JPH03208433A - 無線電話受信機における自動利得制御回路 - Google Patents
無線電話受信機における自動利得制御回路Info
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Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
御に関するものであり、そこでは受信信号はRF増幅器
により増幅され、第一の混合器の第一中間周波数、もし
あれば第二の混合器の第二中間周波数に送出され、そし
てその後にベースバンド周波数IとQ信号が作られる二
つの分岐へと接続される。
いては、自動利得制御はAD変換器の前に受信信号レベ
ルを一定値に保つのに使用される。
C機能を達成することである。そこではAGCは、IF
増幅器としてアナログ電圧によって制御される電圧制御
増幅器を用いて組み込まれおり、当該増幅器はその増幅
値より高い信号を減衰させる。技術的に知られているそ
のような方法により、AGC機能の一部は受信機の初段
に置かれる。GSM無線電話受信機におけるAMやSS
B受信機本体に適用した例は、第2図に示されているG
SM無線電話受信機の典型的なブロック図である。アン
テナからの無線周波数信号は濾波され、そしてAGC機
能の一部でありうる増幅器により増幅され、そして第一
の局部発振器の周波数に混合器3゛で混合される。生成
された混合結果は増幅され、そしてそのような形で濾波
された信号は第二の局部発振器の周波数に混合する第二
の混合器4″に接続される。混合により得られた結果は
フィルタ5°により濾波され、そして二つの引き続く増
幅段に接続される。その利得は論理部分のD/A変換器
からの電圧によって制御され、すなわちAGC機能が組
み込まれることになる。
こではI信号とQ信号は、混合器6゛と7゜テソの信号
を相互に90度位相がシフトしてその混合器に与えられ
る第三の局部発振器の周波数で混合することによって生
成される。
能であるが、おお(の欠点がそれと共に含まれている。
一般的には電流制御増幅器として使われるには、そして
GSMシステムに要求される広い制御範囲には不足して
いる。AGC増幅器の制御曲線は非線形であり、その形
状は増幅器の増幅度と同じように温度による。上記特性
によると、大きな違いが異なる増幅器の標本間に存在す
る。その結果として、増幅器の制御曲線とその特性の温
度依存性は各々の電話機ごとに個々に表にされたり、又
は複雑なアナログ回路により補償されなければならない
。AGC増幅器の増幅度は、増幅度を下げたとき信号対
雑音比を劣化させないように最大利得で大きいべきであ
る。おおきい増幅度のために、それは一方でAGC増幅
器の前に良い濾波を行う必要を生じ、さもなければ近接
したチャンネル内の信号は増幅されすぎて妨害や混変調
現象を引き起こすことになる。十分に良い特性を表して
いるフィルタは一般に高価で太き(なる。よく知られた
回路で■とQ信号を生成するのに使われる局部発振器の
周波数は中間周波数に等しいので、局部発振器の信号が
中間周波数増幅器に結合しないようにすることは一般に
極めて難しい、そのような結合それ自身は問題ではない
が、第二中間周波数で中間周波数増幅器の増幅度が変わ
る上記の回路においては、■分岐とQ分岐で直流電圧レ
ベルに関して大きな問題が生じる。
幅器の利得にも従い、そして利得におけるどんな変化も
直流レベルのすばやい変化となり、その影響は例えばI
分岐とQ分岐における交流回路(コンデンサ)によって
も取り除く事はできない。
を除去しうる、無線電話におけ受信機の自動利得制御回
路をつくり出すことである。
分により達成される。その中では、受信信号の全体的な
利得制御の大部分はベースバンド部分で行われ、そのな
かの夏分岐とQ分岐の信号利得は段階的に制御され、そ
して全体的な利得制御の少数部分はRF段において行わ
れる。
部分とAGC機能はいわゆるベースバンド周波数部分に
置かれ、それはIとQ分岐内にある。それぞれの瞬間に
望まれる増幅ステップは、選ばれた増幅ステップと選ば
れた減衰段をIとQ信号の経路に接続するアナログマル
チプレクサを使って選択される。マルチプレクサを制御
することにより、全体で32の電力ステップの組合せが
IとQ信号に対して得られる。さらにRFアンテナ増幅
器が、例えば20dBの調整によってその利得が減少で
きるように組まれている時は、増幅ステップの数は上記
を含んでGSMシステムに十分なまで増加されうる。I
とQ分岐の増幅度と減衰器と、もしあるなら同様にある
いは二段に調整できるRF増幅器の全体は、そのフィー
ドバック分岐としてIとQ信号の出力レベルをモニター
し、そしてそれらをアンテナ信号の強度とね独立に十分
