JPH06237146A - Filter system - Google Patents

Filter system

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JPH06237146A
JPH06237146A JP14934593A JP14934593A JPH06237146A JP H06237146 A JPH06237146 A JP H06237146A JP 14934593 A JP14934593 A JP 14934593A JP 14934593 A JP14934593 A JP 14934593A JP H06237146 A JPH06237146 A JP H06237146A
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JP
Japan
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filter
signal
control signal
value
gain
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Application number
JP14934593A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiroshi Kimura
博 木村
Ryutaro Hotta
龍太郎 堀田
Kenichi Hase
健一 長谷
Ken Uragami
憲 浦上
Koichi Tanno
公一 淡野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To provide the filter system coping with a low voltage processing system by correcting the fluctuation of a filter gain caused by a cut-off frequency change in the filter in the signal processing filter system in a read channel of a magnetic disk or the like. CONSTITUTION:This system is made up of a cut-off frequency variable filter 1, a VGA(variable gain amplifier) 2, a register 3 and a D/A converter 4, and a means generating a gain control signal 6 in response to the filter cut-off frequency, which generates the control signal 6 to control the gain of the VGA (variable gain amplifier) 2. Thus, the fluctuation of the gain attended with a change in the filter cut-off frequency is corrected by the VGA (variable gain amplifier) 2.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、任意のカットオフ周波
数に設定可能なフィルタ回路に関し、とくに磁気ディス
クなどのリードチャネルにおける信号処理用フィルタシ
ステムに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a filter circuit capable of setting an arbitrary cutoff frequency, and more particularly to a signal processing filter system in a read channel such as a magnetic disk.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、フィルタは抵抗、容量、コイルな
どの受動素子で構成される受動フィルタ、OPアンプを
用いたアクティブフィルタがあり、これらのフィルタは
フィルタ特性、とくにカットオフ周波数は用途に応じた
値に設計され、カットオフ周波数は固定であった。近
年、システムの小型化、大容量化の流れに伴い、フィル
タを用いるシステムにおいて、扱う信号の周波数を変化
させて使用する方式が用いられ始めてきた。
2. Description of the Related Art Conventionally, filters include passive filters composed of passive elements such as resistors, capacitors, and coils, and active filters using OP amplifiers. These filters have filter characteristics, particularly cutoff frequency, depending on the application. The cutoff frequency was fixed. 2. Description of the Related Art In recent years, along with the trend toward smaller size and larger capacity of systems, a method of changing the frequency of a signal to be used in a system using a filter has begun to be used.

【0003】とくに磁気ディスクにおいては、記憶容量
を増やす新記録方式としてCDR(Constant
Density Recording)が考案されてい
る。CDRシステムではディスクの内周と外周とで転送
速度を変化させており、読みだしデータの周波数成分が
変化するため、信号処理を行うフィルタ回路のカットオ
フ周波数を転送速度に応じて可変とする必要がある。
Particularly in magnetic disks, CDR (Constant) is a new recording method for increasing the storage capacity.
Density Recording) has been devised. In the CDR system, the transfer speed is changed between the inner circumference and the outer circumference of the disc, and the frequency component of the read data changes. Therefore, it is necessary to make the cutoff frequency of the filter circuit that performs signal processing variable according to the transfer speed. There is.

【0004】このように扱う信号周波数が変化するシス
テムでは、フィルタのカットオフ周波数を可変とするカ
ットオフ周波数可変フィルタが必要となる。
In a system in which the signal frequency handled in this way changes, a cutoff frequency variable filter that makes the cutoff frequency of the filter variable is required.

【0005】従来のフィルタシステムについて図6、図
12及び図13を用いて説明する。
A conventional filter system will be described with reference to FIGS. 6, 12 and 13.

【0006】従来のカットオフ周波数可変フィルタシス
テムについて図13を用いて説明する。従来のフィルタ
システムはSSI社の32F8011のデータシートに
記載されている。
A conventional cutoff frequency variable filter system will be described with reference to FIG. A conventional filter system is described in the SSI 32F8011 data sheet.

【0007】図13は従来のフィルタシステムの概略を
示したもので、カットオフ周波数可変フィルタ1、固定
ゲインアンプ52で構成される。
FIG. 13 shows an outline of a conventional filter system, which comprises a variable cutoff frequency filter 1 and a fixed gain amplifier 52.

【0008】フィルタカットオフ周波数の設定値に応じ
たフィルタ制御信号5によりカットオフ周波数可変フィ
ルタ1のカットオフ周波数を制御する。
The cutoff frequency of the variable cutoff frequency filter 1 is controlled by the filter control signal 5 according to the set value of the filter cutoff frequency.

【0009】図6はカットオフ周波数可変1次LPF
(ローパスフィルタ)15の構成を示したもので、可変
相互コンダクタンスアンプ11、12、容量13、14
から構成される。LPF(ローパスフィルタ)15のカ
ットオフ周波数は、可変相互コンダクタンスアンプ1
1、12のコンダクタンスGmを制御することで、可変
とすることが出来る。この時、LPF(ローパスフィル
タ)のゲインAは、可変相互コンダクタンスアンプ1
1、12の出力インピーダンスZoを用いて、
FIG. 6 is a cut-off frequency variable first-order LPF.
The structure of a (low-pass filter) 15 is shown, in which variable transconductance amplifiers 11 and 12 and capacitors 13 and 14 are shown.
Composed of. The cut-off frequency of the LPF (low-pass filter) 15 is the variable transconductance amplifier 1
It can be made variable by controlling the conductances Gm of 1 and 12. At this time, the gain A of the LPF (low pass filter) is set to the variable transconductance amplifier 1
Using the output impedance Zo of 1 and 12,

【0010】[0010]

【数1】 [Equation 1]

【0011】と表されるため、Gmを変化させるとLP
F(ローパスフィルタ)のゲインAが変動してしまう。
Therefore, if Gm is changed, LP
The gain A of F (low pass filter) fluctuates.

【0012】そのため、図13のような従来のフィルタ
システムでは、フィルタのカットオフ周波数の変化にと
もない、フィルタのゲインも変動してしまうという問題
点が生じる。
Therefore, in the conventional filter system as shown in FIG. 13, there is a problem that the gain of the filter also changes with the change of the cutoff frequency of the filter.

【0013】図12は、磁気ディスクのシステム構成図
であり、信号処理ブロック38は、信号振幅を一定にす
るAGC(オートマチックゲインコントロール)アンプ
45、AGCアンプ45を制御するAGC制御回路4
6、パルススリミングを行うイコライザ47、ノイズを
除去するLPF(ローパスフィルタ)48、ピーク検出
用HPF(ハイパスフィルタ)49、データに同期した
クロックを生成するデータセパレータ50、記録符号の
符号化、復号化を行うENDEC(エンコーダ、デコー
ダ)51で構成される。LPF48を従来のフィルタシ
ステムで構成した場合、LPF48のカットオフ周波数
の変化に伴い、LPF48のゲインが変動するが、AG
C制御回路46がLPF48の出力信号レベルを検出
し、LPF48の出力信号振幅が一定になるようにAG
Cアンプ45のゲインを制御する。この場合、LPF4
8の入力信号レベルが変動し、この入力信号レベルの変
動がLPF48の入力ダイナミックレンジより大きくな
ると、出力信号が歪んでしまうという問題が生じる。
FIG. 12 is a system configuration diagram of a magnetic disk. A signal processing block 38 includes an AGC (Automatic Gain Control) amplifier 45 for keeping the signal amplitude constant, and an AGC control circuit 4 for controlling the AGC amplifier 45.
6. Equalizer 47 for pulse slimming, LPF (low-pass filter) 48 for removing noise, HPF (high-pass filter) 49 for peak detection, data separator 50 for generating clock synchronized with data, encoding and decoding of recording code It is composed of an ENDEC (encoder, decoder) 51 for performing. When the LPF 48 is configured with a conventional filter system, the gain of the LPF 48 varies with the change in the cutoff frequency of the LPF 48.
The C control circuit 46 detects the output signal level of the LPF 48 and controls the AG so that the output signal amplitude of the LPF 48 becomes constant.
The gain of the C amplifier 45 is controlled. In this case, LPF4
If the input signal level of 8 fluctuates and the fluctuation of the input signal level becomes larger than the input dynamic range of the LPF 48, the problem that the output signal is distorted occurs.

【0014】[0014]

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術では、フ
ィルタのカットオフ周波数の変化にともない、フィルタ
のゲインも変動してしまう。そこで、フィルタゲインの
変動を許容できる範囲に押さえるために、フィルタカッ
トオフ周波数の可変範囲が制限されてしまうという問題
点が生じる。
In the above-mentioned prior art, the gain of the filter also fluctuates as the cutoff frequency of the filter changes. Therefore, there is a problem that the variable range of the filter cutoff frequency is limited in order to suppress the variation of the filter gain within an allowable range.

【0015】また、フィルタ回路において、ゲイン変動
を押さえるために回路構成が複雑になり、そのため回路
の低電圧化が困難になる。
Further, in the filter circuit, in order to suppress the gain variation, the circuit structure becomes complicated, which makes it difficult to reduce the voltage of the circuit.

【0016】さらに、従来技術においては、フィルタを
構成する素子の特性ばらつきにより、フィルタQ値(Qua
lity Factor)が、ばらついてしまうという問題点もあっ
た。
Further, in the prior art, the filter Q value (Qua
There was also a problem that the lity factor) varied.

【0017】さらにまた、高帯域アクティブフィルタの
場合、アクティブフィルタの遮断周波数の変化に伴い、
Q値が変動してしまうという問題点もあった。
Furthermore, in the case of a high band active filter, as the cutoff frequency of the active filter changes,
There is also a problem that the Q value fluctuates.

【0018】そこで、本発明の目的は、カットオフ周波
数を可変とするフィルタにおいて、フィルタのカットオ
フ周波数変化にともなうフィルタゲインの変動を補正
し、低電圧化回路方式に対応可能な、フィルタシステム
を実現することである。
SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to provide a filter system capable of compensating for the variation of the filter gain due to the change of the cutoff frequency of the filter in a filter having a variable cutoff frequency and corresponding to the low voltage circuit system. It is to be realized.

【0019】さらに、本発明の他の目的は、フィルタを
構成する素子の特性バラツキによる、Q値の変動を排除
し、アクティブフィルタの遮断周波数の変化に伴う、Q
の値の変動を抑えることである。これにより、広帯域、
高精度のアクティブフィルタを実現する。
Further, another object of the present invention is to eliminate the variation of the Q value due to the characteristic variation of the elements constituting the filter, and to change the Q of the active filter along with the variation of the cutoff frequency.
It is to suppress the fluctuation of the value of. This allows a wide band,
Realizes a highly accurate active filter.

【0020】[0020]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の、本発明によるフィルタシステムのブロック図を図1
に示す。
FIG. 1 is a block diagram of a filter system according to the present invention for achieving the above object.
Shown in.

【0021】図1に示すように、本システムはカットオ
フ周波数可変フィルタ1、VGA(可変ゲインアンプ)
2、レジスタ3、D/Aコンバータ4、から構成され
る。
As shown in FIG. 1, the present system includes a cutoff frequency variable filter 1 and a VGA (variable gain amplifier).
2, register 3, and D / A converter 4.

【0022】また、以下に述べる他の手段も考えられ
る。
Other means described below are also conceivable.

