JP3147102B2 - 遮断周波数制御回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は低域通過フィルタ、
高域通過フィルタ、帯域通過フィルタ、帯域制限フィル
タ等の各種フィルタの遮断周波数を高精度に設定するこ
とを可能にした遮断周波数制御回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】通信システムにおいては、低域通過フィ
ルタは信号の帯域制限フィルタとして用いられる。この
種の低域通過フィルタに要求される遮断周波数は、通常
入力される信号のシボルレートの半分の１．２倍から２
倍程度である。これは、入力される信号はシンボル間干
渉を低減するためロールオフ特性を持つが、ボーレート
の半分の周波数となるロールオフ周波数を遮断周波数と
する低域通過フィルタを用いた場合、低域通過フィルタ
によって信号が歪んでしまうため、シンボル間干渉が増
加し、特性が悪化するためである。また逆に、２倍以上
の値を設定すると、入力されるノイズを効果的に除去す
ることができなくなり、これも特性の悪化をもたらすた
め、フィルタの遮断周波数はこの範囲に精度良く設定す
る必要がある。このため、遮断周波数を適切に設定する
ための遮断周波数制御回路が提案されている。

【０００３】図１０は従来の遮断周波数制御回路の一例
を示すブロック図である。遮断周波数制御部１２０の基
準低域通過フィルタ１２３は、基準発振器１２１からの
基準信号に対してフィルタ処理を行い、変換器１２５か
ら出力される遮断周波数制御信号に応じた遅延を持った
信号を出力する。位相比較器１２４は、基準信号と、前
記基準低域通過フィルタ１２３によりフィルタ処理され
遅延を持った信号との位相比較を行い、その位相差を誤
差信号として変換器１２５に出力する。前記変換器１２
５への入力は、位相比較器１２４から出力される位相差
が９０度となる周波数で誤差が０となるため、基準低域
通過フィルタ１２３の遮断周波数が基準信号の周波数と
同じ周波数となるよう制御される。低域通過フィルタ１
２２の遮断周波数は、基準低域通過フィルタ１２３への
遮断周波数制御信号と同じ信号が与えられ、遮断周波数
が固定される。低域通過フィルタ１２２の遮断周波数
は、同じ遮断周波数制御信号が与えられた時の基準低域
通過フィルタ１２３の遮断周波数に対して、１．２倍か
ら２．０倍程度に設定される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、図１０に記載
の遮断周波数制御回路においては、低域通過フィルタ１
２２の遮断周波数が基準低域通過フィルタ１２３の遮断
周波数に対して一定の倍率に固定され、その比率を変更
することが困難であるという問題がある。これは、例え
ば基準低域通過フィルタ１２３と低域通過フィルタ１２
２の可変コンダクタンス増幅器が同じ特性である場合
に、２つのフィルタの遮断周波数の比率を変更するため
には、可変コンダクタンス回路と共にフィルタを構成
し、遮断周波数を決定している容量の変更が必要なため
である。フィルタに含まれる遮断周波数を決定する容量
は交流動作を行っており、この変更は通常配線の物理的
な切り替えが必要であるため比率の変更は困難であるこ
とが理由である。

【０００５】一方、図１１に、他の従来の遮断周波数制
御の例を示す。この従来技術では、前記変換器１２５か
ら出力される遮断周波数制御電流と低域通過フィルタ１
２２の間にかけ算回路１２６が介挿され、任意の倍数ａ
をかけ算して低域通過フィルタ１２２に供給する構成で
ある。この技術では、変換器１２５より出力される遮断
周波数制御電流は、かけ算回路１２６により一定倍さ
れ、低域通過フィルタ１２２の遮断周波数制御電流とし
ているため、単純には遮断周波数制御電流に応じて低域
通過フィルタ１２２と基準低域通過フィルタ１２３の遮
断周波数の比率を変更することが可能と考えられる。し
かしながら、これを実現するためには遮断周波数制御電
流と、低域通過フィルタ１２２に内蔵されている可変コ
ンダクタンス増幅器の伝達コンダクタンスとの間に常に
線形性が必要とされており、仮に遮断周波数制御電流と
遮断周波数の関係が線形でない場合には、低域通過フィ
ルタ１２２の遮断周波数が設定すべき値からずれてしま
うことになる。また、基準低域通過フィルタ１２３と低
域通過フィルタ１２２が異なる遮断周波数となるため、
フィルタを構成する容量又は伝達コンダクタンス増幅器
等同じ物を用いることができず、相対的なバラツキの影
響を押えることが困難となる。この結果、基準低域通過
フィルタ１２３と低域通過フィルタ１２２の遮断周波数
の間の比率を維持するのが困難になる。

