JPH0257016A - 自動利得制御回路 - Google Patents

自動利得制御回路

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JPH0257016A
JPH0257016A JP20721288A JP20721288A JPH0257016A JP H0257016 A JPH0257016 A JP H0257016A JP 20721288 A JP20721288 A JP 20721288A JP 20721288 A JP20721288 A JP 20721288A JP H0257016 A JPH0257016 A JP H0257016A
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JP
Japan
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signal
output
converter
analog
input signal
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JP20721288A
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English (en)
Inventor
Kaoru Takasuka
高須賀 馨
Kenichi Takahashi
謙一 高橋
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Asahi Kasei Microsystems Co Ltd
Asahi Kasei Microdevices Corp
Original Assignee
Asahi Kasei Microsystems Co Ltd
Asahi Kasei Microdevices Corp
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Publication date
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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1!i’] 本発明は、アナログ人力信号レベルか変化した場合にお
いても出力として取り出す信号か一定のレベルになるJ
:うに自動的に利害調整を行なう自動利得制御(八GC
)回路にIJJIするものである。
[往来の技術] 従来の自動利得制御(八[iC)回路としては、例えは
第3図に示すような演算増幅器、整流平均化回路、電圧
制御可変抵抗(VCR) ’Jを用いたものか知られて
いる。このへGC回路の動作原理を説明すると、VCR
は制御電圧か高くなると抵抗値は小さくなるよう動作し
、反対に制御マI上圧か低くノよると抵抗値は大きくな
るよう動作する。第3図の回路で入力端子か小さい時に
は整流平均化回路の出力は小さく lxり従って制御電
圧か低くなりVCRの抵抗値は大きくなる。ン寅算増幅
器への入力は固定抵抗RとVCHの分圧値となっている
ので、人力値か大きくなり利得を高める形となる。一方
入力端子か犬きい時にはVCRf7)抵抗(iiliは
小さくなり演鉾増幅器へへの入力値か小さくなり利得を
低める形と)、fる。
この回路で出力レベルを一定に保つには、V CItは
なるへく小さ2を制御電圧で抵抗値か大きく変化する必
要かある。
般に、VCRにはトランジスタや電界効果I−ランシス
タ(FIT)か用いられ−Cいるか、かかる場合従来の
71 G Cの人カレベル対出力しベル特刊は、第4図
に実線で示すように低人カレベルてはVCRかオーブン
状態になることから出力レベルは人カレベルに対応じて
変化し、高大カレベルてはVCRのオン(on)抵抗か
一定になることからやはり出力レベルは人カレベルに対
応じて変化し、このことから従来の八GCの利得制御か
可能なアナログ人カイ乙号のダイナミックレンジは制限
されたものであった。しかも、vCHに用いる1ヘラン
シスタやFliTの抵抗値は、そのコレクタとエミッタ
間の電圧によっても変化するため、交流信号を加えた場
合歪か発生する欠点があった。
[発明か解決しようとする課題] そこで、本発明の目的は、アナログ入力信号のダイナミ
