JPH01216611A - 濾波周波数制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、交流信号のろ波周波数を、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
ろ波周波数制御装置に関するものである。

従来の技術 輝度信号を処理するときに、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、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。

また、クロマ信号を処理するときに、ビデオ信号中のバ
ースト信号付近の周波数成分（３，５８ＨＨｚ±５００
ＫＨｚ成分）のみを取り出し、そ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、通常は抵抗とコンデンサを直列に接続
した高周波通過フィルタ回路と、共振周波数をバースト
信号周波数より高く設定した上記共振回路を用い、バー
スト信号付近の周波数成分（３’、５８ＭＨｚ±５００
ＫＨ２成分）のみ取り出せるように各素子の値を定め、
この回路にビデオ信号を入力し、バースト信号付近の周
波数成分を取り出すことが多い。

上記回路を半導体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課題 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ったり、バ
ースト信号付近の周波数成分が正確に収り出せなくなる
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、この方法では調整精度が必ずしも十分で
なく、調整作業も困難であり、２つの共振回路に外付部
品を付加することは部品点数が多くなってしまう、しか
も温度変化に応じて、きめ細かく調整することは不可能
である。

本発明は上記問題を解決するもので、共振手段のｐ波周
波数を常に一定の値に維持できるものであり、回路定数
が変動してもその変動を自動的に補正して共振手段のＰ
波周波数を安定化することができるｒ波周波数制御装置
を提供することを目的とするものである。

課題を解決するための手段 上記課題を解決するために、本発明は、交流信号を共振
手段に入力し、交流信号の所定の周波数帯域をろ波して
出力するとともに、この共振手段により上記交流信号を
移相してあらかじめ定められた位相差をもつ２つの移相
信号を発生し、２つの移相信号の位相差があらかじめ定
められた位相差よりずれたとき、そのずれ量に応じた制
御信号を発生し、この制御信号により上記共振手段の回
路定数を可変し、２つの移相信号の位相差をあらかじめ
定められた位相差に近づけるように制御することにより
、上記交流信号のか波周波数をあらかじめ定められた値
に調整するものである。

さらに上記制御信号により上記共振手段の設けられた交
流信号系路とは別の交流信号系路に設けられた第２の共
振手段の回路定数を可変し、上記別の交流信号系路を伝
送する交流信号のｒ波周波数をもあらかじめ定められた
値に調整するものである。

さらに本発明は、交流信号中の間欠的に含まれる特定の
信号に同期して２つの移相信号の位相比較を断続的に行
うようにしたものである。

作用 上記構成により、共振手段自身の回路定数変化を２つの
移相信号の位相差すれとして検出し、その検出結果に基
づいて、共振手段回路定数を所期の値に戻すことができ
る。さらに、２つの共振手段であってもその回路定数を
同時に所期の値に戻すことができる。このため製造上の
ばらつきに対しても、また温度変化による回路定数の変
動に対しても、常にダイナミック（動的）に回路定数を
元の値に戻すことができ、１つの制御信号発生手段で２
系統の入力交流信号の一波周波数を常に一定の値に維持
することができる。

さらに、ビデオ信号中に間欠的に含まれるバースト信号
であっても、正確に除去したり、取り出したりすること
ができる。

実施例 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は本発明の一実施例を示すろ波周波数制御装置の
ブロック図である。第１図において、１゜２はビデオ信
号源などの第１．第２交流信号源、３．４は第１．第２
共振回路、５．６は第１共振回路３からの２つの移相信
号を振幅制限する第１゜第２のリミッタアンプ回路、７
は第１．第２のリミッタアンプ回路５，６の出力を掛算
し、２つの移相信号の位相差に応じた信号を出力する検
波回路、＄は検波回路７の出力を平滑する平滑回路、９
は平滑回路８の出力に基づいて制御信号を出力する制御
回路である。制御回路９の出力は制御信号として、第１
．第２共振回路３，４に加えられ、第１．第２共振回路
３．４内の回路定数を可変する。また、検波回路７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１０が加えられ、こ
のパルス信号１０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図の第１共振回路３の具体構成を示し、こ
こでは抵抗Ｒ，コイルし、コンデンサＣの直列共振回路
で構成されている。第２共振回路４の構成も第１共振回
路３の構成と同様である。

第２図の第１共振回路３において、第１交流信号源１か
らの信号は抵抗ＲとコイルＬの接続点から所定の周波数
帯域が一波（この例ではトラップ）されて出力され、後
段へ伝送される。Ａ、Ｂは２つの移相信号の出力端子で
ある。