【０００６】本発明の目的は、このような問題を解決
し、フィルタの遮断周波数を高精度に設定するととも
に、基準信号の周波数に対するフィルタの遮断周波数の
比率を任意に設定することが可能な周波数制御回路を提
供するものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、基準周波数の
基準信号を発生する基準発振器と、前記基準信号をろ波
する基準フィルタと、前記基準信号と前記基準フィルタ
の出力信号との位相を比較して位相比較出力を出力する
位相比較器と、前記位相比較出力に基づいて前記基準フ
ィルタに遮断周波数を制御するための遮断周波数制御信
号を出力する変換器とを備え、前記基準フィルタ及び制
御対象とするフィルタの遮断周波数を同一レベルの前記
変換器からの前記遮断周波数制御信号により制御する遮
断周波数制御回路において、前記位相比較器の位相比較
出力に位相差の補正を行うオフセット信号を付加する位
相差調整器を備えることを特徴とする。ここで、前記基
準フィルタは、１次フィルタを複数段構成とし、あるい
は複数次フィルタで構成され、出力される信号の前記基
準信号に対する位相遅れを、前記基準周波数と前記基準
フィルタの遮断周波数の比率に対応して設定する構成と
される。

【０００８】ここで、本発明における前記位相差調整器
は、前記オフセット信号のオフセット量を、前記基準フ
ィルタの遮断周波数と、前記基準周波数との比率に基づ
いて設定する。また、前記位相差調整器は、前記位相比
較器から出力される位相差出力としての位相差電流を０
にするために、前記位相比較器の位相差電流の一方の出
力側に前記オフセット信号として位相差調整電流を供給
する構成とされる。さらに、前記位相差調整器は、前記
位相比較器の位相比較出力と相関のある電流源としての
電流を生成するとともに、この電流と前記位相差調整器
の位相差調整電流とを一定の比に設定する構成とされ
る。例えば、前記位相差調整器は、定電流源と、前記定
電流源に対応した電流を生成する第１のカレントミラー
回路と、前記第１のカレントミラー回路から得られる電
流から前記位相比較器に電源電流として供給する電流を
生成する第２のカレントミラー回路と、前記第１のカレ
ントミラー回路から得られる電流から前記オフセット信
号としての前記位相差調整電流を生成する第３のカレン
トミラー回路とを備える構成とされる。

【０００９】本発明を例えば低域通過フィルタの遮断周
波数を制御するための回路として構成したときには、基
準発振器から供給される基準信号と、基準低域通過フィ
ルタを通過した基準信号との間の位相比較を行い、その
位相差出力に一定のオフセットを加えることによって、
基準周波数と遮断周波数との比率を任意に制御して制御
対象としての低域通過フィルタの遮断周波数を制御する
ことが可能となる。また、一般的に、低域通過フィルタ
の遮断周波数を、基準低域通過フィルタに対し任意の比
率で設定しようとする場合、フィルタの容量、制御電流
に対する伝達コンダクタンスの比率、又は基準低域通過
フィルタに与える制御電流と低域通過フィルタに与える
制御電流との比率の変更が必要となるが、レイアウト上
の問題などにより素子間の相対的な精度を維持すること
が困難であり、遮断周波数の比率にばらつきを生じやす
いが、本発明では、基準低域通過フィルタ及び低域通過
フィルタは、同じ遮断周波数を持つフィルタを使用でき
るため、ばらつきの影響を最小限に抑えることができ
る。

