JP2002152011A

JP2002152011A - 自動調整フィルタ回路

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Publication number: JP2002152011A
Application number: JP2000341771A
Authority: JP
Inventors: Yoshihisa Minami; 善久南
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2000-11-09
Filing date: 2000-11-09
Publication date: 2002-05-24
Anticipated expiration: 2020-11-09
Also published as: JP3553871B2

Abstract

(57)【要約】【課題】過渡変動によってフィードバック制御が乱れ
た場合速やかに適切なフィードバック制御に移行しフィ
ルタの周波数特性を設計値に調整しなおす。【解決手段】基準周波数の基準信号を入力端子１から
基準可変フィルタ２に入力し、この基準可変フィルタ２
の出力信号と基準信号を位相比較器３に入力し、位相比
較器３の出力はＬＰＦ４を介して制御回路６に入力し、
制御回路６から出力される可変フィルタ制御信号１０を
フィルタ７に入力するとともに固定回路８を通して基準
可変フィルタ２に加えることでフィードバック制御ルー
プを構成する。固定回路８には電源変動検出回路９が出
力する制御信号が入力され、固定回路８では電源電圧の
変動時には電源変動検出回路９の制御によりフィードバ
ック制御ループの制御より優先して基準可変フィルタ２
に入力される制御信号を基準可変フィルタ８のフィルタ
特性が所定の位置に移動するように固定値にする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は半導体集積回路で構
成されて、基準信号によりフィルタ特性（周波数特性
等）が設計値に自動調整される自動調整フィルタ回路に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図３および図４は一般的に多く使用され
る従来の自動調整フィルタ回路の構成例を示すブロック
図である。

【０００３】従来、半導体集積回路で構成されるフィル
タ回路では、所望のフィルタ特性（周波数特性等）を作
り出す回路に可変コンダクタンス回路を使用することで
カットオフ周波数を可変に構成し、半導体集積回路にま
つわる回路素子の値変動によりフィルタ回路のカットオ
フ周波数が変動した場合、図３の従来構成のように、フ
ィルタ回路の特性変動を検出し、フィルタ回路のカット
オフ周波数の変動を自動的に補正するように構成する場
合がある。

【０００４】図３は従来の自動調整フィルタ回路の第１
の構成例を示すブロック図である。図３において、１は
基準信号の入力端子、２は所定の入出力間位相差（基準
周波数において９０度）に設計された基準可変フィル
タ、３は２つの信号の位相差を検出して位相差に対応し
た出力信号を出力する位相比較器、４は位相比較器３の
出力信号を平滑するための低域通過型フィルタ（以下、
ＬＰＦと記す）、５はＬＰＦ４の出力信号の上限および
下限の振幅制限を行うための固定リミッタ、６はＬＰＦ
４と固定リミッタ５とを通過してきた位相比較器３から
の出力信号を所定の可変フィルタ制御信号に変換する制
御回路、７は基準可変フィルタ２とは別の信号処理用可
変フィルタである。

【０００５】以上のような構成の自動調整フィルタ回路
においては、基準信号が入力端子１から基準可変フィル
タ２と位相比較器３とに入力され、さらに位相比較器３
には基準可変フィルタ２の出力信号が入力され、位相比
較器３の出力はＬＰＦ４に入力され、ＬＰＦ４の出力は
固定リミッタ５に入力され、固定リミッタ５の出力は制
御回路６に入力され、制御回路６の出力信号である可変
フィルタ制御信号は基準フィルタ２と信号処理用可変フ
ィルタ７とに入力される。以上の信号の経路によって、
基準可変フィルタ２、位相比較器３、ＬＰＦ４、固定リ
ミッタ５および制御回路６は一巡のフィードバック制御
ループを構成している。

【０００６】ここで、基準信号の周波数が固定の場合、
集積回路を構成する半導体プロセスパラメータの変動に
より基準可変フィルタ２の入出力間位相差が初期設計値
から変動した場合、位相比較器３の出力が変化して、制
御回路６の出力も変化する。

【０００７】このとき、制御回路６の出力信号である可
変フィルタ制御信号は、基準可変フィルタ２のカットオ
フ周波数を調整するために、信号処理用可変フィルタ７
のほかに基準可変フィルタ２にも入力されている。そこ
で、基準可変フィルタ２の入出力間位相差変動により変
化した制御回路６の出力信号（可変フィルタ制御信号）
により基準可変フィルタ２のカットオフ周波数の変動を
補正するように信号の極性を設計しておくことで、基準
可変フィルタ２のカットオフ周波数は自動調整されると
ともに、制御回路６の出力信号で制御されている信号処
理用可変フィルタ７のカットオフ周波数変動も自動調整
により補正される。