ここで、抵抗Ｒ，コイルし、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（ａ）〜（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（ｄ）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ｆｏ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、各素子Ｒ，Ｌ、Ｃの値を設定してお
けば、交流信号中のｆＯを中心とした特定周波数帯域だ
けが一波されて出力される。第２共振回路４の第２出力
信号の伝達関数と周波数特性も第１共振回路２と同様に
なる。

一方、第２図の第１共振回路３において、出力端子Ａ、
Ｂから出力される移相信号は、第１共振回路３の共振周
波数ｆｏが交流信号中の特定の周一数に一致するとき、
すなわち完全に共振しているとき、互いに９０＠程度の
位相差をもつ、逆に共振状態からずれると、２つの移相
信号の位相差は９０＠からずれる。

これらの移相信号は第１．第２のリミッタアンプ回路５
．６でそれぞれの振幅制限され、検波回路７に加えられ
る。そして検波回路７でパルス信号１０の加えられる期
間に２つの移相信号を掛算することにより、位相差の９
０’からのずれ量に応じた信号が出力される。このパル
ス信号１０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せる。検波回路７から
の検波出力は比較的長い時定数を有する平滑回路８で平
滑され、制御回路９に加えられる。制御回路９からの制
御信号は、第１．第２共振回路３．４に加えられ、第２
図に示すコイルしまたはコンデンサＣの値を可変し、第
１共振回路３における２つの移相信号の位相差が常に９
０′″を保つように制御する。

このように、第１共振回路３においては、共振状態にあ
るときは必ず２つの邪相信号の位相差が９０°になる。

いいかえれば、２つの移相信号の位相差を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９の出力で２つの移相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、第１．第２共振回路３
．４において、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、安定したろ波動作を
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。第１交流信号源１
からの交流信号をｖＩｎとすると、出力端子Ａに現われ
る移相信号はＶｌｎとなる。一方、出力端子Ｂに現われ
る移相信号は となる。第１共振回路３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ω８とすると、共振時の条件は
、 であるから、 となり、この式から となる。ここで次のような操作により、（１）式からＣ
の要素をとり除く、まず、（２）式からである。この関
係を用いて（１）式を変形すると次のようになる。

（３）式の分子２分母をＲで割り、得られた式にか得ら
れる。（４）式から出力端子Ｂに現われる信号の位置θ
は θ＝エニーｔａｎ−’　Ｑ　（−９Ｌ−””　）　　−
（５）２　　　　　　ω×　　ω となり、出力端子Ａに現れる信号■１ｎ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ω１　とす
ると、（５）式からω１＝ω８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 えてやれば、第１共振回路３は角周波数ω１で共振する
。第２共振回路４も本来共振すべき角周波なすしとＣの
値を与えてやれば、第１共振回路３と同様に角周波数ω
２で共振する。

次に、第１交流信号Ｖ＋ｎ＝Ａｓ１ｎωｔとすると、出
力端子Ａの信号は Ａ　ｓｉｎ　６）　ｔ　　　　　　　　　　　　・＝　
（６）となる、一方、出力端子Ｂの信号は Ｂｓｔｎ　（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
対値を表わす。

出力端子Ａからの信号を第１のリミッタアンプ回路５で
振幅制限した後の信号名よ に１　　ｓｉｎ　　（Ｉｔ）　ｔ　　　　　　　　　　
　　　　　・”（８）出力端子Ｂからの信号を第２のリ
ミッタアンプ回路６で振幅制御した信号は、 Ｋ２　Ｓｉｎ　　（ωｔ＋θ）　　　　　　　・（９）
で表わすことができる。ただし、Ｋ、、に２は定数であ
る。

検波回路７で（８）式、（９）式の信号を掛算すると、
検波出力信号は に１　ｓｉｎ　ｃａ＋ｔＸＫ２　ｓｉｎ　　（ωｔ＋θ
）・・・（１０） となる、　（１０）式の信号を平滑回路８で平滑すると
、（１０）式中の高周波骨がとり除かれ、となる。

、二こで、（５）式のθ、すなわち θ＝　ニー　ｔａｎ−１０＜　−！ｎ　−（Ｌ−＞２　
　　　　　ω×　　ω を共振すべき周波数ω１で与えると、（１１）式はとな
る。

（１２）式の信号を制御回路９を通して第１共振回路３
に加え、ω８＝ω１となるようにコイルＬｍ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、 ｊａｎ’　Ｑ　（！！ＬＬ−５’！ｌ−）　＝　Ｏ−（
１３）ω×　　　ω１ 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。さらに、第２共
振回路４にも（１２）式の信号を制御回路９を通して加
え、ω８＝ω２となるようにコイルしまたはコンデンサ
Ｃの少なくとも一方を第１共振回路３と対比させた値で
変化させると、 ｔａｎＱ＜”ｘ−−匹Ｌ＞＝ｏ　　　　−（１４）ω×
　　　ω２ となる点に向けて動作し、最終的に（１４）式を満たす
点で安定する。

