(57)【要約】【課題】本願は、上述したような問題の解消を一つの課題とし、最適なゲインコントロールを行うことが可能なＡＧＣ回路及び受信装置等を提供することを目的する。【解決手段】本願は、入力信号の電圧Ｖｉと基準電圧Ｖｒｅｆを入力する差動アンプ１０２と、当該差動アンプ１０２に対して動作電流Ｉ1、Ｉ2を供給する電流供給部１０３と、コンデンサＣが接続される出力端子１０４と、を備えるＡＧＣ回路２４において、電流供給部１０３は、差動アンプ１０２に対して供給する動作電流量を調整することにより、当該ＡＧＣ回路１６の時定数を、コンデンサＣの容量と共に決定するための差動アンプ１０２の相互コンダクタンスｇｍを調整するように構成する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力信号の電圧と基準電圧を入力する差動アンプと、当該差動アンプに対して動作電流を供給する電流供給手段と、コンデンサが接続される出力端子と、を備えるＡＧＣ（Automatic Gain Control)回路であって、
前記電流供給手段は、前記差動アンプに対して供給する動作電流量を調整することにより、当該ＡＧＣ回路の時定数を、前記コンデンサの容量と共に決定するための前記差動アンプの相互コンダクタンスを調整することを特徴とするＡＧＣ回路。
【請求項２】
請求項１に記載のＡＧＣ回路において、
前記差動アンプは、一対のトランジスタと、当該一対のトランジスタのエミッタ間に接続された抵抗と、を有し、
前記電流供給手段は、前記一対のトランジスタのエミッタから前記動作電流を供給することを特徴とするＡＧＣ回路。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のＡＧＣ回路と、当該ＡＧＣ回路における電流供給手段から供給する前記動作電流量を制御する制御手段と、を備えることを特徴とする受信装置。
【請求項４】
請求項３に記載の受信装置において、
前記制御手段は、当該受信装置の現在位置を示す位置情報を取得し、当該取得した位置情報に基づいて、前記動作電流量を制御することを特徴とする受信装置。
【請求項５】
請求項３又は４に記載の受信装置において、
前記制御手段は、当該受信装置の現在位置における電界の変化を検出し、当該検出した電界の変化に基づいて、前記動作電流量を制御することを特徴とする受信装置。
【請求項６】
コンピュータを、請求項１又は２に記載のＡＧＣ回路における電流供給手段から供給する前記動作電流量を制御するように機能させることを特徴とする制御プログラム。
【請求項７】
請求項６に記載の制御プログラムがコンピュータ読み取り可能に記憶されていることを特徴とする記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、ＡＧＣ（Automatic Gain Control)回路を有する受信機に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＡＭ（Amplitude Modulation）放送、ＦＭ（Frequency Modulation）放送、又は地上波デジタル放送された信号（放送波）を受信する受信機（チューナ）には、アンテナからの強力な信号や、急激な信号レベルの変化等によって生ずる出力信号レベルの過大増加を抑制し、強入力特性を向上させる手段としてＡＧＣ回路が設けられている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、相互変調妨害（ＩＭ）波に対しては通常のゲインコントロールを行わせ、その他の妨害波に対してはゲインを下げたゲインコントロールを行わせる技術が開示されている。
【０００４】
このようなＡＧＣ回路は、一般に、受信機のフロントエンドＩＣ（Integrated Circuit）内に実装されており、当該ＡＧＣ回路におけるゲインコントロールの効き具合（例えば、どの位の時間でゲインコントロールを行うか）を示す時定数（ＲＣ）は、当該ＡＧＣ回路における抵抗Ｒと、上記フロントエンドＩＣに外付けの電解コンデンサＣによって決定される。
