(57)【要約】【課題】本発明は、一定利得係数を表わすA1,m及び1≦ΔA1,min≦ΔA1≦ΔA1,maxを有する利得係数の偏差を表わすΔA1から成る利得係数A1=A1,m＊ΔA1を有する第一の増幅器を用いて信号を増幅するステップと、回路利得係数AC=A1＊A2と目標回路利得係数AT≦AT,maxとの間の差が零になるように該第一の増幅器の利得の該偏差ΔA1が補償されるように減じられる制御可能な利得係数A2≦A2,maxを有する第二の増幅器を用いて該信号を更に増幅するステップとを有し、増幅器から成る回路の感度を増大させる方法に関する。【解決手段】利得係数の偏差を欠点とする増幅器から成る回路の感度を増大させる方法を提供する本発明の目的を解決するために、該第二の増幅器の出力での該信号は、固定係数A3≦1をその入力に適用する分配器に更に入力され、該第一の増幅器の該利得係数A1の該偏差ΔA1及び該固定係数A3は、該回路利得係数AC’=A1＊A2＊A3と該目標回路係数ATとの間の差が最小になるように、該第二の増幅器の該利得係数A2によって少なくとも部分的に補償され、該固定係数A3は、該差が強制的に零にされうる値ΔA1及びATの幾つかの組合せ、及び該差が制限A2≦A2,maxによってもはや強制的に零にされえない値ΔA1及びATの幾つかの組合せが少なくとも存在するように選ばれることが提案される。
2006523990.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
A1,mは一定利得係数を表わし、ΔA1は、1≦ΔA1,min≦ΔA1≦ΔA1,maxを有する利得係数の偏差を表わす場合に、利得係数A1=A1,m＊ΔA1を有する第一の増幅器を用いて信号を増幅するステップと、
制御可能な利得係数A2≦A2,maxを有する第二の増幅器を用いて該信号を更に増幅し、該第一の増幅器の利得の該偏差ΔA1は、回路利得係数AC=A1＊A2と目標回路利得係数AT≦AT,maxとの間の差が零になるように、該第二の増幅器の利得A2を減じることによって補償されるステップとを有し、増幅器の回路の感度を増大させる方法であって、
該第二の増幅器の出力の信号は、固定係数A3≦1をその入力に適用する分配器に更に入力され、
該第一の増幅器の該利得係数A1の該偏差ΔA1及び該固定係数A3は、該回路利得係数AC’=A1＊A2＊A3と該目標回路利得係数ATとの間の差が最小になるように、該第二の増幅器の該利得係数A2によって少なくとも部分的に補償され、
該固定係数A3は、該差が強制的に零にされうる値ΔA1及びATの幾つかの組合せ、及び該差が制限A2≦A2,maxによってもはや強制的に零にされえない値ΔA1及びATの幾つかの組合せが少なくとも存在するように選ばれることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記固定係数A3は、前記差が前記偏差ΔA1の大きな値及び／又は小さな値ATに対して強制的に零にされ、該差が該偏差ΔA1の小さな値及び／又は大きな値ATに対してもはや強制的に零とされえないように選ばれることを特徴とする、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記固定係数A3は、一群の前記目標回路利得係数ATに対して、前記第二の増幅器がその最大利得係数A2,maxに近い利得係数A2と協働し、これらの目標回路利得係数に対して、前記偏差ΔA1からの該利得係数A2の最大限の独立性が達成され、前記回路利得係数AC’と該目標回路利得係数ATとの間の差は、特にΔA1の更に小さな値に適応されるように更に選ばれることを特徴とする、請求項１又は２記載の方法。
【請求項４】
前記一群の目標回路利得係数ATは、最も頻繁に発生する目標回路利得係数であることを特徴とする、請求項３記載の方法。
【請求項５】
前記利得係数A1は、変調された無線周波数（RF）信号を広帯域中間周波数（IF）信号にダウンコンバートするチューナーの最大利得係数と、該広帯域IF信号を狭帯域IF信号に変換するIFフィルタの利得係数との間の生成物を決定し、該IFフィルタの利得係数は不変であり、該チューナーの最大利得係数は変化し、
前記利得係数A2は、復調された信号を作るように復調器に入力される増幅された狭帯域IF信号を作るように該狭帯域IF信号を増幅するIF増幅器の利得係数を表わすことを特徴とする、請求項１乃至４のうちいずれか一項記載の方法。
【請求項６】