このように、第１図の実施例によれば、第１共振回路３
自身の回路定数変化を２つの移相信号の位相差すれとし
て検出し、その検出結果に基づいて第１共振回路３、第
２共振回路４の回路定数を初期の値に自動的に戻すこと
ができる。このため第１共振回路３、第２共振回路４の
トラップ周波数は常に安定しており、ろ波したい周波数
成分（たとえばビデオ信号中のバースト信号周波数成分
）のみを正確にとり除くことができる。

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１８０４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
°などの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、第１共振回路３、第２共振回路４は
第２図の形式以外のものでもよい。

さらに、上記制御回路９からの制御信号により第１共振
回路３の一波周波数と第２共振回路４のろ波周波数を常
に安定になるように制御するには、第１共振回路３と第
２共振回路４の構成が同一であり、回路定数の製造上の
ばらつき、温度変化によるばらつきが同一であることが
必要である。特に、同一チップ半導体集積回路として構
成することが望ましい。

発明の効果 以上本発明によれば、共振手段で入力交流信号を移相し
て所定の位相差をもつ２つの移相信号を発生し、これら
の移相信号の位相差が所定の位相差からずれたとき、そ
のずれ量に応じた制御信号を発生し、この制御信号によ
り上記共振手段の回路定数を可変して位相差が常に所定
の値になるように制御するので、共振手段の一波周波数
を常に一定の値に維持できるものである。

さらに、上記制御信号により上記共振手段の設けられた
交流信号系路とは別の交流信号系路に設けられた第２共
振手段の回路定数を可変して、第２共振手段の一波周波
数も常に一定の値に維持するものである。

したがって、製造上のばらつきゃ温度変化によって上記
共振手段または２つの共振手段の回路定数が変動しても
、その変動を自動的に補正し、共振手段のろ波周波数を
安定化することができる。

さらに、ビデオ信号中の間欠的に含まれるバースト信号
であっても、正確に除去したり、取り出しなりすること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のろ波周波数制御装置の一実施例を示す
ブロック図、第２図は第１図の第１共振回路の具体構成
を示す回路図、第３図は第２図の各部の伝達関数と周波
数特性を示す図である。 １．２・・・第１．第２の交流信号源、３．４・・・第
１、第２の共振回路、５．６・・・第１．第２のリミッ
タアンプ回路、７・・・検波回路、８・・・平滑回路、
９・・・制御回路。 代理人　　　森　　本　　義　　弘

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. １．交流信号を入力とし、上記交流信号の所定の周波数
   帯域をろ波して出力するとともに、上記入力交流信号を
   移相してあらかじめ定められた位相差をもつ２つの移相
   信号を出力する共振手段と、上記共振手段から出力され
   る２つの移相信号の位相を比較し、比較して得た位相差
   と上記あらかじめ定められた位相差とのずれ量に応じた
   制御信号を発生する制御信号発生手段と、上記制御信号
   により上記共振手段の回路定数を可変し、上記２つの移
   相信号の位相差を上記あらかじめ定められた位相差に近
   づける方向に制御することにより、上記交流信号のろ波
   周波数をあらかじめ定められた値に調整する制御手段と
   を備えたろ波周波数制御装置。
2. ２．交流信号を入力とし、上記交流信号の所定の周波数
   帯域をＰ波して出力するとともに、上記入力交流信号を
   移相してあらかじめ定められた位相差をもつ２つの移相
   信号を出力する第１の共振手段と、上記第１の共振手段
   から出力される２つの移相信号の位相を比較し、比較し
   て得た位相差と上記あらかじめ定められた位相差とのず
   れ量に応じた制御信号を発生する制御信号発生手段と、
   上記制御信号により上記第１の共振手段の回路定数を可
   変し、上記２つの移相信号の位相差を上記あらかじめ定
   められた位相差に近づける方向に制御することにより、
   上記交流信号のろ波周波数をあらかじめ定められた値に
   調整する第１の制御手段と、上記制御信号により上記第
   １の共振手段の設けられた交流信号系路とは別の交流信
   号系路に設けられた第２の共振手段の回路定数を可変し
   、上記別の交流信号系路を伝送する交流信号のろ波周波
   数をあらかじめ定められた値に調整する第２の制御手段
   とを備えたろ波周波数制御装置。
3. ３．交流信号中に間欠的に含まれる特定の信号に同期し
   て２つの移相信号の位相比較を断続的に行うことを特徴
   とする請求項１もしくは２記載のろ波周波数制御装置。