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JP4780909B2 - ALC circuit and radar apparatus using the same - Google Patents
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  • Control Of Amplification And Gain Control (AREA)

Description

この発明は、例えばレーダ装置に用いられる可変増幅器のALC(Auto Level Control)回路に関するものである。   The present invention relates to an ALC (Auto Level Control) circuit of a variable amplifier used in, for example, a radar apparatus.

従来の、可変増幅器のALC回路では、可変増幅器の出力をある基準値に収斂させるため、出力値と基準値とを比較し、出力値が基準値以下であれば可変増幅器の出力制御信号を増加させて出力値を増加させ、基準値を超える場合は出力値を減少させるように可変増幅器を制御している。(例えば、特許文献1参照)。   In the conventional ALC circuit of the variable amplifier, in order to converge the output of the variable amplifier to a certain reference value, the output value is compared with the reference value, and if the output value is less than the reference value, the output control signal of the variable amplifier is increased. The variable amplifier is controlled to increase the output value and decrease the output value when the output value exceeds the reference value. (For example, refer to Patent Document 1).

特開2002−312119号公報(第1図)JP 2002-32119 A (FIG. 1)

一般に可変増幅器の入出力特性は、入力または出力制御信号の増加に伴って出力が線形的に増加する領域(リニア特性領域)、増加はするが線形的ではない領域(飽和特性領域)、更には出力が低下してしまう領域(過飽和特性領域)を持っている。これらの特性領域は可変増幅器の対象とする信号の周波数によって変化することがわかっている。   In general, the input / output characteristics of a variable amplifier are a region where the output increases linearly (linear characteristic region) as the input or output control signal increases, a region where the output increases but is not linear (saturation characteristic region), and It has an area where the output drops (supersaturation characteristic area). It is known that these characteristic regions change depending on the frequency of the signal targeted by the variable amplifier.

従来の可変増幅器のALC回路では、前述のように単純に可変増幅器の出力値が基準値以下であれば出力値を増加、基準値を超える場合には出力値を減少させるように制御しているため、ある制御段階で可変増幅器が出力を増加しようとして逆に減衰してしまう過飽和特性領域に入った場合、その時の出力値が基準値以下であると、更に可変増幅器の出力を増加させるために可変増幅器の出力制御信号を増加させる。しかしながら、可変増幅器が過飽和特性領域にあるので出力制御信号を増加させても可変増幅器の出力は増加せず、逆に減少して益々基準値から離れてしまい、正常にALC動作が遂行できないという課題があった。   In the conventional variable amplifier ALC circuit, as described above, the output value is simply increased if the output value of the variable amplifier is less than or equal to the reference value, and the output value is decreased if it exceeds the reference value. Therefore, when the variable amplifier enters the supersaturation characteristic region where the output is attenuated in an attempt to increase the output at a certain control stage, if the output value at that time is below the reference value, the output of the variable amplifier is further increased. Increase the output control signal of the variable amplifier. However, since the variable amplifier is in the supersaturation characteristic region, even if the output control signal is increased, the output of the variable amplifier does not increase. On the other hand, the variable amplifier decreases and deviates from the reference value, and the ALC operation cannot be performed normally. was there.

例えば、目標を捕捉するレーダ装置では、受信時におけるS/N比(信号対雑音比)をあるレベル以上に保つ必要があり、そのため目標が遠い場合、出力電力を性能限界まで上げて運用することがある。
特に、航空機搭載用等のレーダ装置では装置の小型化、軽量化そして勿論低コスト化が要求され、可変増幅器に使用される部品の性能には限界がある。このような状況において、使用する信号の周波数範囲が広い場合(例えば、数GHz〜数十GHz等)使用する部品の周波数特性の制約によっては過飽和特性領域に入ってしまうことがあり、上記の課題が顕在化していた。
For example, in a radar device that captures a target, the S / N ratio (signal-to-noise ratio) at the time of reception needs to be maintained at a certain level or higher. Therefore, when the target is far away, the output power should be raised to the performance limit. There is.
In particular, radar devices for on-board use are required to be smaller, lighter, and of course lower in cost, and there is a limit to the performance of components used for variable amplifiers. In such a situation, when the frequency range of the signal to be used is wide (for example, several GHz to several tens GHz, etc.), it may enter the supersaturation characteristic region depending on the restriction of the frequency characteristics of the parts to be used. Has become apparent.

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、可変増幅器が対象としている信号の周波数範囲によっては過飽和特性を有していてもALC動作を正常に行うことのできるALC回路を提供するものである。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an ALC circuit capable of normally performing an ALC operation even if it has a supersaturation characteristic depending on the frequency range of a signal targeted by a variable amplifier. Is to provide.

