JPH07240662A - 特にフィルタのカットオフ周波数の調整を目的とする可変係数による容量の逓倍装置、およびそのような装置に備えられたフィルタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 可変変数によって容量を逓倍させる装置、特
にそうした容量を含んだフィルタのカットオフ周波数を
調整するための装置を提供する。 【構成】 電流増幅手段を備え、それにより前記容量を
通過する電流の増幅を可能とし、また前記容量が所定の
第１点（Ａ）と第２点（Ｂ）との間で浮遊しているもの
としたとき、前記電流増幅手段が差動電流増幅器（４
２、５３）を備えていることを本質的特徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明の分野は、少なくとも１つ
の容量を含むフィルタであって、それのカットオフ周波
数がとりわけそれの容量の関数であるようなフィルタの
分野である。さらに詳しくいえば、本発明は上述のよう
なフィルタのカットオフ周波数を調整する装置に関する
ものである（すなわち、そのフィルタは少なくとも１つ
の容量を含み、調整対象カットオフ周波数はその容量に
応じて変化する）。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】先行技
術において、少なくとも１つの容量を含んだ数多くのフ
ィルタ、とりわけＬＣフィルタ（つまりインダクタンス
と容量を持ったフィルタ）が知られている。

【０００３】少なくとも１つの容量を含んだこうした既
知のフィルタはいくつかの不都合を呈している。

【０００４】こうした既知のフィルタの第１の不都合な
点は、所望のカットオフ周波数が低ければ低いほど容量
を大きくしなければならないという事実に結びついてい
る。その結果、低周波における濾波は大容量の使用を必
要とするが、大容量は大きな寸法をもたらし、また大容
量の集積化は、例えば ASIC において、極めて困難であ
る。

【０００５】こうした既知のフィルタの第２の不都合な
点は、それのカットオフ周波数の調整が極めて困難なこ
とである。なぜなら使用素子、とりわけ容量素子は一般
に、設計時に想定したような素子とは少しばかり異なる
からである。

【０００６】こうした既知のフィルタの第３の不都合な
点は、それが演算増幅器を主体とするループ構造となっ
ていることから、消費電力が大きいことである。この大
きな消費電力は、その演算増幅器が、実際に処理したい
と思う周波数範囲よりずっと大きな利得・帯域幅を持っ
ていなければならないという事実に由来し、またそうす
る目的は、漏れ電流がフィードバックループの受動素子
によってその増幅器を短絡させるのを避けるためであ
る。

【０００７】また先行技術において、フィルタのカット
オフ周波数を可変係数によってそのフィルタの容量を逓
倍させることで調整することも同様に既知である。

【０００８】そうした場合に、この容量は小さな値のも
の、従って小サイズのものであっても構わない。なぜな
らこの容量は可変係数によって逓倍させることが予定さ
れているからであり、またこの可変係数の値は、調整対
象フィルタに対して所望するカットオフ周波数の関数で
ある。言い換えると、大きな容量値を必要とする極めて
低周波の濾波に対してさえ、値の小さな容量を使用する
ことが可能となり、調整装置の逓倍手段によって、小さ
な値を元にして、可変係数で逓倍することで大きな値を
得ることができる。

【０００９】先行技術においてはまた、容量逓倍手段が
電流増幅手段を含み、それによって前記容量を通過する
電流を増幅できることも同じく既知である。

【００１０】こうすれば、調整対象フィルタは演算増幅
器を含まず、またそれの消費電力は、演算増幅器主体の
構造を有する既知のフィルタに比べて低くなる。

【００１１】

【課題を解決するための手段及び作用】本発明は可変係
数で容量を逓倍する装置、とりわけそのような容量を含
むフィルタのカットオフ周波数の調整を目的とする装置
を対象とし、この装置は前記容量を通過する電流の増幅
を可能とする電流増幅手段を備えており、また前記容量
が所定の第１の点と第２の点との間で浮遊しているタイ
プのもので、前記電流増幅手段が差動電流増幅器を備え
ていることを本質的特徴としている。

【００１２】第１の実施例によれば、前記差動電流増幅
器は第１の入力点（ｅ＋）と、第２の入力点（ｅ−）
と、第１の反転出力点（ｓ＋）と、第２の追従出力点
（ｓ−）とを備えており、第１入力点（ｅ＋）は前記容
量を通過する電流を表している電流を受け取り、第２入
力点（ｅ−）はどこにも接続されておらず、第１反転出
力点（ｓ＋）は差動電流の第１利得Ｇをもたらし、かつ
前記所定の第１の点（Ａ）に接続されており、また第２
追従出力点（ｓ−）は差動電流増幅の第２利得Ｇ＋１を
もたらし、かつ前記所定の第２の点（Ｂ）に接続されて
いる。

【００１３】第１の実施例の変形例によれば、前記電流
増幅手段はさらに電流伝達器を備えており、前記容量
（Ｃ）は第１端子と第２端子とを有し、第１端子は前記
所定の第１の点（Ａ）につながれ、また第２端子は前記
電流伝達器の増幅対象電流入力点（Ｘ）につながれ、前
記電流伝達器は前記増幅対象電流入力点（Ｘ）と、電流
反転出力点（Ｚ）と、制御入力点（Ｙ）とを備え、増幅
対象電流入力点（Ｘ）は前記容量の第２端子につなが
れ、電流反転出力点（Ｚ）は前記差動電流増幅器の第１
入力点（ｅ＋）につながれ、また制御入力点（Ｙ）は前
記所定の第２の点（Ｂ）につながれており、そして前記
差動電流増幅器の第１入力点（ｅ＋）は前記電流伝達器
の電流反転出力点（Ｚ）につながれている。