【0023】図14に示すように、本システムは、マイ
コン100、レジスタ200、シンセサイザ300、D
AC400、アクティブフィルタ500、Q制御信号自
動発生回路600を有して構成される。さらに、Q制御
信号自動発生回路600は、シンセサイザ700、DA
C900、ローパスフィルタ800、アクティブフィル
タ1000、振幅検出回路1100を有して構成され
る。
As shown in FIG. 14, this system includes a microcomputer 100, a register 200, a synthesizer 300, and a D.
It is configured to have an AC 400, an active filter 500, and a Q control signal automatic generation circuit 600. Further, the Q control signal automatic generation circuit 600 includes a synthesizer 700, a DA
A C900, a low-pass filter 800, an active filter 1000, and an amplitude detection circuit 1100 are included.

【0024】[0024]

【作用】本発明の作用について図1を参照して説明す
る。
The operation of the present invention will be described with reference to FIG.

【0025】フィルタのカットオフ周波数設定値に応じ
たフィルタ制御信号5でカットオフ周波数可変フィルタ
1のカットオフ周波数を制御する。さらに、フィルタカ
ットオフ周波数に応じたゲイン制御信号6を発生させる
手段を用いてこれを発生させ、ゲイン制御信号6でVG
A(可変ゲインアンプ)2のゲインを制御する。これに
より、フィルタカットオフ周波数の変化に伴うゲインの
変動分をVGA(可変ゲインアンプ)2で補正し、フィ
ルタシステムのゲインをフィルタカットオフ周波数によ
らず一定に保つことが可能となる。
The cutoff frequency of the variable cutoff frequency filter 1 is controlled by the filter control signal 5 according to the set value of the cutoff frequency of the filter. Further, a means for generating a gain control signal 6 according to the filter cutoff frequency is used to generate the gain control signal 6, and the gain control signal 6 generates VG.
The gain of A (variable gain amplifier) 2 is controlled. This makes it possible to correct the gain variation due to the change in the filter cutoff frequency by the VGA (variable gain amplifier) 2 and keep the gain of the filter system constant regardless of the filter cutoff frequency.

【0026】また、カットオフ周波数可変フィルタ1の
ゲイン変動をVGA(可変ゲインアンプ)2で補正する
ため、カットオフ周波数の可変範囲を広げることが可能
となり、さらに回路構成をシンプルにすることができる
ため、低電圧化方式に対応することが可能となる。
Further, since the gain variation of the cutoff frequency variable filter 1 is corrected by the VGA (variable gain amplifier) 2, the variable range of the cutoff frequency can be widened and the circuit structure can be further simplified. Therefore, it becomes possible to support the low voltage system.

【0027】次に、前記他の手段における作用を、図1
4を参照して説明する。
Next, the operation of the other means will be described with reference to FIG.
This will be described with reference to FIG.

【0028】マイコン100は、例えば磁気ディスク装
置へのデータの書き込みのための転送速度に応じて、レ
ジスタ200にデジタル値を設定し、DAC400は、
レジスタ200における設定値に応じて、f0制御信号
1200を発生し、該制御信号によりアクティブフィル
タ500、1000の遮断周波数を制御する。
The microcomputer 100 sets a digital value in the register 200 according to the transfer speed for writing data to the magnetic disk device, and the DAC 400
The f0 control signal 1200 is generated according to the set value in the register 200, and the cutoff frequencies of the active filters 500 and 1000 are controlled by the control signal.

【0029】シンセサイザ300は、レジスタ200に
おける設定値に応じた発振周波数クロックを出力する。
Q制御信号自動発生回路600に備えられたシンセサイ
ザ700は、シンセサイザ300の出力クロックを分周
し、ロ−パスフィルタ800を通過した信号を、アクテ
ィブフィルタ1000に入力する。
The synthesizer 300 outputs an oscillation frequency clock according to the set value in the register 200.
The synthesizer 700 included in the Q control signal automatic generation circuit 600 divides the output clock of the synthesizer 300 and inputs the signal passed through the low-pass filter 800 to the active filter 1000.

【0030】振幅検出回路1100は、アクティブフィ
ルタ1000の入力信号と出力信号とを入力とし、Q制
御信号1300を出力する。Q制御信号1300によ
り、アクティブフィルタ500、1000のQ値を制御
する。
Amplitude detection circuit 1100 receives the input signal and output signal of active filter 1000 and outputs Q control signal 1300. The Q value of the active filters 500 and 1000 is controlled by the Q control signal 1300.

【0031】さらに詳しく説明する。A more detailed description will be given.

【0032】Q制御信号自動発生回路600に設けられ
た振幅検出回路1100は、アクティブフィルタ100
0の入力信号と出力信号の振幅差に応じて、Q制御信号
1300を出力し、該制御信号でアクティブフィルタ1
000のQ値を制御するため、アクティブフィルタ10
00のQ値は、素子特性のばらつきによらなくなる。
The amplitude detection circuit 1100 provided in the Q control signal automatic generation circuit 600 includes an active filter 100.
A Q control signal 1300 is output according to the amplitude difference between the input signal of 0 and the output signal, and the active filter 1 is output by the control signal.
Active filter 10 to control the Q value of 000.
The Q value of 00 does not depend on variations in element characteristics.

【0033】アクティブフィルタ1000とアクティブ
フィルタ500とを同一チップ上に構成すると、アクテ
ィブフィルタ1000とアクティブフィルタ500の特
性ばらつきは同程度となる。
When the active filter 1000 and the active filter 500 are formed on the same chip, the characteristic variations of the active filter 1000 and the active filter 500 are about the same.

【0034】前記Q制御信号1300により、アクティ
ブフィルタ500のQ値を制御することで、アクティブ
フィルタ500のQ値は、素子特性のばらつきに依存し
なくなる。さらに、遮断周波数の変化に伴うQ値の変動
を抑えることが可能となる。
By controlling the Q value of the active filter 500 by the Q control signal 1300, the Q value of the active filter 500 does not depend on variations in element characteristics. Furthermore, it becomes possible to suppress the fluctuation of the Q value due to the change of the cutoff frequency.

【0035】[0035]

【実施例】以下、本発明の実施例を図を参照して説明す
る。
Embodiments of the present invention will now be described with reference to the drawings.

【0036】図12は、本発明を磁気ディスクに適応し
た場合のシステム構成図を示す。図12のシステムは、
データを記録しておくディスク円盤36、信号の増幅を
行うR/Wアンプ37、信号処理を行う信号処理ブロッ
ク38、データのコントロールを行うHDC(ハードデ
ィスクコントローラ)39、データのやり取りを行うI
/F(インターフェイス)40、HDC39、I/F4
0の制御を行うCPU41、VCM(ボイスコイルモー
タ)42、VCM42の制御を行うVCM制御回路4
3、および、データの処理を行うホスト44を有して構
成される。
FIG. 12 is a system configuration diagram when the present invention is applied to a magnetic disk. The system of FIG. 12 is
A disk disk 36 for recording data, an R / W amplifier 37 for amplifying signals, a signal processing block 38 for performing signal processing, an HDC (hard disk controller) 39 for controlling data, and I for exchanging data.
/ F (interface) 40, HDC39, I / F4
CPU 41 for controlling 0, VCM (voice coil motor) 42, VCM control circuit 4 for controlling VCM 42
3 and a host 44 for processing data.

【0037】また、信号処理ブロック38は、信号振幅
を一定にするAGC(オートマチックゲインコントロー
ル)アンプ45、AGCアンプ45を制御するAGC制
御回路46、パルススリミングを行うイコライザ47、
本発明にかかるフィルタシステムを有して構成するLP
F(ローパスフィルタ)48、ピーク検出用HPF(ハ
イパスフィルタ)49、データに同期したクロックを生
成するデータセパレータ50、記録符号の符号化、復号
化を行うENDEC(エンコーダ、デコーダ)51を有
して構成する。
The signal processing block 38 includes an AGC (Automatic Gain Control) amplifier 45 for keeping the signal amplitude constant, an AGC control circuit 46 for controlling the AGC amplifier 45, an equalizer 47 for performing pulse slimming,
LP comprising a filter system according to the present invention
An F (low-pass filter) 48, an HPF (high-pass filter) 49 for peak detection, a data separator 50 that generates a clock synchronized with data, and an ENDEC (encoder, decoder) 51 that encodes and decodes a recording code are provided. Constitute.

【0038】図1は、本発明の概略を示すものである。
図1に示す回路は、カットオフ周波数可変フィルタ1、
VGA(可変ゲインアンプ)2、レジスタ3、D/Aコ
ンバータ4を有して構成される。
FIG. 1 shows the outline of the present invention.
The circuit shown in FIG. 1 includes a cutoff frequency variable filter 1,
It has a VGA (variable gain amplifier) 2, a register 3, and a D / A converter 4.

【0039】カットオフ周波数可変フィルタ1は、フィ
ルタ制御信号5に応じてフィルタカットオフ周波数を変
化させる。レジスタ3は、フィルタカットオフ周波数の
設定値に応じた値に設定され、D/Aコンバータ4は、
レジスタ3の設定値に対応したゲイン制御信号6を出力
する。VGA(可変ゲインアンプ)2は、ゲイン制御信
号6によりゲインを変化させる。このようなシステム構
成にすることで、カットオフ周波数可変フィルタ1によ
るゲインの変動に対し、VGA(可変ゲインアンプ)
が、フィルタのゲイン変動分を補正するため、フィルタ
システムのゲインを一定にすることができる。
The variable cutoff frequency filter 1 changes the filter cutoff frequency according to the filter control signal 5. The register 3 is set to a value according to the set value of the filter cutoff frequency, and the D / A converter 4
The gain control signal 6 corresponding to the set value of the register 3 is output. The VGA (variable gain amplifier) 2 changes the gain by the gain control signal 6. With such a system configuration, a VGA (variable gain amplifier) with respect to the gain variation by the cutoff frequency variable filter 1
However, since the gain variation of the filter is corrected, the gain of the filter system can be made constant.

【0040】具体的には、次のように制御が行われる。
カットオフ周波数可変フィルタ1のカットオフ周波数
を、例えば、「5(MHZ)」に設定するとする。この
とき、カットオフ周波数可変フィルタ1への入力信号の
振幅が、「1/2倍」となって、カットオフ周波数可変
フィルタ1から出力されたとする。この場合、VGA
(可変ゲインアンプ)2のゲインを2倍とするように、
レジスタ3に、所定の値が設定される。したがってフィ
ルタシステムからの出力信号の振幅は、一定となる。
すなわち、カットオフ周波数可変フィルタ1における入
力信号の減衰を補うように、VGA(可変ゲインアン
プ)2のゲインを設定するゲイン制御信号6が生成され
(該信号の生成は、レジスタ3に設定されたデジタル値
を、DAC4により、デジタルアナログ変換して行われ
る)、フィルタシステムからの出力信号の振幅は、一定
となる。
Specifically, the control is performed as follows.
It is assumed that the cutoff frequency of the variable cutoff frequency filter 1 is set to “5 (MHZ)”, for example. At this time, it is assumed that the amplitude of the input signal to the cutoff frequency variable filter 1 becomes “½ times” and is output from the cutoff frequency variable filter 1. In this case, VGA
(Variable gain amplifier) To make the gain of 2 double,
A predetermined value is set in the register 3. Therefore, the amplitude of the output signal from the filter system will be constant.
That is, the gain control signal 6 for setting the gain of the VGA (variable gain amplifier) 2 is generated so as to compensate the attenuation of the input signal in the cutoff frequency variable filter 1 (the generation of the signal is set in the register 3). The digital value is converted from digital to analog by the DAC 4), and the amplitude of the output signal from the filter system becomes constant.

