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JP2014053835A - Saturated amplification circuit - Google Patents

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JP2014053835A JP2012198151A JP2012198151A JP2014053835A JP 2014053835 A JP2014053835 A JP 2014053835A JP 2012198151 A JP2012198151 A JP 2012198151A JP 2012198151 A JP2012198151 A JP 2012198151A JP 2014053835 A JP2014053835 A JP 2014053835A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent DC offset cancellation from becoming incomplete by measuring a signal level of a saturated amplifier of each stage and comprehensively controlling a gain of the saturated amplifier of each stage on the basis of the result.SOLUTION: A saturated amplification circuit includes: saturated amplifiers (intermediate stages) 104a, 104b, 104c connected in series; a memory for storing upper limit signal levels that are upper limit values of signal level of signals which, when amplified, have an amplification range within a linear amplification range, in association with the saturated amplifiers (intermediate stages) 104a, 104b, 104c; a power measurement circuit 109 for measuring the signal level of a signal input into at least any one of the saturated amplifiers (intermediate stages) 104a, 104b, 104c, and outputting the measured signal level as a measurement signal level; and a control signal generation circuit 108 for controlling gains of the saturated amplifiers (intermediate stages) 104a, 104b, 104c on the basis of the measurement signal level output from the power measurement circuit 109 and the upper limit signal levels stored in the memory.

Description

本発明は、DCオフセットをキャンセルするDCオフセットキャンセル回路を備えた飽和増幅回路に関する。   The present invention relates to a saturation amplifier circuit including a DC offset cancel circuit that cancels a DC offset.

アナログ回路では、回路を構成する素子のバラつきなどによってDCオフセットが生じ、特性を劣化させる原因となる。中でも、飽和増幅器は、微小信号を所望の信号レベルまで増幅するために、非常に高い利得が設定されている。このため、DCオフセットも同時に高い利得で増幅され、特性劣化が顕著に現れる。このようなDCオフセットによる特性劣化を回避するために、従来からDCオフセットキャンセル回路を付加する方法が用いられている。   In an analog circuit, a DC offset is generated due to variations in elements constituting the circuit, which causes deterioration of characteristics. Among them, the saturation amplifier has a very high gain in order to amplify a minute signal to a desired signal level. For this reason, the DC offset is also amplified at a high gain at the same time, and the characteristic deterioration appears remarkably. In order to avoid such characteristic deterioration due to DC offset, a method of adding a DC offset cancel circuit has been conventionally used.

しかし、高い利得を持った飽和増幅器においては、一定レベル以上の信号が入力されると出力が飽和してしまい、入力信号に対して利得が相対的に低下する。相対的な利得低下により、DCオフセットキャンセルが正常に機能しなくなり、特性劣化が生じてしまう。   However, in a saturated amplifier having a high gain, when a signal of a certain level or more is input, the output is saturated, and the gain is relatively lowered with respect to the input signal. Due to the relative gain reduction, the DC offset cancellation does not function normally, and characteristic deterioration occurs.

このような特性の劣化を抑制するための技術として、以下の技術が開示されている。
特許文献1には、補正電圧を各段に分配する技術が開示されている。
特許文献2には、増幅段全体の利得制御を行う技術が開示されている。
特許文献3には、外部からのゲインコントロール電圧により帰還量の調整を行う技術が開示されている。
特許文献4には、第1の増幅器の増幅利得を最大となるように制御した上で、第2の増幅器への入力に基づいて第2の補正部の補正を行い、その後、補正された第2の増幅信号に基づいて第1の補正部の補正を行っており、出力に近い側から順に調整する技術が開示されている。
The following techniques are disclosed as techniques for suppressing such deterioration of characteristics.
Patent Document 1 discloses a technique for distributing a correction voltage to each stage.
Patent Document 2 discloses a technique for controlling the gain of the entire amplification stage.
Patent Document 3 discloses a technique for adjusting a feedback amount with an external gain control voltage.
In Patent Document 4, the second correction unit is corrected based on the input to the second amplifier after controlling the amplification gain of the first amplifier to be maximum, and then the corrected first gain is corrected. A technique is disclosed in which the correction of the first correction unit is performed based on the two amplified signals and the adjustment is performed in order from the side closer to the output.

特開2005−278153号公報JP 2005-278153 A 特開2011−250136号公報JP 2011-250136 A 特開2004−072361号公報JP 2004-072361 A 特開2012−039363号公報JP 2012-039363 A

特許文献1には、補正電圧を各段に分配する技術が開示されているが、補正電圧を信号ラインに直接印加して補正を行うので、動作が複雑になるという課題がある。   Patent Document 1 discloses a technique for distributing a correction voltage to each stage. However, since correction is performed by directly applying the correction voltage to a signal line, there is a problem that the operation becomes complicated.

特許文献2には、増幅段全体の利得制御について開示されているが、増幅段全体の利得制御のため、精度の高い個別の利得制御が行えないという課題がある。   Patent Document 2 discloses gain control of the entire amplification stage, but there is a problem that individual gain control with high accuracy cannot be performed because of gain control of the entire amplification stage.