【００１０】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施形態を図面を
参照して説明する。図１を参照すると、遮断周波数制御
部１は、基準低域通過フィルタ４、位相比較器５、位相
差調整器６、及び変換器７を有しており、前記基準低域
通過フィルタ４及び位相比較器５に基準発振器２の電圧
信号が入力される。前記基準低域通過フィルタ４は、前
記変換器７からの遮断周波数制御電流が遮断周波数制御
端子１５に入力され、この遮断周波数制御電流によって
決定される遮断周波数特性を持ち、前記基準発振器２か
らの基準周波数の基準信号が入力端子１０に供給され、
かつ前記遮断周波数特性に応じた振幅と位相遅延を持つ
位相遅延信号を出力する２次の低域通過フィルタであ
る。前記位相比較器５は、入力端子１１に供給される前
記基準発振器２からの基準信号と、入力端子１２に供給
される前記基準低域通過フィルタ４からの位相遅延信号
との位相差を検出し、位相差信号となる電流を出力す
る。前記位相差調整器６は、端子１３において前記位相
比較器５から出力される位相差電流に任意のオフセット
となる調整電流を加え、これにより前記位相比較器５か
ら出力された位相差電流を補正して出力する。前記変換
器７は前記位相差調整器６によって補正された位相差電
流を端子１４に入力し、この位相差電流を遮断周波数制
御電流に変換して出力する。そして、この出力は低域通
過フィルタ３の遮断周波数制御端子１６に供給され、前
記基準低域通過フィルタ４と共通の遮断周波数制御電流
によって低域通過フィルタの遮断周波数を調整する。

【００１１】図２は、前記基準低域通過フィルタ４の構
成例を示すブロック図である。この低域通過フィルタ４
は、直列に接続した１入力１出力端子を持つ第１及び第
２の２つの１次低域通過フィルタの組合せにより実現さ
れた２次の低域通過フィルタである。なお、第１および
第２の各１次低域通過フィルタ２０，２１は同じ構成で
あるため、第１の１次低域通過フィルタ２０を例にとり
説明する。前記第１の１次低域通過フィルタ２０は、電
流制御可変コンダクタンス増幅回路３０、容量３１、バ
ッファ回路３２より構成される。前記可変コンダクタン
ス増幅回路３０は、端子３３より１次低域通過フィルタ
２０に供給される電圧信号と、端子３４にバッファ回路
３２から供給された電圧信号の差電圧を、端子２４に変
換器７より供給された遮断周波数制御電流により制御さ
れた伝達コンダクタンスに応じて電流に変換し出力す
る。前記容量３１は、電流入力端子３６に前記可変コン
ダクタンス増幅器３０より供給される電流を入力し、充
電する。前記バッファ回路３２は、電圧入力端子３５
に、前記容量３１に充電された電流に応じて出力される
容量の充電電圧が供給され、端子３５に入力される電圧
と同じ電圧を出力する。

【００１２】前記基準低域通過フィルタ４の遮断周波数
ｆは、容量３１の容量値をＣ、可変コンダクタンス回路
３０の伝達コンダクタンスをｇｍとするとき、以下の値
となる。 ｆ= １／（２π）×ｇｍ／Ｃ…（１） なお、前記第２の１次低域通過フィルタ２１は、端子２
３に前記第１の１次低域通過フィルタ２０の出力となる
バッファ回路３２の出力電圧が供給され、端子２５に前
記変換器７から供給される遮断周波数制御電流に応じた
遮断周波数を持つ。そして、第２の１次低域通過フィル
タ２１の出力が基準低域通過フィルタ４の出力として、
前記位相比較器５の一方の入力となる。

【００１３】図３は前記位相比較器５の構成例を示す回
路図である。この位相比較器５は、例えば４象限のかけ
算回路により実現でき、ここではバイポーラトランジス
タで構成された二重平衡差動増幅器で実現した場合の例
である。バイポーラトランジスタを用いた４象限のかけ
算回路は、ＮＰＮバイポーラトランジスタ４１から４
６、及び定電流源４０により構成される。前記トランジ
スタ４１のコレクタは、トランジスタ４３及び４４の各
エミッタに、ベースは入力端子５０に、エミッタは定電
流源４０及びトランジスタ４２のエミッタに接続され
る。前記トランジスタ４２のコレクタは、トランジスタ
４５及び４６の各エミッタに接続され、ベースは入力端
子５０と同電位で交流接地し、エミッタは定電流源４０
及びトランジスタ４１のエミッタに接続される。前記ト
ランジスタ４３のコレクタは、トランジスタ４５のコレ
クタ及び出力端子５２に、ベースはトランジスタ４６の
ベース及び入力端子５１に、エミッタはトランジスタ４
４のエミッタ及びトランジスタ４１のコレクタに接続さ
れる。前記トランジスタ４４のコレクタは、トランジス
タ４６のコレクタ及び出力端子５３に、ベースはトラン
ジスタ４５のベースに接続され、入力端子５１と同電位
に交流接地し、エミッタはトランジスタ４３のエミッタ
及びトランジスタ41のコレクタに接続される。前記トラ
ンジスタ４５のコレクタは、トランジスタ４３のコレク
タ及び出力端子５２に、ベースはトランジスタ４４のベ
ースに接続され、入力端子５１と同電位に交流接地し、
エミッタはトランジスタ４６のエミッタ及びトランジス
タ４２のコレクタに接続される。前記トランジスタ４６
のコレクタは、トランジスタ４４のコレクタ及び出力端
子５３に、ベースはトランジスタ４３のベース及び入力
端子５１に、エミッタはトランジスタ４５のエミッタ及
びトランジスタ４２のコレクタに接続される。

