JPH0269013A - コンボルバ最適バイアス回路 - Google Patents
コンボルバ最適バイアス回路Info
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- JPH0269013A JPH0269013A JP63221074A JP22107488A JPH0269013A JP H0269013 A JPH0269013 A JP H0269013A JP 63221074 A JP63221074 A JP 63221074A JP 22107488 A JP22107488 A JP 22107488A JP H0269013 A JPH0269013 A JP H0269013A
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-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06G—ANALOGUE COMPUTERS
- G06G7/00—Devices in which the computing operation is performed by varying electric or magnetic quantities
- G06G7/12—Arrangements for performing computing operations, e.g. operational amplifiers
- G06G7/19—Arrangements for performing computing operations, e.g. operational amplifiers for forming integrals of products, e.g. Fourier integrals, Laplace integrals, correlation integrals; for analysis or synthesis of functions using orthogonal functions
- G06G7/1928—Arrangements for performing computing operations, e.g. operational amplifiers for forming integrals of products, e.g. Fourier integrals, Laplace integrals, correlation integrals; for analysis or synthesis of functions using orthogonal functions for forming correlation integrals; for forming convolution integrals
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- Surface Acoustic Wave Elements And Circuit Networks Thereof (AREA)
- Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)
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。
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］
本発明は弾性表面波（以下本明細書においては ＳＡＷ
と略記する。）を使用するコンボルバのための最適バ
イアス回路に関する。
と略記する。）を使用するコンボルバのための最適バ
イアス回路に関する。
［発明の概要］
（ｉ） ＳＡＷ コンボルバに対し並列接続された直
流カッ１−コンデンサとインダクタンス直列回路からな
るコンボルバ位相回路、 （ｉｉ） ＳＡＷ コンボルバを等価に置き換えた基
準インピーダンス。
流カッ１−コンデンサとインダクタンス直列回路からな
るコンボルバ位相回路、 （ｉｉ） ＳＡＷ コンボルバを等価に置き換えた基
準インピーダンス。
（ｉｉｉ） （ｉｆ）の基準インピーダンスに対し、
並列接続された直流カットコンデンサとインダクタンス
直列回路からなる基準位相回路。
並列接続された直流カットコンデンサとインダクタンス
直列回路からなる基準位相回路。
（ｉｖ）発振器の信号を、コンボルバ位相回路と基準位
相回路にデバイドし、がっ、コンボルバ位相回路のバイ
アス印加によるインピーダンス変化が、一方の基準位相
回路に影響しないようなデバイダ回路。
相回路にデバイドし、がっ、コンボルバ位相回路のバイ
アス印加によるインピーダンス変化が、一方の基準位相
回路に影響しないようなデバイダ回路。
（ｖ）コンボルバ位相回路および基準位相回路の出力信
号を増幅する２個の増幅器。
号を増幅する２個の増幅器。
（ｖｉ） （ｖ）で増幅された信号を波形整形するた
めの波形整形回路。
めの波形整形回路。
（Ｖｌｌ） （ｖｉ）で波形整形された基準位相回路
の信号を基準に、コンボルバ位相回路の信号の位相を比
較し１位相差に応じた出力をする位相比較器・ （ｖｆｆｉ） （ｖｉ）の位相差の信号を、直流バイ
アス電圧に変換するチャージポンプ回路。