【0041】図2は、図1のフィルタシステムにおい
て、フィルタ制御信号5により、VGA(可変ゲインア
ンプ)2のゲインを制御するシステム構成である。この
方式では、特にゲイン制御信号を必要とせず、ゲイン制
御信号を生成するレジスタ、D/Aコンバータを不要と
し、回路規模を小さくすることが可能となる。
FIG. 2 shows a system configuration in which the gain of the VGA (variable gain amplifier) 2 is controlled by the filter control signal 5 in the filter system of FIG. In this method, a gain control signal is not particularly required, a register for generating the gain control signal and a D / A converter are unnecessary, and the circuit scale can be reduced.

【0042】すなわち、本構成では、同一の制御信号に
より、例えば、フィルタとVGAの各々の特性(遮断周
波数とゲイン)を変化させるためのパラメータである、
フィルタおよびVGA内の所定箇所の電流値を変化さ
せ、所望の遮断周波数とゲインを与えるように設計して
おくことになる。
That is, in the present configuration, for example, parameters for changing the characteristics (cutoff frequency and gain) of the filter and the VGA by the same control signal,
It is designed to change the current value at a predetermined location in the filter and VGA to give a desired cutoff frequency and gain.

【0043】図3は、図1のフィルタシステムにVGA
(可変ゲインアンプ)制御回路7を付随させたものであ
る。VGA(可変ゲインアンプ)制御回路7は、カット
オフ周波数可変フィルタ1の入力信号と出力信号を入力
とし、2つの信号の振幅レベルの差に応じたゲイン制御
信号6を出力し、ゲイン制御信号6でVGA(可変ゲイ
ンアンプ)2のゲインを制御する。
FIG. 3 shows a VGA of the filter system of FIG.
(Variable gain amplifier) A control circuit 7 is additionally provided. A VGA (variable gain amplifier) control circuit 7 receives the input signal and the output signal of the cutoff frequency variable filter 1 as an input, and outputs a gain control signal 6 according to the difference in the amplitude level of the two signals. The gain of the VGA (variable gain amplifier) 2 is controlled by.

【0044】ゲイン制御は、例えば、カットオフ周波数
可変フィルタ1の入力信号の振幅と出力信号の振幅が等
しいとき、VGA(可変ゲインアンプ)制御回路7は、
VGA(可変ゲインアンプ)2のゲインを1倍にするゲ
イン信号6を出力するように行われる。また、カットオ
フ周波数可変フィルタ1の出力信号の振幅が、入力信号
の振幅の「1/2倍」のとき、VGA(可変ゲインアン
プ)制御回路7は、VGA(可変ゲインアンプ)2のゲ
インを2倍にするゲイン信号6を出力する。
The gain control is performed, for example, when the amplitude of the input signal of the cutoff frequency variable filter 1 is equal to the amplitude of the output signal, the VGA (variable gain amplifier) control circuit 7
The gain signal 6 for increasing the gain of the VGA (variable gain amplifier) 2 to 1 is output. Further, when the amplitude of the output signal of the cutoff frequency variable filter 1 is “½ times” the amplitude of the input signal, the VGA (variable gain amplifier) control circuit 7 controls the gain of the VGA (variable gain amplifier) 2. The gain signal 6 for doubling is output.

【0045】このように、VGA(可変ゲインアンプ)
制御回路7は、フィルタ1への入力信号の減衰に応じ
て、ゲイン信号を生成し、フィルタシステムから出力さ
れる信号の振幅が一定の値になるようにゲイン制御信号
6を生成している。
In this way, VGA (variable gain amplifier)
The control circuit 7 generates a gain signal according to the attenuation of the input signal to the filter 1, and generates the gain control signal 6 so that the amplitude of the signal output from the filter system has a constant value.

【0046】このシステムではゲイン制御信号6を発生
させるVGA(可変ゲインアンプ)制御回路7を備えた
構成とすることで、外部よりゲイン制御信号6を与える
必要がなく、自動的にフィルタシステムのゲインを一定
にすることが可能となる。
In this system, the VGA (variable gain amplifier) control circuit 7 for generating the gain control signal 6 is provided so that the gain control signal 6 does not need to be externally supplied and the gain of the filter system is automatically adjusted. Can be kept constant.

【0047】図4は、図3のフィルタシステムにおい
て、VGA(可変ゲインアンプ)制御回路7の入力を、
カットオフ周波数可変フィルタ1の入力信号とVGA
(可変ゲインアンプ)2の出力信号にしたものである。
VGA(可変ゲインアンプ)制御回路7は、カットオフ
周波数可変フィルタ1の入力信号とVGA(可変ゲイン
アンプ)2の出力信号を入力とし、2つの信号の振幅レ
ベルの差に応じてゲイン制御信号6を出力し、VGA
(可変ゲインアンプ)のゲインを制御するフィードバッ
クループを構成することで、フィルタシステムのゲイン
を安定させることができる。
FIG. 4 shows the input of the VGA (variable gain amplifier) control circuit 7 in the filter system of FIG.
Input signal of cutoff frequency variable filter 1 and VGA
The output signal of the (variable gain amplifier) 2 is used.
The VGA (variable gain amplifier) control circuit 7 receives the input signal of the cutoff frequency variable filter 1 and the output signal of the VGA (variable gain amplifier) 2 as input and controls the gain control signal 6 according to the difference between the amplitude levels of the two signals. Is output and VGA
By constructing a feedback loop that controls the gain of the (variable gain amplifier), the gain of the filter system can be stabilized.

【0048】すなわちVGA(可変ゲインアンプ)制御
回路7は、VGA(可変ゲインアンプ)2のゲインの初
期設定値を「a倍」とし、例えば、VGA(可変ゲイン
アンプ)2の出力信号の振幅がカットオフ周波数可変フ
ィルタ1の入力信号の振幅の「1/2倍」になったと
き、VGA(可変ゲインアンプ)制御回路7は、VGA
(可変ゲインアンプ)2のゲインを「2×a倍」とする
ゲイン制御信号6を生成する機能を有し、これによりフ
ィルタシステムから出力される振幅値は一定となる。
That is, the VGA (variable gain amplifier) control circuit 7 sets the initial setting value of the gain of the VGA (variable gain amplifier) 2 to "a times", and, for example, the amplitude of the output signal of the VGA (variable gain amplifier) 2 is When the amplitude of the input signal of the cutoff frequency variable filter 1 becomes "1/2 times", the VGA (variable gain amplifier) control circuit 7 causes the VGA
(Variable gain amplifier) 2 has a function of generating a gain control signal 6 that makes the gain “2 × a times”, whereby the amplitude value output from the filter system becomes constant.

【0049】図5は、図4のシステムを磁気ディスクの
信号処理回路に適用したシステムである。図5に示すシ
ステムは、いわゆるパルススリミングを行うイコライザ
8、ノイズを除去するためのLPF(ローパスフィル
タ)15、ピーク検出用HPF(ハイパスフィルタ)
9、VGA(可変ゲインアンプ)2、10、VGA(可
変ゲインアンプ)制御回路7を有して構成される。
FIG. 5 is a system in which the system of FIG. 4 is applied to a signal processing circuit of a magnetic disk. The system shown in FIG. 5 includes an equalizer 8 that performs so-called pulse slimming, an LPF (low pass filter) 15 for removing noise, and an HPF (high pass filter) for peak detection.
9, a VGA (variable gain amplifier) 2 and 10, and a VGA (variable gain amplifier) control circuit 7.

【0050】VGA(可変ゲインアンプ)制御回路7
は、イコライザ8の入力信号とVGA(可変ゲインアン
プ)2の出力信号を入力とし、2つの信号の振幅レベル
の差に応じてゲイン制御信号6を出力し、ゲイン制御信
号6によりVGA(可変ゲインアンプ)2、10のゲイ
ンを制御する。VGA(可変ゲインアンプ)制御回路7
がイコライザ8の入力信号をモニタすることで、イコラ
イザ8を含めた信号処理フィルタシステムのゲインを安
定させることが可能となる。
VGA (variable gain amplifier) control circuit 7
Receives the input signal of the equalizer 8 and the output signal of the VGA (variable gain amplifier) 2 and outputs the gain control signal 6 according to the difference in the amplitude level of the two signals. (Amplifier) Controls the gain of 2 and 10. VGA (variable gain amplifier) control circuit 7
By monitoring the input signal of the equalizer 8, the gain of the signal processing filter system including the equalizer 8 can be stabilized.

【0051】図6は、カットオフ周波数可変1次LPF
(ローパスフィルタ)15の構成例を示しており、可変
相互コンダクタンスアンプ11、12、容量13、14
を有して構成される。この回路のフィルタカットオフ周
波数fcは、可変相互コンダクタンスアンプ11、12
のコンダクタンスGm、容量13、14の容量値Cを用
いて、
FIG. 6 is a first-order LPF with a variable cutoff frequency.
The configuration example of the (low-pass filter) 15 is shown, and variable transconductance amplifiers 11 and 12 and capacitors 13 and 14 are shown.
Is configured. The filter cutoff frequency fc of this circuit is the variable transconductance amplifiers 11 and 12
Using the conductance Gm of and the capacitance value C of the capacitances 13 and 14,

【0052】[0052]

【数2】 [Equation 2]

【0053】と表せる。Can be expressed as

【0054】フィルタ制御信号5により、可変相互コン
ダクタンスアンプ11、12のコンダクタンスGmを制
御することで、カットオフ周波数可変LPF15のカッ
トオフ周波数を可変とすることができる。
By controlling the conductance Gm of the variable transconductance amplifiers 11 and 12 with the filter control signal 5, the cutoff frequency of the cutoff frequency variable LPF 15 can be made variable.

【0055】図7はカットオフ周波数可変1次HPF
(ハイパスフィルタ)20の構成例を示しており、可変
相互コンダクタンスアンプ17、容量18、19を有し
て構成される。この回路のフィルタカットオフ周波数f
cは、可変相互コンダクタンスアンプ17のコンダクタ
ンスGm、容量18、19の容量値Cを用いて、
FIG. 7 shows a cutoff frequency variable first-order HPF.
An example of the configuration of a (high-pass filter) 20 is shown, which includes a variable transconductance amplifier 17 and capacitors 18 and 19. Filter cutoff frequency f of this circuit
c is the conductance Gm of the variable transconductance amplifier 17 and the capacitance value C of the capacitors 18 and 19,

【0056】[0056]

【数3】 [Equation 3]

【0057】と表せる。フィルタ制御信号5により、可
変相互コンダクタンスアンプ17のコンダクタンスGm
を制御することで、カットオフ周波数可変HPF(ハイ
パスフィルタ)20のカットオフ周波数を可変とするこ
とができる。
It can be expressed as By the filter control signal 5, the conductance Gm of the variable transconductance amplifier 17
The cutoff frequency of the cutoff frequency variable HPF (high-pass filter) 20 can be made variable by controlling the.

【0058】図8はVGA(可変ゲインアンプ)の回路
構成を示したもので、本回路は、バイポーラトランジス
タ21、22、電流源23、抵抗24、25を有して構
成される。この回路のゲインGは、電流源23の電流値
I0、抵抗24、25の抵抗値RLを用いて、
FIG. 8 shows a circuit configuration of a VGA (variable gain amplifier), and this circuit has bipolar transistors 21 and 22, a current source 23, and resistors 24 and 25. The gain G of this circuit is obtained by using the current value I0 of the current source 23 and the resistance values RL of the resistors 24 and 25,

【0059】[0059]

【数4】 [Equation 4]

【0060】と表せる。ここで、reは、電子の電荷
q、ボルツマン定数k、温度Tを用いて、
It can be expressed as Here, re is the electron charge q, the Boltzmann constant k, and the temperature T, and

【0061】[0061]

【数5】 [Equation 5]

【0062】と表せる。電流源23の電流I0を制御す
ることによりVGA(可変ゲインアンプ)のゲインGを
制御することができる。
It can be expressed as By controlling the current I0 of the current source 23, the gain G of the VGA (variable gain amplifier) can be controlled.

