专利名称：移动体用接收装置的自动增益控制电路及方法
技术领域：
本发明涉及移动体用接收装置的自动增益控制电路、带有自动增益控制电路的可变放大器、集成电路以及移动体用接收装置的自动增益控制方法背景技术作为移动体，例如在车辆中，安装有室内粘贴型薄膜型天线。同时，在车辆内安装有将该天线的接收信号放大、并输出到后级的普通的无线电调谐器等(接收装置)的带有自动增益控制(AGC，Automatic Gain Control)电路的可变放大器(VGA，Variable Gain Amp)。
这种带有自动增益控制电路的可变放大器如图5所示，对于可变放大器VGA的输出，连接公知的AGC电路。该AGC电路跟随移动体通信等中的天线的接收信号的电场强度的变动，为了使可变放大器的输出电平固定，进行反馈控制(例如参照专利文献1)。
〔专利文献1〕特开2003-125012号公报但是，在如前所述的以往的技术中，在实现AGC功能时，AGC电路始终根据可变放大器VGA的输出，进行所谓的可变放大器VGA的增益调整的反馈控制。
因此，在接收信号大时(大输入时)，可变放大器VGA的增益变大，其输出信号失真，在接收装置端产生干扰。
而且，在对应可变放大器VGA的输出调整增益的反馈控制方法中，产生控制范围被限制在可变放大器的输出范围内的不合适的情况。再有，在将天线安装在车辆上的情况下，接收信号强度的变化急剧，因此，在反馈控制方式下，有响应延迟的问题。因此，带来接收灵敏度的偏差。
发明内容
本发明方案1的一种移动体用接收装置的自动增益控制电路，自动控制可变放大器的增益，该可变放大器放大安装在移动体上的天线的接收信号并输出到接收装置，其特征在于，包括强度检测部件，检测前述接收信号的强度；比较部件，比较检测出的前述强度和第一阈值电压以及第二阈值电压；控制部件，为了使对于前述接收信号的前述强度的前述可变放大器的前述增益成为迟滞(hysteresis)特性，根据前述比较部件的前述比较结果，将用于调整该增益的控制信号输出到该可变放大器，前述第二阈值电压比前述第一阈值电压大，对于该第一阈值电压，对应增益G1、以及比该增益G1大的增益G2，同时对于该第二阈值电压，对应增益G3与比该增益G3大的增益G4，前述控制部件根据前述比较部件的前述比较结果，在由前述强度检测部件检测出的前述接收信号的前述强度从比前述第一阈值电压小的状态增大到前述第二阈值电压时，为使前述增益经过前述增益G2增加到前述增益G4，将前述控制信号输出到前述可变放大器，另一方面，根据前述比较部件的前述比较结果，在由前述强度检测部件检测出的前述接收信号的前述强度从比前述第二阈值电压大的状态减小到前述第一阈值电压时，为使前述增益经过前述增益G3减小到前述增益G1，将前述控制信号输出到前述可变放大器。
因此，通过由控制部件可变放大器实现的迟滞特性，接收信号在从过大的状态减小时(可变放大器的增益G3→增益G1)，与接收信号在从小的状态增大时(可变放大器的增益G2→增益G4)相比，可以减小可变放大器的增益。
因此，在接收信号增大时(大输入时)，可以减小可变放大器的增益，所以可以防止在可变放大器中输出信号失真。因此，可以防止发生接收装置中的干扰。
此外，控制部件在将用于调整可变放大器的增益的控制信号输出到该可变放大器时，根据接收信号的强度来进行。即，在本发明的自动增益控制电路中，通过对应接收信号的强度的前馈控制方式，将控制信号输出到该可变放大器。即，与以往的那样，根据可变放大器的输出，将用于调整增益的控制信号反馈到该可变放大器的控制方式相比，在本发明的自动增益控制电路中，特别是将天线安装到移动体那样的情况下，即使接收信号的强度的变化剧烈，也可以不延迟地快速响应。因此，接收灵敏度稳定并且可以减少偏差。
