JP2522276B2 - フィルタ調整装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 以下の順序で本発明を説明する。

A.産業上の利用分野 B.発明の概要 C.従来の技術 D.発明が解決しようとする問題点 E.問題点を解決するための手段 F.作用 G.実施例 Ｇ−1.一実施例の構成及び動作（第１、２図） Ｇ−2.フィルタ調整の具体例（第３、４図） Ｇ−3.バイクォッド・フィルタの説明（第５、６図） Ｇ−4.他の実施例（第７、８図） H.発明の効果 A.産業上の利用分野 本発明は、フィルタ調整装置に関し、特に、２個以上
のフィルタが直列接続されて成るフィルタ回路について
のフィルタ調整を行うためのフィルタ調整装置に関す
る。

B.発明の概要 本発明は、回路定数等を変化させてフィルタ特性を調
整可能なフィルタを少なくとも２個直列接続して成るフ
ィルタ回路を所望の最適特性に調整するフィルタ調整装
置において、各々のフィルタ毎に独立に特性を変化させ
る複数のフィルタ調整手段をそれぞれ設け、フィルタ調
整の際にフィルタ回路外部のコントロール手段から各フ
ィルタに各フィルタ調整手段を介してフィルタ調整デー
タを供給するようにし、一のフィルタ調整を行う際に、
コントロール手段から他のフィルタにフィルタ調整デー
タを供給して、上記他のフィルタのフィルタ特性を上記
一のフィルタの特性の特徴部分への影響を少なくするよ
うに変更することにより、フィルタ回路出力特性を明瞭
化し、フィルタ調整の容易化及び高精度化を図るもので
ある。

C.従来の技術 一般に、電子回路のチェック工程等において、フィル
タ回路のピーク周波数やディップ周波数あるいはカット
オフ周波数等を所定の目標値に調整することが必要とさ
れる。特に、アナログ集積回路（IC）内に形成された回
路においては、トランジスタ、抵抗、コンデンサ等の定
格値の相対比は精度を比較的高くとれるが、絶対値はIC
毎にばらつくため、精度を要求されるフィルタ回路では
上記調整が不可欠なものとされている。

このフィルタ調整は、一般にフィルタへの入力信号の
周波数を連続的に変化（所謂スウィープ）させながらフ
ィルタ出力を検出することにより、周波数特性曲線上で
のピークやディップあるいはカットオフ・ポイント等の
ようなフィルタ特性の特徴部分を見つけ出し、その周波
数が所定の目標値に一致するようにフィルタ特性を変化
させることにより行われている。

D.発明が解決しようとする問題点 ところで、複数のフィルタを直列接続して成るフィル
タ回路についてのカットオフ周波数やピーク周波数、デ
ィップ周波数等を調整する場合においては、該フィルタ
直列回路の周波数特性は、個々の各フィルタの合成特性
として、あるいは信号処理回路の周波数特性との合成特
性として表れるため、上記ピーク、ディップやカットオ
フ・ポイント等のようなフィルタ特性の特徴部分の確認
が困難である。特に、フィルタ直列回路等が集積回路
（IC）内に設けられた場合には、各フィルタ毎にそれぞ
れ独立に信号を入出力することは略々不可能であり、ま
た、個々の各フィルタの調整等が共通の調整制御信号に
より同時に行われて個々のフィルタの周波数特性が同時
に変化するため、これらの周波数特性の合成特性は複雑
に変化することになって、上記ピーク等のフィルタ特性
の特徴部分の確認がさらに困難となる。このようにフィ
ルタ特性の特徴部分の確認が困難となると、フィルタ調
整精度が劣化し、また調整に要する手間や時間も増大
し、好ましくない。

本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであ
り、簡単な構成でフィルタ周波数特性曲線上でのピー
ク、ディップやカットオフ・ポイント等の特徴部分の確
認を容易化し、調整精度が高くとれ、調整時間も短くて
済むようなフィルタ調整装置の提供を目的とする。