【0063】図9は、可変相互コンダクタンスアンプの
回路構成を示したもので、本回路は、バイポーラトラン
ジスタ26〜31、電流源32〜34、抵抗35を有し
て構成される。この回路の相互コンダクタンスGmは、
電流源32、33の電流値I1、電流源34の電流値I
2、抵抗35の抵抗値Reを用いて、
FIG. 9 shows a circuit configuration of the variable transconductance amplifier. This circuit is constructed by including bipolar transistors 26 to 31, current sources 32 to 34, and a resistor 35. The transconductance Gm of this circuit is
Current value I1 of current sources 32 and 33, current value I of current source 34
2, using the resistance value Re of the resistor 35,

【0064】[0064]

【数6】 [Equation 6]

【0065】と表すことができ、電流源34の電流I
2、または、電流源32、33の電流I1を制御するこ
とにより、可変相互コンダクタンスアンプのコンダクタ
ンスGmを制御することができる。
The current I of the current source 34 can be expressed as
2 or by controlling the current I1 of the current sources 32 and 33, the conductance Gm of the variable transconductance amplifier can be controlled.

【0066】図10は、図6のカットオフ周波数可変1
次LPF(ローパスフィルタ)15において、可変相互
コンダクタンスアンプ11の相互コンダクタンスGm1
を、ゲイン制御信号6で制御するシステムである。
FIG. 10 shows the cutoff frequency variable 1 of FIG.
In the next LPF (low pass filter) 15, the mutual conductance Gm1 of the variable mutual conductance amplifier 11 is
Is controlled by the gain control signal 6.

【0067】この回路のフィルタゲインAは、可変相互
コンダクタンスアンプ11の相互コンダクタンスGm
1、可変相互コンダクタンスアンプ12の相互コンダク
タンスGm2を用いて、
The filter gain A of this circuit is the transconductance Gm of the variable transconductance amplifier 11.
1. Using the mutual conductance Gm2 of the variable transconductance amplifier 12,

【0068】[0068]

【数7】 [Equation 7]

【0069】と表せる。また、この回路のフィルタカッ
トオフ周波数は、
It can be expressed as The filter cutoff frequency of this circuit is

【0070】[0070]

【数8】 [Equation 8]

【0071】と表せる。ゲイン制御信号6で可変相互コ
ンダクタンスアンプ11のコンダクタンスGm1を制御
することで、フィルタのカットオフ周波数には影響を与
えず、カットオフ周波数可変フィルタ15のゲインAを
可変とすることができる。このシステムでは、フィルタ
自体に可変ゲインアンプ機能を持たせることができるた
め、VGA(可変ゲインアンプ)を独立に設ける必要が
なく、回路規模を小さくすることができる。
It can be expressed as By controlling the conductance Gm1 of the variable transconductance amplifier 11 with the gain control signal 6, it is possible to make the gain A of the cutoff frequency variable filter 15 variable without affecting the cutoff frequency of the filter. In this system, since the filter itself can have a variable gain amplifier function, it is not necessary to provide a VGA (variable gain amplifier) independently, and the circuit scale can be reduced.

【0072】図11は、図1のフィルタシステムを多段
従属接続して構成した高次のフィルタシステムである。
この高次のフィルタシステムでは、各段ごとにフィルタ
ゲインを一定に保つため、フィルタの次段に、特にアン
プを設ける必要がなく、出力ノイズを軽減することがで
きる。
FIG. 11 shows a high-order filter system constructed by connecting the filter system of FIG. 1 in multiple stages.
In this high-order filter system, since the filter gain is kept constant in each stage, it is not necessary to provide an amplifier in the next stage of the filter, and the output noise can be reduced.

【0073】以下、本発明の他の実施例について図面を
参照して説明する。
Another embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0074】なお、他の実施例について説明する前に、
従来のアクティブフィルタについて図23を参照して簡
単に説明しておく。従来のアクティブフィルタについて
は、例えば、Silicon Systems,Inc,社のSSI32F8010のデ
ータシートに記載されている。 図23は、従来のアク
ティブフィルタのブロック図を示したもので、マイコン
100、レジスタ200、DAC400、アクティブフ
ィルタ500を有して構成している。
Before explaining other embodiments,
A conventional active filter will be briefly described with reference to FIG. Conventional active filters are described, for example, in the SSI32F8010 data sheet from Silicon Systems, Inc. FIG. 23 is a block diagram of a conventional active filter, which includes a microcomputer 100, a register 200, a DAC 400, and an active filter 500.

【0075】例えば、磁気ディスク装置へのデータの書
き込みのための転送速度に応じ、マイコン1は、レジス
タ2にデジタルの値を設定する。
For example, the microcomputer 1 sets a digital value in the register 2 according to the transfer speed for writing data to the magnetic disk device.

【0076】DAC4は、レジスタ2に設定された値に
応じて、f0制御信号12を出力する。さらに、DAC
4は、レジスタ2に設定された値に応じて、Q制御信号
13を出力する。前記f0制御信号12により、アクテ
ィブフィルタ5の遮断周波数を制御し、前記Q制御信号
13によって、アクティブフィルタ5のQ値を制御して
いた。
The DAC 4 outputs the f0 control signal 12 according to the value set in the register 2. In addition, DAC
4 outputs the Q control signal 13 according to the value set in the register 2. The cut-off frequency of the active filter 5 is controlled by the f0 control signal 12, and the Q value of the active filter 5 is controlled by the Q control signal 13.

【0077】さて、図14は、本発明にかかる他の実施
例の構成を示すものである。
Now, FIG. 14 shows the configuration of another embodiment according to the present invention.

【0078】図14にて示された回路は、マイコン10
0、レジスタ200、シンセサイザ300、DAC40
0、アクティブフィルタ500、Q制御信号自動発生回
路600を同一LSIチップ上に備えて構成している。
また、Q制御信号自動発生回路6は、シンセサイザ70
0、DAC900、ロ−パスフィルタ800、アクティ
ブフィルタ1000、振幅検出回路1100を有して構
成している。
The circuit shown in FIG. 14 corresponds to the microcomputer 10
0, register 200, synthesizer 300, DAC 40
0, the active filter 500, and the Q control signal automatic generation circuit 600 are provided on the same LSI chip.
In addition, the Q control signal automatic generation circuit 6 includes a synthesizer 70.
0, DAC 900, low-pass filter 800, active filter 1000, and amplitude detection circuit 1100.

【0079】マイコン100は、例えば磁気ディスク装
置から送られてくるデータの転送速度に応じて、レジス
タ200にデジタル値を設定する手段である。マイコン
1は、例えば、CPU、ROM、およびRAMのいずれ
かを少なくとも備えた構成にて実現される。レジスタ2
は、例えば、各種CMOSにて実現される。
The microcomputer 100 is means for setting a digital value in the register 200 according to the transfer speed of data sent from the magnetic disk device, for example. The microcomputer 1 is realized by, for example, a configuration including at least one of a CPU, a ROM, and a RAM. Register 2
Are realized by various CMOSs, for example.

【0080】レジスタ200に設定されるデジタルの値
は、例えば、前記データの転送速度に対応して予め定め
た関係を有して決定されるように、マイコン100が処
理すれば良い。ここで、予め定めた関係とは、例えば、
比例関係等が好ましい。
The digital value set in the register 200 may be processed by the microcomputer 100 so that it is determined in a predetermined relationship corresponding to the data transfer rate, for example. Here, the predetermined relationship is, for example,
A proportional relationship or the like is preferable.

【0081】DAC400は、レジスタ2の設定値に応
じて、f0制御信号1200を発生する手段であり、f
0制御信号1200により、アクティブフィルタ50
0、1000の遮断周波数が制御される。
The DAC 400 is means for generating the f0 control signal 1200 according to the set value of the register 2, and f0
0 control signal 1200 causes active filter 50
A cutoff frequency of 0, 1000 is controlled.

【0082】なお、アクティブフィルタ500、100
0は、前述のように可変相互コンダクタンスアンプと容
量素子を有した構成にしておけばよい。また、DAC4
00は、例えば、各種CMOS等により構成された、デ
ジタル・アナログ変換器によって実現される。
The active filters 500, 100
0 may be configured to have the variable transconductance amplifier and the capacitive element as described above. In addition, DAC4
00 is realized by, for example, a digital / analog converter configured by various CMOSs and the like.

【0083】シンセサイザ300は、書き込み(読み込
みでもよい)クロック生成手段であり、アクティブフィ
ルタの遮断周波数とシンセサイザの出力クロック周波数
は、比例関係を有している。シンセサイザ300は、例
えば、各種CMOS等の電子デバイスにより実現され
る。
The synthesizer 300 is a write (or read) clock generating means, and the cutoff frequency of the active filter and the output clock frequency of the synthesizer have a proportional relationship. The synthesizer 300 is realized by electronic devices such as various CMOSs, for example.

【0084】シンセサイザ300は、レジスタ200の
設定値に応じた発振周波数クロックを出力するように構
成しておく。例えば、レジスタ2の設定値に比例した発
信周波数を有した信号を出力するように構成しておく等
が考えられ、これは、各種CMOS等の電子デバイスを
有して構成した論理回路を、シンセサイザ300に備え
ることにより実現される。
The synthesizer 300 is configured to output an oscillation frequency clock according to the set value of the register 200. For example, it is conceivable that a signal having an oscillation frequency proportional to the set value of the register 2 is output, and this is because a logic circuit including electronic devices such as various CMOSs is used in a synthesizer. It is realized by providing 300.

【0085】Q制御信号自動発生回路6内に設けられた
シンセサイザ700は、シンセサイザ300の出力クロ
ックを分周し、アクティブフィルタ1000の遮断周波
数と同じ周波数f0を有するクロック信号を出力する。
The synthesizer 700 provided in the Q control signal automatic generation circuit 6 divides the output clock of the synthesizer 300 and outputs a clock signal having the same frequency f0 as the cutoff frequency of the active filter 1000.

【0086】ローパスフィルタ800は、シンセサイザ
300の発振周波数に応じて遮断周波数を可変とし、シ
ンセサイザ700の出力信号の高調波成分をカットし
て、正弦波を出力する。ローパスフィルタ800は、例
えば、カットオフ周波数を任意に設定可能なプログラマ
ブルフィルタによって、実現する。具体的には、本実施
例においては、レジスタ200によって設定された、デ
ジタル値を、DAC900がデジタル・アナログ変換
し、カットオフ周波数を設定する信号を生成する。
The low-pass filter 800 makes the cutoff frequency variable according to the oscillation frequency of the synthesizer 300, cuts the harmonic components of the output signal of the synthesizer 700, and outputs a sine wave. The low-pass filter 800 is realized by, for example, a programmable filter whose cutoff frequency can be arbitrarily set. Specifically, in this embodiment, the DAC 900 digital-analog converts the digital value set by the register 200 to generate a signal for setting the cutoff frequency.

【0087】アクティブフィルタ1000は、ローパス
フィルタ800からの出力信号である正弦波を入力信号
とする。
The active filter 1000 receives the sine wave which is the output signal from the low pass filter 800 as an input signal.