【００１４】この位相比較器５は、端子５０より前記基
準発振器２から供給される一方の位相比較電圧信号を入
力し、端子５１より前記基準低域通過フィルタの出力電
圧信号を入力し、この２つの信号をかけ算した結果を端
子５２及び５３より位相差電流として出力し、それぞれ
前記変換器７の後述する２つの端子８０，８１への入力
とする。また、次に述べるように前記端子５３には前記
位相差調整器６から出力される電流が加算され、位相差
調整を行う。

【００１５】図４は前記位相差調整器６の回路図であ
る。この位相差調整器６は、例えば定電流源により実現
でき、例えばカレントミラーによる定電流源により構成
することができる。ここでは、前記位相比較器５より出
力される位相差情報を持つ電流を調整する電流Ｉoffset
を出力する。また、この実施形態では、前記位相比較器
５の定電流源４０と同時に構成する場合の例を示す。図
４において、ＰＮＰバイポーラトランジスタ６１は、エ
ミッタを電源ＶＣＣに接続し、共に接続されたコレクタ
及びベース端子に電流源６０をリファレンスとするバイ
アス電圧を出力する。ＰＮＰバイポーラトランジスタ６
２及び６３はカレントミラーを構成し、前記定電流源６
０と同様の電流をコレクタより出力する。ＮＰＮバイポ
ーラトランジスタ６４及び６５はカレントミラーを構成
し、前記トランジスタ６２より供給される電流をリファ
レンスとした電流ＩＥＥをトランジスタ６５のコレクタ
より出力する。ここで、前記トランジスタ６５は、前記
位相比較器５の定電流源４０として使用することがで
き、トランジスタ６４及び６５のエミッタ面積比の変更
により、電流比を任意に設定する事が可能である。ＮＰ
Ｎバイポーラトランジスタ６６は、エミッタを抵抗６８
に接続し、コレクタ及びベースをＮＰＮバイポーラトラ
ンジスタ６７のベース及びトランジスタ６３のコレクタ
に接続し、トランジスタ６３の電流をリファレンスとす
るカレントミラーを構成する。ＮＰＮバイポーラトラン
ジスタ６７は、エミッタを抵抗６９に接続し、前記トラ
ンジスタ６６とカレントミラーを構成して、コレクタよ
り位相差調整電流Ｉoffsetを出力する。

【００１６】そして、前記位相差調整電流Ｉoffsetを、
前記位相比較器５の出力端子５３に接続し、この出力端
子５３を通して前記変換器７の後述する端子８１に入力
される電流に加算することにより位相差の調整を行う。
ここで、前記トランジスタ６６及び６７により構成され
るカレントミラーの電流比は、それぞれのトランジスタ
のエミッタに接続される抵抗により任意に制御可能であ
り、例えば遮断周波数制御回路をＬＳＩで構成する場合
においても、抵抗６８及び６９をＬＳＩの外に外付けの
抵抗として用意する事により、ＬＳＩの変更無しに電流
比を容易に変更可能となる。また、トランジスタ６５及
びトランジスタ６７のコレクタより供給される電流は、
それぞれカレントミラーのリファレンス電流である定電
流源６０の電流に比例する。そのため、トランジスタ６
５及び６７の電流比は、定電流源６０の電流値によらず
設定することが可能である。