この発明に係わるALC回路は、入力信号を出力制御信号に従って増幅し、増幅した信号を出力信号として出力する可変増幅器、前記出力信号のレベルを一定の範囲とするために定められる基準値と前記出力信号のレベルとを比較して、前記出力信号のレベルの前記基準値に対する大小関係を示す比較結果を出力する信号レベル比較器、前記比較結果が前記出力信号のレベルが前記基準値より小さいことを示す場合は前記出力信号のレベルを上昇させる値を有する制御値を、前記出力信号のレベルが前記基準値より大きいことを示す場合は前記出力信号のレベルを減少させる値を有する制御値を出力する制御回路、前記可変増幅器の出力特性が過飽和特性とならない上限として設定された設定値と前記制御値とを比較し、前記制御値が前記設定値以下の場合は前記制御値を、前記制御値が前記設定値以上の場合は前記設定値を前記可変増幅器に対する前記出力制御信号として出力する信号選択器を備え、前記制御回路から出力される前記制御値の最大出力値をPとして、前記制御回路における第(n)番目の制御段階の前記制御値を、
第(n)制御値=第(n−1)制御値+P/2
とし、前記制御回路は、第(n+1)番目の制御段階の前記制御値として、前記出力信号のレベルを上昇させたい場合には、
第(n+1)制御値=第n制御値+P/2 n+1
前記出力信号のレベルを減少させたい場合には、
第(n+1)制御値=第n制御値−P/2 n+1
(ここで、nは1以上の整数で、第0制御値は0とする。)
と出力するようにしたものである。
An ALC circuit according to the present invention amplifies an input signal according to an output control signal and outputs the amplified signal as an output signal, a reference value determined to keep the level of the output signal within a certain range, and the output A signal level comparator that compares a signal level and outputs a comparison result indicating a magnitude relationship between the level of the output signal and the reference value, and the comparison result indicates that the level of the output signal is smaller than the reference value. A control value having a value for increasing the level of the output signal is output if it is indicated, and a control value having a value for decreasing the level of the output signal is output if the level of the output signal is greater than the reference value. The control value is compared with a set value set as an upper limit at which the output characteristic of the variable amplifier does not become an oversaturated characteristic, and the control value is set to the set value. The control value if the value below, if the control value is equal to or greater than the set value and a signal selector for outputting the set value as the output control signal for the variable amplifier, is output from the control circuit the The maximum output value of the control value is P, and the control value of the (n) th control stage in the control circuit is
(N) control value = (n-1) control value + P / 2 n
And when the control circuit wants to increase the level of the output signal as the control value of the (n + 1) th control stage,
(N + 1) th control value = nth control value + P / 2 n + 1
If you want to reduce the level of the output signal,
(N + 1) th control value = nth control value−P / 2 n + 1
(Here, n is an integer of 1 or more, and the 0th control value is 0.)
Is output .

この発明によれば、対象としている信号の周波数範囲によっては過飽和特性を有する可変増幅器であってもALC動作を常に正常に行うことができる。   According to the present invention, the ALC operation can always be normally performed even with a variable amplifier having a supersaturation characteristic depending on the frequency range of the target signal.

実施の形態1.
図1はこの発明の実施の形態1によるALC回路を示すブロック図である。可変増幅器1は入力信号11が入力され、出力制御信号13によって増幅された信号を出力する。信号分配器2は可変増幅器1の出力の一部を分岐し、信号レベル検出器3にてその大きさを検出する。信号レベル比較器4では、信号レベル検出器3の出力と予め設定される出力信号12の目標値である基準値5を比較し、信号レベル検出器3の出力が基準値5以下の場合は制御回路6に対して可変増幅器1の出力増加指示(以下、+指示という)を、基準値5を超える場合は出力減衰指示(以下、−指示という)を出力する。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a block diagram showing an ALC circuit according to Embodiment 1 of the present invention. The variable amplifier 1 receives the input signal 11 and outputs a signal amplified by the output control signal 13. The signal distributor 2 branches a part of the output of the variable amplifier 1 and the signal level detector 3 detects the magnitude. The signal level comparator 4 compares the output of the signal level detector 3 with a reference value 5 that is a preset target value of the output signal 12, and controls if the output of the signal level detector 3 is less than the reference value 5. An instruction to increase the output of the variable amplifier 1 (hereinafter referred to as “+ instruction”) is output to the circuit 6, and an output attenuation instruction (hereinafter referred to as “− instruction”) is output when the reference value 5 is exceeded.

制御回路6では、ALC動作指示信号15が有効となっている状態で信号レベル比較器4からの+指示または−指示に従って後述する予め定められた演算により算出される制御値14を出力する。信号選択器8は制御回路6からの制御値14と設定値7の値を比較して小さい方を選択し、可変増幅器1に対する出力制御信号13とするようにしている。   The control circuit 6 outputs a control value 14 calculated by a predetermined calculation described later in accordance with a + instruction or − instruction from the signal level comparator 4 in a state where the ALC operation instruction signal 15 is valid. The signal selector 8 compares the control value 14 from the control circuit 6 with the set value 7 and selects the smaller one to obtain the output control signal 13 for the variable amplifier 1.

図2は可変増幅器1の出力特性カーブにおけるリニア特性領域から飽和特性領域、更には過飽和特性領域に変化する付近を示す図であり、Y軸は出力信号12の大きさ、X軸は出力信号12を制御する出力制御信号13の大きさである。例えば入力信号11がある値をとる場合の出力制御信号13をXとすると出力信号12はYとなる。この状態で基準値をYCEとしたALC動作を行う場合、YはYCEより小さいため出力信号12を増加するように制御信号13を増加させる。然して、制御信号13が増加するに従って出力信号12は増加するが、その増加は徐々に鈍化し、D点からは出力が減少する過飽和特性領域となることを示している。 FIG. 2 is a diagram showing the vicinity of the output characteristic curve of the variable amplifier 1 changing from a linear characteristic region to a saturation characteristic region, and further to a supersaturation characteristic region. This is the magnitude of the output control signal 13 for controlling. For example, the output signal 12 of the output control signal 13 to the X A when taking an input signal 11 value becomes Y A. When performing ALC operation the reference value was Y CE in this state, Y A increases the control signal 13 so as to increase the output signal 12 is smaller than the Y CE. However, the output signal 12 increases as the control signal 13 increases, but the increase gradually slows down, indicating that the output becomes a supersaturated characteristic region where the output decreases from point D.