前記回路利得係数AC’=A1＊A2＊A3と前記目標回路利得係数ATとの間の最小の差を達成するように前記第二の増幅器の利得係数A2を制御することによる前記第一の増幅器の利得係数の前記偏差ΔA1及び前記分配器の前記固定係数A3の少なくとも部分的な補償は、該復調器の入力での該増幅された狭帯域IF信号の信号レベルを強制的に一定目標値にするために実行される、該チューナー及び該IF増幅器の利得の共同制御の前記二つのステップのうちの一つの一部を表わし、
絶えず増大するRF信号レベルに対して、該二つのステップは、該回路利得係数AC’=A1＊A2＊A3と該目標回路利得係数ATとの間の差が該絶えず増大するRF信号レベルと共に絶えず減少し、最小となるように、該広帯域IF信号がテイクオーバー点で専用のダイナミックレンジを超えるまで、該チューナーの利得係数をその最小値に保ち、該IF増幅器の利得係数を変化させる第一のステップ、並びに、該テイクオーバー点から該利得係数A2を更に減少させずに、代わりに該チューナーの利得係数をその最大値以下に絶えず減少させ始める第二のステップとして表わされることを特徴とする、請求項５記載の方法。
【請求項７】
値ΔA1及びATの前記組合せに対して、該回路利得係数AC’と該目標回路利得係数ATとの間の該差は、前記制限A2≦A2,maxによってもはや強制的に零にされえず、該復調器の入力での該増幅された狭帯域IF信号の信号レベルは、更に該一定目標値以下に落ち、該差が強制的に零にされうる場合と比較される前記復調された信号の特性の劣化は、重要ではないことを特徴とする、請求項６記載の方法。
【請求項８】
一定利得係数を表わすA1,m及び1≦ΔA1,min≦ΔA1≦ΔA1,maxを有する利得係数の偏差を表わすΔA1から成る利得係数A1=A1,m＊ΔA1によって信号を増幅する第一の増幅器と、
制御可能な利得係数A2≦A2,maxによって該信号を更に増幅し、該第一の増幅器の利得の該偏差ΔA1を、回路利得係数AC=A1＊A2と目標回路利得係数AT≦AT,maxとの間の差が零になるように補償する第二の増幅器とを有する、増幅器の回路の感度を増大させる装置であって、
該第二の増幅器の後に配置され、固定係数A3≦1をその入力に適用する分配器を更に有し、
該第二の増幅器は、該回路利得係数AC’=A1＊A2＊A3と該目標回路利得係数ATとの間の差が最小になるように、該第一の増幅器の該利得係数A1の該偏差ΔA1及び該固定係数A3を少なくとも部分的に補償し、
該固定係数A3は、該差が強制的に零にされうる値ΔA1及びATの幾つかの組合せ、及び該差が制限A2≦A2,maxによってもはや強制的に零にされえない値ΔA1及びATの幾つかの組合せが少なくとも存在するように選ばれることを特徴とする装置。
【請求項９】
前記第一の増幅器は、変調された無線周波数（RF）信号を広帯域中間周波数（IF）信号にダウンコンバートするチューナー、及び該広帯域IF信号を狭帯域IF信号に変換するIFフィルタの両方に相当し、該IFフィルタの利得係数は不変であり、該チューナーの最大利得係数は製造工程によって変化し、
前記第二の増幅器は、復調された信号を作るように復調器に入力される増幅された狭帯域IF信号を作るように該狭帯域IF信号を増幅するIF増幅器に相当することを特徴とする、請求項８記載の装置。
【請求項１０】
前記分配器は、電圧分配器であることを特徴とする、請求項８又は９記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一定利得係数を表わすA1,m及び1≦ΔA1,min≦ΔA1≦ΔA1,maxを有する利得係数の偏差を表わすΔA1から成る利得係数A1=A1,m＊ΔA1を有する第一の増幅器を用いて信号を増幅するステップと、回路利得係数AC=A1＊A2と目標回路利得係数AT≦AT,maxとの間の差が零になるように該第一の増幅器の利得の該偏差ΔA1が補償されるように減じられる制御可能な利得係数A2≦A2,maxを有する第二の増幅器を用いて該信号を更に増幅するステップとを有し、増幅器から成る回路の感度を増大させる方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば有線又は広帯域無線及びテレビのような信号送信の様々な仕様分野で、情報搬送ベースバンド信号は、帯域通過信号（無線周波数（RF）信号とも呼ばれる）として更に高い周波数範囲で（RF周波数で）送信される。