特許文献3には、外部からのゲインコントロール電圧により帰還量の調整を行っており、信号レベルを測定し内部で制御信号を生成することができないという課題がある。   Patent Document 3 has a problem that the amount of feedback is adjusted by an external gain control voltage, and the signal level cannot be measured to generate a control signal internally.

特許文献4には、第1の増幅器の増幅利得を最大となるように制御した上で、第2の増幅器への入力に基づいて第2の補正部の補正を行い、その後、補正された第2の増幅信号に基づいて第1の補正部の補正を行っており、一括制御ができず、動作が複雑になるという課題がある。   In Patent Document 4, the second correction unit is corrected based on the input to the second amplifier after controlling the amplification gain of the first amplifier to be maximum, and then the corrected first gain is corrected. The correction of the first correction unit is performed based on the second amplified signal, and there is a problem that collective control cannot be performed and the operation becomes complicated.

本発明は、各段飽和増幅器の信号レベルを測定し、その結果に基づいて各段飽和増幅器の利得を一括制御し、DCオフセットキャンセルが不完全となること防止することを目的とする。   An object of the present invention is to measure the signal level of each stage saturation amplifier and collectively control the gain of each stage saturation amplifier based on the result to prevent incomplete DC offset cancellation.

本発明に係る飽和増幅回路は、直列に接続された複数の飽和増幅器と、前記複数の飽和増幅器の各飽和増幅器に対し、各飽和増幅器に入力された場合に増幅後の増幅範囲が線形増幅範囲に収まる信号の信号レベルの上限値である上限信号レベルを対応付けて記憶するメモリと、前記複数の飽和増幅器のうちの少なくともいずれかに入力される信号の信号レベルを測定し、測定した信号レベルを測定信号レベルとして出力する電力測定回路と、
前記電力測定回路から出力された前記測定信号レベルと、前記メモリに記憶された各飽和増幅器に対応する前記上限信号レベルとに基づいて、各飽和増幅器の利得を制御する制御回路とを備えることを特徴とする。
A saturation amplification circuit according to the present invention includes a plurality of saturation amplifiers connected in series, and the amplification range after amplification when each saturation amplifier of the plurality of saturation amplifiers is input to each saturation amplifier. A memory for associating and storing an upper limit signal level, which is an upper limit value of the signal level of the signal falling within the range, and a signal level of a signal input to at least one of the plurality of saturation amplifiers, and measuring the measured signal level A power measurement circuit that outputs a signal as a measurement signal level;
A control circuit for controlling the gain of each saturation amplifier based on the measurement signal level output from the power measurement circuit and the upper limit signal level corresponding to each saturation amplifier stored in the memory. Features.

本発明に係る飽和増幅回路によれば、内部に構成された構成部の動作により、飽和増幅器の利得の調整を個別に制御することができるとともに、一括制御することができるという効果を奏する。   According to the saturation amplifier circuit of the present invention, the adjustment of the gain of the saturation amplifier can be individually controlled and collectively controlled by the operation of the components configured therein.

実施の形態1に係る飽和増幅回路100の回路構成図である。1 is a circuit configuration diagram of a saturation amplifier circuit 100 according to Embodiment 1. FIG. 実施の形態2に係る飽和増幅回路101の回路構成図の一例である。3 is an example of a circuit configuration diagram of a saturation amplifier circuit 101 according to Embodiment 2. FIG. 実施の形態2に係る飽和増幅回路101の回路構成図の他の例である。6 is another example of a circuit configuration diagram of the saturation amplifier circuit 101 according to the second embodiment. 実施の形態3に係る飽和増幅回路102の回路構成図である。FIG. 5 is a circuit configuration diagram of a saturation amplifier circuit 102 according to a third embodiment.

以下、本発明の実施の形態について、図を用いて説明する。なお、各実施の形態の説明において、「上」、「下」、「左」、「右」、「前」、「後」、「表」、「裏」といった方向は、説明の便宜上、そのように記しているだけであって、装置、器具、部品等の配置や向き等を限定するものではない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the description of each embodiment, the directions such as “up”, “down”, “left”, “right”, “front”, “back”, “front”, “back” are However, it is not intended to limit the arrangement or orientation of devices, instruments, parts, or the like.

実施の形態1.
図1は、本実施の形態に係る飽和増幅回路100の回路構成図である。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a circuit configuration diagram of a saturation amplifier circuit 100 according to the present embodiment.

図1において、飽和増幅回路100は、中間段である飽和増幅部104、飽和増幅器(出力段)105、LPF(ローパスフィルタ)、帰還増幅器106、電力測定回路109、制御信号生成回路108、加算回路110を備える。   In FIG. 1, a saturation amplification circuit 100 includes a saturation amplification unit 104, which is an intermediate stage, a saturation amplifier (output stage) 105, an LPF (low-pass filter), a feedback amplifier 106, a power measurement circuit 109, a control signal generation circuit 108, and an addition circuit. 110.

飽和増幅部104は、直列に接続された飽和増幅器(中間段)104a,104b,104cを備える。飽和増幅部104に印加された入力信号Pinは、飽和増幅器(中間段)104a,104b,104cで増幅され、さらに、飽和増幅器(出力段)105で増幅されて出力信号Poutとして出力される。   The saturation amplification unit 104 includes saturation amplifiers (intermediate stages) 104a, 104b, and 104c connected in series. The input signal Pin applied to the saturation amplifier 104 is amplified by saturation amplifiers (intermediate stages) 104a, 104b, and 104c, further amplified by the saturation amplifier (output stage) 105, and output as an output signal Pout.