【０００８】図４は従来の自動調整フィルタ回路の第２
の構成例を示すブロック図である。図４は第１の構成例
において制御回路６の出力信号である可変フィルタ制御
信号を、外部信号によって制御される制御信号調整回路
１２に入力し、制御信号調整回路１２の出力を基準可変
フィルタ２に入力するように構成したものである。制御
信号調整回路１２は、入力される信号の制御量にある一
定の変化量（オフセット）を与えて他の制御量に可変す
るものである。

【０００９】このように構成することで基準可変フィル
タ２にフィードバックされる制御回路６の出力信号（可
変フィルタ調整信号）は制御信号調整回路１２によりオ
フセットが与えられ、フィードバック制御はそのオフセ
ット量も含めて補正するので基準可変フィルタ２のカッ
トオフ周波数は本来のプロセスパラメータの変動のみを
補正した場合の周波数からオフセット量に相当した周波
数だけ変化した周波数に補正されることになる。その結
果、制御回路６により同時に補正される信号処理用可変
フィルタ７のカットオフ周波数は初期設計値から上記オ
フセット量に相当した周波数だけ変化する。すなわち制
御信号調整回路１２により信号処理用可変フィルタ７の
カットオフ周波数を制御することが可能となる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】図３および図４におけ
る基準可変フィルタ２および信号処理用可変フィルタ７
は、一般的に図５（ａ），（ｂ）に示すような可変コン
ダクタンス回路と幾つかのコンデンサで構成されてい
る。同図において、ＩＮ₁ ，ＩＮ₂ は信号入力端子、Ｏ
ＵＴは信号出力端子、Ｉ₁ ，Ｉ₂は電流源、Ｖ_R は基準
電圧である。

【００１１】また、位相比較器３は、図６（ａ）のよう
なバランスドモジュレータで一的に構成されている。図
６（ｂ）は、位相比較器３における２つの入力信号の位
相差と出力電流平均値との関係を示している。

【００１２】また、ＬＰＦ４は図７のようなコンデンサ
で構成されている。

【００１３】また、固定リミッタ５は図８（ａ），
（ｂ）のようにダイオードもしくはトランジスタを用い
て構成されている。

【００１４】また、制御回路６は、図９に示すようなＶ
／Ｉ（電圧／電流）変換回路で構成される場合が多い。
Ｉ₁₁，Ｉ₁₂は出力電流である。

【００１５】つぎに、従来構成において電源立ち上げ、
立ち下げ、瞬間電圧降下等の過渡的電源電圧変動時にお
ける自動調整フィルタ回路の過渡応答について説明す
る。

【００１６】図３の自動調整フィルタ回路が電源立ち上
がり等の電源電圧が乱れるような過渡期における動作で
は、入力端子１から入力される基準信号の不安定性、ま
たは各回路の過渡期の変動により、制御回路６の出力信
号が乱れて基準可変フィルタ２と信号処理用可変フィル
タ７の周波数制御も乱れる。

【００１７】固定リミッタ５は、このような乱れを少し
でも軽減するために、制御回路６に入力される信号の異
常振動を制限する目的に組み込まれたリミッタである
が、リミッタ範囲を狭くすると自動調整フィルタ回路と
してのフィードバックによる調整範囲も狭くなってしま
うので、信号の異常振動を制限するのは困難である。さ
らに、制御回路６の入力信号を若干安定化できたとして
も、制御回路６自身の過渡変動により制御回路６の出力
信号の変動は再度増加してしまう。たとえば、固定リミ
ッタ５と同様の回路を制御回路６の出力側にも設けたと
しても、上記の調整量との関係上完全に変動を取り除く
ことは不可能である。

【００１８】フィードバック制御ループの構成上、固定
リミッタ５は制御回路６の前に設置することが一般的に
最も効果的であるとともに効率的であり、制御回路６の
後に設置した場合の固定リミッタ５の効果は低下する場
合が多く、その効果を発揮させるためにはさらに制御回
路６、基準可変フィルタ２および信号処理用可変フィル
タ７を改良することが必要であり、改良に要する回路規
模が一般的に最低限必要な機能を得るために構成された
場合の規模よりもかなり大きくなる。