RF送信の理由は多数ある：通常、周波数範囲が高ければ高いほど、ますます幾つかの送信器及び受信器の間で共有される空間又は伝送線を介する信号送信に適する；周波数範囲の移動は、送信チャネル（空間又はケーブル）の特性に適合されうる様々な変調技術の使用を可能にする；情報搬送バースバンド信号のスペクトラムは、利用可能な送信帯域幅の更に効率的な仕様を可能にするように、周波数変換によって変調されうる（スペクラム拡散又はスペクトラム圧縮）；周波数分割多重伝送方式（FDM）は、隣接する高い周波数帯域（周波数チャネル）で幾つかの情報源の情報搬送ベースバンド信号を送信することによって適用されえ、夫々の周波数チャネルは同じ帯域幅を有するが、その搬送周波数は異なる（その時、該搬送周波数は、正弦波である搬送波の中心周波数を表わし、その振幅、位相又は周波数は、情報搬送ベースバンド信号によって変調される）。
【０００３】
図１は、FDMを有するテレビ放送システムでのRF信号用の最新型の受信器の基本構成を表わす。同一の受信器の構成が、先行技術文献EP0,838,896/A2で開示され、該文献中において無線通信との関連で使用される。FDMによって、RF信号１は、周波数領域で分けられた全ての送信周波数チャネルの情報を有する。一つの特定の周波数チャネルの情報を取り出し可能にするために、特にRF信号１のダウンコンバート（周波数低減）は、場合によっては一つ又は幾つかの中間周波数（IF）によって、必要とされる。一般的に、このダウンコンバート工程は、チューナー２によって実行され、雑音及び隣接した周波数チャネルの影響を取り除くように、所望の周波数チャネルの搬送周波数に集められた帯域通過フィルタを付加的に適用する。チューナーの更なる役割は、一般的に無線又は有線の送信で生じる信号送信損失によって著しく減衰する、受信されたRF信号を増幅することである。チューナーの出力において、広帯域IF信号３が存在する。チューナー２の帯域通過フィルタのみによって完全に取り除くことができない、広帯域IF信号３での隣接した周波数チャネルの信号を更に抑えるために、大よそ所望の周波数チャネルの帯域幅を有する狭帯域IFフィルタ４は、狭帯域IF信号５を作るために使用される。残念ながら、このようなフィルタは、狭帯域IF信号５の著しい減衰を引き起こすので、IF増幅器６がIFフィルタ４の出力に設けられ、増幅された狭帯域IF信号７を出力する。次に、狭帯域IF信号７は、最初に送信された情報搬送ベースバンド信号を回復するために復調器８に入力される。復調器が適切に働くように、増幅されたIF信号７の一定信号レベルが復調器の入力において要求される。これは、二つの自動利得制御（AGC）ループ９及び１０の夫々を用いてIF増幅器６及びチューナー２の増幅器によって制御される。先行技術文献EP0,838,896/A2によって、望ましくは、これらAGCループは、チューナーの利得をその最大値に保ち、復調器の入力での信号の信号レベルをIF増幅器の利得を変化させることによって制御する。
【０００４】
受信システムの感度は、受信回路が対処応可能である最小信号レベル（一定の信号対雑音比（SNR）を有する）によって特性を決められる。信号が弱ければ弱いほど、受信回路はますます良くなる。最小信号レベルは、受信回路の構成要素の品質、即ち雑音指数で見た雑音性能に依存する。受信回路での全構成要素は、雑音を入力RF信号に加え、全体的なSNRを悪化させる。復調器８は、適切に動作するために最小の所定のSNR及びその入力信号の一定信号レベルを必要とする。
【０００５】
チューナー２は、その雑音指数及び利得によって特性を決められる。利得は、AGCループ１０の適用を可能にするように制御可能である。チューナーによって与えられる最大利得は、周波数及び製造工程の両方に強く依存する。例えば、それは、期待値及び標準偏差を有する固定値によって特徴を決められうる。チューナーの雑音指数は、チューナーの利得が最大である時に最小である。
【０００６】
IFフィルタ４は、その雑音指数及び利得によって特性を決められる。受動的な表面音波（SAW）フィルタがIFフィルタとして適用される場合、雑音指数はフィルタの損失に等しい。
【０００７】
IF増幅器６は、その雑音指数及び利得によって特性を決められる。利得は制御可能であり、AGCループ９によって決められる。チューナーの増幅器の場合と同じく、IF増幅器の雑音指数は、IF増幅器の利得が最大である時に最小である。
【０００８】