【特許文献１】特開平０８−３０７２８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上述したＡＧＣ回路において、アンテナから受信する妨害波の変調成分によるオーディオ周波数帯への影響（ノイズ）を防ぐために（当該変調成分を落とすために）は、その時定数を例えば０．４７〜１秒程度に大きく設定する必要がある。当該ＡＧＣ回路の時定数を大きく設定する場合、フロントエンドＩＣに内蔵されている抵抗Ｒの抵抗値を大きくする方法と、外付の電解コンデンサＣの容量を大きくする方法とが考えられる。
【０００６】
しかしながら、抵抗Ｒの抵抗値を大きくする方法の場合、上記ＩＣのチップサイズ等の諸事情による制限があるため、例えば数ＭΩクラスの抵抗ＲをＩＣに内蔵することは困難（一般的には当該抵抗Ｒは１０ｋΩ程度になる）である（このため、必然的に外付の電解コンデンサＣを４７〜１００μＦ程度に大きくする必要がある）。一方、外付の電解コンデンサＣの容量を大きくする方法の場合、コンデンサＣの容量を大きくすると、コストアップに繋がると同時に、基板の占有面積も増え、実装時にＤＩＰ工程が必要となり、コストダウンや小型軽量化を行っていくには問題がある。
【０００７】
また、最適なゲインコントロールを行うなどのため、将来的に上記時定数を可変制御すると仮定した場合、抵抗Ｒについては、フロントエンドＩＣに内蔵されているため、可変にすることは困難である一方、外付の電解コンデンサＣについては、これを複数設けスイッチ回路で切り替えることにより可変にすることは可能であるが、小型軽量化を行っていくには問題がある。
【０００８】
そこで、本願は、上述したような問題の解消を一つの課題とし、最適なゲインコントロールを行うことが可能なＡＧＣ回路及び受信装置等を提供することを目的する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、入力信号の電圧と基準電圧を入力する差動アンプと、当該差動アンプに対して動作電流を供給する電流供給手段と、コンデンサが接続される出力端子と、を備えるＡＧＣ回路であって、前記電流供給手段は、前記差動アンプに対して供給する動作電流量を調整することにより、当該ＡＧＣ回路の時定数を、前記コンデンサの容量と共に決定するための前記差動アンプの相互コンダクタンスを調整することを特徴とする。
【００１０】
請求項３に記載の受信装置の発明は、請求項１又は２に記載のＡＧＣ回路と、当該ＡＧＣ回路における電流供給手段から供給する前記動作電流量を制御する制御手段と、を備えることを特徴とする。
【００１１】
請求項６に記載の制御プログラムの発明は、コンピュータを、請求項１又は２に記載のＡＧＣ回路における電流供給手段から供給する前記動作電流量を制御するように機能させることを特徴とする。
【００１２】
請求項７に記載の記録媒体の発明は、請求項６に記載の制御プログラムがコンピュータ読み取り可能に記憶されていることを特徴とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本願の最良の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下に説明する実施形態は、車両に搭載され、ＡＭ放送等を受信する受信機に対して本願を適用した場合の実施形態である。
【００１４】
先ず、図１を参照して、本実施形態に係る受信機（本願の受信装置の一例）の構成及び機能について説明する。図１は、本実施形態に係る受信機の一部分の概要構成例を示す図である。
【００１５】
図１に示すように、受信機１は、アンテナ１１、フロントエンド部１２、電界強度検出部１３、ＧＰＳ（Global Positioning System）受信機１４、及びコンピュータとしての制御部１５等を備えて構成されている。
