補償して出力レベルを出力する自動利得制御法
において、該レベル差が所定の範囲を越えたことによっ
てレベル差の積分を行なうようにすることによって、可
変利得制御を行い。

レベル差がなくなったことによって積分を停止して固定
利得制御するものである。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、入力信号の信号レベルを利得で補償して一定
にするための自動利得制御法に関し、特に、振幅変調さ
れた入力信号に追従して可変利得制御する自動利得制御
法に関する。

一般に入力信号レベルの変動を吸収するために自動利得
制御（ＡＧＣ）法が用いられており、特に有線伝送系に
おいて振幅変調信号のレベルを均一化するのに広く利用
されている。

〔従来の技術〕

例えば、音声帯域で用いられるモデムの復調部は第５図
に示す様にＡ／Ｄ　（アナログ／デジタル）変換部１と
シグナルプロセッサ２とで構成され。

Ａ／Ｄ変換部１で回線（パス）からの受信信号をサンプ
リングしてデジタル値に変換した後、シグナルプロセッ
サ２に入力し、シグナルプロセッサ２では、デジタル化
された受信信号をＡＧＣ処理３、復調処理４．ロールオ
フフィルタ処理５．自動化処理６を経て復調出力を得て
いた。即ち、シグナルプロセッサ２では、ＡＧＣ処理３
によって信号レベルを均一化した後、復調処理４によっ
て搬送波で復調し、更にロールオフフィルタ処理５によ
って波形整形（帯域制限）した後に自動等化処理６によ
って復調出力を得ていた。

このようなモデム等の信号レベルの均一化に用いられる
自動利得制御法は第６図の等何回路の如く行っていた。

即ち、バスバンドの受信信号Ｘに制御利得Ｇを乗算器３
１で乗算し、所定のダイナミックレンジではレベルが均
一な出力信号Ｘ′を得る様にしている。この制御利得Ｇ
は、フィードバックループによシ次の様に作成される。

出力信号でを絶対値回路３２で絶対値にし、これを負の
信号ＡＸ’として基準電圧（基準レベル）　Ｖｒから加
算器３３で引算し基準電圧ｖｒからのレベル差を求め、
更に乗算器３４でフィードバック係数（制御力）γを掛
け、フィードバック量（誤差量）とする。このフィード
バック量はタップ３６の積分り（タップ値）Ｔと加算器
３５で加算され、平均化（積分）されて更に乗算器３７
で所定のリミット係数βが乗算された後、所定（リミッ
ト）値αが加算器３８で加算されてリミットされ制御利
得Ｇが作成される。

従って、従来の自動利得制御法は、出力レベルを絶対値
化した後、基準レベルとの誤差量を得。

更に平均化（積分）した後、リミッタでリミットしてフ
ィードバックの制御利得Ｇを得ている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

このような従来の自動利得制御法では、入カバターンの
レベルと基準レベルとの誤差の大きさにかかわらず、常
に追従動作を行なうから、入力レベル変動が小の時には
極めて安定な動作を行なう。

一方、振幅変調、特に直交振幅変調においては信号レベ
ル自体が多値である。例えば第７図に示す６４値ＱＡＭ
（直交振幅変調）においては、Ｘ側（血θ側）±４レベ
ル、Ｙ側（ｏＯａａ側）±４レベルによって６４値のデ
ータを送信することができる。このような変調信号は（
Ｘｔｈｅ＋Ｙ（２）θ）で表わされ１合成ベクトルであ
る入カバターンレベルの変動は大きい。又、１６値ＱＡ
Ｍでは３レベ＃、８値ＱＡＭでは２レベルあり、同様で
ある。

従って、振幅変調信号入力に対して、基準レベル■ｒは
全パターンの出力レベルの平均値を基に定められるが、
従来の制御法では常に入力レベルに追従動作してしまう
から、良好な可変利得が行なえない。このため、送信側
でスクランブルをデータにかけ、長期的にみて平均入力
レベルが一定となるようにしているが、この場合でも低
レベルの入力信号又は高レベルの入力信号が続くと、積
分値が大きく変動し、出力が変動してしまうという問題
があった。

本発明は、入カバターンにかかわらず利得制御出力の変
動が少なく安定した利得制御のできる自動利得制御法を
提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

第１図は本発明の原理説明図である。

本発明では、追従モードと固定モードとをレベル差に応
じて選択的に実行するようにしている。

ステップ■、■、■のレベル差の算出（基準レベルｖｒ
と出力レベルＸ′とのレベル差の算出）。

積分値からの制御利得Ｇの算出、入力レベルの制御利得
Ｇでの補償のステップは従来と同一であるが、レベル差
を判定し、固定利得にするか、可変利得（追従モード）
Ｋするかのステップ＠、■が付加されている。

