JP2568571B2 - 帯域除去周波数制御装置 - Google Patents

帯域除去周波数制御装置

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JP2568571B2 JP62195937A JP19593787A JP2568571B2 JP 2568571 B2 JP2568571 B2 JP 2568571B2 JP 62195937 A JP62195937 A JP 62195937A JP 19593787 A JP19593787 A JP 19593787A JP 2568571 B2 JP2568571 B2 JP 2568571B2
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、交流信号の帯域除去周波数を、素子のばら
つきや温度変化に関係なく、常に一定に維持することの
できる帯域除去周波数制御装置に関するものである。
従来の技術 ビデオ信号を処置する際に、ビデオ信号中のバースト
信号の周波数成分(3.58MHz成分)のみを除去し、その
他の信号を後段に伝送しなければならないことがある。
このような場合、通常は抵抗とコイルとコンデンサを
直列または並列に接続した直列共振回路あるいは並列共
振回路を用いて帯域除去回路を構成し、その共振周波数
(トラップ周波数)をバースト信号周波数に一致させる
ように各素子の値を定め、この共振回路にビデオ信号を
入力し、バースト信号周波数成分のみを除去(トラッ
プ)することが多い。
上記直列または並列共振周波数を集積回路で構成する
場合には、抵抗は拡散抵抗で構成し、コイルはジャイレ
ータを利用した位相変換素子で構成し、コンデンサはPN
接合容量や酸化膜容量で構成するのが通例である。
発明が解決しようとする問題点 ところが、集積回路内に作り込まれたこれらの素子
は、製造上のばらつきによってばらつくだけでなく、温
度変化によってもその値が変動する。このためトラップ
周波数が本来の設計値からずれ、バースト信号周波数成
分が正確に除去できなくなるという問題がある。
この問題を防止するために、集積回路に外付部品とし
て可変抵抗器を付加し、この可変抵抗器の値を変えるこ
とによってトラップ周波数を調整することも試みられて
いる。ところが、この方法では帯域除去された信号の検
出自体が困難であり調整精度が必ずしも十分でなく、周
波数掃引手段を用いた計測手段も必要とし調整作業も困
難であった。また、温度変化に応じてきめ細かく調整す
るために、能動素子を用いた帯域除去回路の出力信号と
入力信号との位相差を検出して、その帯域除去回路の定
数を自動調整するにしても、トラップすべき周波数では
出力信号がゼロになるため、中心周波数近傍の周波数範
囲で入力信号と出力信号との位相差を検出することが困
難であり、安定な回路動作を望めなかった。
本発明はこのような従来の問題を解決する帯域除去周
波数制御装置を提供することを目的とする。
問題点を解決するための手段 請求項1の発明は、抵抗の一端に入力信号が与えら
れ、その他端に容量負荷及びインダクタンス負荷の直列
共振回路が接続され、この抵抗の他端から出力信号を取
り出す共振回路、 前記入力信号と、前記直列共振回路の前記容量負荷及
び前記インダクタンス負荷の中間接続点の信号の位相差
を検出する検波回路と、 この検波回路の出力を平滑回路で平滑した信号に応じ
て前記直列共振回路の定数を変化させる制御回路とを備
え、 前記直列共振回路、前記検波回路、前記平滑回路およ
び前記制御回路によって帰還ループを形成し、前記入力
信号と前記中間接続点の信号とが所定の位相差となるよ
うに制御することを特徴とする帯域除去周波数制御装置
である。
請求項2の発明は、抵抗の一端に入力信号が与えら
れ、その他端に容量負荷及びインダクタンス負荷の直列
共振回路が接続され、この抵抗の他端から出力信号を取
り出す共振回路と、 前記入力信号と、前記直列共振回路の前記中間接続点
の信号の位相差を外部から与える信号によって継続的に
検出する検波回路と、 この検波回路の出力を平滑回路で平滑した信号に応じ
て前記直列共振回路の定数を変化させる制御回路とを備
