JPH02222291A - Ａｇｃ装置 - 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】 産業上の利用分野 本発明は衛星放送受信機のＡＧＣ（自動利得制御回路）
装置に関する。

従来の技術 衛星放送受信機においては、入力される信号のレベル範
囲は一６１ｄＢ−から−２８ｄＢｍとして目標定格が定
められている（参考文献：衛星放送受信機その１　目標
定格　電波技術協会　昭和５８年６月出版）、このため
衛星放送受信機では、映像信号のＦＭ復調を行う復調器
への信号レベルを一定にするためＡＧＣが使われること
が一般的である。

従来このＡＧＣの機能はトランジスタのエミッタ電流が
大きくなるとその利得が減少することを利用したフォー
ワードＡＧＣ方式が採用されていた。

以下、図面を参照しながら、上述したような従来のＡＧ
Ｃ装置に関して説明を行う、第５図（ａ）は従来のＡＧ
Ｃ装置を示すものである。第５図（ａ）において、１は
第１中間周波（１ｓ　ｔ　　Ｉ　Ｆ）信号入力端子、２
は広帯域増幅器、３はイメージフィルタ、４は第２周波
数変換器（２ｎｄ　　Ｍｉｘ）、５は第２局部発振器、
６は可変利得増幅器、７は第２中間周波増幅器、８はピ
ーク検波器、９は直流増幅器である。

以上のように構成されたＡＧＣ装置について、以下その
動作について説明する。第５図は衛星放送受信器機の構
成の一例を示しており、ＡＧＣに関係しない要素は省い
ている。入力端子１に入力された１ｓｔ　　ＩＦ倍信号
広帯域増幅器２によって約１５ｄＢ増幅された後、イメ
ージフィルタ３によりイメージ帯のノイズが除かれて、
２ｎｄ　　Ｍｉｘ４に入力される。２ｎｄ　　Ｍｉｘ４
は第２局部発振器５の信号ともに選局機能を果たしてお
り、１ｓｔ　　ＩＦ倍信号ら必要な１波のみを２ｎｄ！
Ｆ信号に周波数変換する役割を果たす、２ｎｄＭｌｘ４
から出力された２ｎｄ　　ＩＦ倍信号可変利得増幅器６
に入力される。可変利得増幅器６は利得制御端子を有し
ており、その端子への入力電圧によって利得を可変でき
る。

第５図（ｂ）は、可変利得増幅器６の一構成例を示して
おり、この用途のために特に設計されたトランジスタ（
例えば２３Ｃ３０７？　）を使用すれば、トランジスタ
１段で約４０ｄＢの利得制御が可能である。

第５図（ｂ）で１０は入力端子、１１は出力端子、１１
．１８は直流ブロックのためのキャパシタンス、１５は
ベース接地のためのキャパシタンス、抵抗１２．１３゜
１７はバイアス設定のためのものである。利得制御、端
子１４に制御電圧をＶＡＧＣを印加することによりトラ
ンジスタ１６のエミッタ電流を制御して増幅利得を可変
できる。より広い利得制御範囲を得るためには、エミッ
タ接地増幅器よりもベース接地増幅器の方が好ましく、
混変調特性を良好に保つために信号レベルが大きい時に
エミッタ電流が大きくなるフォワードＡＧＣ方式が一般
的である。

可変利得増幅器６から出力された２ｎｄ　　ＩＦ倍信号
信号レベルが一定となっており、第２中間周波数増幅器
７に人力されピーク検波器８に適したレベルまで増幅さ
れる。ピーク検波器８は入力された信号のピーク値に応
じた直流電圧を出力する。出力された直流電圧は直流増
幅器９によって充分増幅された後に可変利得増幅器６の
制御端子に印加される。こうして構成されたＡＧＣ閉ル
ープは、負帰還ループを構成しており、可変利得増幅器
６に入力される２ｎｄ　　ＩＦ倍信号レベルが変動して
も、その出力では一定のレベルとなるように制御系が働
く。

発明が解決しようとする！Ｉ！ｉ！！！しかしながら、
上記のような構成では１ｓｔＩＦ信号の入力レベルが大
きい時には、第２周波数変換器４において相互変調が起
るという問題が生じるので、近年第２周波数変換器４の
前段にも可変減衰器を挿入するＡＧＣ装置の開発が望ま
れていた。