【００１７】図５は前記変換器７のブロック構成図であ
る。前記変換器７は、入力端子８０が前記位相比較器５
の出力端子５２に、入力端子８１が同じく位相比較器５
の出力端子５３に接続され、さらにこの入力端子８１に
は前記位相差調整器６のトランジスタ６７のコレクタ出
力が接続され、結局入力端子８０，８１には前記位相差
調整器６により調整された位相差電流が入力される。そ
して、この位相差電流の直流成分の大きさが０となるよ
う、前記低域通過フィルタ３及び基準低域通過フィルタ
４を制御する遮断周波数制御電流を出力する回路として
構成される。前記変換器７は、電流電圧変換回路７０及
び７１、低域通過フィルタ７２及び７３、伝達コンダク
タンス増幅器７４を有する。前記電流電圧変換回路７０
及び７１は、それぞれ前記位相差検出器５の出力端子５
２及び５３にそれぞれ接続された端子８０及び８１より
入力される位相差電流を電圧に変換する。これは、電流
に応じた電圧が取り出せる、例えば抵抗により簡単に実
現する事ができる。前記低域通過フィルタ７２及び７３
は、端子８２及び８３より供給される、交流成分を含ん
だ位相差信号から直流成分のみを出力する。これら低域
通過フィルタ７２及び７３は、例えば抵抗、容量を組み
合わせたパッシブフィルタにより簡単に実現する事がで
きる。前記伝達コンダクタンス増幅器７４は、端子８４
及び８５より入力される、オフセットを与えられた前記
位相差電流に基づいて得られる位相差電圧を増幅すると
ともに、電流に変換し、端子８６より低域通過フィルタ
３及び基準低域通過フィルタ４の遮断周波数を決定する
遮断周波数制御電流を出力する。

【００１８】図６は前記低域通過フィルタ３の構成例を
示すブロック図である。この実施形態では、複数の１次
低域通過フィルタ９０，９１，９ｎを直列に接続し、任
意の次数のフィルタを構成した例であるが、基本的には
図２に示した１次低域通過フィルタ２０と同じ構成で実
現可能である。

【００１９】次に、以上の構成の動作について、図７及
び図８を参照して説明する。図１に示したように、基準
発振器２から供給される基準信号は、基準低域通過フィ
ルタ４によりフィルタ処理され、その遮断周波数に応じ
た位相遅れを持つ信号として出力される。前記基準信
号、及び基準低域通過フィルタ４を通過して位相遅れを
持った信号は、それぞれ端子１１，１２を介して位相比
較器５に入力され、両者の信号の位相差が出力される。
位相比較器５では、位相比較される２つの信号が、図３
に示した回路を構成する各トランジスタの熱電圧よりも
十分大きな振幅を持つと仮定すると、この位相比較器５
の出力は、入力された２つの信号の位相差に比例した直
流成分を持つ電流となる。図７に、位相比較器５へ入力
される２つの信号と位相差出力の関係を示す。基準信号
に対する基準低域通過フィルタ４を通過した基準信号の
位相遅れが９０度未満の場合には、位相比較器５の出力
の直流成分は位相が９０度遅れている時に比べ低くな
り、逆に位相遅れが９０度よりも大きい場合には位相比
較回路出力の直流電位は高くなる。

【００２０】図８に、前記した基準信号に対する基準低
域通過フィルタ４の出力信号の位相遅れに対する位相比
較器５の出力電位の関係を示す。横軸に位相遅れ、縦軸
に位相比較器５の出力の直流電位の規格値をとった場
合、位相遅れが０度の時にはその出力が「１」となり、
位相遅れが９０度の場合はその出力が「０」、位相遅れ
が１８０度の場合はその出力が「−１」となるように、
位相遅れと出力との関係を一次関数に近似する事ができ
る。これから、基準信号に対する基準低域通過フィルタ
４を通過した基準信号の位相遅れは、位相遅れをθdela
y とし、位相比較器５の出力の直流電位の規格値をｄと
した場合、以下の式で近似できる。 ｄ＝−２／１８０×θdelay ＋１ …（２）