の信号を基準に、コンボルバ位相回路の信号の位相を比
較し１位相差に応じた出力をする位相比較器・ （ｖｆｆｉ） （ｖｉ）の位相差の信号を、直流バイ
アス電圧に変換するチャージポンプ回路。
（ｔｃ） （４）のチャージポンプの変換定数および
バイアス回路の動作安定性を決定する低域通過フィルタ
。
バイアス回路の動作安定性を決定する低域通過フィルタ
。
（Ｘ）コンボルバの出力に含まれる１発振器の信号を十
分に減衰させ、コンボリューション出力のみを効率良く
通過させる高域通過フィルタ。
分に減衰させ、コンボリューション出力のみを効率良く
通過させる高域通過フィルタ。
（ａ）（ｉ）〜（ｘ）を含むことを特徴とするコンボル
バ最適バイアス回路。
バ最適バイアス回路。
（ｂ）デバイダ回路の一方の出力を基準インピーダンス
を接続することなく、直接位相比較器の参照信号として
直接増幅器に入力し、（ｉ）、（ｔｖ）〜（Ｘ）を含む
ことを特徴とするコンボルバ最適バイアス回路。
を接続することなく、直接位相比較器の参照信号として
直接増幅器に入力し、（ｉ）、（ｔｖ）〜（Ｘ）を含む
ことを特徴とするコンボルバ最適バイアス回路。
（Ｃ）コンボルバと抵抗によるコンボルバ位相回路と、
基準インピーダンス回路と抵抗による基準インピーダン
ス回路を使い、さらに（ｉｉ）、（〜）〜（ｘ）を含む
ことを特徴とする、コンボルバ最適バイアス回路。
基準インピーダンス回路と抵抗による基準インピーダン
ス回路を使い、さらに（ｉｉ）、（〜）〜（ｘ）を含む
ことを特徴とする、コンボルバ最適バイアス回路。
［従来の技術］
（圧電膜／半導体）構造または（圧電膜／絶縁体／半導
体）構造のモノリシック ＳＡＷコンボルバや、（圧電
膜／空気／絶縁体／半導体）構造のエヤギャップ型ＳＡ
Ｗ コンボルバでは、一般にコンボリューション効率（
以下ＦＴと略記する。）はゲート電極に印加されるバイ
アス電圧に依存する。第４図に（ＺｎＯ／Ｓｉ○ｚ／Ｓ
ｉ）構造のＳＡＷコンボルバにおけるバイアス電圧と
ＦＴの関係とゲート電極と接地間の容量の関係の一例を
示す。
体）構造のモノリシック ＳＡＷコンボルバや、（圧電
膜／空気／絶縁体／半導体）構造のエヤギャップ型ＳＡ
Ｗ コンボルバでは、一般にコンボリューション効率（
以下ＦＴと略記する。）はゲート電極に印加されるバイ
アス電圧に依存する。第４図に（ＺｎＯ／Ｓｉ○ｚ／Ｓ
ｉ）構造のＳＡＷコンボルバにおけるバイアス電圧と
ＦＴの関係とゲート電極と接地間の容量の関係の一例を
示す。
第４図において、 ＦＴはあるバイアス電圧ｖｏＰにお
いて最大値を取ることが示されている。
いて最大値を取ることが示されている。
ＶＯＰはコンボルバの最適バイアスであり、コンボルバ
を常にこのバイアスで動作させることが望ましい。
を常にこのバイアスで動作させることが望ましい。
しかし、コンボルバにバイアスを印加すると。
多くの場合、半導体／絶縁体界面の界面準位や絶縁体／
圧電体界面のトラップおよび圧電体中のトラップなどが
電子や正孔を捕捉または発生することがあり、その捕捉
や発生時間のためにコンボルバの動作が安定するのに可
成りの時間を要することがある。また、上記したトラッ
プや界面準位のために、ＦＴとバイアス電圧の関係が以
前に印加されたバイアス電圧の履歴に依存することがあ
り。
圧電体界面のトラップおよび圧電体中のトラップなどが
電子や正孔を捕捉または発生することがあり、その捕捉
や発生時間のためにコンボルバの動作が安定するのに可
成りの時間を要することがある。また、上記したトラッ
プや界面準位のために、ＦＴとバイアス電圧の関係が以
前に印加されたバイアス電圧の履歴に依存することがあ
り。
以前にＶＯＰとは異なるバイアス電圧が印加されている
と、その後の最適バイアスがＶＯＰに対してシフトして
いる場合もある。これらの現象は、ＩＥＥＥ Ｔｒａｎ
ｓａｃｔｉｏｎ ｏｎ ５ｏｎｉｃｓ ａｎｄ Ｕｌｔ
ｒａｓｏｎｉｃｓ誌、Ｖｏｌ、 ５Ｏ−２４，Ｎｏ、
１． Ｊａｎｕａｒｙ １９７７ （米国）第３４頁に
掲載された、Ｂ、 Ｔ 、Ｋｈｕｒｉ−Ｙａｋｕｂおよ
びＧ、 Ｓ、 Ｋｉｎｏ著ｒ Ａ Ｄｅｔａｉｌｅｄ
Ｔｈｅｏｒｙ ｏｆ ｔｈｅＭｏｎｏｌｉｔｈｉｃ Ｚ
ｉｎｃ ０ｘｉｄｅ ｏｎ ５ｉｌｉｃｏｎ Ｃｏｎｖ
ｏｌｖｅｒ Ｊに報告されている。
と、その後の最適バイアスがＶＯＰに対してシフトして
いる場合もある。これらの現象は、ＩＥＥＥ Ｔｒａｎ
ｓａｃｔｉｏｎ ｏｎ ５ｏｎｉｃｓ ａｎｄ Ｕｌｔ
ｒａｓｏｎｉｃｓ誌、Ｖｏｌ、 ５Ｏ−２４，Ｎｏ、
１． Ｊａｎｕａｒｙ １９７７ （米国）第３４頁に
掲載された、Ｂ、 Ｔ 、Ｋｈｕｒｉ−Ｙａｋｕｂおよ
びＧ、 Ｓ、 Ｋｉｎｏ著ｒ Ａ Ｄｅｔａｉｌｅｄ
Ｔｈｅｏｒｙ ｏｆ ｔｈｅＭｏｎｏｌｉｔｈｉｃ Ｚ
ｉｎｃ ０ｘｉｄｅ ｏｎ ５ｉｌｉｃｏｎ Ｃｏｎｖ
ｏｌｖｅｒ Ｊに報告されている。
［発明が解決しようとする課題］
上記特性のために、コンボルバを起動する時、コンボル
バにバイアス電圧ＶＱＰを印加して ＦＴが大きな値に
なるまでに可成り長いウオーミングアツプ時間を必要と
していた。
バにバイアス電圧ＶＱＰを印加して ＦＴが大きな値に
なるまでに可成り長いウオーミングアツプ時間を必要と
していた。
さらに、 ｖｏｐは一般に温度によって変わるので、コ