上述のRF受信回路の仕様及びAGCループ９及び１０の機能を以下で説明する。RF信号の信号レベルを45dBμVから75dBμVの範囲と、IFフィルタ４の損失を約18dB（-18dBの利得に相当）と、復調器８の入力での増幅された狭帯域IF信号７の所望の信号レベルを114dBμVに等しいと仮定すると、チューナー２及びIF増幅器６は、57dBから87dBの範囲で利得を共有しなければならない。更に、チューナー２の利得がその静的性質によって41dBから49dBの範囲にある場合、復調器８の入力で所望の信号レベルを達成するために、少なくとも87dB−41dB＝46dBに等しい最大利得を有するIF増幅器が要求される。以下では、50dBの最大利得を有するIF増幅器６の使用が仮定される。
【０００９】
この仕様に対するAGC制御ループ９及び１０の機能は、図２で表わされる。左のグラフでは、チューナー２の利得、IF増幅器６の利得及びIF増幅器６の入力での狭帯域IF信号５の信号レベルが、RF信号１の信号レベルの関数として表わされる（単位dB）。右のグラフでは、チューナー２、IF増幅器６及び全体的な受信回路の対応する雑音指数（単位dB）が、RF信号１の信号レベルの関数として表わされる。
【００１０】
チューナー２の最大利得がその最小値41dBを取る場合を示す上の二つのグラフについて考える。受信回路の最良の性能を実現するために、回路雑音の規則に従って、特に回路内の第一の増幅器、即ちチューナー２の増幅器は、低い雑音指数を有することを要求される。これは、チューナーが最大利得で動かされる時に達成される。従って、図２の上の二つのグラフの横座標によって示される受信されたRF信号１の信号レベル（45dBμVから75dBμVの範囲）及び増幅された狭帯域IF信号７の所望の固定レベルを増大させるために、チューナー２の利得は一定に保たれ、RF信号の増大した信号レベルは、IF増幅器６のAGCループ９内でIF増幅器６の利得を減少させることによって補償される。しかし、RF信号１の信号レベル及びチューナー２の固定利得を増大させると、チューナー２の出力での広帯域IF信号３の信号レベルがその専用のダイナミックレンジを超える場合に、一つの点に到達する。この点は、テイクオーバー点として示される。このようにダイナミックレンジを超えることを防ぐために、テイクオーバー点を超えると、チューナー２のAGCループ１０は、チューナーの利得をその最大値以下に減少させ始め、一方でIF増幅器６のAGCループ９は、IF増幅器の利得を一定に保つ。図２の上の二つの図では、このテイクオーバー点は58dBμVで起こる。
【００１１】
図２の上のグラフは、チューナー２の利得が最大利得の最小値41dBを取る場合を対象とし、図２の下のグラフは、チューナー２が最大利得の最大値49dBを取る場合を対象とする。
【００１２】
結果として生じる8dBの余剰利得は、チューナーの最大利得がその最小値（41dB）を取る場合に対して特定されたので受信回路には不必要であり、IF増幅器によって補償されなければならない。従って、左下のグラフ中のIF増幅器の利得は、左上のグラフ中の46dBの代わりに38dBの利得を伴って始まる。図２の右上及び右下のグラフ中のIF増幅の雑音指数の値を比較することによって明らかにされるように、41dBの最小限の最大利得を有するチューナー（右上の図）の場合、IF増幅器の雑音指数は、49dBの最大限の最大利得を有するチューナーの場合よりも更に遅くその最大値を取り、それに対応して夫々のテイクオーバー点は異なる。
【００１３】
チューナーの二つの異なる最大利得に対する全体の受信回路の回路雑音指数を比較することによって分かるように、全体の受信回路のシステム雑音指数は、41dBの場合と比較して、49dBの最大のチューナー利得の場合にほんの僅かに減少する。これは主に連座雑音規則に依存し、回路雑音指数が主に第一の増幅器（この場合、チューナー）の雑音指数によって影響を及ぼされることを示す。しかし、IF増幅器６はまた、チャネル帯域幅の外側の、即ちIFフィルタ４の帯域によって決められる帯域幅の外側の雑音を発生する。“チャネル内”雑音の雑音レベルと同じく、この“チャネル外”雑音の雑音レベルは、IF増幅器６の雑音指数に直接的に依存する。一般的に復調器の入力では、その入力帯域幅はチャネル帯域幅よりも極めて大きく、“チャネル外”及び“チャネル内”の雑音は、単にチャネルの帯域幅のみならず、復調器の入力帯域幅に渡って一体化される。復調器８の大きな入力帯域幅及びIF増幅器６の大きな雑音指数に対して、次に、復調器８の入力でのSNRは著しく減少する。従って、IF増幅器６の雑音指数は、システムの回路雑音指数に対してそれ程重要ではないが、“チャネル外”雑音によって、復調器のSNRに極めて影響を及ぼし、RF受信器の仕様において考えられなければならないことが知られる。これは特に、上の例のように、増幅器から成る回路において第一の増幅器の利得偏差は、第二の増幅器の利得を減じることによって補償されなければならない場合である。この場合、回路雑音指数は、基本的に不変なままであるが、回路の終わりでのSNRは、第二の増幅器の雑音指数の増大によって著しく減少する。SNRの減少は、増幅器の回路の低減した感度に対応する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