而且，在以往那样，根据可变放大器的输出来调整增益的反馈控制方式中，控制范围被限制在可变放大器的输出范围。但是在本发明的自动增益控制电路中，是根据接收信号的强度来调整可变放大器的增益的前馈控制方式，所以控制范围不受可变放大器的输出范围的限制，其控制范围宽。因此，可以得到设计的自由度宽等的好处。
而且，前述强度检测部件具有用于检波接收信号的第一检波电路和第二检波电路，前述比较部件可以具有输出前述第一检波电路的输出信号和前述第一阈值电压的比较结果的第一比较电路；以及输出前述第二检波电路的输出信号和前述第二阈值电压的比较结果的第二比较电路。
而且，方案2除了前述移动体用接收装置的自动增益控制电路，还可以包括前述可变放大器。
在本发明的集成电路中，至少将方案1或者2中记载的移动体用接收装置的自动增益控制电路集成化。
在本发明的一种移动体用接收装置的自动增益控制方法中，自动控制可变放大器的增益，该可变放大器放大安装在移动体上的天线的接收信号并输出到接收装置，其特征在于，该方法包括以下步骤检测前述接收信号的强度；比较检测出的前述强度和第一阈值电压以及第二阈值电压；为了使对于前述接收信号的前述强度的前述可变放大器的前述增益成为迟滞特性，根据前述比较结果，将用于调整该增益的控制信号输出到该可变放大器，前述第二阈值电压比前述第一阈值电压大，对于该第一阈值电压，对应增益G1、以及比该增益G1大的增益G2，同时对于该第二阈值电压，对应增益G3、以及比该增益G3大的增益G4，根据前述比较结果，在检测出的前述接收信号的前述强度从比前述第一阈值电压小的状态增大到前述第二阈值电压时，为使前述增益经过前述增益G2增加到前述增益G4，将前述控制信号输出到前述可变放大器，另一方面，根据前述比较部件的前述比较结果，在检测出的前述接收信号的前述强度从比前述第二阈值电压大的状态减小到前述第一阈值电压时，为使前述增益经过前述增益G3减小到前述增益G1，将前述控制信号输出到前述可变放大器。
图1是本发明的一个实施方式的移动体用接收装置的自动增益控制电路的方框图。
图2是表示本发明的一个实施方式的移动体用接收装置的自动增益控制电路的可变放大器中的增益的迟滞特性曲线。
图3是表示本发明的一个实施方式的移动体用接收装置的自动增益控制电路的逻辑电路的具体的一例的逻辑方框图。
图4是表示本发明的一个实施方式的移动体用接收装置的自动增益控制电路的各部的输出状态的图表。
图5是以往的自动增益控制电路的方框图。
具体实施例方式
概述参照图1到图4说明本实施方式的移动体用接收装置的自动增益控制电路的一例。如图1的方框图所示，首先设定AGC电路根据安装在移动体等中的天线的接收信号IN，生成用于调整可变放大器VGA的增益的控制信号(图中是LC输出)，并输出到可变放大器VGA的前馈控制方式。进而，参照图2并如后所述，对于接收信号的强度(电场强度)的可变放大器VGA的增益(输出)为了成为迟滞特性，AGC电路工作。
具体说明如图1所示，可变放大器VGA放大天线的接收信号IN并输出(图中为OUT)到接收装置(未图示)。作为自动控制该可变放大器VGA的增益的电路的AGC电路具有两个第一、第二检波电路(强度检测部件)Det1、Det2。在第一检波电路Det1中，接收信号IN经过检波灵敏度调整用电阻R1a、R1b输入。即，接收信号IN输入到检波灵敏度调整用电阻R1a的一端，检波灵敏度调整用电阻R1b的一端连接到检波灵敏度调整用电阻R1a的另一端。该检波灵敏度调整用电阻R1b的另一端接地。接收信号IN通过这些检波灵敏度调整用电阻R1a、R1b的连接点输入到第一检波电路。另一方面，接收信号IN输入到检波灵敏度调整用电阻R2的一端，接收信号IN从另一端输出到第二检波电路。这些第一、二检波电路Det1、Det2例如由公知的包络线检波电路(参照前述的专利文献1)构成，为了检测接收信号IN的强度而检波接收信号。