【0088】アクティブフィルタ1000の入力信号の
振幅をVin、アクティブフィルタ1000の出力信号
の振幅をVoutとし、アクティブフィルタ1000の
設定Q値をQ1、アクティブフィルタ1000の実際の
Q値をQ2とする。
The amplitude of the input signal of the active filter 1000 is Vin, the amplitude of the output signal of the active filter 1000 is Vout, the set Q value of the active filter 1000 is Q1, and the actual Q value of the active filter 1000 is Q2.

【0089】なお、Q値は、フィルタの特性を表すパラ
メータであり、フィルタ位相特性において、位相差90
°の点の傾きを示す。かかるQ値が周波数によってばら
つくと、フィルタの遅延時間(本来、周波数にかかわら
ず遅延時間が一定になるのが理想である)が周波数によ
り変動し、出力波形がひずんでしまうことになる。
The Q value is a parameter representing the characteristics of the filter, and the phase difference of 90% in the filter phase characteristics.
Indicates the slope of the ° point. If the Q value varies depending on the frequency, the delay time of the filter (ideally, the delay time is ideally constant regardless of the frequency) varies depending on the frequency, and the output waveform is distorted.

【0090】したがって、フィルタシステムにおいて、
Q値を所定の値で一定になるように制御する必要がある
わけである。なお、一般に、Q値は、カットオフ周波数
におけるフィルタの「ゲイン」を測定することにより得
られ、システムごとに予め仕様(スペック)で、とりう
るべきQ値が定められている。
Therefore, in the filter system,
Therefore, it is necessary to control the Q value to be constant at a predetermined value. In general, the Q value is obtained by measuring the “gain” of the filter at the cutoff frequency, and the Q value that can be taken is set in advance in the specifications for each system.

【0091】振幅検出回路11は、アクティブフィルタ
1000の入力信号と出力信号を入力とし、アクティブ
フィルタ1000の入力信号の振幅Vinのa倍とアク
ティブフィルタ10の出力信号の振幅Voutのb倍の
差を、Q制御信号1300として出力する手段であり、
例えば、各種CMOS等の電子デバイスを有した構成に
て実現できる。a、bの値は、
The amplitude detection circuit 11 receives the input signal and the output signal of the active filter 1000 as input, and calculates the difference between the amplitude Vin of the input signal of the active filter 1000 and the amplitude bout of the output signal of the active filter 10 by b. , Q control signal 1300 is output,
For example, it can be realized by a configuration having electronic devices such as various CMOSs. The values of a and b are

【0092】[0092]

【数9】 [Equation 9]

【0093】となるように、予め設定しておく。Q制御
信号1300の制御量をq(最終的に、qを「0」にな
るように制御する)とすると、
It is set in advance so that When the control amount of the Q control signal 1300 is q (q is finally controlled to be “0”),

【0094】[0094]

【数10】 [Equation 10]

【0095】と表せる。ところで、アクティブフィルタ
1000の伝達関数をA(s)とするとA(s)は、
It can be expressed as By the way, if the transfer function of the active filter 1000 is A (s), A (s) is

【0096】[0096]

【数11】 [Equation 11]

【0097】と表せる。It can be expressed as

【0098】アクティブフィルタ1000の入力に、ア
クティブフィルタ1000の遮断周波数と同じ周波数f
0を有する信号が入るので、Q制御信号1300の制御
量qは、前述したQ値の定義より、また、Q2は実験に
よるQ値より、遮断周波数において「Vout=Q2×
Vin」となることを考慮して、
The same frequency f as the cutoff frequency of the active filter 1000 is input to the input of the active filter 1000.
Since a signal having 0 is input, the control amount q of the Q control signal 1300 is "Vout = Q2 ×" at the cutoff frequency according to the definition of the Q value described above and Q2 from the Q value obtained by the experiment.
In consideration of becoming "Vin",

【0099】[0099]

【数12】 [Equation 12]

【0100】と表せる。Q制御信号1300により、ア
クティブフィルタ1000のQ値を制御することで、す
なわち、制御量qを「0」にすることで、アクティブフ
ィルタ1000のQ値は、Q1となるように制御され、
素子特性ばらつき、遮断周波数の変動によらずa、bの
比の精度で決まることになる。
It can be expressed as By controlling the Q value of the active filter 1000 by the Q control signal 1300, that is, by setting the control amount q to “0”, the Q value of the active filter 1000 is controlled to be Q1.
It is determined by the accuracy of the ratio of a and b regardless of variations in element characteristics and variations in cutoff frequency.

【0101】アクティブフィルタ1000は、アクティ
ブフィルタ500と同一チップ上に構成するため電気特
性のばらつきは同程度となり、Q制御信号1300によ
って、アクティブフィルタ500のQ値を制御すること
で、アクティブフィルタ500のQ値は、素子特性ばら
つき、遮断周波数の変動によらず、安定に制御される。
Since the active filter 1000 is formed on the same chip as the active filter 500, the variations in electrical characteristics are almost the same, and by controlling the Q value of the active filter 500 by the Q control signal 1300, The Q value is stably controlled regardless of variations in element characteristics and variations in cutoff frequency.

【0102】図15は、図14に示したフィルタ制御ブ
ロック図中のQ制御信号自動発生回路600の代わり
に、f0、Q制御信号自動発生回路1400を設けて構
成したフィルタシステムの実施例である。
FIG. 15 shows an embodiment of a filter system in which the Q control signal automatic generation circuit 600 in the filter control block diagram shown in FIG. 14 is replaced with an f0, Q control signal automatic generation circuit 1400. .

【0103】f0、Q制御信号自動発生回路1400
は、Q制御信号自動発生回路600に、新たに位相検出
回路1500、基準Q制御信号発生回路1600、スイ
ッチ1700を付随して構成される。付随された各回路
は、例えばCMOS等の電子デバイスにて実現される。
F0, Q control signal automatic generation circuit 1400
The Q control signal automatic generation circuit 600 is additionally provided with a phase detection circuit 1500, a reference Q control signal generation circuit 1600, and a switch 1700. Each associated circuit is realized by an electronic device such as a CMOS.

【0104】f0、Q制御信号自動発生回路1400内
に設けられた位相検出回路1500は、アクティブフィ
ルタ1000の入力信号および出力信号とを入力信号と
し、2つの入力信号の積の積分値を出力する。アクティ
ブフィルタの入力信号と出力信号との位相差をφとし、
アクティブフィルタの入力信号をsin(t)、出力信号をAs
in(t+φ)、位相検出回路1500の出力をΨとすると、
Ψは、
The phase detection circuit 1500 provided in the f0, Q control signal automatic generation circuit 1400 uses the input signal and the output signal of the active filter 1000 as input signals, and outputs the integrated value of the product of the two input signals. . Let φ be the phase difference between the input signal and output signal of the active filter,
The input signal of the active filter is sin (t) and the output signal is As
If in (t + φ) and the output of the phase detection circuit 1500 are Ψ,
Ψ is

【0105】[0105]

【数13】 [Equation 13]

【0106】と表される。ここでAは定数、nは、整数
である。式13を解くと、
It is expressed as follows. Here, A is a constant and n is an integer. Solving equation 13,

【0107】[0107]

【数14】 [Equation 14]

【0108】となる。It becomes:

【0109】位相検出回路1500の出力Ψをf0制御
信号とし、f0制御信号1200でアクティブフィルタ
1000の遮断周波数を制御することで、Ψは0になる
ように制御がかかり(アクティブフィルタ1000から
の出力が位相差検出回路1500に入力され、位相差検
出回路1500から出力されたf0制御信号がアクティ
ブフィルタ1000に入力される負帰還ループを構成し
ているため)、この結果、アクティブフィルタ1000
の入力信号と出力信号の位相差φは、90°となる。
By using the output Ψ of the phase detection circuit 1500 as the f0 control signal and controlling the cutoff frequency of the active filter 1000 with the f0 control signal 1200, Ψ is controlled so that it becomes 0 (the output from the active filter 1000). Is input to the phase difference detection circuit 1500, and the f0 control signal output from the phase difference detection circuit 1500 is input to the active filter 1000). As a result, the active filter 1000
The phase difference φ between the input signal and the output signal of is 90 °.

【0110】すなわち、周波数f0の入力信号に対し、
アクティブフィルタ1000の出力信号が90°ずれる
ため、アクティブフィルタ500の遮断周波数は、入力
信号周波数と同じf0になるように制御されることにな
る。
That is, for an input signal of frequency f0,
Since the output signal of the active filter 1000 is deviated by 90 °, the cutoff frequency of the active filter 500 is controlled to be the same f0 as the input signal frequency.

【0111】f0制御信号1200で、アクティブフィ
ルタ1000の遮断周波数を制御することで、アクティ
ブフィルタ1000の遮断周波数は、素子特性ばらつき
によらず、入力信号周波数の精度で決まることになる。
f0制御信号1200で、アクティブフィルタ500の
遮断周波数を制御することで、アクティブフィルタ50
0の遮断周波数は、素子特性ばらつきによらず、安定に
制御される。
By controlling the cutoff frequency of the active filter 1000 with the f0 control signal 1200, the cutoff frequency of the active filter 1000 is determined by the accuracy of the input signal frequency, regardless of variations in element characteristics.
By controlling the cutoff frequency of the active filter 500 with the f0 control signal 1200, the active filter 50
The cutoff frequency of 0 is stably controlled regardless of variations in element characteristics.

【0112】f0制御信号1200が安定するまでの所
定期間(f0およびQ値の2つの安定点を見つけだすた
め、一方の安定点を見つけだし、次に他方の安定点を見
つけだす動作を行う)、Q制御信号1300は、一定値
の基準となるQ信号が出力されるように、基準Q制御信
号1600が、スイッチ1700により選択される。
For a predetermined period until the f0 control signal 1200 stabilizes (in order to find two stable points of f0 and Q value, one stable point is found, and then the other stable point is found), and Q control is performed. As for the signal 1300, the reference Q control signal 1600 is selected by the switch 1700 so that the reference Q signal having a constant value is output.

【0113】f0制御信号1200が安定した後に、ス
イッチ1700は、振幅検出回路1100の出力を選択
し、振幅検出回路1100の出力をQ制御信号1300
として、アクティブフィルタ1000、アクティブフィ
ルタ500のQ値を制御する。 図3は、図1に示した
アクティブフィルタを多段縦続接続して構成したアクテ
ィブフィルタに適用した実施例のブロック図である。
After the f0 control signal 1200 stabilizes, the switch 1700 selects the output of the amplitude detection circuit 1100 and outputs the output of the amplitude detection circuit 1100 to the Q control signal 1300.
As a result, the Q values of the active filter 1000 and the active filter 500 are controlled. FIG. 3 is a block diagram of an embodiment in which the active filter shown in FIG. 1 is applied to an active filter configured by cascade connection in multiple stages.

【0114】図1に示すアクティブフィルタ500の代
わりに、アクティブフィルタ1800〜1900、1次
のアクティブフィルタ2000、アンプ2100〜25
00を付随させた構成である。アクティブフィルタ18
00〜1900は、例えば、相互コンダクタンスアンプ
と容量素子を有して構成される。また、アンプ2100
〜2500は、当該アンプに接続されたアクティブフィ
ルタに対して、その周波数特性を利用して、所定の制御
量を与える手段になっている。
Instead of the active filter 500 shown in FIG. 1, active filters 1800 to 1900, first-order active filter 2000, amplifiers 2100 to 25
00 is attached. Active filter 18
00 to 1900 are configured to include, for example, a transconductance amplifier and a capacitive element. Also, the amplifier 2100
˜2500 are means for giving a predetermined control amount to the active filter connected to the amplifier by utilizing its frequency characteristic.