一定に保つ論理回路を有するACC回路を構成する。論
理回路は当該レベルを一定に保ち、そこでは増幅器の電
力ステップを選択するIとQ分岐のマルチプレクサと当
該分岐に位置する減衰器の減衰比を選択するマルチプレ
クサを、入力信号とは独立に出力信号を一定にするため
にデジタル制御を用いて制御する。
る。そのなかで、第1図は本発明の無線電話受信機のA
GC回路を表している。第2図は技術の現状による無線
電話受信機のAGC回路を表している。
な面に関して上記に述べられているのでもはや詳細には
説明されない。
信信号はフィルタ1aの後RF増幅器2で増幅され、そ
の利得は調整Fで例えば20dB減少できる。フィルタ
1bで濾波された信号は混合器3へ接続され、そこでそ
れと局部発振器の混合結果から濾波された中間周波数は
中間増幅器5の後、IとQ信号を生成するため二つの分
岐に分けられる。当該分岐において、I/Q信号(si
nれるための混合器6aと6bで生成される。l/Q信
号の生成はそれ自身技術的には知られており、そしてそ
れはこの内容では言及されないであろう。
幅され、そして高周波数はフィルタ8aと8bで増幅さ
れた信号から濾波される。
る。これ以降の回路は本発明の非常に重要な部分を含む
。両分岐の信号経路は複数の分岐へ分割され、それらの
各々は増幅器9a、10a、11a、12a;9b、1
0b、llb、12bへ与えられる。マルチプレクサ1
3a、13bにおいて、両分岐で同時に一つの増幅器が
信号経路に接続される。例えば、与えられたマルチプレ
クサ制御により、信号は増幅器10bを通してI分岐へ
わたされ、増幅器10aを通してQ分岐へわたされる。
13a、bの異なる制御により、信号は他の増幅器を通
してわたされ、当該増幅器はいつも組で等しい利得をも
つが、Q分岐の増幅器9a−12aは異なる利得をもち
、同様に又■分岐の増幅器9b−12bは異なる利得を
もつものと理解される。増幅器10aと10bの利得は
例えば50dB、増幅器11aとllbの利得は例えば
18dB、そして増幅器12aと12bの利得は例えば
2dBである。前記値は実際の当該増幅器の利得である
。マルチプレクサにより選択された時、増幅器の利得は
、与えられた増幅ステップはここでは選ばれているが、
利得の相対変化により分岐する。例えば、50dB増幅
器から選ばれた信号はOdB利得ステップに対応し、そ
れは最大利得であり、そして例えば、2dB増幅器から
の信号は一48dB利得ステップに対応する。
ップ−16dBと一32dBに等しい。異なる利得はも
ちろん使用されてもよい。マルチプレクサはデジタル制
御信号AとBを用いて制御され、それによってマルチプ
レクサは四つの異なる位置に指示される。制御信号はA
D変換器の前の信号レベルをモニターしている電話機の
論理回路から得られる。
る。本発明により教えられるところにより、小さな利得
ステップが作られてもよく、それにより信号経路は増幅
器の後に両分岐で減衰器に接続され、最も好まれるのは
同様な抵抗回路W414aと14bからなる抵抗減衰器
であり、その間で望まれる大きさの信号がマルチプレク
サ15aと15bによって選ばれる。当該マルチプレク
サは又電話機の制御論理から制御される。三つの制御信
号C,Dそして已により、八つの相対利得ステップから
のひとつが選択され、そして当該ステップは例えば、O
dB、−2dB、−4dB、8dB、−10dB、−1
2dB、そして−14dBである。与えられた制御信号
の組合せC,DそしてEは減衰器14aと14bから等
しい大きさの増幅ステップを生成する。減衰器14aと
14bの後に、信号は増幅器16aと16bを通って回
路の出力へ伝達する。増幅器16aと16bの利得は例
えば15dBである。
ップの組合せが得られる。範囲は、RF増幅器2をその
利得がFを論理部することにより例えば20dB内で減
少しうるように調整することでさらに拡張できる。これ
によって、例えば84dBの電力範囲は制御信号A、B
、C,D、E、142dB間隔でカバーされる。03M
システムでは、これは全く十分な値である。
GC増幅回路が紹介されている。ベースバンド周波数部
分に位置するAGC増幅回路は、大体において論理制御
増幅/減衰段つながるベースバンド周波数部分に置くこ
とにより非常に簡単な方法で組み込むことでき、その増
幅や減衰ステップは2.4.8.16.32dB (そ
してRF部分では20dBの減衰)である。これはしか
しながら実際にできることの証明にはならない。なぜな
らば、マルチプレクサやアナログスイッチはわずかでは
あるが、しかし確実に信号経路内に100mVピークス
イッチング電圧を発生し、それは増幅器の連鎖で増幅さ
れ例えば60dBで飽和したり、直流レベルのシフトを
生じる。もう一つの問題は、もし利得制御システムに例
