JPH0884084A - Am受信機用自動利得制御オーバーシュート制限装置 - Google Patents

Am受信機用自動利得制御オーバーシュート制限装置

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JPH0884084A
JPH0884084A JP7192063A JP19206395A JPH0884084A JP H0884084 A JPH0884084 A JP H0884084A JP 7192063 A JP7192063 A JP 7192063A JP 19206395 A JP19206395 A JP 19206395A JP H0884084 A JPH0884084 A JP H0884084A
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JP
Japan
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signal
carrier
gain
agc
time block
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Pending
Application number
JP7192063A
Other languages
English (en)
Inventor
John Elliot Whitecar
エリオット ホワイトカー ジョン
Robert D Plowdrey
ドナルド プラウドリー ロバート
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Ford Motor Co
Original Assignee
Ford Motor Co
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03GCONTROL OF AMPLIFICATION
    • H03G3/00Gain control in amplifiers or frequency changers
    • H03G3/20Automatic control
    • H03G3/30Automatic control in amplifiers having semiconductor devices
    • H03G3/3052Automatic control in amplifiers having semiconductor devices in bandpass amplifiers (H.F. or I.F.) or in frequency-changers used in a (super)heterodyne receiver

Landscapes

  • Circuits Of Receivers In General (AREA)
  • Control Of Amplification And Gain Control (AREA)
  • Superheterodyne Receivers (AREA)
  • Noise Elimination (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 AM受信機における自動利得制御に対し改良
した応答時間を与え、自動利得制御(AGC)性能にお
けるオーバーシュートまたはアンダーシュートを防止す
る。 【解決手段】 本発明のデジタル無線受信機におけるA
MIF信号処理方法においては、適応型狭帯域フィルタ
を使用する搬送波信号を隔離することにより、AGC制
御ループのオーバーシュートまたはアンダーシュートを
避ける。搬送波強度信号は全AGCループまたはAGC
オーバーシュート制限器を制御するために使用され、音
声出力レベルの急激な変化を避ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、全般的にAM受信器の
中間周波数部における利得制御に関連し、特に自動利得
制御に対し改良した応答時間を与え、自動利得制御(A
GC)性能におけるオーバーシュートまたはアンダーシ
ュートを防止することに関する。
【0002】
【従来の技術】自動利得制御は、入力信号レベルが変動
したとしても増幅出力信号についてほぼ一定の平均レベ
ルを維持するための技術として公知である。放送通信受
信機において、自動利得制御は、同調した放送信号の信
号強度の変動、または異なる出力レベルまたは受信機か
らの距離の異なる他の放送信号に再同調するときに起こ
る変動に関係なく一貫した音声出力レベルを提供するた
めに使用される。
【0003】AGC回路は受信機の増幅段の下流におい
て計測平均信号レベルに逆比例した増幅段利得を制御す
る。振幅変調(AM)受信機においては、情報信号は伝
送された搬送波信号中の振幅変化から成る。情報信号は
搬送波周波数の付近に側波帯を形成する。公知の受信機
においてAGC制御を与えるために平均信号レベルを決
定する計測信号は、搬送波信号と側波帯を含むAM中間
周波(IF)信号であった。それ故、公知のAM受信機
でのAGC回路は、情報信号に相当する振幅変化に応答
しないように設計されねばならない。代表例として、A
MIF信号は、AGC制御回路の前に音声情報信号を取
り除くために、長い時定数でローパスフィルタがかけら
れる。しかしながら、ローパスフィルタによって、平均
信号レベルにおける急激な変動に対しAGC制御の応答
時間が長くなる結果をもたらす。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】信号レベルの急激な変
動は、車載用無線受信機を備えた車輛が解放された環境
から例えばトンネル、地下道または陸橋に進入した時に
発生する。AM信号の信号強度は急激に減少するが、A
GC制御は遅延後のみの変化に応答し、結果として受信
したAM局の音声出力低下(すなわちAGCアンダーシ
ュート)および遅延の間のノイズ増加を来す。同様に、
車両がトンネルまたは陸橋から出ると、信号の障害が除