ックレンジを大きくとることかでき、回路構成を高精度
のものとする必要か’−< <、ノイズの影紫を受けに
くく、しかもMOS−LSI化に好適な自動的に利マイ
制御を行なうへGC回路を提供することにある。
[課題を解決するための手段」 このJ:うな目的を達成するために、本発明は、アナロ
グ信号を、アナログ(8号の周波数の10倍以上の周波
数fsてサンブリンクして1ヒッl−のディジタル信号
を形成するΔΣΔDコンバータ手段と、アナログ信号を
ΔΣADコンバータ手段への入力から分岐し、整流平均
化したのちに、1ヒツトのディジタル信号に応じて正位
相と逆位相との間で切換えて、△ΣADコンバータ手段
の帰還ループに基準電圧として供給する信号混合手段と
、ΔΣADコンバータ手段らの出力をDA変換したのち
高周波成分を除去し、アナログ信号レベルの変動にもか
かわらず一定のレベルになるよう利得調整された43号
を取り出すフィルタ手段とを具えたことを4、ν徴とす
る。
ここて、−J二連した周波数f8は]′ナログ人力信号
の周波数の10イ@以上、好ましくは数十イf4以十に
好ましくは数百倍以上に設定する。
[作 用] 本発明によれは、ΔΣADコンバータ用いることによっ
て、アナログ人力信号のダイナミックレンジを大粗く広
げることかできると共に、ノイズの影響を受りにくく、
しかも回路構成を高精度のものとする必要なく、回路全
体をM OS −L S I化するのにもり子連である
。さらに、ΔΣ型八へコンバータはクロックに完全に同
期した出力であるから、高周波成分を除去したA[iC
出力を得るためのフィル。
夕手段をスイッヂト・キャパシタ・フィルタで構成する
のにも好適である。
[実施例コ 以下に、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明す
る。
本発明の一実施例を第1図に示し、その各部の信号波形
の一例を第2図(A)〜(D)に示す。
第1図において、・lOはΔΣ型八へコンバータである
。このADコンバータ10自体は公知の構成であり、こ
こでは2次のΔΣ型ADコンバータの例を示している。
ここで、11および12は演算増幅器、13および14
は加算器、15および16は各演算増幅器11および1
2の帰還用コンデンサ、17はコンパレータ、18はD
型フリップフロップである。
ここて、第1図への入力a点にアナログ入力信号(八)
が人力されると、ADコンバータ10の加算器13に供
給されると共に、整流平均化回路21を経て、混合回路
20にも供給され、混合回路20において、インバータ
22を介して、および直接に、すなわち、互いに逆の位
相てスイッチ23の内入力端子に供給される。
スイッチ23は、第2図(B)  に示すへ〇コンバー
タlOの出力であるディジタル信号(B)のデータ内容
、すなわちそのデータが°′1°°であるか0°゛であ
るかに応じてスイッチングされるスイッチであって、そ
の動作により、例えは、アナログ人力信号(A)か第2
図(八)に示すピーク値Xの振幅を有する信号である場
合には第2図(C)に示す基準電圧αの振幅を有するパ
ルス信号か、さらに、同しくアナログ入力信号(八)が
ピーク値Yを有する信号である場合には、基準電圧βの
振幅を有するパルス信号が、スイッチ23.0点および
ADコンバタ10の帰還ループを介し加算器13および
加算器14に供給される。
以上のように、ADコンバータlOの加算器13にはア
ナログ人力信号(A)  と、アナログ人力信号(Δ)
を整流平均化回路21、混合回路20、スイッチ23を
通して基準電圧とするものが、帰還ループを介して供給
され、その加算出力が演算増幅器11の負側入力端子に
供給される。加算器14には演算増幅器11の出力とさ
ぎほとの帰還ループを介した基準電圧とが供給され、そ
の加算出力が演算増幅器12の負側入力端子に供給され
る。演算増幅器11および12の各正側入力端子はアナ
ログ大地電位に接続され、コンパレータ17では演算増
幅器12からの出力かアナログ大地電圧と比較され、そ
の出力か大地電圧より大きいときには’!”、その他の
ときには“0°°か出力される。フリップフロップ18
のブタ入力端子にはコンパレータ17からの2値出力°
“0°°または1°′が供給され、同しくタロツク入力
端子にはアナログ人力信号(八)の周波数の10倍以上