ンボルバに一定バイアスを印加する方法では、常に最大
の Ｆｔで動作させることは困難であった。
ンボルバに一定バイアスを印加する方法では、常に最大
の Ｆｔで動作させることは困難であった。
このため、従来は第５図に示すバッテリバックアップ回
路により、常時コンボルバに最適バイアス電圧ＶＯＰを
印加していた。第５図中、１ はコンボルバ、２，３
は入力、４ は出力ゲート。
路により、常時コンボルバに最適バイアス電圧ＶＯＰを
印加していた。第５図中、１ はコンボルバ、２，３
は入力、４ は出力ゲート。
５はバッテリ、６ はサーミスタ、７は可変抵抗器、８
はインピーダンス、９ は出方を表わす。
はインピーダンス、９ は出方を表わす。
さらに、このバッテリによるバイアス電圧には温度に対
して、コンボルバの Ｆｔが常に最大と成るように変化
を持たせる必要があった。この方式においては、バッテ
リの寿命が問題となるばかりか、温度変化に対する Ｖ
ＯＰの変化に、バッテリによるゲートバイアス電圧を完
全に追従させることば困難であり、温度変化に対するコ
ンボルバのＦｒ劣化は避けられなかった。
して、コンボルバの Ｆｔが常に最大と成るように変化
を持たせる必要があった。この方式においては、バッテ
リの寿命が問題となるばかりか、温度変化に対する Ｖ
ＯＰの変化に、バッテリによるゲートバイアス電圧を完
全に追従させることば困難であり、温度変化に対するコ
ンボルバのＦｒ劣化は避けられなかった。
［発明の目的］
本発明の目的は、上記の現状を克服するために、ＳＡＷ
コンボルバが常に最大の ＦＴで動作するように、コン
ボルバに印加するバイアス電圧を制御する回路を提供す
ることである。
コンボルバが常に最大の ＦＴで動作するように、コン
ボルバに印加するバイアス電圧を制御する回路を提供す
ることである。
［課題を解決するための手段］
上記目的を達成するために、本発明によるコンボルバ最
適バイアス回路は、コンボルバゲート電極と接地の間に
介装されたコンボルバ位相回路と、インピーダンス回路
と、該インピーダンス回路と接地の間に並設された基準
位相回路と、発振器と、該発振器出力を上記コンボルバ
位相回路と基準位相回路に分割するデバイダ回路と、コ
ンボルバ位相回路および基準位相回路の出力をそれぞれ
増幅する第１および第２の増幅器と、該第１および第２
の増幅器で増幅された信号をそれぞれ波形整形する第１
および第２の波形整形器と、上記基準位相回路の出力に
対応する信号を基準にコンボルバ位相回路の出力に応じ
た信号の位相を比較し、この位相の差に応じた位相差信
号を得る位相比較器と、上記位相差信号を直流バイアス
に変換するチャージポンプ回路と、上記直流バイアスを
上記ゲート電極へ接続する経路に介装され、少なくとも
上記チャージポンプの変換定数を動作安定化する手段を
含むことを要旨とする。
適バイアス回路は、コンボルバゲート電極と接地の間に
介装されたコンボルバ位相回路と、インピーダンス回路
と、該インピーダンス回路と接地の間に並設された基準
位相回路と、発振器と、該発振器出力を上記コンボルバ
位相回路と基準位相回路に分割するデバイダ回路と、コ
ンボルバ位相回路および基準位相回路の出力をそれぞれ
増幅する第１および第２の増幅器と、該第１および第２
の増幅器で増幅された信号をそれぞれ波形整形する第１
および第２の波形整形器と、上記基準位相回路の出力に
対応する信号を基準にコンボルバ位相回路の出力に応じ
た信号の位相を比較し、この位相の差に応じた位相差信
号を得る位相比較器と、上記位相差信号を直流バイアス
に変換するチャージポンプ回路と、上記直流バイアスを
上記ゲート電極へ接続する経路に介装され、少なくとも
上記チャージポンプの変換定数を動作安定化する手段を
含むことを要旨とする。
［作用］
本発明はコンボルバのコンボリューション出方と、コン
ボルバのゲート電極のインピーダンス（アドミッタンス
）が非常に密接な関係に在ることに着目したものである
。第４図において、コンボルバのバイアス電圧に対する
ＦＴとゲート電極と接地間容量の特性（以下Ｃ−Ｖ特
性と略記する。）を比較すると、Ｆｔはあるバイアス（
最適バイアス）ＶＯＰでピークを持つのに対し。
ボルバのゲート電極のインピーダンス（アドミッタンス
）が非常に密接な関係に在ることに着目したものである
。第４図において、コンボルバのバイアス電圧に対する
ＦＴとゲート電極と接地間容量の特性（以下Ｃ−Ｖ特
性と略記する。）を比較すると、Ｆｔはあるバイアス（
最適バイアス）ＶＯＰでピークを持つのに対し。
Ｃ−■特性はバイアス電圧に対して単調に変化している
。ＦＴの値もＣの値も半導体の表面状態に依存している
ので、 ＦＴのバイアス特性とＣ−■特性には密接な関
係が在り、第４図に示すような Ｆｒと Ｃの関係は以
前に印加したバイアスの履歴を受けた後でも変わらない
。すなわち、もし Ｆｔの特性がバイアス軸に沿ってシ
フトしたとしても、Ｃ−、Ｖ特性も同様にシフトし、そ
の逆も真である。したがって、最適バイアスＶＯＰにお
ける容量ｃａｐは、 ＦＴの特性がバイアス印加による
履歴を受けた後でも同じ値となる。
。ＦＴの値もＣの値も半導体の表面状態に依存している
ので、 ＦＴのバイアス特性とＣ−■特性には密接な関
係が在り、第４図に示すような Ｆｒと Ｃの関係は以
