JP3081418B2

JP3081418B2 - フィルタの自動調整回路

Info

Publication number: JP3081418B2
Application number: JP05190527A
Authority: JP
Inventors: 敬次郎植木
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1993-07-30
Filing date: 1993-07-30
Publication date: 2000-08-28
Anticipated expiration: 2015-08-28
Also published as: JPH0746084A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、フィルタ回路の特性の
変化を補正する為のフィルタの自動調整回路に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】フィルタ回路をＩＣ化する際などにコン
デンサの値がバラツキを有してしまい、フィルタ回路の
周波数特性が期待したものからずれてしまうことが知ら
れている。そこで、フィルタ回路の周波数特性の変動を
自動的に調整するようにした図２の如きフィルタの自動
調整回路が提案されている。図２において、フィルタ
（１）は、ずれを補正したいものであり、フィルタ
（１）と同型式の基準フィルタ（２）が設けられてい
る。発振器（３）は、０度の位相の第１発振出力信号φ
₁と９０度の位相の第２発振出力信号φ₂とを発生してい
る。前記第１発振出力信号φ₁は、前記基準フィルタ
（２）を介して位相検波器（４）に印加される。又、前
記第２発振出力信号φ₂は、直接位相検波器（４）に印
加される。ここで、基準フィルタ（２）をバンドパスフ
ィルタであるとし、その周波数特性が図３の如く、中心
周波数がｆ₀の時、位相変化が０度の信号を通過させる
ものであるとする。又、位相検波器（４）は両入力信号
（φ₁及びφ₂）の位相差が９０度で検波出力が零になる
とする。位相検波器（４）の検波出力は、基準フィルタ
（２）とフィルタ（１）に同時に印加され、そのフィル
タ特性を変化させる。その為、図２の基準フィルタ
（２）の特性が位相遅れを有さず、期待通りのものであ
るならば、位相検波器（４）の出力は零となり、何ら制
御は行なわれない。又、基準フィルタ（２）の特性が位
相遅れを有し、中心周波数が周波数ｆ₀からずれたとす
ると、そのずれ量に応じた位相検波出力が発生し基準フ
ィルタ（２）の特性を変化させる。その結果、基準フィ
ルタ（２）の特性は、期待された特性、即ち、位相遅れ
が０度となり、中心周波数ｆ₀に補正される。

【０００３】従って、フィルタ（１）も同様にフィルタ
特性が補正される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、図２の発振
器（３）は、ＴＶ受像機などの機器で使用される場合、
ＶＣＯ（電圧制御型発振器）として使われている場合が
多い。その様なものとして図４の如き発振器が考えられ
る。図４の発振の種となるのは、振動子（５）であり、
振動子（５）、増幅器（６）、可変移相回路（７）、移
相回路（８）及び増幅器（９）により発振ループが構成
される。可変移相回路（７）は、制御端子（１０）から
の制御信号に応じて移相量を変化させ、その結果振動子
（５）の発振点を変化させその周波数を変えている。

【０００５】例えば、可変移相回路（７）は、中心周波
数で発振している時はその内部において図５のベクトル
ａ₀とベクトルｂ₀を元の信号から作成し、ベクトル合成
してベクトルｃ₀を作り、θ₁の移相を行なう。この状態
から前記制御信号が変化し、ベクトルａ₀がａ₁にベクト
ルｂ₀がｂ₁に変化したとすると、ベクトルｃ₀はｃ₁とな
り移相量がθ₂となる。

【０００６】従って、図４の発振器は、ＶＣＯとして動
作する。そして、このＶＣＯの出力信号が＋４５度の移
相回路と−４５度の移相回路により構成される移相回路
（１１）に印加される。その為、移相回路（１１）の２
つの出力端子（１２）及び（１３）には位相差が９０度
の信号が得られ、該信号が図２の２つの発振出力信号と
して利用される。