【００２１】一方、位相差調整器６は、位相比較器５の
出力を調整し、位相比較器５から供給された位相差電流
に任意の電流を加算し、位相差出力を調整する機能を持
つ。基準低域通過フィルタ４の遮断周波数と、基準信号
の周波数の比には、この２つの信号の位相差との間に以
下に示す関係があり、２つの比較周波数の位相差を位相
差調整器６によって適切に調整することにより、基準低
域通過フィルタ４の遮断周波数を基準信号の周波数に対
して任意に設定することが可能となる。すなわち、図２
に示した基準低域通過フィルタ２を構成する１次低域通
過フィルタ２０において、可変コンダクタンス回路３０
の伝達コンダクタンス値をｇｍ、その出力電流をＩ０、
容量３１の容量値をＣとした場合、１次フィルタ２０を
通過した基準信号の基準信号に対する位相遅れθfilt
と、ｇｍ及び入力信号の周波数ｆとの関係は以下の式で
与えられる。 θfilt = arctan （ｆ／（２π）×Ｃ／ｇｍ) …（３） （arctan：アークタンジェント） ｆ／２π×Ｃ＝ｇｍ…（４） である場合、周波数ｆは遮断周波数であり、θfiltの値
は４５°となる。

【００２２】ここで、基準周波数をｆ０とすると、基準
低域通過フィルタ４の遮断周波数がｆ０と等しくなる場
合のｇｍは、 ｇｍ＝ｆ０／２π×Ｃ …（５） であり、この時のｇｍをｇｍ’とすると、θfiltは以下
の式で与えられる。 θfilt = arctan （ｇｍ’／ｇｍ）…（６） 基準低域通過フィルタ４の遮断周波数は、可変コンダク
タンス回路３０のｇｍに比例するため、ｇｍをｇｍ’に
対してａ倍に設定する事により、その遮断周波数が基準
周波数のａ倍の値を持つ事になる。ｇｍをｇｍ’のａ倍
に設定した時のθfiltは以下の式で与えられる。 θfilt = arctan （ｇｍ’／（ａ×ｇｍ’））＝arctan（１／ａ）…（７） 例えば、ａを１．５倍とした場合のθfiltは以下の値と
なる。 θfilt = arctan ( １／１．５）= ３３．７°…（８）

【００２３】また、基準低域通過フィルタ４は、図２に
示したように１次低域通過フィルタを２段接続した構成
であり、２つのフィルタを通過した信号の基準信号に対
する位相遅れは、２×θfiltとなる。これより、基準低
域通過フィルタ４の遮断周波数を、基準信号の周波数の
ａ倍とした時、位相比較器５へ入力される信号の位相遅
れは２×arctan (１／ａ）となる。この条件において、
位相比較器５の直流出力値ｄは、 ｄ＝−２／１８０×（２×arctan（１／ａ））＋１ …（９） であり、位相差調整器６によってこの時の位相比較器の
出力ｄと同じ大きさの電流を引き算することにより、基
準低域通過フィルタ４の遮断周波数が基準信号の周波数
のａ倍の周波数で、比較器５へ入力される位相差信号が
０となるため、この周波数で遮断周波数が固定される。

【００２４】ここで、前記位相比較器５に図３に示した
ような４象限かけ算回路を用いた場合、位相比較器５の
出力差ｄは、定電流源４０の電流値が位相差調整器６で
得られる電流ＩＥＥの場合には以下の値となる。 ｄ＝ＩＥＥ×（−２／１８０×（２×arctan（１／ａ））＋１）…（１０） また、位相比較器５の出力端子５２及び５３は、それぞ
れ変換器７の電流入力端子８０及び８１に接続されるた
め、位相差調整器６のトランジスタ６７のコレクタ端子
を変換器７の入力端子８１に接続し、調整電流Ｉoffset
を加算することにより、所望の低域通過フィルタ４の遮
断周波数で位相比較器５より出力される出力電流差を打
ち消し、変換器７に入力される直流電流差を０にするこ
とが可能となる。そして、前記位相差調整器６を用いた
場合には、位相比較器５の定電流源４０として用いられ
るトランジスタ６５のコレクタ電流ＩＥＥと、位相差調
整電流として用いられるトランジスタ６７のコレクタ電
流Ｉoffsetとの比は常に一定に保たれる。変換器７は、
入力の直流成分が０となる方向に遮断周波数制御信号を
制御するため、基準低域通過フィルタ４の遮断周波数は
基準信号の周波数のａ倍で定常状態となる。したがっ
て、任意の次数で構成することが可能な低域通過フィル
タ６の遮断周波数を、基準低域通過フィルタ４の遮断周
波数と同じになるように設計することにより、低域通過
フィルタ６の遮断周波数を基準周波数に対してａ倍に設
定することができる。