えばアナログスイッチのためにオペアンプの帰還利得の
選択が用いられたならば、選ばれた利得に一致するオペ
アンプのオフセット電圧によって生じる直流レベルの変
動に関するものである。本発明による回路においては、
回路ピークの影響は信号を最初に四つの分岐に分割する
ことによって、そして望ましい増幅ステップに対応する
各々の分岐のレベルを増幅することによって除去される
。マルチプレクサ13aと13bで選ばれた信号レベル
は回路ピークのレベルと同じ大きさであり、すなわち回
路ピークはなんの害も生じない。オフセット電圧の影響
はマルチプレクサの前に交流回路(コンデンサ)を用い
ることにより除去できる。最小の増幅ステップは、その
後にマルチプレクサ15aと15bを用いることにより
望まれるレベルの信号を抵抗減衰器から選択することに
より生成される。
Cシステムは、それを用いることで、GsM11話に要
求される全ての増幅ステップは回路ピークや直流レベル
の変動によって生じるいかなる欠点も無く、そして中間
周波数段に置かれたAGC機能が発生する欠点も無く作
ることができる。
ない。なぜならば、はとんどの利得とAGC機能の部分
はベースバンド部分に置かれ、RF段と中間周波数段の
利得はかなり小さ((例えば20dB程度)設定でき、
そしてその結果非常に簡易で廉価なフィルタを使用でき
るからである。
周波数部分に置かれ、それはシリコン上で完全に集積化
されるかもしれないので非常に小さな場所しか占有しな
い。中間周波数部分はAGCと結びついたどんな利得制
御も行わない。なぜならば、局部発振器からの信号を中
間周波数段に接続することねなんら問題無いからである
。別の言葉で言えば、IとQ分岐の直流電圧レベルは中
間周波数段に接続された局部発振器の信号によっては変
化しない。
際にいろいろな方法で組み込まれ得る。
ないし、そして減衰器は抵抗回路網以外のものでもよい
。
いる。第2図は技術の現状による無線電話受信機のAG
C回路を表している。 1a、1b、4.8a、8b−フィルタ2.5.7a、
7b、16a、16b・ ・ ・増幅器 3・・・ 第一混合器 6a、6b・・・ 第二混合器 9a−12a、9b−12b−・・ 選択増幅器 14a、14b・・・ 抵抗減衰器 13a、13b、15a、15b・・・ マルチプレク
サ
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、信号はRF増幅器で増幅され、第一の混合器の第一
中間周波数に送出され、もしかすると第二の混合器の第
二中間周波数に送出され、そしてその後にベースバンド
周波数IとQが作られる二つの分岐へと伝達されるデジ
タル無線電話の受信機における自動利得制御回路であっ
て、受信された信号の全体の利得制御の大部分はIとQ
分岐内のベースバンド周波数部分で実行され、それの信
号の増幅はステップごとに制御され、そして全体の利得
制御のほんの小さな部分のみがRF段で達成されること
を特徴とすること。 2、ベース周波数部分で高い増幅ステップを形成するた
めに、I分岐とQ分岐は複数の分岐に分割され、それら
の各々は増幅器(9a、10a、11a、12a;9b
、10b、11b、12b)を含み、これらの増幅器は
それら自身確定した利得を有し、そして望まれる増幅器
から成るI分岐とQ分岐内の分岐はデジタル制御(A、
B)により制御されるマルチプレクサ(13a、13b
)によって選択されることを特徴とする請求項1記載の
回路。 3、低い増幅ステップを形成するために、減衰器(14
a、14b)はI分岐とQ分岐内で増幅器を含む分岐の
後のそしてマルチプレクサ(13a、13b)の後の伝
播方向の信号に与えられ、当該減衰器内において減衰さ
れた信号又はそれは減衰されないで、そして望ましいレ
ベルの信号はデジタル制御(C、D、E)により制御さ
れるマルチプレクサ(15a、15b)によって選択さ
れることを特徴とする請求項2記載の回路。 4、減衰器(14a、14b)は抵抗回路網であること
を特徴とする請求項3記載の回路。 5、RF増幅器(2)は二つの増幅レベルを有し、そし
て望まれるレベルはデジタル制御(F)により選択され
ることを特徴とする請求項2又は3記載の回路。 6、受信機に要求される完全な利得制御範囲がステップ
ごとにカバーされるように、信号経路内において、I分
岐とQ分岐内のどんな与えられた増幅もそしてどんな与
えられた減衰も接続するように、マルチプレクサ(13
a、13b;15a、15b)のデジタル制御(A、B
、C、D、E)のそしてRF増幅器(2)のデジタル制
御(F)の異なる組合せができることを特徴とする請求
項5記載の回路。
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