【００１４】差動電流増幅器の出力電流間の非対称性
は、所定の２点において、つまりその間で調整対象フィ
ルタの容量が浮遊しているような２点上で同じ容量が現
れる必要があること、従って調整対象フィルタの容量
と、電流伝達器の容量と、差動電流増幅器の容量とで形
成される集合体が構成する仮想容量の両側に同じ電流が
現れる必要があるということに由来する。調整対象フィ
ルタの容量をＣとすると、この仮想容量は（Ｇ＋１）・
Ｃである。この構造の長所は、とりわけ差動電流増幅器
の長所でもあり、列挙すれば、雑音の低さ、オフセット
の小ささ、通過帯域の広さ、直線性の良さ、利得に関す
る精度の高さである。この直線性の良さと利得に関する
精度の高さが、調整対象フィルタのカットオフ周波数を
精密に調整することを可能にしていることに気付くこと
が重要である。

【００１５】別の実施例によれば、調整対象フィルタの
前記容量（Ｃ／２）が所定の第１の点（Ａ）と第２の点
（Ｂ）との間で浮遊している容量であるとしたとき、前
記電流増幅手段がさらに、調整対象フィルタの前記容量
にほぼ等しい追加容量（C'/2）を備え、調整対象フィル
タの容量（Ｃ／２）は第１の端子と第２の端子とを有
し、第１の端子は前記所定の第１の点（Ａ）につなが
れ、追加容量（C'/2）は第１の端子と第２の端子とを有
し、第１の端子は前記所定の第２の点（Ｂ）につなが
れ、前記差動電流増幅器は第１の入力点（ｅ＋）と、第
２の入力点（ｅ−）と、第１の反転出力点（ｓ＋）と、
第２の追従出力点（ｓ−）とを備え、第１入力点（ｅ
＋）は調整対象フィルタの前記容量（Ｃ／２）を通過す
る電流を表している電流を受け取り、第２入力点（ｅ
−）は前記追加容量（C'/2）を通過する電流を表してい
る電流を受け取り、第１反転出力点（ｓ＋）は前記所定
の第１の点（Ａ）につながれ、第２追従出力点（ｓ−）
は前記所定の第２の点（Ｂ）につながれ、前記差動電流
増幅器の前記第１出力点と前記第２出力点とは、同じ差
動電流増幅利得をもたらす。

【００１６】この別の実施例の変形例によれば、前記電
流増幅手段はさらに、第１の電流伝達器と第２の電流伝
達器とを備えており、第１の電流伝達器は増幅対象電流
入力点（Ｘ）と、電流反転出力点（Ｚ）と、制御入力点
（Ｙ）とを備え、増幅対象電流入力点（Ｘ）は調整対象
フィルタの前記容量（Ｃ／２）の前記第２端子につなが
れ、電流反転出力点（Ｚ）は前記差動電流増幅器の第１
の入力点（ｅ＋）につながれ、制御入力点（Ｙ）は前記
所定の第２の点（Ｂ）につながれ、また第２の電流伝達
器は増幅対象電流入力点（Ｘ’）と、電流反転出力点
（Ｚ’）と、制御入力点（Ｙ’）とを備え、増幅対象電
流入力点（Ｘ’）は前記追加容量（C'/2）の前記第２端
子につながれ、電流反転出力点（Ｚ’）は前記差動電流
増幅器の第２の入力点（ｅ−）につながれ、制御入力点
（Ｙ’）は前記所定の第１の点（Ａ）につながれ、前記
差動電流増幅器の第１入力点（ｅ＋）は前記第１電流伝
達器の反転出力点（Ｚ）につながれ、また前記差動電流
増幅器の第２入力点（ｅ−）は前記第２電流伝達器の反
転出力点（Ｚ’）につながれている。

【００１７】この解決法は前の解決法より実現が容易で
ある。なぜなら差動電流増幅器の２つの出力点は、ここ
で同じ利得をもたらすからである。もし調整対象フィル
タの容量と追加容量とを、両方ともＣ／２と表記し、ま
たもし差動電流増幅器の２出力点のそれぞれの利得をＧ
と表記すれば、調整対象フィルタの容量と、追加容量
と、２つの電流伝達器と、そして差動電流増幅器とで形
成される集合体が構成する仮想容量は（G+1/2)・Ｃとな
る。

【００１８】調整対象フィルタの容量が浮遊している場
合は、その容量がアースを基準としている場合よりも実
施困難になる。それにもかかわらず、これらの実施例
は、完全に差動式のフィルタを、前者が含意しているあ
らゆる利点（とりわけ雑音の低さとオフセットの小さ
さ）と共に実現するのを可能にすることにより、極めて
重要である。

【００１９】好ましくは、前記差動電流増幅器は、 −コモンモード・バイアス電流を発生させる電流発生手
段と、 −その２つの入力点において、前記コモンモード・バイ
アス電流と、増幅対象である差動モード電流とを受け取
り、またそれの２つの出力点から、増幅済み差動モード
電流を送り出しす超線形（ｔｒａｎｓｌｉｎｅａｉｒ
ｅ）逓倍器と、 −前記超線形逓倍器が受け取った前記バイアス電流を基
に、前記超線形逓倍器をバイアスするバイアス手段及び −超線形逓倍器の前記出力点におけるコモンモード電流
を補償する電流補償手段を含んでおり、また前記容量逓
倍手段はさらに、前記超線形逓倍器の利得変化を可能に
する手段をも含んでいる。

【００２０】こうして増幅そのものが、超線形逓倍器の
おかげで独創的な仕方で実現される。超線形逓倍器は、
一般に複雑な数理関数を再現したり、さらには混合器を
製作するのに使用される。

【００２１】さらに、超線形逓倍器のバイアス手段によ
って、利得に関して高い精度が得られ、またコモンモー
ド電流補償手段によって、極めて良好なコモンモード除
波が得られる。

【００２２】本発明の好ましい実施例において、前記超
線形逓倍器は出力トランジスタから成る少なくとも２対
の差動対を並列に含んでおり、また超線形逓倍器の利得
変化を可能にする前記手段は、前記超線形逓倍器の出力
トランジスタ差動対のそれぞれを活動化／非活動化する
手段であり、前記容量逓倍可変係数は、前記活動化／非
活動化手段によって活動状態にされる出力トランジスタ
差動対の個数の関数となっている。