従って、RF受信器のこの特定用途分野を取り上げると、本発明の全体的な目的は、利得係数の偏差を欠点とする増幅器から成る回路の感度を増大させる方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の目的を解決するために、増幅器から成る回路の感度を増大させる方法は、一定利得係数を表わすA1,m及び1≦ΔA1,min≦ΔA1≦ΔA1,maxを有する利得係数の偏差を表わすΔA1から成る利得係数A1=A1,m＊ΔA1を有する第一の増幅器を用いて信号を増幅するステップと、回路利得係数AC=A1＊A2と目標回路利得係数AT≦AT,maxとの間の差が零になるように該第一の増幅器の利得の該偏差ΔA1が補償されるように減じられる制御可能な利得係数A2≦A2,maxを有する第二の増幅器を用いて該信号を更に増幅するステップとを有し、該第二の増幅器の出力の信号は、固定係数A3≦1をその入力に適用する分配器に更に入力され、該第一の増幅器の該利得係数A1の該偏差ΔA1及び該固定係数A3は、該回路利得係数AC’=A1＊A2＊A3と該目標回路利得係数ATとの間の差が最小になるように、該第二の増幅器の該利得係数A2によって少なくとも部分的に補償され、該固定係数A3は、該差が強制的に零にされうる値ΔA1及びATの幾つかの組合せ、及び該差が制限A2≦A2,maxによってもはや強制的に零にされえない値ΔA1及びATの幾つかの組合せが少なくとも存在するように選ばれることを特徴とする。
【００１６】
信号レベル及び雑音レベルに同一の係数A3≦1を乗じる分配器の組込みは、第二の増幅器の動作点を移動することを可能にする。従って、第二の増幅器及び分配器の組合せによる有効利得は、独立型の増幅器の利得に等しくても良い。しかし、一方で、増幅器の雑音指数が利得の増大と共に減少する事実によって、該組合せの有効雑音指数は、実質的に独立型の増幅器の雑音指数に比べて低い。従って、分配器は、特に“チャネル内”及び“チャネル外”の両方の雑音に影響を及ぼすその雑音指数に関して、第二の増幅器の動作点を決める場合に付加的な自由度を与える。当然のことながら、分配器の組込みは、所望の目標回路係数AT及び値ΔA1によって、所望の目標回路係数はもはや達成されえないように、増幅回路の全体的な達成可能な利得を減少させる。しかし、達成可能な利得の減少は、第二の増幅器の雑音指数の減少と引き換えに生じる。第二の増幅器の雑音指数の減少は、回路雑音指数に対してそれ程重要ではないが、分配器の出力での信号のSNRを減少させうる“チャネル外”の雑音に対しては極めて重要である。分配器の組込みに関する更なる利点は、分配器の要素を適切に設計することによってIF増幅器の出力負荷を最適化する実現性である。IF増幅器の出力負荷の最適化は、IF増幅器の出力信号での歪みを減少させる。
【００１７】
本発明によれば、前記固定係数A3は、前記差が前記偏差ΔA1の大きな値及び／又は小さな値ATに対して強制的に零にされ、該差が該偏差ΔA1の小さな値及び／又は大きな値ATに対してもはや強制的に零とされえないように選ばれることが利点である。
【００１８】
本発明によれば、前記固定係数A3は、一群の前記目標回路利得係数ATに対して、前記第二の増幅器がその最大利得係数A2,maxに近い利得係数A2と協働し、該一群の目標回路利得係数に対して、該偏差ΔA1からの該利得係数A2の最大限の独立性が達成され、前記回路利得係数AC’と該目標回路利得係数ATとの間の特定の差は、特にΔA1の更に小さな値に適応されるように更に選ばれることが望ましい。利得係数A2がその最大値に近いとき、第二の増幅器の雑音指数は更に減少し、第二の増幅器と分配器の組合せは、同じ有効利得を有する独立型の増幅器と比較して、減少した有効雑音指数を実現する。第二の増幅器のこの最適な動作点に払われる代償は、特に小さな偏差ΔA1に対して、その目標値ATを下回る回路利得の減少である。