本発明は上記課題に鑑み、１ｓｔ　　ＩＦ倍信号入力レ
ベルが高い時の第２周波数変換器の相互変調特性が問題
とならないで、かつ入力レベルが低い時の１ｓｔ　　Ｉ
Ｆ入力端子からみたＮＦがＡＧＣのために劣化しないよ
うなＡＧＣ装置を提供するものである。

課題を解決するための手段 この課題を解決するために本発明のＡＧＣ装置は、第１
のキャパシタンスの一方の端子を入力とし、その他方の
端子を第１の抵抗を介して接地し、かつ第１のＰＩＮダ
イオードのカソード端子を接地し、第１のＰＩＮダイオ
ードのアノード端子に第２のＰＩＮダイオードのアノー
ド端子を接続し、第２のＰＩＮダイオードのカソード端
子を第２の抵抗を介して接地し、かつ第２のキャパシタ
ンスの一方の端子を接続し、第２のキャパシタンスの他
方の端子を出力端子とし、第１及び第２のＰＩＮダイオ
ードの各々のアノード端子の接続点に第３の抵抗の一方
の端子を接続し、第３の抵抗の他方の端子を第４の抵抗
を介して減衰量の制御端子に接続し、かつ第３のキャパ
シタンスを介して接地してなる第１の可変減衰器を介し
て、人力信号を周波数変換器に入力し、周波数変化され
た出力を第１の増幅器を介して、第４のキャパシタンス
の一方の端子を入力端子とし、その他方の端子を第３の
ＰＩＮダイオードのアノード端子に接続し、第３のＰＩ
Ｎダイオードのカソード端子を第４のＰＩＮダイオード
のアノード端子に接続し、第４のＰＩＮダイオードのカ
ソード端子を第５の抵抗を介して接地し、かつ第５のキ
ャパシタンスの一方の端子を接続し、第５のキャパシタ
ンスの他方の端子を出力端子とし、第４のキャパシタン
スと第３のＰＩＮダイオードのカソード端子との接続点
に第６の抵抗を接続し、その他方の端子を第７の抵抗を
介して減衰量の制御端子に接続し、かつ第６のキャパシ
タンスを介して接地してなる第２の可変減衰器に入力し
、その出力を検波できるまで増幅する第２の増幅器に入
力して増幅し、その出力をピーク検波器に入力して入力
レベルに応じた直流電圧出力を得て、その直流電圧出力
を基準電圧と比較して比較出力を直流増幅器を介して増
幅し、その増幅器出力を第１及び第２の可変減衰器の各
々の利得制御端子に接続して構成される。

作用 この構成によって本発明のＡＧＣ装置では、第１の可変
減衰器は第１及び第２のキャパシタンスによって、入力
端子とＰＩＮダイオードの直流バイアスを分離しており
、制御端子電圧がＰＩＮダイオードの順方向降下電圧よ
りも高くなるとＰＩＮダイオードに順方向電流が流れる
。これはＰＩＮダイオードが制御端子と接地間に並列接
続で配装置しであるためである。ＰＩＮダイオードは順
方向電流によってその内部抵抗が変化し、高周波信号に
対してもほぼ純抵抗を示し、その順方向電流が大きい程
、内部抵抗は低い、第１．第２及び第３の抵抗と２つの
ＰＩＮダイオードはπ型のアッテネータ回路を構成し、
その減衰量は順方向電流が大きい程小さくなる。

第２の可変減衰器も第１のそれと同様に第４及び第５の
キャパシタンスによって入出力端子とＰＩＮダイオード
の直流バイアスを分離しているが、２つのＰＩＮダイオ
ードは制御端子と接地間に直列接続で配置されている。

このため制御端子電圧がＰＩＮダイオードの順方向降下
電圧の２倍より高くなるとＰＩＮダイオードに順方向電
流が流れる。第２の可変減衰器も第４及び第５の抵抗と
ＰＩＮダイオードによってπ型のアッテネータ回路を構
成しており、その減衰量は順方向電流が大きくほど小さ
くなる。