次に動作について説明する。以下、可変増幅器1は、出力制御信号13が増加すると出力が増加する特性を有するものとして説明する。図1において、ある基準値5とALC動作指示信号15が与えられたときに、このALC回路は与えられた基準値5に出力信号12を合わせるためのALC動作を遂行するものである。分配器2の分配比は常に一定としているため信号レベル検出器3で検出される大きさは出力信号12の大きさに相当することは言うまでもない。従って、信号レベル比較器4で信号レベル検出器3の出力と基準値5を比較することは出力信号12と基準値5を比較することに他ならない。   Next, the operation will be described. In the following description, it is assumed that the variable amplifier 1 has a characteristic that the output increases as the output control signal 13 increases. In FIG. 1, when a certain reference value 5 and an ALC operation instruction signal 15 are given, this ALC circuit performs an ALC operation for adjusting the output signal 12 to the given reference value 5. Since the distribution ratio of the distributor 2 is always constant, it goes without saying that the magnitude detected by the signal level detector 3 corresponds to the magnitude of the output signal 12. Therefore, comparing the output of the signal level detector 3 with the reference value 5 by the signal level comparator 4 is nothing other than comparing the output signal 12 with the reference value 5.

今、ある制御段階を終了した状態が図2のA点であったとする。A点の出力値Yは基準値YCEより小さいため、図1の信号レベル比較器4では+指示が制御回路6に対しなされる。制御回路6では+指示に従って算出した制御値14を出力するが、この制御値14は、A点での制御値に後述するような予め定められた演算で算出される値を加算して得られる。この制御値14の算出には図2の現時点A点と基準値C点の位置関係は条件に入っていないため、もし加算する値が図2のX軸上のE点とA点の差よりも大きい値となると、算出された制御値14は過飽和特性領域にあるE点を超え、例えばXになってしまう。従来のALC回路ではこのB点により制御するため、図2のようにB点は基準値YCEよりも小さい値のため、次の制御段階でも信号レベル比較器4からは+指示がなされ、更に基準値から遠ざかってしまうことになる。 Now, assume that a state in which a certain control stage is completed is point A in FIG. Since the output value YA at the point A is smaller than the reference value YCE , the signal level comparator 4 in FIG. The control circuit 6 outputs a control value 14 calculated in accordance with the + instruction. The control value 14 is obtained by adding a value calculated by a predetermined calculation as described later to the control value at the point A. . Since the positional relationship between the current point A and the reference value C in FIG. 2 is not included in the calculation of the control value 14, the value to be added depends on the difference between the points E and A on the X axis in FIG. When it becomes a large value, the control value 14 calculated is greater than the point E in the supersaturated characteristic area, for example becomes X B. Since the conventional ALC circuit is controlled by the point B, point B as shown in FIG. 2 for a value smaller than the reference value Y CE, in the signal level comparator 4 is also the next control step + instruction is made, further It will move away from the reference value.

しかしながら、本発明では信号選択器8において制御値14と設定値7を比較し、小さい方を出力制御信号13として選択するようにしている。ここで設定値7として図2のXCEの範囲の任意の値を設定すると、上述のように制御値14がXである場合は、信号選択器8ではXより小さい設定値7を出力制御信号13として選択して可変増幅器1に入力することになる。この結果、設定値7を制御入力としたときの出力は図2の特性カーブ上のC点〜E点のいずれかとなる。 However, in the present invention, the signal selector 8 compares the control value 14 with the set value 7 and selects the smaller one as the output control signal 13. Here, when set to any value in the range of X CE in Figure 2 as a set value 7, when the control value 14 as described above is X B are outputs X B is less than set value 7, signal selector 8 The control signal 13 is selected and input to the variable amplifier 1. As a result, the output when the set value 7 is used as a control input is any one of points C to E on the characteristic curve of FIG.

この範囲では基準値YCEを超えているため次の制御段階では信号レベル比較器4からは−指示がなされ、制御回路6では−指示に従った演算を行って制御値14を出力する。このように制御回路6においてはある制御段階で出力した制御値14によって可変増幅器1が過飽和特性領域に入って実際の出力が減少して基準値5以下になった場合でも、出力制御信号13を基準値5を超える値に相当する値に設定することによりあたかも過飽和特性を有しないものとしてALC動作を行うことができ、確実に基準値に収斂させることができる。 In this range, since the reference value YCE is exceeded, the signal level comparator 4 gives a − instruction in the next control stage, and the control circuit 6 performs a calculation according to the − instruction and outputs a control value 14. As described above, in the control circuit 6, even when the variable amplifier 1 enters the supersaturation characteristic region due to the control value 14 output at a certain control stage and the actual output decreases to become the reference value 5 or less, the output control signal 13 is output. By setting the value corresponding to a value exceeding the reference value 5, it is possible to perform the ALC operation as if it does not have supersaturation characteristics, and it is possible to reliably converge to the reference value.