LPFは、飽和増幅部104から出力された増幅出力のうち、DCオフセット成分のみを飽和増幅部104の入力側に帰還させる。このDCオフセット成分は、帰還増幅器106を介して所定の帰還信号に変換され、加算回路110により入力信号Pinと加算される。これにより、入力信号PinからDCオフセット成分が除去される。飽和増幅回路100は、このようにDCオフセットをキャンセルする(除去する)DCオフセットキャンセル回路である。   The LPF feeds back only the DC offset component of the amplified output output from the saturation amplification unit 104 to the input side of the saturation amplification unit 104. This DC offset component is converted into a predetermined feedback signal via the feedback amplifier 106 and added to the input signal Pin by the adder circuit 110. Thereby, the DC offset component is removed from the input signal Pin. The saturation amplifier circuit 100 is a DC offset cancel circuit that cancels (removes) the DC offset in this way.

飽和増幅器(中間段)104a〜104cおよび帰還増幅器106は、制御信号生成回路108により生成された制御信号が印加されることにより、各々数段階の利得設定が可能な飽和増幅器とする。飽和増幅器105の利得設定機能の有無は問わない。   Saturation amplifiers (intermediate stages) 104a to 104c and feedback amplifier 106 are saturated amplifiers each capable of setting gains in several stages by applying the control signal generated by control signal generation circuit 108. It does not matter whether the saturation amplifier 105 has a gain setting function.

電力測定回路109は、複数の飽和増幅器(中間段)104a,104b,104cのうちの少なくともいずれかに入力される信号の信号レベルを測定し、測定した信号レベルに対応した信号を測定信号レベルとして出力する。電力測定回路108は、測定点の入力の信号レベルに1対1に対応した測定信号レベルを出力する。   The power measurement circuit 109 measures the signal level of a signal input to at least one of the plurality of saturation amplifiers (intermediate stages) 104a, 104b, and 104c, and uses a signal corresponding to the measured signal level as a measurement signal level. Output. The power measurement circuit 108 outputs a measurement signal level corresponding one-to-one with the signal level of the measurement point input.

図1に示すように、本実施の形態では、飽和増幅器(中間段)104aの入力側(Sa)、飽和増幅器(中間段)104bの入力側(Sb)、飽和増幅器(中間段)104cの入力側(Sc)の3点が測定点となっている。飽和増幅器(中間段)104aの入力側の信号レベルを測定信号レベルLaとし、飽和増幅器(中間段)104bの入力側の信号レベルを測定信号レベルLbとし、飽和増幅器(中間段)104cの入力側の信号レベルを測定信号レベルLcとする。測定信号レベルLa,Lb,Lcは、飽和増幅器(中間段)104a,104b,104cのそれぞれの入力側の信号レベルを示す信号である。   As shown in FIG. 1, in this embodiment, the input side (Sa) of the saturation amplifier (intermediate stage) 104a, the input side (Sb) of the saturation amplifier (intermediate stage) 104b, and the input of the saturation amplifier (intermediate stage) 104c. Three points on the side (Sc) are measurement points. The signal level on the input side of the saturation amplifier (intermediate stage) 104a is the measurement signal level La, the signal level on the input side of the saturation amplifier (intermediate stage) 104b is the measurement signal level Lb, and the input side of the saturation amplifier (intermediate stage) 104c. This signal level is defined as a measurement signal level Lc. The measurement signal levels La, Lb, and Lc are signals indicating the signal levels on the input side of the saturation amplifiers (intermediate stages) 104a, 104b, and 104c.

制御信号生成回路108は、電力測定回路109から送出された測定点Sa,Sb,Scの測定信号レベルLa,Lb,Lcを受信して、飽和増幅器(中間段)104a,104b,104cそれぞれの飽和・非飽和を判定する。制御信号生成回路108は、判定結果に基づいて、飽和増幅器(中間段)104a,104b,104cそれぞれに印加する制御信号を生成する。   The control signal generation circuit 108 receives the measurement signal levels La, Lb, and Lc of the measurement points Sa, Sb, and Sc sent from the power measurement circuit 109, and saturates the saturation amplifiers (intermediate stages) 104a, 104b, and 104c.・ Determine non-saturation. The control signal generation circuit 108 generates a control signal to be applied to each of the saturated amplifiers (intermediate stages) 104a, 104b, and 104c based on the determination result.

次に、前提となるDCオフセットキャンセル回路におけるDCオフセットキャンセル能力の低下について説明する。ここでは、DCオフセットキャンセル回路として、電力測定回路109及び制御信号生成回路108がない場合の飽和増幅回路100を想定する。   Next, a description will be given of a decrease in the DC offset cancel capability in the presupposed DC offset cancel circuit. Here, a saturation amplification circuit 100 in the case where the power measurement circuit 109 and the control signal generation circuit 108 are not provided is assumed as the DC offset cancellation circuit.