第１及び第２の可変減衰器のＰＩＮダイオードの順方向
電流は制御端子電圧によって決定されるが、制御端子電
圧がゼロからだんだん大きくなる場合、先に第１の可変
減衰器のＰＩＮダイオードに順方向に電流が流れ始め、
続いて第２のそれに流れだす、このため各々の可変減衰
器の減衰量は同じ制御端子電圧でも異なり、第１の可変
減衰器が先に減衰量が少な（なる、第４及び第７の抵抗
は各々のＰＩＮダイオードの電流制限作用を果たす。

第１及び第２の可変減衰器を通った信号は、もはや一定
レベルに制御されているが、この制御信号はピーク検波
器によって信号の入力レベルに応じた直流電圧出力を得
て、これを基準電圧と比較し、その比較電圧を直流増幅
器を介して充分増幅して得られる。この負帰還作用によ
りＡＧＣ機能は達成される。

さて、第１の可変減衰器の役割は強入力の時における１
ｓｔ　　ＩＦ段の周波数変換の相互変調による妨害信号
の発生を抑圧することであり、弱入力時には入力端子か
らみたＮＦを悪化させないため極力減衰量は小さいこと
が望ましい、また第２の可変減衰器の役割は、主に充分
な利得の可変範囲を有して、入力信号の広いレベル範囲
にわたってＡＧＣ機能を働かせることである。この可変
減衰器は２ｎｄ　　ＩＦ増幅器の後段に配置されている
ので、減衰量の増大は直接入力端よりみたＮＦ値に響か
ない、よって、弱入力時は２ｎｄ　　ＩＦ帯に在る第２
の可変減衰器が主に動作し、入力信号レベルが高くなり
強入力時に初めて第１の可変減衰器が動作するという構
成がＮＦ及び相互変調特性の見地から望ましい。

本発明のＡＧＣ装置ではＰＩＮダイオードの制御端子及
び接地間ではの接続形式を並列と直列とで異なるように
構成することにより各々の可変減衰器の動作し初める制
御端子電圧値が異なるので、上記のように強入力時の相
互変調特性が改善されて、かつ弱入力時のＮＦ劣化量が
小さくて済むものである。

実施例 以下本発明の一実施例について図面を参照しながら説明
する。第１図（ａ）は本発明の一実施例におけるＡＧＣ
装置のブロック図を示すものである。

第１図（ａ）で１０２は第１の可変減衰器で、その構成
例を第１図ら）に示す１０３は２０ｄＢ程度の利得を有
する２ｎｄ　　ＩＦの増幅器、１０４は第２の可変減衰
器でその構成例を第１図（Ｃ）に示す、１〜９までは従
来例における構成図の第５図と同等である。

ＡＧＣ系を構成する可変減衰器は第１及び第２のものが
あり、それぞれ１ｓｔ　　ＩＦ段と２ｎｄＩＦ段とに配
置している。

衛星放送受信器の１ｓｔ　　ＩＦ倍信号入力レベル範囲
は、前述したように一６１ｄＢ−〜−２８ｄＢｍが目標
定格として定められており、受信機のＡＧＣ範囲はこれ
らを充分満足することとすれば第２図に示すようなレベ
ルダイヤが望ましい、第２図でＡＧＣの動作範囲は受信
機の各プッロクの利得の量産バラツキを考慮して１ｓｔ
　　ＩＦ信号レベルが一７０ｄＢｍから一２０ｄＢｍと
した。入力信号レベルが低く、−７０ｄＢ−から−５０
ｄＢ−まででは、２ｎｄＩＦ段の利得のみが変化し、　
５０ｄＢ＋ｗ以上では１ｓｔ　　ＩＦ段の利得も同時に
変化することとにより、１ｓｔ　　ＩＦ段で強入力信号
時に相互変調特性が劣化しない様に考慮している。この
図では、利得の可変範囲は、１ｓｔ　　ＩＦ段及び２ｎ
ｄＩＦ段で各々が２５ｄＢ及び４０ｄＢを有していると
仮定している。

