JP3798078B2 - Tuning control method - Google Patents
Tuning control method Download PDFInfo
- Publication number
- JP3798078B2 JP3798078B2 JP21657996A JP21657996A JP3798078B2 JP 3798078 B2 JP3798078 B2 JP 3798078B2 JP 21657996 A JP21657996 A JP 21657996A JP 21657996 A JP21657996 A JP 21657996A JP 3798078 B2 JP3798078 B2 JP 3798078B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- circuit
- tuning
- signal
- frequency
- phase shift
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Channel Selection Circuits, Automatic Tuning Circuits (AREA)
- Amplifiers (AREA)
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、所望の周波数成分のみを抽出する同調制御方式に関する。
【0002】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】
能動素子やリアクタンス素子を用いた各種の同調増幅器が提案され実用化されている。例えばLC共振を利用した従来の同調増幅器は、同調周波数を調整するとLC回路に依存するQと利得が変化し、最大減衰量を調整すると同調周波数や同調周波数での利得が変化する。
【0003】
このように、従来の同調増幅器においては、同調周波数、同調周波数における利得、最大減衰量を互いに干渉しあうことなく調整することは極めて困難であった。また、同調周波数および最大減衰量を調整し得る同調増幅器を集積回路によって形成することも困難であった。
【0004】
また、同調増幅器に含まれるインダクタ以外の構成部品を半導体基板上に形成したとしても、抵抗やキャパシタの各素子定数が製造ロット毎にばらつくため、所望の同調周波数を得ることは難しく、実用的でなかった。
【0005】
本発明は、このような点に鑑みて創作されたものであり、その目的は集積化に適しており、集積化した場合であっても所望の同調周波数に容易に合わせることができる同調制御方式を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために、請求項1の同調制御方式は、同調回路に対してPLL制御を行うPLL制御回路と、同調回路の同調周波数を同調回路の入力信号の周波数に一致させる周波数制御回路と、同調制御回路とを備える。同調制御回路は、同調回路に所望の同調周波数が安定に設定されていない場合には、同調回路内に形成される帰還ループのループゲインを所定値以上に設定して同調回路を発振させた状態でPLL制御回路によるPLL制御を行う。このため、同調回路には所望の同調周波数が迅速かつ精度よく設定される。一方、同調制御回路は、同調回路に所望の同調周波数が安定に設定された場合には、ループゲインを所定値未満に設定して同調回路の入力信号の中から同調周波数成分のみを抽出させる。このため、同調周波数の変動が抑制される。
【0007】
請求項2の同調制御方式は、同調回路の同調周波数が設定された場合のみ同調回路に入力信号を入力すべく入力切換手段を設ける。
【0008】
請求項3の同調制御方式は、PLL制御回路の出力を周波数制御回路に入力し、同調回路の同調周波数を設定する際には、PLL制御回路の出力に応じた信号を周波数制御回路から出力し、この信号によって同調回路は発振動作を行う。一方、同調回路の同調周波数が設定された後は、同調回路の入出力信号間の位相差に応じた信号を周波数制御回路から出力し、この信号によって同調回路は同調動作を行う。
【0009】
請求項4の同調制御方式は、同調回路に所望の同調周波数が安定に設定されると、PLL制御回路による位相比較結果が一致することに着目し、PLL制御回路による位相比較結果に基づいて同調回路の同調周波数が設定されたか否かを判断する。
【0010】
請求項5の同調制御方式は、同調回路の入出力間の位相差の極性に応じて、位相差に対応するパルス幅を有する信号を通過させあるいは遮断する2つの開閉手段を備える。そして、同調制御回路は、同調回路の同調周波数を設定する際には、位相比較器による比較結果に応じた電圧をチャージポンプに供給して同調回路に対してPLL制御を行い、同調回路の同調周波数が設定された後は、2つの開閉手段の出力をチャージポンプに供給して同調周波数を同調回路への入力信号の周波数に一致させる。
【0011】
請求項6の同調制御方式は、差動増幅器と直列回路とをそれぞれ含む2つの移相回路を縦続接続して同調回路を構成する。
【0012】
請求項7の同調制御方式は、差動増幅器の反転入力端子と直列回路との間に第1の抵抗を接続し、差動増幅器の出力端子と反転入力端子との間に第2の抵抗を接続する。第1および第2の抵抗の抵抗比を変更することで、同調信号の振幅調整が可能となる。
【0013】
請求項8の同調制御方式は、差動増幅器の出力端子に第1の分圧回路を接続し、この分圧回路を介して後段の移相回路の出力を差動増幅器の入力側に帰還させる。分圧回路を設けることで、ループゲインを稼ぐことができる。
【0014】
請求項9の同調制御方式は、差動増幅器の反転入力端子と直列回路との間に第1の抵抗を設け、差動増幅器の出力端子と反転入力端子との間に第2の抵抗を設け、差動増幅器の反転入力端子に接続され他方端が接地された第3の抵抗を設ける。第3の抵抗を設けるため、第1の抵抗と第2の抵抗との抵抗比を1以外にしても、同調出力の振幅変動を抑制できる。
【0015】
請求項10の同調制御方式は、分圧回路の出力端子の電位と直列回路内のキャパシタあるいはインダクタと抵抗との接続部の電位との電位差を差動増幅器で増幅して出力する。
【0016】
請求項11の同調制御方式は、縦続接続された2つの移相回路によって形成される帰還ループの一部に非反転回路を挿入する。移相回路を通過することによって損失が生じても非反転回路で利得を稼ぐことができる。
【0017】
請求項12の同調制御方式は、縦続接続された2つの移相回路によって形成される帰還ループの一部に位相反転回路を挿入する。移相回路を通過することによって損失が生じても位相反転回路で利得を稼ぐことができる。
【0018】
請求項13の同調制御方式は、2つの移相回路によって形成される帰還ループの一部に第2の分圧回路を接続し、第2の分圧回路に入力される交流信号を同調信号として出力する。第2の分圧回路の分圧比に応じて同調信号を増幅して出力できる。
【0019】
請求項14、16の同調制御方式は、入力された交流信号を同相および逆相の交流信号に変換して出力する変換手段を移相回路内に含んでおり、変換手段は例えばトランジスタにより構成され、2つの移相回路のそれぞれは入力信号の周波数に応じて位相をシフトさせる。
【0020】
請求項15、17の同調制御方式は、2つの移相回路と非反転回路によって形成される帰還ループの一部に分圧回路を挿入し、分圧回路に入力される交流信号を同調信号として出力する。分圧回路の分圧比に応じて同調出力の振幅を調整できる。
【0021】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の同調制御方式の一実施形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。
【0022】
〔A.同調機構の全体構成および動作〕
本発明の同調制御方式は、同調回路に所望の同調周波数を設定すべく同調回路に対してPLL制御を行い、同調回路に所望の同調周波数が設定された後は、同調回路の入出力間の位相差を検出して同調周波数を入力信号の周波数に一致させるような制御を行うものである。
【0023】
〔第1の実施形態〕
図1は、同調機構の第1の実施形態の構成を示すブロック図である。同図に示す同調機構は、同調回路1と、周波数制御回路2と、PLL制御回路3と、同調検出回路4と、入力切換回路5とを含んで構成されている。
【0024】
同調回路1は、後述するように2つの移相回路を含んでおり、2つの移相回路を合わせた位相シフト量は所定の周波数において360°に設定される。同調回路1内部にはCR回路あるいはLR回路からなる直列回路が設けられ、この直列回路の時定数はPLL制御回路3からの制御信号によって変更可能とされている。すなわち、PLL制御回路3は、2つの移相回路を合わせた位相シフト量が360°となるように直列回路の時定数を変更制御し、これにより同調回路1は所定の周波数で発振動作を行う。この所定の周波数は、周波数制御回路2が同調動作を行うための同調周波数となる。
【0025】
周波数制御回路2は、同調回路1の入力信号の周波数に同調周波数を一致させる同調動作を行う。具体的には、周波数制御回路2は、同調周波数と同調回路1の入力信号の周波数とのずれがなくなるように、上述した直列回路の時定数を変更制御する。
【0026】
このように、周波数制御回路2とPLL制御回路3はいずれも同調回路1内の直列回路の時定数を変更制御しており、同調回路1が所定の周波数で安定に発振動作を行うための発振条件と、同調回路1が所定の周波数成分のみを抽出する同調動作を行うための同調条件とは同じである。
【0027】
周波数制御回路2は、具体的には同期整流回路21と制御信号生成回路22を含んで構成され、同調回路1の出力信号を参照信号に用いて同調回路1の入力信号を同期整流し、同期整流した出力を後段の制御信号生成回路22に供給する。
【0028】
制御信号生成回路22は、パルス変換回路23、極性判別回路24および電圧合成回路25を含んで構成され、上述した同調回路1の入出力信号間の位相差を検出するとともに、この位相差の大小と極性を判別して、位相差を無くすべく制御信号を生成する。パルス変換回路23は、同期整流回路21から出力されたずれ(同調回路1の入出力信号間の位相のずれ)に相当する電圧成分が現れる時間間隔に対応したパルス幅を有するパルス列を出力する。極性判別回路24は、同期整流回路21から出力された位相のずれに相当する電圧成分が半波整流波形の前に現れるか後ろに現れるかによって、位相差の極性を判別する。この位相差の極性は、入力信号の周波数に対して(正確には入力信号の中から同調回路1を通すことにより取り出したい信号の周波数に対して)同調周波数が低いのか高いのかを示すものである。電圧合成回路25は、パルス変換回路23から出力される信号のパルス幅に応じた電圧を発生させるとともに、極性判別回路24によって判別された位相差の極性に応じて、この発生した電圧を加算あるいは減算して電圧の合成を行い、合成後の電圧を制御信号として同調回路1に供給する。
【0029】
PLL制御回路3は、発振器(OSC)31、位相比較器(PD)32、チャージポンプ(CP)33およびローパスフィルタ(LPF)34を含んで構成され、同調回路1から出力された同調信号を所定の基準周波数信号と位相比較することにより同調回路1に対してPLL制御を行い、同調周波数の設定を行う。位相比較器32は、入力端子および出力端子を2つずつ備えており、両入力端子に入力された信号の位相および周波数比較を行う。チャージポンプ33は、内部にコンデンサを備えており、このコンデンサの充放電を位相比較器32の2つの出力端から出力される2種類のパルス列に応じて行う。ローパスフィルタ34は、チャージポンプ33の出力から高周波成分を除去して直流成分のみを抽出し、この直流成分を同調周波数を設定するための制御信号として周波数制御回路2に供給する。発振器3は、一定に制御したい同調周波数と周波数が等しい基準周波数信号を発生する。発振器3の出力波形は、歪みの少ない正弦波である必要はなく矩形波あるいは歪んだ正弦波であってもよい。また、同調周波数の安定化を図る場合には、発振器3の構成を、水晶振動子を用いたPLL(位相同期ループ)構成とすることが好ましい。
【0030】
図2は、PLL構成の発振器3の一例を示す図である。同図に示す発振器3は、安定した周波数の基準信号frを発生する発振器(OSC)300と、この基準信号frと帰還信号の位相および周波数比較を行う位相比較器(PD)302と、位相比較器302による比較結果に応じて出力電圧が変化するチャージポンプ(CP)304と、チャージポンプ304の出力から高周波成分を除去するローパスフィルタ(LPF)306と、ローパスフィルタ306の出力電圧に応じて発振周波数が制御される電圧制御型発振器(VCO)308と、電圧制御型発振器308の出力に対して任意の分周比N(Nは整数)の分周動作を行う分周器310とを含んで構成されている。
【0031】
発振器300は、例えば水晶振動子に生じる微小振動を増幅して9kHzの基準信号frを発生させている。また、分周器310は、例えば外部からのデータ入力により分周比Nが任意に設定可能なプログラマブルカウンタによって構成されており、分周比Nを1ずつ連続的に変化させることができる。したがって、この分周器310の分周比Nを変化させたときに、電圧制御型発振器308からは9kHz間隔のステップ状の基準周波数信号が出力される。発振器300として電圧制御型の発振器を用いれば、同調周波数の変更が可能となる。
【0032】
同調検出回路4は、PLL制御を行って同調回路1の同調周波数が安定したか否かを示す信号(検出信号)を出力し、この検出信号は、同調回路1、PLL制御回路3および入力切換回路5に入力される。同調検出回路4は、具体的には、位相比較器32の2出力の位相を比較することで同調回路1に所望の同調周波数が設定されたか否かを判断する。例えば、位相比較器32の2出力の位相が一致していれば、所望の同調周波数が設定されたと判断して検出信号の信号レベルをハイレベルにする。
【0033】
次に、図1に示す同調機構の動作を説明する。同調機構を起動させた直後、あるいは同調周波数を切り換えた直後は、同調回路1に所望の同調周波数が設定されていないため、同調検出回路4から出力される検出信号は例えばローレベルになる。この検出信号は、同調回路1と入力切換回路5に入力され、入力切換回路5は同調回路1への入力信号の入力を遮断し、同調回路1は帰還ループのループゲインを1以上に設定する。PLL制御回路3内の位相比較器32は、同調回路1の出力信号と発振器31の出力信号との位相および周波数を比較し、比較結果に応じた制御信号をチャージポンプ33およびローパスフィルタ34を介して周波数制御回路2に供給する。周波数制御回路2は、同調検出回路4からの検出信号がローレベルのときには、PLL制御回路3の出力に応じた制御信号を同調回路1に供給する。