飽和増幅部104の入力信号をDCオフセット成分のPin_offsetとし、飽和増幅部104の出力信号のDCオフセット成分Pout_offsetとする。また、飽和増幅器(中間段)104a,104b,104c全体の利得をAとし、帰還増幅器106の利得をGとする。このとき、DC成分の伝達関数は以下の式1となる。
Pout_offset=−(A/(1+AG))Pin_offset (式1)
The input signal of the saturation amplification unit 104 is defined as Pin_offset of the DC offset component, and the DC offset component Pout_offset of the output signal of the saturation amplification unit 104. Further, the gain of the saturation amplifiers (intermediate stages) 104a, 104b, and 104c as a whole is A, and the gain of the feedback amplifier 106 is G. At this time, the transfer function of the DC component is expressed by Equation 1 below.
Pout_offset = − (A / (1 + AG)) Pin_offset (Equation 1)

DCオフセットキャンセル回路(電力測定回路109及び制御信号生成回路108がない場合の飽和増幅回路100)に一定レベル以上の信号が入力されると、飽和増幅部104の飽和増幅器(中間段)104a,104b,104cの少なくともいずれかで出力が飽和してしまい、入力信号に対し利得Aが相対的に低下する。入力信号に対し利得Aが相対的に低下すると、上記式1に示すように、帰還するDCオフセット(Pout_offset)の値が小さくなる。すなわち、増幅範囲が線形な領域である場合(利得Aが相対的に低下していない場合)の動作に比べ、増幅範囲が飽和している場合(利得Aが相対的に低下している場合)はDCオフセットキャンセル能力が低下する。   When a signal of a certain level or higher is input to the DC offset cancel circuit (saturation amplifier circuit 100 when there is no power measurement circuit 109 and control signal generation circuit 108), saturation amplifiers (intermediate stages) 104a and 104b of the saturation amplifier 104. , 104c, the output is saturated, and the gain A is relatively lowered with respect to the input signal. When the gain A is relatively lowered with respect to the input signal, the value of the DC offset (Pout_offset) to be fed back becomes small as shown in the above equation 1. That is, when the amplification range is saturated (when the gain A is relatively lowered) compared to the operation when the amplification range is a linear region (when the gain A is not relatively lowered). Decreases the DC offset canceling ability.

本実施の形態に係る飽和増幅回路100(電力測定回路109及び制御信号生成回路108を備えた回路)では、入力レベルに応じて格段(飽和増幅器(中間段)104a,104b,104cそれぞれ)の利得を切り替え、最終段(飽和増幅器(出力段)105)の入力まで飽和しないように調整する制御を行う。   In the saturation amplifier circuit 100 (a circuit including the power measurement circuit 109 and the control signal generation circuit 108) according to the present embodiment, the gain of each of the saturation amplifiers (saturation amplifiers (intermediate stages) 104a, 104b, and 104c) depends on the input level. And control is performed so as not to saturate until the input of the final stage (saturation amplifier (output stage) 105).

次に、本実施の形態に係る飽和増幅回路100の動作について説明する。   Next, the operation of the saturation amplifier circuit 100 according to the present embodiment will be described.

電力測定回路109は、測定点Sa,Sb,Scそれぞれの測定信号レベルLa,Lb,Lcを測定する。電力測定回路109は、測定された測定信号レベルに対応したレベルの直流信号を生成し、制御信号生成回路108へ送出する。電力測定回路109は、測定点毎に測定信号レベルに対応したレベルの直流信号を生成して出力する。   The power measurement circuit 109 measures the measurement signal levels La, Lb, and Lc at the measurement points Sa, Sb, and Sc. The power measurement circuit 109 generates a DC signal having a level corresponding to the measured measurement signal level and sends it to the control signal generation circuit 108. The power measurement circuit 109 generates and outputs a DC signal having a level corresponding to the measurement signal level for each measurement point.

制御信号生成回路108は、内部に発生させた閾値を有する。内部に発生させた閾値とは、例えば、飽和増幅器(中間段)104a,104b,104cのそれぞれに対し、自己に入力された場合に増幅後の増幅範囲が線形増幅範囲に収まる信号の信号レベルの上限値である上限信号レベルを対応付けてメモリ等に記憶したものである。メモリは、制御信号生成回路108の内部に備えられていてもよいし、制御信号生成回路108の外部に備えられていてもよい。飽和増幅器(中間段)104a,104b,104cのそれぞれに対し、上限信号レベルMa,Mb,Mcが対応付けられているものとする。   The control signal generation circuit 108 has a threshold value generated inside. The threshold generated inside is, for example, the signal level of a signal in which the amplification range after amplification falls within the linear amplification range when input to itself for each of the saturation amplifiers (intermediate stages) 104a, 104b, and 104c. The upper limit signal level, which is the upper limit value, is stored in a memory or the like in association with it. The memory may be provided inside the control signal generation circuit 108 or may be provided outside the control signal generation circuit 108. Assume that upper limit signal levels Ma, Mb, and Mc are associated with saturation amplifiers (intermediate stages) 104a, 104b, and 104c, respectively.