即ち、ステップ＠で追従モードでなければ、レベル差が
所定の誤差範囲内かを判定し、レベル差が所定の誤差範
囲を越えると、追従モードに変更し、ステップ■のレベ
ル差の積分を行ない、レベル差を制御利得Ｇに反映する
。一方、ステップ＠でレベル差が所定の誤差範囲内なら
、レベル差を積分せず、ステップ■に進む前の積分値に
よる固定利得を実行する。

更に、ステップ■で追従モードである時は、ステップ■
でレベル差が零又は微小であるかを判定しくなくなった
かを判定し）、なくなった時は追従モードを解除し、ス
テップ■に進む固定利得を実行し、逆になくならない時
は、レベル差の積分を行ない、レベル差を制御利得Ｇへ
反映させる。

〔作　用〕

本発明では、レベル差が所定の誤差範囲内を越えると自
動的にレベル差を制御利得に反映する利得追従モードに
変更し、レベル差を零に近づけるように利得制御し、レ
ベル差がなくなるとレベル差を制御利得に反映しない利
得固定モードとし。

更に以降は所定の誤差範囲内を越えるまで利得固定モー
ドとしている。

従って、低レベル又は高レベルの入力が続いても誤差が
所定の範囲内では２．利得にレベル差が反映されず固定
利得を行い、一方、レベル差が犬となって始めて利得追
従モードとなシ、利得を制御してレベル差を小とするか
ら、低レベル又は高レベルの入力がたまたま短期間生じ
ても利得追従を行なわないことになシ、このような入力
に対して安定なＡＧＣ制御ができ、その誤差範囲も所定
の誤差範囲内に抑えることができる。

〔実施例〕

（ａ）　　一実施例の説明 第２図は本発明の詳細な説明図であシ、第６図と同様Ａ
ＧＣの等価回路図を示している。

図中、第６図で示したものと同一のものは同一の記号で
示して６！５．３９はローパスフィルタであシ２時定数
大の積分回路で構成された平均化回路でア）、基準レベ
ルｖｒと出力レベルＡＸ’とのレベル差Ｌｄを時間積分
して平均化するもの。

４０は誤差レベル判定部であシ、所定の誤差範囲２ｄを
有し、平均化されたレベル差Ｌｄと上限範囲＋ｄ、下限
範囲−ｄと比較して、所定の誤差範囲を越えると、利得
追従モードとし、追従モード中に平均化されたレベル差
Ｌｄがなくなると（即ち、零又は零とみなす範囲内に入
ると）、追従モードを解除するように後述するスイッチ
部を制御するもの、４１はスイッチ部であシ、誤差しベ
ル判定部４０の制御によって乗算器３４に制御力γ又は
零を選択的に与えるものであシ、誤差しベル判定部４０
が利得追従モードを指示している間はスイッチ部４１が
γ側に接続され、制御力γを乗算部３４へ与え、利得追
従モードを指示しない間は、スイッチ部４１が零個に接
続され、零を乗算部３４へ与えるものである。

次に第２図実施例の動作を第３回動作説明図により説明
する。

■　第３図の如く利得固定モードで動作中には。

スイッチ部４１より乗算器３４に制御力零が与えられ２
乗算器３４の出力が零となって積分器のタップ３６のタ
ップ値Ｔを更新しないから、更新されないタップ値Ｔに
よって制御利得Ｇが作成され。

利得Ｇは固定される。

この間レベル差Ｌｄはローパスフィルタ３９で平均化さ
れ、誤差レベル判定部４０で＋ｄから−ｄの所定の誤差
範囲にあるか判定される。

■　誤差レベル判定部４０が、第３図の如く平均化され
たレベル差Ｌｄが上限値＋ｄに到達したと検出すると、
スイッチ部４１を切換え、制御力Ｔを乗算部３４へ与え
るので２乗算部３４の出力である（γ・Ｌｄ）は積分器
に入力され、タップ３６のタップ値Ｔを更新し、制御利
得Ｇはレベル差Ｌｄに追従して可変となる。従って、誤
差レベルＬｄは減少していく。

