JP6770083B2 - 可変フィルタ - Google Patents
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Description
・1次CAF(CAF−1)は、単一の支配共振極対を有している1つの共振器を含みうる。
・2次CAF(CAF−2)は、2つの支配極対を有している2つのそのような共振器を含みうる。例えば、2つの、結合されたLCタンク共振器のカスケードがある。
・3次CAF(CAF−3)は、3つの支配極対を有している3つのそのような共振器を含みうる。
・4次以上のCAFが可能であるが、それらは、スケーリングブロックフィードバックが適用される場合に(図5を参照。)、スプリアスの共振帯域を生じさせ、より困難なチューニング特性を有するBPFを一般的にもたらし得る。これは、以下で更に詳細に説明される。
HABF0(s)=G/(1−AGe−sP)
と書かれるラプラス変換(周波数領域応答)として規定され得る。ここで、Pは位相シフトである。我々は、
HABF0(f)=G/(1−AGe−j2πPf)
として、マッピングs→j2πfにより物理周波数fの項においてこれを書くことができる。
mod(fp,P−1)=0
のときはいつでも起こる。
HABF0(s)=G/(1−AGe−sP)
として以前に与えられたCAF−0のラプラス変換から導出される。
−sP=ln(1/AG)
s=σ=(1/P)ln(AG)
として与えられる実数軸上におけるゼロ周波数での極のための原理ソリューションを決定すれば足りる。
Q=ω0/2σ=ω0/2ω0D=1/2D=π/(1−AG)
として与えられる。
Q=πAG/(1−AG)≒π/(1−AG)
を有する。
Gex≒20log(Q/π)
として開ループゲイン(無フィードバック経路)によって正規化される電力ゲインである。これは、図12でプロットされている。
HR(s)=as/(s2+2Dωns+ωn 2)
として上記のように表される、ラプラス領域において与えられる伝達関数による2ポートデバイスである。
HSOS(s)=as/(s2+2Dω0s+ω0 2)
の形を常に有する。ここで、ω0は、ラジアン毎秒における共振周波数であり、Dはダンピング係数であり、aは実数定数である。図13におけるfのマッピングは、fn=ωn/2πである。
Q=(中心周波数)/(3dB帯域幅)=ωn/2Dωn=1/2D
の従来定義によって与えられる。
s=2πfD+j2πf√(1−D2)
に極を位置付ける。
s/(s2+.1s+0.96)
に設定され、CAF−1 4702の伝達関数は:
s/(s2+.1s+1)
に設定され、CAF−1 4703の伝達関数は:
s/(s2+.1s+1.02)
に設定される。
s/(s2+.1s+1.4)
であり、CAF−1 5102の伝達関数は:
s/(s2+.1s+1.45)
であり、CAF−3 5103の伝達関数は:
s/(s2+.1s+0.96)
であり、CAF−1 5104の伝達関数は:
s/(s2+.1s+1)
であり、CAF−1 5105の伝達関数は:
s/(s2+.1s+1.02)
であり、CAF−1 5106の伝達関数は:
s/(s2+.1s+2)
である。
Hbpf(s)=(b0+b1s+...bMsM)/(1+a1s+...aMsN)
としてsの有理多項式として与えられる。なお、M≧Nである。ここで、全ての係数は実数値である。これは、次のように、L=N/2SOSの項の積として表現され得る:
1.広範なより高次のフィルタが実現され得る。
2.一般的なフィルタ最適化方法が、最適なシステムレベル性能のためにCAF−nを構成するように使用され得る。これは、例えば、通信受信器で使用される適応フィルタのアイパターンに基づいてよい。
3.Qスポイラーモードが、より低いQ極を合成するためにCAF−n内の個々の共振器で使用されてよい。
1.3つの共振器のQエンハンスメント/スポイリング
2.共振器の3つ揃いの中心周波数
3.中心の極のQを増大させ、隣接する極のQを低減させるか(正フィードバック)、又は中心の極のQを低減させ、隣接する極のQを増大させる(負フィードバック)CAF−3全体のループのレベル2フィードバックゲイン。
1.隣接する極のオフセットを増大させることによる帯域幅の変更
2.極ゼロパターンの回転
(外1)
は、十分な正確さで一般的に知られておらず、従って、
(外2)
は、次の3つのSNR値を決定することによって数値的に決定される:
g1>g0の場合、Δfだけfを増大させ、それ以外の場合、Δfだけfを低減させる;
g2>g0の場合、ΔGだけGを増大させ、それ以外の場合、ΔGだけGを低減させる
という単純なアルゴリズムに従う。
Claims (28)
- アナログ電磁気信号のための可変フィルタであって、
信号入力部と信号出力部との間に接続されている2次信号経路及び2次フィードバック経路を含む2次信号ループであり、前記2次信号経路における複数の1次信号ループと、2次調整可能スケーリングブロックとを含む前記2次信号ループを有し、