設定値7の求め方について以下に説明する。前述のように、設定値7は図2のXCEの範囲の任意の値を設定すると良いが、基準値YCEは例えばレーダ装置を使用する場合によって異なるため、XCEも変化する。しかしながら、当該レーダ装置で使用する出力の最大値は当然ながら仕様として定められるものである。また、可変増幅器が飽和する点(図2のD点)は予め特性試験により得ることができるので、出力の最大値とD点の間の値を設定値7として定めると良い。D点より大きな出力を出すことは不可能であり、出力の最大値はD点以下に定められるものである。 A method for obtaining the set value 7 will be described below. As described above, the set value of 7 but may be set to any value in the range of X CE of FIG. 2, since the reference value Y CE is different in some cases to use, for example, radar equipment, also changes X CE. However, the maximum value of the output used in the radar device is naturally determined as a specification. Since the point at which the variable amplifier saturates (point D in FIG. 2) can be obtained in advance by a characteristic test, the value between the maximum output value and the point D may be set as the set value 7. It is impossible to produce an output larger than the point D, and the maximum value of the output is determined below the point D.

尚、制御回路6で出力される制御値14は、例えば以下のように算出することにより出力信号12を基準値5に収斂させることができる。
制御回路6の出力のダイナミックレンジ(出力し得る最大出力幅)をPとする。ALC動作指示15が制御回路6に入力されると、制御回路6は制御値14の第1制御値(初期値)としてP/2を出力する。可変増幅器1ではこの値に対応した出力を行い、信号分配器2、信号レベル検出器3を経由して、信号レベル比較器4で基準値5と比較される。その比較結果に従って制御が行われるが、ある制御段階の制御値(これを第n制御値という)を、
第(n−1)制御値+P/2 ・・・・・・・(1)
と表すと、信号レベル比較器4から+指示があった場合の第(n+1)制御値は、
第(n−1)制御値+P/2+P/2n+1 ・・・・(2)
または、信号レベル比較器4から−指示があった場合の第(n+1)制御値は、
第(n−1)制御値+P/2n+1 ・・・・・・・(3)
とする。但し、nは1以上の整数で、第0制御値は0とする。ALC動作は、当然ながら出力信号12が基準値5に収斂した段階で終了する。
The control value 14 output by the control circuit 6 can be converged to the reference value 5 by calculating, for example, as follows.
Let P be the dynamic range of the output of the control circuit 6 (the maximum output width that can be output). When the ALC operation instruction 15 is input to the control circuit 6, the control circuit 6 outputs P / 2 as the first control value (initial value) of the control value 14. The variable amplifier 1 outputs corresponding to this value and is compared with the reference value 5 by the signal level comparator 4 via the signal distributor 2 and the signal level detector 3. Control is performed according to the comparison result, but a control value at a certain control stage (this is referred to as an nth control value)
(N-1) control value + P / 2 n (1)
The (n + 1) th control value when there is a + instruction from the signal level comparator 4 is
(N-1) control value + P / 2 n + P / 2 n + 1 ... (2)
Alternatively, the (n + 1) th control value when the signal level comparator 4 gives a − instruction is
(N-1) control value + P / 2 n + 1 (3)
And However, n is an integer equal to or greater than 1, and the 0th control value is 0. Naturally, the ALC operation ends when the output signal 12 converges to the reference value 5.

以上の式の意味することは次のとおりである。
まず、ALC動作を行う初期値(第1制御値)としては前述の通り、n=1として、(1)式より、P/2である。これは制御回路6の出力のダイナミックレンジの半分である。これを初期値とすると、次に可変増幅器1の出力を増加させるときは、第2制御値としては(2)式より、
第2制御値=第0制御値+P/2+P/4
=P/2+P/4 (第0制御値=0のため)
となる。即ち、初期値の半分を加算するものである。
もし基準値5がPに相当する値に設定された場合は、可変増幅器1の出力を増加させる制御を継続することになりその制御値は、
P/2+P/4+P/8+P/16+・・・P/2
となって、最終的にはPに収斂する。この状況を図3に示す。
The meaning of the above formula is as follows.
First, as described above, the initial value (first control value) for performing the ALC operation is P / 2 from equation (1), where n = 1. This is half the dynamic range of the output of the control circuit 6. Assuming that this is an initial value, when the output of the variable amplifier 1 is increased next time, the second control value is as follows from the equation (2):
2nd control value = 0th control value + P / 2 + P / 4
= P / 2 + P / 4 (because the 0th control value = 0)
It becomes. That is, half of the initial value is added.
If the reference value 5 is set to a value corresponding to P, the control for increasing the output of the variable amplifier 1 is continued, and the control value is
P / 2 + P / 4 + P / 8 + P / 16 +... P / 2 n
And eventually converge to P. This situation is shown in FIG.

また、基準値5がPに相当する値以下に設定された場合、途中で出力信号12の値が基準値5を超え可変増幅器1の出力を減衰する必要のある場合は、(3)式に示すように基準値5を超える制御を行ったときに加算したP/2の代わりにその半分の値であるP/2n+1を加算して比較演算を行う。初期値としてP/2を設定する理由は、可変増幅器1の出力値12と基準値5は定められたものではなく、従ってまず中間値を設定して収斂演算を開始するのが最も合理的であるからである。当然ながら、制御回路6の出力部、信号選択器8の入出力部、可変増幅器1の出力制御信号13の入力部のダイナミックレンジは各々整合性をとって設計することはいうまでもない。
以上の計算方法は逐次比較演算方式と呼ばれ、A/D変換、D/A変換の基本演算方式として使用されているものであり、更なる詳細な説明は省略する。
Further, when the reference value 5 is set to be equal to or less than the value corresponding to P, when the value of the output signal 12 exceeds the reference value 5 and the output of the variable amplifier 1 needs to be attenuated on the way, As shown in the drawing, instead of P / 2 n added when control exceeding the reference value 5 is performed, a half value P / 2 n + 1 is added and a comparison operation is performed. The reason why P / 2 is set as the initial value is that the output value 12 and the reference value 5 of the variable amplifier 1 are not determined. Therefore, it is most reasonable to set the intermediate value first and start the convergence calculation. Because there is. Of course, it goes without saying that the dynamic ranges of the output unit of the control circuit 6, the input / output unit of the signal selector 8, and the input unit of the output control signal 13 of the variable amplifier 1 are designed with consistency.
The above calculation method is called a successive approximation calculation method and is used as a basic calculation method for A / D conversion and D / A conversion, and further detailed description is omitted.