【0034】
以上により、同調回路1は、発振器31から出力される基準周波数信号と同一周波数で発振動作を行う。同調回路1が発振動作を行うための発振条件と、同調動作を行うための同調条件は基本的に同じであることから、同調回路1が安定に発振しているときの発振周波数は同調周波数と同じになる。
【0035】
同調回路1が所望の周波数で安定して発振するようになると、同調検出回路4から出力される検出信号の信号レベルは反転して例えばハイレベルになる。これにより、PLL制御回路3は一定レベルの信号を出力し、周波数制御回路2は同調回路1の入出力信号間の位相差に応じた制御信号を同調回路1に供給する。また、入力切換回路5は同調回路1に対して外部からの入力信号を入力し、同調回路1内部の帰還ループのループゲインは例えば1未満に設定される。これにより、同調回路1の入出力信号間の位相差がなくなるように、すなわち、同調周波数が常に入力信号の周波数に追従して一致するように制御される。
【0036】
〔B.同調回路の詳細構成および動作〕
図2は、図1に示した同調回路1の詳細構成を示す回路図である。同図に示す同調回路1は、2つの移相回路110C、130Cと、後段の移相回路130Cの出力側に設けられた抵抗162および164からなる分圧回路160と、帰還抵抗170および入力抵抗174とを含んで構成されている。
【0037】
なお、同調回路1の入力側に接続された入力切換回路5は例えばアナログスイッチで構成され、外部からの入力信号を同調回路1に入力するか否かを、同調検出回路4からの検出信号に応じて切り換える。
【0038】
図3は、図2に示した前段の移相回路110Cの構成を抜き出して示した回路図である。同図に示す移相回路110Cは、差動増幅器の一種であるオペアンプ112と、入力端122に入力された交流信号の位相を所定量シフトさせてオペアンプ112の非反転入力端子に入力する可変抵抗116およびキャパシタ114と、入力端122とオペアンプ112の反転入力端子との間に挿入された抵抗118と、オペアンプ112の出力端子に接続されて分圧回路を構成する抵抗121および123と、この分圧回路の出力端子とオペアンプ112の反転入力端子との間に接続された抵抗120とを含んで構成されている。可変抵抗116は、外部からの制御電圧に応じて抵抗値が変更可能であり、例えばFETのチャネル抵抗を用いて形成され、図2に示す制御端子194を介して外部から供給される制御電圧をゲートに印加することにより抵抗値が設定される。
【0039】
ここで、抵抗118と抵抗120の各抵抗値が等しいものとし、可変抵抗116の両端電圧をVR1、キャパシタ114と抵抗118、120との各両端電圧をVC1、入力電圧をEi 、出力電圧をEo とすると、入出力電圧の大きさと位相の関係は図4のベクトル図で表され、出力信号の振幅は周波数に関係なく入力信号の振幅と同じであって、位相シフト量は図4に示すφ1 で表される。
【0040】
図5は、図2に示した後段の移相回路130Cの構成を抜き出して示したものである。同図に示す移相回路130Cは、差動増幅器の一種であるオペアンプ132と、入力端142に入力された交流信号の位相を所定量シフトさせてオペアンプ132の非反転入力端子に入力する抵抗136およびキャパシタ134と、入力端142とオペアンプ132の反転入力端子との間に挿入された抵抗138と、オペアンプ132の出力端子に接続されて分圧回路を構成する抵抗141および143と、この分圧回路の出力端子とオペアンプ132の反転入力端子との間に接続された抵抗140とを含んで構成されている。この移相回路130Cの基本的な構成は前段の移相回路110Cと同じであり、移相回路130C内のCR回路を構成するキャパシタ134と抵抗136との接続順序は移相回路110C内のCR回路を構成するキャパシタ114と可変抵抗116との接続順序と反対である。
【0041】
したがって、キャパシタ134の両端電圧をVC2、抵抗136の両端電圧をVR2とすると、入出力電圧の大きさと位相との関係は図6のベクトル図で表され、出力信号の振幅は周波数に関係なく入力信号の振幅と同じであって、位相シフト量は図6に示すφ2 で表される。
【0042】
このようにして、2つの移相回路110C、130Cのそれぞれにおいて位相が所定量シフトされ、2つの移相回路110C、130Cを合わせた位相シフト量の合計は所定の周波数において360°となる。
【0043】
また、後段の移相回路130Cの出力側には図2に示すように分圧回路160が接続されており、分圧回路160を構成する抵抗164には可変抵抗166が並列接続されている。この可変抵抗166は例えばFETのチャネル抵抗により形成され、このFETのゲート端子には図1に示した同調検出回路4からの検出信号が入力される。
【0044】
例えば、同調検出回路4からの検出信号がハイレベルになると、可変抵抗166の抵抗値が小さくなって帰還ループのループゲインは小さくなって1未満に設定される。この状態では、入力切換回路5が切り換わって同調回路1に入力信号が入力され、図2に示す同調回路1は2つの移相回路110C、130Cによる位相シフト量の合計が360°となる周波数成分のみを抽出する同調動作を行う。
【0045】
一方、同調検出回路4からの検出信号がローレベルの場合には、可変抵抗166の抵抗値が大きくなって帰還ループのループゲインは大きくなって1以上になる。この状態では、入力切換回路5が切り換わって入力端子190への信号入力が遮断され、2つの移相回路110C、130Cを合わせた位相シフト量の合計が360°となる周波数で同調回路1は発振動作を行う。
【0046】
このように、図1に示す同調機構は、所望の同調周波数が同調回路1に安定に設定されるまでは、同調回路1の帰還ループのループゲインを1以上に設定して同調回路1を発振させた状態でPLL制御を行うため、周波数設定を迅速かつ精度よく行うことができる。
【0047】
また、同調回路1に所望の同調周波数が設定された後は、帰還ループのループゲインを1未満に設定することにより、同調回路1に所定の同調動作を行わせることができる。
【0048】
また、図2に示す同調回路1は、後段の移相回路130Cの出力側に分圧回路160を備えており、この分圧回路160への入力電圧を同調出力として取り出すため、同調回路1自体に利得を持たせることができ、同調動作と同時に信号振幅を増幅することができる。
【0049】
なお、図2に示した同調回路1では、前段の移相回路110C内に可変抵抗116を設けてCR回路の時定数を変更可能としているが、移相回路110C内のCR回路の時定数を変更する代わりに、後段の移相回路130C内のCR回路の時定数を変更してもよい。この場合には、移相回路130C内の抵抗136をFETのチャネル抵抗等を用いて形成すればよい。
【0050】
〔C.周波数制御回路の詳細構成および動作〕
次に、図1に示した周波数制御回路2の詳細について説明する。図7は周波数制御回路2を構成する同期整流回路21、パルス変換回路23、極性判別回路24および電圧合成回路25の具体的構成を示す回路図である。
【0051】
同図に示す同期整流回路21は、アナログスイッチ(AS)30、電圧比較器32、レベルシフタ(LS)34を含んで構成されている。
【0052】
電圧比較器32の一方の入力端(例えば反転入力端子)には同調回路1の出力信号が入力されており、他方の入力端(例えば非反転入力端子)は接地されている。電圧比較器32は、互いに反転した信号を出力する2つの出力端を備えており、一方の出力端はレベルシフタ34に、他方の出力端は後述する極性判別回路24にそれぞれ接続されている。
【0053】
レベルシフタ34は、電圧比較器32から出力される信号の極性を反転するとともにレベルシフトを行い、正極性と負極性の電圧レベルを有する矩形波を参照信号として出力する。
【0054】
アナログスイッチ30は、レベルシフタ34から出力される参照信号に同期して動作しており、参照信号に並行して入力される同調回路1の入力信号を所定のタイミングで通過させあるいは遮断する。
【0055】
なお、電圧比較器32とアナログスイッチ30の間に挿入されるレベルシフタ34を省略して同期整流回路21を構成してもよい。
【0056】
パルス変換回路23は、電圧比較器50と、抵抗52、54からなる分圧回路とを含んで構成されている。電圧比較器50の一方の入力端(例えば非反転入力端子)には同期整流回路21内のアナログスイッチ30の出力信号が入力され、他方の入力端(例えば反転入力端子)には分圧回路の分圧出力が入力される。分圧回路を構成する抵抗54の抵抗値を抵抗52の抵抗値よりも大きな値(例えば100倍程度)に設定することにより、電圧比較器50の反転入力端子の電圧は0Vより若干低いレベルに設定される。
【0057】
電圧比較器50は、両入力端の電位を比較し、比較結果を示す互いに極性が異なる2種類のパルス列を出力する。そして、一方のパルス列は電圧合成回路25に入力され、他方のパルス列は極性判別回路24に入力される。
【0058】
極性判別回路24は、2つのインバータ回路60、61と2つのD型フリップフロップ62、63を含んで構成され、これら2つのインバータ回路60、61は遅延回路として機能する。極性判別回路24内のD型フリップフロップ62のD入力端子には、同期整流回路21の参照信号と同タイミングでレベルだけが異なる信号が入力される。このD入力端子に入力された信号は、パルス変換回路23から出力されるパルス列の立ち上がりに同期してラッチされ、次段のD型フリップフロップ63のD入力端子に入力される。これにより、次段のD型フリップフロップ63は、パルス変換回路23内の電圧比較器50から出力されるパルス列に基づいて、位相の方向を表すHあるいはLレベルの電圧を出力する。
【0059】
電圧合成回路25は、2つのトライステートバッファ700、702と、差動増幅器と、可変バイアス回路とを含んで構成され、差動増幅器はオペアンプ704を含んでいる。
【0060】
一方のトライステートバッファ700は、入力端がパルス変換回路23内の電圧比較器50の反転出力端に接続されており、出力端が抵抗710を介してオペアンプ704の反転入力端子に接続されている。トライステートバッファ700の制御端子にはアンドゲート721が接続され、このアンドゲート721の一方の入力端には極性判別回路24内の後段のフリップフロップ63の出力端子Qが、他方の入力端には同調検出回路4の出力端子がそれぞれ接続されている。したがって、同調検出回路4の出力がローレベルの場合、すなわち同調回路1に所望の同調周波数が設定されていない場合には、トライステートバッファ700の出力はハイインピーダンスになる。一方、同調検出回路4の出力がハイレベルの場合には、トライステートバッファ700の出力はフリップフロップ63の出力端子Qの信号論理に従って動作する。
【0061】
同様に、他方のトライステートバッファ702は、入力端がパルス変換回路23内の電圧比較器50の反転出力端に接続されており、出力端が抵抗708を介してオペアンプ704の非反転入力端子に接続されている。トライステートバッファ702の制御端子にはアンドゲート722が接続され、このアンドゲート722の一方の入力端には極性判別回路24内の後段のフリップフロップ63の反転出力端子が、他方の入力端には同調検出回路4の出力端がそれぞれ接続されている。したがって、同調検出回路4の出力がローレベルの場合にはトライステートバッファ702の出力はハイインピーダンスになり、同調検出回路4の出力がハイレベルの場合にはトライステートバッファ702の出力はフリップフロップ63の反転出力端子の信号論理に従って動作する。
【0062】
オペアンプ704は、上述した2つのトライステートバッファ700、702の各出力を各入力端子に入力し、これらの差分を所定の増幅度で増幅するとともに所定の平滑動作を行って高周波成分を除去し、制御信号を生成する。また、オペアンプ704の非反転入力端子および反転入力端子には、それぞれ抵抗724、725を介してPLL制御回路3の出力端子が接続されている。以上により、同調回路1に所望の同調周波数が設定されていない場合には、オペアンプ704はPLL制御回路3の出力に応じた制御信号を出力し、同調回路1に所望の同調周波数が設定された後は、オペアンプ704は極性判別回路24の出力に応じた制御信号を出力する。
【0063】
上述した差動増幅器は、オペアンプ704の他に、オペアンプ704の反転入力端子と出力端子との間に挿入された帰還抵抗712およびこの帰還抵抗712に並列接続されたキャパシタ714と、トライステートバッファ702から出力される信号の電圧レベルを分圧することによりオペアンプ704の2入力間の調整を行うためにオペアンプ704の非反転入力端子とアースとの間に挿入された抵抗716およびこの抵抗716に並列接続されたキャパシタ718と、オペアンプ704の反転入力端子とアースとの間に挿入されたキャパシタ720とを含んで構成されている。また、オペアンプ704の非反転入力端子にはPLL制御回路3の出力端子が抵抗を介して接続されている。
【0064】
例えば、同調検出回路4の出力がローレベルの場合、すなわち同調回路1に所望の同調周波数が設定されていない場合には、オペアンプ704はPLL制御回路3の出力に応じた信号を出力し、同調回路1に対してPLL制御を行う。一方、同調回路1の出力がハイレベルになると、PLL制御回路3は一定レベルの信号を出力し、オペアンプ704はフリップフロップ63の論理に従って動作する。これにより、同調回路1は同調周波数が入力信号の周波数に一致するような制御を行う。
【0065】
次に、同調回路1に所望の同調周波数が設定された後の周波数制御回路2と同調回路1の動作についてタイミング図を用いて説明する。
【0066】
〔C−1.入力信号の周波数より同調周波数が高い場合〕
図8は、同調回路1に入力される信号の周波数に比べて同調回路1の同調周波数の方が高い場合のタイミング図であり、周波数制御回路2内の各構成の入出力タイミングが示されている。同図(A)〜(N)は図7の回路図において示した符号A〜Nに対応している。また、同図(I)〜(N)に含まれる斜線領域は不確定部分に対応しており、実際には同図に示した各構成の入出力波形より前のタイミングで入出力される波形の状態に応じてその状態が決定される。
【0067】
同調回路1の入力信号の周波数より同調周波数の方が高い場合には、2つの移相回路110C、130Cを合わせた位相シフト量の合計が360°より小さくなるため、ある時点での同調回路1に入出力される2つの信号を観察すると、図8(A)、(B)に示すような位相関係となる。