第１図（ロ）は１ｓｔ　　ＩＦ段に配置されている可変
減衰器１０２の回路図で、キャパシタンス１１１，１１
６は可変減衰器１０２の入出力端子１１０．１０７とバ
イアスを分離するためのものであり、高周波信号に対し
てはそのインピーダンスは無視できる。ＰＩＮダイオー
ド１１３．１１４と抵抗１１２．１１８．１１５はπ型
のアッテネータ回路を構成しており、ＰＩＮダイオード
１１３．１１４の内部抵抗の変化により、可変減衰器１
０２の減衰量は変化する。ＰＩＮダイオード１１３、１
１４に流れる順方向電流（ＩＤ）は制御端子１２１に印
加される電圧（ＶＡＧＣ）によって決まるが、ここで抵
抗１１２．１１５．１１８等は高周波アッテネータ回路
を構成し、入出力インピーダンスを５０Ωにマツチング
させるため基本的には８０Ω〜３００Ω程度であるが、
抵抗１２０はそれらに比べると充分大きくできるので、
この抵抗１２０で順方向電流が制限される。

同様に第１図（Ｃ）は２ｎｄ　　ＩＦ段に配置されてい
る可変減衰器１０４の回路図であるが、キャパシタンス
１３１．１３５は可変減衰器１０４の入出力端子とバイ
アスを分離するためのものであり、高周波信号に対して
はそのインピーダンスは無視できる。

ＰＩＮダイオード１３２．１３３と抵抗１３７．１３４
はπ型のアッテネータ回路を構成しており、ＰＩＮダイ
オード１３２．１３３の内部抵抗の変化により、可変減
衰器１０４の減衰量は変化する。ＰＩＮダイオード１３
２、１３３に流れる順方向電流は制御端子１４０に印加
される電圧（ＶＡＧＣ）によって決まるが、ここで抵抗
１３７．１３４は高周波アッテネータ回路を構成してお
り、入出力インピーダンスを５０Ωにマツチングさせる
ためには基本的には８０Ω〜３００Ω程度であるが、抵
抗１３９はそれらに比べると充分大きくできるので、こ
の抵抗１３９で順方向電流が制限される。

さて、第１図（ハ）及び（Ｃ）に示すように構成された
第１及び第２の可変減衰器１０２．１０４では、ＰＩＮ
ダイオードをそれぞれ２ケ使用しており、制御端子１２
０．１０４と接地との間に並列ないし直列接続されてい
る。ＰＩＮダイオードはその順方向電流が変化すると内
部抵抗が変化する素子であり、その特性図を第３図（ａ
）に示す、順方向電流が大きくなる程、内部抵抗が小さ
くなる。

そのため第１及び第２の可変減衰器の減衰量と制御電圧
との関係は第３図（ｂ）のようになる、すなわち、ＰＩ
Ｎダイオード１３２．１３３を直列接続した可変減衰器
１０４の方がＰＩＮダイオード１１３．１１４を並列接
続した可変減衰器１０２よりも高いＡＧＣ制御電圧（Ｖ
ＡＧＣ）で順方向電流が流れな（なるので、その減衰量
は第３図（ｂ）に示すようにより高いＶＡＧＣから多（
なり始める。その効果により第２図に示したようなＡＧ
Ｃの利得制御が可能となる。

なお、本実施例では２ｎｄ　　Ｍｉｘ４で生ずる相互変
調を抑圧するためと１ｓｔ　　ＩＦ入入力端子上りみた
ＮＦ値の劣化を最小とする目的で、第１の可変減衰器１
０２を２ｎｄ　　Ｍｉｘの前段に配置した、しかし第４
図のブロック図に示すように、１ｓｔ　　ＩＦＦ幅器（
広帯域増幅器）の前段、ないし１ｓｔ　　ＩＦＦ幅器は
一般的にトランジスタ二段増幅器として構成れさるので
その段間に配置することもできる。１ｓｔ　　ＩＦＦ幅
器２の前段においた場合には、２ｎｄ　　Ｍｉｘのみな
らず１ｓｔ　　ＩＦＦ幅器２で生ずる強入力時の相互変
調に対しても抑圧効果が生ずる。しかしＮＦ値は多少悪
くなるので、両者の効果を勘案して仕様に沿った設計が
必要である。またＰＩＮダイオードの極性は制御端子電
圧により順方向電流を流すことができれば良いので、実
施例以外の極性の接続も可能であるとことは言うまでも
ない。