前記複数の1次信号ループの夫々が、1次信号経路と、1次フィードバック経路と、夫々の1次信号ループにおいて接続されている複数の回路素子とを含み、
前記複数の回路素子が、
周波数可変共振器と、
正ゲイン及び負ゲインを含む範囲において調整可能であるゲイン係数を適用する1次調整可能スケーリングブロックと
を含み、
当該可変フィルタは、
夫々の周波数可変共振器をチューニングするよう、且つ、前記1次調整可能スケーリングブロック及び前記2次調整可能スケーリングブロックの夫々のゲイン係数を負ゲイン係数と正ゲイン係数との間で調整するよう接続されるコントローラを更に有する、
可変フィルタ。 - 前記複数の1次信号ループは、直列に接続されている2つ以上の1次信号ループを有する、
請求項1に記載の可変フィルタ。 - 前記コントローラは、前記2次調整可能スケーリングブロック及び1つ以上の1次調整可能スケーリングブロックを所望の周波数応答へ独立して調整するよう接続される、
請求項1又は2に記載の可変フィルタ。 - 前記コントローラは、1つ以上の周波数可変共振器を所望の周波数応答へ選択的にQスポイリング又はQエンハンスメントするようプログラムされる、
請求項1乃至3のうちいずれか一項に記載の可変フィルタ。 - 前記コントローラは、前記1次調整可能スケーリングブロック及び前記2次調整可能スケーリングブロックの少なくともゲイン係数を調整する場合に当該フィルタの周波数応答の安定性を保つ命令を有し、該命令は、制御値のルックアップテーブルを有する、
請求項1乃至4のうちいずれか一項に記載の可変フィルタ。 - 前記ルックアップテーブルにおける前記制御値は、当該フィルタに適用される較正プロシージャに基づき決定される、
請求項5に記載の可変フィルタ。 - 前記コントローラは、前記1次調整可能スケーリングブロックの1つ以上及び前記2次調整可能スケーリングブロックのゲイン係数を当該可変フィルタの周波数応答の測定に基づき当該フィルタの所望の周波数応答へ繰り返し調整し、当該フィルタの周波数応答の安定性を保つ命令を有する、
請求項1乃至4のうちいずれか一項に記載の可変フィルタ。 - 前記信号出力部で周波数応答を測定するセンサを更に有し、
前記センサは、前記コントローラと通信し、
前記コントローラは、前記周波数可変共振器の夫々をチューニングし、前記1次調整可能スケーリングブロック及び前記2次調整可能スケーリングブロックの夫々のゲイン係数を、前記測定された周波数応答に応答して、所望の周波数応答へ制御するようプログラムされる、
請求項1乃至7のうちいずれか一項に記載の可変フィルタ。 - アナログ電磁気信号をフィルタ処理する方法であって、
信号入力部と信号出力部との間に信号経路及びフィードバック経路を含む信号ループと、前記信号ループにおいて接続されている複数の回路素子であり、周波数可変共振器と、正ゲイン及び負ゲインを含む範囲において調整可能であるゲイン係数を適用する調整可能スケーリングブロックとを含む前記複数の回路素子と、前記周波数可変共振器をチューニングし、前記調整可能スケーリングブロックのゲイン係数を制御するよう接続されるコントローラとを有するフィルタを設けることと、
前記フィルタにおいて所望の周波数応答を達成するよう、前記周波数可変共振器をチューニングし且つ前記調整可能スケーリングブロックのゲイン係数を調整することによって前記フィルタを調整することと
を有し、
前記フィルタを調整することが、前記周波数可変共振器をQスポイリングすることを含む、
方法。 - 前記信号ループは、該信号ループの前記信号経路において複数の1次信号ループを含み、夫々の1次信号ループは、1次信号経路と、1次フィードバック経路と、周波数可変共振器と、1次調整可能スケーリングブロックとを含み、前記複数の1次信号ループは、前記信号入力部と前記信号出力部との間に直列に接続され、
前記フィルタを調整することは、夫々の周波数可変共振器をチューニングすることと、前記1次調整可能スケーリングブロック及び前記調整可能スケーリングブロックの夫々のゲイン係数を調整することとを含み、
前記フィルタは、複数の前記周波数可変共振器のうちの少なくとも1つがQスポイリングされるように調整される、
請求項9に記載の方法。 - 前記フィルタを調整することは、2つ以上の周波数可変共振器を独立してチューニングすることを含む、
請求項10に記載の方法。 - 前記フィルタを調整することは、Qスポイリングされない少なくとも1つの周波数可変共振器をQエンハンスメントすることを含む、
請求項10又は11に記載の方法。 - 前記信号ループの周波数応答を測定することと、
測定された周波数応答に応答して、前記所望の周波数応答へと、前記周波数可変共振器をチューニングし且つ前記調整可能スケーリングブロックのゲイン係数を調整するよう、前記コントローラを使用することと