【００２５】ここで、図９に示すように、変換回路７で
使用される電流電圧変換回路を抵抗１０１及び１０２で
構成してもよい。この構成では、位相比較器５の出力の
一方は端子１１０に接続され、もう一方の出力は端子１
１１に接続され位相差電流が入力される。前記抵抗１０
１及び１０２により電圧に変換された電流は、低域通過
フィルタ１０３及び１０４により交流成分が除去され、
伝達コンダクタンス増幅器１００へ入力される。抵抗１
０１及び１０２の抵抗値をそれぞれＲ１及びＲ２とし、
この抵抗の比率を１対１ではなく、基準低域通過フィル
タ４の遮断周波数を基準周波数に対してａ倍した場合、
伝達コンダクタンス増幅器１００への入力電圧の差が０
となるようにＲ１，Ｒ２の値を設定することにより、図
４のような位相差調整用の定電流源を用いる必要がなく
なる。

【００２６】また、基準低域通過フィルタ４として、前
記実施形態では１次低域通過フィルタを組み合わせて用
いた場合について説明したが、２次フィルタを単体で用
いる構成としてもよい。さらに、前記実施形態では、位
相差調整器６の出力電流を位相比較器５と変換器７のの
一方の出力及び入力にのみ接続したが、両端に接続して
位相差電流の調整を行うようにしてもよい。さらに、低
域通過フィルタ３について、前記実施形態では、１次低
域通過フィルタのみを組み合わせ用いる場合について説
明したが、フィルタの次数及び組合せについては特に制
限はない。また、この場合、前記実施形態では低域通過
フィルタとしたが、これは低域通過フィルタでも、帯域
通過フィルタでも、帯域制限フィルタでも、高域通過フ
ィルタでも特に構わない。

【００２７】なお、本発明に近い技術として、特開昭５
８−７９４８３号公報に記載の技術も存在しており、こ
の技術ではモータの基準周波数に比例して制御系のカッ
トオフ周波数及びローパスフィルタのカットオフ周波数
を可変して最大のループ利得を得ているが、発振器と基
準周波数との比率を任意に制御するための機能を有して
いない点で本発明とは明らかに相違する。また、特開平
５−９０８４０号公報に記載の技術では、ループ利得を
切り替えることにより、広いループバンドによるＰＬＬ
のロックアップ速度の改善と、狭いループバンドによる
超低周波変調特性の向上を図っているが、この技術にお
いても発振器と基準周波数との比率を制御する機能は有
しておらず、本発明とは明らかに相違する。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、基準発振
器から供給される基準信号と、基準フィルタを通過した
基準信号との間の位相比較を行い、その位相差出力に一
定のオフセットを加えることによって得られる遮断周波
数制御信号により基準フィルタと制御対象としてのフィ
ルタの遮断周波数を制御しており、当該基準フィルタと
制御対象としてのフィルタは同一レベルの遮断周波数制
御信号で制御されることになり、基準信号の周波数と遮
断周波数との比率を任意に制御することが可能になり、
次のような効果を得ることができる。第１の効果は、制
御するフィルタの遮断周波数を基準周波数の任意の倍率
に設定できる事である。その理由は、位相差調整器を遮
断周波数制御回路内に持つ事により、制御するフィルタ
の遮断周波数を基準周波数に対して任意の倍率に設定す
る事ができるからである。また、第２の効果は、遮断周
波数のばらつきを小さくできる事にある。その理由は、
制御するフィルタ及び基準フィルタの遮断周波数を、基
準周波数に対して任意の倍率に設定した場合でも、制御
するフィルタと基準フィルタの遮断周波数を同じ値に設
定できるためである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の全体構成を示すブロック図である。

