□ H16年08月期 B-03  Code:[HF0301] : AGC回路の働き
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05/14 04月期問題頁掲載
01/11 12月期問題頁掲載
2021年
10/17 09月期問題頁掲載
H1608B03 Counter
無線工学 > 1アマ > H16年08月期 > B-03
B-03 次の記述は、DSB(A3E)受信機のAGC回路について述べたものである。[ ]内に入れるべき字句を下の番号から選べ。ただし、[ ]内の同じ記号は、同じ字句を示す。
 AGC回路では、[ア]出力から[イ]電圧を取り出し、この電圧を[ウ]等に加える。入力信号が強い場合には、この電圧が大きくなって[ウ]等の増幅度が[エ]なり、また、入力信号が弱い場合には、増幅度が[オ]なって、自動的に増幅度が制御される。
検波器 局部発振器 低周波増幅器 中間周波増幅器 小さく
大きく 直流 交流 音声信号 10 高周波

アマチュアの通信(特にHF帯や異常伝搬を使う通信)では、電界強度の変動が大きいため、受信機からの音声出力が極端に変動して聞きづらいことがあります。これを軽減するのが、AGC (Automatic Gain Control)です。送信機に用いられるALC (Automatic Level Control)と間違えないようにしましょう。問題文を読めば間違えることはないと思いますが…。

[1]AGC回路の構成と動作

 AGCは大まかに言って、Fig.HF0301_aのような構成になっています。問題では「AM受信機」となっていますが、我々の良く使うSSBでも同様です。

(1) 中間周波増幅器

 AGCで利得を制御するのはこの中間周波増幅器です。そのため、この増幅器では、外部から入力された(ほぼ)直流電圧に従って、利得が変化する増幅器を用います。具体的には、トランジスタのバイアス点を変化させたり、可変容量ダイオードで構成した可変減衰器(アッテネータ)を用いたりします。
 AGCは変動を抑える方向に働かなければならないわけですから、入力信号が強くなれば利得を下げ、弱くなれば利得を上げます。
Fig.HF0301_a AGCの動作原理
Fig.HF0301_a
AGCの動作原理

(2) 検波器

 検波器は包絡線検波器などの、入力電界にほぼ比例した出力が得られる方式を用います。検波器の出力は、AMですから音声帯域の成分を持った出力ですが、直流分も出力されます。この直流分は受信電界強度に応じて変化しますが、さほど高速には変化しないので、このあとに書く積分器を通し、利得制御信号に変換します。

(3) 積分器

 「積分」というと何だか難しい感じがしますが、早い話が検波器の出力が含んでいる速い変動成分を除去する低域フィルタ(LPF)です。ここでの出力は、一般に電離層の状態の変化などで起こる、数十秒から数分の一秒のゆっくりした電界強度の変動に比例した(ほぼ)直流となります。

[2]AGC構成・動作のまとめ

 以下に、AGC回路の構造と動作をまとめてみました。
目的
回路上の動作
受信電波の強度を
検出する
検波出力から直流電圧成分を取出す
 取出した直流電圧は、受信電波の電界強度に比例しているので、電波の強弱はこれで読める。
受信電波の強度に応じて
増幅度を制御する
取出した直流電圧で中間周波増幅器や高周波増幅器の利得を制御する
 電波が強いと電圧も高くなるので、電圧が高い時には利得を下げ、電圧が低い時には利得を上げる
 より具体的には、バイポーラトランジスタで、コレクタ電流がある値を超えてくると増幅率が減少する部分に動作点を移動させる、PINダイオードを用いた可変アッテネータ(減衰器)に加える電圧を変化させる、などの種々の方式がある。
 

それでは、解答に移ります。
 …AGCが取り出すのは1検波器からです
 …AGCが取り出すのは7直流電圧です
 …AGCが増幅度を制御するのは4中間周波増幅器又は高周波増幅器です
 …入力信号が大きい場合は、増幅度が5小さくなるように制御します
 …入力信号が小さい場合は、増幅度が6大きくなるように制御します
となります。