の周波数をもつクロックパルスf、が供給され、そのク
ロックパルスに同期してコンパレータ17からのデータ
パ0“′または1°゛が取り込まれる。フリップフロッ
プ18の出力は1ピッl−DAコンバータ30およびロ
ーパスフィルタ31を介して本発明の八GCの出力(D
)として取り出されると共に、スイッチ23の動作を制
御する。ずなわち、ここて、アナログ人力信号(A)を
整流平均化回路21、混合回路20およびスイッチ23
を介して得られる電圧を基!18電圧とするとき、フリ
ップフロップ1Bの出力か′1“であるときには−(基
準電圧)が、また“0゛であるときには+(基準電圧)
が帰還ループを介して加算器13.14に加えられ、演
算増幅器11.12 にそれぞれ差分としてフィードバ
ックされる。かくして、新たに入来するアナログ入力信
号に対して、その直前のディジタルデータに対応するア
ナログ量たり差をとってから、積分か行なわれる。
このにうにして、アナログ人力信号(八)はクロックパ
ルスfsて高速サンプリングされて、第2図(B)  
に示すJ:うに、1ピツ1〜のディジタル出力(B) 
 に変換されて取り出される。
このディジタル信号(B)は、アナログ人力信号(八)
がXであるときは×/αに比例したデユーティ・レシオ
のパルス列となり、同じくYであるときはY/βに比例
したデユーティ・レシオのパルス列となる。ただし、フ
リップフロップ18がクロックパルスfgで動作するの
で、かかるディジタル出力のパルス幅はl/fS(秒)
の整数倍の値をとるのみてあって、ディジタル的に離散
的な量となる。なお、デユーティ・レシオはΔΣ型八D
コンバータ101ζ供給されるアナログ信号の振幅およ
び極性に応じて変化し、振幅零あるいは無イム号のとき
は50%であり、正で振幅か大きくなるほど°′ビの区
間か多くなり、負゛てその振幅か大きくなるほと0°′
の区間か多くなる。
以上の説明をヘースに、未発明のAGC回路の動作を述
へる。ず/lわち、ΔΣ型八へコンバータlOへの入力
a点にピーク値Xを有するアナログノ、力信号か人力さ
れ、それに対応する4+i) 侃ループの基準電圧かα
になっているとすると、ADコンバータ1oの出力す点
におりる信号は、第2図(B)  に示すようtic 
lヒラ1〜のディシタルイ冨−号と1.1′る。このデ
ィジタル信号はX/αに比例したデユーデイ・レシオを
有スるパルス伝信てあり、この信号をDAコンバタ30
およびローパスフィルタ31を通過さゼて高域成分を除
去することにより第2図(D)に示すようなピーク値X
を有する出力信号か得られる。この信号の振幅Xは、先
はとの1ビットのディジタル信号のデユーティ・レシオ
に比例したものとなる。
次に、ΔΣ型八へコンバータ10への入力a点にヒフ(
ia Yを有するアナログ人力化”)か人力され、それ
に対応する帰還ループの基準電圧かβになっているとす
ると、ADコンバータ10の出力す点におりる1ヒツト
のディジタル信号はY/βに比例したデユーティ・レシ
オを有し、DAコンバータ3oおよびローパスフィルタ
31を通過さセることにより第2図(D) に示すよう
なピーク値yを有する出カイ5号か得られる。
ところで、スイッチ23から帰還ループへのル1−士の
0点での信号(C)は人力a点に人力される人力アリー
ログ信−号を整流平均化したものであるから、信号(C
)の振幅は人力a、巾に人力されるアナログ信号の振幅
に比例したものとなる。このことからX/α−Y/βと
なり人力a点に人力アナログ信号Xを加えたと籾も、人
力アナログ信号Yを加えたときもADコンバータ10の
出力す点に現われるディジタル信号(B)のデユーティ
・レシオは同しとt2る。これらをDAコンバータ3o
およびローパスフィルタ31を通過させた後に得られる
信号の振幅はディジタル信号([1)のデユーデイ レ
シオに比例することから出カイ8号の振幅Xとyとは等
しくなる。
ずなわら、本発明の回路構成にj二り、アナログ人力信
号の人カレベルか変化しCも出力d点において一定しベ
ルの振幅の出力信−号を得ることかでき、自動的に利得
調整を行うAGC回路か実現てきる。
先に述へたことく本発明によるAGCの出力はへ〇コン
バータ10の出力なりへコンバータ30および高域成分
を除去するローパスフィルタ31を通過させて出力d点
から取り出されるか、そへの入力レベル対出力レベル特
性は第4図に点線で示されるようにほぼ全レベルにおい
てほとんど一定であり、アナログ人力信号のタイナミッ
クレンシを大きく広げることかてぎる。また、VCRに
1−ランシスタやFETを用いる従来の八GCでは、ト
ランジスタやFETの抵抗値は、そのコレクタとエミッ
タ間の電圧によっても変化するため、交流信号を加えた
場合歪か発生する欠点かあったか本発明においては、そ
のような問題は発生しない。
ローパスフィルタ31を、CRによるパッシブフィルタ
またはCRと演算増幅器を用いたアクティブフィルタて
構成することもてきる。
さらに、本発明の特徴として、このローパスフィルタを
、折り返し防止フィルタを挿入することなく、直接スイ
ッヂト・キャパシタ・フィルタで構成することかてきる
。この場合には、へ〇コンバタlOのサンプリングクロ
ックの周波数fsとスイッヂト・キャパシタ・フィルタ
のジンプリングクロックf CL Kとを等しく定め、
かつその周波数を通過帯域に対して十分に高く定める。
へDコンバータlOの出力(n)の周波数スペクトルは
、周波数fS、すなわちfcLy、の整数倍付近におい
てエネルギをもたないので、本発明では、折り返しフィ
ルタを前置する必要かない。
なお、ΔΣADコンバータは、高域側て量子化ノイズか
急増するのて、量子化ノイズの周波数特性を良好なもの
とするためには、例えは、第1図示の回路構成のように
、演算増幅器を用いた積分器を多段群M、接続したり、
あるいはDAコンバータ30を1ヒツトでなく2ピツl
〜などのように多値化する。
第3図は従来例のブロック図、 第4図は本発明と従来例の人カレベル対出力しベル特性
図である。
[発明の効果] し上から明らかなように、ΔΣADコンバータ用いるこ
とによって、l−ランシスタやFETを用いたRCVを
使用する場合に比へてアナログ人力信号のタイナミック
レンシを大きく広げることかできると共に、ノイズの影
響を受けにくく、しかも回路構成を高精度のものとする
必要なく、回路全体なM[1S−LSI化するのにも好
適である。さらに、ΔΣ型八へコンバータはクロックに
完全に同期した出力であるから、高周波成分を除去した
へGC出力を得るためのフィルタ手段をスイッチト・キ
ャパシタ・フィルタで構成するのにも好適である。
10・・・ΔΣ型八へコンバータ、 11、12・・・演算増幅器、 13、14・・・加算器、 15、 lli・・・コンデンサ、 17・・・コンパレータ、 18・・・D形フリップフロップ、 20・・・混合回路、 21・・・整流平均化回路、 22・・・インバータ、 23・・・スイッチ、 30・・・DAコンバータ、 31・・・ローパスフィルタ。
【図面の簡単な説明】

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)アナログ信号を、当該アナログ信号の周波数の10
    倍以上の周波数f_sでサンプリングして1ビットのデ
    ィジタル信号を形成するΔΣADコンバータ手段と、 当該アナログ信号を前記ΔΣADコンバータ手段への入
    力から分岐し、整流平均化したのちに、前記1ビットの
    ディジタル信号に応じて正位相と逆位相との間で切換え
    て、前記ΔΣADコンバータ手段の帰還ループに基準電
    圧として供給する信号混合手段と、 前記ΔΣADコンバータ手段からの出力をDA変換した
    のち高周波成分を除去し、当該アナログ信号レベルの変
    動にもかかわらず一定のレベルになるよう利得調整され
    た信号を取り出すフィルタ手段を具えたことを特徴とす
    る自動利得制御回路。
JP20721288A 1988-08-23 1988-08-23 自動利得制御回路 Pending JPH0257016A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04144577A (ja) * 1990-10-04 1992-05-19 Ace Denken:Kk パチンコ玉検出装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04144577A (ja) * 1990-10-04 1992-05-19 Ace Denken:Kk パチンコ玉検出装置

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