【手続補正書】
【提出日】平成19年2月15日(2007.2.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】  出力信号のレベルが、予め設定される所定レベルになるように、入力信号に対する利得が制御され、前記所定レベルの信号を出力する自動利得制御回路において、
入力のない無信号期間を検出し、該無信号期間において、前記自動利得制御回路の利得を前記所定レベル値より低い予め設定したレベル値に固定する利得固定手段と、
信号が入力されて所定時間経過後に、前記利得固定手段の利得固定動作を解除する固定解除手段と、
前記利得固定手段と前記固定解除手段との動作を制御することにより、前記自動利得制御回路への信号入力の過渡時に対応して、出力信号のレベル変動を抑制する制御を行う制御手段とを有することを特徴とする自動利得制御回路。
【請求項２】  前記利得固定手段は、第１の定電流源を備え、自動利得制御回路の入力信号を増幅するゲイン制御回路の出力を整流する整流部の出力と前記入力信号とが夫々入力されて、無信号期間を検出する無信号検出回路と、
この無信号検出回路に接続され、前記第１の定電流源との間でミラー機能を有する第２の定電流源と、この第２の定電流源との間でミラー機能を有する第３の定電流源を備えた利得固定回路と、からなることを特徴とする請求項１に記載の自動利得制御回路。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】発明の詳細な説明
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、出力信号レベルが予め設定した所定レベルになるように、入力信号に対するゲインが制御される自動利得制御回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の自動利得制御回路は、図５に示すような構成となっていて、入力信号ＳＶｉｎを増幅して出力するゲイン制御回路１１と、ゲイン制御回路１１の出力信号Ｖｏｕｔを検波して検波信号を出力する検波回路及び、検波回路からの検波信号をＶＩ変換するＶ−Ｉ変換回路を備えた制御信号出力回路１０とが設けられ、制御信号出力回路１０のＶ−Ｉ変換回路からのゲイン設定の制御信号に基づいて、ゲイン制御回路１１のゲインが設定され、入力信号ＳＶｉｎに対する自動利得制御が行なわれる。ここで、制御信号出力回路１０は、図６に示すような構成となっていて、互いに差動対となるように接続されたトランジスタＱ５、Ｑ６を含む差動アンプ部Ａの第１、第２の出力端子が、トランジスタＱ１、Ｑ２を含む全波整流部ＢのトランジスタＱ１、Ｑ２のベースにそれぞれ接続され、全波整流部Ｂの第１、第２の出力端子が、トランジスタＱ３、Ｑ４を含む中点検出部ＣのトランジスタＱ３、Ｑ４のベースにそれぞれ接続されている。そして、中点検出部Ｃの出力端子と全波整流部Ｂの第３の出力端子とが、トランジスタＰ１、Ｐ２を含む検波部ＤのトランジスタＰ１、Ｐ２にそれぞれ接続されている。
【０００３】
このような構成の従来の制御信号出力回路１０の動作を説明する。制御信号出力回路１０の差動アンプ部Ａに入力信号Ｖｉｎ（ゲイン制御回路１１の出力信号Ｖｏｕｔ）が入力されると、トランジスタＱ５のコレクタの信号Ｖａと、トランジスタＱ６のコレクタの信号Ｖｂとは、図示のバイアス電圧Ｖｃｃ、電流Ｉ1 、抵抗Ｒ1 、Ｒ2 を使用して、それぞれ（１）、（２）式に示すように表される。
【０００４】
Ｖａ＝Ｖｃｃ−Ｉ1 ・Ｒ2 −（Ｒ2 ／Ｒ1 ）Ｖｉｎ （１）
Ｖｂ＝Ｖｃｃ−Ｉ1 ・Ｒ2 ＋（Ｒ2 ／Ｒ1 ）Ｖｉｎ （２）
【０００５】