前に印加したバイアスの履歴を受けた後でも変わらない
。すなわち、もし Ｆｔの特性がバイアス軸に沿ってシ
フトしたとしても、Ｃ−、Ｖ特性も同様にシフトし、そ
の逆も真である。したがって、最適バイアスＶＯＰにお
ける容量ｃａｐは、 ＦＴの特性がバイアス印加による
履歴を受けた後でも同じ値となる。
よって、コンボルバのゲート電極の容量Ｃを常にモニタ
して、その値がｃａｐに等しくなるようにバイアス電圧
を制御すれば、コンボルバを常に最適バイアスで動作さ
せることができる。本発明では、コンボルバのＣのモニ
タを行なうために、ゲート電極に並列にインダクタンス
を接続したＬＣ帯域フィルタからなる位相回路、あるい
は、ゲート電極に直列に抵抗を接続したＣＲ低域通過フ
ィルタからなる位相回路を用いて、 Ｃの変化を位相変
化に変換している。さらに、バイアス電圧の制御は１位
相比較器とチャージポンプ、低域通過フィルタ（Ｌ、Ｐ
、Ｆ、）によって行なう。
して、その値がｃａｐに等しくなるようにバイアス電圧
を制御すれば、コンボルバを常に最適バイアスで動作さ
せることができる。本発明では、コンボルバのＣのモニ
タを行なうために、ゲート電極に並列にインダクタンス
を接続したＬＣ帯域フィルタからなる位相回路、あるい
は、ゲート電極に直列に抵抗を接続したＣＲ低域通過フ
ィルタからなる位相回路を用いて、 Ｃの変化を位相変
化に変換している。さらに、バイアス電圧の制御は１位
相比較器とチャージポンプ、低域通過フィルタ（Ｌ、Ｐ
、Ｆ、）によって行なう。
［実施例］
以下に１図面を参照しながら、実施例を用いて本発明を
一層詳細に説明するが、それらは例示に過ぎず１本発明
の枠を越えることなしにいろいろな変形や改良があり得
ることは勿論である。
一層詳細に説明するが、それらは例示に過ぎず１本発明
の枠を越えることなしにいろいろな変形や改良があり得
ることは勿論である。
第１図は本発明による ＳＡＷコンボルバ最適バイアス
回路のブロック図を示す。回路は、コンボルバ １ お
よび基準インピーダンスＺｒにそれぞれ並列に接続され
た直流カットコンデンサＣ２ｐ Ｃ１とインダクタンス
Ｌ２＋Ｌ１による直列回路から成るコンボルバ位相回路
１０および基準位相回路 １１ と、発振器 １２ の
出方をコンボルバ １ と基準インピーダンスＺｒに分
割する Ｃ−Ｒによるデバイダ回路と、コンボルバ １
と基準インピーダンス Ｚｒの各位相回路１０．１１
からの出方を増幅する増幅器 １３゜１４と、増幅
された信号をデジタル信号に波形整形する波形整形回路
１５．１６ と、基準インピーダンスＺｒ、による
位相回路 １１ の信号を参照信号として、コンボルバ
１ による位相回路１０の出力信号を位相比較する位
相比較器１７と、該位相比較器 １７ の出力を直流バ
イアス電圧に変換し、コンボルバのゲート電極に印加す
るチャージポンプ回路 １８ と系の安定性を決定する
低域通過フィルタ（Ｌ、Ｐ、Ｆ、）１９ がら構成さ
れている。
回路のブロック図を示す。回路は、コンボルバ １ お
よび基準インピーダンスＺｒにそれぞれ並列に接続され
た直流カットコンデンサＣ２ｐ Ｃ１とインダクタンス
Ｌ２＋Ｌ１による直列回路から成るコンボルバ位相回路
１０および基準位相回路 １１ と、発振器 １２ の
出方をコンボルバ １ と基準インピーダンスＺｒに分
割する Ｃ−Ｒによるデバイダ回路と、コンボルバ １
と基準インピーダンス Ｚｒの各位相回路１０．１１
からの出方を増幅する増幅器 １３゜１４と、増幅
された信号をデジタル信号に波形整形する波形整形回路
１５．１６ と、基準インピーダンスＺｒ、による
位相回路 １１ の信号を参照信号として、コンボルバ
１ による位相回路１０の出力信号を位相比較する位
相比較器１７と、該位相比較器 １７ の出力を直流バ
イアス電圧に変換し、コンボルバのゲート電極に印加す
るチャージポンプ回路 １８ と系の安定性を決定する
低域通過フィルタ（Ｌ、Ｐ、Ｆ、）１９ がら構成さ
れている。
上記回路において、第２図に示すようにコンボルバ位相
回路 １０ をコンボルバと抵抗による高域カット形の
位相回路とし、同様に、基準位相回路１１ も基準イン
ピーダンスに抵抗を接続した位相回路を持つようにする
ことも可能である。
回路 １０ をコンボルバと抵抗による高域カット形の
位相回路とし、同様に、基準位相回路１１ も基準イン
ピーダンスに抵抗を接続した位相回路を持つようにする
ことも可能である。
さらに、第３図に示すように基準位相回路１１ を取り
除き、直接デバイダ回路からの信号を、増幅器 １３，
１４ 、波形整形回路 １５゜１６ を通して位相比
較器 １７の参照信号として動作させることも可能であ
る。
除き、直接デバイダ回路からの信号を、増幅器 １３，
１４ 、波形整形回路 １５゜１６ を通して位相比
較器 １７の参照信号として動作させることも可能であ
る。
以下上記実施例の動作を説明する。
コンボルバ位相回路 １０ はコンボルバ１ のゲート
電極４ と接地電極に並列に接続された、直流カットコ
ンデンサＣ２が直列に接続されたインダクタンスＬ２か
らなる Ｌ２．ＣのＬＣ帯域フィルタによって構成され
る。同様に基準位相回路１１ は、コンボルバを等価に
置き換えたインピーダンス回路と、直流カットコンデン
サＣ１が直列に接続されたインダクタンスし１が並列に
接続されたり、、Ｃ，のＬＣｉ域フィルタによって構成
されている。一般に、基準インピーダンス回路はコンボ
ルバと等価のインピーダンスに置き換えられるが、後述
する理由により、必ずしも等しくなくても良い。
電極４ と接地電極に並列に接続された、直流カットコ
ンデンサＣ２が直列に接続されたインダクタンスＬ２か
らなる Ｌ２．ＣのＬＣ帯域フィルタによって構成され
る。同様に基準位相回路１１ は、コンボルバを等価に
置き換えたインピーダンス回路と、直流カットコンデン
サＣ１が直列に接続されたインダクタンスし１が並列に
接続されたり、、Ｃ，のＬＣｉ域フィルタによって構成
されている。一般に、基準インピーダンス回路はコンボ
ルバと等価のインピーダンスに置き換えられるが、後述
する理由により、必ずしも等しくなくても良い。
コンボルバまたは基準インピーダンス回路１０．１１
に並列に接続される直流カットコンデンサＣ２＋ Ｃ
１とインダクタンスＬ２ｔＬ１の直列共振回路の共振周
波数は、各位相回路の位相特性に影響を与えない、十分
低い周波数となるように設定する。なお、発振器（Ｏ５
Ｃ）１２の発振周波数は、各位相回路の共振周波数とな
るように設定し、かつコンボルバ １ の動作周波数と
は異なる値にＣＯによって設定される。これより、基準
位相回路のｃ、、ｇｒを最適バイアス時のコンボルバの
Ｃｏｐ 、、 Ｇ６ｐに合わせると、コンボルバが最適
バイアスされた時、各位相器の位相出力は一致する。さ
らに、コンボルバと基準インピーダンスの温度特性が同
一であるならば、発振器の発振周波数変動に無関係に位
相検出を行なうことができる。
に並列に接続される直流カットコンデンサＣ２＋ Ｃ
１とインダクタンスＬ２ｔＬ１の直列共振回路の共振周
波数は、各位相回路の位相特性に影響を与えない、十分
低い周波数となるように設定する。なお、発振器（Ｏ５
Ｃ）１２の発振周波数は、各位相回路の共振周波数とな
るように設定し、かつコンボルバ １ の動作周波数と
は異なる値にＣＯによって設定される。これより、基準
位相回路のｃ、、ｇｒを最適バイアス時のコンボルバの
Ｃｏｐ 、、 Ｇ６ｐに合わせると、コンボルバが最適
バイアスされた時、各位相器の位相出力は一致する。さ
らに、コンボルバと基準インピーダンスの温度特性が同
一であるならば、発振器の発振周波数変動に無関係に位
相検出を行なうことができる。
発振器１２の出力ｖ１は抵抗Ｒ１＊ Ｒ２により、コ
ンボルバ位相回路 １０ と基準位相回路 １１ への
入力信号として分割される６さらに、Ｒ３ｖ Ｒ４ｔ
Ｒ５とＲｅ 、Ｒ７、Ｒｓのそれぞれの抵抗によって分
割された入力信号がコンボルバ出力信号に対して影響を
与えないレベルにまで減衰させる。このデバイダ回路と
減衰回路によって、コンボルバ位相回路１０のインピー
ダンス変化が、基準位相回路の周波数特性に影響しない
ようにしている。第１図の回路中の容４１Ｃｔ−Ｃ２＃
Ｃｓ ｐ Ｃ４ｔ ＣｓおよびＣ０はコンボルバ１
のゲート電極４ に印加されるバイアス電圧が、インダ
クタンス、増幅器、発振器に印加されないように、直流
分をカットするためのものである。さらに、デバイダ出
力と低域通過フィルタ１９ の間に入っているインピー
ダンスＺｄは、コンボルバの直流バイアス電圧のみを通
過させ。
ンボルバ位相回路 １０ と基準位相回路 １１ への
入力信号として分割される６さらに、Ｒ３ｖ Ｒ４ｔ
Ｒ５とＲｅ 、Ｒ７、Ｒｓのそれぞれの抵抗によって分
割された入力信号がコンボルバ出力信号に対して影響を
与えないレベルにまで減衰させる。このデバイダ回路と
減衰回路によって、コンボルバ位相回路１０のインピー
ダンス変化が、基準位相回路の周波数特性に影響しない
ようにしている。第１図の回路中の容４１Ｃｔ−Ｃ２＃
Ｃｓ ｐ Ｃ４ｔ ＣｓおよびＣ０はコンボルバ１
のゲート電極４ に印加されるバイアス電圧が、インダ
クタンス、増幅器、発振器に印加されないように、直流
分をカットするためのものである。さらに、デバイダ出
力と低域通過フィルタ１９ の間に入っているインピー
ダンスＺｄは、コンボルバの直流バイアス電圧のみを通
過させ。
コンボルバ出力および発振器の高周波信号が低域通過フ
ィルタ １９ に印加されないように設けられている。
ィルタ １９ に印加されないように設けられている。
コンボルバ １ の出力は、発振器 １２ の入力信号
成分Ｗｌ を十分に減衰させ、コンボルバ１の出力のみ
を通過させるために、高域通過フィルタ ２０ を通し
て出力される。
成分Ｗｌ を十分に減衰させ、コンボルバ１の出力のみ
を通過させるために、高域通過フィルタ ２０ を通し
て出力される。
各位相回路１０ 、１１ の出力は、増幅器１３．
１４ によって増幅され、波形整形回路１５．１６
を通して波形整形して位相比較器１７ に入る０位相
比較器１７では、基準位相回路１１ からの信号ｖｒを
参照信号として。
１４ によって増幅され、波形整形回路１５．１６
を通して波形整形して位相比較器１７ に入る０位相
比較器１７では、基準位相回路１１ からの信号ｖｒを
参照信号として。
コンボルバ位相回路 １０ からの信号を位相比較する
０位相比較器１７の出力は、チャージポンプ回路 １８
にて、位相差に応じた直流電圧に変換され、低域通過
フィルタ １９ と Ｚｄを通してコンボルバ １ の
バイアス電圧を与える。
０位相比較器１７の出力は、チャージポンプ回路 １８
にて、位相差に応じた直流電圧に変換され、低域通過
フィルタ １９ と Ｚｄを通してコンボルバ １ の
バイアス電圧を与える。
今、第１図のコンボルバ最適バイアス回路にあって、基
準インピーダンスの値を説明を単純にするために次の通
りとする。
準インピーダンスの値を説明を単純にするために次の通
りとする。
ｇｒ ＝ ＧＯＰ
Ｃｒ ： Ｃｏｐ
Ｃ１＝ ０
この場合の基準位相回路 １１ の出力信号の位相 θ
、は。
、は。
θ、 ＝ ｔａｎ”” ＧＯＰ（ω工・Ｃａｐ
）ωＩ″ Ｌｌ ・・・・・・・・・ （１） となる、さらに、コンボルバ位相回路 １０ の出力信
号の位相 θ。は、 θｃ＝ ｔａｎ−’ ＧＯＰ （ωｌ＠Ｃ−）ω
ｌ”Ｌｌ ・・・・・・・・・ （２） である０位相比較器 １７の変換利得係数をＫｄ 、低
域通過フィルタ １９ の定数を Ｆ（８１とすると、
コンボルバ位相回路に印加される、バイアス電圧ＶＢは
。
）ωＩ″ Ｌｌ ・・・・・・・・・ （１） となる、さらに、コンボルバ位相回路 １０ の出力信
号の位相 θ。は、 θｃ＝ ｔａｎ−’ ＧＯＰ （ωｌ＠Ｃ−）ω
ｌ”Ｌｌ ・・・・・・・・・ （２） である０位相比較器 １７の変換利得係数をＫｄ 、低
域通過フィルタ １９ の定数を Ｆ（８１とすると、
コンボルバ位相回路に印加される、バイアス電圧ＶＢは
。
ＶＢ ＝ Ｋｄ−Ｆ ’Ｓ’ ・（θ、−〇〇 ）
となる、コンボルバ位相回路１０ に印加されるバイア
ス電圧Ｖａと出力信号の位相 θ。の関係は、コンボル
バ位相回路 １ｏ の変換利得係数をＫｃとすると、 θ。＝ ０１ ＋ Ｋｃ−Ｖａ ・・・
・・・・・・ （４）となる。したがって、バイアス電
圧ｖｎは、基準位相回路 １１ で設定した θ、の基
準位相に対して、コンボルバ位相回路１１ の位相が一
致するように、コンボルバ １ のバイアス電圧ｖ８が
制御される。
となる、コンボルバ位相回路１０ に印加されるバイア
ス電圧Ｖａと出力信号の位相 θ。の関係は、コンボル
バ位相回路 １ｏ の変換利得係数をＫｃとすると、 θ。＝ ０１ ＋ Ｋｃ−Ｖａ ・・・
・・・・・・ （４）となる。したがって、バイアス電
圧ｖｎは、基準位相回路 １１ で設定した θ、の基
準位相に対して、コンボルバ位相回路１１ の位相が一
致するように、コンボルバ １ のバイアス電圧ｖ８が
制御される。
この制御系において、基準インピーダンスのＣｒ ｔ
ｇｒをコンボルバと同一の等価回路に置き。
ｇｒをコンボルバと同一の等価回路に置き。
Ｌ、＝ Ｌｌとすると、Ｃｒ ＊ ｇｒをコンボルバ
のコンボリューション効率 ＦＴが最大となる点でのＣ
ＯＰ 、 ａｏｐに設定することによって、二つの位相
回路の出力位相が一致したときのｖ８の値は、必然的に
Ｖｏｐと等しくなる０以上の説明においては、Ｃｒ ＝
Ｃａｐ ｐ ｇｒ ＝ Ｇｏｐ ｚＬ、＝ ｒ、２とし
た場合におけるものであったが、必ずしもそうでなくと
もよく、（１）、（２）式で示した位相関係が一致すれ
ばよいから、次式で示す関係が成り立てば、基準位相回
路 １１ 内の基準インピーダンスまたはり、の組み合
わせを自由に設定することも可能である。
のコンボリューション効率 ＦＴが最大となる点でのＣ
ＯＰ 、 ａｏｐに設定することによって、二つの位相
回路の出力位相が一致したときのｖ８の値は、必然的に
Ｖｏｐと等しくなる０以上の説明においては、Ｃｒ ＝
Ｃａｐ ｐ ｇｒ ＝ Ｇｏｐ ｚＬ、＝ ｒ、２とし
た場合におけるものであったが、必ずしもそうでなくと
もよく、（１）、（２）式で示した位相関係が一致すれ
ばよいから、次式で示す関係が成り立てば、基準位相回
路 １１ 内の基準インピーダンスまたはり、の組み合
わせを自由に設定することも可能である。
・・・・・・・・・ （５）
第３図は本発明の第２の実施例である。第３図の回路は
第１図の回路に較べ基準位相回路 １１の基準インピー
ダンスＺｒの削除された回路である。この回路では、二
つにデバイドされた一方の信号を位相比較器１７の参照
信号として直接入力する方式である。この方式において
は、温度変化に対するコンボルバ位相回路 １０ の周
波数特性の変化と１発振器 １２ の発振周波数の温度
特性を合わせることによって、温度変化に対しても安定
にコンボルバのゲート電極に対しバイアス電圧を制御す
ることができる。さらに第１の実施例に較べ基準位相回
路 １１ 内の直流カットコンデンサとインダクタンス
を削除することが可能となる。
第１図の回路に較べ基準位相回路 １１の基準インピー
ダンスＺｒの削除された回路である。この回路では、二
つにデバイドされた一方の信号を位相比較器１７の参照
信号として直接入力する方式である。この方式において
は、温度変化に対するコンボルバ位相回路 １０ の周
波数特性の変化と１発振器 １２ の発振周波数の温度
特性を合わせることによって、温度変化に対しても安定
にコンボルバのゲート電極に対しバイアス電圧を制御す
ることができる。さらに第１の実施例に較べ基準位相回
路 １１ 内の直流カットコンデンサとインダクタンス
を削除することが可能となる。
なお１以上において低域通過フィルタ １９ の機能は
チャージポンプ回路 １８ に兼ねさせることができる