【００１９】また、図４に示した従来構成においては、
制御回路５による信号の安定化、さらには制御回路６の
後に固定リミッタを設けることによる安定化を行ったと
しても、制御信号調整回路１２により過渡時の可変フィ
ルタ制御信号の変動はさらに増加する。

【００２０】また、フィードバック制御ループを構成す
るために使用される位相比較器３には、図６（ａ）のよ
うな回路が用いられ、この回路の入力端子１ａ，１ｂ間
および入力端子２ａ，２ｂ間に加えられる２つの信号Ｎ
₁ ，Ｎ₂ の位相差に対して出力端子３ａ，３ｂから出力
される電流平均値は、図６（ｂ）のような特性になり、
位相差が９０度ごとに出力電流の平均値が０になる。

【００２１】基準可変フィルタ２には一般的に２次のＬ
ＰＦ等が用いられ、基準可変フィルタ２に入力される基
準信号の位相は遅れ方向に推移する。そのため、基準可
変フィルタの入出力間位相差がカットオフ周波数におい
て−９０度になるのを利用し、位相比較器３は図６
（ｂ）のａ点を動作点とするようにフィードバック制御
ループが設計される。

【００２２】ここで、電源電圧変動等による過渡変動に
おいて上記可変フィルタ制御信号の過渡変動により基準
可変フィルタ２のカットオフ周波数が変動すると、基準
可変フィルタ２の入出力間位相差も過渡変動し、さらに
位相比較器３の動作点はａ点から外れ、位相比較器３の
出力はさらに過渡変動し、過渡変動そのものもフィード
バック制御ループ内を一巡する。そのため、正常動作時
のフィードバック動作は安定していても、過渡時は各回
路とも正常時の伝達特性とは異なる特性で過渡応答中な
のでループが異常振動し、ループが正常なフィードバッ
ク制御に至るまでの時間を長引かせる。

【００２３】また、基準可変フィルタ２は、図５のよう
な可変コンダクタンス回路で構成される。一般的にこの
ような信号伝達回路のそのものの周波数特性は、図１０
（ｂ）の曲線群（実線はゲイン、破線は位相）（１）に
示すように、通過周波数ｆｃ（本従来構成例においては
基準信号の周波数であり、基準可変フィルタ６のカット
オフ周波数となる周波数であり、この周波数をｆｃとす
る）に対して十分に高い周波数まで動作領域となるよう
に設計される。

【００２４】そして、基準可変フィルタ２の周波数特性
は、この図１０（ｂ）の曲線群（１）の特性を含めて、
図１０（ａ）のように基準信号の周波数ｆｃで入出力間
位相差がちょうど−９０度となるように設計される。

【００２５】ところが、過渡変動時には、可変コンダク
タンス回路を駆動する電流が激減するなどの現象に回路
の異常動作が重なって、その周波数特性が図１０（ｂ）
の曲線群（実線はゲイン、破線は位相）（２）に示すよ
うに大きく周波数特性が悪化させることがあり、場合に
よっては基準可変フィルタ２のカットオフ周波数が大幅
に低くなる。これに伴って、基準可変フィルタ２の位相
が基準周波数において図６（ｂ）のｂ点すなわち、−４
５０度になるような状態が発生すると、フィードバック
制御としての動作条件が同図ａ点と同様に成り立ち、フ
ィードバック制御ループがそのまま適切な制御状態に復
帰することなくフィードバック制御が持続してしまう場
合がある。

【００２６】上述したように、電源立ち上がり時等の過
渡的な電源電圧変動により自動調整フィルタ回路のフィ
ードバック制御が乱れた場合、（１）信号処理用可変フィルタ７の出力信号がフィー
ドバック制御の乱れに応じて変動し、他の信号処理回路
の安定動作の妨げになり適切な信号処理が行われるまで
の時間が長くなり、システム全体が安定動作に至るまで
の時間が長くなる。（２）集積回路を構成している半導体のプロセスパラ
メータ変動にまつわる変動以上に基準可変フィルタ２の
カットオフ周波数がずれると、フィードバック制御がフ
ィルタのカットオフ周波数を適切な位置まで制御するた
めに要する時間が長くなり、さらにシステム全体が安定
動作に至るまでの時間が長くなる。（３）位相比較器３の動作点が図６（ｂ）のｂ点にな
るような状態に基準可変フィルタ２が制御されたままル
ープが安定持続してしまうと、同時に制御されている信
号処理用可変フィルタ７の周波数特性はまったく設計特
性とは異なった特性となり、正しい信号処理ができなく
なる。