来自第一检波电路Det1的电压输出输入到第一比较电路(比较部件)CO1的非反转输入端子。在该第一比较电路CO1的反转输入端子中施加第一阈值电压Vdet1，将其与第一检波电路Det1的电压输出的比较结果输出到逻辑电路(控制部件)。另一方面，来自第二检波电路Det2的电压输出输入到第二比较电路(比较部件)CO2的非反转输入端子。在该第二比较电路CO2的反转输入端子中施加第二阈值电压Vdet2，将其与第二检波电路Det2的电压输出的比较结果输出到逻辑电路。
逻辑电路为了使对于接收信号IN的强度的可变放大器VGA的增益成为迟滞特性，根据各第一、二比较电路CO1、CO2的比较结果，将控制信号(LC输出)输出到可变放大器VGA。
首先，对该迟滞特性进行说明。如图2的曲线所示，横轴为接收信号IN的强度，纵轴为可变放大器VGA的增益(或者可变放大器VGA的输出OUT)。在横轴中，输入到第二比较电路CO2的第二阈值电压Vdet2大于输入到第一比较电路CO1的第一阈值电压Vdet1。如图2的迟滞特性曲线所示，对于该第一阈值电压Vdet1，使两个增益G1、G2对应。该增益G2比G1的值大。而且，对于该第二阈值电压Vdet2，使两个增益G3、G4对应。该增益G4比G3的值大。
说明接收信号IN的强度增大起来的情况。如果在接收信号IN的强度从比第一阈值电压Vdet1小的状态向第二阈值电压Vdet2增大时，则可变放大器VGA的增益经过增益G2增大到G4，沿着图中①和②的路径前进。然后，接收信号的强度达到第二阈值电压Vdet2，如果进一步增大，则经过增益G3沿着图中③和④的路径前进。
相反，对接收信号IN的强度减小下去的情况进行说明。如果接收信号IN的强度从比第二阈值电压Vdet2大的状态向第一阈值电压Vdet1减小，则可变放大器VGA的增益经过增益G3(在本实施方式中与G2大致同值)降低到G1，沿图中④和⑤的路径前进。然后，在接收信号的强度达到第一阈值电压并进一步减小时，经过增益G2并沿图中⑥和①的路径前进。
即，在现有技术的情况下，接收信号IN的强度由第二阈值电压Vdet2经过第一阈值电压Vdet1减小时，沿图中③②①的路径前进。因此，以往的可变放大器VGA的增益从作为矩形的迟滞曲线上的最大的顶点的增益G4开始降低，经过增益G2朝向增益G1。因此，可变放大器VGA的增益变大，其输出信号失真，在接收装置端产生干扰。
与此相对，在本实施例中，在接收信号IN的强度由第二阈值电压Vdet2经过第一阈值电压Vdet1减小时，可变放大器VGA的增益从增益G3开始降低，经过增益G1朝向增益G2，之后，经过增益G2降低。因此，可变放大器VGA的增益作为增益G2或者增益G3以下来变小，可以防止其输出信号的失真，防止接收装置端干扰的产生。
实现迟滞特性的结构为了实现前述的图2的迟滞特性，作为生成控制信号的逻辑电路的具体结构，举出图3的逻辑方框图中所示的结构作为一例。在该图3的例中，逻辑电路由NAND(电路)1到NAND(电路)3、NOR(电路)以及INVERTER(“非”门电路变极器)的组合来实现。同时将图1的第一、二比较电路CO1，CO2的输出的两者输入到NAND1和NOR中。而且，NAND2的输出成为逻辑电路的控制信号(LC输出)。