この実施の形態1によれば、対象としている信号の周波数範囲によっては過飽和特性を有する可変増幅器であってもALC動作を常に正常に行うことができる。   According to the first embodiment, the ALC operation can always be normally performed even with a variable amplifier having a supersaturation characteristic depending on the frequency range of the target signal.

実施の形態2.
実施の形態1では制御回路6及び信号選択器8における信号及び演算をアナログ信号及びアナログ演算の場合を説明したが、ディジタル信号及びディジタル演算で実現してもよい。その実施の形態を図4に基づいて説明する。
図4において制御回路6は信号レベル比較器4からの指示に基づいて、制御値14をディジタル値にて出力する。信号選択器8は制御回路6からの制御値14と設定値7の値を比較して小さい方を選択してD/Aコンバータ9にディジタル値で出力する。D/Aコンバータ9は信号選択器8からのディジタル信号をアナログ信号に変換して得られる出力制御信号13を可変増幅器1に入力している。
Embodiment 2. FIG.
In the first embodiment, the signals and operations in the control circuit 6 and the signal selector 8 have been described as analog signals and analog operations, but may be realized by digital signals and digital operations. The embodiment will be described with reference to FIG.
In FIG. 4, the control circuit 6 outputs a control value 14 as a digital value based on an instruction from the signal level comparator 4. The signal selector 8 compares the control value 14 from the control circuit 6 with the set value 7, selects the smaller one, and outputs it to the D / A converter 9 as a digital value. The D / A converter 9 inputs an output control signal 13 obtained by converting the digital signal from the signal selector 8 into an analog signal to the variable amplifier 1.

次に動作であるが、実施の形態1と異なる部分について説明する。制御回路6はALC動作指示15が入力されると、初期値(第1制御値)として、2m−1を出力する。ここでmはD/Aコンバータ9のビット数を示す。D/Aコンバータのビット数がmの場合、このD/Aコンバータ9の出力のダイナミックレンジは2−1で表される。例えば、4ビットD/Aコンバータの場合、ダイナミックレンジは2−1=15、即ち(1111)である。この場合、24−1=2=8は15の半分である7.5に近い値となる。従って、2m−1はダイナミックレンジの略半分に相当する。 Next, the operation will be described with respect to differences from the first embodiment. When the ALC operation instruction 15 is input, the control circuit 6 outputs 2 m−1 as an initial value (first control value). Here, m represents the number of bits of the D / A converter 9. When the number of bits of the D / A converter is m, the dynamic range of the output of the D / A converter 9 is represented by 2 m −1. For example, in the case of a 4-bit D / A converter, the dynamic range is 2 4 −1 = 15, that is, (1111). In this case, 2 4-1 = 2 3 = 8 is a value close to 7.5 which is half of 15. Therefore, 2 m-1 corresponds to approximately half of the dynamic range.

信号選択器8は制御回路6の制御値14と設定値7の小さい方を選択してD/Aコンバータ9に出力する。D/Aコンバータ9では入力されたディジタル値をアナログ値に変換して出力制御信号13として可変増幅器1に入力する。その後の動作は実施の形態1と同様であるが、信号レベル比較器4における比較結果から+指示が制御回路6に出されると、制御回路6では次の制御値(第2制御値)として、第1制御値(2m−1)にその半分(2m−2)を加えた値(2m−1+2m−2)を、−指示の場合は、第1制御値(2m−1)の半分である2m−2を制御値として出力する。 The signal selector 8 selects the smaller one of the control value 14 and the set value 7 of the control circuit 6 and outputs it to the D / A converter 9. The D / A converter 9 converts the input digital value into an analog value and inputs it to the variable amplifier 1 as the output control signal 13. The subsequent operation is the same as that of the first embodiment, but when a + instruction is issued to the control circuit 6 from the comparison result in the signal level comparator 4, the control circuit 6 sets the next control value (second control value) as A value (2 m−1 +2 m−2 ) obtained by adding half (2 m−2 ) to the first control value (2 m−1 ), or in the case of − instruction, the first control value (2 m−1) 2 m−2 , which is half of the above), is output as a control value.