E.問題点を解決するための手段 本発明に係るフィルタ調整装置は、上述の問題点を解
決するために、各々周波数特性に特徴部分を有する少な
くとも２個のフィルタが直列に接続され、各々フィルタ
は独立に調整が可能なフィルタ回路と、このフィルタ回
路内の各フィルタに対応して設けられ、フィルタ調整デ
ータに応じて各フィルタの特性を独立に変化させる複数
のフィルタ調整手段と、このフィルタ調整手段を介して
上記フィルタ回路外部から各フィルタにフィルタ調整デ
ータを供給してフィルタ調整を行うコントロール手段と
を有し、上記フィルタ調整手段は各フィルタ用に供給さ
れたフィルタ調整データを記憶するラッチ回路と、この
ラッチ回路の出力をフィルタ特性調整信号に変換して上
記各々のフィルタに供給するDA変換器とを有し、上記フ
ィルタ回路の一のフィルタのフィルタ調整を行う際に、
上記コントロール手段から他のフィルタにフィルタ調整
データを供給して、上記他のフィルタのフィルタ特性を
上記一のフィルタの特性の特徴部分への影響を少なくす
るように変更することをことを特徴としている。

F.作用 フィルタ調整時には、少なくとも一のフィルタの特性
を大幅に変更して他のフィルタの特性への影響を抑えて
いるため、フィルタ調整を容易かつ精度良く行える。

G.実施例 Ｇ−1.一実施例の構成及び動作（第１図及び第２図） 第１図は本発明の一実施例となるフィルタ調整装置を
示すブロック回路図であり、例えばテレビジョン受像機
に用いられる音声多重復調用IC等のアナログ集積回路１
内部に、調整対象となるフィルタ回路２、例えば第１の
フィルタ2A及び第２のフィルタ2Bの直列接続回路が設け
られている例を示している。

この第１図において、調整対象となるフィルタ回路２
には、アナログ集積回路（IC）１の外部接続端子（所謂
ICのピン）３を介して、信号源４からの例えば正弦波信
号が供給されている。ここでフィルタ回路２内の２個の
フィルタ2A、2Bは、それぞれ独立に設けられたフィルタ
調整手段からのフィルタ調整データに応じて、それぞれ
の回路定数、例えば定電流源の電流値等が変化し、フィ
ルタ特性が変化するように構成されている。すなわち、
フィルタ2Aに対してはDA変換器14Aとラッチ回路13Aとよ
り成るフィルタ調整手段が、またフィルタ2Bに対しては
DA変換器14Bとラッチ回路13Bとより成るフィルタ調整手
段が、それぞれ独立に設けられ、各フィルタ2A、2Bの特
性をそれぞれ独立に調整可能となっている。

ここで、これら各フィルタ2A及び2Bの周波数特性の一
例として、本実施例においては、第２図Ａに示すような
LPF（ローパス・フィルタ）特性及び第２図Ｂに示すよ
うな所謂トラップ特性を想定しており、これらの合成特
性は第２図Ｃのようになるが、フィルタ調整時には、後
述する切換変更データを一方のフィルタ例えばフィルタ
2Aに送ることによりそのフィルタ特性を大幅に変更し
て、他方のフィルタ2Bのトラップ特性の特徴部分である
ディップ部への影響を少なくするようにしている。具体
的には、フィルタ2AのLPF特性のカットオフ周波数f
₁を、第２図Ａの破線に示すように高域側に大きく移動
させてf₂に変更することにより、フィルタ回路２の出力
特性として、第２図Ｃの破線に示すように、フィルタ2B
のトラップ特性がそのまま表れるようにしている。この
とき、トラップ特性のディップ周波数の読み取り等が容
易にかつ精度良く行えるから、このディップ周波数を最
終的に所定の目標周波数f₀に調整する際のフィルタ調整
が容易かつ高精度に行えるわけである。