閾値(上限信号レベルMa,Mb,Mc)は、予めメモリに記憶された設計値でもよい。あるいは、閾値(上限信号レベルMa,Mb,Mc)は、飽和増幅器(中間段)104a,104b,104c単体の測定結果から確認できる飽和増幅器(中間段)104a,104b,104cそれぞれの出力が飽和する入力レベルに対応した直流信号レベルを設定してもよい。   The threshold values (upper limit signal levels Ma, Mb, Mc) may be design values stored in advance in the memory. Alternatively, the outputs of the saturation amplifiers (intermediate stages) 104a, 104b, and 104c that can be confirmed from the measurement results of the saturation amplifiers (intermediate stages) 104a, 104b, and 104c alone are saturated with the threshold values (upper limit signal levels Ma, Mb, and Mc). A DC signal level corresponding to the input level may be set.

制御信号生成回路108(制御回路)は、電力測定回路109から出力された測定信号レベルと、メモリに記憶された各飽和増幅器に対応する上限信号レベル(閾値)とに基づいて、各飽和増幅器が飽和しないように各飽和増幅器の利得を制御する。   Based on the measurement signal level output from the power measurement circuit 109 and the upper limit signal level (threshold value) corresponding to each saturation amplifier stored in the memory, the control signal generation circuit 108 (control circuit) The gain of each saturation amplifier is controlled so as not to saturate.

制御信号生成回路108は、例えば、電力測定回路108から出力された各飽和増幅器の測定信号レベルと、メモリに記憶された各飽和増幅器に対応する上限信号レベルとを比較して、各飽和増幅器の測定信号レベルが各飽和増幅器に対応する上限信号レベルより高い場合には、各飽和増幅器が飽和しないように各飽和増幅器の利得を下げる制御信号を生成し、生成した制御信号を各飽和増幅器に出力する。制御信号生成回路108は、制御対象の全飽和増幅器に一括して制御信号を送出する。   For example, the control signal generation circuit 108 compares the measurement signal level of each saturation amplifier output from the power measurement circuit 108 with the upper limit signal level corresponding to each saturation amplifier stored in the memory, and If the measured signal level is higher than the upper limit signal level corresponding to each saturation amplifier, a control signal is generated to lower the gain of each saturation amplifier so that each saturation amplifier does not saturate, and the generated control signal is output to each saturation amplifier. To do. The control signal generation circuit 108 sends control signals to all the saturation amplifiers to be controlled at once.

制御信号生成回路108は、電力測定回路109により生成した信号(測定信号レベル)と、内部で発生させた閾値とを比較することで各段増幅器(飽和増幅器(中間段)104a,104b,104c)への制御信号を生成する。測定された信号に応じて各段(飽和増幅器(中間段)104a,104b,104c)の利得設定を決定し、全制御対象の飽和増幅器に一括して制御信号を送出する。   The control signal generation circuit 108 compares each signal (measurement signal level) generated by the power measurement circuit 109 with a threshold value generated internally, so that each stage amplifier (saturation amplifier (intermediate stage) 104a, 104b, 104c). Generate a control signal to The gain setting of each stage (saturation amplifier (intermediate stage) 104a, 104b, 104c) is determined according to the measured signal, and the control signal is sent to all the saturation amplifiers to be controlled.

制御信号生成回路108は、測定点での入力レベルが大きく中間段の出力が飽和してしまう場合であれば、入力信号レベルに応じて飽和増幅器(中間段)104a〜104c、帰還増幅器106のいずれか、もしくは全部に対し制御端子に利得を下げる制御信号を印加して自動調整を行う。   If the input level at the measurement point is large and the output of the intermediate stage saturates, the control signal generation circuit 108 can select one of the saturation amplifiers (intermediate stages) 104a to 104c and the feedback amplifier 106 according to the input signal level. Alternatively, automatic adjustment is performed by applying a control signal for reducing the gain to the control terminal for all of them.

このように入力レベルに応じてループ内の利得を自動的に制御することで中間段での飽和を防止する。中間段での飽和が防止されることにより、所望の範囲で正常にオフセットキャンセルが機能するようになる。   In this way, saturation in the intermediate stage is prevented by automatically controlling the gain in the loop according to the input level. By preventing saturation at the intermediate stage, offset cancellation functions normally in a desired range.

以上のように、本実施の形態に係る飽和増幅回路100は、入力部および各段飽和増幅器の出力に接続された電力測定回路109により入力および段間の信号レベルの測定を行い入力信号に比例した直流信号に変換し、制御信号生成回路108により測定結果と内部で生成した閾値との比較に基づいて制御信号を生成し、生成された制御信号により各段(飽和増幅器(中間段)104a,104b,104c)の利得を個別に自動調整することを特徴とするDCオフセットキャンセル回路である。   As described above, the saturation amplification circuit 100 according to the present embodiment measures the signal level between the input and the stage by the power measurement circuit 109 connected to the input unit and the output of each stage saturation amplifier, and is proportional to the input signal. The control signal generation circuit 108 generates a control signal based on the comparison between the measurement result and the internally generated threshold value, and each stage (saturation amplifier (intermediate stage) 104a, 104b, 104c) is a DC offset cancel circuit characterized by automatically adjusting the gains individually.