かれ、過剰増幅AMIF信号(すなわちAGCオーバー
シュート)が発生する。本発明はこれらの欠点を解決す
ることである
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の主な利点は信号
強度の急激な変動による音声出力レベルの変化を避ける
ことである。AGC回路の早い応答は、変調側波帯の除
去後に搬送信号の受信信号強度を調べることによって得
ることが出来る。搬送波強度は適応レベル限界と比較さ
れ、さらに応答時間を短縮し、そして安定な動作が確保
される。
【0006】本発明は、搬送波信号および変調信号を含
むAM中間周波信号を処理するための方法を提供する。
搬送波信号はAM中間周波信号から実質的に変調側波帯
なしに回復される。回復させた搬送波信号は統合されて
搬送波強度信号を発生させる。搬送波強度信号の逆数が
形成される。回復させた搬送波信号は逆数が乗算されて
正規化混合信号を発生させる。正規化混合信号はAM中
間周波信号と混合されて変調信号を回復させる。搬送波
強度信号は比較信号と比較され、そしてAM中間周波信
号が比較に応じた利得係数で変調される。
【0007】他の態様において、本発明は利得係数に応
じてAMIF信号を増幅する可変利得部を有するAMI
F信号を処理し、そして変調されたAMIF信号を発生
する無線受信機を提供することである。適応狭帯域バン
ドパスフィルタは変調されたAMIF信号を受信し、実
質的に変調側波帯のない搬送波信号を作る。平均値が適
応狭帯域バンドパスフィルタに結合され、搬送波強度信
号を作る。比較器が搬送波強度信号と比較信号を比較
し、利得係数を決定する。
【0008】
【実施例】図1において、従来の受信機は無線周波(R
F)増幅器11に接続されたアンテナ10を有する。R
F増幅器11のRF信号出力は混合器12で局所発信器
(図示せず)からの混合信号fLOと混合される。混合信
号fLOの周波数はRF増幅器11の所望のRF信号出力
を受信機の中間周波数(IF)に周波数偏移すように選
択される。混合器12からのIF信号は帯域フィルタ
(BPF)13,IF増幅器14および検出器15に結
合され、音声信号を変調し、それによって音声出力を発
生する。
【0009】RF増幅器11およびIF増幅器14はA
GC制御回路16からのAGC信号に応じて利得制御を
提供する。AGC制御16はRFレベル検出器17およ
びIFレベル検出器18に接続されている。AGC制御
16はいずれかの公知技術を利用して、検出された広帯
域RFおよび狭帯域IFレベルそれぞれに応じた図2に
示すようなAGC曲線に従うAGC信号を発生する。こ
れにより、信号レベルの減少がAGC信号の減少と、そ
れ相当の増幅器利得の増加を生む。逆に、信号レベルの
増加がAGC信号の増加と、増幅器利得の減少を生むこ
ととなる。
【0010】図3に示すように、公知のAGC制御は音
声周波数域内での増幅度変化に応答できない。もし出来
るとすると、信号から変調が除かれて音声は検出されな
い。これにより、AGC制御は音声帯域以下(例えば約
40ヘルツ以下)の周波数で働き、音声周波数帯域の下
端以上で起こる増幅変化に応答しない。
【0011】従って、公知のAGC制御回路の応答時間
は図4に示すようなものである。受信信号強度の急激な
変化(トンネルの入出時に起こるような)については、
遅延時間t1のあいだAGC回路の応答は0%である。
さらに時間t2後に、AGCの応答は最終値である10
0%に達し、信号レベルは再度制御下におかれる。破線
19は受信信号強度の実際の増加を示している。線20
は公知の受信機の実際のAGC応答を示す。線19と2
0の間隔は、過剰または過小増幅音声信号が作られる間
のAGC応答のオーバーシュートまたはアンダーシュー
トに相当する。過剰または過小増幅間に、ノイズ、シュ
ーという無線音または音声出力の急激な増加が起こるか
もしれない。
【0012】図5は、変調側波帯のない搬送波信号の受
信信号強度を検査することによって、上で述べた公知の
問題を避ける本発明の回路を示す。本発明で要求される
信号処理の種類に起因して、デジタル信号処理(DS
P)技術を採用するデジタル無線受信機が好ましい。典
型的な受信器はアナログのIFと中間周波信号を得るI
F部を採用してもよく、その中間周波信号はデジタル化
されてデジタルIF信号を与える。
【0013】デジタルAMIF信号が可変利得増幅器2
5に供給される。増幅器25からの利得変調IF信号
が、適応型ライン強調器(ALE)27帯域フィルタ
(BPF)28および統合接続部29を有する適応型狭
帯域通過フィルタ26に供給される。適応型フィルタ2
6は米国先行出願990,143に記載した方法で作動
する。従って、ALE27はBPF28についての適正
中心周波数を決定する。入ってくるIF信号にロックさ
れると、BPF28の帯域は20ないし30ヘルツの範
囲にあり、それによりBPF28の出力が実質的に変調
のない搬送波信号から成るように、変調側波帯が除外さ
れる。
【0014】搬送波信号は、積算器すなわ平均器31、
逆数ブロック32および乗算器33を有する正規化器3
3に結合される。積算器31は搬送波信号の絶対値の長
時間積分を提供し、それによりライン34の搬送波強度
信号を比較器35の反転入力に与える。搬送波強度の逆
数は逆数ブロック32で得られ、そして乗算器33の1
つの入力に与えられる。この逆数は、正規化混合信号す
なわち+1−1間で変化する搬送波信号を提供するため
に、搬送波信号によって乗算される。正規化された混合
信号は混合器36で利得変調されたAMIF信号と混合
されて復調AM信号を発生する。正規化混合信号の使用
により、復調信号の信号/ノイズ比を最大にする。さら
に、一定振幅の正規化混合信号の使用により、ノイズの
発生につながる変調信号への誤変調の付加を避けること
ができる。
【0015】正規化混合信号は絶対値ブロック38で整
流されて、増幅器37で定数k1で乗算される。定数k1
は、正規化混合の一部が比較器35の非反転入力に供給
されるように、1以下である。比較器35の出力はアタ
