JPS62140507A - オフセツト補償自動利得制御増幅器 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、情報伝送装置の受信部等に設けられるオフセ
ット補償自動利得制御増幅器に関するものである。

（従来の技術） 従来、このような分野の技術としては、電子通信学会技
術研究報告ＣＡＳ８５−３２〜４３、廷［１２２］（１
９８５−８−２３）　、電子通信学会Ｐ、７２に記載さ
れるものがあった。以下、その構成を説明する。

従来の利得可変型増幅器は、種々の構造のものがあるが
、その増幅器に生じるオフセット電圧の補償方法として
次のようなものが採用されている。

（１）増幅器の出力信号をＯＲ回路等で十分積分した後
、直流成分のみを取り出し、該直流成分が零となるよう
に増幅器の入力端あるいは出力端に補償電圧を加える方
法。

（２）バースト信号（ｂｕｒｓｔ　Ｓｉｇｎａｌ）ノ伝
送の場合、受信信号がオフとなった時、増幅器の入力端
を短絡してオフセット電圧を検出し、増幅器の入力端あ
るいは出力端に補償電圧を加える方法。

（３）単位増幅器の利得を制限し、増幅器の段間にコン
デンサを挿入し、直流を遮断する方法等があった。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、上記構成の増幅器では、次のような問題
点があった。

前記（１）の方法を採用した増幅器では、増幅すべき直
流近傍のスペクトル成分を十分に減衰させる必要がある
ため、積分回路として積分時定数の大きなものを使わざ
るをえず、収束するまでに多くの時間を要する。前記（
２）の方法のものは、通信方式としてバースト信号伝送
方式しか使用できず、バースト同期がとれていないと制
御が困難となる。また前記（３）の方法のものは、回路
を集積（ＬＳＩ）化する場合、外付のコンデンサが必要
になるという問題点があった。

本発明は、前記従来技術が持っていた問題点として、　
ＣＲ積分等の大きな時定数を必要とする点、使用がバー
スト信号伝送に制限される点、およびＬＳＩ化が困難な
点について解決したオフセット補償自動利得制御増幅器
を提供するものである。

（問題点を解決するための手段） 本発明は前記問題点を解決するために、情報伝送システ
ム等の自動利得制御増幅器において、前記増幅器におけ
る出力信号の正および負のピーク値レベルを検出しそれ
らを基準値レベルと比較して時系列的に連続した正およ
び負のピーク値レベル検出信号を出力する検出回路と、
前記一対の正および負のピーク値レベル検出信号に基づ
き前記増幅器に生じるオフセットを補償するオフセット
制御信号および該増幅器の利得を変化させる利得制御信
号を出力する制御部とを設けたものである。

（作　用） 本発明によれば、以上のようにオフセット補償自動利得
制御増幅器を構成したので、検出回路は正および負のピ
ーク値レベル検出信号を出力し、制御部は前記一対の正
および負のピーク値レベル検出信号に基づきオフセット
制御信号および利得制御信号を出力する。これらのオフ
セット制御信号および利得制御信号により自動利得制御
やオフセット電圧補償が行える。したがって前記問題点
を除去できるのである。

（実施例） 図面は本発明の一実施例を示すオフセット電圧補償自動
利得制御増幅器の構成ブロック図である。

この増幅器は、ＡＭＩ（Ａｌｔｅｒｎａｔｅ　Ｍａｒｋ
Ｉｎｖｅｒｓｉｏｎ）信号等のバイポーラ信号（３値レ
ベル）の増幅に用いられるもので、増幅すべきバイポー
ラ信号からなる入力信号Ｓｉを入力する入力端子１及び
出力信号Ｓｏを出力する出力端子２を有している。人、
出力端子１．２間には加算回路３及び可変利得制御増幅
器（以下、単に増幅器という）４が接続されている。

加算回路３は入力信号Ｓｉとオフセット補償信号Ｓ１と
を加算する回路であり、その加算結果信号Ｓ２を出力し
て増幅器４に与える。増幅器４は、直流結合増幅器等で
構成され、利得可変信号Ｓ３に基づき加算結果信号Ｓ２
を所定の利得で増幅して出力信号ＳＯとして出力する。