【００２３】こうして選択的に活動化可能又は活動化不
能となる複数の差動対を並列に配線することで、可変利
得がうまく実現され、この利得をプログラミングするこ
ともできる。

【００２４】変形例によれば、超線形逓倍器の利得変化
を可能にする前記手段は、前記超線形逓倍器がそれの２
つの入力点において受け取った前記コモンモード・バイ
アス電流を変化させることのできる手段である。

【００２５】こうして超線形逓倍器の利得はバイアス電
流に応じて変化し、また調整対象フィルタの制御ループ
は全体をアナログにすることができる。さらに、もしバ
イポーラトランジスタを使用し、またもしコモンモード
電流が無視できるならば、その場合の利得はバイアス電
流に応じて直線的に変化する。

【００２６】前記差動電流増幅器は、バイポーラトラン
ジスタを含むグループに属しているトランジスタと、Ｍ
ＯＳトランジスタを含むグループに属しているトランジ
スタとを含んでいるのが有利である。

【００２７】本発明の別の特徴によれば、前記調整対象
フィルタが濾波対象有効信号を連続的に受け取るような
ものであるとしたとき、そうしたフィルタのカットオフ
周波数調整装置は、 −基準信号を発生させる基準信号発生手段と、 −前記調整対象フィルタとほぼ同じであり、また前記調
整対象フィルタの前記容量にほぼ等しい容量を少なくと
も１つ含んでおり、前記校正用フィルタは前記基準信号
を受け取り、そして濾波済み基準信号を送り出す校正用
フィルタと、 −調整対象フィルタの容量を逓倍する前記手段とほぼ同
じであり、また校正用フィルタの前記容量を可変係数に
よって逓倍することを可能にする逓倍追加手段と、また
調整対象フィルタの容量逓倍手段を制御する前記手段
は、同じく校正用フィルタの容量逓倍追加手段をも制御
し、またこの制御手段は前記濾波済み基準信号を分析す
る手段を含み、前記分析手段は調整対象フィルタの前記
容量逓倍手段と、校正用フィルタの前記容量逓倍追加手
段とに対して、調整対象フィルタの容量と、校正用フィ
ルタの容量との逓倍係数を補正する信号を送り出してい
る。

【００２８】調整対象フィルタが絶えず濾波対象有効信
号を受け取っている状態では、それの作動を中断させて
校正を行うことはできない。そうした場合には、校正用
と呼ばれる追加フィルタを使用し、このフィルタは調整
対象フィルタと対になっており、従って調整対象フィル
タの作動を中断させずに校正を実施することができる。

【００２９】こうして、校正用フィルタの容量は校正用
フィルタの出力を基に、補正フィードバックループによ
って修正され、このループは濾波済み基準信号分析手段
と、逓倍追加手段とを含んでいる。それに反して調整対
象フィルタの容量は調整対象フィルタの出力を基に、補
正フィードバックループによって修正されることはな
い。確かに、調整対象フィルタの容量逓倍手段は、校正
用フィルタの容量逓倍追加手段と同じ逓倍係数補正信号
を受け取る。この補正信号は、校正用フィルタに対して
実施された校正の結果にほぼ対応しており、調整対象フ
ィルタのカットオフ周波数と、校正用フィルタのカット
オフ周波数とを同時に調整することが可能になる。

【００３０】本発明の別の特徴によれば、調整対象フィ
ルタが断続的作動時間間隔の間だけ濾波対象有効信号を
受け取るようなものであるとき、そうしたフィルタのカ
ットオフ周波数調整装置は、 −基準信号を発生させる基準信号発生手段と、 −前記濾波対象有効信号と前記基準信号とを受け取り、
そして多重化信号を送り出すが、前記濾波対象有効信号
の前記断続的作動時間間隔の間だけ、その多重化信号の
中に前記基準信号が差し挟まれ、前記調整対象フィルタ
は前記多重化信号を受け取り、そしてそれが前記濾波対
象有効信号を受け取ったときは濾波済み有効信号を送り
出し、あるいはそれが前記基準信号を受け取ったときは
濾波済み基準信号を送り出す多重化手段とを含んでお
り、また調整対象フィルタの容量逓倍手段を制御する前
記手段が、前記濾波済み基準信号を分析する手段を含
み、前記分析手段は前記逓倍手段に対して、調整対象フ
ィルタの容量逓倍係数を補正する少なくとも１つの信号
を送り出している。

【００３１】ここでは、前に紹介した実施例とは逆に、
調整対象フィルタは間欠的にしか濾波対象有効信号を受
け取らない。従って休止期間中に（すなわち濾波対象有
効信号を受け取らない期間中に）調整対象フィルタの校
正を進めることは可能である。従って第２の実施例にお
いて、校正用フィルタは必要でない。カットオフ周波数
の調整精度は、第１の実施例の場合よりも優れている。
なぜなら調整対象フィルタと校正用フィルタとを対にす
るという制約がもはや存在しないからである。

【００３２】調整対象フィルタの容量は、濾波済み基準
信号分析手段と逓倍手段とを含む補正フィードバックル
ープによって修正される。

【００３３】濾波済み基準信号分析手段と調整対象フィ
ルタの容量の逓倍手段とを含む補正ループについて、本
発明は３つの好ましい実施例を提案する。

【００３４】補正ループの第１の好ましい実施例におい
て、前記基準信号は時間信号であり、また前記濾波済み
基準信分析手段は、 −前記時間信号の始まりから所定の時間を経過したの
ち、前記濾波済み基準信号の特性値を所定の閾値と比較
する特性値比較手段、及び −前記所望カットオフ周波数と、前記比較手段から提供
される比較結果とに応じて、前記逓倍係数補正信号を補
正する補正信号修正手段とを含んでいる。