■　誤差レベル判定部４ｏは、レベル差Ｌｄがなくなる
までスイッチ部４を制御力γ側に保持し。

レベル差Ｌｄがなくなると、スイッチ部４１を切換え、
制御力零とし、積分器のタップ３６のタップ値をレベル
差による更新を停止し、固定利得とする。

■　このようにして誤差レベル判定部４０は。

再びレベル差Ｌｄが所定の誤差範囲を越えると。

再びステップ■の利得追従モードとする。

従って、レベル差が誤差範囲を越えるまでは。

固定利得とし、越えると、追従して零となるまで利得追
従を行なう。

この例では、ローパスフィルタ３９によってレベル差Ｌ
ｄを平均化しているので、突発的なレベル変動に対して
は追従モードにならないようにしている。逆に追従モー
ド中に突発的にレベル差が零となっても固定モードに切
換わらないようにして係る突発的な入力信号に対する動
作の安定化を図っている。

このようにしてレベル差が大となった時（レベルの違う
信号が連続した時）に始めてモードを切換えるようにし
て、短時間のレベルの違う入力信号が入っても、これに
追従することを禁止することによってＡＧＣ出力の大き
な変動を防止している。

とのＡＧＣでは、レベル差は＋ｄから−ｄの範囲に存在
しえるが、この範囲の微妙な誤差は、第５図の自動等化
処理６において、自動等化の判定結果によって誤差を求
め９周知の如く、自動等化処理のゲインを調整し９例え
ば自動等化のセンタタップを可変とし、自動等化にレベ
ル制御機能を持たせて補償すればよい。

第４図は、上述した実施例における誤差レベル判定部４
０の具体的な構成を示す等価回路である。

即ち、誤差レベル判定部４０はＬＰＦ３９出力（第３図
参照）における正（ト）及び負←）側の極性判定部４２
．４３を有する。これらの判定部４２゜４３には、ＬＰ
Ｆ３９の出力にそれぞれ正負側のスレッシュホルドＰＴ
ｈ、ＮＴｈを加算する加算器４８．４９の加算結果が供
給される（但し加算器４８では値ＰＴｈを減算）。各判
定部４２．４３の出力はＯＲゲート４５を介してクリッ
プ７０ツブ（ＦＦ）４６の８ＥＴ入力となる。

一方、ＬＰＦ３９の出力における極性反転を検出する検
出部４４の出力はアンドゲート４７を介してＦＦ４６の
ＲＥＳＥＴ入力となる。

以上の構成によジ、第３図に示す如きスイッチ部４１の
動作制御が行われる。

（ｂ）　　他の実施例の説明 前述の実施例では２．スイッチ部４１によって制御力を
γ又は零としているが乗算器３４と、加算器３５との間
にスイッチ部を設け、誤差レベル判定部４０によってオ
ン／オフ制御してもよい。

又、第２図の実施例は、プロセッサにょるＡＧＣ処理の
等価回路で示してあシップログラムの実行で可能として
いるが、これをハードウェアで実現してもよい。

更に、入力信号もＱＡＭ入力信号らず、振幅変調された
ものであればよく、適用される装置もモデムに限られな
い。

以上本発明を実施例にょ勺説明したが９本発明は本発明
の主旨に従い種々の変形が可能であり。

本発明からこれらを排除するものではない。

〔発明の効果〕

以上説明した様に９本発明によれば、入力信号のレベル
変動が大であっても、所定の誤差範囲内では利得が追従
しないから、係る大なるレベル変動に追従して、ＡＧＣ
出力が大きく変動することなく、振幅のゆらぎを小とす
ることができるという効果を奏し、又ＡＧＣ出カの変動
も誤差範囲内におさえることができるという効果も奏す
る。

従って、特にＱＡＭ等の受信パターンによる入力レベル
の変動の大なるものに適用して、出方レベルの安定化に
寄与するところが大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理説明図。 第２図は本発明の詳細な説明図。 第３図は本発明の一実施例動作説明図。 第４図は誤差レベル判定部の構成例。 第５図はモデムの説明図。 第６図は従来の方法の説明図。 第７図は６４値ＱＡＭの説明図である。 図中、３・・・ＡＧＣ処理部。 ３３・・・レベル差算出部（加算器）。 ３５．３６・・・積分器。 ３１・・・利得補償部。 ３９−・・ローパスフィルタ。 ４０・・・誤差レベル判定部。 ４１・・・スイッチ部。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）出力レベルと基準レベルとの差をとり、該レベル
   差を積分して制御利得を作成し、該制御利得で入力レベ
   ルを補償して該出力レベルを出力する自動利得制御法に
   おいて、 該レベル差が所定の範囲を越えたことを検出して該レベ
   ル差の積分を行なって追従動作せしめ、該レベル差が無
   くなったことにより該積分を停止するようにしたことを
   特徴とする自動利得制御法。
2. （２）前記レベル差を平均化し、該平均化された該所定
   の範囲を越えたことを検出して前記レベル差の積分を行
   なうようにしたことを特徴とする特許請求の範囲第（１
   ）項記載の自動利得制御法。