【図２】基準低域通過フィルタの詳細ブロック図であ
る。

【図３】位相比較器の回路図である。

【図４】位相差調整器の回路図である。

【図５】変換器の詳細ブロック図である。

【図６】低域通過フィルタの詳細ブロック図である。

【図７】位相比較器の動作を説明するためのタイムチャ
ートである。

【図８】位相比較器への位相差入力と出力の関係を示す
特性図である。

【図９】変換器の他の構成例を示す詳細ブロック図であ
る。

【図１０】従来の一例を示すブロック図である。

【図１１】従来の他の例を示すブロック図である。

【符号の説明】

１ 遮断周波数制御部 ２ 基準発振器 ３ 低域通過フィルタ ４ 基準低域通過フィルタ ５ 位相比較器 ６ 位相差調整器 ７ 変換器 ２０，２１ １次低域通過フィルタ ３０ 電流制御可変コンダクタンス増幅回路 ３１ 容量 ３２ バッファ回路 ４０ 定電流源 ４１〜４６ トランジスタ ６０ 定電流源 ６１〜６７ トランジスタ ７０，７１ 電流電圧変換回路 ７２，７３ 低域通過フィルタ ７４ 伝達コンダクタンス増幅器 ９０〜９ｎ １次低域通過フィルタ １００ 伝達コンダクタンス増幅器 １０１，１０２ 抵抗 １０３，１０４ 低域通過フィルタ

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基準周波数の基準信号を発生する基準発
   振器と、前記基準信号をろ波する基準フィルタと、前記
   基準信号と前記基準フィルタの出力信号との位相を比較
   して位相比較出力を出力する位相比較器と、前記位相比
   較出力に基づいて前記基準フィルタに遮断周波数を制御
   するための遮断周波数制御信号を出力する変換器とを備
   え、前記基準フィルタ及び制御対象とするフィルタの遮
   断周波数を前記変換器からの同一レベルの前記遮断周波
   数制御信号により制御する遮断周波数制御回路におい
   て、前記位相比較器の位相比較出力に位相差の補正を行
   うオフセット信号を付加する位相差調整器を備えること
   を特徴とする遮断周波数制御回路。
2. 【請求項２】 前記基準フィルタは、１次フィルタを複
   数段構成とし、あるいは複数次フィルタで構成され、出
   力される信号の前記基準信号に対する位相遅れを、前記
   基準周波数と前記基準フィルタの遮断周波数の比率に対
   応して設定する請求項１に記載の遮断周波数制御回路。
3. 【請求項３】 前記位相差調整器は、前記オフセット信
   号のオフセット量を、前記基準フィルタの遮断周波数
   と、前記基準周波数との比率に基づいて設定する請求項
   １または２に記載の遮断周波数制御回路
4. 【請求項４】 前記位相差調整器は、前記位相比較器か
   ら出力される位相差出力としての位相差電流を０にする
   ために、前記位相比較器の位相差電流の一方の出力側に
   前記オフセット信号として位相差調整電流を供給する請
   求項３に記載の遮断周波数制御回路。
5. 【請求項５】 前記位相差調整器は、前記位相比較器の
   位相比較出力と相関のある電流源としての電流を生成す
   るとともに、この電流と前記位相差調整器の位相差調整
   電流とを一定の比に設定する構成である請求項１ないし
   ４のいずれかに記載の遮断周波数制御回路。
6. 【請求項６】 前記位相差調整器は、定電流源と、前記
   定電流源に対応した電流を生成する第１のカレントミラ
   ー回路と、前記第１のカレントミラー回路から得られる
   電流から前記位相比較器に電源電流として供給する電流
   を生成する第２のカレントミラー回路と、前記第１のカ
   レントミラー回路から得られる電流から前記オフセット
   信号としての前記位相差調整電流を生成する第３のカレ
   ントミラー回路とを備えることを特徴とする請求項５に
   記載の遮断周波数制御回路。
7. 【請求項７】 前記変換器は、前記位相比較器からの対
   をなす位相差電流と、少なくとも一方の前記位相差電流
   に加えられる前記位相差調整器の前記位相差調整電流を
   入力し、前記各電流を電圧に変換するとともに、再び電
   流に変換して前記遮断周波数制御信号としての遮断周波
   数制御電流を出力する請求項１ないし６のいずれかに記
   載の遮断周波数制御回路。
8. 【請求項８】 前記基準フィルタは基準低域通過フィル
   タであり、前記制御対象としてのフィルタは低域通過フ
   ィルタである請求項１ないし７のいずれかに記載の遮断
   周波数制御回路。