【００３５】こうしてローパスフィルタの場合、調整対
象フィルタのカットオフ周波数が所望カットオフ周波数
より小さいとき、濾波済み基準信号の前記特性値は前記
所定の閾値より小さくなり、逆の場合には、濾波済み基
準信号の前記特性値は前記所定の閾値より大きいか、ま
たは等しくなる。対照的にハイパスフィルタの場合、不
等号が逆向きになる。

【００３６】例えば、基準信号をステップ信号またはパ
ルス信号とし、濾波済み基準信号の特性値を電圧とす
る。すると分析手段は、所定の時間間隔の後で、フィル
タの出力電圧が所定の閾値電圧に達した機会があったか
どうかを検出する。もし応答が否定であれば、調整対象
フィルタのカットオフ周波数が所望カットオフ周波数よ
り小さいことを意味し、また調整対象フィルタの容量逓
倍係数を修正することで、調整対象フィルタのカットオ
フ周波数を増加させる必要があるこを意味する。

【００３７】前記濾波済み基準信号分析手段が前記逓倍
係数補正信号を修正するのに、調整対象フィルタの前記
カットオフ周波数が前記所望カットオフ周波数より大き
くなるか、または等しくなるまで逐次反復することで修
正を行うのが有利である。こうして１回の反復ごとに、
調整対象フィルタのカットオフ周波数を一定刻みで増加
させる。

【００３８】補償ループの第２の好ましい実施例におい
て、前記基準信号は前記調整対象フィルタに対して所望
したカットオフ周波数にほぼ等しい周波数を有するこ
と、および前記濾波済み基準信号分析手段は、 −前記濾波済み基準信号の最大振幅を検出する最大振幅
検出手段と、 −濾波済み基準信号の前記最大振幅を所定の閾値振幅と
比較する最大振幅比較手段、及び −前記逓倍係数補正信号を、前記所望カットオフ周波数
と、前記比較手段から提供される比較結果とに応じて修
正する補正信号修正手段とを含んでいる。

【００３９】こうしてローパスフィルタの場合、調整対
象フィルタのカットオフ周波数が前記所望カットオフ周
波数より小さいとき、濾波済み基準信号の最大振幅は前
記所定の閾値振幅より小さく、逆の場合には、濾波済み
基準信号の前記最大振幅は上記所定の閾値振幅より大き
いか、それに等しい。

【００４０】前記濾波済み基準信号分析手段が前記逓倍
係数補正信号を修正するのに、調整対象フィルタの前記
カットオフ周波数が前記所望カットオフ周波数より大き
くなるか、あるいは等しくなるまで、連続的に制御する
ことで修正を行うのが有利である。

【００４１】こうして、逐次反復する際に調整対象フィ
ルタのカットオフ周波数を一定刻みで増加させる代わり
に、このカットオフ周波数を連続的に変化させる。第１
の実施例において補償は離散的であったのに対して、こ
こでの補償は連続的である。

【００４２】補償ループの第３の好ましい実施例におい
て、前記調整対象フィルタを２次のフィルタとし、それ
のカットオフ周波数にほぼ等しい周波数に対して、π／
２にほぼ等しい位相ずれをもたらすものとしたとき、前
記基準信号は、前記調整対象フィルタに対して所望した
カットオフ周波数にほぼ等しい周波数を有するものと
し、カットオフ周波数調整装置は移相手段を含み、その
移相手段は基準信号を受け取り、そして前記基準信号に
対して約π／２だけ移相した比較信号を送り出し、また
前記濾波済み基準信号分析手段は、 −前記濾波済み基準信号と前記比較信号との間で位相を
比較する位相比較手段、及び −前記所望カットオフ周波数と、前記比較手段から提供
される比較結果とに応じて前記逓倍係数補正信号を修正
する逓倍係数補正信号修正手段とを含んでいる。

【００４３】こうして、ローパスフィルタの場合、調整
対象フィルタのカットオフ周波数が前記所望カットオフ
周波数より小さければ、濾波済み基準信号の位相は前記
比較信号の位相より小さく、逆の場合には、前記濾波済
み基準信号の位相は前記比較信号の位相より大きいか、
あるいはそれに等しい。

【００４４】２次のフィルタは既知のどのようなフィル
タであってもよい（バターワースフィルタ、チェビシェ
フフィルタなど）。

【００４５】カットオフ周波数において、位相ずれはど
のようなフィルタに対してもπ／２に等しいので、カッ
トオフ周波数の近傍の振幅に大きな影響を持つ（一般に
ｚと表記される）パラメータにわずらわされることな
い。その結果、基準信号はクウォーツから供給すること
ができ、このことから、カットオフ周波数の調整に関し
て優れた精度を得ることが可能となる。

【００４６】前記位相比較手段が、前記濾波済み基準信
号と前記比較信号との間の位相差に比例した値を送り出
すようなものであるとしたとき、前記濾波済み基準信号
分析手段が前記逓倍係数補正信号を修正するのに、連続
的な制御によって、調整対象フィルタの前記カットオフ
周波数が前記所望カットオフ周波数より大きくなるか、
あるいは等しくなるまで、修正を行うのが有利である。

【００４７】こうして、補償ループはアナログ型とな
り、調整対象フィルタのカットオフ周波数は連続的に修
正される。

【００４８】変形例によれば、前記位相比較手段を、前
記濾波済み基準信号の位相が比較信号の位相より小さい
か、小さくないかを知らせる情報を送り出すようなもの
であるとしたとき、前記濾波済み基準信号分析手段が前
記逓倍係数補正信号を修正するのに、調整対象フィルタ
の前記カットオフ周波数が、前記所望カットオフ周波数
より大きくなるか、あるいは等しくなるまで、逐次反復
することで修正を行う。