【0068】
同期整流回路21内の電圧比較器32は、同調回路1の出力信号の電圧レベルが0Vより低いときにはHレベル、0Vより高いときにはLレベルの信号を出力する。したがって、電圧比較器32からは、図8(C)に示すように同調出力と同じ周波数および位相を有し、同調出力の電圧レベルが正極性のときにLレベル、反対に同調出力の電圧レベルが負極性のときにHレベルとなる矩形波が出力される。
【0069】
なお、電圧比較器32は、上述した出力の他に、その論理を反転した信号を反転出力端子から出力しており、図8(D)にはその波形が示されている。
【0070】
レベルシフタ34は、図8(C)に示す電圧比較器32の出力に対して論理の反転を行って、図8(E)に示すように、絶対値が等しい正極性および負極性の電圧状態を有する矩形波を出力する。
【0071】
アナログスイッチ30は、このレベルシフタ34から出力される矩形波の電圧レベルに応じてスイッチのオンオフ動作を行う。同調回路1の同調周波数の方が入力信号の周波数よりも高い場合には、図8(F)に示すように、完全な半波整流波形よりもわずかに前方にずれた波形、すなわち同調出力の上半分を取り出すよりタイミングよりもわずかに早いタイミングで取り出した波形がアナログスイッチ30から出力される。
【0072】
電圧比較器50は、このアナログスイッチ30の出力の電圧レベルが0Vより低くなったときだけLレベルになり、それ以外はHレベルのパルス列を出力する。したがって、アナログスイッチ30から出力される同期整流出力が半波整流波形よりわずかに前方にずれている場合には、図8(G)に示すように、この前方のずれに対応するタイミングで電圧比較器50の出力がLレベルになる。
【0073】
なお、電圧比較器50は、上述した出力の他に、その論理を反転した信号を反転出力端子から出力しており、図8(H)にはその波形が示されている。
【0074】
極性判別回路24内の前段のフリップフロップ62は、電圧比較器50の出力がLレベルからHレベルに立ち上がるタイミングで(正確には電圧比較器50の出力を2つのインバータ回路60、61を通した後の信号が立ち上がるタイミングで)、同期整流回路21内の電圧比較器32の反転出力端子から出力される信号の論理を取り込んで保持する。図8(G)および(D)に示すように、電圧比較器50から出力される信号が立ち上がる際には、電圧比較器32の反転出力端子から出力される信号がHレベルとなっているため、図8(I)に示すように、この論理Hが前段のフリップフロップ62によって保持される。
【0075】
また、後段のフリップフロップ63は、前段のフリップフロップ62の出力を次に電圧比較器50の出力がLレベルからHレベルに立ち上がるタイミングで取り込んで保持し、図8(J)に示すように出力端子Qから論理Hの信号を出力する。なお、フリップフロップ63の反転出力端子からは、図8(K)に示すように、この論理Hを反転した論理Lの信号が出力される。
【0076】
このように、同調回路1の入力信号の周波数より同調周波数の方が高い場合には、後段のフリップフロップ63の出力端子Qから論理Hの信号が出力され、反転出力端子からは論理Lの信号が出力され、トライステートバッファ700はバッファとして動作し、トライステートバッファ702の出力はハイインピーダンスになる。
【0077】
なお、トライステートバッファ702の出力端は抵抗708および716を介して接地されているため、この出力端の電位は図8(M)に示すように0Vとなる。
【0078】
ところで、トライステートバッファ700は、入力端子に電圧比較器50の反転出力端が、出力端子に抵抗710を介してオペアンプ704の反転入力端子が接続されている。このため、制御端子に論理Hの信号が入力されてトライステートバッファ700が単なるバッファとして動作すると、電圧比較器50の反転出力端から出力される信号が抵抗710を介してオペアンプ704の反転入力端子に入力される。
【0079】
このようにしてオペアンプ704の反転入力端子に正極性のパルスが入力されると、このパルス入力に対応してオペアンプ704の出力端子の電圧が下がる。ところで、実際にはオペアンプ704の反転入力端子とアースとの間にはキャパシタ720が、オペアンプ704の出力端子と反転入力端子との間にはキャパシタ714がそれぞれ接続されており、出力電圧が平滑化されるため、図8(N)に示すように、オペアンプ704を含む差動増幅器は、トライステートバッファ700を介して入力される信号のパルス幅に対応する分だけ出力電圧、すなわち制御電圧がなだらかに低下する。
【0080】
このようにして、同調回路1にフィードバックされる制御電圧が低くなって同調回路1の同調周波数を低い方に変化させる。このような制御は、同調回路1の入力信号の周波数と同調周波数のずれがなくなるまで繰り返され、所定時間経過後に同調周波数が入力信号の周波数に一致する。
【0081】
〔C−2.入力信号の周波数より同調周波数の方が低い場合〕
図9は、同調回路1に入力される信号の周波数に比べて同調回路1の同調周波数が低い場合のタイミング図であり、周波数制御回路2内の各構成の入出力タイミングが示されている。図8と同様に、図9(A)〜(N)は図7の回路図において示した符号A〜Nに対応している。
【0082】
同調回路1の入力信号の周波数より同調周波数の方が低い場合には、2つの移相回路110C、130Cを合わせた位相シフト量の合計が360°より大きくなるため、ある時点での同調回路1に入出力される2つの信号を観察すると、図9(A)、(B)に示すような位相関係となる。
【0083】
同期整流回路21内の電圧比較器32からは同調回路1の同調出力に同期した信号(図9(C))が出力され、レベルシフタ34ではこの信号を反転増幅すると同時に所定のレベルシフトを行う(図9(E))。アナログスイッチ30はレベルシフタ34の出力信号の電圧レベルが正極性のときだけ同調回路1の入力信号を通過させるため、図9(F)に示す出力波形となる。
【0084】
したがって、パルス変換回路23内の電圧比較器50からは、図9(F)に示す出力波形において電圧レベルが負極性となるタイミングで0Vに、それ以外のタイミングでは所定の正電圧を有するパルス列が出力される(図9(G))。
【0085】
ところで、極性判別回路24内のフリップフロップ62は、このパルス列の立ち上がりに同期して、同期整流回路21内の電圧比較器32の反転出力端子から出力される信号(図9(D))を取り込んで保持するが、上述した矩形波の立ち上がりのタイミングと図9(D)に示した電圧比較器32の出力の立ち下がりのタイミングとはほぼ同時であるため、このままではフリップフロップ62の入力データが確定する前にデータの取り込みを行うおそれがある。インバータ回路60、61は、このような不都合を回避するために挿入された遅延回路であり、データの取り込みタイミングを所定時間遅延することにより、入力データが確定する前にデータを取り込むことを防止している。
【0086】
なお、図7に示す構成では2つのインバータ回路60、61を用いて遅延回路を構成しているが、4つ以上のインバータ回路や論理を反転しない複数のバッファを用いる場合等、遅延回路を実現する手法については種々のものが考えられる。
【0087】
このようにして、極性判別回路24内の2つのフリップフロップ62、63のそれぞれは、同期整流回路21内の電圧比較器32の反転出力端子から出力される信号の0V部分(論理Lに相当する)を取り込むため、後段のフリップフロップ63の出力端子Qとその反転出力端子からは図9(J)、(K)に示すように論理Lおよび論理Hの信号がそれぞれ出力される。
【0088】
このフリップフロップ63の各出力信号は、図8に示した場合、すなわち入力信号の周波数よりも同調周波数の方が高い場合と比べると、反対の論理状態を有しており、電圧合成回路25内のトライステートバッファ702のみがバッファとして動作する(図9(L)、(M))。したがって、オペアンプ704を含んで構成される差動増幅器の非反転入力端子に所定のパルス幅を有する正極性のパルスが入力され、この差動増幅器から同調回路1に向けて出力される制御電圧がなだらかに上昇して(図9(N))、同調回路1の同調周波数を高い方に変化させる。このような制御は、同調回路1の入力信号の周波数と同調周波数のずれがなくなくまで繰り返され、所定時間経過後に同調周波数が入力信号の周波数に一致する。
【0089】
このように、図7に詳細を示す周波数制御回路2は、同調回路1の入出力信号間の位相差がなくなるように制御を行うため、同調周波数が常に入力信号の周波数に追従して一致するようになる。したがって、例えばスーパーヘテロダイン方式の受信機に用いた場合においては、入力される放送波等のキャリアの周波数に容易に同調周波数を一致させることができる。
【0090】
また、周波数制御回路2により同調周波数の制御を行う際は、同調回路1内部の帰還ループのループゲインが1未満になるように制御するため、同調回路1が発振するおそれはなく、安定した同調動作が行われる。
【0091】
また、本実施形態の同調機構を実現する同調回路1および周波数制御回路2は、フリップフロップ等の各種のデジタル回路やオペアンプ、キャパシタ、抵抗によって構成されており、いずれの素子も半導体基板上に形成することができることから、同調機構全体あるいは同調機構やその周辺回路を含む全体を半導体基板上に集積化することができる。
【0092】
特に、同調機構全体を集積化した場合には、製造したチップ毎に回路定数に大きなばらつきが生じて周波数特性が一定しないことが考えられるが、このような場合であっても本実施形態の同調機構によれば、同調周波数の設定時にはPLL制御により、周波数設定後は所定周波数を有する入力信号に追随するように同調回路1の同調周波数が変化するため、同調特性のばらつきが実際の同調特性に影響することはなく、常に安定した特性が得られる。
【0093】
また、同調機構全体を集積化した場合には、使用時の温度変化に伴って抵抗等の各種の素子定数が変化することも考えられるが、本実施形態の同調制御方式では常に入力信号の周波数に一致するような制御を行っているため、各種の素子定数が変化した場合であっても適度なフィードバックがかかり、同調周波数の変動を抑制できる。
【0094】
なお、図7に示した周波数制御回路2内の電圧合成回路25は、トライステートバッファを含んで構成されているが、トライステートバッファ以外の素子、例えばノアゲート等の論理素子やアナログスイッチを用いて構成することもできる。
【0095】
〔第2の実施形態〕
図10は、同調機構の第2の実施形態の構成を示す回路図である。同図に示す同調機構は、図7と同様の構成を有する同調回路1、同調検出回路4、同期整流回路21、パルス変換回路23および極性判別回路24を含んでいる。
【0096】
パルス変換回路23内部の電圧比較器50の出力端子には、図7と同様にトライステートバッファ700、702が接続され、これらトライステートバッファ700、702にはそれぞれトライステートバッファ801、802がさらに接続されている。これらトライステートバッファ801、802は同調検出回路4からの検出信号によって制御される。また、トライステートバッファ700、702の出力端子にはそれぞれプルダウン抵抗803、804が接続されている。
【0097】
一方、PLL制御回路3は、発振器31、位相比較器32、チャージポンプ33およびローパスフィルタ34の他に、トライステートバッファ35、36を含んで構成されている。トライステートバッファ35、36は同様に同調検出回路4からの検出信号によって制御される。
【0098】
トライステートバッファ35、801の出力は互いに接続されてチャージポンプ33の一方の入力端子に入力され、同様にトライステートバッファ36、802の出力は互いに接続されてチャージポンプ33の他方の入力端子に入力される。
【0099】
位相比較器32は2つの出力端子X、Yを備えており、各出力端子X、Yからは、互いに位相の異なるパルス信号が出力される。例えば、同調回路1の出力信号と発振器31から出力される信号の周波数が等しい場合には、位相比較器32の2つの出力端X、Yからは周期およびパルス幅が等しいパルスが交互に出力され、チャージポンプ33に内蔵されたコンデンサに対する充電量と放電量が等しくなり、チャージポンプ33の出力電圧の平均レベルは所定の値に維持される。これに対し、位相比較器32の2入力の周波数が異なる場合には、位相比較器32の2つの出力端X、Yのそれぞれから出力されるパルス列のパルス幅に差が生じるため、チャージポンプ33に内蔵されたコンデンサに対する充放電のバランスがくずれて充電過多あるいは放電過多の状態となり、チャージポンプ33の出力電圧の平均レベルが一方向に変化する。
【0100】
一方、トライステートバッファ700、702は、極性判別回路24内の後段のフリップフロップ63の出力端子の論理に従って動作しており、一方のトライステートバッファからパルスが出力されているときには、他方のトライステートバッファの出力はハイインピーダンス状態になる。すなわち、同調回路1の入出力信号の位相のずれ方向に応じていずれか一方のトライステートバッファからのみパルスが出力される。
【0101】
このように、位相比較器32と、トライステートバッファ700、702からは、機能的に等しい信号が出力されるため、図10に示す同調機構では、位相比較器32の出力とトライステートバッファ700、702の出力とを、トライステートバッファ35、36、800、801を介してチャージポンプ33に入力することにより、回路の簡素化を図っている。
【0102】
次に、図10に示す同調機構の動作を説明する。同調機構を起動させた直後、あるいは同調周波数を切り換えた直後は、同調検出回路4から出力される検出信号はローレベルになり、トライステートバッファ801、802の出力はハイインピーダンスになるとともに、トライステートバッファ35、36はバッファとして動作し、位相比較器32の出力はトライステートバッファ35、36を介してチャージポンプ33に供給される。チャージポンプ33の出力はローパスフィルタ34を介して同調回路1にフィードバックされる。また、このとき、同調回路1内部の帰還ループのループゲインは同調検出回路4からの検出信号によって1以上に設定されるため、同調回路1は所望の発振周波数で発振するようにPLL制御回路3によってPLL制御される。
【0103】