増幅器４の出力側には、＋ｌ信号ピーク値検出回路（以
下、単に検出回路という）５及び−１値号ピーク値検出
回路（以下、単に検出回路という）６が接続され、さら
にそれらの検出回路５．６の出力側に制御部７が接続さ
れている。一方の検出回路５は、入力信号Ｓｉの＋１値
号に対する基準電圧Ｓｐ・と出力信号ＳＯとを比較して
信号ｓｈ・、Ｓｌ−を出力する回路、他方の検出回路６
は、入力信号Ｓｉの一１信号に対する基準電圧ＳＰ−と
出力信号ＳＯとを比較して信号ｓｈ−，ｓｉ−を出力す
る回路であり、これらの信号ｓｂ−、ｓ立゛またはＳｂ
−，９文−が制御部７に与えられる。

ここで、本実施例の増幅器回路はバイポーラ信号の伝送
系であるので、基準タイミングを基に、該バイポーラ信
号の情報“÷１′°、情報“−１”、および情報“−１
”の３値を伝送している。そのため、前記＋１値号とし
ては情報÷１と判定される信号であり、その判定閾値は
通常、基準電圧Ｓｐ・の１／２の電圧に設定される。同
様に、前記−１信号とは情報−１と判定される信号であ
り、その判定閾値は通常、基準電圧Ｓｐ−のｌ／２の電
圧に設定される。

検出回路５，６に接続される制御部７は、信号ｓｈ・　
Ｃ；　ｎ　＊　またはＳｈ−，５４１−に基づきオフセ
ット信号Ｓｏｄ　、Ｓｏｕ及び利得制御信号Ｓｄ、Ｓｕ
を生成し、その信号を出力する回路である。

制御部７の出力側と加算回路３及び増幅器４の入力側と
の間には、オフセット電圧制御回路８及び利得制御回路
９が接続されている。オフセット電圧制御回路８は、オ
フセット制御信号Ｓｏｄ、Ｓｏｕに基づきオフセット補
償信号Ｓ１を生成してその信号Ｓ１を加算回路３に与え
る回路、利得制御回路９は、利得制御信号Ｓｄ、Ｓｕに
基づき利得可変信号Ｓ３を生成してその信号Ｓ３を増幅
器４に与える回路である。

次に動作について説明する。

入力信号Ｓｉが入力端子１に与えられると、加算回路３
は入力信号Ｓｉとオフセット補償信号Ｓｔとを加算し、
その加算結果信号Ｓ２を増幅器４に与える。増幅器４は
利得可変信号Ｓ３により制御される利得で、加算結果信
号Ｓ２を増幅し、その出力信号ＳＯを検出回路５．６に
与える。出力信号Ｓｏは、（入力信号Ｓｉ＋オフセット
補償信号Ｓｌ）を増幅した信号と、増幅器４で発生した
オフセット電圧Ｓａｔとよりなる。

一方の検出回路５は、出力信号ＳＯを基準電圧Ｓｐ・　
と比較し、振幅がＳｏ＞Ｓｐ”のときは信号ｓｈ・を出
力し、Ｓｏ＜Ｓｐ・のときは信号Ｓｌ・を出力し、それ
らの信号ｓｈ−またはＳｌ”を制御部７へ与える。他方
の検出回路６は、出力信号Ｓｏを基準電圧Ｓｐ−と比較
し、振幅がＳｏ＞Ｓｐ−のときは信号ｓｈ−を出力し、
Ｓｏ＜Ｓｐ−のときは信号Ｓ４−を出力し、それらの信
号Ｓｈ−またはＳｆＬ″を制御部７へ与える。

制御部７では、入力信号がｓｈ−、ｓｈ−のとき、利得
制御信号Ｓｄを出力し、入力信号がＳｒ、Ｓｌ−のとき
、利得制御信号Ｓｕを出力し、それらの利得制御信号、
ＳｄまたはＳｕを利得制御回路９に与える。同様に、制
御部７は入力信号がｓｈ・、　Ｓｌ−のとき、オフセッ
ト制御信号Ｓｏｄを出力し、入力信号がＳｉ−、Ｓｈ−
のとき、オフ上−２ト制御信号Ｓｏｕを出力し、それら
のオフセット制御信号ＳｏｄまたはＳｏｕをオフセット
電圧制御回路８に与える。