在这样的结构的逻辑电路中，为了实现前述图2的迟滞特性，以第一、二阈值电压Vdet1，Vdet2为边界，接收信号IN的强度分为增大的情况和减小的情况，在图4的图表中表示作为其输入的第一、二比较电路CO1，CO2的输出和控制信号(LC输出)的状态(“L”或者“H”)的转移。
即，如图4的图表所示，对接收信号IN的强度增大的情况进行说明。首先，在接收信号IN未达到第一阈值电压Vdet1的情况下，第一、二比较电路CO1、CO2的输出共同成为“L”。其结果，逻辑电路的输出成为“L”(在图2的迟滞特性中，相当于路径①)。接着，在接收信号IN为第一阈值电压Vdet1以上而在第二阈值电压Vdet2以下的情况下，第一比较电路CO1的输出成为“L”，另一方面，第二比较电路CO2的输出成为“H”。其结果，逻辑电路的输出成为“L”(在图2的迟滞特性中，相当于路径②→③)，而且，在接收信号IN超过第二阈值电压Vdet2时，第一、二比较电路CO1，CO2的输出，共同成为“H”。其结果，逻辑电路的输出成为“H”(在图2的迟滞特性中，相当于路径④)。
相反，对于接收信号IN的强度减小的情况进行说明。首先，在接收信号IN超过第二阈值电压Vdet2的情况下，第一、二比较电路CO1、CO2的输出共同成为“H”。其结果，逻辑电路的输出成为“H”(在图2的迟滞特性中，相当于路径④)。接着，在接收信号IN为第一阈值电压Vdet1以上而在第二阈值电压Vdet2以下的情况下，第一比较电路CO1的输出成为“L”，另一方面，第二比较电路CO2的输出成为“H”。其结果，逻辑电路的输出成为“H”(在图2的迟滞特性中，相当于路径⑤→⑥)，而且，在接收信号IN未达到第一阈值电压Vdet1时，第一、二比较电路CO1，CO2的输出，共同成为“L”。其结果，逻辑电路的输出成为“L”(在图2的迟滞特性中，相当于路径①)。
其它作为用于检测天线的接收信号IN的强度的部件，可以使用除了检波电路以外的其它的公知部件。而且，也可以将AGC电路单体作为集成电路来构成，除了该AGC电路，也可以将包含可变放大器VGA的电路系统全体作为一个集成电路来构成。
通过由控制部件以可变放大器实现的迟滞特性，在接收信号从过大的状态开始减小(可变放大器的增益G3→增益G1)的情况下，与其从小的状态开始增大的情况(可变放大器的增益G2→增益G4)相比，可以减小可变放大器的增益。
因此，在接收信号变大时(大输入时)，因为可以减小可变放大器的增益，所以可以防止在可变放大器中输出信号产生失真。因此，可以防止在接收装置中产生干扰。
此外，在控制部件将用于调整可变放大器的增益的控制信号输出到该可变放大器时，根据接收信号的强度来进行。即，在本发明的自动增益控制电路中，通过对应接收信号的强度的前馈控制方式，将控制信号输出到该可变放大器。即，与以往那样，将用于根据可变放大器的输出来调整增益的控制信号反馈到该可变放大器的控制方式相比，在本发明的自动增益控制电路中，特别是在将天线安装在移动体上的情况下，即使接收信号强度的变化剧烈，也可以没有延迟地快速响应。因此，接收灵敏度稳定，并且可以减少偏差。
而且，在如以往那样，根据可变放大器的输出来调整增益的反馈控制方式中，控制范围被限制在可变放大器的输出范围中。但是，在本发明的自动增益控制电路中，因为采用根据接收信号的强度来调整可变放大器的增益的前馈控制方式，所以控制范围不受可变放大器的输出范围的限制，该控制范围更宽。因此可以得到设计的自由度宽等的好处。
权利要求