同調回路1が所望の周波数で安定して発振するようになると、同調検出回路4の出力が反転してハイレベルになり、トライステートバッファ35、36の出力がハイインピーダンスになるとともに、トライステートバッファ801、802がバッファとして動作する。したがって、パルス変換回路23の出力はチャージポンプ33およびローパスフィルタ34を介して同調回路1にフィードバックされる。また、入力切換回路5が切り換わって同調回路1に入力信号が入力され、同調回路1は入力信号の中に含まれる所定の周波数成分のみを抽出する同調動作を行う。
【0104】
なお、図10に示した回路図において、トライステートバッファ801、802を設ける代わりに、図7と同様に、トライステートバッファ700、702の各制御端子にアンドゲートを接続し、同調検出回路4の出力に応じてトライステートバッファ700、702の出力を切り換えてもよい。
【0105】
〔同調回路の第1の変形例〕
図2に示す同調回路1は、CR回路を含む移相回路110C、130Cを縦続接続しているが、CR回路をLR回路に置き換えることも可能である。
【0106】
図11に示す移相回路110Lは、図2に示した移相回路110C内のキャパシタ114と可変抵抗116からなるCR回路を、可変抵抗116とインダクタ117からなるLR回路に置き換えた構成を有している。また、図12に示す移相回路130Lは、図2に示した移相回路130C内のキャパシタ134と抵抗136からなるCR回路を、抵抗136とインダクタ137からなるLR回路に置き換えた構成を有している。
【0107】
図11に示す移相回路110Lは図2に示した前段の移相回路110Cと等価であり、図12に示す移相回路130Lは図2に示す後段の移相回路130Cと等価であるため、図2に示した2つの移相回路110C、130Cの少なくとも一方を、図11あるいは図12に示す移相回路110L、130Lに置き換えることができる。
【0108】
ところで、同調回路1の内部に、移相回路110Cを含む場合と、移相回路110Lを含む場合では、同調周波数の制御方向が反対になるため、単に移相回路110Cを移相回路110Lに置き換えただけでは、同調周波数は安定しない。したがって、移相回路110Cを移相回路110Lに置き換える場合には、図1に示す位相比較器32の入力端A、Bと同調回路1および発振器31との接続を逆にするか、あるいは位相比較器32の出力端X、Yとチャージポンプ33との接続を逆にする必要がある。
【0109】
〔同調回路の第2の変形例〕
図13は、同調回路の第2の変形例を示す回路図である。同図に示す同調回路1Aに含まれる前段の移相回路210Cは、内部に分圧回路を含んでいない代わりに、抵抗118′の抵抗値よりも抵抗120′の抵抗値を大きく設定することにより、移相回路210Cの利得を1より大きくしている。
【0110】
同様に、後段の移相回路230Cは、内部に分圧回路を含んでいない代わりに、抵抗138′の抵抗値よりも抵抗140′の抵抗値を大きく設定することにより、移相回路230Cの利得を1より大きくしている。
【0111】
抵抗119および139は、移相回路210Cおよび230Cの利得の変動を抑えるために設けられており、抵抗119および139の抵抗値Rは、R=mr/(m−1)の関係を満たすように設定するのが望ましい。ただし、rは抵抗118′および138′の抵抗値、mrは抵抗120′および140′の抵抗値である。なお、抵抗119および抵抗139の一方端はグランドレベル以外の固定電位に接続してもよい。
【0112】
なお、図13に示す同調回路1Aは、移相回路内にCR回路を含む例を示しているが、CR回路をLR回路に置き換えることも可能である。例えば、図14に示す移相回路210Lは図13に示した前段の移相回路210Cと等価であり、移相回路210Cとの置き換えが可能である。同様に、図15に示す移相回路230Lは図13に示した後段の移相回路230Cと等価であり、移相回路130Cとの置き換えが可能である。
【0113】
〔同調回路の第3の変形例〕
図16は同調回路の第3の変形例を示す回路図である。同図に示す同調回路1Bの基本的な構成は図2に示した同調回路1と同じであり、前段の移相回路110Cのさらに前段にトランジスタによるホロワ回路50を挿入した点で図2に示す同調回路1と相違している。なお、図16に示すホロワ回路50は、いわゆるソースホロワ回路で構成されているが、エミッタホロワ回路で構成してもよい。
【0114】
このように、前段の移相回路110C等のさらに前段にトランジスタによるホロワ回路を縦続接続すれば、図2に示した同調回路1等と比較して、帰還抵抗170や入力抵抗174の抵抗値を大きくすることができる。特に、同調回路全体を半導体基板上に集積化するような場合には、帰還抵抗170等の抵抗値を小さくしようとすると素子の占有面積を大きくしなければならないため、ある程度抵抗値が大きい方が望ましい。したがって、集積化する場合などは、図16に示すようなホロワ回路50を接続するのが有効である。
【0115】
〔同調回路の第4の変形例〕
図17は同調回路の第4の変形例を示す回路図である。同図に示す同調回路1Cは、図2に示した移相回路110Cから抵抗121および123を除いた構成を有する移相回路310Cと、移相回路130Cから抵抗141および143を除いた構成を有する移相回路330Cと、非反転回路150とを縦続接続したものである。
【0116】
非反転回路150は、オペアンプ152と抵抗154および156によって構成されており、2つの抵抗154、156の抵抗比に応じた所定の利得を有している。したがって、帰還ループを形成した際の損失をこの利得で補うことができ、帰還ループのループゲインを容易に1以上に設定することができる。また、非反転回路150に電力増幅段としての機能を持たせることもできる。
【0117】
なお、図17に示した非反転回路150は、図13に示した同調回路1Aの帰還ループの一部に接続することも可能である。
【0118】
〔同調回路の第5の変形例〕
図18は同調回路の第5の変形例を示す回路図である。同図に示す同調回路1Dは、図17に示した後段の移相回路330Cの代わりに移相回路310C′を接続し、非反転回路150の代わりに位相反転回路180を接続したものである。移相回路310C′は、可変抵抗116の代わりに抵抗値が固定の抵抗115が接続されている他は、前段の移相回路310Cと同じ構成を有している。
【0119】
位相反転回路180によって信号が反転するため、2つの移相回路310Cおよび310C′を合わせた位相シフト量が180°となる周波数において、帰還ループ全体での位相シフト量は360°となり、この周波数で所定の同調動作が行われる。
【0120】
一方、図19は、移相回路310Cおよび310C′の代わりに、移相回路330C′および330Cと、位相反転回路180とを縦続接続した同調回路1Eの構成を示す回路図である。同調回路1Eも、同調回路1Dと同様に、2つの移相回路330C′および330Cと位相反転回路180を合わせた位相シフト量の合計は所定の周波数において360°となり、この周波数で所定の同調動作が行われる。
【0121】
〔同調回路の第6の変形例〕
図20は、同調回路の第6の変形例を示す回路図である。同図に示す同調回路1Fは、2つの移相回路410C、430Cと、非反転回路450と、非反転回路450の出力側に接続された分圧回路160と、帰還抵抗470と、入力抵抗474とを含んで構成されている。帰還抵抗470は0Ωから有限の抵抗値を有している。また、帰還抵抗470と直列に接続されたキャパシタ472は直流電流を阻止するためのものである。
【0122】
図20に示す前段の移相回路410Cは、ゲートが移相回路410Cの入力端に接続されたFET412と、このFET412のソース・ドレイン間に直列に接続されたキャパシタ414および可変抵抗416により構成されるCR回路と、FET412のドレインと正電源との間に接続された抵抗418と、FET412のソースとアースとの間に接続された抵抗420とを含んで構成されている。なお、移相回路410C内の抵抗426はFET412に適切なバイアス電圧を印加するためのものである。また、FET412および後述するFET432は、少なくとも一方をバイポーラトランジスタに置き換えてもよい。
【0123】
可変抵抗416は、外部からの制御電圧に応じて抵抗値が変更可能であり、例えばFETのチャネル抵抗を用いて形成され、制御端子194を介して外部から供給される制御電圧をゲートに印加することにより抵抗値が設定される。
【0124】
ここで、上述したFET412のソースおよびドレインに接続された2つの抵抗418、420の抵抗値はほぼ等しく設定されており、ゲートに印加される入力電圧の交流成分に着目すると、位相が一致した信号がFET412のソースから出力され、位相が反転するとともにソースから出力される信号と振幅が等しい信号がFET412のドレインから出力される。このソースおよびドレインに現れる交流電圧の振幅をともにEi とする。
【0125】
可変抵抗416の両端電圧をVR1、キャパシタ414の両端電圧をVC1、キャパシタ414と可変抵抗416の接続点とグランドレベルとの電位差を出力電圧Eo とすると、これらの関係は図21のベクトル図で表され、出力信号の振幅は周波数に関係なく一定であって、位相シフト量は図21に示すφ3 で表される。
【0126】
一方、図20に示す後段の移相回路430Cは、ゲートが移相回路430Cの入力端に接続されたFET432と、このFET432のソース・ドレイン間に直列に接続された抵抗436およびキャパシタ434と、FET432のドレインと正電源との間に接続された抵抗438と、FET432のソースとアースとの間に接続された抵抗440とを含んで構成されている。なお、移相回路430C内の抵抗446はFET432に適切なバイアス電圧を印加するためのものであり、移相回路430Cと410Cの間に挿入されたキャパシタ448は直流電流阻止用である。
【0127】
この移相回路430Cの基本的な構成は前段の移相回路410Cと同じであり、抵抗436とキャパシタ434からなるCR回路の接続を前段の移相回路410C内のキャパシタ414と可変抵抗416からなるCR回路の接続と反対にした点が異なっている。
【0128】
移相回路430Cの出力電圧Eo とキャパシタ434の両端電圧VC2および抵抗436の両端電圧VR2との関係は図22のベクトル図で表され、出力信号の振幅は周波数に関係なく一定であって、位相シフト量は図22に示すφ4 で表される。
【0129】
このようにして、2つの移相回路410C、430Cのそれぞれにおいて位相が所定量シフトされ、2つの移相回路を合わせた位相シフト量の合計は所定の周波数において360°になる。
【0130】
また、非反転回路450は、ドレインと正電源との間に抵抗454が、ソースとアースとの間に抵抗456がそれぞれ接続されたFET452と、ベースがFET452のドレインに接続されているとともにコレクタが抵抗460を介してソースに接続されたトランジスタ458と、FET452に適切なバイアス電圧を印加するための抵抗462とを含んで構成されている。
【0131】
非反転回路450の増幅度は、上述した抵抗454、456、460の各抵抗値によって決まり、これら各抵抗の抵抗値を調整することにより、図20に示した2つの移相回路410C、430Cおよび抵抗470を含んで形成される帰還ループのループゲインを調整できる。
【0132】
なお、図20に示した同調回路1Fは、2つの移相回路をともにCR回路を含んで構成したが、少なくとも一方の移相回路をLR回路を含む移相回路に置き換えることもできる。
【0133】
図23および図24は、LR回路を含む移相回路410L、430Lの構成を示す回路図である。図20に示した2つの移相回路410C、430Cの少なくとも一方を移相回路410L、430Lに置き換えることができる。
【0134】
〔同調回路の第7の変形例〕
図25は、同調回路の第7の変形例を示す回路図である。同図に示す同調回路1Gは、図20に示した前段の移相回路410Cと、移相回路410C内の可変抵抗416の抵抗値を固定にした移相回路410C′と、位相反転回路480とを縦続接続し、位相反転回路480の出力を抵抗470を介して前段の移相回路410Cの入力側に帰還させている。
【0135】
位相反転回路480によって信号が反転するため、2つの移相回路410Cおよび410C′を合わせた位相シフト量が180°となる周波数において、帰還ループ全体での位相シフト量は360°となり、この周波数で所定の同調動作が行われる。
【0136】
図26は、移相回路410Cの代わりに移相回路430C′、430Cを縦続接続し、その後段に位相反転回路480を接続した同調回路1Hの構成を示す回路図である。同調回路1Hも、同調回路1Gと同様に、2つの移相回路430C′、430Cと位相反転回路480を合わせた位相シフト量の合計が所定の周波数において360°となり、この周波数で所定の同調動作が行われる。
【0137】
〔同調回路の第8の変形例〕
図27は、同調回路の第8の変形例を示す回路図である。同図に示す同調回路1Jは、入力される交流信号の位相を変えずに出力する非反転回路550と、所定の周波数において合計で360°の位相シフトを行う2つの移相回路510C、530Cと、帰還抵抗570とを含んで構成されている。
【0138】
非反転回路550は、バッファ回路として機能するものであり、例えばエミッタホロワ回路やソースホロワ回路等により構成されている。なお、直接接続した場合の損失等を最小限に抑えるように帰還抵抗570等の各素子の素子定数を選定した場合には、この非反転回路550を省略して同調回路1Jを構成してもよい。
【0139】
図27に示す前段の移相回路510Cは、2入力の差分電圧を所定の増幅度で増幅して出力する差動増幅器512と、入力された交流信号の位相を所定量シフトさせて差動増幅器512の非反転入力端子に入力するキャパシタ514および可変抵抗516と、入力された交流信号の位相を変えずにその電圧レベルを約1/2に分圧して差動増幅器512の反転入力端子に入力する抵抗518および520とを含んで構成されている。
【0140】
可変抵抗516は、外部からの制御電圧に応じて抵抗値が変更可能であり、例えばFETのチャネル抵抗を用いて形成され、制御端子194を介して外部から供給される制御電圧をゲートに印加することにより抵抗値が設定される。
【0141】
図28は、図27に示す移相回路510Cの入出力電圧とキャパシタ等に現れる電圧との関係を示すベクトル図である。
【0142】
同図に示すように、可変抵抗516の両端に現れる電圧VR1とキャパシタ514の両端に現れる電圧VC1は互いに位相が90°ずれており、これらをベクトル的に加算したものが移相回路510Cの入力電圧Ei に相当する。したがって、入力電圧Ei の振幅が一定で周波数のみが変化した場合には、図28に示す半円の円周に沿って可変抵抗516の両端電圧VR1とキャパシタ514の両端電圧VC1とが変化する。