ところで、フィルタ回路２からの出力に応じてフィル
タ調整を行うには種々の構成が考えられるが、本発明実
施例においては、次のようにフィルタ調整を実現してい
る。すなわち、フィルタ回路２からの出力は、レベル検
波手段である例えばAM検波器５に送られて信号レベル
（振幅）の検出がなされ、このAM検波出力は、レベル弁
別のための比較器６の一方の入力端子、例えば非反転入
力端子に送られている。この比較器６の他方の入力端子
（反転入力端子）には、所定の基準レベルV_refが供給さ
れている。比較器６は、この基準レベルV_refに対して上
記AM検波出力が高いか低いかをレベル弁別する。また、
本実施例においては、上記基準レベルV_refを、アナログ
IC1内に予め設けられている例えばFM検波器７のLPF（ロ
ーパス・フィルタ）部分から得るようにしている。すな
わち、このFM検波器７にはフィルタ回路２からの出力が
供給されており、通常FM検波器の入力段リミッタ・アン
プに設けられているLPF、すなわち入力抵抗7Rと外付け
コンデンサ7Cとから成るRC回路によりその直流分を取り
出して、この直流レベルを上記基準レベルV_refとして上
記比較器６に送っている。

比較器６からの比較出力（あるいはレベル弁別出力）
は、IC1内の内部バス10に送られる。IC内部バス10に接
続されたバス・デコーダ11は、外部接続端子12を介して
外部バス20とも接続されており、この外部バス20上のデ
ータと内部バス10上のデータとを相互に変換するインタ
ーフェース回路として用いられている。外部バス20から
バス・デコーダ11を介して内部バス10に転送されたデー
タは、ラッチ回路13A、13B等に一旦記憶された後、DA変
換器14A、14Bでそれぞれアナログ信号に変換され、回路
定数制御信号あるいはフィルタ特性調整信号としてフィ
ルタ回路２内の各フィルタ2A、2Bにそれぞれ独立に送ら
れている。上記外部バス20には、所謂マイクロ・プロセ
ッサ等のCPU21、プログラムやデータ等が予め書き込ま
れたROM（リード・オンリ・メモリ）22、データ等が一
時的に書き込まれるRAM（ランダム・アクセス・メモ
リ）23、及び後述するフィルタ調整用データ等を電源の
オン・オフにかかわらず記憶しておくための不揮発性メ
モリ24が接続されている。これらのCPU21、ROM22、RAM2
3及び不揮発性メモリ24等から成るコンピュータ・シス
テムにより、フィルタ調整データを変化させたときの上
記比較手段からの出力及び対応するフィルタ調整データ
に基づき、最適のフィルタ調整データを決定する一連の
コントロール動作が実行される。

ここで、IC内の各回路素子の精度は、IC毎の絶対精度
のばらつきはあるものの相対精度は比較的高いことよ
り、最終的な（最適の）フィルタ調整データは、各フィ
ルタ2A、2B等に対して共通のデータが用いられる。ただ
し、各フィルタの合成特性からピークやディップ等の特
徴部分を見い出すことが困難な場合には、フィルタ回路
２からの出力に基づく調整が困難なことより、調整動作
を行う際に、一方のフィルタ2Aのフィルタ調整手段（ラ
ッチ回路13A及びDA変換器13A）に対して切換変更データ
を送り、フィルタ2Aの特性を大幅に（例えばLPF特性の
カットオフ周波数を第２図Ａのf₁からf₂に）変更するこ
とにより、フィルタ回路２の合成特性上で、第２図Ｃの
破線に示すようにフィルタ2Bの特性が明瞭に表れるよう
にしている。この特性を大幅に切換変更するための切換
変更データは、例えば調整データの比較的上位ビットを
変更すること等により形成される。

Ｇ−2.フィルタ調整の具体例（第３図及び第４図） 次に、上記最適フィルタ調整データを求めるためのフ
ィルタ調整について説明する。

ここで一般にフィルタ調整については、例えば従来と
同様に、入力信号周波数を変化（所謂スウィープ）させ
たときのフィルタ出力特性曲線（周波数特性曲線）に基
づいて上記ディップ周波数を検出し、ディップ周波数が
目標値f₀となるまでフィルタ特性を調整しながら上記周
波数スウィープを繰り返すようにしてもよいが、本発明
実施例においては、第１図に示したように、簡単な構成
で精度良くフィルタ調整が行え、調整自動化を可能とし
得るようなシステムを提案している。

このフィルタ調整システムの概要は、一定周波数f₀で
固定された入力信号に対してフィルタの特性を変化させ
ながら、フィルタ出力のレベル検波出力が所定の基準レ
ベルを横切るときのフィルタ調整データに基づいて最適
のフィルタ調整データを求めるものである。

先ず、フィルタ調整時には、上述したように、CPU21
等から成るコントロール手段からの上記切換変更データ
により、フィルタ2Aのフィルタ特性のみを大幅に変更さ
せ、フィルタ回路２の特性として、フィルタ2Bのトラッ
プ特性の特徴部分である第３図に示すようなディップ部
が明瞭に表れるように制御した後、このディップの周波
数が所定の目標周波数f₀となるようにフィルタ特性を調
整する。ここで、直列接続回路２には上記信号源４から
の一定周波数f₀の信号が供給されており、このときCPU2
1等のコンピュータ・システムより成るコントロール手
段が、バス・デコーダ11及びIC内部バス10を介し、ラッ
チ回路13A、13B及びAD変換器14A、14Bを介して、フィル
タ回路２内の各フィルタ2A、2Bの例えば後述する定電流
源（I₂）の制御端子等にフィルタ調整データを送る。こ
の調整データは、第３図の破線に概略的に示すように、
フィルタ２の特性曲線を周波数軸上で一方向に（例えば
図中の矢印方向に）徐々に移動させる一連のデータであ
り、このようにフィルタ特性を略々連続的に変化させる
ことは、従来における入力信号の周波数を変化（スウィ
ープ）させることに対応するものである。

これに対して、入力信号周波数は一定値f₀に固定され
ているから、フィルタ２からの出力信号を上記AM検波器
５にてレベル検波して得られた出力は、例えば第４図の
検波出力のようになる。すなわち、この検波出力は、第
４図の横軸に示す上記フィルタ調整データの変化に応じ
てレベルが変化し、略々第３図のフィルタ特性曲線を、
周波数f₀を中心として左右反転したような曲線が得られ
る。この検波出力が上記比較器６の非反転入力端子に送
られ、上記基準レベルV_refと比較されることによって、
第４図に示すような比較出力（弁別出力）が得られる。
この比較出力の反転スイッチング位置、すなわち上記検
波出力が基準レベルV_refを横切る時点における上記フィ
ルタ調整データを順次D_a、D_bとするとき、トラップ特性
のディップ周波数が上記周波数f₀に一致するときの最適
調整データは、上記各データD_a、D_bの平均値（D_a＋D_b）
/2により求められる。この最適調整データは、上記第１
図の不揮発性メモリ24に書き込まれ、電源がオフとなっ
ても保存されている。そして通常使用時の電源オン等に
伴う初期設定動作の一つとして、不揮発性メモリ24に記
憶されている上記最適調整データをバス20、10等を介し
てラッチ回路13A、13Bにそれぞれ送り、フィルタ回路２
内の各フィルタ2A、2B等を最適の調整状態に設定するわ
けである。

このような構成及び動作により、従来の周波数スウィ
ープ用の構成が不要となり、構成が簡略化され調整時間
が短くなるのみならず、特性曲線のモニタ等が不要で、
フィルタ出力が基準レベルを横切る点を比較器６で検出
するだけの簡単な構成により最適のフィルタ調整データ
を精度良く得ることができ、さらにバスを用いた自動調
整への適用が容易に実現できる。