本実施の形態に係る飽和増幅回路100は、電力測定回路109により測定した段間の信号レベルに基づいて制御信号生成回路108により各段増幅器への制御信号を生成する。大きな信号レベルの信号入力時には各段増幅器の利得を中間段で飽和しないように下げる方向に制御し、段間の信号を常に線形増幅範囲に収めることにより、たとえ大きな信号レベルで入力された場合であっても正常なオフセットキャンセル動作を可能とする。これによりDCオフセットに起因する特性劣化を防ぐことが可能となる。   In the saturation amplifier circuit 100 according to the present embodiment, the control signal generation circuit 108 generates a control signal to each stage amplifier based on the signal level between the stages measured by the power measurement circuit 109. When a signal with a large signal level is input, the gain of each stage amplifier is controlled to decrease so as not to saturate at the intermediate stage, and the signal between stages is always kept within the linear amplification range. Even if it exists, a normal offset cancel operation is made possible. As a result, it is possible to prevent characteristic deterioration due to DC offset.

本実施の形態に係る飽和増幅回路100によれば、多段接続された飽和増幅器において、中間増幅器での飽和により利得が相対的に低下し、直流帰還系によるDCオフセットキャンセルが不完全になる事を改善する。   According to the saturation amplifier circuit 100 according to the present embodiment, in a saturated amplifier connected in multiple stages, the gain is relatively lowered due to saturation in the intermediate amplifier, and the DC offset cancellation by the DC feedback system becomes incomplete. Improve.

本実施の形態に係る飽和増幅回路100によれば、多段接続された飽和増幅器について、段間の信号レベルを測定し、その結果に基づいて各段増幅器の利得を中間段で飽和しないように制御し、線形増幅範囲に収めることで特性劣化の防止を可能とする。   According to the saturation amplifier circuit 100 according to the present embodiment, the signal level between stages is measured for saturated amplifiers connected in multiple stages, and the gain of each stage amplifier is controlled not to be saturated at the intermediate stage based on the result. However, it is possible to prevent characteristic deterioration by being within the linear amplification range.

本実施の形態に係る飽和増幅回路100によれば、中間段での出力飽和によりDCオフセットキャンセルが正常に働いていなかった範囲においても正常に機能するように調整することで、所望の動作範囲内でDCオフセットの影響を抑えた正常な増幅が可能となる。   According to the saturation amplifier circuit 100 according to the present embodiment, by adjusting so that the DC offset cancellation does not normally function due to output saturation in the intermediate stage, the adjustment is performed so that it functions normally. Thus, it is possible to perform normal amplification while suppressing the influence of the DC offset.

実施の形態2.
図2は、本実施の形態に係る飽和増幅回路101の回路構成図の一例である。図3は、本実施の形態に係る飽和増幅回路101の回路構成図の他の例である。
Embodiment 2. FIG.
FIG. 2 is an example of a circuit configuration diagram of the saturation amplifier circuit 101 according to the present embodiment. FIG. 3 is another example of a circuit configuration diagram of the saturation amplifier circuit 101 according to the present embodiment.

図2及び図3を用いて、実施の形態1の飽和増幅回路100と、飽和増幅回路101との相違点について説明する。図2及び図3において、図1と同様の機能構成には同一の符号を付し、その説明を省略する。   Differences between the saturation amplifier circuit 100 and the saturation amplifier circuit 101 according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. 2 and 3. 2 and 3, the same functional components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.

図2において、図1と異なる点は、飽和増幅回路101は、測定点Sdが飽和増幅部104の入力側(加算回路110の入力側)にのみ設けられている点である。   2 is different from FIG. 1 in that the saturation amplification circuit 101 is provided with the measurement point Sd only on the input side of the saturation amplification unit 104 (input side of the addition circuit 110).

電力測定回路109は、測定点Sdの入力レベルを測定し、測定信号レベルLdとして制御信号生成回路108へ出力する。   The power measurement circuit 109 measures the input level at the measurement point Sd and outputs the measurement signal level Ld to the control signal generation circuit 108.

制御信号生成回路108は、電力測定回路109から入力した測定点Sdの測定信号レベルLdに基づいて、飽和増幅器(中間段)104a,104b,104cそれぞれが飽和しないように、飽和増幅器(中間段)104a,104b,104cそれぞれの利得を調整するための制御信号を生成する。制御信号生成回路108は、生成した飽和増幅器(中間段)104a,104b,104cそれぞれの制御信号を一括で送出する。   The control signal generation circuit 108 is based on the measurement signal level Ld of the measurement point Sd input from the power measurement circuit 109, so that the saturation amplifiers (intermediate stages) 104a, 104b, and 104c are not saturated. A control signal for adjusting the gain of each of 104a, 104b, and 104c is generated. The control signal generation circuit 108 transmits the control signals of the generated saturation amplifiers (intermediate stages) 104a, 104b, and 104c all at once.