【００１９】
本発明による方法の望ましい実施例は、前記利得係数A1は、変調された無線周波数（RF）信号を広帯域中間周波数（IF）信号にダウンコンバートするチューナーの変化する最大利得係数と、該広帯域IF信号を狭帯域IF信号に変換するIFフィルタの不変な利得係数との間の生成物を決定し、前記利得係数A2は、復調された信号を作るように復調器に入力される増幅された狭帯域IF信号を作るように該狭帯域IF信号を増幅するIF増幅器の利得係数を表わすことを特徴とする。
【００２０】
本発明の方法の望ましい実施例によれば、その利点は、前記回路利得係数AC’=A1＊A2＊A3と前記目標回路利得係数ATとの間の最小の差を達成するように前記第二の増幅器の利得係数A2を制御することによる前記第一の増幅器の利得係数の前記偏差ΔA1及び前記分配器の前記固定係数A3の少なくとも部分的な補償は、該復調器の入力での該増幅された狭帯域IF信号の信号レベルを強制的に一定目標値にするために実行される、該チューナー及び該IF増幅器の利得の共同制御の前記二つのステップのうちの一つの一部を表わし、絶えず増大するRF信号レベルに対して、該二つのステップは、該回路利得係数AC’=A1＊A2＊A3と該目標回路利得係数ATとの間の差が該絶えず増大するRF信号レベルと共に絶えず減少し、最小となるように、該広帯域IF信号がテイクオーバー点で専用のダイナミックレンジを超えるまで、該チューナーの利得係数をその最小値に保ち、該IF増幅器の利得係数を変化させる第一のステップ、並びに、該テイクオーバー点から該利得係数A2を更に減少させずに、代わりに該チューナーの利得係数をその最大値以下に絶えず減少させ始める第二のステップとして表わされる。
【００２１】
本発明の方法の望ましい実施例によれば、値ΔA1及びATの前記組合せに対して、該回路利得係数AC’と該目標回路利得係数ATとの間の該差は、前記制限A2≦A2,maxによってもはや強制的に零にされえず、該復調器の入力での該増幅された狭帯域IF信号の信号レベルは、更に該一定目標値以下に落ち、該差が強制的に零にされうる場合と比較される前記復調された信号の特性の劣化は、重要ではないことが望ましい。
【００２２】
更に、本発明の目的は、増幅器から成る回路の雑音指数を減少させる装置によって解決される。該装置は、一定利得係数を表わすA1,m及び1≦ΔA1,min≦ΔA1≦ΔA1,maxを有する利得係数の偏差を表わすΔA1から成る利得係数A1=A1,m＊ΔA1によって信号を増幅する第一の増幅器と、制御可能な利得係数A2≦A2,maxによって該信号を更に増幅し、該第一の増幅器の利得の該偏差ΔA1を、回路利得係数AC=A1＊A2と目標回路利得係数AT≦AT,maxとの間の差が零になるように補償する第二の増幅器とを有し、該第二の増幅器の後に配置され、固定係数A3≦1をその入力に適用する分配器を更に有し、該第二の増幅器は、該回路利得係数AC’=A1＊A2＊A3と該目標回路利得係数ATとの間の差が最小になるように、該第一の増幅器の該利得係数A1の該偏差ΔA1及び該固定係数A3を少なくとも部分的に補償し、該固定係数A3は、該差が強制的に零にされうる値ΔA1及びATの幾つかの組合せ、及び該差が制限A2≦A2,maxによってもはや強制的に零にされえない値ΔA1及びATの幾つかの組合せが少なくとも存在するように選ばれることを特徴とする。
【００２３】
本発明による装置の望ましい実施例は、前記第一の増幅器は、変調された無線周波数（RF）信号を広帯域中間周波数（IF）信号にダウンコンバートするチューナー、及び該広帯域IF信号を狭帯域IF信号に変換するIFフィルタの両方に相当し、該IFフィルタの利得係数は不変であり、該チューナーの最大利得係数は変化し、前記第二の増幅器は、復調された信号を作るように復調器に入力される増幅された狭帯域IF信号を作るように該狭帯域IF信号を増幅するIF増幅器に相当することを特徴とする。
【００２４】
本発明の装置の望ましい実施例によれば、前記分配器は、電圧分配器でありうる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
本発明のこれら及び他の様相は、後述される実施例を参照して説明され、明らかにされる。
【００２６】