その後継続して制御動作がなされるが、n番目の制御段階の制御値(これを第n制御値という)を、
(第(n−1)制御値)+2m−n
として表した場合、第(n+1)制御値として、出力レベルを上昇させたい場合には、
(第(n−1)制御値)+2m−n+2m−n−1
出力レベルを減少させたい場合には、
(第(n−1)制御値)+2m−n−1
と表すことができる。但し、nは1以上で、n≦mの整数であり、第0制御値は0とする。即ち、n=1の制御値は初期値であり、前述のとおり2m−1となる。
信号分配器2、信号レベル検出器3、信号レベル比較器4及び信号選択器8の動作並びに可変増幅器の過飽和特性領域における制御動作は実施の形態1と同様であるためここでは説明を省略する。
Thereafter, the control operation is continued, and the control value of the nth control stage (this is referred to as the nth control value)
((N-1) control value) +2 m-n
When the output level is to be increased as the (n + 1) th control value,
((N−1) th control value) +2 m−n +2 m−n−1
If you want to reduce the output level,
((N-1) control value) +2 m-n-1
It can be expressed as. However, n is 1 or more, is an integer of n ≦ m, and the 0th control value is 0. That is, the control value of n = 1 is an initial value and is 2 m−1 as described above.
Since the operations of the signal distributor 2, the signal level detector 3, the signal level comparator 4, and the signal selector 8 and the control operation in the supersaturation characteristic region of the variable amplifier are the same as those in the first embodiment, the description thereof is omitted here.

この実施の形態2によれば、対象としている信号の周波数範囲によっては過飽和特性を有する可変増幅器であってもALC動作を常に正常に行うことができ、更に制御回路6及び信号選択器8における信号及び演算をディジタルにて実現するようにしたため、経年変化の少ない信頼性の高いALC回路を得ることができる。   According to the second embodiment, depending on the frequency range of the target signal, even a variable amplifier having a supersaturation characteristic can always perform the ALC operation normally, and the signals in the control circuit 6 and the signal selector 8 In addition, since the calculation is realized digitally, a highly reliable ALC circuit with little secular change can be obtained.

実施の形態3.
実施の形態1及び2では設定値7を予め定めてディップスイッチや、メモリに格納して設定する必要があるが、自動的に設定可能な実施の形態3を図5に基づいて説明する。
図5は実施の形態3を示すブロック図であり、制御回路6は入出力特性採取指示16が有効になると、信号選択器8とカウンター10にその旨を出力する。そうするとカウンター10は初期値0から順次増加するようカウント動作を開始してカウント値を信号選択器8に出力し、かつ信号選択器8はカウンター10からの信号を選択してD/Aコンバ−タ9に出力する。このとき、カウント値の更新時間はD/Aコンバータ9から信号レベル比較器4の結果が制御回路6に出力されるまでの応答時間より大きなものとする。この理由は、出力したカウンター値によってなされる制御結果が確実に制御回路6に入力するようにするためである。基準値5は、前述のように仕様で定められる出力の最大値に設定しておく。
Embodiment 3 FIG.
In the first and second embodiments, it is necessary to set the preset value 7 in advance and store it in a dip switch or memory, and the third embodiment that can be automatically set will be described with reference to FIG.
FIG. 5 is a block diagram showing the third embodiment. When the input / output characteristic sampling instruction 16 is validated, the control circuit 6 outputs that fact to the signal selector 8 and the counter 10. Then, the counter 10 starts a count operation so as to sequentially increase from the initial value 0 and outputs the count value to the signal selector 8, and the signal selector 8 selects the signal from the counter 10 and selects the D / A converter. Output to 9. At this time, the update time of the count value is longer than the response time until the result of the signal level comparator 4 is output from the D / A converter 9 to the control circuit 6. The reason for this is to ensure that the control result obtained by the output counter value is input to the control circuit 6. The reference value 5 is set to the maximum output value determined by the specification as described above.

可変増幅器1の出力が基準値5以下の状態、即ち信号レベル比較器4から+指示がきている間は上記カウント動作を継続するが、−指示になったことを検出したとき、即ち可変増幅器1の出力12が基準値5を超えたときにカウンター10に対し、そのときのカウンター値を保持させ、設定値とする。この設定値は実施の形態1で説明したように図2のC点〜E点の範囲XCEの間であればいずれでも良いので、基準値5を超えたときのカウンター値を設定値とすることは妥当である。カウンター値のカウント幅は、出力信号12が基準値5を超えたときにE点を超えないように十分細かく定めるとよい。制御回路6は設定値が検出された後、信号選択器8とカウンター10への入出力特性採取指示を無効とし、この後ALC動作信号15が入力された場合には、前述の各実施の形態で説明したALC動作が行われる。 The count operation is continued while the output of the variable amplifier 1 is below the reference value 5, that is, while the + instruction is received from the signal level comparator 4, but when the -instruction is detected, that is, the variable amplifier 1 When the output 12 exceeds the reference value 5, the counter 10 holds the counter value at that time and sets it as the set value. This setting value is any as long as between the range X CE of point C ~E points in FIG. 2 as described in the first embodiment may be a set value counter value when it exceeds the reference value 5 That is reasonable. The count width of the counter value may be determined sufficiently finely so as not to exceed the point E when the output signal 12 exceeds the reference value 5. After the set value is detected, the control circuit 6 invalidates the input / output characteristics collection instruction to the signal selector 8 and the counter 10, and when the ALC operation signal 15 is input thereafter, each of the above-described embodiments. The ALC operation described in (1) is performed.

以上説明した入出力特性採取動作は出力信号を基準値に向けて増加させるという意味ではALC動作と同じであるが、出力制御信号13をカウンター値で細かく設定する点が異なり、時間も当然多くかかるものである。
尚、上記の説明ではカウンターの初期値を0としたが、図2のC点より小さな値であればいずれでもよく、ALC回路の入出力特性のばらつきを考慮して決定すればよい。
The input / output characteristic sampling operation described above is the same as the ALC operation in the sense that the output signal is increased toward the reference value, except that the output control signal 13 is finely set with the counter value and naturally takes a lot of time. Is.
In the above description, the initial value of the counter is set to 0, but any value smaller than the point C in FIG. 2 may be used, and it may be determined in consideration of variations in the input / output characteristics of the ALC circuit.