【0115】アクティブフィルタ1800〜2000の
遮断周波数は、各々、アンプ2300、2400、25
00を介したf0制御信号1200によって制御され
る。アクティブフィルタ1800、1900のQ値は、
アンプ2100、2200を介したQ制御信号1300
によって制御される。すなわち、f0制御信号120
0、Q制御信号1300を、アンプ2100〜2500
を介して、アクティブフィルタ1800〜2000に与
え、アクティブフィルタ1800〜2000の遮断周波
数、Q値を制御することで、異なる遮断周波数、Q値を
有する多段構成のアクティブフィルタの遮断周波数およ
びQ値を制御することができる。
The cutoff frequencies of the active filters 1800 to 2000 are the amplifiers 2300, 2400, and 25, respectively.
Controlled by the f0 control signal 1200 via 00. The Q values of the active filters 1800 and 1900 are
Q control signal 1300 via amplifier 2100, 2200
Controlled by. That is, the f0 control signal 120
0, Q control signal 1300, amplifier 2100-2500
To the active filters 1800 to 2000 and control the cutoff frequencies and Q values of the active filters 1800 to 2000, thereby controlling the cutoff frequencies and Q values of the multistage active filters having different cutoff frequencies and Q values. can do.

【0116】図17は、図15に示したアクティブフィ
ルタを多段縦続接続して構成したアクティブフィルタに
適用した実施例を示すブロック図である。
FIG. 17 is a block diagram showing an embodiment in which the active filter shown in FIG. 15 is applied to an active filter constituted by cascade connection in multiple stages.

【0117】アクティブフィルタ1800〜1900、
1次のアクティブフィルタ2000の遮断周波数は、ア
ンプ2300〜2500を介したf0制御信号1200
により制御する。アクティブフィルタ1800〜190
0は、例えば、相互コンダクタンスアンプと容量素子を
有して構成される。また、本実施例においても、アンプ
2100〜2500は、当該アンプに接続されたアクテ
ィブフィルタに対して、その周波数特性を利用して、所
定の制御量を与える手段になっている。
Active filters 1800 to 1900,
The cutoff frequency of the first-order active filter 2000 is the f0 control signal 1200 via the amplifiers 2300 to 2500.
Controlled by. Active filters 1800-190
0 is configured to include, for example, a transconductance amplifier and a capacitive element. Also in the present embodiment, the amplifiers 2100 to 2500 are means for giving a predetermined control amount to the active filter connected to the amplifier by utilizing the frequency characteristic thereof.

【0118】アクティブフィルタ1800、1900の
Q値は、アンプ2100、2200を介した、Q制御信
号1300により制御される。
The Q values of the active filters 1800 and 1900 are controlled by the Q control signal 1300 via the amplifiers 2100 and 2200.

【0119】すなわち、f0制御信号1200、Q制御
信号1300をアンプ2100〜2500を介して、ア
クティブフィルタ1800〜2000の遮断周波数、Q
値を制御することで、異なる遮断周波数、Q値を有する
多段構成されたアクティブフィルタにおける、遮断周波
数およびQ値を制御することができる。
That is, the f0 control signal 1200 and the Q control signal 1300 are passed through the amplifiers 2100 to 2500 and the cutoff frequencies of the active filters 1800 to 2000, Q.
By controlling the value, it is possible to control the cutoff frequency and the Q value in the active filter having a multistage structure having different cutoff frequencies and Q values.

【0120】図18に、図14に示した振幅検出回路1
100の構成例を示す。
FIG. 18 shows the amplitude detection circuit 1 shown in FIG.
The structural example of 100 is shown.

【0121】図18に示す回路は、差動アンプ260
0、ピークホールド回路2700、2800、アンプ2
900、3000を有して構成される。各構成要素は、
トランジスタ、CMOS、オペアンプ、抵抗等の電子デ
バイスを有して構成される。
The circuit shown in FIG. 18 is a differential amplifier 260.
0, peak hold circuits 2700, 2800, amplifier 2
It is configured to have 900, 3000. Each component is
It is configured to have electronic devices such as transistors, CMOSs, operational amplifiers, and resistors.

【0122】ピークホールド回路2700は、アクティ
ブフィルタ1000(図1参照)の入力信号を、アンプ
2900でa倍した信号を出力する手段である。
The peak hold circuit 2700 is means for outputting the signal obtained by multiplying the input signal of the active filter 1000 (see FIG. 1) by the amplifier 2900.

【0123】同様に、ピークホールド回路2800は、
アクティブフィルタ1000の出力信号を、アンプ30
00でb倍した信号を出力する手段である。
Similarly, the peak hold circuit 2800 is
The output signal of the active filter 1000 is supplied to the amplifier 30.
It is a means for outputting a signal multiplied by b with 00.

【0124】差動アンプ2600は、ピ−クホ−ルド回
路2700、2800の出力信号の振幅の差を出力す
る。このとき、アクティブフィルタ1000のQ値をQ
1とすると、前述の、式9のように設定する。
The differential amplifier 2600 outputs the difference between the amplitudes of the output signals of the peak hold circuits 2700 and 2800. At this time, change the Q value of the active filter 1000 to Q.
When it is set to 1, it is set as in the above-described Expression 9.

【0125】図19に、図15に示した位相検出回路1
500の構成例を示す。
FIG. 19 shows the phase detection circuit 1 shown in FIG.
The structural example of 500 is shown.

【0126】位相検出回路1500は、ループフィルタ
3100と乗算器3200を有して構成される。乗算器
3200は、アクティブフィルタ1000の入力信号と
出力信号の積の信号を出力する。ループフィルタ310
0は、乗算器3200の出力の積分を行う手段であり、
積分値を出力する。
The phase detection circuit 1500 has a loop filter 3100 and a multiplier 3200. The multiplier 3200 outputs a product signal of the input signal and the output signal of the active filter 1000. Loop filter 310
0 is a means for integrating the output of the multiplier 3200,
Output the integrated value.

【0127】図20に、図14のアクティブフィルタ5
00、1000の構成例を示す。
FIG. 20 shows the active filter 5 of FIG.
A configuration example of 00 and 1000 is shown.

【0128】図20に示すアクティブフィルタは、いわ
ゆる2次のローパスフィルタであり、相互コンダクタン
スアンプ3300、3400、3500、3600、容
量3700、3800、3900、4000を有して構
成される。
The active filter shown in FIG. 20 is a so-called second-order low-pass filter, and has transconductance amplifiers 3300, 3400, 3500, 3600, and capacitors 3700, 3800, 3900, 4000.

【0129】相互コンダクタンスアンプ3300、34
00、3500、3600の各々の相互コンダクタンス
を、それぞれgm1、gm2、gm3、gm4、容量3
700、3800、3900、4000の容量値をCと
する。
Mutual Conductance Amplifiers 3300 and 34
The transconductances of 00, 3500 and 3600 are gm1, gm2, gm3, gm4 and capacitance 3 respectively.
Let C be the capacitance value of 700, 3800, 3900, and 4000.

【0130】アクティブフィルタの遮断周波数f0は、
入・出力電圧の比、すなわち、伝達関数を求める計算を
利用して(この計算の際、容量に流れる電流等を仮定し
て簡単な式を立てると計算が容易になる)、
The cutoff frequency f0 of the active filter is
Using the calculation of the ratio of input / output voltage, that is, the transfer function (in this calculation, if a simple formula is made assuming the current flowing in the capacitor, the calculation will be easier),

【0131】[0131]

【数15】 [Equation 15]

【0132】のように表される。また、アクティブフィ
ルタのQ値は、
It is expressed as follows. The Q value of the active filter is

【0133】[0133]

【数16】 [Equation 16]

【0134】のように表される。It is expressed as follows.

【0135】したがって、f0制御信号1200でgm
2、gm4を制御することにより、アクティブフィルタ
の遮断周波数f0を制御可能となる。また、Q制御信号
1300でgm3を制御することにより、アクティブフ
ィルタのQ値を制御でき、アクティブフィルタの遮断周
波数には影響を与えない。
Therefore, gm is set by the f0 control signal 1200.
By controlling 2 and gm4, the cutoff frequency f0 of the active filter can be controlled. In addition, by controlling gm3 with the Q control signal 1300, the Q value of the active filter can be controlled and does not affect the cutoff frequency of the active filter.

【0136】図21に、図20の相互コンダクタンスア
ンプ3300、3400、3500、3600の構成例
を示す。図21は、npnトランジスタ4100、42
00、4300、4400、4500、4600、抵抗
4700、電流源4800、4900、5000、51
00、5200を有して構成される。
FIG. 21 shows a configuration example of the transconductance amplifiers 3300, 3400, 3500, 3600 shown in FIG. FIG. 21 shows npn transistors 4100 and 42.
00, 4300, 4400, 4500, 4600, resistor 4700, current sources 4800, 4900, 5000, 51
00 and 5200.

【0137】抵抗4700の抵抗値をR、電流源480
0、4900の電流値をi1、電流源5000、510
0の電流値をi2、電流源5200の電流値を「2×i
2」とする。このとき、相互コンダクタンスアンプの相
互コンダクタンスgmは、
The resistance value of the resistor 4700 is R, and the current source 480 is
0, 4900 current value is i1, current source 5000, 510
The current value of 0 is i2 and the current value of the current source 5200 is “2 × i”.
2 ". At this time, the mutual conductance gm of the mutual conductance amplifier is

【0138】[0138]

【数17】 [Equation 17]

【0139】のように表される。したがって、電流源5
000、5100、5200の電流値を制御すること
で、相互コンダクタンスgmを制御できることになる。
It is expressed as follows. Therefore, the current source 5
The mutual conductance gm can be controlled by controlling the current values of 000, 5100, and 5200.

【0140】図22に、本発明を磁気ディスク装置に適
応した場合のシステム構成図を示す。 図22に示すシ
ステムは、データを記録しておくディスク円盤530
0、読み出しおよび書き込み信号の増幅を行うR/Wア
ンプ5400、信号処理を行う信号処理ブロック550
0、データのコントロールを行うHDC(ハードディス
クコントローラ)5600、データのやり取りを行うた
めのI/F(インターフェイス)5700、HDC56
00、I/F5700の制御を行うCPU5800、V
CM(ボイスコイルモータ)5900、VCM5900
の制御を行うVCM制御回路6000、およびデータの
処理を行うホスト6400を有して構成される。 ま
た、信号処理ブロック5500は、与えられた信号の振
幅を一定にするAGC(オートマチックゲインコントロ
ール)アンプ61、本発明の制御対象となるアクティブ
フィルタ500、データに同期したクロックを生成する
データセパレータ6200、記録符号の符号化、復号化
を行うENDEC(エンコーダ、デコーダ)6300を
有して構成される。
FIG. 22 shows a system configuration diagram when the present invention is applied to a magnetic disk device. The system shown in FIG. 22 is a disk disk 530 for recording data.
0, R / W amplifier 5400 that amplifies read and write signals, signal processing block 550 that performs signal processing
0, HDC (hard disk controller) 5600 for controlling data, I / F (interface) 5700 for exchanging data, HDC 56
00, CPU 5800 for controlling I / F 5700, V
CM (Voice Coil Motor) 5900, VCM5900
A VCM control circuit 6000 for controlling the above and a host 6400 for processing data are configured. Further, the signal processing block 5500 includes an AGC (automatic gain control) amplifier 61 that makes the amplitude of a given signal constant, an active filter 500 that is a control target of the present invention, a data separator 6200 that generates a clock synchronized with data, It is configured to have an ENDEC (encoder, decoder) 6300 that performs encoding and decoding of recording codes.

【0141】5300に記憶されたデータを読み込むこ
とにより得られた信号は、6100により一定振幅の状
態で、500に入力される。500に入力される信号の
周波数は、5300の外側に行くほど高くなる。したが
って、最適な周波数特性を実現すべく、アクティブフィ
ルタ500の遮断周波数およびQ値を、入力信号に応じ
て所定の値に設定しなければならない。この際、前述の
ように、500からの出力レベルやQ値の変動が無くな
り、安定したデータ読み出し(もちろん、書き込みでも
良い)を行うことが可能になる。
The signal obtained by reading the data stored in 5300 is input to 500 with a constant amplitude by 6100. The frequency of the signal input to 500 increases toward the outside of 5300. Therefore, in order to realize the optimum frequency characteristic, the cutoff frequency and Q value of the active filter 500 must be set to predetermined values according to the input signal. At this time, as described above, the fluctuation of the output level and Q value from 500 is eliminated, and stable data reading (of course, writing is also possible) can be performed.

【0142】図24は、図14に示した回路において、
Q制御信号自動発生回路6の内部構成を変更したもので
ある。
FIG. 24 is a circuit diagram of the circuit shown in FIG.
The internal configuration of the Q control signal automatic generation circuit 6 is changed.

【0143】図24は、図14におけるシンセサイザ7
00を、分周器6800に置き換え、新たに、DAC6
500、ADC(アナログ・デジタル変換器)660
0、RAM6700を付随させて構成している。
FIG. 24 shows the synthesizer 7 of FIG.
00 is replaced with a frequency divider 6800, and a new DAC6
500, ADC (Analog / Digital Converter) 660
0 and a RAM 6700 are attached.

【0144】シンセサイザ300をアクティブフィルタ
1000の遮断周波数の整数倍で発振させておき、分周
器6800によって、シンセサイザ300の出力信号を
分周し、アクティブフィルタ1000の遮断周波数と同
じ周波数を有する信号を出力する構成にしておく。
The synthesizer 300 is oscillated at an integer multiple of the cutoff frequency of the active filter 1000, and the frequency divider 6800 divides the output signal of the synthesizer 300 to generate a signal having the same frequency as the cutoff frequency of the active filter 1000. It is configured to output.

【0145】ADC6600は、振幅検出回路1100
の出力信号を入力信号とし、振幅検出回路1100の出
力値をデジタル化して、RAM6700に格納する。
The ADC 6600 has an amplitude detection circuit 1100.
Is used as an input signal and the output value of the amplitude detection circuit 1100 is digitized and stored in the RAM 6700.

【0146】DAC6500は、RAM6700に格納
されている値を、アナログ値に変換し、Q制御信号13
00を出力する。
The DAC 6500 converts the value stored in the RAM 6700 into an analog value and outputs the Q control signal 13
00 is output.

【0147】このように、図24に示すような回路構成
にすることで、シンセサイザ300の出力信号の周波数
が、アクティブフィルタ1000の遮断周波数の整数倍
でない場合でも、一時的に、シンセサイザ300の出力
信号周波数を変えて、Q制御信号1300を生成するこ
とが可能になる。
As described above, with the circuit configuration as shown in FIG. 24, even if the frequency of the output signal of the synthesizer 300 is not an integral multiple of the cutoff frequency of the active filter 1000, the output of the synthesizer 300 is temporarily output. The signal frequency can be varied to generate the Q control signal 1300.

【0148】[0148]

【発明の効果】本発明によれば、フィルタシステムをカ
ットオフ周波数可変フィルタにVGA(可変ゲインアン
プ)を付随させた構成にし、VGA(可変ゲインアン
プ)のゲインをカットオフ周波数に対応して変化させる
ことで、フィルタのカットオフ周波数の変化に伴うゲイ
ンの変動をVGA(可変ゲインアンプ)で補正し、フィ
ルタシステムのゲインを一定にする事が可能となる。
According to the present invention, the filter system has a structure in which a VGA (variable gain amplifier) is attached to a cutoff frequency variable filter, and the gain of the VGA (variable gain amplifier) is changed according to the cutoff frequency. By doing so, it is possible to correct the gain variation due to the change of the cutoff frequency of the filter by the VGA (variable gain amplifier) and make the gain of the filter system constant.

【0149】また、フィルタカットオフ周波数を変化さ
せてもゲインが安定であるため、フィルタカットオフ周
波数の可変範囲を広げることが可能となる。
Since the gain is stable even when the filter cutoff frequency is changed, the variable range of the filter cutoff frequency can be widened.

【0150】さらに、回路構成が簡単になり、低電圧化
方式に対応することができる。
Further, the circuit structure is simplified and the low voltage system can be supported.

【0151】さらにまた、素子特性のバラツキによる、
Q値の変動をなくし、アクティブフィルタの遮断周波数
の変化に伴うQ値の変動をも抑えることができる。
Furthermore, due to variations in element characteristics,
It is possible to eliminate the fluctuation of the Q value and suppress the fluctuation of the Q value due to the change of the cutoff frequency of the active filter.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例のフィルタシステム構成図で
ある。
FIG. 1 is a configuration diagram of a filter system according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の一実施例のフィルタシステム構成図で
ある。
FIG. 2 is a configuration diagram of a filter system according to an embodiment of the present invention.

【図3】本発明の一実施例のフィルタシステム構成図で
ある。
FIG. 3 is a configuration diagram of a filter system according to an embodiment of the present invention.

【図4】本発明の一実施例のフィルタシステム構成図で
ある。
FIG. 4 is a configuration diagram of a filter system according to an embodiment of the present invention.

【図5】本発明の一実施例のフィルタシステム構成図で
ある。
FIG. 5 is a configuration diagram of a filter system according to an embodiment of the present invention.

【図6】カットオフ周波数可変1次LPFの回路構成図
である。
FIG. 6 is a circuit configuration diagram of a cutoff frequency variable first-order LPF.

【図7】カットオフ周波数可変1次HPFの回路構成図
である。
FIG. 7 is a circuit configuration diagram of a cutoff frequency variable first-order HPF.

【図8】VGA(可変ゲインアンプ)の回路構成図であ
る。
FIG. 8 is a circuit configuration diagram of a VGA (variable gain amplifier).

【図9】可変相互コンダクタンスアンプの回路構成図で
ある。
FIG. 9 is a circuit configuration diagram of a variable transconductance amplifier.

【図10】ゲイン、カットオフ周波数可変1次LPFの
回路構成図である。
FIG. 10 is a circuit configuration diagram of a gain / cutoff frequency variable first-order LPF.

【図11】本発明の一実施例の高次フィルタシステム構
成図である。
FIG. 11 is a configuration diagram of a high-order filter system according to an embodiment of the present invention.

【図12】本発明を磁気ディスクに適用したシステム構
成図である。
FIG. 12 is a system configuration diagram in which the present invention is applied to a magnetic disk.

【図13】従来のフィルタシステム構成図である。FIG. 13 is a configuration diagram of a conventional filter system.

【図14】本発明の一実施例の構成図である。FIG. 14 is a configuration diagram of an embodiment of the present invention.

【図15】本発明の一実施例の構成図である。FIG. 15 is a configuration diagram of an embodiment of the present invention.

【図16】本発明の一実施例の構成図である。FIG. 16 is a configuration diagram of an embodiment of the present invention.

【図17】本発明の一実施例の構成図である。FIG. 17 is a configuration diagram of an embodiment of the present invention.

【図18】振幅検出回路の構成図である。FIG. 18 is a configuration diagram of an amplitude detection circuit.

【図19】位相検出回路の構成図である。FIG. 19 is a configuration diagram of a phase detection circuit.

【図20】アクティブフィルタの構成図である。FIG. 20 is a configuration diagram of an active filter.

【図21】相互コンダクタンスアンプの構成図である。FIG. 21 is a configuration diagram of a transconductance amplifier.

【図22】本発明にかかるシステムの構成図である。FIG. 22 is a configuration diagram of a system according to the present invention.

【図23】従来のアクティブフィルタの構成図である。FIG. 23 is a configuration diagram of a conventional active filter.

【図24】本発明の一実施例の構成図である。FIG. 24 is a configuration diagram of an embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…カットオフ周波数可変フィルタ、2…VGA(可変
ゲインアンプ)、3…レジスタ、4…D/Aコンバー
タ、5…フィルタ制御信号、6…ゲイン制御信号、7…
VGA(可変ゲインアンプ)制御回路、8…イコライ
ザ、9…HPF(ハイパスフィルタ)、10…VGA
(可変ゲインアンプ)、11、12…可変相互コンダク
タンスアンプ、13、14…容量、15…LPF(ロー
パスフィルタ)、17…可変相互コンダクタンスアン
プ、18、19…容量、20…HPF、21、22…バ
イポーラトランジスタ、23…電流源、24、25…抵
抗、26〜31…バイポーラトランジスタ、32〜34
…電流源、35…抵抗、36…ディスク円盤、37…R
/W(Read/Write)アンプ、38…信号処理
ブロック、39…HDC(ハードディスクコントロー
ラ)、40…I/F(インターフェイス)、41…CP
U、42…VCM(ボイスコイルモータ)、43…VC
M制御回路、44…ホスト、45…AGC(オートマチ
ックゲインコントロール)アンプ、46…AGC制御回
路、47…イコライザ、48…LPF、49…HPF、
50…データセパレータ、51…ENDEC(エンコー
ダ、デコーダ)、52…ゲイン固定アンプ、53…カッ
トオフ周波数可変フィルタ、54…VGA(可変ゲイン
アンプ)、55…レジスタ、56…D/Aコンバータ、
100…マイコン200…レジスタ、300…シンセサ
イザ、400…DAC、500…アクティブフィルタ、
600…Q制御信号自動発生回路、700…シンセサイ
ザ、800…ローパスフィルタ、900…DAC、10
00…アクティブフィルタ、1100…振幅検出回路、
1200…f0制御信号、1300…Q制御信号、14
00…f0、Q制御信号自動発生回路、1500…位相
検出回路、1600…基準Q制御信号、1700…スイ
ッチ
1 ... Cutoff frequency variable filter, 2 ... VGA (variable gain amplifier), 3 ... Register, 4 ... D / A converter, 5 ... Filter control signal, 6 ... Gain control signal, 7 ...
VGA (variable gain amplifier) control circuit, 8 ... equalizer, 9 ... HPF (high-pass filter), 10 ... VGA
(Variable gain amplifier), 11, 12 ... Variable transconductance amplifier, 13, 14 ... Capacitance, 15 ... LPF (low-pass filter), 17 ... Variable transconductance amplifier, 18, 19 ... Capacitance, 20 ... HPF, 21, 22 ... Bipolar transistor, 23 ... Current source, 24, 25 ... Resistor, 26-31 ... Bipolar transistor, 32-34
… Current source, 35… Resistor, 36… Disc disk, 37… R
/ W (Read / Write) amplifier, 38 ... Signal processing block, 39 ... HDC (hard disk controller), 40 ... I / F (interface), 41 ... CP
U, 42 ... VCM (voice coil motor), 43 ... VC
M control circuit, 44 ... Host, 45 ... AGC (automatic gain control) amplifier, 46 ... AGC control circuit, 47 ... Equalizer, 48 ... LPF, 49 ... HPF,
50 ... Data separator, 51 ... ENDEC (encoder, decoder), 52 ... Gain fixed amplifier, 53 ... Cutoff frequency variable filter, 54 ... VGA (variable gain amplifier), 55 ... Register, 56 ... D / A converter,
100 ... Microcomputer 200 ... Register, 300 ... Synthesizer, 400 ... DAC, 500 ... Active filter,
600 ... Q control signal automatic generation circuit, 700 ... Synthesizer, 800 ... Low-pass filter, 900 ... DAC, 10
00 ... active filter, 1100 ... amplitude detection circuit,
1200 ... f0 control signal, 1300 ... Q control signal, 14
00 ... f0, Q control signal automatic generation circuit, 1500 ... Phase detection circuit, 1600 ... Reference Q control signal, 1700 ... Switch

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 長谷 健一 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所マイクロエレクトロニク ス機器開発研究所内 (72)発明者 浦上 憲 東京都小平市上水本町五丁目20番1号 株 式会社日立製作所半導体設計開発センタ内 (72)発明者 淡野 公一 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所マイクロエレクトロニク ス機器開発研究所内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Kenichi Hase Inventor Kenichi Hase, 292 Yoshida-cho, Totsuka-ku, Yokohama-shi, Kanagawa, Ltd. Hitachi, Ltd. Microelectronics Equipment Development Laboratory (72) Inventor Ken Urakami Water, Kodaira, Tokyo Honcho 5-chome 20-1 Incorporated company Hitachi Ltd. semiconductor design development center (72) Inventor Koichi Awano 292 Yoshida-cho, Totsuka-ku, Yokohama-shi Kanagawa Ltd. Hitachi Ltd. Microelectronics Equipment Development Laboratory

Claims (14)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】フィルタカットオフ周波数を任意に設定可
能とするプログラマブルフィルタと、フィルタカットオ
フ周波数に対応したゲイン制御信号を発生させる手段
と、ゲイン制御信号によりゲインを任意に設定可能とす
るVGA(可変ゲインアンプ)を具備し、前記、ゲイン
制御信号によりVGAのゲインを制御し、フィルタシス
テムのゲインを一定にすることを特徴とするフィルタシ
ステム。
1. A programmable filter capable of arbitrarily setting a filter cutoff frequency, a means for generating a gain control signal corresponding to the filter cutoff frequency, and a VGA (a gain which can be arbitrarily set by the gain control signal). A variable gain amplifier), wherein the gain of the VGA is controlled by the gain control signal to make the gain of the filter system constant.
【請求項2】請求項1記載のフィルタシステムにおい
て、フィルタカットオフ周波数制御信号によりVGA
(可変ゲインアンプ)のゲインを制御することを特徴と
するフィルタシステム。
2. A filter system according to claim 1, wherein a VGA is provided by a filter cutoff frequency control signal.
A filter system characterized by controlling the gain of a (variable gain amplifier).
【請求項3】請求項1記載のフィルタシステムにおい
て、ゲイン制御信号を自動的に発生させる手段を付随さ
せ、前記、フィルタシステムのゲインを一定にするVG
A(可変ゲインアンプ)及びゲイン制御信号を発生する
手段を持つことを特徴とするフィルタシステム。
3. A filter system according to claim 1, further comprising means for automatically generating a gain control signal, the gain of the filter system being kept constant.
A filter system having A (variable gain amplifier) and means for generating a gain control signal.
【請求項4】請求項3記載のフィルタシステムにイコラ
イザを付随させたイコライザ内蔵フィルタシステムにお
いて、前記、イコライザ内蔵フィルタシステムのゲイン
を一定にすることを特徴とするフィルタシステム。
4. A filter system with a built-in equalizer, wherein the filter system according to claim 3 is provided with an equalizer, wherein the gain of the filter system with a built-in equalizer is constant.
【請求項5】請求項3または4記載のフィルタシステム
を含み、1チップに集積したことを特徴とする1チップ
LSI。
5. A one-chip LSI including the filter system according to claim 3 or 4 and integrated on one chip.
【請求項6】請求項3または4記載のフィルタシステム
を用いたことを特徴とする磁気ディスク装置。
6. A magnetic disk drive using the filter system according to claim 3 or 4.
【請求項7】与えられた信号に応じて、特定の周波数の
信号を発生させる発振手段と、フィルタ遮断周波数およ
びフィルタQ値(Quality Factor)を任意に設定可能とす
るアクティブフィルタと、前記発振手段の出力信号の周
波数に応じて、前記アクティブフィルタのQ値を制御す
るQ制御信号を生成するQ制御信号自動発生手段を具備
し、 前記発振手段から出力される信号の周波数により、前記
アクティブフィルタのQ値を、予め与えられた目標値に
するように制御することを特徴とするフィルタシステ
ム。
7. An oscillating means for generating a signal having a specific frequency according to a given signal, an active filter for arbitrarily setting a filter cutoff frequency and a filter Q value (Quality Factor), and the oscillating means. Q control signal automatic generation means for generating a Q control signal for controlling the Q value of the active filter in accordance with the frequency of the output signal of the active filter. A filter system, wherein the Q value is controlled to be a target value given in advance.
【請求項8】与えられた信号に応じて、特定の周波数の
信号を発生させる発振手段と、フィルタ遮断周波数およ
びフィルタQ値(Quality Factor)を任意に設定可能とす
るアクティブフィルタと、前記発振手段の出力信号の周
波数に応じて、前記アクティブフィルタのQ値を制御す
るQ制御信号および前記アクティブフィルタの遮断周波
数を制御するf0制御信号を生成する、Q・f0制御信
号自動発生手段を具備し、 前記発振手段から出力される信号の周波数により、前記
アクティブフィルタのQ値および遮断周波数を、予め与
えられた目標値にするように制御することを特徴とする
フィルタシステム。
8. An oscillating means for generating a signal having a specific frequency in accordance with a given signal, an active filter for arbitrarily setting a filter cutoff frequency and a filter Q value (Quality Factor), and the oscillating means. Q / f0 control signal automatic generation means for generating a Q control signal for controlling the Q value of the active filter and an f0 control signal for controlling the cutoff frequency of the active filter according to the frequency of the output signal of A filter system, wherein the Q value and the cutoff frequency of the active filter are controlled so as to reach a target value given in advance, according to the frequency of the signal output from the oscillating means.
【請求項9】請求項7において、さらに、増幅手段を備
え、前記Q制御信号自動発生手段から出力されるQ制御
信号を、前記増幅手段を介して前記アクティブフィルタ
に入力することを特徴とするフィルタシステム。
9. The apparatus according to claim 7, further comprising an amplifying means, wherein the Q control signal output from the Q control signal automatic generating means is input to the active filter via the amplifying means. Filter system.
【請求項10】請求項8において、さらに、増幅手段を
備え、前記Q・f0制御信号自動発生手段から出力され
るQ制御信号およびf0制御信号を、前記増幅手段を介
して前記アクティブフィルタに入力することを特徴とす
るフィルタシステム。
10. The Q control signal and the f0 control signal output from the Q.f0 control signal automatic generation means are further input to the active filter through the amplification means according to claim 8. A filter system characterized by:
【請求項11】請求項7または8記載のフィルタシステ
ムを、同一チップに集積して形成したことを特徴とする
半導体回路。
11. A semiconductor circuit in which the filter system according to claim 7 or 8 is integrated and formed on the same chip.
【請求項12】請求項7または8記載のフィルタシステ
ムを内蔵し、磁気ヘッドからのデータ読み込み信号をフ
ィルタリングすることを特徴とする磁気ディスク装置。
12. A magnetic disk device comprising the filter system according to claim 7 or 8 therein, and filtering a data read signal from a magnetic head.
【請求項13】与えられた信号に応じて、特定の周波数
の信号を発生させる発振手段と、フィルタ遮断周波数お
よびフィルタQ値(Quality Factor)を任意に設定可能と
する第1のアクティブフィルタと、前記発振手段の出力
信号の周波数に応じて、前記アクティブフィルタのQ値
を制御するQ制御信号を生成するQ制御信号自動発生手
段とを具備し、 前記Q制御信号自動発生手段は、フィルタ遮断周波数お
よびフィルタQ値を任意に設定可能とする第2のアクテ
ィブフィルタと、振幅検出手段を備え、該振幅検出手段
は、前記発振手段から出力される信号から生成される正
弦波信号であって、第1のアクティブフィルタの遮断周
波数と同一の周波数を有し、かつ、第2のアクティブフ
ィルタに入力される入力信号Vin、および、第2のア
クティブフィルタの出力信号Voutを入力信号とし、 Vinのa倍(aは、実数)の信号、および、Vout
のb倍(bは、実数)の信号の差分信号(a×Vin−
b×Vout)を生成し、予め与えられたQ値の目標値
であるQ1と、前記VinおよびVoutから定まるQ
値をQ2とすると、 制御量q=(Q1−Q2)×b×Vin(ただし、Q1
=a/bとする)が、 q=0となるように、前記振幅検出手段の出力信号であ
る前記差分信号を前記第2のアクティブフィルタのQ値
設定端子に帰還するループを構成し、Q値を予め与えら
れた目標値Q1にすることを特徴とするフィルタシステ
ム。
13. An oscillating means for generating a signal of a specific frequency according to a given signal, and a first active filter capable of arbitrarily setting a filter cutoff frequency and a filter Q value (Quality Factor). Q control signal automatic generation means for generating a Q control signal for controlling the Q value of the active filter according to the frequency of the output signal of the oscillating means, wherein the Q control signal automatic generation means is a filter cutoff frequency. And a second active filter capable of arbitrarily setting the filter Q value, and an amplitude detecting means, which is a sine wave signal generated from the signal output from the oscillating means. The input signal Vin having the same frequency as the cut-off frequency of the first active filter and input to the second active filter, and the second activator. The output signal Vout of the filter as an input signal, a multiple of Vin (a is a real number) signal, and, Vout
B times (b is a real number) difference signal (a × Vin−
b * Vout) is generated and Q is determined from Q1 which is a target value of a Q value given in advance and Vin and Vout.
If the value is Q2, then the controlled variable q = (Q1-Q2) × b × Vin (where Q1
= A / b), a loop for feeding back the differential signal, which is the output signal of the amplitude detecting means, to the Q value setting terminal of the second active filter is set so that q = 0. A filter system, wherein a value is set to a target value Q1 given in advance.
【請求項14】請求項13において、さらに、位相検出
手段を備え、 該位相検出手段は、前記VinおよびVoutを入力信
号とし、前記VinとVoutの積の積分値をΨを、 Ψ=0となるように、前記位相検出手段の出力信号を前
記第2のアクティブフィルタの遮断周波数設定端子に帰
還するループを構成し、前記第1のアクティブフィルタ
の遮断周波数を、予め定められた目標値にすることを特
徴とするフィルタシステム。
14. The method according to claim 13, further comprising phase detection means, wherein the phase detection means uses Vin and Vout as input signals, and an integrated value of a product of Vin and Vout is Ψ, and Ψ = 0. So that the output signal of the phase detecting means is fed back to the cutoff frequency setting terminal of the second active filter, and the cutoff frequency of the first active filter is set to a predetermined target value. A filter system characterized by the above.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004523932A (en) * 2000-09-18 2004-08-05 スカイワークス ソリューションズ,インコーポレイテッド GmC filter and method for suppressing unnecessary signals derived by the filter
WO2007094298A1 (en) * 2006-02-17 2007-08-23 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Filter circuit
JP2007281604A (en) * 2006-04-03 2007-10-25 Toshiba Corp Adjustment circuit of filter

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