【0143】
また、差動増幅器512の非反転入力端子に印加される電圧(可変抵抗516の両端電圧VR1)から反転入力端子に印加される電圧(抵抗520の両端電圧Ei /2)をベクトル的に減算したものが差分電圧Eo ′となり、この差分電圧Eo ′を所定の増幅度で増幅したものが差動増幅器512の出力電圧Eo となる。
【0144】
また、図28から明らかなように、電圧VC1と電圧VR1とは円周上で直角に交わるため、入力電圧Ei と電圧VC1との位相差は、周波数ωが0から∞まで変化するに従って、入力電圧Ei を基準として時計回り方向(位相遅れ方向)に180°から270°まで変化する。そして、移相回路510C全体の位相シフト量φ5 は、周波数に応じて180°から360°まで変化する。
【0145】
一方、図27に示す後段の移相回路530Cは、2入力の差分電圧を所定の増幅度で増幅して出力する差動増幅器532と、入力された交流信号の位相を所定量シフトさせて差動増幅器532の非反転入力端子に入力するキャパシタ534および抵抗536と、入力された交流信号の位相を変えずにその電圧レベルを約1/2に分圧して差動増幅器512の反転入力端子に入力する抵抗538および540とを含んで構成されている。
【0146】
図29は、図27に示した移相回路530Cの入出力電圧とキャパシタ等に現れる電圧との関係を示すベクトル図である。
【0147】
同図に示すように、キャパシタ534の両端に現れる電圧VC2と抵抗536の両端に現れる電圧VR2は、互いに位相が90°ずれており、これらをベクトル的に加算したものが入力電圧Ei となる。したがって、入力信号の振幅が一定で周波数のみが変化した場合には、図29に示す半円の円周に沿ってキャパシタ534の両端電圧VC2と抵抗536の両端電圧VR2とが変化する。
【0148】
また、差動増幅器532の非反転入力端子に印加される電圧(キャパシタ534の両端電圧VC2)から反転入力端子に印加される電圧(抵抗540の両端電圧Ei /2)をベクトル的に減算したものが差分電圧Eo ′となり、この差分電圧Eo ′を所定の増幅度で増幅したものが差動増幅器532の出力電圧Eo となる。
【0149】
また、図29から明らかなように、電圧VR2と電圧VC2とは円周上で直角に交わるため、入力電圧Ei と電圧VR2との位相差は、周波数ωが0から∞まで変化するに従って0°から90°まで変化する。そして、移相回路530C全体の位相シフト量φ6 は周波数に応じて0°から180°まで変化する。
【0150】
このようにして、2つの移相回路510C、530Cのそれぞれにおいて位相が所定量シフトされ、2つの移相回路510C、530Cを合わせた位相シフト量の合計は所定の周波数において360°になる。
【0151】
また、上述した同調回路1Jは、2つの移相回路をともにCR回路を含んで構成したが、LR回路を含む移相回路に置き換えることもできる。
【0152】
図30および図31は、LR回路を含む移相回路の構成を示す回路図である。図30に示す移相回路510Lは、図27に示した移相回路510C内のキャパシタ514と可変抵抗516からなるCR回路を、可変抵抗516とインダクタ517からなるLR回路に置き換えた構成を有している。
【0153】
また、図31に示す移相回路530Lは、図27に示した移相回路530C内のキャパシタ534と抵抗536からなるCR回路を、抵抗536とインダクタ537からなるLR回路に置き換えた構成を有している。
【0154】
図30に示す移相回路510Lは図27に示した前段の移相回路510Cと等価であり、図31に示す移相回路530Lは図27に示した後段の移相回路530Cと等価であるため、図27に示した2つの移相回路510C、530Cの少なくとも一方を移相回路510L、530Lに置き換えることができる。
【0155】
〔同調回路の第9の変形例〕
図32は、同調回路の第9の変形例を示す回路図である。同図に示す同調回路1Kは、入力される交流信号の位相を反転して出力する位相反転回路580と、所定の周波数において合計で180°の位相シフトを行う2つの移相回路510C、510C′と、帰還抵抗570と、入力抵抗574とを含んで構成されている。
【0156】
2つの移相回路510C、510C′の入出力信号の位相関係は図28を用いて説明した通りであり、所定の周波数において、2つの移相回路510Cを合わせた位相シフト量の合計は180°となる。
【0157】
また、2つの移相回路510C、510C′の前段に接続された位相反転回路580は、入力される交流信号の位相を反転するものであり、例えば、エミッタ接地回路やソース接地回路あるいはオペアンプと抵抗を組み合わせた回路によって構成される。
【0158】
位相反転回路580によって信号が反転するため、2つの移相回路510Cおよび510C′を合わせた位相シフト量が180°となる周波数において、帰還ループ全体での位相シフト量は360°となり、この周波数で所定の同調動作が行われる。
【0159】
図33は、移相回路510C′、510Cの代わりに移相回路530C′、530Cを2段縦続接続した同調回路1Lの構成を示す回路図である。同調回路1Lも、同調回路1Kと同様に、2つの移相回路530C′、530Cと位相反転回路580を合わせた位相シフト量の合計が所定の周波数において360°となり、この周波数で所定の同調動作が行われる。
【0160】
ところで、上述した同調回路1C、1D、1E、1F、1G、1H、1J等は、非反転回路と2つの移相回路あるいは位相反転回路と2つの移相回路を含んで構成されており、接続された3つの回路の全体によって所定の周波数において合計の位相シフト量を360°にすることにより所定の同調動作を行うようになっている。したがって、位相シフト量だけに着目すると、2つの移相回路のどちらを前段に用いるか、あるいは上述した3つの回路をどのような順番で接続するかはある程度の自由度があり、必要に応じて接続順番を決めることができる。
【0161】
〔その他の実施形態〕
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。
【0162】
例えば、上述した同調回路1、1A、1B、1C、1D、1Eは、オペアンプを含む移相回路を用いて同調回路を構成することにより高い安定度を実現することができるが、同調回路を構成する場合にはオフセット電圧や電圧利得はそれほど高精度のものが要求されないため、所定のゲインを有する差動増幅器を各移相回路内のオペアンプの代わりに使用してもよい。
【0163】
図34は、オペアンプの構成の中で移相回路の動作に必要な部分を抽出した回路図であり、全体が所定のゲインを有する差動増幅器として動作する。同図に示す差動増幅器は、FETにより構成された差動入力段100と、この差動入力段100に定電流を与える定電流回路102と、定電流回路102に所定のバイアス電圧を与えるバイアス回路104と、差動入力段100に接続された出力アンプ106とによって構成されている。同図に示すように、実際のオペアンプに含まれている電圧利得を稼ぐための多段増幅回路を省略して、差動増幅器の構成を簡略化し、広帯域化を図ることができる。このように、回路の簡略化を行うことにより、動作周波数の上限を高くすることができるため、その分この差動増幅器を用いて構成した同調回路の出力周波数の上限を高くすることができる。
【0164】
また、上述した同調回路1等に含まれる移相回路10C等には可変抵抗16が含まれている。この可変抵抗16はさらに具体的には接合型あるいはMOS型の電界効果トランジスタ(FET)のチャネル抵抗を利用して実現することができる。FETのソース・ドレイン間に形成されるチャネルを抵抗体として利用して可変抵抗16の代わりに使用すると、ゲート電圧を可変に制御してこのチャネル抵抗をある範囲で任意に変化させて各移相回路における位相シフト量を変えることができる。
【0165】
また、可変抵抗を1つのFET、すなわちpチャネルあるいはnチャネルのFETによって構成する代わりに、pチャネルのFETとnチャネルのFETとを並列接続して1つの可変抵抗を構成し、各FETのゲートとサブストレート間に大きさが等しく極性が異なるゲート電圧を印加して抵抗値を可変してもよい。2つのFETを組み合わせて可変抵抗を構成すれば、FETの非線形領域の改善を行うことができるため、同調信号の歪みを軽減できる。
【0166】
また、上述した各実施形態において示した移相回路10C等は、キャパシタ14等と直列に接続された可変抵抗16等の抵抗値を変化させて位相シフト量を変化させることにより全体の同調周波数を変えるようにしたが、キャパシタ14等の静電容量を変化させることにより全体の同調周波数を変えるようにしてもよい。
【0167】
例えば、2つの移相回路の中の少なくとも一方に含まれるキャパシタ14等を可変容量素子に置き換えてこの静電容量を可変することにより、各移相回路による移相シフト量を変化させて同調周波数を変えることができる。さらに具体的には、上述した可変容量素子をアノード・カソード間に印加する逆バイアス電圧が変更可能な可変容量ダイオードによって、あるいはゲート電圧によってゲート容量が変更可能なFETによって形成することができる。
【0168】
なお、上述した可変容量素子に印加する逆バイアス電圧を可変するには、この可変容量素子と直列に直流電流阻止用のキャパシタを接続すればよい。
【0169】
また、上述した同調回路1等では、帰還インピーダンス素子として抵抗値が固定の帰還抵抗70を用い、入力インピーダンス素子として抵抗値が固定の入力抵抗74を用いるようにしたが、少なくとも一方の抵抗を可変抵抗により構成して、同調回路1等における同調帯域幅を可変するようにしてもよい。
【0170】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、同調回路への入力信号の入力を遮断して同調回路を発振させた状態で同調回路に対してPLL制御を行うため、所望の同調周波数を迅速かつ精度よく設定できるようになる。また、同調回路に所望の同調周波数が安定して設定された後は、同調回路のループゲインを所定値未満に設定して同調動作を行わせ、同調回路の入出力信号間の位相差に基づいて同調周波数を制御するため、同調周波数を入力信号の周波数に精度よく一致させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の同調制御方式を適用した同調機構の一実施形態のブロック図である。
【図2】図1に示した同調回路の詳細構成を示す回路図である。
【図3】図2に示した前段の移相回路の構成を抜き出して示した回路図である。
【図4】図3に示した移相回路の入出力電圧の大きさと位相の関係を示す図である。
【図5】図2に示した後段の移相回路の構成を抜き出して示した回路図である。
【図6】図5に示した移相回路の入出力電圧の大きさと位相の関係を示す図である。
【図7】周波数制御回路の詳細構成を示す回路図である。
【図8】同調回路への入力信号の周波数よりも同調周波数の方が高い場合のタイミング図である。
【図9】同調回路への入力信号の周波数よりも同調周波数の方が低い場合のタイミング図である。
【図10】同調機構の第2の実施形態の構成を示す回路図である。
【図11】LR回路を内部に含む移相回路の構成を示す回路図である。
【図12】LR回路を内部に含む移相回路の他の構成を示す回路図である。
【図13】同調回路の第2の変形例を示す回路図である。
【図14】LR回路を内部に含む移相回路の構成を示す回路図である。
【図15】LR回路を内部に含む移相回路の他の構成を示す回路図である。
【図16】同調回路の第3の変形例を示す回路図である。
【図17】同調回路の第4の変形例を示す回路図である。
【図18】位相反転回路を含む同調回路の構成を示す回路図である。
【図19】位相反転回路を含む同調回路の他の構成を示す回路図である。
【図20】同調回路の第6の変形例を示す回路図である。
【図21】図20に示す前段の移相回路の入出力電圧の大きさと位相の関係を示す図である。
【図22】図20に示す後段の移相回路の入出力電圧の大きさと位相の関係を示す図である。
【図23】LR回路を内部に含む移相回路の構成を示す回路図である。
【図24】LR回路を内部に含む移相回路の他の構成を示す回路図である。
【図25】同調回路の第7の変形例を示す回路図である。
【図26】位相反転回路を含む同調回路の構成を示す回路図である。
【図27】位相反転回路を含む同調回路の他の構成を示す回路図である。
【図28】図27に示す前段の移相回路の入出力電圧の大きさと位相の関係を示す図である。
【図29】図27に示す後段の移相回路の入出力電圧の大きさと位相の関係を示す図である。
【図30】LR回路を内部に含む移相回路の構成を示す回路図である。
【図31】LR回路を内部に含む移相回路の他の構成を示す回路図である。
【図32】位相反転回路を含む同調回路の構成を示す回路図である。
【図33】位相反転回路を含む同調回路の他の構成を示す回路図である。
【図34】オペアンプの構成の中で移相回路の動作に必要な部分を抽出した回路図である。
【符号の説明】
1 同調回路
2 周波数制御回路
3 PLL制御回路
4 同調検出回路
5 入力切換回路
6 制御信号切換回路[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a tuning control system that extracts only a desired frequency component.
[0002]
[Background Art and Problems to be Solved by the Invention]
Various tuning amplifiers using active elements and reactance elements have been proposed and put into practical use. For example, in a conventional tuning amplifier using LC resonance, the Q and gain depending on the LC circuit change when the tuning frequency is adjusted, and the tuning frequency and the gain at the tuning frequency change when the maximum attenuation is adjusted.