【０００７】ところが、上述の移相回路（１１）は、抵
抗とコンデンサにより構成されるので、特にＩＣ化した
場合、正確な移相量が得られない、という問題があっ
た。更に図４の回路は、移相回路を３ケも必要とし、移
相回路の削減が希求された。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は上述の点に鑑み
成されたもので、差動増幅器とコンデンサとを備え、該
差動増幅器の相互コンダクタンスを変化させることによ
り移相される互いに９０度の位相差を有する２つの出力
信号を発生する可変移相回路と、該可変移相回路の一方
の出力信号を増幅する増幅回路と、該増幅回路の出力信
号を共振させる共振子とを備えるＶＣＯと、該ＶＣＯ内
の前記可変移相回路の他方の出力信号が印加される基準
フィルタと、前記可変移相回路の他方の出力信号と前記
基準フィルタの出力信号との位相比較を行なう位相比較
器と、該位相比較器の出力信号を平滑し、前記基準フィ
ルタ及び前記可変移相回路の位相特性を補正するＬＰＦ
とを有する。

【０００９】

【作用】本発明に依れば、ＶＣＯ内の可変移相回路とし
て、制御信号に応じて移相量が変化すると共に発生する
２つの信号の位相差が常に９０度に保たれるものを用い
ている。その為、互いに位相差が９０度である２つの信
号を利用してフィルタの自動調整用の検出に利用できる
とともに、前記２つの信号の内の一方を利用してＶＣＯ
の中心周波数の調整を行なうことができる。

【００１０】

【実施例】図１は、本発明の一実施例を示す回路図で、
（１４）は、差動増幅器とコンデンサとを備え、該差動
増幅器の相互コンダクタンスを変化させることにより移
相される互いに９０度の位相差を有する２つの出力信号
を発生する可変移相回路（１５）と、該可変移相回路の
一方の出力信号を増幅する第１増幅回路（１６）と、該
第１増幅回路の出力信号を移相して正帰還ループを作成
する移相回路（１７）と、共振子（１８）と、第２増幅
回路（１９）とから構成されるＶＣＯ、（２０）はＶＣ
Ｏ内の前記可変移相回路の他方の出力信号が印加される
基準フィルタ、（２１）は前記可変移相回路の他方の出
力信号と前記基準フィルタの出力信号との移相比較を行
なう位相比較器、（２２）は、該位相比較器の出力信号
を平滑し、前記基準フィルタ及び前記可変移相回路の位
相特性を補正するＬＰＦである。

【００１１】可変移相回路（１５）は、後述される内部
の回路構成によりその２つの出力信号の位相は、入力信
号の０度に対して９０度と１８０度とになっており、こ
の２つの信号の位相差は、常に９０度を保つようになっ
ている。それに対して、位相比較器（２１）は、２つの
入力信号の位相差が９０度となるようにＬＰＦ（２２）
を介して制御信号を発生するので、基準フィルタ（２
０）の入出力間の位相変動は０度に制御される。この
際、ＬＰＦ（２２）の出力信号は、可変移相回路（１
５）にも印加されるので、可変移相回路（１５）と基準
フィルタ（２０）とを同型式のフィルタで構成しておけ
ば、抵抗値等のバラツキに起因する可変移相回路（１
５）の位相変動（例えば、９１度と１８１度の位相の信
号が発生）を防止できる。その結果、ＶＣＯ（１４）の
中心周波数を所望の値に引き戻すことができる。

【００１２】ＶＣＯ（１４）の発振周波数を調整する為
には、制御端子（２３）からの制御信号により、可変移
相回路（１５）の９０度の位相の信号位相を前後（例え
ば８０度から１００度）に変化させて行なう。この様に
変化させても位相比較器（２１）には位相差が９０度の
信号が供給されるので、その動作には影響がない。従っ
て、可変移相回路（１５）をＶＣＯの周波数設定用とフ
ィルタ調整用の基準信号とに兼用できる。