1.一种移动体用接收装置的自动增益控制电路，自动控制可变放大器的增益，该可变放大器放大安装在移动体上的天线的接收信号并输出到接收装置，其特征在于，包括强度检测部件，检测所述接收信号的强度；比较部件，比较检测出的所述强度和第一阈值电压以及第二阈值电压；控制部件，为了使对于所述接收信号的所述强度的所述可变放大器的所述增益成为迟滞特性，根据所述比较部件的所述比较结果，将用于调整该增益的控制信号输出到该可变放大器，所述第二阈值电压比所述第一阈值电压大，对于该第一阈值电压，对应增益G1、以及比该增益G1大的增益G2，同时对于该第二阈值电压，对应增益G3、以及比该增益G3大的增益G4，所述控制部件根据所述比较部件的所述比较结果，在由所述强度检测部件检测出的所述接收信号的所述强度从比所述第一阈值电压小的状态增大到所述第二阈值电压时，为使所述增益经由所述增益G2增加到所述增益G4，将所述控制信号输出到所述可变放大器，另一方面，所述控制部件根据所述比较部件的所述比较结果，在所述强度检测部件检测出的所述接收信号的所述强度从比所述第二阈值电压大的状态减小到所述第一阈值电压时，为使所述增益经过所述增益G3减小到所述增益G1，将所述控制信号输出到所述可变放大器。
2.一种移动体用接收装置的自动增益控制电路，其特征在于所述强度检测部件具有用于检波接收信号的第一检波电路和第二检波电路，所述比较部件具有输出所述第一检波电路的输出信号和所述第一阈值电压的比较结果的第一比较电路；以及输出所述第二检波电路的输出信号和所述第二阈值电压的比较结果的第二比较电路。
3.一种带有自动增益控制电路的可变放大器，其特征在于除了权利要求1或者2所述的移动体用接收装置的自动增益控制电路之外，还具有所述可变放大器。
4.一种集成电路，其特征在于至少将权利要求1或者2中记载的移动体用接收装置的自动增益控制电路集成化。
5.一种移动体用接收装置的自动增益控制方法，自动控制可变放大器的增益，该可变放大器放大安装在移动体上的天线的接收信号并输出到接收装置，其特征在于，该方法包括以下步骤检测所述接收信号的强度；比较检测出的所述强度和第一阈值电压以及第二阈值电压；为了使对于所述接收信号的所述强度的所述可变放大器的所述增益成为迟滞特性，根据所述比较部件的所述比较结果，将用于调整该增益的控制信号输出到该可变放大器，所述第二阈值电压比所述第一阈值电压大，对于该第一阈值电压，对应增益G1、以及比该增益G1大的增益G2，同时对于该第二阈值电压，对应增益G3、以及比该增益G3大的增益G4，根据所述比较部件的所述比较结果，在检测出的所述接收信号的所述强度从比所述第一阈值电压小的状态增大到所述第二阈值电压时，为使所述增益经过所述增益G2增加到所述增益G4，将所述控制信号输出到所述可变放大器，另一方面，根据所述比较结果，在检测出的所述接收信号的所述强度从比所述第二阈值电压大的状态减小到所述第一阈值电压时，为使所述增益经过所述增益G3减小到所述增益G1，将所述控制信号输出到所述可变放大器。
全文摘要
本发明提供一种移动体用接收装置的自动增益控制电路，包括强度检测部件，检测接收信号的强度；比较部件，比较检测出的强度和第一阈值电压以及第二阈值电压；控制部件，根据比较部件的比较结果，将用于调整该增益的控制信号输出到该可变放大器，第二阈值电压比第一阈值电压大，对于该第一阈值电压，使增益G1与增益G2对应，对于该第二阈值电压，使增益G3与增益G4对应，控制部件在接收信号的强度从比第一阈值电压小的状态增大到第二阈值电压时，为使增益经过增益G3增加到增益G4，将控制信号输出到可变放大器；在接收信号的强度从比第二阈值电压大的状态减小到第一阈值电压时，为使增益经过增益G3减小到增益G1，将控制信号输出到可变放大器。
文档编号H03G3/30GK1581683SQ200410054498
公开日2005年2月16日 申请日期2004年7月22日 优先权日2003年7月31日
发明者佐伯孝夫 申请人:三洋电机株式会社