(57)【要約】【課題】直流オフセットの影響を受けず、高精度に信号強度を算出可能であって、迅速かつ効率的に目標の信号強度にまで調整可能な利得制御回路を提供する。【解決手段】一定時間内における複数の信号値の平方値である第一平方値を累加するパワー／エネルギー算出回路２０３と、前記一定時間内における前記信号値の和の平方値である第二平方値を算出し、当該第二平方値を当該一定時間内における当該信号値の数で割ることによって目標オフセット値を生成する直流オフセットパワー／エネルギー算出回路２０４と、パワー／エネルギー算出回路２０３と直流オフセットパワー／エネルギー算出回路２０４とに接続され前記第一平方値と前記目標オフセット値との差値を算出する直流オフセットキャンセル回路２０５とを有する。【選択図】図２
2008283661.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流オフセットを除去する利得制御回路であって、
一定時間内における複数の信号値の平方値である第一平方値を累加する第一回路と、
前記一定時間内における前記信号値の和の平方値である第二平方値を算出し、前記第二平方値を前記一定時間内における前記信号値の数で割ることによって目標オフセット値を生成する第二回路と、
前記第一回路と前記第二回路とに接続され、前記第一平方値と前記目標オフセット値との差値を算出する第三回路と、
を有することを特徴とする利得制御回路。
【請求項２】
さらに、前記第三回路からの前記差値を受信することによって、予め設定しておいた増幅値に基づいて目標増幅値を決定する第四回路を有することを特徴とする請求項１に記載の利得制御回路。
【請求項３】
直流オフセットを除去する利得制御回路であって、
一定時間内における複数の信号値の平方値である第一平方値を累加し、前記第一平方値を前記一定時間内における前記信号値の数で割ることによってパワー値を生成する第一回路と、
前記一定時間内における前記信号値の和の平方値である第二平方値を算出し、前記第二平方値を、前記一定時間内における前記信号値の数の平方値である第三平方値で割ることによって目標オフセット値を生成する第二回路と、
前記第一回路と前記第二回路とに接続され、前記パワーと前記目標オフセット値との差値を算出する第三回路と、
を有することを特徴とする利得制御回路。
【請求項４】
さらに、前記第三回路からの前記差値を受信することによって、予め設定しておいた増幅値に基づいて目標増幅値を決定する第四回路を有することを特徴とする請求項３に記載の利得制御回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、利得制御回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
調整が必要とされる信号強度を検出するために、従来の利得制御回路は一組の信号を収集して現在のデシベル値を算出し、目標とするデシベル値を減算する。そして、信号は増幅器に伝送されてその信号強度が目標の信号強度にまで増幅される。
図１に示すように、従来の利得制御回路では、アナログ信号は増幅器１０１に伝送されて増幅され、かつＡ／Ｄ変換器（図示しない）に伝送されて変換される。そして、変換されたデジタル信号は直流オフセットキャンセル回路１０２に伝送されてその直流オフセットが取り除かれる。続いて、回路１０２からの出力信号が算出回路１０３に伝送されて、現在の信号強度あるいはエネルギーが算出される。そして、算出された信号はもう一つの算出回路１０４に伝送されて、調整の必要な信号値が算出される。
【０００３】
しかしながら、直流オフセットキャンセル回路がその動作を完了する前に算出を行った場合、直流オフセットの量によって誤りが生じ、その時点の信号も一緒に計算されてしまう。利得制御回路に、修正後の目標信号強度にまで調整を行わせるためには、利得制御回路は直流オフセットが取り除かれるのを待たなければ、現在の信号について正確な算出を行うことができない。そのため、この結果を得るために、利得制御回路は比較的長い時間を費やさなければならない。
【０００４】
また、利得制御回路の中には、電気ノイズを用いて直流オフセットを取り除かなければ動作を開始しないものもある。しかしながら、直流オフセットは、温度あるいは利得値の変化によって変わることがある。したがって、利得制御の動作開始後にも、取り除くことのできない直流オフセットが残ってしまう場合がある。結果として、計算誤りによって、利得制御回路は目標値にまで調整することができない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、直流オフセットを除去する利得制御回路を提供することを目的とする。
また、本発明は、直流オフセットの影響を受けず、高精度に信号強度を算出可能であって、迅速かつ効率的に目標の信号強度にまで調整を行うことができる利得制御回路を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の利得制御回路は、一定時間内における複数の信号値の平方値である第一平方値を累加する第一回路と、前記一定時間内における前記信号値の和の平方値である第二平方値を算出し、当該第二平方値を当該一定時間内における当該信号値の数で割ることによって目標オフセット値を生成する第二回路と、前記第一回路と前記第二回路とに接続され、前記第一平方値と前記目標オフセット値との差値を算出する第三回路とを有する。
【０００７】
本発明を実施するための最良の形態の一つを説明しさえすれば、当業者は以下に示し記載する本発明の実施形態から、本発明における特徴、利点を確実に見出すことができる。本発明はその他の実施形態が可能であり、さらに、本発明の細部の多くについては、異なるかつ明らかな各種変形例が可能であって、これら全ての変形例は本発明に含まれるものとする。よって、関連の図および記載は説明的なものであって限定的ではないとみなされる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明による利得制御回路の一実施形態を図面に基づいて説明する。