ックタイムブロック40に接続され、そしてインバータ
42を介して減退時間ブロック41に接続される。
【0016】可変増幅器25の利得係数は典型的には1
である。利得係数は、以下のようにアタックタイムブロ
ック40および減退時間ブロック41によって、AMI
F信号の急激な増加に応じて減少する。正規化混合信号
の瞬時値は増幅器37の定数k1によって減衰される。
減衰した信号の瞬時値は比較器35の搬送波信号の平均
と比較される。定数k1値は、搬送波強度が大きく変化
しない定常状態の間に瞬時値が平均値以下であることを
確実にするように選択される。搬送波強度が跳ねると、
瞬時値はその増加に対して応答の遅い平均値を越え、そ
れにより比較器35の出力を低い値から高い値にトリッ
プする。比較器35からの出力はアタックタイムブロッ
ク40を起動し、増幅器25に適用される利得係数を急
激に減少させてIF信号の大きさを適当な値に回復させ
る。瞬時減衰混合信号が平均値以下に低下すると、比較
器35の出力が低レベルに回復し、それによってアタッ
クタイムブロック40を非動作化し、そしてインバータ
42からの反転信号を介して減退時間ブロック41を動
作させる。減退時間ブロック41はゆっくりと利得係数
を1に回復させ、そして回路はIF信号の次の急上昇ま
で休止状態となる。
【0017】比較器35のしきい値は積算器31が与え
る可動平均から成っているので、AGC制御は温度変動
および他の条件を補償する。減衰定数k1は、正規化混
合信号の振幅変化が可動平均より少なくとも20%以上
でなければ、比較器がトリガしないことを保証してい
る。例えば、定数k1 は、公称コヒーレント混合信号の
ピーク/平均比の80%に等しい減衰係数として得るこ
とができる。
【0018】図6は、デジタルAMIF信号の総体的A
GC制御およびオーバーシュートとアンダーシュートの
双方の除去を行う本発明の他の実施例を示す。短時間平
均搬送波強度信号が積算器31で計算され、信号ライン
34から最小平均二乗(LMS)ブロック45に送られ
る。特に、平均搬送波強度信号は、所望の平均搬送波強
度に対応する定数k2 と共に、差分ブロック46に入力
される。これら入力の差異が乗算器47の1つの入力に
結合されるエラー信号を発生する。LMSブロックのエ
ラー帯域の大きさを定める定数2μが乗算器47の第2
入力に結合される。乗算器47の出力は合算器48の1
つの入力に結合される。合算器48の出力は単位遅延ブ
ロック49を介して合算器48の残りの入力に結合され
る。また合算器48の出力は乗算器50の1つの入力に
結合される。乗算器50の第2の入力はデジタルAMI
F信号を受ける。乗算器50の出力は、AGC制御の受
け入れ可能な動的範囲を得るために固定利得(例えば、
24デシベル)を与えるシフトレジスタ51の入力に結
合される。
【0019】動作に関し、LMSブロック45は、定数
2で決まる値に平均搬送波強度の値を維持する傾向に
ある。図6に示すAGC制御回路は情報信号の変調に応
答しないので、AGC制御の動作速度は、情報信号に影
響することなく非常に早い。
【図面の簡単な説明】
【図1】AGC制御回路を有する従来の無線受信機を示
す。
【図2】利得−AGC特性を示す。
【図3】周波数に対するAGC回路の応答特性を示す。
【図4】時間に対するAGC回路の応答特性を示す。
【図5】本発明のAGC制限装置の一実施例を示す概略
ブロック図。
【図6】IF段で直接AGCを与える本発明の他の実施
例を示す概略ブロック図。
【符号の説明】
25 可変利得増幅器 26 適応型狭帯域フィルタ 30 正規化装置 35 比較器 36 混合器 37 増幅器 40 アタック時間ブロック 41 減退時間ブロック 42 インバータ 50 乗算器 51 シフトレジスタ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 搬送波信号および変調信号を含むAM中
    間周波信号を処理するための方法であって、 前記AM中間周波信号から実質的に変調側波帯のない前
    記搬送波信号を回復させる段階、 前記の回復させた搬送波信号を統合して搬送波強度信号
    を発生させる段階、 前記搬送波強度信号の逆数を形成する段階、 前記の回復させた搬送波信号と前記逆数を乗算して正規
    化混合信号を発生させる段階、 前記正規化混合信号と前記AM中間周波信号を混合して
    前記変調信号を回復させる段階、 前記搬送波強度信号と比較信号を比較する段階、および
    前記AM中間周波信号を前記比較に応じた利得係数で変
    調する段階を有する、前記の方法。
JP7192063A 1994-09-06 1995-07-27 Am受信機用自動利得制御オーバーシュート制限装置 Pending JPH0884084A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

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US08/300,894 US5465406A (en) 1994-09-06 1994-09-06 Automatic gain control overshoot limiter for AM receiver
US300894 1994-09-06

Publications (1)

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JPH0884084A true JPH0884084A (ja) 1996-03-26

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EP (1) EP0701322B1 (ja)
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DE (1) DE69522398T2 (ja)

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