差動アンプ部Ａから出力される信号Ｖａは、全波整流部ＢのトランジスタＱ１のベースに入力され、差動アンプ部Ａから出力される信号Ｖｂは、全波整流部ＢのトランジスタＱ２のベースに入力されるが、トランジスタＱ１、Ｑ２は差動対を形成しているので、トランジスタＱ１、Ｑ２のベース電位の高い方が作動して信号を出力することになる。これらのトランジスタＱ１、Ｑ２のエミッタは互いに接続され、この接続点とアース間に、抵抗Ｒ3 と電流Ｉ2 の定電流源が直列に接続されているので、抵抗Ｒ3 と定電流源の接続点の信号Ｖｃは、Ｖａ＞Ｖｂの場合には、トランジスタＱ１のベースエミッタ間電圧をＶｂｅ（Ｑ１）として（３）式で表され、Ｖａ＜Ｖｂの場合には、トランジスタＱ２のベースエミッタ間電圧をＶｂｅ（Ｑ２）として（４）式で表される。
【０００６】
Ｖｃ＝Ｖａ−Ｖｂｅ（Ｑ１）−Ｉ2 ・Ｒ3 （３）
Ｖｃ＝Ｖｂ−Ｖｂｅ（Ｑ２）−Ｉ2 ・Ｒ3 （４）
【０００７】
（３）式及び（４）式から明らかなように、全波整流部Ｂでは全波整流動作が行なわれている。
【０００８】
中点検出部Ｃにおいては、トランジスタＱ３のベースに信号Ｖａが印加され、トランジスタＱ４のベースに信号Ｖｂが印加され、トランジスタＱ３、Ｑ４のエミッタ間に、２個の抵抗Ｒ4 が互いに直列に接続され、２個の抵抗Ｒ4 の相互の接続点が、検波部ＤのトランジスタＰ１のベースに接続されているが、この相互の接続点の信号Ｖｄは、トランジスタＱ３のベースエミッタ間電圧をＶｂｅ（Ｑ３）、トランジスタＱ４のベースエミッタ間電圧をＶｂｅ（Ｑ４）して、（５）式で表される。
【０００９】
Ｖｄ＝（１／２）｛Ｖａ−Ｖｂｅ（Ｑ３）｝＋｛Ｖｂ−Ｖｂｅ（Ｑ４）｝
（５）
【００１０】
（５）式において、Ｖｂｅ（Ｑ３）＝Ｖｂｅ（Ｑ４）とし、（１）式及び（２）式を代入すると（６）式が得られる。
【００１１】
Ｖｄ＝Ｖｃｃ−Ｉ1 Ｒ2 −Ｖｂｅ（Ｑ３） （６）
【００１２】
（６）式から明らかなように、Ｖｄには交流成分は存在せず、中点検出部Ｃでは、信号Ｖａ、Ｖｂに基づいて、直流成分の中点検出が行なわれている。この場合の信号Ｖｃと信号Ｖｄとの関係は、図７に示すようになる。
【００１３】
ところで、検波部Ｄには、図６に示すように、定電流源１２に電流Ｉ2 が流れると、電流２Ｉ2 が流れる定電流源１３を備えたカレントミラー機能が設けられており、さらに、検波部Ｄには、常時電流Ｉ2 が流れる定電流源１５が設けられている。一方、検波部Ｄにおいて、トランジスタＰ１のベースには、中点検出成分の信号Ｖｄが入力され、トランジスタＰ２のベースには、全波整流成分の信号Ｖｃが入力されるが、Ｖｃ＞Ｖｄの場合には、トランジスタＰ２が作動し、Ｖｃ＜Ｖｄの場合には、トランジスタＰ１が作動する。
【００１４】
このために、Ｖｃ＞Ｖｄの場合には、トランジスタＰ２が作動し、定電流源１２に電流Ｉ2 が流れて、定電流源１３に電流２Ｉ2 が流れ、定電流源１５に電流Ｉ2 が流れるので、出力端子ｔｏｕｔには、２Ｉ2 −Ｉ2 ＝Ｉ2 が流入して、制御信号出力回路１０から出力される制御信号（電流）はＩ2 となる。また、Ｖｃ＜Ｖｄの場合には、トランジスタＰ１が作動することになるが、この時には、定電流源１５に電流Ｉ2 を流すために、出力端子ｔｏｕｔから電流Ｉ2 が検波部Ｄに流れ込むことになり、制御信号出力回路１０から出力される制御信号（電流）は−Ｉ2 となる。
【００１５】
このようにして、制御信号出力回路１０から供給される制御信号によって、ゲイン制御回路１１が制御され、自動利得制御回路のＡＧＣ（Auto Gain Control）制御が行なわれる。この場合、図８に示すように、アタックタイムｔ１：リカバリータイムｔ２＝１：１となる位置でバランスを取ってＡＧＣ制御が行なわれる。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
以上に説明した従来の自動利得制御回路に、図９（ａ）に示すように変化する信号、すなわち、無信号状態から所定振幅となり継続するような入力信号ＳＶｉｎが入力されると、