図３は、本発明の望ましい実施例によるRF受信器の構成を表わす。図１で示される最新型の構成と比較して、図３は、複合型IF増幅器１１を有する。複合型IF増幅器は、AGCループ９によって利得を制御される最新型のIF増幅器６、及び分配器１２から構成される。従って、狭帯域IF信号５は、利得係数A2を有する増幅器６によって増幅され、次に、IF増幅器６の出力信号の信号レベルは、次に復調器８に入力される増幅された狭帯域IF信号７を生ずる分配器１２を用いて係数A3≦１を乗じられる。留意すべきは、IF増幅器６の雑音指数は、AGCループ９によって決定される増幅器の利得が増大する一方で減少し、一方でIF増幅器６からの出力としての信号の雑音レベルは、分配器１２が受動素子に相当するので、該信号の信号レベルと同じ係数A3によって分配器１２によって減じられることである。複合型IF増幅器１１は、有効利得及び有効雑音指数によって特性を決められる。IF増幅器６のような増幅器の雑音指数は一般的に増幅器利得が増大する一方で減少するという事実によって、独立型の増幅器と同じ有効利得が実現される動作点で複合型IF増幅器１１を動作させることが可能となる。しかし、有効雑音指数は、独立型の増幅器よりも小さい。この影響を以下の例を用いて説明する。ここで、利得A2及び雑音指数NF2を有する独立型のIF増幅器６を考える。この独立型の増幅器は、同じ有効利得A＝A2を有することを望まれる複合型IF増幅器１１に置き換えられうる。複合型IF増幅器は、利得A3＜1及び雑音指数AF3＝1／A3によって特性を決められる分配器１２を有する。A＝A2の複合型IF増幅器１１の有効利得（独立型のIF増幅器の有効利得に等しい）を実現するために、IF増幅器６の利得は、A2’＝A2＊(1／A3)まで増大されなければならない。これは、NF2’で示されるIF増幅器１１の新しい雑音指数を導く。次に、回路雑音の規則に従って、複合型IF増幅器１１の有効雑音指数が以下の式、
NF=1+(NF2’-1)+(NF3-1)/A2’=NF2’+(NF3-1)/A2’=NF2’+(1/A2)-(1/A2’)
と計算される。
【００２７】
従って、更に大きな利得係数A2’＞A2＞＞1に対して、複合型IF増幅器１１の有効雑音指数は、以下の式、
【００２８】
【数１】
2006523990.tif 000003
で近似可能であり、NF2’＜NF2のままであるように、更に大きな利得で動かされるIF増幅器６の新しい雑音指数NF2’にのみ依存する。従って、複合型IF増幅器１１の有効利得は、比較されうる独立型のIF増幅器のそれと基本的に同じであるが、有効雑音指数は実質的に減じられる。
【００２９】
しかし、留意すべきは、複合型IF増幅器１１の最大達成可能有効利得は、独立型の増幅器と比較して、分配器によって適用される係数A3によって減じられることである。
【００３０】
図３中のAGCループ９及び１０は、やはり復調器の入力での増幅された狭帯域IF信号７の一定レベルを確実にするように動かされる。AGCループ１０によって制御されるチューナーの利得は、可能な限り最大に保たれる。該利得の最大値は、同調周波数及び製造工程によって変化する。増幅された狭帯域IF信号７の信号レベルをRF信号１の信号レベルが増大する間でさえも一定に保つために、IF増幅器６のAGCループ９は、更にIF増幅器６の利得を減少させる。数dBに達しうるチューナーの最大利得の偏差は、同様にIF増幅器６によって補償されなければならない。しかし、IF増幅器６の後に分配器１２を組込むことによって、IF増幅器６の動作点は、複合型IF増幅器１１の有効利得を変えることなく移動されうる。増幅回路が、チューナー２の最大利得がその最小値を取る場合でさえも最大目標回路利得が達成されうるように決められた場合、この最小値を超えるチューナー２の最大利得の如何なる超過も、その利得を減じることによってIF増幅器６によって補償されなければならない。これは、IF増幅器６の雑音指数を増大させ、増幅された狭帯域IF信号７のSNRを低下させる。本質的に、分配器１２は、複合型IF増幅器１１内のIF増幅器６が依然として更に高い利得（及び更に低い雑音指数）で動作しうるように、一定係数によって複合型IF増幅器１１の利得を減少させる。従って、複合型IF増幅器１１のSNRの低下は、従来技術から知られる独立型のIF増幅器６のそれよりも著しく小さい。減少したSNRの低下に対して払われる代償は、分配器の係数に依存する複合型IF増幅器１１の減少した最大有効利得である。チューナー２の最大利得がその最小値を取る場合、有効利得は、増幅された狭帯域IF信号７の信号レベルが復調器８によって必要とされる一定値にされることを満たしえない。しかし、復調器８は、SNRが不変のままである限りは、その入力レベルの低下を、例えば2dBまで感知しないことが知られる。従って、複合型IF増幅器１１の最大有効利得の減少は、本発明によって提案される増幅回路の性能に大して影響を及ぼさない。