Ｇ−3.バイクォッド・フィルタの説明（第５図及び第６
図） ところで、IC内部に組み込まれるフィルタ2A、2B等の構
成としては、例えば第５図に示すような所謂バイクォッ
ド・フィルタ回路構成が一般に多く採用されている。こ
のバイクォッド・フィルタは、演算増幅器（オペアン
プ）31と積分容量（コンデンサ）32とより成る第１の積
分器と、オペアンプ33とコンデンサ34とより成る第２の
積分器とを直列接続して構成されるアクティヴ・フィル
タであり、オペアンプ31の出力がオペアンプ33の非反転
入力端子に供給され、オペアンプ33の出力がオペアンプ
31の反転入力端子に帰還され、またオペアンプ33の出力
が帰還率βの帰還回路35を介して該オペアンプ33の反転
入力端子に帰還されている。

ここで、オペアンプ31の非反転入力端子及び各コンデ
ンサ32、34に対して、入力信号を供給するか、接地する
かを適宜に選択することにより、BPF、LPF、HPF、トラ
ップあるいは移相器等の特性を実現できる。

この第５図の例においては、オペアンプ31の非反転入
力端子及びコンデンサ34に対して端子36を介して入力端
子を供給し、コンデンサ32を接地するとともに、オペア
ンプ33の出力端子37より出力信号を取り出すことによ
り、トラップ・フィルタを構成している。このトラップ
・フィルタの周波数特性は、 の伝達関数で表される。

また、オペアンプ31の非反転入力端子にのみ入力信号
を供給し、コンデンサ32及び34を共に接地するととも
に、オペアンプ33より出力信号を取り出すことにより、
LPFを構成することができる。このLPFのの伝達関数は、 となる。

次に、上記バイクォッド・フィルタに用いられる一つ
の積分器の具体例を第６図に示す。この第６図におい
て、上記演算増幅器（オペアンプ）の非反転入力端子41
及び反転入力端子42は、差動アンプを構成するトランジ
スタ43、44の各ベースに接続されており、これらのトラ
ンジスタ43、44の各エミッタ間に接続された抵抗R_Eに、
上記各端子41、42間の入力電圧に応じた電流が流れる。
この電流と、トランジスタ43、44の各エミッタにそれぞ
れ接続された定電流源の各電流I₁、I₁との和及び差の電
流が、トランジスタ43、44の各コレクタにそれぞれ接続
されたダイオード45、46を流れ、これらの各電流に応じ
て表れる各ダイオード45、46の端子電圧が、エミッタ共
通差動トランジスタ対を構成する各トランジスタ47、48
の各ベースにそれぞれ供給される。これらのトランジス
タ47、48の共通エミッタは、2I₂の定電流源49を介して
接地されており、この差動トランジスタ対のコレクタ側
を流れる信号電流は、I₂／I₁倍に増幅されることにな
る。トランジスタ48のコレクタ出力は、ダイオード50a
及びトランジスタ50bより成るカレント・ミラー回路50
を介して取り出され、上記積分容量となるコンデンサ52
を充電する。このコンデンサ52の一端の電圧はトランジ
スタ54で受けられて出力端子55から取り出される。コン
デンサ52の他端53に対しては、上述したように入力供給
あるいは接地がなされる。

この第６図の積分回路構成において、上記定電流源49
及びカレントミラー回路50の出力側の電流源51の電流値
I₂を変化させることにより、第３図とともに説明したよ
うに、特性曲線が周波数軸方向に平行移動するような変
化が生じ、これをフィルタ調整に利用している。

Ｇ−4.他の実施例（第７図及び第８図） ところで、上記フィルタ回路２を構成する各フィルタ
2A、2Bの特性の組み合わせについては種々のものが考え
られる。

例えば、第１のフィルタ2Aに第７図Ａに示す周波数特
性のLPF（ローパス・フィルタ）を用い、第２のフィル
タ2Bに第７図Ｂに示す特性のBPF（バンドパス・フィル
タ）を用いた場合には、これらの合成特性は第７図Ｃの
実線のようになってピーク周波数f₀の確認が困難とな
る。そこで、フィルタ調整モード時には、第１のフィル
タ2Aを上述した実施例と同様に切換変更データを送っ
て、第７図Ａの破線に示すように特性を大幅に変更し、
第７図Ｃの破線に示すように、回路２の特性として第２
のフィルタ2BのBPF特性の特徴部分であるピーク部が明
瞭に表れるようにしている。