本発明による直流オフセットの影響を受けない利得制御回路の一実施形態を図２に示す。統計学における分散分析（ＡＮＯＶＡ）が、直流オフセットの影響を取り除くために用いられる。利得増幅器２０１はアナログ信号を受信して信号の利得を調整し、Ａ／Ｄ変換器（図示しない）によってアナログ信号をデジタル信号に変換する。直流オフセットキャンセル回路２０２（必要に応じて設置）は調整済みの信号を受信した後、調整済みの信号を第一回路としてのパワー／エネルギー算出回路２０３および第二回路としての直流オフセットパワー／エネルギー算出回路２０４に伝送する。パワー／エネルギー算出回路２０３はすべての信号の総パワー／エネルギーを算出し、直流オフセットパワー／エネルギー算出回路２０４は直流オフセットにより生成されるパワー／エネルギーを算出する。
【０００９】
第三回路としての直流オフセットキャンセル回路２０５は、パワー／エネルギー算出回路２０３と直流オフセットパワー／エネルギー算出回路２０４とが算出した結果の差値を算出する。第四回路としての利得算出回路２０６はこの差値を受信し、デシベル値に変換する。利得算出回路２０６は算出したデシベル値と事前に設定しておいたデシベル値とを比較する。フィードバック値は利得算出回路２０６から利得増幅器２０１に伝送され、このようにして利得算出回路２０６は自動的に信号の利得を調整することが可能である。通常、利得増幅器２０１は一組の直列の増幅器（図示しない）を有し、これら増幅器はすべて２ｄＢといったような同じ増幅値を供給する。利得算出回路２０６からのフィードバック信号は、すべての増幅器についてオン／オフを制御する。８ｄＢの増幅値を必要とする場合、３つの直列した増幅器をオンにする。
従来の利得制御回路におけるパワーは以下のように算出される。
【００１０】
【数１】
2008283661.tif 000003
【００１１】
Ｓnは利得制御回路における入力信号である。直流オフセットが生成される場合、Ｒn＝Ｓn＋Ｐnであって、通常、直流オフセットＰnは一定時間内における固定値である。また、信号強度は以下の方程式により算出される。
【００１２】
【数２】
2008283661.tif 000004
【００１３】
信号の平均値が０の場合、信号強度は以下の方程式により算出される。
【００１４】
【数３】
2008283661.tif 000005
【００１５】
式（３）と式（１）とを比較すると、信号強度
【００１６】
【数４】
2008283661.tif 000006
【００１７】
分増えていることがわかるが、これは直流オフセットにより生成されたものである。しかしながら、直流オフセットが一定時間内における固定値であり、かつ信号の平均値が０であるときには、直流信号強度は以下の方程式により算出される。
【００１８】
【数５】
2008283661.tif 000007
【００１９】
式(４)は、式(１)と式(３)との間の差値を減算するのに用いられる。
よって、本発明による利得制御回路の一実施形態において改善された信号強度の算出方法は以下のとおりである。
【００２０】
【数６】
2008283661.tif 000008
【００２１】
エネルギーに基づいて計算する場合は、信号エネルギーは以下によって算出される。
【００２２】
【数７】
2008283661.tif 000009
【００２３】
直流オフセットＰnが発生する場合、Ｒn＝Ｓn＋Ｐnとなる。直流オフセットＰnは、通常、一定時間内における固定値である。信号の平均値が０の場合、信号エネルギーは以下の方程式により算出される。
【００２４】
【数８】
2008283661.tif 000010
【００２５】
直流信号エネルギーは以下の方程式により算出される。
【００２６】
【数９】
2008283661.tif 000011
【００２７】
よって、式（７）から式（８）を減算することによって信号強度
【００２８】
【数１０】
2008283661.tif 000012
【００２９】
を求めることができる。このような方法を利用することによって、利得算出回路は比較的高精度な調整値を生成することができ、直流オフセットの影響を受けることはない。直流信号のパワー／エネルギーは、直流オフセットパワー／エネルギー算出回路２０４によって算出され、すべての信号の総パワー／エネルギー（入力信号および直流オフセットを含む）はパワー／エネルギー算出回路２０３によって算出される。
【００３０】
よって、直流オフセットが完全に取り除かれる前に、直流オフセットを含まない信号強度あるいはエネルギーを算出できるため、利得制御を比較的迅速かつ効率よく行うことができるようになる。利得値を調整する際、増幅器やその他の回路あるいは温度によって発生する直流オフセットが利得制御回路による信号強度あるいはエネルギーの算出に影響することはない。
【００３１】
本発明の一実施形態は、本発明の目的を説明し記載するために示されたものにすぎず、本発明の内容をすべて網羅するものではなく、上述の特定の形式あるいは一実施形態の例に限定されるものではない。よって、上述の記載は説明的なものであって限定的ではないとみなされる。当業者であれば、本発明に多数の修正や変形が可能であることは言うまでもない。一実施形態においてなされた選択と記載は、本発明の原理と最良の実施形態を適切に解説するためのものにすぎず、これによって当業者は本発明の各種実施形態および特定の用途あるいは種々の修正すべき点を把握することができる。本発明の範囲は、特許請求の範囲と、特許請求の範囲に含まれるのと同義の主張とによって決定され、かつ、特に明示されない限り、すべての条件は最も広範で合理的な意義を有する。当業者は、上述の実施形態において各種の変形を行うことが可能であって、これは本発明の範囲に含まれるものであることは言うまでもない。なお、本発明における構成要素および構成部が特許請求の範囲において明確に列挙されているかどうかにかかわらず、これらの要素および構成部はいずれも一般人向けに提供されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】従来の利得制御回路を示す模式図である。
【図２】本発明の一実施形態による利得制御回路を示す模式図である。
【符号の説明】
【００３３】
２０１：利得増幅器、２０２：直流オフセットキャンセル回路、２０３：パワー／エネルギー算出回路、２０４：直流オフセットパワー／エネルギー算出回路、２０５：直流オフセットキャンセル回路、２０６：利得算出回路
【図１】
2008283661.tif 000013
【図２】
2008283661.tif 000014