え、 前記直列共振回路、前記検波回路、前記平滑回路およ
び前記制御回路によって帰還ループを形成し、前記入力
信号と前記中間接続点の信号とが所定の位相差となるよ
うに制御することを特徴とする帯域除去周波数制御装置
である。
作用 このようにすることで、直列共振回路の共振周波数に
おいて、容量負荷とインダクタンス負荷の端子間には十
分大きなレベルで互いに逆極性の交流電圧が発生し、そ
の交流電圧と入力信号との位相差は90度となるので、直
列共振回路の中間接続点の信号と入力信号とが所定の位
相差(90度)となるようにインダクタンス負荷または容
量負荷の値を制御し、直列共振回路の共振周波数が入力
信号の周波数と一致するように動作させることができ、
抵抗の他端から取り出す出力信号から共振周波数を中心
とする周波数帯域の成分を除去することができる。
実施例 以下、本発明の実施例を図面とともに説明する。
第1図,第2図は本発明の第1の実施例を示すもので
ある。
第1図において、1はビデオ信号源等の交流信号源、
2は共振回路、3,4は共振回路2からの2つの信号を振
幅制限する第1,第2のリミッタアンプ回路、5は第1,第
2のリミッタアンプ回路3,4の出力を掛算し、2つの信
号の位相差に応じた信号を出力する検波回路、6は検波
回路5の出力を平滑する平滑回路、7は平滑回路6の出
力に基づいて電圧を出力する制御回路である。
ここで、検波回路5と平滑回路6とで制御信号発生手
段を構成する。制御回路7の出力は電圧として共振回路
2に加えられ、共振回路2内の回路定数を変化させる。
なお、検波回路5には、交流信号中の特定の信号(たと
えばビデオ信号中のバースト信号)に同期してパルス信
号8が加えられ、このパルス信号8が加えられたときだ
け検波動作が行われる。
第2図は第1図の共振回路2の具体構成を示すもので
あり、抵抗Rと、コイルL及びコンデンサCの直列共振
回路を直列に接続した構成を示したものである。
第2図の共振回路2において、交流信号源1からの信
号は抵抗Rの一端に入力され、この信号の所定の周波数
帯域が除去(トラップ)された出力信号が抵抗Rの他端
から出力される。このようにして共振回路2は帯域除去
フィルタを形成する。ここで、Aは抵抗Rの一端に入力
された信号を位相比較するために取り出す端子であり、
Bは帯域除去中心周波数においても位相比較のための十
分大きな振幅の信号が取り出される中間接続点である。
ここで、抵抗R,コイルL,コンデンサCの両端の伝達関
数と周波数特性はそれぞれ第3図R,L,Cに示すようにな
り、それらを総合した出力信号の伝達関数と周波数特性
は第3図の(出力)に示すようなトラップ特性となる。
したがって中心周波数f0が交流信号中の特定の周波数
(たとえばビデオ信号中のバースト信号周波数)に一致
するようにコイルLまたはコンデンサCの値を調整する
ことで交流信号中の特定周波数帯域だけが帯域除去され
た出力信号が得られる。
一方、第2図の共振回路2において、出力端子A,Bか
ら出力される信号は、共振回路2の共振周波数f0が交流
信号中の特定の周波数に一致するとき、すなわち完全に
共振しているとき、互いに90゜の位相差をもつ。逆に共
振状態からずれると、2つの信号の位相差は90゜からず
れる。
これらの信号は第1,第2のリミッタアンプ回路3,4で
それぞれ振幅制限され、検波回路5に加えられる。そし
て検波回路5でパルス信号8の加えられる期間に2つの
信号を掛算することにより、位相差の90゜からのずれ量
に応じた信号を出力する。なお、パルス信号8は、たと
えばビデオ信号中に間欠的に含まれるバースト信号に同
期して発生される。検波回路5からの検波出力は、比較
的長い時定数を有する平滑回路6で平滑され、制御用信
号を発生し、制御回路7に加えられる。制御回路7から
の電圧は、共振回路2に加えられ、第2図に示すコイル
LまたはコンデンサCの値を可変し、2つの信号の位相
差が常に90゜を保つように制御する。
前述のように、共振回路2においては、共振状態にあ
るときは必ず2つの信号の位相差が90゜になる、いいか
えれば、2つの信号の位相差を90゜に維持すれば、必ず
共振状態が得られる。したがって、制御回路7の出力で
2つの信号の位相差が常に90゜になるように回路定数を