無信号状態においては、ゲイン制御回路１１のゲインは、最大に設定されているため、図中の過渡時間帯ｔｖにおいて、出力信号Ｖｏｕｔ（制御信号出力回路１０の入力信号Ｖｉｎ）には過渡現象による過大なレベル変化が起こる。すなわち、自動利得制御回路からの出力信号Ｖｏｕｔは、図９（ｂ）に示すように、過渡時間帯ｔｖにおいて過大振幅の振動が発生した後に自動利得制御により徐々にゲインが減少して、所定レベルの信号が出力される定常時間帯ｔｓに移行する。このように、過渡時間帯ｔｖにおいて、出力信号に大きな過渡変化が発生すると、自動利得制御回路に接続される装置の動作に悪影響を及ぼし、動作が不安定になったり故障の原因になることもある。
【００１７】
この過渡時の出力信号のレベル変動を抑えるために、自動利得制御動作のアタックタイムｔ１をリカバリータイムｔ２に比して、十分に小さくすることも考えられるが、回路の動作特性が予め指定される条件下では、条件を満足する回路の構成が複雑となり、製造コスト上でも問題が生じる。
【００１８】
本発明は、前述したようなこの種の自動利得制御回路の動作の現状に鑑みてなされたものであり、その目的は、簡単な構成で過渡時の出力信号のレベル変動を適確に抑えることが可能な自動利得制御回路を提供することにある。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、出力信号のレベルが、予め設定される所定レベルになるように、入力信号に対する利得が制御され、前記所定レベルの信号を出力する自動利得制御回において、入力のない無信号期間を検出し、該無信号期間において、前記自動利得制御回路の利得を前記所定レベル値より低い予め設定したレベル値に固定する利得固定手段と、信号が入力されて所定時間経過後に、前記利得固定手段の利得固定動作を解除する固定解除手段と、前記利得固定手段と前記固定解除手段との動作を制御することにより、前記自動利得制御回路への信号入力の過渡時に対応して、出力信号のレベル変動を抑制する制御を行う制御手段とを有することを特徴とするものである。また、請求項２記載の発明は、請求項１に記載の自動利得制御回路において、前記利得固定手段が、第１の定電流源を備え、自動利得制御回路の入力信号を増幅するゲイン制御回路の出力を整流する整流部の出力と前記入力信号とが夫々入力されて、無信号期間を検出する無信号検出回路と、
この無信号検出回路に接続され、前記第１の定電流源との間でミラー機能を有する第２の定電流源と、この第２の定電流源との間でミラー機能を有する第３の定電流源を備えた利得固定回路と、からなることを特徴とするものである。
【００２０】
このような手段によると、出力信号のレベルが、予め設定される所定レベルになるように、入力信号に対する利得が制御され、所定レベルの信号が出力されるが、制御手段の制御によって、入力のない無信号期間を検出して作動する利得固定手段により、自動利得制御回路の利得が予め設定した所定低レベル値に固定され、信号が入力されて所定時間経過後に、制御手段によって作動する固定解除手段により、利得固定手段の利得固定動作が解除されるために、簡単な構成によって、信号の入力過渡時において、過渡現象により対応する出力信号のレベルが大幅に変動することが適確に抑制され、自動利得制御回路に接続される装置の動作に悪影響を及ぼしたり、動作が不安定になったり故障が生じたりすることが完全に防止される。一定レベル以上の入力信号に対しては、従来と同様に常に安定した信号レベルの信号が出力される。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の一実施の形態を、図１ないし図４を参照して説明する。図１は本実施の形態の構成を示すブロック図、図２は図１の要部の構成を示す回路図、図３は本実施の形態における信号波形の説明図、図４は本実施の形態の入力信号と対応する出力信号との説明図である。
【００２２】