また、カウンターの出力を信号選択器8に入力して信号選択器8でカウンター値を強制的に選択するようにしたが、D/Aコンバータ9の入力を切り替えるようにして、カウンターの出力を直接D/Aコンバータ9に入力するようにしてもよい。
更に、上記の例ではカウンター10のカウンター値がディジタル値である場合を示したが、カウンター値をアナログ値で出力することにより実施の形態1で示したようなアナログ回路に適用することも可能である。その場合は、D/Aコンバータ9は不要である。
Further, the counter output is input to the signal selector 8 and the counter value is forcibly selected by the signal selector 8. However, the counter output is directly selected by switching the input of the D / A converter 9. You may make it input into the D / A converter 9. FIG.
Furthermore, although the case where the counter value of the counter 10 is a digital value is shown in the above example, the counter value can be applied to the analog circuit shown in the first embodiment by outputting the counter value as an analog value. is there. In that case, the D / A converter 9 is unnecessary.

この実施の形態3によれば、経年変化、温度変化、部品の変更等により過飽和特性領域が変化した場合でも、入出力特性採取指示により容易に設定値の再設定を行うことができるALC回路を得ることができる。
以上の実施の形態で説明したように、この発明のALC回路は過飽和特性を有する可変増幅器においてALC動作を常に正常に行うことができるものであるが、条件によって、例えば対象としている信号の周波数範囲によっては過飽和特性を呈しない場合があったとしても悪影響を与えるものではない。
According to the third embodiment, even when the supersaturation characteristic region changes due to aging, temperature change, parts change, etc., the ALC circuit that can easily reset the set value by the input / output characteristic sampling instruction is provided. Obtainable.
As described in the above embodiments, the ALC circuit of the present invention can always perform the ALC operation normally in a variable amplifier having a supersaturation characteristic. However, depending on conditions, for example, the frequency range of the target signal Depending on the case, even if the supersaturation characteristic is not exhibited, there is no adverse effect.

本発明の実施の形態1を示すALC回路のブロック図である。It is a block diagram of an ALC circuit showing Embodiment 1 of the present invention. 本発明の実施の形態1の可変増幅器の入出力特性を示す図である。It is a figure which shows the input / output characteristic of the variable amplifier of Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1の制御値の変化を示す図である。It is a figure which shows the change of the control value of Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態2を示すALC回路のブロック図である。It is a block diagram of the ALC circuit which shows Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態3を示すALC回路のブロック図である。It is a block diagram of the ALC circuit which shows Embodiment 3 of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 可変増幅器、2 信号分配器、3 信号レベル検出器、4 信号レベル比較器、5 基準値、6 制御回路、7 設定値、8 信号選択器、9 D/Aコンバータ、10 カウンター、11 入力信号、12 出力信号、13 出力制御信号、14 制御値、15 ALC動作指示、 16 入出力特性採取指示。
1 variable amplifier, 2 signal distributor, 3 signal level detector, 4 signal level comparator, 5 reference value, 6 control circuit, 7 set value, 8 signal selector, 9 D / A converter, 10 counter, 11 input signal , 12 output signal, 13 output control signal, 14 control value, 15 ALC operation instruction, 16 input / output characteristic sampling instruction.

Claims (4)