【００４９】ここでの補償ループは離散型であり、修正
は調整対象フィルタのカットオフ周波数を逐次近似する
ことで行われる。

【００５０】本発明は同じく、これまでに紹介したよう
な装置を含んでいるタイプのフィルタにも関係してい
る。

【００５１】

【実施例】本発明の他の特徴および利点は、本発明のい
くつかの好ましい実施例に関する以下の説明および付属
図面を読むことで明らかとなろうが、これらの実施例は
参考のために記載したものであり、限定するためではな
い。

【００５２】したがって本発明は、可変係数により容量
を逓倍させる装置に関するものであり、とりわけそのよ
うな容量を含む調整対象フィルタのカットオフ周波数を
調整することを目指している。本発明は、少なくとも１
つの容量を含み、またそれの調整対象カットオフ周波数
が特にこの容量の関数であるようなフィルタであれば、
どのようなフィルタを使っても実現できる。

【００５３】図１のブロック図に示したとおり、調整装
置１は調整対象フィルタ２に作用する。調整装置１は、
その反面で濾波対象入力信号５を受け取り、濾波済み出
力信号６を送り出すが、この調整装置は調整対象フィル
タ２の容量を逓倍させる手段３と、逓倍手段３を制御す
る手段４とを含んでいる。

【００５４】制御手段の制御下で、逓倍手段３は調整対
象フィルタ２の容量（Ｃと表記する）を逓倍可変係数
（ｋと表記する）によって逓倍させることができる。従
って調整対象フィルタの容量Ｃは、逓倍係数ｋに応じた
仮想容量（ｋＣと表記する）によって置き換えられる。

【００５５】言い換えると容量Ｃは、仮想容量ｋＣとし
て動作する構成によって置き換えられ、この構成は調整
対象フィルタ２の容量Ｃと、調整装置１とを含んでい
る。逓倍係数ｋの値は制御手段によって、調整対象フィ
ルタ２のカットオフ周波数が所望する所定のカットオフ
周波数にほぼ等しくなるように制御される。

【００５６】説明の結果として、逓倍手段３は電流増幅
手段を含み、調整対象フィルタ２の容量Ｃを係数ｋによ
って逓倍させて仮想容量ｋＣを得るが、その逓倍は調整
対象フィルタの容量Ｃを通過する電流を増幅することで
実現される。

【００５７】調整対象フィルタ２の容量は、アースを基
準としていてもよいし、所定の２点間で浮遊していても
よい。

【００５８】図２Ａは、図１に記載された逓倍手段３の
実施例のブロック図を示す。この実施例は、調整対象フ
ィルタ２の容量Ｃがアースを基準としているような場合
に対応する。

【００５９】この第１の実施例において、調整対象フィ
ルタの容量Ｃを逓倍させる手段３は、電流伝達器２１で
構成されている。電流伝達器は電流入力点Ｘと、電流反
転出力点Ｚと、制御入力点Ｙとを備えており、電流入力
点Ｘは増幅対象電流ｉc の入力点であり、容量Ｃの第２
端子２２につながれ、電流反転出力点Ｚは増幅済み電流
Ｇｉc の出力点であり、容量Ｃの第１端子２３につなが
れ、また制御入力点Ｙはアースにつながれている（この
制御入力点Ｙは、実際は増幅対象電流入力点Ｘから基準
電圧を受け取るが、第１の実施例の場合、この基準電圧
はアースである）。増幅済み電流出力点Ｚの増幅利得を
Ｇと表記すれば、等価仮想容量は、図２Ｂに示すとお
り、（Ｇ＋１）Ｃである。言い換えると、調整対象フィ
ルタの容量Ｃの逓倍係数ｋはＧ＋１である。

【００６０】電流伝達器２１の好ましい実施例の簡略電
気回路図を図３に示す。専門家によく知られたこの電気
回路図の上には、入力点ＸおよびＹと、出力点Ｚとが見
られる。ｎ＝３（ｎは連なったトランジスタ段の個数と
する）とすると、増幅済み電流出力Ｚの利得は、ｎ個の
トランジスタ段から成るｎ個の制御電圧対（Ｃ_i ，
Ｃ_i ）ｉ〓〔１，ｎ〕の値に応じて０から１５まで変化
できる。

【００６１】図４Ａは、図１に記載した逓倍手段３の第
１の好ましい実施例のブロック図を示すが、この実施例
は調整対象フィルタ２の容量Ｃが所定の２点ＡおよびＢ
の間で浮遊している場合に対応する。

【００６２】この実施例において、調整対象フィルタの
容量Ｃの逓倍手段３は、電流伝達器４１と、差動電流増
幅器４２とから構成されている。

【００６３】調整対象フィルタの容量Ｃは第１端子４３
と第２端子４４とを有し、第１端子は所定の第１の点Ａ
につながれ、また第２端子は電流伝達器４１の増幅対象
電流入力点Ｘにつながれている。

【００６４】電流伝達器４１は、図３との関連において
既に紹介したようなものであってよいが、この電流伝達
器は増幅対象電流入力点Ｘと、増幅済み電流反転出力点
Ｚと、制御入力点Ｙとを備えており、増幅対象電流入力
点Ｘは容量Ｃの第２端子４４につながれ、増幅済み電流
反転出力点Ｚは差動電流増幅器４２の第１入力点ｅ+に
つながれ、制御出力点Ｙは所定の第２の点Ｂにつながれ
ている。

【００６５】差動電流増幅器４２は第１入力点ｅ+ と、
第２入力点ｅ- と、第１追従出力点ｓ+ と、第 2反転出
力点ｓ- とを備えており、第１入力点ｅ+ は電流伝達器
４１の増幅済み電流反転出力点Ｚにつながれ、第２入力
点ｅ- はどこにも接続されておらず、第１追従出力点ｓ
+ は第１の差動電流増幅利得Ｇをもたらし、また所定の
第１の点Ａにつながれ、また第２反転出力点ｓ- は第２
の差動電流増幅利得Ｇ＋１をもたらし、また所定の第２
の点Ｂにつながれている。