本実施の形態では、図１に示すように、制御信号出力回路１０Ａには、すでに図５を参照して説明した従来の制御信号出力回路１０に比して、無信号検出回路が新たに設けられている。本実施の形態の制御信号出力回路１０Ａには、図２に示すように、差動アンプ部Ａ、全波整流部Ｂ、中点検出部Ｃ、無信号検出部Ｄａ及び検波バッファ部Ｅが設けられているが、これらの内差動アンプ部Ａ、全波整流部Ｂ、中点検出部Ｃは、すでに説明した制御信号出力回路１０の差動アンプ部、全波整流部、中点検出部とそれぞれ同一なので、重複する説明は行わない。
【００２３】
本実施の形態の制御信号出力回路１０Ａには、トランジスタＰ１〜Ｐ４、互いにミラー機能を有する定電流源１６、１７、定電流源１８、１９及び後述する検波バッファ部Ｅの定電流源との間でミラー機能を有する定電流源２０を備え、無信号期間を検出する無信号検出部Ｄａが設けられおり、この無信号検出部Ｄａの後段に、トランジスタＴｒ１、Ｔｒ２、トランジスタＰ５〜Ｐ７、前記定電流源２０との間でミラー機能を有する定電流源２１、及びこの定電流源２１との間でミラー機能を有する定電流源２２を備えた検波バッファ部Ｅが設けられている。
【００２４】
このような構成の本実施の形態の動作を説明する。本実施の形態では、図３に示すように、無信号期間に対応する時間区間Ｔ１において、信号Ｖｃ＜信号Ｖｄとなっており、この状態では無信号検出部ＤａのトランジスタＰ２が作動し、定電流源１６に電流Ｉ3 が流れると、ミラー機能により定電流源１７に電流２Ｉ3 が流れる。定電流源１７に電流２Ｉ3 が流れると、トランジスタＰ４が作動することになり、定電流源２０に電流Ｉ3 が流れる。このようにして、定電流源２０に電流Ｉ3 が流れると、ミラー機能により検波バッファ部Ｅの定電流源２１に電流ｍＩ3 が流れ、定電流源２１に電流ｍＩ3 が流れると、ミラー機能により定電流源２２に電流ｎＩ3 が流れることになるので、検波バッファ部Ｅの出力端子ｔｏｕｔの信号のレベルが、予め設定した第１の所定レベルに固定される。
【００２５】
このように、検波バッファ部Ｅに、無信号検出部Ｄａから駆動制御信号が入力され、出力端子ｔｏｕｔ、すなわち図１のＶ−Ｉ変換回路からは、ゲイン制御回路１１Ａに対して、ゲイン制御回路１１Ａのゲインを低レベルに設定する抑制制御信号が供給され、無信号期間に対応する時間区間Ｔ１では、ゲイン制御回路１１Ａのゲインが低レベルに設定されるので、実施の形態に係る自動利得制御回路に、図４（ａ）に示す入力信号ＳＶｉｎが入力されると、過渡時間帯ｔｖにおいて、自動利得制御回路のゲインが低レベルに設定され、自動利得制御回路の出力信号Ｖｏｕｔは、同図（ｂ）のようになり、過渡時間帯ｔｖにおける過渡現象による過大振幅の振動の発生が大幅に低減する。また、本実施の形態では、時間区間Ｔ１が経過し、信号Ｖｃ＞信号Ｖｄとなると、無信号検出部ＤａのトランジスタＰ１が作動し、定電流源１９の電流Ｉ3 はトランジスタＰ１に流れる。この場合、定電流源１６、１７に電流は流れず、定電流源１８の電流Ｉ3 はトランジスタＰ３に流れる。
【００２６】
この状態では、検波バッファ部Ｅには、無信号検出部Ｄａから駆動制御信号は入力されず、検波バッファ部Ｅはフリー作動状態となり、この時の出力端子ｔｏｕｔの信号は制御信号出力回路１０の入力信号Ｖｉｎ（出力信号Ｖｏｕｔ）に対応したものになる。すなわち、図１のＶ−Ｉ変換回路からは、ゲイン制御回路１１Ａに対して、通常の自動利得制御を行わせる制御信号が供給される。このために、図４（ｂ）に示すように、自動利得制御回路からは、定常時間帯ｔｓに対応して、通常の自動利得制御による所定レベルの信号が出力される。
【００２７】