。
チャージポンプ回路 １８ に兼ねさせることができる
。
［発明の効果］
以上説明した通り、本発明によれば、 ＳＡＷコンボル
バの最適バイアスを即座に印加することができ、さらに
周囲の温度が変わっても自動的に最適バイアス点を探し
、追従することができるので、 ＳＡＷ コンボルバの
バイアス印加時のウオーミングアツプ時間を大幅に短縮
し、温度特性も向上させることができる。したがって、
従来コンボルバの最適バイアス点を常にバッテリにより
バックアップしていた方式に較べ、バッテリ寿命を意識
しないで使用することが可能となる。さらに、本発明に
よる回路は本質的にコンボルバの入力信号が無くても動
作するうえ、本回路で使用する発振器の発振周波数はコ
ンボルバの動作周波数と独立に設定できることより、コ
ンボリューション出力に影響を与えることなく動作する
という利点も得られる。
バの最適バイアスを即座に印加することができ、さらに
周囲の温度が変わっても自動的に最適バイアス点を探し
、追従することができるので、 ＳＡＷ コンボルバの
バイアス印加時のウオーミングアツプ時間を大幅に短縮
し、温度特性も向上させることができる。したがって、
従来コンボルバの最適バイアス点を常にバッテリにより
バックアップしていた方式に較べ、バッテリ寿命を意識
しないで使用することが可能となる。さらに、本発明に
よる回路は本質的にコンボルバの入力信号が無くても動
作するうえ、本回路で使用する発振器の発振周波数はコ
ンボルバの動作周波数と独立に設定できることより、コ
ンボリューション出力に影響を与えることなく動作する
という利点も得られる。
第１図は本発明による ＳＡＷコンボルバ最適バイアス
回路のブロック図、第２図および第３図はそれぞれ第１
図に示す回路の変形を示すブロック図、第４図はバイア
ス電圧に対するコンボリューション効率、ゲート電極と
接地間容量、コンダクタンスの関係を示す図、第５図は
従来のコンボルバの概略図である。 １・・・・・・・・・コンボルバ、２，３・・・・・・
・・・入力、４・・・・・・・・・出力ゲート、９・・
・・・・・・・出力、１０・・・・・・・・・コンボル
バ位相回路、１１・・・・・・・・・基準位相回路、１
２・・・・・・・・・発振器、１３，１４・・・・・・
・・・増幅器、１５゜１６・・・・・・・・・波形整形
回路、１７・・・・・・・・・位相比較器、１８・・・
・・・・・・チャージポンプ回路、１９・・・・・・・
・・低域通過フィルタ、２０・・・・・・・・・高域通
過フィルタ。 特許出願人 クラリオン株式会社
回路のブロック図、第２図および第３図はそれぞれ第１
図に示す回路の変形を示すブロック図、第４図はバイア
ス電圧に対するコンボリューション効率、ゲート電極と
接地間容量、コンダクタンスの関係を示す図、第５図は
従来のコンボルバの概略図である。 １・・・・・・・・・コンボルバ、２，３・・・・・・
・・・入力、４・・・・・・・・・出力ゲート、９・・
・・・・・・・出力、１０・・・・・・・・・コンボル
バ位相回路、１１・・・・・・・・・基準位相回路、１
２・・・・・・・・・発振器、１３，１４・・・・・・
・・・増幅器、１５゜１６・・・・・・・・・波形整形
回路、１７・・・・・・・・・位相比較器、１８・・・
・・・・・・チャージポンプ回路、１９・・・・・・・
・・低域通過フィルタ、２０・・・・・・・・・高域通
過フィルタ。 特許出願人 クラリオン株式会社
Claims (2)
- （１） （ａ）コンボルバゲート電極と接地の間に介装されたコ
ンボルバ位相回路、 （ｂ）インピーダンス回路、 （ｃ）該インピーダンス回路と接地の間に並設された基
準位相回路、 （ｄ）発振器、 （ｅ）該発振器出力を上記コンボルバ位相回路と基準位
相回路に分割するデバイダ回路、 （ｆ）コンボルバ位相回路および基準位相回路の出力を
それぞれ増幅する第１および第２の増幅器、 （ｇ）該第１および第２の増幅器で増幅された信号をそ
れぞれ波形整形する第１および第２の波形整形器、 （ｈ）上記基準位相回路の出力に対応する信号を基準に
コンボルバ位相回路の出力に応じた信号の位相を比較し
、この位相の差に応じた位相差信号を得る位相比較器、 （ｉ）上記位相差信号を直流バイアスに変換するチャー
ジポンプ回路、および （ｊ）上記直流バイアスを上記ゲート電極へ接続する経
路に介装され、少なくとも上記チャージポンプの変換定
数を動作安定化する手段 を含むことを特徴とするコンボルバ最適バイアス回路。 - （２） （ａ）コンボルバゲート電極と接地との間に介装された
コンボルバ位相回路、 （ｂ）発振器、 （ｃ）該該発振器出力を第１および第２の出力に分割す
るデバイダ回路、 （ｄ）上記第１の出力を上記コンボルバ位相回路に入力
する手段、 （ｅ）上記コンボルバ回路の出力および上記第２の出力
をそれぞれ増幅する第１および第２の増幅器、 （ｆ）該第１および第２の増幅器の出力をそれぞれ波形
成形する第１および第２の波形成形器、（ｇ）上記第２
の出力に対応する信号を基準にコンボルバ位相回路の出
力に応じた信号の位相を比較し、この位相の差に応じた
位相差信号を得る位相比較器、 （ｈ）上記位相差信号を直流バイアスに変換するチャー
ジポンプ回路、および （ｉ）上記直流バイアスを上記ゲート電極へ接続する経