【００６６】図４Ｂに示したとおり、等価仮想容量は
（Ｇ＋１）Ｃである。第２の実施例において、差動電流
増幅器４２の出力点ｓ+ およびｓ- におけるそれぞれの
利得ＧとＧ＋１との間の非対称性は、所定の２点Ａおよ
びＢにおいて同じ容量が現れる必要があること、従って
仮想容量（Ｇ＋１）Ｃの両側に同じ電流が現れる必要が
あるということに由来する。

【００６７】図５Ａは、図１に掲げた逓倍手段３の第２
の好ましい実施例のブロック図を示すが、この実施例も
また、調整対象フィルタの容量Ｃが所定の２点Ａおよび
Ｂの間で浮遊している場合に対応している。

【００６８】この実施例において、調整対象フィルタの
容量（ここではＣ／２と表記する）を逓倍させる手段３
は、第１の電流伝達器５１および第２の電流伝達器５２
と、調整対象フィルタの前記容量Ｃ／２にほぼ等しい追
加容量C'/2（Ｃ＝C'）と、差動電流増幅器５３とから構
成されている。

【００６９】調整対象フィルタの容量Ｃは第１端子５４
と第２端子５５とを有し、第１端子は所定の第１の点Ａ
につながれ、第２端子は第１電流伝達器５１の増幅対象
電流入力点Ｘにつながれている。

【００７０】追加容量Ｃ’は第１端子５７と第２端子５
６とを有し、第１端子は所定の第２の点Ｂにつながれ、
第２端子は第２電流伝達器５２の増幅対象電流入力点
Ｘ’につながれている。

【００７１】第１電流伝達器５１は増幅対象電流入力点
Ｘと、増幅済み電流反転出力点Ｚと、制御入力点Ｙとを
備えており、増幅対象電流入力点Ｘは調整対象フィルタ
の容量C'/2の第２端子５５につながれ、増幅済み電流反
転出力点Ｚは差動電流増幅器５３の第１入力点ｅ+ につ
ながれ、制御入力点Ｙは所定の第２の点Ｂにつながれて
いる。

【００７２】第２電流伝達器は増幅対象電流入力点Ｘ’
と、増幅済み電流反転出力点Ｚ’と、制御入力点Ｙ’と
を備えており、増幅対象電流入力点Ｘ’は追加容量C'/2
の第２端子５６につながれ、増幅済み電流反転出力点
Ｙ’は差動電流増幅器５３の第２入力点ｅ- につなが
れ、制御入力点Ｙ’は所定の第１の点Ａにつながれてい
る。

【００７３】差動電流増幅器５３は第１入力点ｅ⁺ と、
第２入力点ｅ^- と、第１反転出力点ｓ⁺ と、第２追従出
力点ｓ^- とを備えており、第１入力点ｅ⁺ は第１電流伝
達器５１の増幅済み電流反転出力点Ｚにつながれ、第２
入力点ｅ^- は第２電流伝達器５２の増幅済み電流反転出
力点Ｚ’につながれ、第１反転出力点ｓ⁺ は所定の第１
の点Ａにつながれ、第２追従出力点ｓ^- は所定の第２の
点につながれている。

【００７４】この変形例において、差動電流増幅器５３
の第１出力点ｓ+ および第２出力点ｓ- は、同じ差動電
流増幅利得Ｇをもたらす。図５Ｂに示すとおり、等価仮
想容量は（Ｇ+1/2）Ｃである。

【００７５】図６に、差動電流増幅器５３の好ましい実
施例の簡略電気回路図を示す。

【００７６】この差動電流増幅器５３は、 −コモンモード・バイアス電流６３、６４を発生させる
手段６１、６２と、 −超線形逓倍器６５と、 −超線形逓倍器６５をバイアスする手段６６と、 −逓倍器６５の出力コモンモード電流を補償する手段６
１０、６１１とを含んでいる。

【００７７】コモンモード・バイアス電流発生手段６
１、６２は、例えば電流源であったり、さらには抵抗で
もよい。

【００７８】超線形逓倍器２５は２つの差動入力点Ｅ、
Ｆと、２つの差動出力点Ｃ、Ｄとを有している。この２
つの入力点Ｅ、Ｆにおいて、超線形逓倍器はコモンモー
ド・バイアス電流６３、６４および増幅対象差動モード
電流６８、６９とを受け取る。この２つの差動出力点
Ｃ，Ｄにおいて、超線形逓倍器は増幅済み差動モード電
流を送り出す。超線形逓倍器６５は入力トランジスタＴ
５およびＴ８から成る１対のトランジスタ対と、出力ト
ランジスタＴ６およびＴ７から成る１対のトランジスタ
差動対とを含んでいる。

【００７９】この例において、超線形逓倍器６５の中で
使用されているトランジスタはNMOSタイプであり、差動
対を成す出力トランジスタＴ６およびＴ７のソースどう
しは互いにつながれており、出力トランジスタＴ６、Ｔ
７を通過した増幅済み電流Ｉ6 、Ｉ7 の加算点Ｇを構成
している。

【００８０】バイアス手段６６は電流ミラー（Ｔ１、Ｔ
２）を備えており、これにより超線形逓倍器６５の極性
が自動的にバイアスされる。

【００８１】コモンモード電流補償手段６１０、６１１
は、超線形逓倍器６５の差動利得に対して何の影響も及
ぼさないが、しかしこれは、これが超線形逓倍器の出力
トランジスタに対して送り出す（バイアス電流と、場合
によっては追加電流とから構成される）コモンモード電
流Ｉ11、Ｉ12が、これら出力トランジスタを通過するバ
イアス電流に等しいことを保証する。言い換えると、選
択された基準を使って、補償手段はＩ11＝Ｉ7 とＩ12＝
Ｉ6 を保証する。こうして、場合によっては存在するコ
モンモード成分（バイアス手段２６は、それの出力トラ
ンジスタの中で、超線形逓倍器の入力トランジスタを通
過するすべてのコモンモード電流を転写するという事実
から、こうした成分は存在し得る）は、増幅要素の出力
点Ｃ、Ｄに戻されることはない。従って増幅要素は極め
て優れたコモンモード除去をもたらす。

