JPH02100506A - 自動利得制御回路 - 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】 〔概要〕 受信信号の受信時に、受信信号を一定の信号レベルに調
整するよう処理する自動利得制御回路に関し、 より短い時間で調整処理を実現できるようにすることを
目的とし、 受信信号の信号レベルを可変的に調整する可変利得増幅
器と、この可変利得増幅器が調整した信号レベルを検出
するレベル検出器と、このレベル検出器の検出レベルと
目標となる信号レベルとの差分値を求める比較器と、こ
の比較器が求めた差分値に自らの出力値を加算して新た
な出力値とする更新処理を実行するループフィルタ手段
と、このループフィルタ手段の出力値の初期値を設定す
る初期値設定回路とを備え、受信信号の受信時に、ルー
プフィルタ手段の出力値に従って可変利得増幅器の利得
を制御していくことで、受信信号の信号レベルを目標と
なる信号レベルに調整するよう処理する自動利得制御回
路において、初期値設定回路が、設定する初期値として
、目標となる信号レベルに調整するまでに要する時間が
利得制御範囲内の最大の受信信号レベルと最小の受信信
号レベルとに対して概略等しくなるような値を用いるよ
う構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、受信信号の受信時に、受信信号を一定の信号
レベルに調整するよう処理する自動利得制御回路に関し
、特に、より短い時間で調整処理を実現できるようにす
る自動利得制御回路に関するものである。

ＴＤＭＡ　（時分割多元接続）などを用いるディジタル
衛星通信においては、−船釣に、バースト信号に従って
データ通信が行われている。１つのバースト信号からよ
り多くのデータを復調するシステムを作るためには、よ
り短い時間で復調器が安定な動作に入ることが要求され
ることになる。

これから、バースト信号の受信信号の信号レベルを調整
する自動利得制御回路にあっても、より短い時間で所定
の一定レベルにと調整できるよう構成していく必要があ
る。

〔従来の技術〕

自動利得制御回路は、受信信号の信号レベルを可変的に
調整する可変利得増幅器を用意し、この可変利得増幅器
が調整した受信信号の信号レベルと目標となる信号レベ
ルとの差分値を求めるとともに、その差分値をループフ
ィルタで濾波し、そして、そのループフィルタの出力値
に従って可変利得増幅器の利得を制御していくことで、
受信信号の信号レベルを目標となる信号レベルに調整す
るよう処理するものである。

このような構成をとる自動利得制御回路にあって、従来
では、バースト信号の入力を待つ状態におけるループフ
ィルタの出力値、すなわちループフィルタの出力の初期
値を、目標となる信号レベルの受信信号が入力されたと
きに可変利得増幅器の出力レベルがそのまま目標となる
信号レベルになるようにと設定していた。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、このような従来技術では、可変利得増幅
器の増幅減衰特性や可変利得増幅器の出力レベルを検出
するためのレベル検出器の特性等により、受信信号の信
号レベルを目標となる値に調整するまでに要する時間が
、受信信号の全信号レベル範囲でみてみると、最適であ
るべき最短のものになっていないという問題点があった
。具体的に説明するならば、従来技術では、目標となる
信号レベルよりも大きな信号レベルが入力されてくると
きにあっては、比較的短い時間で調整処理が完了するこ
とになるのに対して、目標となる信号レベルよりも小さ
な信号レベルが入力されてくるときにあっては、調整処
理に比較的長い時間を要するという問題点があった。こ
れから、従来技術では、安定な復調処理に入るために要
する時間が長くなり、従って、同じバースト長の信号に
含められるデータの数が少なくなってしまうという欠点
があったのである。

本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであって、受
信信号の受信時に、受信信号を一定の信号レベルに調整
するよう処理する自動利得制御回路にあって、より短い
時間で調整処理を実現できるようにする自動利得制御回
路の提供を目的とするものである。

〔課題を解決するための手段〕

第１図は本発明の原理構成図である。

図中、ｌは可変利得増幅器であって、受信信号の信号レ
ベルを可変的に調整するもの、２はレベル検出器であっ
て、可変利得増幅器ｌが調整した信号レベルを検出する
もの、３は比較器であって、レベル検出器２が検出した
信号レベルと目標となる信号レベルとの差分値を求める
もの、４はループフィルタ手段であって、比較器３が求
めた差分値に自らの出力値を加算して新たな自らの出力
値とする更新処理を実行するもの、５は初期値設定回路
であって、ループフィルタ手段４の出力値の初期値を設
定するもの、７はクロック回路であって、ループフィル
タ手段４に対して更新処理を指示するクロックを送出す
るものである。ここで、可変利得増幅器１の利得の制御
は、ループフィルタ手段４の出力値に従って実行される
ことになる。