【００１３】図６は、図１の可変移相回路（１５）の具
体回路例を示すもので、３つの差動増幅器（２４）乃至
（２６）と、バッファ（２７）と、２つのコンデンサ
（２８）及び（２９）とから構成されている。入力端子
（３０）に印加される入力信号ｖ₁は、端子（３１）か
ら出力信号ｖ₀として端子（３２）から出力信号ｖ₂とし
て出力される。次に図６の回路の伝達関数を求める。差
動増幅器（２４）乃至（２６）の相互コンダクタンスを
ｇｍ₀，ｇｍ₁，ｇｍ₂としてコンデンサ（２８）及び
（２９）の容量値をｃ₁及びｃ₂とし角周波数ｊωをＳと
すると、

【００１４】

【数１】

【００１５】

【数２】

【００１６】が成り立つ。式（２）より出力信号ｖ
₂は、

【００１７】

【数３】

【００１８】となり、式（３）を式（１）へ代入すれば
出力信号ｖ₀は

【００１９】

【数４】

【００２０】となり、伝達関数ｆ（ｖ₁／ｖ₀）は、

【００２１】

【数５】

【００２２】となる。同様に出力信号ｖ₂は式（１）及
び式（２）より

【００２３】

【数６】

【００２４】となる。ここで、式（４）と式（６）を比
較すれば明らかな如く、両者は分子の定数が異なるのみ
で他の変数の条件は等しい。又、式（４）にはＳが掛け
られており、式（６）の信号と位相が９０度異なること
が明らかである。更に、式（５）よりこのフィルタの中
心周波数ｗ₀は、

【００２５】

【数７】

【００２６】の如くなり、相互コンダクタンスｇｍ₁及
びｇｍ₂を変化させれば、その中心周波数ｗ₀を変化でき
る。図６の回路の周波数と振幅と位相の関係は、図７の
如くなる。図７（ａ）に示す如く、周波数特性が変わる
とその時のＡ，Ｂ，Ｃそれぞれのカーブの位相特性も図
７（ｂ）の如く変化する。その為、例えば、中心周波数
ｗ₀を高くすれば位相を＋方向に変化させることができ
る。

【００２７】図６の加算回路（３３）は、ＬＰＦ（２
２）の出力信号と制御端子（２３）からの制御信号とを
加算して、差動増幅器（２５）及び（２６）の動作電流
源（３４）及び（３５）の電流値を変化させる。これに
より、差動増幅器（２５）及び（２６）の相互コンダク
タンスを変化させることができる。

【００２８】

【発明の効果】以上述べた如く、本発明に依れば少ない
素子数で正確なフィルタ調整が可能なフィルタの自動調
整回路が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のフィルタの自動調整回路を示す回路図
である。

【図２】従来のフィルタの自動調整回路を示す回路図で
ある。

【図３】図２の説明に供する為の特性図である。

【図４】図２の発振器（３）の具体回路ブロック図であ
る。

【図５】図４の説明に供する為の波形図である。

【図６】図１の可変移相回路（１５）の具体回路ブロッ
ク図である。

【図７】図６の説明に供する為の特性図である。

【符号の説明】

（１４）ＶＣＯ（１５）可変移相回路（２０）基準フィルタ（２１）位相比較器（２２）ＬＰＦ

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】差動増幅器とコンデンサとを備え、該差
動増幅器の相互コンダクタンスを変化させることにより
移相される互いに９０度の位相差を有する２つの出力信
号を発生する可変移相回路と、該可変移相回路の一方の
出力信号を増幅する増幅回路と、該増幅回路の出力信号
を共振させる共振子とを備えるＶＣＯと、該ＶＣＯ内の前記可変移相回路の他方の出力信号が印加
される基準フィルタと、前記可変移相回路の他方の出力信号と前記基準フィルタ
の出力信号との移相比較を行なう位相比較器と、該位相比較器の出力信号を平滑し、該平滑出力により前
記基準フィルタ及び前記可変移相回路の位相特性を補正
するＬＰＦと、を備えるフィルタの自動調整回路。
【請求項２】前記ＶＣＯは、発振ループ内に固定型の
移相回路を有することを特徴とする請求項１記載のフィ
ルタの自動調整回路。