【００１６】
アンテナ１１は、例えばＡＭ変調された放送波信号を受信してフロントエンド部１２に出力する。
【００１７】
フロントエンド部１２は、ＡＴＴ（アッテネータ）２１、高周波増幅器２２、検波回路２３、ＡＧＣ回路２４、ＭＩＸ・同調回路２５、局部発振器２６、中間周波増幅器２７等を備えている。
【００１８】
高周波増幅器２２は、ＡＴＴ２１から出力された高周波信号を増幅し、検波回路２３及び同調回路２５に出力する。
【００１９】
検波回路２３は、高周波増幅器２２からの高周波信号を検波し、その検波信号（ＤＣ情報）をＡＧＣ回路２４に出力する。
【００２０】
ＡＧＣ回路２４は、検波回路２３からの検波信号を入力信号として入力しゲインコントロールを行いつつ出力信号をＡＴＴ２１に出力する。そして、ＡＴＴ２１は、ＡＧＣ回路２４から出力信号に基づきアンテナ１１からの高周波信号を減衰して高周波増幅器２２に出力する。このようなゲインコントロールにより、アンテナ１１からの強力な高周波信号や、急激なレベル変化などによって生ずる出力信号の過大増加を抑圧し、強入力特性を向上させるようになっている。
【００２１】
局部発振器２６は、局部発振周波数（チューニング周波数）の選局信号を発生しＭＩＸ・同調回路２５におけるＭＩＸ（混合器）に出力する。
【００２２】
ＭＩＸ・同調回路２５は、ＭＩＸ（混合器）、ＩＦＴ、セラミックフィルタ等を備え、高周波増幅器２２からの高周波信号と、局部発振器２６からの選局信号とを混合（ＭＩＸ（混合器）により）し、１０．７ＭＨｚの中間周波信号を取り出し（周波数変換）、当該中間周波信号を中間周波増幅器２７に出力する。中間周波増幅器２７は、ＭＩＸ・同調回路２５からの中間周波信号を増幅して出力する。
【００２３】
こうして、出力された中間周波信号は、検波回路等を備える図示しないバックエンド部（バックエンドＩＣに搭載）に入力され、ここで当該中間周波信号は音声周波数帯域の信号に変換され、各種音声処理を経て最終的にスピーカから音波として出力されることになる。
【００２４】
電界強度検出部１３は、バックエンド部から得られる情報に基づきアンテナ１１に到来する電波の電界強度を表すＳメータレベルを算出し制御部１５に出力する。
【００２５】
ＧＰＳ受信機１４（ＧＰＳ衛星から出力されるＧＰＳ電波（航法電波）をＧＰＳアンテナにより受信し現在位置（経度及び緯度）を算出する機器）から当該受信機１の現在位置を示す位置情報を取得し制御部１５に出力する。
【００２６】
制御部１５は、ＣＰＵ（Central Processing Unit），ＲＡＭ（Random Access Memory），ＲＯＭ（Read Only Memory）等から構成され、ＣＰＵがＲＯＭに記憶されたプログラムを実行することにより受信機１全体を統括制御するようになっている。
【００２７】
具体的には、制御部１５は、電界強度検出部１３からのＳ（シグナル）メータレベルをもとに電界（受信機１の現在位置における電界）の変化を検出する。また、制御部１５は、ＧＰＳ受信機１４から当該受信機１の現在位置を示す位置情報を取得する。
【００２８】
そして、制御部１５は、例えば、取得した位置情報や、検出した電界の変化に基づいて、ＡＧＣ回路２４における後述する電流供給部に対して動作電流量を設定するための設定信号を与え、ＡＧＣ回路２４の時定数を制御するようになっている。
【００２９】
以上の受信機１の構成において、フロントエンド部１２は、フロントエンドＩＣ内に実装されＩＣ化（ＭＩＸ・同調回路２５における一部分の構成はＩＣの外に実装）されるようになっており、ＡＧＣ回路２４の出力端子には、当該ＡＧＣ回路２４の時定数を決定するためのコンデンサＣ（例えば、比較的安価で小型のチップコンデンサ）が接続されている。
【００３０】
図２は、フロントエンドＩＣに内蔵されたＡＧＣ回路２４の一部分（主として時定数を決定する部分）の回路例を示す図である。
【００３１】