オフセット電圧制御回路８は、オフセット制御信号Ｓｏ
ｄまたはＳｏｕを入力し、オフセット補償信号Ｓｌを出
力して加算回路３に与える。この際、オフセット電圧制
御回路８は、オフセット制御信号Ｓｏｕを１個入力する
と、■オフセット補償ステップ電圧Δ■だけ＋１信号と
同一極性の直流電圧をオフセット補償信号Ｓ１として出
力し、加算回路３に与える。すると、加算回路３はオフ
セット補償信号Ｓｌを入力信号Ｓｉに加算するため、オ
フセット電圧が補償される。すなわち、オフセット−制
御信号Ｓｏｕが制御部７から出力されたということは、
増幅器４の出力側において一１信号と同一極性のオフセ
ット電圧が発生していることであるから、前記オフセ、
−／ト補償信号Ｓ１を入力信号Ｓｉに加算すれば、オフ
セラミ電圧が補償されることになる。

また、オフセット電圧制御回路８は、オフセット制御信
号Ｓｏｄ　ｌ　１個入力すると、ｌオフセット補償電圧
ΔＶだけ一１信号と同一極性のの直流゛を圧をオフセッ
ト補償信号Ｓ１として出力し、加算回路３に与える。こ
れにより、加算回路３はオフセット補償信号Ｓ！を入力
信号Ｓｉに加算するため、オフセット電圧が補償される
。

このように、オフセット電圧制御回路８は、オフセット
制御信号ＳｏｄまたはＳｏｕを１個受けると、オフセッ
ト補償電圧を１オフセツト補償ステツプ電圧ΔＶだけ、
−１信号と同極性または＋１信号と同極性の補償電圧を
出力するため、これが加算回路３によって入力信号Ｓｉ
に加えられる。従って、オフセット電圧ル制御回路８が
ｎ個のオフセット制御信号Ｓｏｄを受けると、ΔＶＸｎ
だけ一１信号の極性側へ直流電圧がシフトし、逆にｎ個
の信号Ｓｏｕを受けると、ΔＶＸｎだけ＋１信号の極性
側へ直ＩＮＪ電圧がシフトすることになる。このような
オフセ−／　）制御は、オフセット制御信号、Ｓｏｕ　
、Ｓｏｄが検出されなくなるまで緑返されるが、定常状
態ではオフセット制御信号ＳｏｕとＳｏｄが交互に発生
するため、オフセット電圧が的確に補償される。

一方、利得制御回路９では、利得制御信号ＳｄまたはＳ
ｕを入力し、その信号Ｓｄが１個入力されると、ｌ利得
ステップだけ増幅器４の利得を下げるように利得可変信
号Ｓ３を出力する。同様に、信号Ｓｕが１個入力される
と、ｌ利得ステップだけ増幅器４の利得を上げるよう利
得可変信号Ｓ３を出力する。これにより、増幅器４はオ
フセット補償された加算結果信号Ｓ２を所定の利得で増
幅し、出力信号ＳＯを出力する。そのため、オフセット
補償され、かつ一定レベルの出力信号ＳＯが出力端子２
より得られる。

本実施例の動作をまとめれば、次のようになる。

増幅すべき入力信号ＳｉがＡＭＩ信号等のバイポーラ信
号の場合、正のピーク値である＋１信号のピーク値レベ
ルと、負のピーク値であるーｌ信号のピーク値レベルと
を、時系列的に連続に検出し、その＋１信号のピーク値
レベルと一１信号のピーク値レベルとを１組の検出信号
とみなして、＋１信号のピーク値レベルおよび−ｌ信号
のピーク値レベルがともに基準値により大きければ、増
幅器４の利得を下げるよう制御し、ともに小さければ、
増幅器４の利得を上げるよう制御する。さらに、＋１＠
号のピーク値レベルが基準値よりも大きく、−１信号の
ピーク値レベルが基準より小さい場合、利得はそのまま
で、オフセット補償信号Ｓ１をピーク値検出点に対し、
−１信号の極性と同一極性の直流電圧ΔＶを加えてオフ
セット電圧が小さくなるよう制御し、また÷１信号のピ
ーク値レベルが基準値より小さく、−１信号が基準値よ
り大きい場合、オフセット補償信号Ｓ１をピーク値検出
点に対し、＋１信号の極性と同一極性の直流電圧ΔＶを
加えてオフセット電圧が小さくなるよう制御する。その
ため、次のように利点を有する。