【００３１】
図４は、本発明の望ましい実施例（図３参照）によるRF受信器で用いられる分配器の望ましい実施例を表わす。ほとんどのIF増幅器は、分配器が抵抗器R1、R2及びR3を有する単純な電圧分配器として実行されうるように、差分入出力を有する。抵抗器の値は、分配器の係数を決めるように選択されえ、用いられるIF増幅器の出力負荷に依存する。例えばR1=R2の状態にある場合、分配器の係数は、R1/(R1+0.5R3)と与えられる。
【００３２】
以下で、本発明の望ましい実施例によるRF受信器の感度を最新型のRF受信器の感度と比較したシミュレーション結果は、新しいRF受信器の優れた性能を示すように与えられる。
【００３３】
シミュレーション変数は、以下のように選択された。チューナーの雑音指数は約10dBであり、チューナーの最大利得は49dB付近である。RF信号のSNRは34.5dBであり、復調帯域幅は100MHzに達する。単位dBμVで表わされるIF増幅器６の入力での狭帯域IF信号５の信号レベルは、以下の表（表１）の一列目で与えられる。二列目及び三列目は、単位dBμVで表わされるRF受信器の感度、即ち、RF信号の外見上エラーのない復調が可能であるRF信号１の最小信号レベルを示す。最後に、四列目は、単位dBで表わされる二列目と三列目との間の差分を与える。即ち、最新型のRF受信器の代わりに新しいRF受信器を用いることによって実現される感度の増加を示す。
【００３４】
【表１】
2006523990.tif 000004
明らかに分かるように、数dBの感度利得は、新しいRF受信器で可能となり、該利得は、IF増幅器の小さな入力レベルに対して更に大きくなる。
【００３５】
更に小さな復調帯域幅、即ち55MHzで同一のシミュレーションを実行すると、以下の表、
【００３６】
【表２】
2006523990.tif 000005
という結果が得られる。
【００３７】
やはり新しいRF受信器は、最新型のRF受信器よりも優れた利得を実現するが、減少した復調帯域幅（及び、その入力での減少した“チャネル外”の雑音量）によって、感度利得は小さくなる。
【００３８】
55MHzの減少した復調帯域幅に加え、9dBの更に低い雑音指数を有するチューナーが使用される場合、シミュレーション結果は以下の表、
【００３９】
【表３】
2006523990.tif 000006
の通りである。
【００４０】
明らかに感度利得は、より良いチューナーが使用されると更に増大する。
【００４１】
最後に、特に41dBから49dBの範囲で変化するチューナーの最大利得に対して、最新型のRF受信器と比較される新しいRF受信器の改善を得るために、IF増幅器の入力レベルは76dBμVに固定され、復調帯域幅は55MHzであり、チューナーの雑音指数は9dBであり、RF信号１のSNRは34.5dBに達する。シミュレーションされた結果は、以下の表（表４）で与えられる。この表で、二行目は、41dB（二列目）から49dB（三列目）で変化するチューナーの利得及び両方のチューナーの利得の感度の差分（四列目）に対する最新型のRF受信器の結果を有し、三行目は、新しいRF受信器の対応する結果を有する。
【００４２】
【表４】
2006523990.tif 000007
明らかに、新しいRF受信器での分配器の組込みは、チューナーの最大利得が変化する時に生じる感度の差を減少させる。
【００４３】
RF信号の受信の分野における本発明の望ましい実施例から得られるシミュレーション結果が示されるように、本発明は、利得係数の偏差を欠点とする増幅器から成る回路の感度を著しく増大させる可能性を有する。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】最新式のRF受信器の基本構成を示す図である。
【図２】最新式のRF受信器内のチューナー及びIF増幅器のAGCループの機能を説明する図である。
【図３】本発明の望ましい実施例によるRF受信器の構成を示す図である。
【図４】本発明による分配器の望ましい実施例を示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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