〔作用〕

本発明では、受信信号が入力している状態になったこと
を示す受信状態通知信号が出力されると、ループフィル
タ手段４は、クロック回路７からのクロックに従って、
初期値設定回路５から設定される初期値を起点として自
らの出力値を順次更新していくよう処理し、可変利得増
幅器１は、このループフィルタ手段４の出力値に従って
、受信信号の信号レベルを目標とする所定の一定レベル
にと制御することになる。このとき、初期値設定回路５
は、設定する初期値として、目標となる信号レベルに調
整するまでに要する時間が利得制御範囲内の最大の受信
信号レベルと最小の受信信号レベルとに対して概略等し
くなるような値を用いる。

これから、従来技術のように、調整処理の完了に要する
時間が受信する信号レベルの最大の時と最小の時とで大
きく変わるということがなくなるので、平均的にみてよ
り短い時間で、受信信号の信号レベルを所定の目標のレ
ベルに調整できることになる。

〔実施例〕

以下、実施例に従って本発明の詳細な説明する。

第２図に、本発明の自動利得制御回路の実施例構成を示
す。図中、第１図と同じものについては、同一の記号で
示しである。１ａは可変利得増幅器１が備える利得制御
端子であって、可変利得増幅器１の増幅率を指定するア
ナログ電圧を入力するための端子であるもの、６は受信
検出回路であって、受信信号が入力している状態にある
ことを示す受信状態通知信号を出力するもの、８は可変
利得増幅器１に接続されるミキサ回路であって、可変利
得増幅器１によりレベル制御された受信信号をベースバ
ンドの信号へ周波数変換するもの、９はミキサ回路８に
接続されるローパスフィルタであって、サンプリングに
より低い周波数に折り返される高い周波数成分を除去す
るもの、１０はローパスフィルタ９に接続されるＡ／Ｄ
変換器であって、クロック回路７からのクロック信号に
同期して受信信号を対応するディジタル値に変換するも
の、１１はＡ／Ｄ変換器１０に接続されるディジタルフ
ィルタであって、Ａ／Ｄ変換器１０により変換されたデ
ィジタル値を波形整形されたディジタル値にするもの、
１２はループフィルタ手段４に接続されるＤ／Ａ変換器
であって、ループフィルタ手段４のディジタル出力をア
ナログ電圧に変換して利得制御端子１ａに入力するもの
である。

第３図に、ループフィルタ手段４の詳細な一実施例構成
を示す。図中、４０はＤ型フリソプフロンブ回路であっ
て、クロック回路７からのクロック信号に同期して出力
値を入力側に戻すよう処理するとともに、受信検出回路
６からの受信状態通知信号が入力されると初期値の設定
の行われる前に積分器を“０”に設定するよう処理する
もの、４１は第１の積分器入力部であって、ループフィ
ルタ手段４に入力される人力値とＤ型フリッププロップ
回路４０を介して戻される出力値との加算値を求めるも
の、４２は第２の積分器入力部であって、初期値設定回
路５より設定される初期値と第１の積分器入力部４１の
出力値との加算値を求めるものである。ここで、この実
施例では、初期値設定回路５は、受信状態通知信号が入
力されるとき、すなわち受信信号の信号レベルの調整に
入るときにのみ初期値を第２の積分器入力部４２に設定
するよう処理する。従って、第２の積分器入力部４２は
、このときだけ加算処理を実行することになる。

このような構成を採ることで、ループフィルタ手段４は
、クロック回路７からのクロックに従って、初期値設定
回路５から設定される初期値を起点として自らの出力値
を順次更新していくよう動作する。なお、第２図及び第
３図において、実際には、ディジタル値の分解能に合わ
せて配線本数等が用意されることになるが、図面の便宜
上省略しである。

次に、このように構成される自動利得制御回路の信号レ
ベルの調整処理について説明する。

受信検出回路６から受信信号が入力している状態になっ
たことを示す受信状態通知信号が入力されると、Ｄ型フ
リフプフロップ回路４０は積分器を“０”に設定し、初
期値設定回路５は、これと同期して、信号レベルの調整
処理に入るべく予め選択されである初期値を第２の積分
器入力部４２に入力する。このようにして、第２の積分
器入力部４２に入力された初期値は、Ｄ／Ａ変換器１２
によりアナログ電圧に変換されることで利得制御端子１
ａに入力され、可変利得増幅器ｌの増幅率をある値にセ
ントすることになる。そして、Ａ／Ｄ変換器１０は、ク
ロック回路７のクロックに従って、可変利得増幅器１に
より増幅される受信信号を順次ディジタル値にと変換す
るよう処理することになる。

比較器３の比較により、レベル検出器２で検出された信
号レベルが目標値より大きいと判断されるときには、第
１の積分器入力部４１は、クロック回路７からクロック
が入力される度毎に、その大きい差分値を前回の出力値
に加算して今回の出力値とするよう処理する。従って、
例えば初期値が“５０”という値であるとすると、第２
の積分器入力部４２から出力される出力値は、この“５
０”から、例えば、６５″→“７８”−“９１”→“１
００”というように順次増加していくことになる。可変
利得増幅器１は、この第２の積分器人力部４２の出力値
の増加に合わせて増幅率を下げていくよう処理するので
、可変利得増幅器１より出力される信号レベルは順次減
少して目標値に収束し、最終的には、比較器３からは“
０”が出力されることになる。そして、第２の積分器入
力部４２の出力値は初期値より大きな所定の値（受信信
号の信号レベルで定まる）に収束することになる。

これとは逆に、比較器３の比較により、レベル検出器２
で検出された信号レベルが目標値より小さいと判断され
るときには、第２の積分器人力部４２から出力される出
力値は初期値から順次減少し、可変利得増幅器１は、こ
の第２の積分器入力部４２の出力値の減少に合わせて増
幅率を上げていくよう処理する。この処理により、可変
利得増幅器１より出力される信号レベルは順次増加して
目標値に収束し、最終的には、比較器３からは“０“が
出力されることになって、第２の積分器入力部４２の出
力値は初期値より小さな所定の値に収束することになる
。

次に、収束までに要する時間の実験結果を表す第４図及
び第５図に従って、初期値設定回路が設定する初期値の
値について説明する。

第４図は、初期値として、目標値である信号レベルの受
信信号を受信した際に、直ちに可変利得増幅器１よりそ
の目標値の信号レベルが出力されることになる値を用い
たときの実験結果である。

図中、横軸は信号レベルのサンプリング回数を示し、縦
軸は第２の積分器入力部４２から出力される出力値に対
応する制御値コードを示している。

なお、作図の便宜上、制御コード値が一定の値をとる部
分にあっては直線でもって実験結果を表しである。この
第４図の特性は従来技術のものであり、〔発明が解決し
ようとする課題〕の欄でも説明したように、目標となる
信号レベルよりも大きな信号レベルが入力されてくると
きにあっては、１５回程度と比較的短い時間で調整処理
を完了することになるのに対して、目標となる信号レベ
ルよりも小さな信号レベルが入力されてくるときにあっ
ては、３３回程度と調整処理に比較的長い時間を要する
という問題点があることを表している。

そこで、本発明では、第５図に示すように、初期値をず
らして、初期値として、目標となる信号レベルに調整す
るまでに要する時間が利得制御範凹円の最大の受信信号
レベルと最小の受信信号レベルとに対して概略等しくな
るような値を用いることを提案するのである。なお、こ
の第５図にあっても、作図の便宜上、一部分については
直線でもって実験結果を表しである。

第５図は、初期値の制御値コードとして、従来技術の“
７０”より小さめの“５０”を採用したときにおける実
験結果である。このように、初期値により定まる可変利
得増幅器１の増幅率を従来技術よりやや高めに設定して
、目標となる信号レベルに調整するまでに要する時間を
利得制御範囲内の最大の受信信号レベルと最小の受信信
号レベルとに対して概略等しくなるようにすることで、
調整に要する時間をより短時間にするようにと提案する
のである。このようにすることで、第５図の例では、目
標となる信号レベルよりも大きな信号レベルが入力され
てくるときにあっては、２０回程度と従来技術よりも長
くなってしまうものの、目標となる信号レベルよりも小
さな信号レベルが入力されてくるときにあっては、２５
回程度と従来技術よりもかなり短くできることになる。