例えば、制御信号生成回路108は、飽和増幅器(中間段)104a,104b,104c、及び帰還増幅器106のそれぞれの特性(利得)を記憶している。制御信号生成回路108は、入力した測定点Sdの測定信号レベルLdとそれぞれの特性(利得)とから、飽和増幅器(中間段)104a,104b,104cそれぞれの入力レベルを算出入力レベルKa,Kb,Kcとして算出する。そして、制御信号生成回路108は、メモリに記憶されている飽和増幅器(中間段)104a,104b,104cそれぞれの閾値(上限信号レベルMa,Mb,Mc)と、算出した算出信号レベルKa,Kb,Kcとを比較する。制御信号生成回路108は、比較結果に基づいて、飽和増幅器(中間段)104a,104b,104cが飽和しないように、飽和増幅器(中間段)104a,104b,104cそれぞれに対応する制御信号を生成する。そして、制御信号生成回路108は、飽和増幅器(中間段)104a,104b,104cそれぞれに対応する制御信号を、飽和増幅器(中間段)104a,104b,104cそれぞれに対して一括に送出する。   For example, the control signal generation circuit 108 stores the characteristics (gains) of the saturation amplifiers (intermediate stages) 104a, 104b, and 104c and the feedback amplifier 106. The control signal generation circuit 108 calculates the input levels of the saturation amplifiers (intermediate stages) 104a, 104b, and 104c from the input measurement signal level Ld of the measurement point Sd and the respective characteristics (gains). The input levels Ka, Kb, Calculated as Kc. Then, the control signal generation circuit 108 includes threshold values (upper limit signal levels Ma, Mb, Mc) of the saturation amplifiers (intermediate stages) 104a, 104b, 104c stored in the memory, and calculated calculated signal levels Ka, Kb, Compare with Kc. Based on the comparison result, the control signal generation circuit 108 generates control signals corresponding to the saturation amplifiers (intermediate stages) 104a, 104b, and 104c so that the saturation amplifiers (intermediate stages) 104a, 104b, and 104c are not saturated. . Then, the control signal generation circuit 108 collectively transmits control signals corresponding to the saturation amplifiers (intermediate stages) 104a, 104b, and 104c to the saturation amplifiers (intermediate stages) 104a, 104b, and 104c, respectively.

図3に示すように、飽和増幅回路101は、測定点Sdを飽和増幅器(中間段)104bと飽和増幅器(中間段)104cとの間に設けてもよい。あるいは、測定点Sdを飽和増幅器(中間段)104bと飽和増幅器(中間段)104cとの間に設けてもよい。あるいは、測定点を飽和増幅器(中間段)104aと飽和増幅器(中間段)104bとの間、及び、飽和増幅器(中間段)104bと飽和増幅器(中間段)104cとの間の2箇所に設けてもよい。測定点は、制御信号生成回路108が飽和増幅器(中間段)104a〜104cのそれぞれの利得を調整することができれば、どこにいくつ配置されても構わない。   As shown in FIG. 3, the saturation amplifier circuit 101 may provide the measurement point Sd between the saturation amplifier (intermediate stage) 104b and the saturation amplifier (intermediate stage) 104c. Alternatively, the measurement point Sd may be provided between the saturation amplifier (intermediate stage) 104b and the saturation amplifier (intermediate stage) 104c. Alternatively, two measurement points are provided between the saturation amplifier (intermediate stage) 104a and the saturation amplifier (intermediate stage) 104b, and between the saturation amplifier (intermediate stage) 104b and the saturation amplifier (intermediate stage) 104c. Also good. Any number of measurement points may be arranged as long as the control signal generation circuit 108 can adjust the respective gains of the saturation amplifiers (intermediate stages) 104a to 104c.

実施の形態3.
図4は、本実施の形態に係る飽和増幅回路102の回路構成図である。図4において、図1と異なる点について説明する。図1と同様の機能構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。
Embodiment 3 FIG.
FIG. 4 is a circuit configuration diagram of the saturation amplifier circuit 102 according to the present embodiment. In FIG. 4, differences from FIG. 1 will be described. The same functional components as those in FIG.

図4に示すように、飽和増幅回路102においては、電力測定回路109がピークホールド回路111となっている。図4を用いて、飽和増幅回路102の構成における動作を説明する。   As shown in FIG. 4, in the saturation amplifier circuit 102, the power measurement circuit 109 is a peak hold circuit 111. The operation in the configuration of the saturation amplifier circuit 102 will be described with reference to FIG.

飽和増幅回路102の構成ではピークホールド回路111を用いて各測定点の信号レベルの電圧測定を行う。測定点の位置については、実施の形態1〜2で説明したように、Sa,Sb,Sc,Sd(図1〜図3参照)その他の位置に設けることができる。   In the configuration of the saturation amplifier circuit 102, the peak level circuit 111 is used to measure the voltage at the signal level at each measurement point. About the position of a measurement point, as demonstrated in Embodiment 1-2, it can provide in Sa, Sb, Sc, Sd (refer FIGS. 1-3) and other positions.

ピークホールド回路111は、測定点の信号振幅の最大値もしくは最小値を検出・保持し、測定信号レベルとして制御信号生成回路108へ送出する。制御信号生成回路108が測定信号レベルを受信した場合の動作は、実施の形態1〜2において説明したものと同様である。   The peak hold circuit 111 detects and holds the maximum value or the minimum value of the signal amplitude at the measurement point, and sends it to the control signal generation circuit 108 as a measurement signal level. The operation when the control signal generation circuit 108 receives the measurement signal level is the same as that described in the first and second embodiments.