図２に示すように、ＡＧＣ回路２４は、検波回路２３からの検波信号を入力信号Ｓｉとして入力する入力端子１０１と、当該入力信号Ｓｉの電圧と基準電圧Ｖｒｅｆを入力する差動アンプ１０２と、当該差動アンプ１０２に対して動作電流Ｉ1、Ｉ2を供給（注入）する電流供給手段としての電流供給部１０３と、コンデンサＣが接続される出力端子１０４と、を含んで構成されている。
【００３２】
差動アンプ１０２は、一対のトランジスタ（図２の例では、ｐｎｐ型トランジスタ）Ｑ１，Ｑ２と、当該一対のトランジスタＱ１，Ｑ２のエミッタ間に接続された抵抗Ｒと、から構成されており、トランジスタＱ１のベースに基準電圧Ｖｒｅｆが入力（印加）され、トランジスタＱ２のベースに入力信号Ｓｉの電圧Ｖｉが入力（印加）されるようになっている。
【００３３】
ところで、入力端子１０１からの入力信号Ｓｉは、抵抗Ｒ1を介してトランジスタＱ９のベースに入力され、これによるトランジスタＱ９のコレクタ電流と、トランジスタＱ１，Ｑ２のコレクタ電流とは、トランジスタＱ３，Ｑ４，Ｑ５，Ｑ６，Ｑ７，Ｑ８からなるカレントミラー回路群を通して出力端子１０４部分で結合され、入力信号Ｓｉのレベルの変化等があってもほぼ一定の出力信号ＳｏとしてＡＴＴ２１に出力されることになる。
【００３４】
なお、トランジスタＱ３及びＱ４からなるカレントミラー回路、トランジスタＱ５及びＱ６からなるカレントミラー回路、及びトランジスタＱ７及びＱ８からなるカレントミラー回路の動作については公知であるので詳しい説明を省略する。
【００３５】
また、図２に示すＡＧＣ回路２４と、従来のＡＧＣ回路（図示せず）とを比較すると、従来のＡＧＣ回路においては、電流供給部１０３が無く（つまり、トランジスタＱ１，Ｑ２のエミッタは、ＶCC電源ラインに直接接続される）、その代わりに、トランジスタＱ１のコレクタとトランジシタＱ３のコレクタ間に、ＡＧＣ回路の時定数を決定するための抵抗が設けられていた点が異なる。
【００３６】
電流供給部１０３は、トランジスタＱ１，Ｑ２のエミッタから動作電流Ｉ1、Ｉ2（Ｉ1＝Ｉ2）を供給（注入）するようになっており、制御部１５の制御の下、差動アンプ１０２に対して供給する動作電流量を調整することにより、当該ＡＧＣ回路２４の時定数を、上記コンデンサＣの容量と共に決定するための差動アンプ１０２の相互コンダクタンスｇｍを調整する。つまり、差動アンプ１０２の相互コンダクタンスｇｍは、下記（１）式の如く、トランジスタＱ１，Ｑ２のエミッタ電流に比例するので、かかるエミッタ電流（動作電流Ｉ1、Ｉ2）を調整制御することにより、相互コンダクタンスｇｍを調整制御することができ、その結果、出力端子１０４に等価的に数ＭΩ程度の抵抗を設けることができる。
【００３７】
ｇｍ＝１／（２ＶT／Ｉ0）＋Ｒ0）・・・（１）
ここで、ＶTはトランジスタＱ１，Ｑ２の定数（例えば、２６mＶ）であり、Ｉ0は動作電流Ｉ1の電流値（可変）であり、Ｒ0は抵抗Ｒの抵抗値（一定）である。
【００３８】
このような電流供給部１０３においては、例えば図示しないカレントミラー回路を通して動作電流Ｉ1、Ｉ2を生成するようになっており、そのカレントミラー回路を構成するトランジスタのエミッタ抵抗の抵抗値がＢＵＳでコントロールされることにより動作電流量が調整される。例えば、フロントエンドＩＣ内には、図示しないが、予め、スイッチと、抵抗値がいくつかのパターンで用意されており、当該スイッチによりどの抵抗値と接続するかで動作電流量の調整が可能となる。なお、ＢＵＳのコントロールとは、当該スイッチに対して、当該ＩＣの通信ポートを通して、制御部１５から動作電流量を設定するための設定信号（スイッチ選択信号）を送ることにより制御するものである。
【００３９】
次に、図３を参照して、本実施形態に係る受信機１の動作例について説明する。
【００４０】
図３は、受信機１の制御部１５における時定数制御処理を示すフローチャートである。
【００４１】