上述のように、本実施の形態によると、無信号検出部Ｄａによって無信号期間が検出されるが、この場合、無信号検出部Ｄａの定電流源１６に流れる電流Ｉ3 により、ミラー機能によって定電流源１７に電流２Ｉ3 が流れ、トランジスタＰ４が作動して定電流源２０に電流Ｉ3 が流れる。また、定電流源２０に流れる電流Ｉ3 により、ミラー効果により検波バッファ部Ｅの定電流源２１に電流ｍＩ3 が流れ、さらにミラー効果により定電流源２２に電流ｎＩ3 が流れ、出力端子ｔｏｕｔの信号レベルが予め設定される第１の所定レベルに設定される。そして、この所定の信号レベルによって、無信号時には、自動利得制御回路のゲイン制御回路１１Ａのゲインが低レベルに設定されているため、無信号から一定レベル以上の信号が入力される際の過渡時に、過渡現象により出力信号のレベルが大幅に変動することが抑制される。
【００２８】
また、無信号期間が経過し、図３に示すように信号Ｖｃ＞信号Ｖｄとなると、無信号検出部ＤａのトランジスタＰ１が作動し、定電流源２０には電流が流れない。この場合は検波バッファ部Ｅはフリー作動状態となり、出力端子ｔｏｕｔからの信号に基づいて、自動利得制御回路のゲイン制御回路１１Ａのゲインは通常の自動利得制御を行うように制御され、自動利得制御回路の出力信号は予め設定されたレベルに設定され、図４（ｂ）に定常安定時間帯ｔｓに対応して示すように、所定レベルの出力信号Ｖｏｕｔが得られるように入力信号Ｖｉｎに対する自動利得制御が行われる。
【００２９】
なお、以上の説明では、抑制制御信号によって、自動利得制御回路からは図４（ｂ）に示すような波形の出力信号が、後段に接続される装置に提供される場合を説明したが、本実施の形態における出力波形は図４（ｂ）に限定されるものではなく、抑制制御信号でゲイン制御回路１１Ａに設定される無信号期間でのゲインを選択することにより、例えば図４（ｃ）に示すような波形の信号を出力することも可能である。
【００３０】
このようにして、本実施の形態によると、簡単な構成でありながら、無信号期間を検出し該期間での自動利得制御回路のゲインを低レベルに設定し、信号の入力時に過渡時間帯において、過渡現象により出力信号のレベルが大幅に変動することが適確に抑制され、自動利得制御回路に接続される装置の動作に悪影響を及ぼしたり、動作が不安定になったり故障が生じたりすることが確実に防止され、常に安定した信号レベルの信号を出力することが可能になる。
【００３１】
【発明の効果】
請求項１記載の自動利得制御回路に係る発明によると、出力信号のレベルが、予め設定される所定レベルになるように、入力信号に対する利得が制御され、所定レベルの信号が出力されるが、制御手段の制御によって、入力のない無信号期間を検出して作動する利得固定手段により、自動利得制御回路の利得が予め設定した所定低レベル値に固定され、信号が入力されて所定時間経過後に、制御手段によって作動する固定解除手段により、利得固定手段の利得固定動作が解除されるので、簡単な構成によって、信号の入力過渡時において、過渡現象により対応する出力信号のレベルが大幅に変動することが適確に抑制され、自動利得制御回路に接続される装置の動作に悪影響を及ぼしたり、動作が不安定になったり故障が生じたりすることが完全に防止され、常に安定した信号レベルの信号を出力することが可能になる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2002151988.tif 000001
【手続補正４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図４】
2002151988.tif 000002
【手続補正５】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図５】
2002151988.tif 000003
【手続補正６】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図９】
2002151988.tif 000004