【００２７】上記のような（１）、（２）、（３）の不
具合が課題であった。

【００２８】本発明は上記従来の課題を解決するもので
あり、安定かつ高速に目的とする自動調整が行われる自
動調整フィルタ回路を提供することを目的とする。

【００２９】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明の第１の自動調整フィルタ回路は、入出力間
の位相差が基準周波数において９０度となる基準可変フ
ィルタと、２つの入力信号の位相差を検出してその位相
差に比例した信号を出力する位相比較器と、低域通過型
フィルタと、基準可変フィルタとは別の信号処理用可変
フィルタと、入力信号をフィルタ特性を可変するための
所定の可変フィルタ制御信号に変換する制御回路と、外
部制御信号に応じて基準可変フィルタのフィルタ特性を
固定する固定回路と、電源電圧の変動を検出する電源電
圧変動検出回路とを備えている。

【００３０】そして、基準周波数の基準信号を基準可変
フィルタに入力し、基準可変フィルタの出力信号と基準
信号とを位相比較器に入力し、位相比較器の出力を低域
通過型フィルタに入力し、低域通過型フィルタの出力を
制御回路に入力し、制御回路から出力される可変フィル
タ制御信号を固定回路を通して基準可変フィルタに与え
ることにより、一巡のフィードバック制御ループを形成
してフィードバック制御を行う。

【００３１】また、電源電圧変動検出回路が出力する電
源電圧変動検出信号を固定回路に外部制御信号として入
力することにより、電源電圧の変動時には電源電圧変動
検出回路の制御により固定回路がフィードバック制御ル
ープの制御に優先して基準可変フィルタに入力される可
変フィルタ制御信号を基準可変フィルタのフィルタ特性
が所定の位置に移動するように固定値とし、基準可変フ
ィルタのフィルタ特性を固定するようにしている。

【００３２】さらに、可変フィルタ制御信号を信号処理
用可変フィルタに入力している。

【００３３】この構成によれば、フィードバック制御ル
ープ内の基準可変フィルタの直前に、電源電圧が過渡変
化した場合に可変フィルタ制御信号を固定する固定回路
を設けたことにより、電源電圧変動時の異常動作から正
常なフィードバック動作に極めて高速に移行することの
できる高性能な自動調整フィルタ回路が得られる。

【００３４】また、本発明の第２の自動調整フィルタ回
路は、入出力間の位相差が基準周波数において９０度と
なる基準可変フィルタと、２つの入力信号の位相差を検
出してその位相差に比例した信号を出力する位相比較器
と、低域通過型フィルタと、基準可変フィルタとは別の
信号処理用可変フィルタと、入力信号をフィルタ特性を
可変するための所定の可変フィルタ制御信号に変換する
制御回路と、外部制御信号に応じて基準可変フィルタへ
与えられる可変フィルタ制御信号の変化幅を狭く制限す
る可変リミッタと、電源電圧の変動を検出する電源電圧
変動検出回路とを備えている。

【００３５】そして、基準周波数の基準信号を基準可変
フィルタに入力し、基準可変フィルタの出力信号と基準
信号とを位相比較器に入力し、位相比較器の出力を低域
通過型フィルタに入力し、低域通過型フィルタの出力を
制御回路に入力し、制御回路から出力される可変フィル
タ制御信号を固定回路を通して基準可変フィルタに与え
ることにより、一巡のフィードバック制御ループを形成
してフィードバック制御を行う。

【００３６】また、電源電圧変動検出回路が出力する電
源電圧変動検出信号を可変リミッタに外部制御信号とし
て入力することにより、電源電圧の変動時には電源電圧
変動検出回路の制御により可変リミッタが基準可変フィ
ルタに入力される可変フィルタ制御信号の変化幅を狭く
している。

【００３７】さらに、可変フィルタ制御信号を信号処理
用可変フィルタに入力している。

【００３８】この構成によれば、フィードバック制御ル
ープ内の基準可変フィルタの直前に、電源電圧が過渡変
化した場合に可変フィルタ制御信号の変化幅を狭くする
可変リミッタを設けたことにより、電源電圧変動時の異
常動作から正常なフィードバック動作に極めて高速に移
行することのできる高性能な自動調整フィルタ回路が得
られる。

【００３９】なお、上記第１および第２の発明の構成に
おいて、低域通過型フィルタと制御回路との間に固定リ
ミッタを挿入し、低域通過型フィルタの出力の上下振幅
を制限して制御回路に入力するようにしてもよい。この
ように固定リミッタを挿入すると、制御回路に入力され
る信号の異常振動を制限することができる。