本実施の形態に係る飽和増幅回路102は、ピークホールド回路111の入力信号振幅の最大値もしくは最小値を保持する動作を利用して測定点の信号レベル測定を行う電力測定回路を備えたので、既存の回路を用いて簡単に回路を構成することができる。   Since the saturation amplification circuit 102 according to the present embodiment includes the power measurement circuit that performs the signal level measurement of the measurement point using the operation of holding the maximum value or the minimum value of the input signal amplitude of the peak hold circuit 111, A circuit can be easily configured using an existing circuit.

以上、本発明の実施の形態について説明したが、これらの実施の形態のうち、2つ以上を組み合わせて実施しても構わない。あるいは、これらの実施の形態のうち、1つを部分的に実施しても構わない。あるいは、これらの実施の形態のうち、2つ以上を部分的に組み合わせて実施しても構わない。なお、本発明は、これらの実施の形態に限定されるものではなく、必要に応じて種々の変更が可能である。   As mentioned above, although embodiment of this invention was described, you may implement in combination of 2 or more among these embodiment. Alternatively, one of these embodiments may be partially implemented. Alternatively, two or more of these embodiments may be partially combined. In addition, this invention is not limited to these embodiment, A various change is possible as needed.

100,101,102 飽和増幅回路、104 飽和増幅部、104a,104b,104c 飽和増幅器(中間段)、105 飽和増幅器(出力段)、106 帰還増幅器、108 制御信号生成回路、109 電力測定回路、110 加算回路、111 ピークホールド回路、Ma,Mb,Mc 上限信号レベル、La,Lb,Lc 測定信号レベル、Pin 入力信号、Pout 出力信号、Sa,Sb,Sc,Sd 測定点。   100, 101, 102 Saturation amplification circuit, 104 Saturation amplification unit, 104a, 104b, 104c Saturation amplifier (intermediate stage), 105 Saturation amplifier (output stage), 106 Feedback amplifier, 108 Control signal generation circuit, 109 Power measurement circuit, 110 Adder circuit, 111 peak hold circuit, Ma, Mb, Mc upper limit signal level, La, Lb, Lc measurement signal level, Pin input signal, Pout output signal, Sa, Sb, Sc, Sd measurement point.

Claims (3)

直列に接続された複数の飽和増幅器と、
前記複数の飽和増幅器の各飽和増幅器に対し、各飽和増幅器に入力された場合に増幅後の増幅範囲が線形増幅範囲に収まる信号の信号レベルの上限値である上限信号レベルを対応付けて記憶するメモリと、
前記複数の飽和増幅器のうちの少なくともいずれかに入力される信号の信号レベルを測定し、測定した信号レベルを測定信号レベルとして出力する電力測定回路と、
前記電力測定回路から出力された前記測定信号レベルと、前記メモリに記憶された各飽和増幅器に対応する前記上限信号レベルとに基づいて、各飽和増幅器の利得を制御する制御回路と
を備えることを特徴とする飽和増幅回路。
A plurality of saturation amplifiers connected in series;
For each saturation amplifier of the plurality of saturation amplifiers, an upper limit signal level that is an upper limit value of the signal level of the signal within which the amplification range after amplification falls within the linear amplification range when input to each saturation amplifier is stored in association with each other. Memory,
A power measurement circuit for measuring a signal level of a signal input to at least one of the plurality of saturation amplifiers and outputting the measured signal level as a measurement signal level;
A control circuit for controlling the gain of each saturation amplifier based on the measurement signal level output from the power measurement circuit and the upper limit signal level corresponding to each saturation amplifier stored in the memory. A featured saturation amplifier circuit.
前記電力測定回路は、
前記複数の飽和増幅器の各飽和増幅器に入力される信号の信号レベルを測定し、各飽和増幅器の前記測定信号レベルを出力し、
前記制御回路は、
前記電力測定回路から出力された各飽和増幅器の前記測定信号レベルと、前記メモリに記憶された各飽和増幅器に対応する前記上限信号レベルとを比較して、各飽和増幅器の前記測定信号レベルが各飽和増幅器に対応する前記上限信号レベルより高い場合には、各飽和増幅器の利得を下げる制御信号を生成し、生成した前記制御信号を各飽和増幅器に出力することを特徴とする請求項1に記載の飽和増幅回路。
The power measurement circuit includes:
Measuring a signal level of a signal input to each saturation amplifier of the plurality of saturation amplifiers, and outputting the measurement signal level of each saturation amplifier;
The control circuit includes:
The measurement signal level of each saturation amplifier output from the power measurement circuit is compared with the upper limit signal level corresponding to each saturation amplifier stored in the memory. 2. The control signal according to claim 1, wherein when the upper limit signal level corresponding to a saturation amplifier is higher than the upper limit signal level, a control signal for reducing a gain of each saturation amplifier is generated, and the generated control signal is output to each saturation amplifier. Saturation amplifier circuit.
前記電力測定回路は、
ピークホールド回路であることを特徴とする請求項1又は2に記載の飽和増幅回路。
The power measurement circuit includes:
The saturation amplifier circuit according to claim 1, wherein the saturation amplifier circuit is a peak hold circuit.
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