[0003]
As described above, in the conventional tuning amplifier, it is extremely difficult to adjust the tuning frequency, the gain at the tuning frequency, and the maximum attenuation amount without interfering with each other. Also, it has been difficult to form a tuning amplifier that can adjust the tuning frequency and the maximum attenuation amount by an integrated circuit.
[0004]
Even if components other than the inductor included in the tuning amplifier are formed on the semiconductor substrate, the element constants of the resistors and capacitors vary from production lot to production lot, making it difficult and practical to obtain the desired tuning frequency. There wasn't.
[0005]
The present invention was created in view of the above points, and its purpose is suitable for integration, and even when integrated, a tuning control system that can be easily adjusted to a desired tuning frequency. Is to provide.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problem, a tuning control system according to
[0007]
The tuning control system according to
[0008]
In the tuning control system according to the third aspect, the output of the PLL control circuit is input to the frequency control circuit, and when setting the tuning frequency of the tuning circuit, a signal corresponding to the output of the PLL control circuit is output from the frequency control circuit. The tuning circuit oscillates by this signal. On the other hand, after the tuning frequency of the tuning circuit is set, a signal corresponding to the phase difference between the input and output signals of the tuning circuit is output from the frequency control circuit, and the tuning circuit performs a tuning operation by this signal.
[0009]
The tuning control system according to claim 4 pays attention to the fact that the phase comparison result by the PLL control circuit coincides when the desired tuning frequency is stably set in the tuning circuit, and tunes based on the phase comparison result by the PLL control circuit. It is determined whether the tuning frequency of the circuit has been set.
[0010]
According to a fifth aspect of the present invention, the tuning control system includes two opening / closing means for passing or blocking a signal having a pulse width corresponding to the phase difference according to the polarity of the phase difference between the input and output of the tuning circuit. Then, when setting the tuning frequency of the tuning circuit, the tuning control circuit supplies a voltage according to the comparison result by the phase comparator to the charge pump to perform PLL control on the tuning circuit, thereby tuning the tuning circuit. After the frequency is set, the outputs of the two switching means are supplied to the charge pump so that the tuning frequency matches the frequency of the input signal to the tuning circuit.
[0011]
In the tuning control system according to the sixth aspect, two phase shift circuits each including a differential amplifier and a series circuit are connected in cascade to constitute a tuning circuit.
[0012]
In the tuning control system according to claim 7, a first resistor is connected between the inverting input terminal of the differential amplifier and the series circuit, and a second resistor is connected between the output terminal and the inverting input terminal of the differential amplifier. Connecting. The amplitude of the tuning signal can be adjusted by changing the resistance ratio of the first and second resistors.
[0013]
In the tuning control system according to the eighth aspect, the first voltage dividing circuit is connected to the output terminal of the differential amplifier, and the output of the subsequent phase shift circuit is fed back to the input side of the differential amplifier via the voltage dividing circuit. . By providing a voltage dividing circuit, a loop gain can be earned.
[0014]
In the tuning control system according to claim 9, a first resistor is provided between the inverting input terminal of the differential amplifier and the series circuit, and a second resistor is provided between the output terminal and the inverting input terminal of the differential amplifier. A third resistor connected to the inverting input terminal of the differential amplifier and grounded at the other end is provided. Since the third resistor is provided, the amplitude variation of the tuning output can be suppressed even if the resistance ratio between the first resistor and the second resistor is other than 1.
[0015]
In the tuning control system according to the tenth aspect, a potential difference between the potential of the output terminal of the voltage dividing circuit and the potential of the connection portion between the capacitor or the inductor and the resistor in the series circuit is amplified by the differential amplifier and outputted.
[0016]
In the tuning control system according to the eleventh aspect, a non-inverting circuit is inserted into a part of a feedback loop formed by two phase shift circuits connected in cascade. Even if a loss occurs by passing through the phase shift circuit, a gain can be gained by the non-inverting circuit.
[0017]
In the tuning control system according to the twelfth aspect, a phase inversion circuit is inserted into a part of a feedback loop formed by two cascaded phase shift circuits. Even if a loss occurs by passing through the phase shift circuit, a gain can be gained by the phase inversion circuit.
[0018]
In the tuning control system according to claim 13, a second voltage dividing circuit is connected to a part of a feedback loop formed by two phase shift circuits, and an AC signal input to the second voltage dividing circuit is used as a tuning signal. Output. The tuning signal can be amplified and output according to the voltage dividing ratio of the second voltage dividing circuit.
[0019]
The tuning control system according to
[0020]
In the tuning control system according to
[0021]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of a tuning control system of the present invention will be specifically described with reference to the drawings.
[0022]
[A. Overall configuration and operation of tuning mechanism]
The tuning control system of the present invention performs PLL control on the tuning circuit so as to set a desired tuning frequency in the tuning circuit, and after the desired tuning frequency is set in the tuning circuit, between the input and output of the tuning circuit. Control is performed to detect the phase difference and make the tuning frequency coincide with the frequency of the input signal.
[0023]
[First Embodiment]
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the first embodiment of the tuning mechanism. The tuning mechanism shown in FIG. 1 includes a
[0024]
As will be described later, the
[0025]
The
[0026]
Thus, both the
[0027]
Specifically, the
[0028]
The control signal generation circuit 22 includes a
[0029]
The
[0030]
FIG. 2 is a diagram illustrating an example of an
[0031]
The oscillator 300 amplifies a minute vibration generated in, for example, a crystal resonator and generates a 9 kHz reference signal fr. Further, the frequency divider 310 is configured by a programmable counter in which the frequency division ratio N can be arbitrarily set by, for example, external data input, and can continuously change the frequency division ratio N by one. Therefore, when the frequency division ratio N of the frequency divider 310 is changed, the voltage-controlled oscillator 308 outputs stepped reference frequency signals at 9 kHz intervals. If a voltage-controlled oscillator is used as the oscillator 300, the tuning frequency can be changed.
[0032]
The tuning detection circuit 4 performs PLL control and outputs a signal (detection signal) indicating whether or not the tuning frequency of the
[0033]
Next, the operation of the tuning mechanism shown in FIG. 1 will be described. Immediately after starting the tuning mechanism or immediately after switching the tuning frequency, since the desired tuning frequency is not set in the
[0034]
As described above, the
[0035]
When the
[0036]
[B. Detailed configuration and operation of tuning circuit]
FIG. 2 is a circuit diagram showing a detailed configuration of the
[0037]
Note that the
[0038]
FIG. 3 is a circuit diagram showing the configuration of the preceding
[0039]
Here, it is assumed that the resistance values of the
[0040]
FIG. 5 shows the configuration of the latter-stage
[0041]
Therefore, when the voltage across the
[0042]
In this way, the phase is shifted by a predetermined amount in each of the two
[0043]
Further, as shown in FIG. 2, a
[0044]
For example, when the detection signal from the tuning detection circuit 4 becomes high level, the resistance value of the
[0045]
On the other hand, when the detection signal from the tuning detection circuit 4 is at a low level, the resistance value of the
[0046]
Thus, the tuning mechanism shown in FIG. 1 oscillates the
[0047]
In addition, after a desired tuning frequency is set in the
[0048]
Further, the
[0049]
In the
[0050]
[C. Detailed configuration and operation of frequency control circuit]
Next, details of the
[0051]
The
[0052]
The output signal of the
[0053]
The
[0054]
The
[0055]
The
[0056]
The
[0057]
The
[0058]
The
[0059]
The
[0060]
One
[0061]
Similarly, the other
[0062]
The
[0063]
In addition to the
[0064]
For example, when the output of the tuning detection circuit 4 is at a low level, that is, when the desired tuning frequency is not set in the
[0065]
Next, operations of the
[0066]
[C-1. (When the tuning frequency is higher than the frequency of the input signal)
FIG. 8 is a timing chart in the case where the tuning frequency of the
[0067]
When the tuning frequency is higher than the frequency of the input signal of the
[0068]
The
[0069]
In addition to the above-described output, the
[0070]
The
[0071]
The
[0072]
The
[0073]
In addition to the output described above, the
[0074]
The flip-
[0075]
Further, the subsequent flip-
[0076]
As described above, when the tuning frequency is higher than the frequency of the input signal of the
[0077]
Since the output terminal of the
[0078]
By the way, in the
[0079]
In this way, when a positive pulse is input to the inverting input terminal of the
[0080]
In this way, the control voltage fed back to the
[0081]
[C-2. (When the tuning frequency is lower than the frequency of the input signal)
FIG. 9 is a timing chart in the case where the tuning frequency of the
[0082]
When the tuning frequency is lower than the frequency of the input signal of the
[0083]
The
[0084]
Therefore, the
[0085]
Incidentally, the flip-
[0086]
In the configuration shown in FIG. 7, the delay circuit is configured by using the two
[0087]
In this way, each of the two flip-
[0088]
Each output signal of the flip-
[0089]
As described above, the
[0090]
Further, when the tuning frequency is controlled by the
[0091]
In addition, the
[0092]
In particular, when the entire tuning mechanism is integrated, it is conceivable that the circuit constant varies greatly for each manufactured chip and the frequency characteristics are not constant. Even in such a case, the tuning of the present embodiment is also possible. According to the mechanism, the tuning frequency of the
[0093]
In addition, when the entire tuning mechanism is integrated, various element constants such as resistance may change as the temperature changes during use. However, in the tuning control method of this embodiment, the frequency of the input signal is always maintained. Therefore, even if various element constants change, appropriate feedback is applied, and fluctuations in the tuning frequency can be suppressed.
[0094]
Although the
[0095]
[Second Embodiment]
FIG. 10 is a circuit diagram showing the configuration of the second embodiment of the tuning mechanism. The tuning mechanism shown in the figure includes a
[0096]
The tristate buffers 700 and 702 are connected to the output terminal of the
[0097]
On the other hand, the
[0098]
The outputs of the tristate buffers 35 and 801 are connected to each other and input to one input terminal of the
[0099]
The
[0100]
On the other hand, the
[0101]
Thus, since the functionally equal signal is output from the
[0102]
Next, the operation of the tuning mechanism shown in FIG. 10 will be described. Immediately after starting the tuning mechanism or immediately after switching the tuning frequency, the detection signal output from the tuning detection circuit 4 becomes low level, the outputs of the
[0103]
When the
[0104]
In the circuit diagram shown in FIG. 10, instead of providing the
[0105]
[First Modification of Tuning Circuit]
In the
[0106]
A
[0107]
11 is equivalent to the previous
[0108]
By the way, when the
[0109]
[Second Modification of Tuning Circuit]
FIG. 13 is a circuit diagram showing a second modification of the tuning circuit. The preceding
[0110]
Similarly, the phase-shift circuit 230C in the subsequent stage does not include a voltage dividing circuit inside, but the gain of the phase-shift circuit 230C is set by setting the resistance value of the
[0111]
The
[0112]
Although the tuning circuit 1A shown in FIG. 13 shows an example in which a CR circuit is included in the phase shift circuit, the CR circuit can be replaced with an LR circuit. For example, the
[0113]
[Third Modification of Tuning Circuit]
FIG. 16 is a circuit diagram showing a third modification of the tuning circuit. The basic configuration of the tuning circuit 1B shown in FIG. 2 is the same as that of the
[0114]
As described above, if a transistor follower circuit is cascade-connected to the previous stage such as the
[0115]
[Fourth Modification of Tuning Circuit]
FIG. 17 is a circuit diagram showing a fourth modification of the tuning circuit. The tuning circuit 1C shown in the figure has a configuration in which the
[0116]
The
[0117]
Note that the
[0118]
[Fifth Modification of Tuning Circuit]
FIG. 18 is a circuit diagram showing a fifth modification of the tuning circuit. The tuning circuit 1D shown in the figure has a
[0119]
Since the signal is inverted by the
[0120]
On the other hand, FIG. 19 is a circuit diagram showing a configuration of a tuning circuit 1E in which
[0121]
[Sixth Modification of Tuning Circuit]
FIG. 20 is a circuit diagram showing a sixth modification of the tuning circuit. The tuning circuit 1F shown in the figure includes two
[0122]
A front-stage
[0123]
The resistance value of the
[0124]
Here, the resistance values of the two
[0125]
When the voltage across the
[0126]
On the other hand, a phase-
[0127]
The basic configuration of the
[0128]
The relationship between the output voltage Eo of the
[0129]
In this way, the phase is shifted by a predetermined amount in each of the two
[0130]
The
[0131]
The amplification degree of the
[0132]
Note that the tuning circuit 1F shown in FIG. 20 is configured so that both of the two phase shift circuits include a CR circuit, but at least one of the phase shift circuits may be replaced with a phase shift circuit including an LR circuit.