発明の効果 以上のように本発明は、１ｓｔ　　ＩＦ段にＰＩＮダイ
オードを制御端子と接地間に並列接続してなる第１の可
変減衰器を配置し、２ｎｄ　　ＩＦ段にＰＩＮダイオー
ドを直列接続してなる第２の可変減衰器を配置してＡＧ
Ｃ系を構成し、信号の弱°入カレベルでは第２の可変減
衰器が動作してＮＦの劣化を小さくし、強入力レベルで
は第１の可変減衰器が動作して相互変調特性の劣化を防
ぐことができるので、その実用的効果は大なるものがあ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は本発明の一実施例におけるＡＧＣ装置の
ブロック図、第１図（ｂ）及び（Ｃ）は一実施例におけ
る第１及び第２の可変減衰器の回路図、第２図は本実施
例におけるＡＧＣ系の利得配分を示す図、第３図（ａ）
はＰＩＮダイオードの内部抵抗と順方向電流の特性図、
第３図（ｂ）は実施例における可変減衰器の減衰量と制
御端子電圧の特性図、第４図は本発明の他の実施例にお
けるブロック図、第５図（ａ）は本発明の従来例におけ
るＡＧＣ装置のブロック図、第５図（ｂ）はその可変利
得増幅器の回路図である。 １・・・・・・１ｓｔ　　ＩＦＦ力端子、２・・・・・
・広帯域増幅器、３・・・・・・イメージフィルタ、４
・・・・・・２ｎｄＭｉｘ、５・・・・・・第２局部発
振器、７・・・・・・第２中間周波増幅器、８・・・・
・・ピーク検波器、９・・・・・・直流増幅器、１０２
・・・・・・第１の可変減衰器、１０３・・・・・・第
２中間周波増幅器、１０４・・・・・・第２の可変減衰
器。 代理人の氏名　弁理士　粟野重孝　はか１名第 図 ７０％　３０ｐ　ＫＸｐ３ＤＩＪｐ　７８　３ｍ　Ｔ（
ｈ％　ＸＪａ−１句電流（Ａ） 第 図 利傳（ｄＢ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 第１のキャパシタンスの一方の端子を入力端子とし、そ
   の他方の端子を第１の抵抗を介して接地するとともに、
   第１のＰＩＮダイオードのカソード端子に接続し、第１
   のＰＩＮダイオードのアノード端子に第２のＰＩＮダイ
   オードのアノード端子を接続し、第２のＰＩＮダイオー
   ドのカソード端子を第２の抵抗を介して接地するととも
   に、第２のキャパシタンスの一方の端子に接続し、第２
   のキャパシタンスの他方の端子を出力端子とし、第１及
   び第２のＰＩＮダイオードの各々のアノード端子の接続
   点に第３の抵抗の一方の端子を接続し、第３の抵抗の他
   方の端子を第４の抵抗を介して減衰量の制御端子に接続
   するとともに、第３のキャパシタンスを介して接地して
   なる第１の可変減衰器と、この第１の可変減衰器を通し
   て入力される入力信号を周波数変換する周波数変換器と
   、周波数変換された出力信号を、第１の増幅器を介して
   入力する第２の可変減衰器とを備え、この第２の可変減
   衰器は、第４のキャパシタンスの一方の端子を入力端子
   とし、その他方の端子を第３のＰＩＮダイオードのアノ
   ード端子に接続し、第３のＰＩＮダイオードのカソード
   端子を第４のＰＩＮダイオードのアノード端子に接続し
   、第４のＰＩＮダイオードのカソード端子を第５の抵抗
   を介して接地するとともに第５のキャパシタンスの一方
   の端子に接続し、第５のキャパシタンスの他方の端子を
   出力端子とし、第４のキャパシタンスと第３のＰＩＮダ
   イオードのカソード端子との接続点に第６の抵抗を接続
   し、第６の抵抗の他方の端子を第７の抵抗を介して減衰
   量の制御端子に接続するとともに第６のキャパシタンス
   を介して接地して構成し、この第２の可変減衰器の出力
   信号を検波できるまで増幅する第２の増幅器と、第２の
   増幅器の出力信号をピーク検波する検波器とを設け、こ
   のピーク検波器より入力レベルに応じた直流電圧出力を
   得て、その直流電圧出力を直流増幅器を介して増幅し、
   その直流増幅器の出力信号を第１及び第２の可変減衰器
   の各々の利得制御端子に供給してなるＡＧＣ装置。