【００４０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照しながら説明する。

【００４１】［第１の実施の形態］図１は第１の実施の
形態における自動調整フィルタ回路の構成を示すブロッ
ク図である。図１において、１は基準信号の入力端子、
２は基準信号の位相を基準信号周波数において９０度遅
らせ、周波数特性が可変フィルタ制御信号で変化させる
ことができる基準可変フィルタ、３は２つの入力信号の
位相差を検出する位相比較器、４はＬＰＦ、５はリミッ
ト幅固定の固定リミッタ、７は可変フィルタ制御信号
（周波数特性制御信号）で可変できる信号処理用可変フ
ィルタ、６は入力信号を所定の可変フィルタ制御信号に
変換し基準可変フィルタ２および信号処理用可変フィル
タ７を制御する制御回路、８は基準可変フィルタ２を制
御する可変フィルタ制御信号を固定する固定回路、９は
電源電圧の変動を検出する電源電圧変動検出回路、１０
は可変フィルタを制御するための可変フィルタ制御信号
である。

【００４２】入力端子１から基準可変フィルタ２に基準
信号が入力され、位相比較器３の入力には基準信号と基
準可変フィルタ２の出力信号が入力され、位相比較器３
の出力はＬＰＦ４に入力され、ＬＰＦ４の出力は固定リ
ミッタ５に入力され、固定リミッタ５の出力は制御回路
６に入力され、制御回路６の出力である可変フィルタ制
御信号は信号処理用可変フィルタ７と固定回路８とに入
力され、固定回路８には電源電圧変動検出回路９からの
制御信号も入力され、固定回路８の出力は基準可変フィ
ルタ８に入力される。そして、基準可変フィルタ２と位
相比較器３とＬＰＦ４と固定リミッタ５と制御回路６と
固定回路８とでフィードバック制御ループが構成され
る。

【００４３】以上のように構成された第１の実施の形態
の自動調整フィルタ回路においては、電源電圧変動検出
回路９はたとえば図１１（ａ）に示すような回路で実現
できる。図１１（ａ）において、Ｒ₁ ，Ｒ₂ ，Ｒ₃ は抵
抗、Ｉは電流源、ＯＵＴ₁ ，ＯＵＴ₂ は出力端子、Ｄ₁
〜Ｄ_nは直列接続されたダイオード、Ｖ₁ は抵抗Ｒ₁と抵
抗Ｒ₂ の接続点の電圧、Ｖ₂ は抵抗Ｒ₃ とダイオードＤ
₁ 〜Ｄ_nの接続点の電圧である。

【００４４】図１１（ａ）において、電圧Ｖ₂は電源電
圧Ｖｃｃが比較的低くダイオードＤ₁〜Ｄ_n に流れる電
流が極少量の場合においても、ベース・エミッタ間電圧
Ｖ_BEのｎ倍の電圧となり、電源電圧Ｖｃｃが所定値だけ
低下したときに、電源電圧Ｖｃｃを抵抗Ｒ₁ , Ｒ₂ で分
圧した電圧Ｖ₁ が、電圧Ｖ₂ と等しくなるように抵抗Ｒ
₁ と抵抗Ｒ₂ との分圧比を設定すれば、電源電圧Ｖｃｃ
に比例した電圧Ｖ₁ と出力端子ＯＵＴ₁ と出力端子ＯＵ
Ｔ₂の出力電流Ｉ_OUT1，Ｉ_OUT2の関係は、電圧電圧Ｖｃ
ｃの変動に対応して、図１１（ｂ）のようになる。その
ため、この出力電流Ｉ_OUT1，Ｉ_OUT2を使用すれば、その
大小関係を判定すれば、電源電圧変動検出を行うことが
できる。

【００４５】また、固定回路８は、たとえば図１２
（ａ）または（ｂ）のような回路で実現できる。可変フ
ィルタを構成するための可変コンダクタンス回路に上記
図５（ａ）または（ｂ）のような回路を用いるのであれ
ば、コンダクタンスの可変は図５の各回路図に示す電流
Ｉ₁ と電流Ｉ₂ の比の制御により行われるので、この２
つの電流Ｉ₁ ，Ｉ₂ の一方は元々固定にしておき他方の
電流のみを使用するような場合、すなわち可変フィルタ
制御信号１０となる制御電流が１種類の場合に図１２
（ａ）に示した回路を使用し、制御信号となる電流を図
１２（ａ）のＩ_Fとし、同図の電流Ｉ_constを上記制御に
使用する電流に対するもう一方の固定にした電流と同じ
電流値としておき、同図電圧Ｖの制御により電流Ｉ_Fか
電流Ｉ_constを切り替えて電流Ｉ_F ’として出力すれ
ば、電流Ｉ_constを出力した場合、図５のコンダクタン
スの可変に使用する電流Ｉ₁との比が固定され基準可変
フィルタ２の制御も固定される。