[0133]
23 and 24 are circuit diagrams showing configurations of
[0134]
[Seventh Modification of Tuning Circuit]
FIG. 25 is a circuit diagram showing a seventh modification of the tuning circuit. The
[0135]
Since the signal is inverted by the
[0136]
FIG. 26 is a circuit diagram showing a configuration of a
[0137]
[Eighth Modification of Tuning Circuit]
FIG. 27 is a circuit diagram showing an eighth modification of the tuning circuit. The tuning circuit 1J shown in the figure includes a
[0138]
The
[0139]
The phase-
[0140]
The resistance value of the
[0141]
FIG. 28 is a vector diagram showing the relationship between the input / output voltage of
[0142]
As shown in the figure, the voltage VR1 appearing across the
[0143]
Further, the voltage applied to the inverting input terminal (the voltage Ei / 2 across the resistor 520) is subtracted in vector from the voltage applied to the non-inverting input terminal of the differential amplifier 512 (the voltage VR1 across the variable resistor 516). The differential voltage Eo ′ becomes the differential voltage Eo ′, and the differential voltage Eo ′ amplified by a predetermined amplification becomes the
[0144]
In addition, as apparent from FIG. 28, the voltage VC1 and the voltage VR1 intersect at right angles on the circumference, so that the phase difference between the input voltage Ei and the voltage VC1 increases as the frequency ω changes from 0 to ∞. The voltage Ei changes from 180 ° to 270 ° in the clockwise direction (phase delay direction) with reference to the voltage Ei. The phase shift amount φ5 of the entire
[0145]
On the other hand, the latter-stage
[0146]
FIG. 29 is a vector diagram showing the relationship between the input / output voltage of
[0147]
As shown in the figure, the voltage VC2 appearing at both ends of the
[0148]
Also, the voltage applied to the inverting input terminal (voltage Ei / 2 across the resistor 540) subtracted in vector from the voltage applied to the non-inverting input terminal of the differential amplifier 532 (the voltage VC2 across the capacitor 534). Becomes the differential voltage Eo ′, and the differential voltage Eo ′ amplified by a predetermined amplification becomes the output voltage Eo of the
[0149]
As is clear from FIG. 29, since the voltage VR2 and the voltage VC2 intersect at right angles on the circumference, the phase difference between the input voltage Ei and the voltage VR2 is 0 ° as the frequency ω changes from 0 to ∞. From 90 to 90 degrees. Then, the phase shift amount φ6 of the entire
[0150]
In this way, the phase is shifted by a predetermined amount in each of the two
[0151]
In the tuning circuit 1J described above, the two phase shift circuits are both configured to include the CR circuit, but may be replaced with a phase shift circuit including the LR circuit.
[0152]
30 and 31 are circuit diagrams showing the configuration of the phase shift circuit including the LR circuit. A
[0153]
Further, the
[0154]
30 is equivalent to the preceding
[0155]
[Ninth Modification of Tuning Circuit]
FIG. 32 is a circuit diagram showing a ninth modification of the tuning circuit. The tuning circuit 1K shown in the figure includes a
[0156]
The phase relationship between the input / output signals of the two
[0157]
A
[0158]
Since the signal is inverted by the
[0159]
FIG. 33 is a circuit diagram showing a configuration of a tuning circuit 1L in which
[0160]
By the way, the above-described
[0161]
[Other Embodiments]
In addition, this invention is not limited to the said embodiment, A various deformation | transformation implementation is possible within the range of the summary of this invention.
[0162]
For example, the above-described
[0163]
FIG. 34 is a circuit diagram in which a portion necessary for the operation of the phase shift circuit is extracted from the configuration of the operational amplifier, and the whole operates as a differential amplifier having a predetermined gain. The differential amplifier shown in FIG. 1 includes a
[0164]
The phase shift circuit 10C included in the
[0165]
Also, instead of configuring the variable resistor by one FET, that is, a p-channel or n-channel FET, a p-channel FET and an n-channel FET are connected in parallel to form one variable resistor, and the gate of each FET The resistance value may be varied by applying a gate voltage having the same size and different polarity between the substrate and the substrate. If a variable resistor is configured by combining two FETs, the nonlinear region of the FET can be improved, and thus the distortion of the tuning signal can be reduced.
[0166]
Further, the phase shift circuit 10C and the like shown in each of the above-described embodiments change the overall tuning frequency by changing the phase shift amount by changing the resistance value of the variable resistor 16 and the like connected in series with the
[0167]
For example, by changing the capacitance by replacing the
[0168]
In order to vary the reverse bias voltage applied to the above-described variable capacitance element, a DC current blocking capacitor may be connected in series with the variable capacitance element.
[0169]
In the
[0170]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the present invention, the PLL circuit is controlled with the tuning circuit in a state where the input of the input signal to the tuning circuit is cut off and the tuning circuit is oscillated. It becomes possible to set quickly and accurately. After the desired tuning frequency is stably set in the tuning circuit, the tuning operation is performed by setting the loop gain of the tuning circuit to less than a predetermined value, and based on the phase difference between the input and output signals of the tuning circuit. Therefore, the tuning frequency can be accurately matched with the frequency of the input signal.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram of an embodiment of a tuning mechanism to which a tuning control system of the present invention is applied.
2 is a circuit diagram showing a detailed configuration of a tuning circuit shown in FIG. 1; FIG.
3 is a circuit diagram showing an extracted configuration of the previous phase shift circuit shown in FIG. 2; FIG.
4 is a diagram showing the relationship between the magnitude of input / output voltage and the phase of the phase shift circuit shown in FIG. 3;
5 is a circuit diagram showing an extracted configuration of a subsequent phase shift circuit shown in FIG. 2; FIG.
6 is a diagram showing the relationship between the magnitude of input / output voltage and the phase of the phase shift circuit shown in FIG. 5;
FIG. 7 is a circuit diagram showing a detailed configuration of a frequency control circuit.
FIG. 8 is a timing diagram when the tuning frequency is higher than the frequency of the input signal to the tuning circuit.
FIG. 9 is a timing diagram when the tuning frequency is lower than the frequency of the input signal to the tuning circuit.
FIG. 10 is a circuit diagram showing a configuration of a second embodiment of a tuning mechanism.
FIG. 11 is a circuit diagram showing a configuration of a phase shift circuit including an LR circuit therein;
FIG. 12 is a circuit diagram showing another configuration of a phase shift circuit including an LR circuit therein;
FIG. 13 is a circuit diagram showing a second modification of the tuning circuit.
FIG. 14 is a circuit diagram showing a configuration of a phase shift circuit including an LR circuit therein;
FIG. 15 is a circuit diagram showing another configuration of a phase shift circuit including an LR circuit therein;
FIG. 16 is a circuit diagram showing a third modification of the tuning circuit.
FIG. 17 is a circuit diagram showing a fourth modification of the tuning circuit.
FIG. 18 is a circuit diagram showing a configuration of a tuning circuit including a phase inverting circuit.
FIG. 19 is a circuit diagram showing another configuration of a tuning circuit including a phase inverting circuit.
FIG. 20 is a circuit diagram showing a sixth modification of the tuning circuit.
21 is a diagram showing the relationship between the magnitude of input / output voltage and the phase of the preceding phase shift circuit shown in FIG. 20;
22 is a diagram showing the relationship between the magnitude of input / output voltage and the phase of the subsequent phase shift circuit shown in FIG. 20;
FIG. 23 is a circuit diagram showing a configuration of a phase shift circuit including an LR circuit therein;
FIG. 24 is a circuit diagram showing another configuration of the phase shift circuit including the LR circuit therein;
FIG. 25 is a circuit diagram showing a seventh modification of the tuning circuit.
FIG. 26 is a circuit diagram showing a configuration of a tuning circuit including a phase inverting circuit.
FIG. 27 is a circuit diagram showing another configuration of a tuning circuit including a phase inverting circuit.
28 is a diagram illustrating the relationship between the magnitude and phase of the input / output voltage of the preceding phase shift circuit shown in FIG. 27;
29 is a diagram showing the relationship between the magnitude and phase of the input / output voltage of the latter-stage phase shift circuit shown in FIG. 27;
FIG. 30 is a circuit diagram showing a configuration of a phase shift circuit including an LR circuit therein;
FIG. 31 is a circuit diagram showing another configuration of a phase shift circuit including an LR circuit therein;
FIG. 32 is a circuit diagram showing a configuration of a tuning circuit including a phase inverting circuit.
FIG. 33 is a circuit diagram showing another configuration of a tuning circuit including a phase inverting circuit.
FIG. 34 is a circuit diagram in which a portion necessary for the operation of the phase shift circuit is extracted from the configuration of the operational amplifier.
[Explanation of symbols]
1 Tuning circuit
2 Frequency control circuit
3 PLL control circuit
4 Tuning detection circuit
5 Input switching circuit
6 Control signal switching circuit
Claims (18)
前記同調回路の出力と所定の基準周波数信号との位相を比較して前記同調回路に対してPLL制御を行うPLL制御回路と、
前記同調回路に前記所定の周波数近傍の周波数を有する信号が入力されたときに、前記同調回路の入出力信号間の位相差に基づいて、前記同調回路の同調周波数を前記同調回路の入力信号の周波数に一致させる周波数制御回路と、
前記同調回路の同調周波数を設定する際は、前記同調回路内に形成される帰還ループのループゲインを所定値以上に設定して前記同調回路を発振させた状態で前記PLL制御回路によるPLL制御を行わせ、前記同調回路の同調周波数が設定された後は、前記ループゲインを前記所定値未満に設定して前記周波数制御回路により前記入力信号の中から前記同調周波数成分のみを抽出させる同調制御回路とを備えることを特徴とする同調制御方式。Including two cascaded all-pass phase shift circuits, and an adder circuit that adds the feedback signal and the input signal output from the subsequent phase shift circuit and inputs them to the previous phase shift circuit. A tuning circuit for extracting only a predetermined frequency component from the input signal;
A PLL control circuit that compares the phase of the output of the tuning circuit with a predetermined reference frequency signal and performs PLL control on the tuning circuit;
When a signal having a frequency close to the predetermined frequency is input to the tuning circuit, the tuning frequency of the tuning circuit is determined based on the phase difference between the input and output signals of the tuning circuit. A frequency control circuit to match the frequency;
When setting the tuning frequency of the tuning circuit, the PLL control by the PLL control circuit is performed in a state where the loop gain of the feedback loop formed in the tuning circuit is set to a predetermined value or more and the tuning circuit is oscillated. After the tuning frequency of the tuning circuit is set, the tuning control circuit sets the loop gain below the predetermined value and extracts only the tuning frequency component from the input signal by the frequency control circuit. A tuning control system characterized by comprising:
前記同調制御回路は、前記同調回路の同調周波数を設定する際は前記同調回路への前記入力信号の入力を遮断し、前記同調回路の同調周波数が設定された後は、前記入力信号を前記同調回路に入力する入力切換手段を備えることを特徴とする同調制御方式。In claim 1,
The tuning control circuit cuts off the input signal input to the tuning circuit when setting the tuning frequency of the tuning circuit, and after setting the tuning frequency of the tuning circuit, the tuning control circuit cuts the input signal to the tuning circuit. A tuning control system comprising an input switching means for inputting to a circuit.
前記周波数制御回路は、前記同調回路の同調周波数を設定する際は前記PLL制御回路の出力に応じた信号を出力し、前記同調回路の同調周波数が設定された後は前記同調回路の入出力信号間の位相差に応じた信号を出力することを特徴とする同調制御方式。In claim 1 or 2,
When the tuning frequency of the tuning circuit is set, the frequency control circuit outputs a signal corresponding to the output of the PLL control circuit, and after the tuning frequency of the tuning circuit is set, an input / output signal of the tuning circuit A tuning control method characterized by outputting a signal corresponding to the phase difference between the two.
前記同調制御回路は、前記PLL制御回路による位相比較結果に基づいて前記同調回路の同調周波数が設定されたか否かを判断することを特徴とする同調制御方式。In claim 3,
The tuning control system, wherein the tuning control circuit determines whether or not a tuning frequency of the tuning circuit is set based on a phase comparison result by the PLL control circuit.
前記PLL制御回路は、
前記同調回路の出力と前記基準周波数信号との周波数比較を行う位相比較器と、
前記位相比較器による比較結果に応じた電圧を出力するチャージポンプと、
前記チャージポンプの出力から高周波成分を除去して制御信号を生成し、この制御信号を前記同調回路に印加するローパスフィルタとを備え、
前記周波数制御回路は、
前記同調回路の出力信号に同期した参照信号に基づいて前記同調回路の入力信号に対して同期整流を行う同期整流回路と、
前記同期整流回路の出力に基づいて、前記同調回路の入出力信号間の位相差に対応したパルス幅を有する信号を出力するパルス変換回路と、
前記同調回路の入出力信号のいずれか一方に基づいて、前記位相差の極性を判断する極性判別回路と、
前記極性判別回路による判断結果に基づいて、前記パルス変換回路の出力信号を通過させあるいは遮断する2つの開閉手段とを備え、
前記同調制御回路は、前記同調回路の同調周波数を設定する際は、前記位相比較器による比較結果に応じた電圧を前記チャージポンプに供給し、前記同調回路の同調周波数が設定された後は、前記2つの開閉手段の出力を前記チャージポンプに供給することを特徴とする同調制御方式。In claim 1 or 2,
The PLL control circuit includes:
A phase comparator that performs a frequency comparison between the output of the tuning circuit and the reference frequency signal;
A charge pump that outputs a voltage according to a comparison result by the phase comparator;
A high-frequency component is removed from the output of the charge pump to generate a control signal, and a low-pass filter that applies the control signal to the tuning circuit,
The frequency control circuit includes:
A synchronous rectification circuit that performs synchronous rectification on an input signal of the tuning circuit based on a reference signal synchronized with an output signal of the tuning circuit;
A pulse conversion circuit that outputs a signal having a pulse width corresponding to the phase difference between the input and output signals of the tuning circuit based on the output of the synchronous rectifier circuit;
A polarity determination circuit that determines the polarity of the phase difference based on one of the input and output signals of the tuning circuit;
Two opening / closing means for passing or blocking the output signal of the pulse conversion circuit based on the determination result by the polarity determination circuit;
The tuning control circuit, when setting the tuning frequency of the tuning circuit, supplies a voltage according to the comparison result by the phase comparator to the charge pump, and after the tuning frequency of the tuning circuit is set, A tuning control system, wherein outputs of the two opening / closing means are supplied to the charge pump.