制御すれば、製造上のばらつきや温度変化に関係なく、
常に安定した共振状態が得られ、安定した帯域除去動作
を行わせることができる。
以上の動作を数式を用いて説明する。
交流信号源1からの交流信号をVinとすると、出力端
子Aに現れる信号はVinとなる。一方、出力端子Bに現
れる信号は となる。共振回路2のコイルLとコンデンサCで与えら
れる共振角周波数をωとすると、共振時の条件は (1),(2)式から、ωを用いて表現すると、
(1)式は が得られる。(4)式から出力端子Bに現れる信号の位
相θは となり、出力端子Aに現れる信号Vinの位相に対して
(5)式で示される量だけ位相が進んでいることがわか
る。
ここで、ωが本来共振すべき角周波数をωとする
と、(5)式から、ω=ωとなるときに出力端子B
の信号位相が出力端子Aの信号位相に対してπ/2つまり
90゜進むことになる。
(2)式から を満たすLとCの値を与えてやれば、共振回路2は角周
波数ωで共振する。
次に、交流信号Vin=Asinωtとすると、出力端子A
の信号は Asinωt ……(6) となる。一方、出力端子Bの信号は Bsin(ωt+θ) ……(7) となる。ここで(7)式のBは(4)式で与えられる式
の絶対値を表す。
出力端子Aからの信号を第1のリミッタアンプ回路3
で振幅制限した後の信号は K1sinωt ……(8) 出力端子Bからの信号を第2のリミッタアンプ回路4
で振幅制限した信号は K2sin(ωt+θ) ……(9) で表すことができる。ただしK1,K2は定数である。
検波回路5で(8)式,(9)式の信号を掛算する
と、検波出力信号は となる。(10)式の信号を平滑回路6で平滑すると、
(10)式中の高周波分がとりのぞかれ、 となる。
ここで(5)式のθ、すなわち を共振すべき周波数ωで与えると、(11)式は となる。
(12)式の信号を制御回路7を通して共振回路2に加
え、ω=ωとなるようにコイルLまたはコンデンサ
Cの少なくとも一方の値を変化させると、 となる点に向けて第1図の閉ループが動作し、最終的に
(13)式を満たす点で系が安定する。
このように、第1図〜第3図の実施例によれば、共振
回路2自身の回路定数変化を2つの信号の位相差ずれと
して検出し、その検出結果に基づいて共振回路2の回路
定数を初期の値に自動的に戻すことができる。このため
共振回路2のトラップ周波数は常に安定しており、たと
えばビデオ信号中のバースト信号周波数成分のみを正確
にとりのぞくことができる。
第4図は本発明の第2の実施例を示すものであり、共
振回路2の出力端子A,Bと第1,第2のリミッタアンプ回
路3,4の間にスイッチ回路12,13を接続し、これらのスイ
ッチ回路12,13をパルス信号8でオンオフ制御し、パル
ス信号8があるときのみ共振回路2からの位相信号が第
1,第2のリミッタアンプ回路3,4へ伝送されるようにし
たものである。
共振回路2には、交流信号源1から、さまざまな周波
数成分を含んだ交流信号が入力されるが、第4図のよう
に構成すれば、交流信号中に含まれる特定の信号(たと
えばビデオ信号中のバースト信号)が入力されるタイミ
ングだけスイッチ回路12,13をオンして信号を第1,第2
のリミッタアンプ回路3,4に加えることにより制御ルー
プを動作させ、それ以外のタイミングでは制御ループの
動作を停止させることができる。このため特定の信号以
外の信号が入力されるタイミングでの不安定な動作を防
ぐことができる。
第5図は本発明の第3の実施例を示すものであり、共
振手段14を共振回路2と移相回路9で構成したものであ
る。移相回路9は入力交流信号を正確に90゜の位相差を
もつ2つの信号に移相して端子B,Dに出力する。端子B
の信号は第1図の出力端子Bの信号と同様に第2のリミ
ッタアンプ回路4に加えられる。一方、端子Dの信号
は、パルス信号8があるときだけ端子D側に接続される
スイッチ回路11を介して共振回路2に加えられる。その
一部は共振回路2により帯域除去されて出力信号として
後段へ伝送され、残りは第1図の出力端子Aの信号と同
様にして第1のリミッタアンプ回路3に加えられる。具
体的には、第2図に示した帯域除去回路2の抵抗Rの両
端電圧を端子Aに出力すれば、入力交流信号と同相の信