初期値を更に小さくすれば、この２つの領域の値の差異
は更に縮まることになる。但し、あまり小さくすると、
今度は逆に、目標となる信号レベルよりも小さな信号レ
ベルが入力されてくるときに長い時間がかかってしまう
ことになる。

第６図に、ループフィルタ手段４の他の実施例構成を示
す。第６図（Ａ）は、本来のループフィルタ４ａの入力
側に初期値設定回路５からの初期値を加算する積分器を
設けて、ループフィルタ手段４を構成する実施例であり
、第６図（Ｂ）は、本来のループフィルタ４ａの出力側
に初期値設定回路５からの初期値を加算する積分器を設
けて、ループフィルタ手段４を構成する実施例である。

ここで、第６図（Ａ）の実施例では、初期値設定回路５
は、受信検出回路６が受信信号の入力を検出するときに
のみ初期値を積分器に設定するよう処理するのに対して
、第６図（Ｂ）の実施例では、初期値設定回路５は、調
整処理の間中、初期値を積分器出力に設定するよう処理
する。このような構成を採ることで、第３図の実施例と
同様に、ループフィルタ手段４は、クロック回路７から
のクロックに従って、初期値設定回路５から設定される
初期値を起点として自らの出力値を順次更新していくよ
う処理することになる。

ループフィルタ手段４は、アナログ信号でもって処理を
実行できることは説明するまでもないことである。この
とき、ループフィルタ手段４は、初期値設定回路５から
初期値をアナログ信号で受は取ることになる。このよう
な場合における積分器と初期値設定回路の一実施例を第
７図に示すことにする。

以上図示実施例について説明したが、本発明はこれに限
定されるものではない。例えば、実施例の説明にあたっ
て、ループフィルタ手段の出力値が大きくなるに従って
、可変利得増幅器の増幅率が減少するということで説明
したが、この逆に従って構成することも可能である。

〔発明の効果〕

このように、本発明によれば、受信信号の受信時に、受
信信号を一定の信号レベルに調整するよう処理する自動
利得制御回路にあって、より短い時間で調整処理を実現
できるようになる。これから、同じバースト長のバース
ト信号でより多くのデータ量を送信できるようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理構成図、 第２図は本発明の実施例構成図、 第３図はループフィルタ手段の実施例構成図、第４図及
び第５図は設定される初期値のための説明図、 第６図はループフィルタ手段の他の実施例構成図、 第７図は初期値設定のための実施例構成図である。 図中、１は可変利得増幅器、１ａは利得制御端子、２は
レベル検出器、３は比較器、４はループフィルタ手段、
４ａはループフィルタ、５は初期値設定回路、６は受信
検出回路、７はクロック回路、８はミキサ回路、９はロ
ーパスフィルタ、ＩＯはＡ／Ｄ変換器、１１はディジタ
ルフィルタ、１２はＤ／Ａ変換器、４０はＤ型フリップ
フロップ回路、４１は第１の積分器入力部、４２は第２
の積分器入力部である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 受信信号の信号レベルを可変的に調整する可変利得増幅
   器（１）と、この可変利得増幅器（１）が調整した受信
   信号の信号レベルを検出するレベル検出器（２）と、こ
   のレベル検出器（２）が検出した信号レベルと目標とな
   る信号レベルとの差分値を求める比較器（３）と、この
   比較器（３）が求めた差分値に自らの出力値を加算して
   新たな自らの出力値とする更新処理を実行するループフ
   ィルタ手段（４）と、このループフィルタ手段（４）の
   出力値の初期値を設定する初期値設定回路（５）とを備
   え、 受信信号の受信時に、上記ループフィルタ手段（４）の
   出力値に従って上記可変利得増幅器（１）の利得を制御
   していくことで、受信信号の信号レベルを目標となる信
   号レベルに調整するよう処理する自動利得制御回路にお
   いて、 上記初期値設定回路（５）が、設定する初期値として、
   目標となる信号レベルに調整するまでに要する時間が利
   得制御範囲内の最大の受信信号レベルと最小の受信信号
   レベルとに対して概略等しくなるような値を用いること
   を、 特徴とする自動利得制御回路