前記2つの移相回路のいずれか一方は、差動増幅器と、前記制御信号によって時定数が変更可能なCR回路あるいはLR回路からなる直列回路とを含んで構成され、
前記同調回路は、前記2つの移相回路のいずれかの出力を同調信号として出力することを特徴とする同調制御方式。 In claim 5 ,
Either one of the two phase shift circuits includes a differential amplifier and a series circuit including a CR circuit or an LR circuit whose time constant can be changed by the control signal.
The tuning control system characterized in that the tuning circuit outputs the output of either of the two phase shift circuits as a tuning signal.
前記縦続接続された2つの移相回路の少なくとも一方は、前記差動増幅器の反転入力端子に一方端が接続され他方端が前記直列回路に接続された第1の抵抗と、前記差動増幅器の出力端子と反転入力端子との間に接続された第2の抵抗とを有しており、前記第1の抵抗を介して前記差動増幅器の反転入力端子に交流信号を入力し、前記直列回路内のキャパシタあるいはインダクタと抵抗との接続部を前記差動増幅器の非反転入力端子に接続したことを特徴とする同調制御方式。In claim 6,
At least one of the two cascade-connected phase shift circuits includes a first resistor having one end connected to the inverting input terminal of the differential amplifier and the other end connected to the series circuit, and the differential amplifier A second resistor connected between the output terminal and the inverting input terminal, and an AC signal is input to the inverting input terminal of the differential amplifier via the first resistor. A tuning control system characterized in that a connecting portion between a capacitor or an inductor and a resistor is connected to a non-inverting input terminal of the differential amplifier.
前記縦続接続された2つの移相回路の少なくとも一方は、前記差動増幅器の反転入力端子に一方端が接続され他方端が前記直列回路に接続された第1の抵抗と、前記差動増幅器の出力端子に接続された第1の分圧回路と、前記第1の分圧回路の出力端と前記差動増幅器の反転入力端子との間に接続された第2の抵抗とを有しており、前記直列回路内のキャパシタあるいはインダクタと抵抗との接続部を前記差動増幅器の非反転入力端子に接続したことを特徴とする同調制御方式。In claim 6,
At least one of the two cascade-connected phase shift circuits includes a first resistor having one end connected to the inverting input terminal of the differential amplifier and the other end connected to the series circuit, and the differential amplifier A first voltage dividing circuit connected to the output terminal; and a second resistor connected between the output terminal of the first voltage dividing circuit and the inverting input terminal of the differential amplifier. A tuning control system characterized in that a connection part between a capacitor or an inductor and a resistor in the series circuit is connected to a non-inverting input terminal of the differential amplifier.
前記縦続接続された2つの移相回路の少なくとも一方は、前記差動増幅器の反転入力端子に一方端が接続され他方端が前記直列回路に接続された第1の抵抗と、前記差動増幅器の出力端子と反転入力端子との間に接続された第2の抵抗と、一方端が前記差動増幅器の反転入力端子に接続され他方端が接地された第3の抵抗とを有しており、前記第1の抵抗を介して前記差動増幅器の反転入力端子に交流信号を入力し、前記直列回路内のキャパシタあるいはインダクタと抵抗との接続部を前記差動増幅器の非反転入力端子に接続したことを特徴とする同調制御方式。In claim 6,
At least one of the two cascade-connected phase shift circuits includes a first resistor having one end connected to the inverting input terminal of the differential amplifier and the other end connected to the series circuit, and the differential amplifier A second resistor connected between the output terminal and the inverting input terminal; and a third resistor having one end connected to the inverting input terminal of the differential amplifier and the other end grounded. An AC signal is input to the inverting input terminal of the differential amplifier via the first resistor, and a connection portion between the capacitor or the inductor and the resistor in the series circuit is connected to the non-inverting input terminal of the differential amplifier. Tuning control system characterized by that.
前記縦続接続された2つの移相回路の少なくとも一方は、抵抗値がほぼ等しい第1および第2の抵抗により構成される第1の分圧回路を有しており、前記第1の分圧回路の出力端子の電位と前記直列回路内のキャパシタあるいはインダクタと抵抗との接続部の電位との電位差を前記差動増幅器により所定の増幅度で増幅して出力することを特徴とする同調制御方式。In claim 6,
At least one of the two cascade-connected phase shift circuits has a first voltage dividing circuit configured by first and second resistors having substantially equal resistance values, and the first voltage dividing circuit A tuning control system characterized in that the potential difference between the potential of the output terminal of the capacitor and the potential of the connection portion between the capacitor or the inductor and the resistor in the series circuit is amplified by the differential amplifier with a predetermined amplification and output.
前記同調回路は、前記縦続接続された2つの移相回路によって形成される帰還ループの一部に挿入されて入力信号の位相を変えずに出力する非反転回路を備えており、前記縦続接続された2つの移相回路を合わせた位相シフト量の合計が360°となる周波数近傍の周波数で同調動作を行うことを特徴とする同調制御方式。In any one of Claims 6-10,
The tuning circuit includes a non-inverting circuit that is inserted into a part of a feedback loop formed by the two cascaded phase shift circuits and outputs the input signal without changing the phase, and is connected in cascade. A tuning control system characterized by performing a tuning operation at a frequency in the vicinity of a frequency at which the total of the phase shift amounts of the two phase shift circuits is 360 °.
前記同調回路は、前記縦続接続された2つの移相回路によって形成される帰還ループの一部に挿入されて入力信号の位相を反転して出力する位相反転回路を備えており、前記縦続接続された2つの移相回路を合わせた位相シフト量の合計が180°となる周波数近傍の周波数で同調動作を行うことを特徴とする同調制御方式。In any one of Claims 6-10,
The tuning circuit includes a phase inverting circuit that is inserted into a part of a feedback loop formed by the two cascaded phase shift circuits and that inverts the phase of an input signal and outputs the inverted signal. A tuning control system characterized by performing a tuning operation at a frequency in the vicinity of a frequency at which the sum of the phase shift amounts of the two phase shift circuits is 180 °.
前記帰還ループの一部に第2の分圧回路を挿入し、
前記同調回路は、前記第2の分圧回路に入力される交流信号を同調信号として出力することを特徴とする同調制御方式。In any one of Claims 6-10,
Inserting a second voltage divider in part of the feedback loop;
The tuning control system characterized in that the tuning circuit outputs an AC signal input to the second voltage dividing circuit as a tuning signal.
前記2つの移相回路のいずれか一方は、入力された交流信号を同相および逆相の交流信号に変換して出力する変換手段と、CR回路あるいはLR回路からなり前記制御信号によって時定数が変更可能な直列回路と、前記変換手段によって変換された一方の交流信号を前記直列回路の一方端を介して、他方の交流信号を前記直列回路の他方端を介して合成する合成手段とを有しており、
前記同調回路は、入力された交流信号の位相を変えずに増幅して出力する非反転回路を有しており、前記2つの移相回路と前記非反転回路とを所定の順序で縦続接続して位相シフト量の合計が360°となる周波数近傍の周波数で同調動作を行うことを特徴とする同調制御方式。 In claim 5 ,
Either one of the two phase shift circuits comprises a conversion means for converting an input AC signal into an in-phase AC signal and a reverse-phase AC signal, and a CR circuit or an LR circuit. The time constant is changed by the control signal. A possible series circuit, and combining means for synthesizing one AC signal converted by the converting means via one end of the series circuit and the other AC signal via the other end of the series circuit. And
The tuning circuit includes a non-inverting circuit that amplifies and outputs an input AC signal without changing the phase, and cascades the two phase shift circuits and the non-inverting circuit in a predetermined order. The tuning control system is characterized in that the tuning operation is performed at a frequency near the frequency at which the total amount of phase shift is 360 °.
前記縦続接続された2つの移相回路および前記非反転回路によって形成される帰還ループの一部に分圧回路を挿入し、
前記同調回路は、前記分圧回路に入力される交流信号を同調信号として出力することを特徴とする同調制御方式。In claim 14,
A voltage dividing circuit is inserted into a part of a feedback loop formed by the two cascaded phase shift circuits and the non-inverting circuit;
The tuning control system characterized in that the tuning circuit outputs an AC signal input to the voltage dividing circuit as a tuning signal.
前記2つの移相回路のいずれか一方は、入力された交流信号を同相および逆相の交流信号に変換して出力する変換手段と、CR回路あるいはLR回路からなり前記制御信号によって時定数が変更可能な直列回路と、前記変換手段によって変換された一方の交流信号を前記直列回路の一方端を介して、他方の交流信号を前記直列回路の他方端を介して合成する合成手段とを有しており、
前記同調回路は、入力された交流信号の位相を反転増幅して出力する位相反転回路を有しており、前記2つの移相回路と前記位相反転回路とを所定の順序で縦続接続して前記2つの移相回路の位相シフト量の合計が180°となる周波数近傍の周波数で同調動作を行うことを特徴とする同調制御方式。 In claim 5 ,
Either one of the two phase shift circuits comprises a conversion means for converting an input AC signal into an in-phase AC signal and a reverse-phase AC signal, and a CR circuit or an LR circuit. The time constant is changed by the control signal. A possible series circuit, and combining means for synthesizing one AC signal converted by the converting means via one end of the series circuit and the other AC signal via the other end of the series circuit. And
Said tuning circuit has a phase inversion circuit and outputting the inverted and amplified the phase of the input AC signal, wherein by cascade connecting the two phase shifting circuits and said phase inverting circuit in a predetermined sequence A tuning control system characterized by performing a tuning operation at a frequency in the vicinity of a frequency at which a total of phase shift amounts of two phase shift circuits is 180 °.
前記縦続接続された2つの移相回路および前記位相反転回路によって形成される帰還ループの一部に分圧回路を挿入し、
前記同調回路は、前記分圧回路に入力される交流信号を同調信号として出力することを特徴とする同調制御方式。In claim 16,
A voltage dividing circuit is inserted into a part of a feedback loop formed by the two cascaded phase shifting circuits and the phase inverting circuit;
The tuning control system characterized in that the tuning circuit outputs an AC signal input to the voltage dividing circuit as a tuning signal.
構成部品を半導体基板上に一体形成したことを特徴とする同調制御方式。In any one of Claims 1-17,
A tuning control system characterized in that component parts are integrally formed on a semiconductor substrate.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21657996A JP3798078B2 (en) | 1996-07-30 | 1996-07-30 | Tuning control method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21657996A JP3798078B2 (en) | 1996-07-30 | 1996-07-30 | Tuning control method |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1051272A JPH1051272A (en) | 1998-02-20 |
JP3798078B2 true JP3798078B2 (en) | 2006-07-19 |
Family
ID=16690635
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP21657996A Expired - Fee Related JP3798078B2 (en) | 1996-07-30 | 1996-07-30 | Tuning control method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3798078B2 (en) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2356996A (en) * | 1999-12-03 | 2001-06-06 | Hewlett Packard Co | Improvements to digital cameras |
US6876358B2 (en) | 2001-12-25 | 2005-04-05 | Nec-Mitsubishi Electric Visual Systems Corporation | Multi-sync display apparatus |
JP6986432B2 (en) * | 2017-12-15 | 2021-12-22 | 株式会社デンソーテン | Amplifier circuit |
FR3113949B1 (en) * | 2020-09-07 | 2022-10-14 | Commissariat Energie Atomique | INTEGRATED CURRENT DETECTOR FOR HEMT POWER TRANSISTOR in GaN |
-
1996
- 1996-07-30 JP JP21657996A patent/JP3798078B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH1051272A (en) | 1998-02-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7911281B2 (en) | PLL circuit and radio communication apparatus | |
US6246864B1 (en) | Wireless microphone use UHF band carrier FM transmitter | |
US5481227A (en) | Oscillator, synthesizer tuner circuit and AM synchronous detect circuit employing the oscillator | |
JP3798078B2 (en) | Tuning control method | |
JPS61251313A (en) | Electronic tuning type fm receiver | |
NL1017824C2 (en) | Low-noise frequency modulator with variable carrier frequency. | |
JP2008035451A (en) | Frequency synthesizer and loop filter therefor | |
JP2005109608A (en) | Pll frequency synthesizer | |
JP6338033B1 (en) | Local oscillator | |
JP3764483B2 (en) | Tuning control method | |
CN105610437A (en) | Loop filtering apparatus for fast broadband frequency hopping synthesizer module | |
JP4067060B2 (en) | Tuning amplifier | |
JP3764484B2 (en) | Tuning control method | |
JP3798077B2 (en) | Tuning control method | |
KR100722023B1 (en) | Multifrequency low-power oscillator for telecommunication ic's | |
KR100248505B1 (en) | Fast synchronizing phase locked loop circuit | |
CN112886928A (en) | Quadrature oscillator circuitry and circuitry including same | |
JP3628408B2 (en) | Tuning control method | |
JPH09191229A (en) | Tuning control system | |
US20020063607A1 (en) | Multi-phase LC oscillator | |
US4620314A (en) | Method of generating an approximately sinusoidal signal and circuit arrangement for implementing this method, particularly in a stereo demodulator | |
KR200346379Y1 (en) | Frequency combiner | |
JP2005005801A (en) | Pll circuit | |
JPS63246020A (en) | Tuner | |
KR890004158B1 (en) | Tone singnal demodulator |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20051122 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060104 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060303 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20060418 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20060419 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |