JPH0661885A - 全自動利得制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 スーパーヘテロダイン受信器において全自動
利得制御を行うための十分な信号遅延を低コストで提供
する。 【構成】 電力分割器５は信号ＦＩの電力の一部を電力
測定及び利得制御のための副チャネル４に分割する。こ
の副チャネル４は、全自動利得制御のためのプレループ
（開ループとも呼ぶ）である。分割器５の出力は主チャ
ネル３の遅延線６の入力に接続されている。ここでは可
変利得を有するＦＩ増幅器９の入力に印加される前の信
号ＦＩに遅延τが与えられる。主チャネル３の信号の遅
延τの持続中に、電力検出器７が副チャネル４に搬送さ
れた信号ＦＩの一部の電力を測定し、これに基づいて受
信信号の電力を認識し得る。この電力測定の結果が次に
利得制御手段８に伝達される。利得制御手段８は主チャ
ネル３で遅延した信号ＦＩが増幅器９の入力に到着する
前に可変利得を有するＦＩ増幅器９に作用する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、無線信号のスーパーヘ
テロダイン受信器における全自動利得制御（ＡＧＣ）方
法及びかかる方法を実施する受信器に関する。

【０００２】

【従来の技術】本発明方法は、時分割多重アクセス（Ｔ
ＤＭＡ）を使用する電気通信に有利に使用される。時分
割多重アクセスによれば、電気通信信号が、マイクロ波
で搬送される時間的に分離したパケットとして分配され
る。本発明による改良された利得制御は、強度変化を有
しており、且つ、以下の特性、即ち、−１パケットの持
続時間に比較して急速な変化が生じる、−受信器の増幅
チェーンのダイナミックレンジに比較して変化が大き
い、及び／または、−変化が予知できないので、実質的
に実時間の受信回路のリアクションが要求される、など
の特性を１つ以上有している信号に特に有利である。

【０００３】本出願の関係する受信器は、ＲＦ（無線周
波）信号を受信するように構成されている。概して、受
信される信号の強度が弱いので信号を使用前に増幅す
る。例えばベースバンド増幅器を使用した直接マイクロ
波変調後に信号を増幅してもよく、または、一般に約１
０ＭＨｚ〜２００ＭＨｚの程度の受信信号の周波数より
もはるかに低い中間周波数で信号を増幅してもよい。本
発明方法は、中間周波数を使用する後者の場合、即ちス
ーパーヘテロダイン受信器にのみ使用できる。

【０００４】当業者に公知の受信器は、受信アンテナの
出力側に、局部発振器とミキサとを含んでおり、該局部
発振器は、受信周波数ＦＲ±ＦＩに等しい調整可能な周
波数ＦＬＯ（ＦＩ＝ＦＲ±ＦＬＯ）の信号を発生し、該
ミキサは、アンテナに受信したマイクロ波信号（周波数
ＦＲ）を中間周波数ＦＩの信号に変換する。この信号が
次に所望の用途に従って受信器の種々の回路で処理され
る。これらの種々の処理に先立って、受信した信号から
有用な情報を抽出するために、好ましくは信号の劣化を
最小に抑制しながら信号ＦＩの増幅を実行する。

【０００５】実際、増幅器は一般に、例えば、諸性能
（利得、直線性、通過帯域、ダイナミックレンジ、ノイ
ズ係数、飽和または相互変調ひずみ、位相ノイズ、振幅
／振幅変換及び振幅／位相変換、など）、増幅器のコス
ト、またいくつかの用途では消費電力、放熱、寸法、重
量、などの夫々に最適値を与えるのが好ましい複数のパ
ラメータを総合的に配慮して選択される。

【０００６】一般に、優れた性能を有する増幅器ほどコ
ストが高い。このため、最近数年間の多くの発明の目的
は、受信器の増幅回路の性能を低下させることなくその
コストを引下げることであった。

【０００７】受信の所望の用途は増幅チェーンの特性値
に対して夫々固有の制約を与える。即ち、固定した陸上
マイクロ波リンクによって伝送される信号の場合、受信
される強度は空中伝播によって不規則に変化している。
受信増幅チェーンのダイナミックレンジは、発信された
信号のダイナミックレンジと伝播条件に起因する不規則
変化のダイナミックレンジとを総合的に補償するための
十分な大きさを有していなければならない。移動体と固
定局との間のリンクの場合、受信信号の強度は、信号が
通ってきた伝播路長の違いによって極めて大きく変化す
る（一次概算では、受信信号の強度は通過距離の平方に
反比例する）。

【０００８】いくつかの条件下では受信器の増幅チェー
ンのダイナミックレンジより大になり得る受信信号の強
度変化を是正するために、受信器の全自動利得制御回路
を使用することは従来技術でも知られている。

【０００９】例えば本出願人は本出願と同日付けのフラ
ンス特許出願第９２,０３７５４号において、ヘテロダ
イン受信器用の開ループ型全自動利得制御システムを提
案した。該特許出願の受信器においては、受信信号の振
幅を増幅チェーンの入力に印加する前に所定の持続時間
にわたって測定する。従って、信号を増幅するために全
自動利得制御回路が印加する利得を調整できるように、
増幅チェーンの入力に信号を印加する前に、この信号を
受信強度の測定時間に対応する持続時間だけ遅延させる
必要がある。

【００１０】ここで生じる問題は、全自動利得制御の開
ループを形成するために必要な遅延を得ること、増幅器
の入力に信号が到着する前に測定の実行及び利得の制御
のために必要な時間を維持することである。

【００１１】特に、時分割パケットによる信号伝送の場
合、増幅器の全自動利得制御が閉ループでできるよう
に、１つのパケットの強度測定は増幅チェーンの入力に
印加された後で行なわれることが知られている。従っ
て、このようにして制御された利得は、直後の受信信号
に印加される。

【００１２】本発明の範囲では逆に、利得を制御するた
めに信号の強度の測定を利用し、同じ信号を増幅するた
めにこの利得を使用する。このことは必然的に、全測定
時間に対応する時間だけ信号を遅延させる手段が必要で
あることを意味する。

【００１３】当業界の現状では、本出願の範囲に近い技
術的範囲で、レーダ、表面弾性波（ＳＡＷ）遅延線の使
用が知られている。この場合、最長測定時間は、表面弾
性波遅延線によって得られる最大遅延によって制限され
る。表面弾性波遅延線を使用することは、中間周波数で
動作するいくつかの受信回路で通常行なわれており、ま
た、レーダ及びソナーのような用途でも周知である。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の使用にはいくつかの欠点が残っており、特に無線電話
受信器のような極めて広い伝播を要する用途ではこれら
の欠点の是正が望まれている。実際、これらの表面弾性
波素子は、高価で大型で壊れ易く、さらに性能も限られ
ている。これらの表面弾性波素子によって得られる最大
遅延は、約２５マイクロ秒であり、挿入損は最小でも約
２５ｄＢである。１つの伝送パケットの持続時間よりも
短い時間スケールで受信信号の大きい強度変化が予想さ
れる場合、パケット時間中の強くて速い変化期間外に測
定が行なわれることもあり得るので、強度の測定の信頼
性が不確かになる。これらの素子は挿入損が大きいの
で、増幅及び処理が与えられる前の信号を搬送する主チ
ャネル内でより大きい遅延を得るために直列で使用する
ことができない。

【００１５】本発明方法によれば、以上の欠点が是正さ
れる。

【００１６】

【課題を解決するための手段】従って本発明は、中間周
波数信号を主チャネルと副チャネルとから成る２つのチ
ャネルに分割し、主チャネルにおける中間周波数信号を
時間τだけ遅延させ、時間τ以下の長さの持続時間中に
副チャネルにおける信号の電力を測定し、測定した電力
に応じて中間周波数増幅器の利得を制御し、時間τだけ
遅延した中間周波数信号を増幅するステップを更に含
み、中間周波数が普及型装置のビデオ信号に常用の周波
数から選択される無線信号のスーパーヘテロダイン受信
器の全自動利得制御方法を提供する。

【００１７】実際、（例えばレーダの）マイクロ波受信
回路に従来技術で常用の周波数範囲外の中間周波数を選
択することによって、例えばカラーテレビジョン受像機
またはビデオテープレコーダの色信号回路に使用するた
めに開発され市販されている普及型の構成素子を使用す
ることが可能になる。

【００１８】本発明の特徴によれば、中間周波数が１Ｍ
Ｈｚよりも大きく１０ＭＨｚよりも小さい範囲から選択
されるのが有利である。これはレーダのマイクロ波信号
の受信回路においてレーダのオペレータが常用している
中間周波数を１桁下回る値である。

【００１９】本発明の別の特徴によれば、遅延時間τは
１ミリ秒未満、３０マイクロ秒以上であり、６４マイク
ロ秒、または１２８マイクロ秒である。これらの遅延
は、表面弾性波遅延線で得られる遅延の約２〜５倍であ
る。

【００２０】実際、現在でも、６４マイクロ秒または１
２８マイクロ秒の定格遅延を与え得る定格周波数３.５
８ＭＨｚまたは４.４３ＭＨｚで動作する普及型ビデオ
用のガラス遅延線素子及び「くし」型フィルタが市場で
販売されている。これらの素子は極めて大量に生産され
ており、表面弾性波遅延線の数十分の一、あるいは数百
分の一の価格で市販されている。更に、これらのビデオ
素子の挿入損は概して１０ｄＢ未満であり、これは表面
弾性波素子と２桁違う値である。

【００２１】本発明はまた、本発明方法を実施する受信
器を提供する。本発明の受信器は、別の公知の受信器と
同様であり、更に、信号を２つのチャネルに分割する分
割器と、主チャネルと、主チャネルに配置された遅延線
と、遅延線の出力に接続された入力を有しており中間周
波数に作用する中間周波数増幅器（中間周波数は本発明
方法に従って選択される）と、副チャネルと、副チャネ
ルに接続されている信号の電力レベル検出器と、副チャ
ネルの電力レベル検出器の出力側に配置されており且つ
中間周波数増幅器の利得を制御すべく中間周波数増幅器
に接続された出力を有している利得制御デバイスとを含
んでおり、該受信器で使用される遅延線はビデオ遅延線
である。好ましい特徴によれば、ビデオ遅延線が普及型
テレビジョン装置で使用される型の遅延線である。

【００２２】好ましい特徴によれば、ビデオ遅延線が、
（ＮＴＳＣ、ＰＡＬまたはＰＡＬ／ＳＥＣＡＭシステム
用の）カラーテレビジョン受像機の色信号回路で使用さ
れる遅延線と同様である。

【００２３】別の特徴によれば、ビデオ遅延線がビデオ
テープレコーダに使用される遅延線と同様である。

【００２４】

【実施例】本発明方法を実施する受信器の非限定実施例
を概略的に示す添付図面に基づく以下の詳細な記載より
本発明の別の特徴及び利点がより十分に理解されよう。

【００２５】図１はまず、中間周波数ＦＩを有する信号
の入力を示す。電力分割器５は信号ＦＩの電力の一部を
電力測定及び利得制御のための副チャネル４に分割す
る。この副チャネル４は、全自動利得制御のためのプレ
ループ（開ループとも呼ぶ）である。

【００２６】分割器５の出力は主チャネル３の遅延線６
の入力に接続されている。ここでは可変利得を有するＦ
Ｉ増幅器９の入力に印加される前の信号ＦＩに遅延τが
与えられる。

【００２７】主チャネル３の信号の遅延τの持続中に、
電力検出器７が副チャネル４に搬送された信号ＦＩの一
部の電力を測定し、これに基づいて受信信号の電力を認
識し得る。この電力測定の結果が次に利得制御手段８に
伝達される。利得制御手段８は主チャネル３で遅延した
信号ＦＩが増幅器９の入力に到着する前に可変利得を有
するＦＩ増幅器９に作用する。

【００２８】本発明方法の特徴は、特に、周波数ＦＩ
を、普及型装置のビデオ信号に常用の周波数から選択す
ることである。周波数ＦＩのこのような選択によって、
主チャネル３の信号を遅延τに対応する時間だけ遅延さ
せるためにビデオ遅延線６を使用することが可能であ
る。本発明方法の利点の１つは、このようにして得られ
た遅延τが全自動利得制御の前にループ内で実行される
測定の精度及び信頼性を向上させ得るべく十分な長い時
間であり、従ってＦＩ増幅器９の出力信号の情報を改善
するようなより優れた利得制御が得られることである。

【００２９】中間周波数ＦＩは好ましくは１〜１０ＭＨ
ｚである。使用周波数の値が上記の範囲であるような遅
延線は多数知られており、複数の製造業者によって提供
されている。現行の遅延線の多くは、２.８〜５.２ＭＨ
ｚの周波数で動作する。これらの遅延線はカタログによ
って製造業者から廉価に入手し得る。より特定的に、
４.４３ＭＨｚまたは３.５８ＭＨｚの周波数で動作する
遅延線が最も普及している。何故ならこれらの遅延線は
ビデオテープレコーダ及び普及型テレビジョン受像機で
使用されているからである。通過帯域は一般にこれらの
中心周波数の前後約１ＭＨｚである。欧州のＰＡＬ−Ｓ
ＥＣＡＭシステムには特に４.４３ＭＨｚの中心周波数
が使用され、ブラジル及びアルゼンチンのＮＴＳＣまた
はＰＡＬシステムには３.５８ＭＨｚの中心周波数が使
用される。

【００３０】前述のように、遅延τが長いほど精度が改
善される。この遅延τの持続時間は好ましくは１ミリ秒
よりも短く３０マイクロ秒よりも長い。特に、テレビジ
ョン受像機及びビデオテープレコーダの場合には使用さ
れる遅延線は夫々６４マイクロ秒及び１２８マイクロ秒
の遅延を与える。

【００３１】これらのビデオ素子の寸法は表面弾性波遅
延線よりも小さい。これらのビデオ素子はまた壊れ難
い。これらの挿入損が小さいことはより小さい利得の増
幅チェーンの使用を可能にし、その結果として、消費電
力の節減、受信回路内の放出熱の低減が達せられる。

【００３２】本発明によって得られた技術的利点以外
に、生産面でも重要な利点がある。即ち、ビデオ遅延線
のコストは表面弾性波遅延線のコストの数１０分の１か
ら１００分の１で済む。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の方法を実施するための受信器の実施例
の概略図である。

【符号の説明】

３ 主チャネル ４ 副チャネル ５ 電力分割器 ６ 遅延線 ７ 電力検出器 ８ 利得制御手段 ９ 増幅器

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 中間周波数信号を主チャネルと副チャネ
   ルとから成る２つのチャネルに分割し、 前記主チャネルにおける中間周波数信号を時間τだけ遅
   延させ、遅延した信号を増幅器の入力に印加し、 前記時間τ以下の長さの持続時間中に前記副チャネルに
   おける中間周波数信号の電力を測定し、 前記測定された電力に応じて前記増幅器の利得を制御す
   る処理を含んでおり、前記中間周波数が普及型装置のビ
   デオ信号に常用の周波数から選択されることを特徴とす
   る無線信号のスーパーヘテロダイン受信器の全自動利得
   制御方法。
2. 【請求項２】 前記中間周波数が１ＭＨｚ〜１０ＭＨｚ
   であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 【請求項３】 前記中間周波数が２.８ＭＨｚ〜５.２Ｍ
   Ｈｚであることを特徴とする請求項２に記載の方法。
4. 【請求項４】 前記中間周波数が４.４３±１ＭＨｚで
   あることを特徴とする請求項３に記載の方法。
5. 【請求項５】 前記中間周波数が３.５８±１ＭＨｚで
   あることを特徴とする請求項３に記載の方法。
6. 【請求項６】 前記時間τが１ミリ秒未満であることを
   特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の方
   法。
7. 【請求項７】 前記時間τが３０マイクロ秒以上である
   ことを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載
   の方法。
8. 【請求項８】 前記時間τが６４マイクロ秒であること
   を特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の方
   法。
9. 【請求項９】 前記時間τが１２８マイクロ秒であるこ
   とを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の
   方法。
10. 【請求項１０】 中間周波数信号を主チャネルと副チャ
    ネルとに分割する分割器と、 前記主チャネルに配置されており前記中間周波数信号を
    時間τだけ遅延させる遅延線と、 前記遅延線の出力に接続された入力を有しており中間周
    波数に作用する可変利得増幅器と、 前記副チャネルに接続されている信号の電力レベル検出
    器と、 前記電力レベル検出器の出力側に配置されており且つ前
    記増幅器の利得を制御すべく増幅器に接続された出力を
    有している利得制御デバイスとを含み、前記遅延線がビ
    デオ遅延線であることを特徴とする請求項１から９のい
    ずれか一項に記載の方法を実施するための無線信号のス
    ーパーヘテロダイン受信器。
11. 【請求項１１】 前記ビデオ遅延線が普及型テレビジョ
    ン装置で使用される型の遅延線であることを特徴とする
    請求項１０に記載の受信器。
12. 【請求項１２】 前記ビデオ遅延線が、ＮＴＳＣ、ＰＡ
    ＬまたはＰＡＬ／ＳＥＣＡＭ標準のカラーテレビジョン
    受像機の色信号回路で使用される遅延線と同様であり、
    前記時間τが６４マイクロ秒に等しいことを特徴とする
    請求項１０または１１に記載の受信器。
13. 【請求項１３】 前記ビデオ遅延線がビデオテープレコ
    ーダに使用される遅延線と同様であり、前記時間τが１
    ２８マイクロ秒に等しいことを特徴とする請求項１０ま
    たは１１に記載の受信器。