この前提として、制御部１５におけるＲＯＭには、経度及び緯度から特定される複数のエリア（例えば、強電界エリアと通常（電界）エリア（強電界エリア以外のエリア））を示すエリアデータと、夫々のエリアに対応する動作電流量を設定するための設定データと、を規定した電界強度テーブルが予め記憶されている（適宜、ＲＡＭに読み出される）。
【００４２】
なお、強電界エリアに対応する動作電流量を設定するための設定データに基づくＡＧＣ回路２４の時定数は、通常エリアに対応する動作電流量を設定するための設定データ（デフォルト値）に基づくＡＧＣ回路２４の時定数よりも小さく（短く）なる。
【００４３】
図３の処理は、例えば、車両のエンジンが始動すると開始され、例えばエンジン停止に至るまで繰り返し実行されることになる。
【００４４】
図３の処理が開始されると、制御部１５は、ＧＰＳ受信機１４から当該受信機１の現在位置を示す位置情報を取得し（ステップＳ１）、当該位置情報と上記電界強度テーブルに規定されるデータとを照合し（ステップＳ２）、現在位置が強電界エリア内にあるか否かを判別する（ステップＳ３）。
【００４５】
現在位置が強電界エリア内にない場合には（ステップＳ３：Ｎｏ）、制御部１５は、電界強度テーブルにおける通常エリアに応じた動作電流量を設定するための設定データを設定信号として電流供給部１０３に出力（設定指令出力）する（ステップＳ４）。これにより、電流供給部１０３では動作電流Ｉ1、Ｉ2の動作電流量が設定され、当該動作電流Ｉ1、Ｉ2がトランジスタＱ１，Ｑ２に供給されることになる。その結果、上述したようにＡＧＣ回路２４の時定数が決定され、かかる時定数に応じたゲインコントロールが行われることになる。
【００４６】
一方、現在位置が強電界エリア内にある場合には（ステップＳ３：Ｙｅｓ）、電界強度検出部１３からのＳメータレベルをモニターし（ステップＳ５）、電界の閾値以上の急激な変化があるか（言い換えれば、変化の割合が予め設定された値以上であるか）を判別する（ステップＳ６）。そして、電界の閾値以上の急激な変化がない場合には（ステップＳ６：Ｎｏ）、制御部１５は、ステップＳ４に移行し、上記と同様の処理を行う。
【００４７】
一方、電界の閾値以上の急激な変化がある場合には（ステップＳ６：Ｙｅｓ）、制御部１５は、電界強度テーブルにおける強電界エリアに応じた動作電流量を設定するための設定データを設定信号として電流供給部１０３に出力（設定指令出力）する（ステップＳ７）。これにより、電流供給部１０３では動作電流Ｉ1、Ｉ2の動作電流量が設定され、当該動作電流Ｉ1、Ｉ2がトランジスタＱ１，Ｑ２に供給されることになる。その結果、通常エリアよりも小さいＡＧＣ回路２４の時定数が決定され、かかる時定数に応じたゲインコントロールが行われることになる。
【００４８】
例えば、上記処理において、車両の現在位置が東京タワー付近である場合、強電界エリア内にあると判断される。そして、車両走行中、アンテナ１１と東京タワーの間を高層ビル等がさえぎると、アンテナ１１に届く電波が急激に弱くなるため、Ｓメータレベルが「大→小」となり、かかる急激な変化が検出され、その変化に合わせて最適な時定数が設定されることになる。すなわち、ＡＧＣ回路２４の時定数が長いと、電界強度の急激な変化に追従できず、過入力によるノイズが聞こえてしまうことになるが、上記処理により、急激な変化に合わせて時定数が短く調整されるので、電界強度の急激な変化に追従することができるようになる。
【００４９】
逆に、電界の変化が緩やかなときに、ＡＧＣ回路２４の時定数が短いと急激な音の変化を伴うため、ユーザに対して違和感を感じさせてしまうが、この場合には、上記処理により、当該時定数が長く調整されるので、このような違和感を感じさせないようにすることができる。
【００５０】