を更に有する請求項10乃至12のうちいずれか一項に記載の方法。 - 前記フィルタを通してアナログ通信信号を送信すること
を更に有する請求項10乃至13のうちいずれか一項に記載の方法。 - アナログ電磁気信号のための可変アナログフィルタであって、
信号入力部と信号出力部との間に接続されている信号経路及びフィードバック経路を含む信号ループと、
前記信号ループにおいて接続されている複数の回路素子であり、周波数可変共振器と、正ゲイン及び負ゲインを含む範囲において調整可能であるゲイン係数を適用する調整可能スケーリングブロックとを含む前記複数の回路素子と、
前記周波数可変共振器及び前記調整可能スケーリングブロックへ接続されているコントローラと
を有し、
前記コントローラは、少なくとも前記ゲイン係数を調整することによって、前記周波数可変共振器をQスポイリングする命令を有する、
可変アナログフィルタ。 - 前記信号ループは、前記信号入力部と前記信号出力部との間に直列に接続されている複数の1次信号ループを含み、夫々の1次信号ループは、周波数可変共振器及び1次調整可能スケーリングブロックを含み、
前記コントローラは、夫々の周波数可変共振器をチューニングし、前記1次調整可能スケーリングブロック及び前記調整可能スケーリングブロックの夫々のゲイン係数を調整する命令を更に有し、
複数の前記周波数可変共振器のうちの少なくとも1つがQスポイリングされる、
請求項15に記載の可変アナログフィルタ。 - 前記信号出力部で周波数応答を測定するセンサを更に有し、
前記センサは、前記コントローラと通信し、
前記コントローラは、前記周波数可変共振器及び前記調整可能スケーリングブロックを、前記測定された周波数応答に応答して、所望の周波数応答へチューニングするようプログラムされる、
請求項16に記載の可変アナログフィルタ。 - 前記コントローラは、Qスポイリングされない少なくとも1つの周波数可変共振器をQエンハンスメントする、
請求項17に記載の可変アナログフィルタ。 - 信号入力部と信号出力部との間に接続されている信号経路及びフィードバック経路を含む信号ループと、
前記信号ループにおいて接続されている複数の回路素子であり、複数の周波数可変共振器と、正ゲイン及び負ゲインを含む範囲において調整可能であるゲイン係数を適用する調整可能スケーリングブロックとを含む前記複数の回路素子と、
所望の周波数応答のために、夫々の周波数可変共振器をチューニングし、前記調整可能スケーリングブロックのゲイン係数を調整するよう接続されているコントローラと
を有する可変アナログフィルタ。 - 前記周波数可変共振器及び前記調整可能スケーリングブロックは、前記信号ループの前記信号経路において直列に接続される、
請求項19に記載の可変アナログフィルタ。 - 前記コントローラは、前記周波数可変共振器を調整することによって、前記信号ループ内の位相シフトを制御する、
請求項19又は20に記載の可変アナログフィルタ。 - 前記位相シフトは、前記周波数可変共振器を当該フィルタの中心周波数からデチューニングすることによって、制御される、
請求項21に記載の可変アナログフィルタ。 - 2つ以上の周波数可変共振器が1次信号ループにおいて接続され、該1次信号ループは前記信号ループ内で直列に接続され、夫々の1次信号ループは、負ゲイン係数と正ゲイン係数との間で前記コントローラによって制御される1次調整可能スケーリングブロックを有する、
請求項19に記載の可変アナログフィルタ。 - アナログ電磁気信号をフィルタ処理する方法であって、
信号入力部と信号出力部との間に信号経路及びフィードバック経路を含む信号ループと、前記信号ループにおいて接続されている複数の回路素子であり、複数の周波数可変共振器と、正ゲイン及び負ゲインを含む範囲において調整可能であるゲイン係数を適用する調整可能スケーリングブロックとを含む前記複数の回路素子とを有するフィルタを設けることと、
所望の周波数応答のために、前記周波数可変共振器をチューニングし、前記調整可能スケーリングブロックのゲイン係数を調整することと
を有する方法。 - 前記周波数可変共振器を調整することによって、前記信号ループ内の位相シフトを制御すること
を更に有する請求項24に記載の方法。 - 前記位相シフトを制御することは、前記周波数可変共振器を前記フィルタの中心周波数からデチューニングすることを含む、
請求項25に記載の方法。 - 複数のフィルタ素子を有し、該複数のフィルタ素子は、請求項1乃至8及び15乃至23のうちのいずれか一項に記載の可変フィルタを含む、
多段アナログフィルタ回路。 - 2つ以上のフィルタ素子が並列又は直列である、
請求項27に記載の多段アナログフィルタ回路。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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