入力信号を出力制御信号に従って増幅し、増幅した信号を出力信号として出力する可変増幅器、
前記出力信号のレベルを一定の範囲とするために定められる基準値と前記出力信号のレベルとを比較して、前記出力信号のレベルの前記基準値に対する大小関係を示す比較結果を出力する信号レベル比較器、
前記比較結果が前記出力信号のレベルが前記基準値より小さいことを示す場合は前記出力信号のレベルを上昇させる値を有する制御値を、前記出力信号のレベルが前記基準値より大きいことを示す場合は前記出力信号のレベルを減少させる値を有する制御値を出力する制御回路、
前記可変増幅器の出力特性が過飽和特性とならない上限として設定された設定値と前記制御値とを比較し、前記制御値が前記設定値以下の場合は前記制御値を、前記制御値が前記設定値以上の場合は前記設定値を前記可変増幅器に対する前記出力制御信号として出力する信号選択器、を備え、
前記制御回路から出力される前記制御値の最大出力値をPとして、前記制御回路における第(n)番目の制御段階の前記制御値を、
第(n)制御値=第(n−1)制御値+P/2
とし、
前記制御回路は、第(n+1)番目の制御段階の前記制御値として、
前記出力信号のレベルを上昇させたい場合には、
第(n+1)制御値=第n制御値+P/2 n+1
前記出力信号のレベルを減少させたい場合には、
第(n+1)制御値=第n制御値−P/2 n+1
(ここで、nは1以上の整数で、第0制御値は0とする。)
と出力する、
ことを特徴とするALC回路。
A variable amplifier that amplifies an input signal according to an output control signal and outputs the amplified signal as an output signal;
A signal level for comparing a reference value determined to keep the level of the output signal within a certain range with the level of the output signal and outputting a comparison result indicating a magnitude relationship between the level of the output signal and the reference value Comparator,
When the comparison result indicates that the level of the output signal is lower than the reference value, a control value having a value for increasing the level of the output signal is indicated, and when the level of the output signal is higher than the reference value Is a control circuit for outputting a control value having a value for decreasing the level of the output signal,
The control value is compared with a set value set as an upper limit at which the output characteristic of the variable amplifier does not become an oversaturation characteristic. When the control value is less than or equal to the set value, the control value is set, and the control value is the set value. In the above case, a signal selector that outputs the set value as the output control signal for the variable amplifier,
The maximum output value of the control value output from the control circuit is P, and the control value of the (n) th control stage in the control circuit is
(N) control value = (n-1) control value + P / 2 n
age,
As the control value of the (n + 1) th control stage, the control circuit
If you want to increase the level of the output signal,
(N + 1) th control value = nth control value + P / 2 n + 1
If you want to reduce the level of the output signal,
(N + 1) th control value = nth control value−P / 2 n + 1
(Here, n is an integer of 1 or more, and the 0th control value is 0.)
Output,
An ALC circuit characterized by the above.
入力信号を出力制御信号に従って増幅し、増幅した信号を出力信号として出力する可変増幅器、
前記出力信号のレベルを一定の範囲とするために定められる基準値と前記出力信号のレベルとを比較して、前記出力信号のレベルの前記基準値に対する大小関係を示す比較結果を出力する信号レベル比較器、
前記比較結果が前記出力信号のレベルが前記基準値より小さいことを示す場合は前記出力信号のレベルを上昇させる値を有する制御値を、前記出力信号のレベルが前記基準値より大きいことを示す場合は前記出力信号のレベルを減少させる値を有する制御値を出力する制御回路、
前記可変増幅器の出力特性が過飽和特性とならない上限として設定された設定値と前記制御値とを比較し、前記制御値が前記設定値以下の場合は前記制御値を、前記制御値が前記設定値以上の場合は前記設定値を前記可変増幅器に対する前記出力制御信号として出力する信号選択器、
前記制御回路から出力される前記制御値、及び前記信号選択器から出力される前記出力制御信号がディジタル値であり、
前記出力制御信号をアナログ値に変換するD/Aコンバータ、を備え、
前記D/Aコンバータのビット数をmとして、前記制御回路における第(n)番目の制御段階の前記制御値を、
第(n)制御値=第(n−1)制御値+2 m−n
とし
前記制御回路は、第(n+1)番目の制御段階の前記制御値として、
前記出力信号のレベルを上昇させたい場合には、
第(n+1)制御値=第(n)制御値+2 m−n−1
前記出力信号のレベルを減少させたい場合には、
第(n+1)制御値=第(n)制御値−2 m−n−1
(ここで、1≦n≦m、第(1)制御値は2 m−1 とする。)
と出力する、
ことを特徴とするALC回路。
A variable amplifier that amplifies an input signal according to an output control signal and outputs the amplified signal as an output signal;
A signal level for comparing a reference value determined to keep the level of the output signal within a certain range with the level of the output signal and outputting a comparison result indicating a magnitude relationship between the level of the output signal and the reference value Comparator,
When the comparison result indicates that the level of the output signal is lower than the reference value, a control value having a value for increasing the level of the output signal is indicated, and when the level of the output signal is higher than the reference value Is a control circuit for outputting a control value having a value for decreasing the level of the output signal,
The control value is compared with a set value set as an upper limit at which the output characteristic of the variable amplifier does not become an oversaturation characteristic. When the control value is less than or equal to the set value, the control value is set, and the control value is the set value. In the above case, a signal selector that outputs the set value as the output control signal for the variable amplifier,
The control value output from the control circuit and the output control signal output from the signal selector are digital values,
A D / A converter for converting the output control signal into an analog value;
Assuming that the number of bits of the D / A converter is m, the control value of the (n) th control stage in the control circuit is:
(N) control value = (n−1) control value + 2 m−n
And
As the control value of the (n + 1) th control stage, the control circuit
If you want to increase the level of the output signal,
(N + 1) th control value = (n) control value + 2 m−n−1
If you want to reduce the level of the output signal,
(N + 1) th control value = (n) control value−2 m−n−1
(Here, 1 ≦ n ≦ m, and the first (1) control value is 2 m−1 .)
Output,
An ALC circuit characterized by the above.
初期値0からカウント動作を開始して、カウンター値を出力するカウンターを有し、It has a counter that starts counting from the initial value 0 and outputs a counter value.
前記信号選択器は、前記カウンター値を前記出力制御信号として出力し、The signal selector outputs the counter value as the output control signal;
前記カウンターは、前記出力制御信号に従って前記可変増幅器から出力された前記出力信号のレベルと前記基準値との前記比較結果が前記制御回路に出力されるまでの応答時間よりも大きな更新時間で順次前記カウンター値を増加させ、The counter sequentially updates the level of the output signal output from the variable amplifier in accordance with the output control signal and the reference value with an update time larger than a response time until the comparison result is output to the control circuit. Increase the counter value,
前記制御回路は、前記出力信号のレベルが前記基準値を超えたときの前記カウンター値を前記設定値とする、The control circuit sets the counter value when the level of the output signal exceeds the reference value as the set value,
ことを特徴とする請求項1または2のいずれか1項に記載のALC回路。The ALC circuit according to any one of claims 1 and 2.
請求項1〜3のいずれか1項に記載のALC回路を用いたレーダ装置。A radar apparatus using the ALC circuit according to claim 1.
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