以上説明したように、上記実施形態によれば、入力信号の電圧Ｖｉと基準電圧Ｖｒｅｆを入力する差動アンプ１０２と、当該差動アンプ１０２に対して動作電流Ｉ1、Ｉ2を供給する電流供給部１０３と、コンデンサＣが接続される出力端子１０４と、を備えるＡＧＣ回路２４において、電流供給部１０３は、差動アンプ１０２に対して供給する動作電流量を調整することにより、当該ＡＧＣ回路２４の時定数を、コンデンサＣの容量と共に決定するための差動アンプ１０２の相互コンダクタンスｇｍを調整するように構成したので、数ＭΩの抵抗を等価的にＩＣ内部に設けることが可能になり、したがって、大きな時定数を設定する場合においても、組み合わせるコンデンサＣの容量を小さくすることができる。このように、コンデンサＣの容量を小さくすることができれば、電解コンデンサ等を使わずに、比較的安価なチップコンデンサでの対応が可能となり、コストダウンや小型軽量化を図ることができる。
【００５１】
また、差動アンプ１０２は、一対のトランジスタＱ１，Ｑ２と、当該一対のトランジスタＱ１，Ｑ２のエミッタ間に接続された抵抗と、を有し、電流供給部１０３は、前記一対のトランジスタＱ１，Ｑ２のエミッタから動作電流Ｉ1、Ｉ2を供給するように構成したので、より効率良く差動アンプ１０２の相互コンダクタンスｇｍを調整し、ＡＧＣ回路２４の時定数を調整することができる。
【００５２】
更に、制御部１５が、ＡＧＣ回路２４における電流供給部１０３から供給する動作電流量を設定信号により可変制御できるように構成したので、より簡易に任意の時定数に設定でき、よりきめ細かい最適なゲインコントロールを行うことができる。例えば、当該受信機１の現在位置を示す位置情報や、受信機１の現在位置における電界の変化に基づいて、上記動作電流量が制御されるように構成したので、受信機１の位置や電界の強さに応じたきめ細かい最適なＡＧＣを行うことが可能となる。
【００５３】
更にまた、従来、例えばＡＭ放送、ＦＭ放送、及び地上波デジタル放送等の複数の放送形態の受信を兼ねる受信機においては、上述した時定数を決める回路がその放送形態（言い換えれば、ＢＡＮＤ）毎に設けられていたが、本願を適用することにより、当該時定数を上記放送形態毎に切り替えることができるので、当該時定数を決める回路を放送形態共通に設けることができ、受信機１のコストダウンや小型軽量化を図ることができる。
【００５４】
なお、上記実施形態において、制御部１５におけるＲＯＭに記憶された電界強度テーブルでは、強電界エリアと通常エリアに対応する動作電流量を設定するための設定データが規定されるように構成したが、電界の強さに応じて３以上のエリアに分割し、夫々のエリアに応じた動作電流量を設定するための設定データを規定しておき、この電界強度テーブルと受信機１の位置情報に基づき、上記動作電流量が制御されるように構成しても良い。このように構成すれば、より一層、電界の強さに応じたきめ細かい最適なゲインコントロールを行うことが可能となる。
【００５５】
また、上記実施形態においては、ＡＧＣ回路２４を構成するトランジスタの一例を示したが、バイポーラ型トランジスタであっても、電界効果型トランジスタ（ＦＥＴ）であっても構わない（電界効果型トランジスタの場合、エミッタはソース、コレクタはドレイン、ベースはゲートと称される）。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本実施形態に係る受信機の概要構成例を示す図である。
【図２】フロントエンドＩＣに内蔵されたＡＧＣ回路１６の主要部分の一例を示す図である。
【図３】受信機１の制御部１８における時定数制御処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００５７】
１  受信機
１１  アンテナ
１２  フロントエンド部
１３  電界強度検出部
１４  ＧＰＳ受信機
１５  制御部
２１  ＡＴＴ
２２  高周波増幅器
２３  検波回路
２４  ＡＧＣ回路
２５  ＭＩＸ・同調回路
２６  局部発振器
２７  中間周波増幅器
１０１  入力端子
１０２  差動アンプ
１０３  電流供給部
１０４  出力端子
【図１】
2007306523.tif 000003
【図２】
2007306523.tif 000004
【図３】
2007306523.tif 000005