路に介装され、少なくとも上記チャージポンプの変換定
数を動作安定化する手段 を含むことを特徴とするコンボルバ最適バイアス回路。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63221074A JPH0269013A (ja) | 1988-09-02 | 1988-09-02 | コンボルバ最適バイアス回路 |
| US07/399,906 US5070472A (en) | 1988-09-02 | 1989-08-29 | Convolver optimum bias circuit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63221074A JPH0269013A (ja) | 1988-09-02 | 1988-09-02 | コンボルバ最適バイアス回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0269013A true JPH0269013A (ja) | 1990-03-08 |
Family
ID=16761079
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63221074A Pending JPH0269013A (ja) | 1988-09-02 | 1988-09-02 | コンボルバ最適バイアス回路 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5070472A (ja) |
| JP (1) | JPH0269013A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03177105A (ja) * | 1989-12-06 | 1991-08-01 | Clarion Co Ltd | コンボルバ制御装置 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4721183A (ja) * | 1971-02-19 | 1972-10-03 | ||
| JPS6352509A (ja) * | 1986-08-22 | 1988-03-05 | Clarion Co Ltd | コンボルバ最適バイアス回路 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4037174A (en) * | 1973-12-10 | 1977-07-19 | Westinghouse Electric Corporation | Combined acoustic surface wave and semiconductor device particularly suited for signal convolution |
| FR2353185A1 (fr) * | 1976-04-09 | 1977-12-23 | Thomson Csf | Dispositif correlateur rapide, et systeme de traitement des signaux d'un recepteur comportant un tel dispositif |
| US4307616A (en) * | 1979-12-26 | 1981-12-29 | Rockwell International Corporation | Signal processing technique for ultrasonic inspection |
| FR2481489A1 (fr) * | 1980-04-25 | 1981-10-30 | Thomson Csf | Dispositif correlateur bidimensionnel |
| JPS6264113A (ja) * | 1985-09-13 | 1987-03-23 | Clarion Co Ltd | 弾性表面波装置 |
| GB2197559B (en) * | 1986-08-22 | 1990-03-28 | Clarion Co Ltd | Bias voltage circuit for a convolver |
-
1988
- 1988-09-02 JP JP63221074A patent/JPH0269013A/ja active Pending
-
1989
- 1989-08-29 US US07/399,906 patent/US5070472A/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4721183A (ja) * | 1971-02-19 | 1972-10-03 | ||
| JPS6352509A (ja) * | 1986-08-22 | 1988-03-05 | Clarion Co Ltd | コンボルバ最適バイアス回路 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5070472A (en) | 1991-12-03 |
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