【００４６】また、図５のコンダクタンスの可変に使用
する電流Ｉ₁とＩ₂ の両方を可変して図１の制御電流１
０とする場合は、固定回路８として図１２（ｂ）のよう
な回路を使用すればよく、入力される２つの制御信号を
電流Ｉ_F1，Ｉ_F2とすると、出力電流Ｉ_F1’には入力電流
Ｉ_F1がそのまま出力され、図１２（ｂ）の電圧Ｖの制御
により出力される制御電流Ｉ_F2’は電流Ｉ_F2と電流Ｉ_F1
とが切り替えられるので、電流Ｉ_F1になるように切り替
えれば、図５のコンダクタンスの可変に使用する電流Ｉ
₁ と電流Ｉ₂ の比が固定され、基準可変フィルタ２の制
御が固定される。

【００４７】以上のように、第１の実施の形態によれ
ば、フィードバック制御ループ内の基準可変フィルタ２
の直前に、電源電圧が過渡変化した場合に可変フィルタ
制御信号を固定する固定回路８を設けたことにより、電
源変動時に基準可変フィルタ２の制御を固定することが
でき、電源立ち上げ時や電源の瞬間停止等の電源電圧変
動時においても、異常動作から正常なフィードバック動
作に極めて高速に移行することのできる高性能な自動調
整フィルタ回路を実現することができる。

【００４８】なお、制御回路６が出力する可変フィルタ
制御信号は、基準可変フィルタ２と信号処理用可変フィ
ルタ７以外に、さらに他の回路に入力されている場合も
ある。また固定リミッタ５は取り除いてもよく、制御回
路６から固定回路８までの間に制御信号に対しなんらか
の処理を行う回路、例えば制御信号調整回路１２が挿入
されてもよい。

【００４９】なお、固定リミッタ５による効果は従来例
と同様である。

【００５０】また、もし制御回路６から出力される信号
が電圧の場合には、図１２に示した回路の動作と同様な
発想で電圧切替スイッチを用いればよく、実現するのは
極めて容易である。

【００５１】［第２の実施の形態］図２は本発明の第２
の実施の形態における自動調整フィルタ回路の構成を示
すブロック図である。図２において、図１と異なるの
は、固定回路２に代えて、可変リミッタ１１を用いた点
であり、その他は図１の実施の形態と同じである。

【００５２】可変リミッタ１１は、外部制御信号に応じ
て基準可変フィルタ２与えられる可変フィルタ制御信号
の変化幅を狭く制限するものである。この可変リミッタ
１１は、電源電圧変動検出回路９が出力する電源電圧変
動検出信号を可変リミッタ１１に外部の制御信号として
入力することにより、電源電圧の変動時には電源電圧変
動検出回路９の制御により可変リミッタ１１が基準可変
フィルタ２に入力される可変フィルタ制御信号の変化幅
を狭くする。

【００５３】以上のような構成の自動調整フィルタ回路
においては、入力端子１から基準可変フィルタ２に基準
信号が入力され、位相比較器３の入力には基準信号と基
準可変フィルタ２の出力信号が入力され、位相比較器３
の出力はＬＰＦ４に入力され、ＬＰＦ４の出力は固定リ
ミッタ５に入力され、位相比較器３の出力は制御回路６
に入力され、制御回路６の出力は信号処理用可変フィル
タ７と可変リミッタ１１に入力され、可変リミッタ１１
には電源変動検出回路９からの制御信号も入力され、可
変リミッタ１１の出力は基準可変フィルタ２に入力され
る。そして、基準可変フィルタ２と位相比較器３とＬＰ
Ｆ４と固定リミッタ５と制御回路６と可変リミッタ１１
とでフィードバック制御ループが構成される。

【００５４】以上のように構成された第２の実施の形態
の自動調整フィルタ回路において、電源変動検出回路９
は、第１の実施の形態と同様にして実現できる。また、
可変リミッタ１１はたとえば図１３のような回路で実現
できる。第１の実施の形態と同様にフィルタを構成する
ための可変コンダクタンス回路に図５（ａ），（ｂ）の
ような回路を用いるのであれば、コンダクタンスの可変
は図５の各回路図に示す電流Ｉ₁とＩ₂の比の制御により
行われる。そのため、この２つの電流Ｉ₁ ，Ｉ ₂ の一方
は元々固定にしておき、他方の電流のみを使用するよう
な場合、すなわち制御信号１０となる制御電流が１種類
の場合においては、図１３の回路を使用すればよい。ま
た、図５のコンダクタンスの可変に使用する電流Ｉ₁ と
電流Ｉ₂の両方を可変して図１の制御電流１０とする場
合においても、同様に図１３の回路を使用すればよい。

【００５５】具体的に説明すると、制御信号１０となる
制御電流を図１３の電流Ｉ_F として入力し、その電流Ｉ
_F により抵抗Ｒ_E に発生する電圧Ｖ_Rを適当な値に設定
し、カレントミラー回路の電圧Ｖ_B を図１３に示したよ
うにダイオードＤ₃₁，Ｄ₃₂等で電圧制限することで出力
される電流Ｉ_F ' も制限され、制御電流が２つの場合は
図１３の回路を２つ用いてそれぞれの電流を制限すれば
よい。そして、図１３のダイオードＤ₃₁，Ｄ₃₂のバイア
ス電圧Ｖ₁ ，Ｖ₂ を電源電圧変動検出回路９の信号で制
御することで可変リミッタ１１の制限幅を制御する。こ
れによって可変フィルタ制御信号１０の制御量が制限さ
れ基準可変フィルタ２の制御が制限される。

【００５６】以上のように、第２の実施の形態によれ
ば、フィードバック制御ループ内の基準可変フィルタ２
の直前に、電源電圧が過渡変化した場合に可変フィルタ
制御信号を固定する可変リミッタ１１を設けたことによ
り、電源変動時に基準可変フィルタ２の制御幅を制限す
ることができ、電源立ち上げ時や電源の瞬間停止等の電
源電圧変動時においても、異常動作から正常なフィード
バック動作に極めて高速に移行することのできる高性能
な自動調整フィルタ回路を実現することができる。

【００５７】なお、制御回路６が出力する可変フィルタ
制御信号は、基準可変フィルタ２と信号処理用可変フィ
ルタ７以外に、さらに他の回路に入力されている場合も
ある。また固定リミッタ５は取り除いてもよく、制御回
路６から可変リミッタ１１までの間に制御信号に対しな
んらかの処理を行う回路、例えば制御信号調整回路１２
が挿入されてもよい。

【００５８】また、もし制御回路６から出力される信号
が電圧の場合には、図１２に示した回路の替わりに図８
（ａ）のような電圧リミッタを用いればよく、実現する
のは極めて容易である。

【００５９】

【発明の効果】以上のように、本発明の第１の自動調整
フィルタ回路によれば、フィードバック制御ループ内の
基準可変フィルタの直前に、電源電圧が過渡変化した場
合に可変フィルタ制御信号を固定する固定回路を設けた
ことにより、電源電圧変動時の異常動作から正常なフィ
ードバック動作に極めて高速に移行することのできる高
性能な自動調整フィルタ回路が得られる。

【００６０】また、本発明の第２の自動調整フィルタ回
路によれば、フィードバック制御ループ内の基準可変フ
ィルタの直前に、電源電圧が過渡変化した場合に可変フ
ィルタ制御信号の変化幅を狭くする可変リミッタを設け
たことにより、電源電圧変動時の異常動作から正常なフ
ィードバック動作に極めて高速に移行することのできる
高性能な自動調整フィルタ回路が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態における自動調整フ
ィルタ回路の構成を示すブロック図である。