■　増幅器４における出力信号Ｓｏの＋１信号と一１信
号を時系列的に連続にペアとしてそのピーク値を検出す
ることにより、利得制御信号Ｓｄ　、　Ｓｕ及びオフセ
ット制御信号Ｓｏｄ　、Ｓｏｕを作っているので、前記
従来技術（２）項のような増幅器入力端を短絡する操作
も必要とせず、バースト信号及び連続信号のいずれの増
幅にも適用できる。

■　本実施例は、オフセット補償回路の付いた自動利得
制御増幅器であるので、直流結合増幅器でよく、前記従
来技術（３）項のような増幅器の段間に直流遮断回路も
必要としない。そのため、ＬＳＩ化が容易に行える。

本発明は図示の実施例に限定されず、種々の変形が可能
である。その変形例として例えば次のようなものがある
。

（ａ）　Ｊ：記実施例では、信号Ｓｈ・、　５ＪＩ−、
Ｓｈ−、Ｓｌ−の組み合せに対し、利得制御信号Ｓｄ　
、　Ｓｕ及びオフセット制ｕ４信号Ｓｏｕ　、Ｓｏｄを
得るのに、信号ｓｈ−。

Ｓｒ、Ｓｈ−、３文−に対する積分効果を考慮していな
い。積分回路は必ずしも必要ではないが、アップダウン
カウンタ等の積分回路を制御部７に設けると、増幅器４
の出力信号Ｓｏに雑音が含まれていた場合、雑音により
発生する各制御信号の発生頻度が少なくなってその雑音
による即座な制御を防止でき、制御系の安定度が向上す
る。

ここで、積分時定数は雑音による影響を小さくするに役
立つだけの時定数であればよく、前記従来技術（１）項
におけるＣＲｌｌｉ分回路のように信号スペクトルが直
流近傍まで十分に減衰するに足りる大きな時定数を必要
としない。従って収束時間も短かくてすむ。

（ｂ）増幅すべき入力信号ＳｉがＮＲＺ信号（ＭａｎＲ
ｅｔｕｒｎ　ｔｏ　Ｚｅｒｏ、ゼロ非復帰モード信号）
のような、２ｆ＋ａレベル信号の場合は、前記＋１信号
をＮＲＺ信号の１信号に対応させ、−１信号をＮＲＺ信
号のＯ信号に対応させれば、前記ＡＭＩ信号のような３
値しベル信号と同一の作用、効果が得られる。

（Ｃ）上記実施例では、オフセ・ント補償電圧の加算を
増幅器４の入力段にて行っているが、前記加算回路３を
該増幅器４の段間、あるいは出力端に配置しても同一の
効果が得られる。

（発明の効果） 以上詳細に説明したように、本発明によれば、一対の正
および負のピーク値レベル検出信号に基づき生成した利
得制御信号及びオフセット制御信号により、自動利得制
御とオフセット電圧の補償とを行うようにしたので、応
答性が良く、バースト信号伝送以外の連続信号伝送にも
適用でき、しかもＬＳ１．（ヒが容易であるという効果
が期待できる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示すオフセット電圧補償自動
利得制御増幅器の構成ブロック図である。 ３・・・・・・加算回路、４・・・・・・可変利得制御
増幅器、５・・・・・・＋１信号ピーク値検出回路、６
・・・・・・−１信号ピーク値検出回路、７・・・・・
・制御部、８・・・・・・オフセット電圧制御回路、９
・・・・・・利得制御回路、Ｓｉ・・・・・・入力信号
、ＳＯ・・・・・・出力信号、　Ｓｄ、Ｓｕ・・・・・
・利得制御信号、Ｓｏｄ　、Ｓｏｕ・・・・・・オフセ
ット制御信号。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 入力信号を増幅して所定利得の出力信号を送出する可変
   利得制御増幅器と、 前記出力信号の正および負のピーク値レベルを検出しそ
   れらを基準値レベルと比較して時系列的に連続した正お
   よび負のピーク値レベル検出信号を出力する検出回路と
   、 前記一対の正および負のピーク値レベル検出信号に基づ
   き、前記可変利得制御増幅器に生じるオフセットを補償
   するオフセット制御信号、および該可変利得制御増幅器
   の利得を変化させる利得制御信号を出力する制御部とを
   、 備えたことを特徴とするオフセット補償自動利得制御増
   幅器。