【００８２】この実施例において、コモンモード電流補
償手段は、 −トランジスタＴ２を通過するコモンモード・バイアス
電流を転写する電流転写手段６１０、及び −電流転写手段６１０によって転写された電流を、超線
形逓倍器６５の出力トランジスタＴ６、Ｔ７の端子（増
幅要素の差動出力点Ｃ、Ｄを構成している端子）に注入
する電流注入手段６１１を含んでいる。

【００８３】コモンモード電流転写手段６１０は、 −極性判定手段６６の電流鏡（Ｔ１、Ｔ２）のトランジ
スタＴ２と一緒に作動して、新たな電流鏡を構成するト
ランジスタＴ９、及び −トランジスタＴ９のドレインにおいて一定の電圧を保
持する定電圧保持手段（例えば２つのトランジスタＴ１
３、Ｔ１４）を含んでいる。こうして、差動電流に起因
する電圧変動が抑えられ、電流の複写が改善される。

【００８４】トランジスタＴ９は、トランジスタＴ２お
よびＴ３を通過するコモンモード・バイアス電流を再現
する機能を持っている。

【００８５】転写済み電流注入手段６１１は、例えば２
つの第１電流ミラー（Ｔ１０、Ｔ１１）、（Ｔ１０、Ｔ
１２）と、２つの第２電流ミラー（Ｔ１５、Ｔ１６）、
（Ｔ１５、Ｔ１７）とから構成され、第１電流ミラーは
共通の第１分岐を有し、また第２電流ミラーは２つの第
１電流ミラー（Ｔ１０、Ｔ１１）、（Ｔ１０、Ｔ１２）
にカスケード接続されており、またこの手段６１１によ
って、とりわけ第１電流ミラーの各トランジスタＴ１
０、Ｔ１１、Ｔ１２の出力抵抗を改善することが可能に
なる。

【００８６】こうして、同じコモンモード・バイアス電
流Ｉ11、Ｉ12が２つのトランジスタＴ11、Ｔ12を通過
し、次にＴ16、Ｔ17を通過し、そして増幅要素の２つの
差動出力点Ｃ、Ｄに到達する。これらの電流Ｉ11、Ｉ12
は、超線形逓倍器６５の出力トランジスタＴ6 、Ｔ7 を
通過する電流Ｉ6 、Ｉ7 に等しい。その結果、極めて優
れたコモンモード除去が保証される。

【００８７】この増幅器の実施例において使用されたト
ランジスタはＭＯＳタイプである。しかしながら、この
ような増幅器はバイポーラトランジスタを使っても同様
に作動させることが可能なことは明白であり、専門家は
ＭＯＳタイプからバイポーラタイプへの移行において、
何ら大きな障害に遭遇しない。

【００８８】本発明によれば、容量逓倍手段３はさら
に、超線形逓倍器６５の利得を変化させることのできる
手段をも含んでいる。

【００８９】図７は、図６の回路図を手直ししたもので
あり、超線形逓倍器６５の利得を変化させることのでき
る手段の好ましい実施例を示す。

【００９０】この実施例において、利得を変化させるた
めに、超線形逓倍器６５の出力トランジスタ（Ｔ６、Ｔ
７）から成る複数個の差動対を並列に配線しており、ま
た活動化／非活動化に関与する手段７１、７２、７３の
おかげで、個々の差動対を活動状態にすることも、しな
いことも可能である。これらの活動化／非活動化手段は
単純な断続器として働く。こうして、活動化／非活動化
手段がローレベル（cde=0V）の制御信号を受け取ったと
き、１対の差動対に結び付いた活動化／非活動化手段が
その差動対を非活動状態にし、そのとき利得はゼロにな
る。逆の場合、活動化／非活動化手段はその差動対を活
動状態にする。

【００９１】並列に配線された差動対と同数の活動化／
非活動化手段が存在し、従って同数の制御信号が存在す
る。単純化への配慮から、ただ１つの差動対（Ｔ６、Ｔ
７）（トランジスタＴ１１、Ｔ１２、Ｔ１６、Ｔ１７、
Ｔ２も同様にこの差動対の作動を可能にする）と、その
差動対と結び付いた制御手段７１から７３だけが描かれ
ている。与えられたある一瞬の制御信号の値の集合が、
２進の制御ワードを構成する。

【００９２】差動対のトランジスタが、（同じく超線形
逓倍器の）入力トランジスタより２n 倍の大きさを持つ
ような特殊な場合、またはバイアス電流が同じく２n 倍
大きいような特殊な場合、利得値は２進の制御ワードに
よって直接与えられる。

【００９３】図８に、図７の回路図の変形例の電気回路
図を示す。これは、バイポーラトランジスタを使用した
場合、およびコモンモード電流が無視できる場合に対応
する。

【００９４】差動電流増幅器の電気回路図は図６および
図７の回路図にほぼ等しい。実際、違いは下記のみであ
る。

【００９５】−コモンモード・バイアス電流を転写する
手段は、電流転写トランジスタＴ９のドレインにおいて
一定の電圧を保持する手段を含んでいない。

【００９６】−出力トランジスタＴ６、Ｔ７の各端子に
転写済み電流を注入する手段は、２つの第１電流ミラー
にカスケード接続された２つの第２電流ミラーを含んで
いない。

【００９７】しかしながら別の実施例において、この変
形例の中で使用された差動電流増幅器は、図６に関連し
て紹介した実施例の中で使用された差動電流増幅器と同
じであってもよいことは明白である。

【００９８】この変形例において、超線形逓倍器の利得
変化を可能にする手段は、超線形逓倍器がそれの２つの
入力点Ｅ、Ｆにおいて受け取ったバイアス電流Ｉ0 を、
制御電流ｉ（制御）に応じて変化させることを可能にす
る手段８１である。こうして、利得Ｇはバイアス電流Ｉ
0 に対して直線的に変化する。すなわちＧ＝ｉ（制御）
／Ｉ0 となる。