【図２】本発明の第２の実施の形態における自動調整フ
ィルタ回路の構成を示すブロック図である。

【図３】従来の第１の自動調整フィルタ回路の構成例を
示すブロック図である。

【図４】従来の第２の自動調整フィルタ回路の構成例を
示すブロック図である。

【図５】可変フィルタを構成する場合に使用する可変コ
ンダクタンス回路の具体例を示す回路図である。

【図６】（ａ）は位相比較器の構成例を示す回路図、
（ｂ）は位相比較器の動作特性を示す特性図である。

【図７】ＬＰＦの構成を示す回路図である。

【図８】（ａ），（ｂ）は固定リミッタの構成を示す回
路図である。

【図９】制御回路の構成を示す回路図である。

【図１０】基準可変フィルタの動作説明をするための特
性図である。

【図１１】（ａ）は電源電圧変動検出回路の構成を示す
回路図、（ｂ）はその動作説明をするための特性図であ
る。

【図１２】（ａ），（ｂ）は固定回路の構成を示す回路
図である。

【図１３】可変リミッタの構成を示す回路図である。

【符号の説明】

１基準信号入力端子２基準可変フィルタ３位相比較器４低域通過型フィルタ（ＬＰＦ）５固定リミッタ６制御回路７信号処理用可変フィルタ８固定回路９電源変動検出回路１０可変フィルタ制御信号１１可変リミッタ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】入出力間の位相差が基準周波数において
９０度となる基準可変フィルタと、２つの入力信号の位
相差を検出してその位相差に比例した信号を出力する位
相比較器と、低域通過型フィルタと、前記基準可変フィ
ルタとは別の信号処理用可変フィルタと、入力信号をフ
ィルタ特性を可変するための所定の可変フィルタ制御信
号に変換する制御回路と、外部制御信号に応じて前記基
準可変フィルタのフィルタ特性を固定する固定回路と、
電源電圧の変動を検出する電源電圧変動検出回路とを備
え、前記基準周波数の基準信号を前記基準可変フィルタに入
力し、前記基準可変フィルタの出力信号と前記基準信号
とを前記位相比較器に入力し、前記位相比較器の出力を
前記低域通過型フィルタに入力し、前記低域通過型フィ
ルタの出力を前記制御回路に入力し、前記制御回路から
出力される前記可変フィルタ制御信号を前記固定回路を
通して前記基準可変フィルタに与えることにより、一巡
のフィードバック制御ループを形成してフィードバック
制御を行い、前記電源電圧変動検出回路が出力する電源電圧変動検出
信号を前記固定回路に前記外部制御信号として入力する
ことにより、電源電圧の変動時には前記電源電圧変動検
出回路の制御により前記固定回路がフィードバック制御
ループの制御に優先して前記基準可変フィルタに入力さ
れる前記可変フィルタ制御信号を前記基準可変フィルタ
のフィルタ特性が所定の位置に移動するように固定値と
し、前記基準可変フィルタのフィルタ特性を固定するよ
うにし、前記可変フィルタ制御信号を前記信号処理用可変フィル
タに入力したことを特徴とする自動調整フィルタ回路。
【請求項２】低域通過型フィルタと制御回路との間に
固定リミッタを挿入し、低域通過型フィルタの出力の上
下振幅を制限して制御回路に入力するようにした請求項
１記載の自動調整フィルタ回路。
【請求項３】入出力間の位相差が基準周波数において
９０度となる基準可変フィルタと、２つの入力信号の位
相差を検出してその位相差に比例した信号を出力する位
相比較器と、低域通過型フィルタと、前記基準可変フィ
ルタとは別の信号処理用可変フィルタと、入力信号をフ
ィルタ特性を可変するための所定の可変フィルタ制御信
号に変換する制御回路と、外部制御信号に応じて前記基
準可変フィルタへ与えられる可変フィルタ制御信号の変
化幅を狭く制限する可変リミッタと、電源電圧の変動を
検出する電源電圧変動検出回路とを備え、前記基準周波数の基準信号を前記基準可変フィルタに入
力し、前記基準可変フィルタの出力信号と前記基準信号
とを前記位相比較器に入力し、前記位相比較器の出力を
前記低域通過型フィルタに入力し、前記低域通過型フィ
ルタの出力を前記制御回路に入力し、前記制御回路から
出力される前記可変フィルタ制御信号を前記固定回路を
通して前記基準可変フィルタに与えることにより、一巡
のフィードバック制御ループを形成してフィードバック
制御を行い、前記電源電圧変動検出回路が出力する電源電圧変動検出
信号を前記可変リミッタに前記外部制御信号として入力
することにより、電源電圧の変動時には前記電源電圧変
動検出回路の制御により前記可変リミッタが前記基準可
変フィルタに入力される前記可変フィルタ制御信号の変
化幅を狭くし、前記可変フィルタ制御信号を前記信号処理用可変フィル
タに入力したことを特徴とする自動調整フィルタ回路。
【請求項４】低域通過型フィルタと制御回路との間に
固定リミッタを挿入し、前記低域通過型フィルタの出力
の上下振幅を制限して制御回路に入力するようにした請
求項３記載の自動調整フィルタ回路。