号が共振時に得られる。
これらの信号を第1図の場合と同様に位相比較し、制
御回路7の出力で共振回路2の回路定数を変化させれ
ば、共振回路2の帯域除去周波数を一定に維持すること
ができる。
なお、パルス信号のないときはスイッチ回路11が交流
信号源1側に接続され、交流信号が直接共振回路2に加
えられる。
第6図は本発明の第4の実施例を示すものであり、第
5図に示した実施例の第1,第2のリミッタアンプ回路3,
4の前段にスイッチ回路12,13を接続し、パルス信号8が
あるときだけ移相信号を第1,第2のリミッタアンプ回路
3,4に加えるようにしたものである。このようにすれ
ば、第4図の実施例と同様に、特定の信号の入力期間以
外の期間に不要な信号が第1,第2のリミッタアンプ回路
3,4に加わるのを防止し、安定な動作を行わせることが
できる。
なお、第4図,第6図において、スイッチ回路12,13
を検波回路5の前段に設けても同様の効果が得られる。
また、以上の実施例では一方の移相信号が入力交流信
号と同相の場合について説明したが、一方の移相信号を
入力交流信号に対して90゜移相し、他方の移相信号を入
力交流信号に対して180゜移相させてもよい。さらには
2つの移相信号間の位相差が180゜,270゜等、90゜以外
の角度になるように制御することも可能である。また、
共振回路2は、第2図の形式以外のものでもよい。
発明の効果 本発明によれば、直列共振回路の共振周波数を入力周
波数と一致させても、直列共振回路の中間接続点から十
分大きな信号が取り出されて、共振周波数を安定に制御
することができ、出力信号から共振周波数を中心とする
帯域成分を安定に除去することが可能である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の帯域除去周波数制御装置の一実施例の
ブロック図、第2図は第1図の共振回路の具体的構成を
示す回路図、第3図は第2図の各部の伝達関数と周波数
特性を示す図、第4図,第5図,第6図はそれぞれ本発
明の第2,第3,第4の実施例のブロック図である。 1……交流信号源、2……共振回路、3,4……第1,第2
のリミッタアンプ回路、5……検波回路、6……平滑回
路、7……制御回路、9……移相回路、11〜13……スイ
ッチ回路、14……共振手段。

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】抵抗の一端に入力信号が与えられ、その他
    端に容量負荷及びインダクタンス負荷の直列共振回路が
    接続され、この抵抗の他端から出力信号を取り出す帯域
    除去フィルタと、 前記直列共振回路の前記容量負荷及び前記インダクタン
    ス負荷の中間接続点の信号と前記入力信号との位相差を
    検出する検波回路と、 この検波回路の出力を平滑回路で平滑した信号に応じて
    前記直列共振回路の定数を変化させる制御回路とを備
    え、 前記直列共振回路、前記検波回路、前記平滑回路および
    前記制御回路によって帰還ループを形成し、前記入力信
    号と前記中間接続点の信号とが所定の位相差となるよう
    に制御することを特徴とする帯域除去周波数制御装置。
  2. 【請求項2】抵抗の一端に入力信号が与えられ、その他
    端に容量負荷及びインダクタンス負荷の直列共振回路が
    接続され、この抵抗の他端から出力信号を取り出す帯域
    除去フィルタと、 前記直列共振回路の前記容量負荷及び前記インダクタン
    ス負荷の中間接続点の信号と前記入力信号との位相差の
    検出動作を外部から与えられるパルス信号によって断続
    的に行う検波回路と、 この検波回路の出力を平滑回路で平滑した信号に応じて
    前記直列共振回路の定数を変化させる制御回路とを備
    え、 前記直列共振回路、前記検波回路、前記平滑回路および
    前記制御回路によって帰還ループを形成し、前記入力信
    号と前記中間接続点の信号とが所定の位相差となるよう
    に制御することを特徴とする帯域除去周波数制御装置。
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