次に、第８図Ａ、Ｂ及びＣは、上記各フィルタ2A、2B
がそれぞれ互いに異なるディップ周波数f₀₂、f₀₁のトラ
ップ特性を有する場合における各フィルタ2A、2Bの特性
及び上記直列接続回路２の合成特性をそれぞれ示してお
り、フィルタ2Aに上述したような切換変更データを送っ
て第８図Ａの破線に示すように特性を大幅に変更するこ
とにより、直列接続回路２の合成特性にフィルタ2Bの特
性の特徴部分であるディップ部が略々そのまま表れる
（第８図Ｃの破線）ようにしている。

この他、２個のフィルタが共にBPF（ハンドパス・フ
ィルタ）である場合や、BPFとトラップ・フィルタ等の
種々のフィルタの組み合わせも考えられる。

なお、本発明は、上記実施例のみに限定されるものでは
なく、例えば３個以上のフィルタの直列接続回路に対し
ても容易に適用できる。この他、本発明の要旨を逸脱し
ない範囲において種々の変更が可能である。

H.発明の効果 本発明に係るフィルタ調整装置によれば、複数個のフ
ィルタの直列接続回路からの出力に基づいてフィルタ調
整を行う際に、少なくとも一のフィルタの特性を、大幅
に変更して他のフィルタの特性の特徴部分、例えばピー
ク、ディップあるいはカットオフ・ポイント等への影響
を少なくするようにしているため、フィルタ調整を容易
かつ精度良く行える。

また、簡単な構成で、フィルタ調整を短時間で高精度
に行うことができ、自動調整化への適用も容易である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例となるフィルタ調整装置を示
すブロック回路図、第２図は動作説明のための周波数特
性グラフ、第３図はトラップ・フィルタの周波数特性調
整を説明するための周波数特性グラフ、第４図はトラッ
プ・フィルタの調整動作の具体例を説明するためのグラ
フ、第５図はバイクォッド・フィルタの一例を示すブロ
ック回路図、第６図はこの第５図のフィルタに用いられ
る積分器の具体例を示す回路図、第７図はLPFとBPFとの
直列接続回路についての周波数特性を説明するための周
波数特性グラフ、第８図は２個のトラップ・フィルタの
直列接続回路についての周波数特性を説明するための周
波数特性グラフである。 ２……フィルタ回路 2A、2B……フィルタ ４……信号源 ６……比較器 10、20……バス 13A、13B……ラッチ回路 14A、14B……DA変換器 21……CPU 24……不揮発性メモリ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 橋本 文治 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソ ニー株式会社内 (72)発明者 大谷 晃一 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソ ニー株式会社内 (56)参考文献 特開 昭50−140235（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】各々周波数特性に特徴部分を有する少なく
   とも２個のフィルタが直列に接続され、各々のフィルタ
   は独立に調整が可能なフィルタ回路と、 このフィルタ回路内の各フィルタに対応して設けられ、
   フィルタ調整データに応じて各フィルタの特性を独立に
   変化させる複数のフィルタ調整手段と、 このフィルタ調整手段を介して上記フィルタ回路外部か
   ら各フィルタにフィルタ調整データを供給してフィルタ
   調整を行うコントロール手段とを有し、 上記フィルタ調整手段は各フィルタ用に供給されたフィ
   ルタ調整データを記憶するラッチ回路と、このラッチ回
   路の出力をフィルタ特性調整信号に変換して上記各々の
   フィルタに供給するDA変換器とを有し、 上記フィルタ回路の一のフィルタのフィルタ調整を行う
   際に、上記コントロール手段から他のフィルタにフィル
   タ調整データを供給して、上記他のフィルタのフィルタ
   特性を上記一のフィルタの特性の特徴部分への影響を少
   なくするように変更することを特徴とするフィルタ調整
   装置。