【００９９】これ以降の説明では、フィルタの２通りの
校正原理（すなわちフィルタのカットオフ周波数の調
整）を紹介する。それぞれの原理は調整対象フィルタ
（すなわち校正対象フィルタ）の異なった作動モードと
結び付いている。

【０１００】図９に、本発明による調整装置の第１の好
ましい実施例のブロック図を示すが、これは調整対象フ
ィルタ２が濾波対象有効信号９１を間欠的に受け取る場
合に対応する。この場合はとりわけＧＳＭシステムのデ
ジタル無線通信に対応する。

【０１０１】このとき、本発明による調整装置は、 −基準信号９３を発生させる手段９２と、 −多重化手段９４と、 −調整対象フィルタの容量を逓倍させる手段３と、 −分析手段９５とを含んでいる。

【０１０２】多重化手段９４は濾波対象有効信号９１
と、基準信号９３とを受け取り、多重化信号９６を送り
出すが、この多重化信号は断続的作動時間間隔の間は濾
波対象有効信号９１で構成され、またこの作動期間の間
に挟まれた休止期間中は基準信号９３で構成される。

【０１０３】こうして、この多重化信号９６を受け取っ
た調整対象フィルタ２は、濾波済み信号９７を送り出す
が、この濾波済み信号は、多重化信号９６が濾波対象有
効信号９１に一致するときは濾波済み有効信号で構成さ
れ、また多重化信号９６が基準信号９３に一致するとき
は濾波済み基準信号で構成される。

【０１０４】分析手段９５は濾波済み信号９７を受け取
るが、しかし濾波済み基準信号のほうしか有効に処０せ
ず、調整対象フィルタの容量逓倍係数補正信号９８を逓
倍手段３に対して供給する。

【０１０５】図１０に、本発明による調整装置の第２の
好ましい実施例のブロック図を示すが、これは調整対象
フィルタ２が連続的に濾波対象有効信号１０１を受け取
る場合に対応している。

【０１０６】このとき本発明による調整装置は、 −調整対象フィルタ２の容量を逓倍させる手段と、 −基準信号１０３を発生させる手段１０２と、 −校正用フィルタ２’と、 −校正用フィルタ２’の容量を逓倍させる追加手段３’
と、 −分析手段１０５とを含んでいる。

【０１０７】校正用フィルタ２’は調整対象フィルタ２
にほぼ等しく、また調整対象フィルタ２の作動を中断す
ることなく校正を実施可能にする。校正用フィルタ２’
は調整対象フィルタの容量にほぼ等しい容量を少なくと
も一つ含んでおり、従ってそれのカットオフ周波数は調
整対象フィルタのカットオフ周波数にほぼ等しい。

【０１０８】分析手段１０５は、校正用フィルタ２’か
ら出された濾波済み基準信号１０６を受け取り、また容
量逓倍係数補正信号１０７を、一方では調整対象フィル
タ２の容量逓倍手段３に対して、他方では校正用フィル
タ２’の容量逓倍追加手段３’に対して供給する。

【０１０９】図９および図１０から明らかなとおり、紹
介した２つの実施例において補償ループが存在してい
る。第１の実施例（図９参照）において、補償ループは
調整対象フィルタ２の出力を基にして直接実現できる。
それに反して第２の実施例（図１０参照）では、校正用
フィルタ２’の出力を基にして実現される。

【０１１０】図１１、１２、１３は、それぞれがこの補
償ループの異なった実施例を表している。たとえこれら
３つの実施例が、調整対象フィルタが間欠的に濾波対象
有効信号を受け取るという場合において紹介されている
とはいえ、それらは調整対象フィルタが濾波対象有効信
号を連続的に受け取る場合においても、同様に利用でき
ることは明白である。同じく、この３つの実施例はロー
パスフィルタに対応しているが、しかし本発明はハイパ
スフィルタを使っても同様に実施可能であることは明白
である。

【０１１１】図１１に示した補償ループの第１の実施例
において、基準信号は時間信号１１１（例えばステップ
信号またはパルス信号）であり、また分析手段９５は比
較手段１１２と、逓倍手段３からの逓倍係数の補正信号
１１４を修正する手段１１３とを含んでいる。

【０１１２】比較手段１１２は、例えば比較器１１５と
フリップフロップD116とで構成されている。比較器１１
５は、濾波対象信号が基準信号１１１であるとき、濾波
済み基準信号１１７をある閾値電圧Vrefと比較すること
ができるが、この閾値電圧は基準信号１１１の始点ｔ0
から所定の時間間隔Δｔが経過するまでに、濾波済み基
準信号１１７が到達しなければならないレベルに一致さ
せる。フリップフロップ１１６は、それの入力点Ｄが比
較器１１５の出力点につながれており、ｔ0 ＋Δｔの瞬
間にクロック信号を受け取り、またそれの出力は、もし
濾波済み基準信号１１７の電圧がVrefに達した機会がな
かったならば、すなわち、もし調整対象フィルタのカッ
トオフ周波数が所定のカットオフ周波数より小さいなら
ば、ゼロに留まる。所定のカットオフ周波数は、閾値電
圧Vrefと基準信号とによって定まる。

【０１１３】逓倍係数補正信号１１４を修正する手段１
１３は、フリップフロップ１１６の出力Ｑを受け取り、
またこの出力Ｑの値に応じて、逓倍手段３に対してどの
ように調整対象フィルタ２の容量逓倍係数を（従って調
整対象フィルタ２のカットオフ周波数を）修正するかを
知らせる。

【０１１４】逐次反復を進めることで、調整対象フィル
タのカットオフ周波数を修正し、その周波数が所定のカ
ットオフ周波数に等しくなるまで修正を続けることがで
きる。こうして、例えば小さなカットオフ周波数から出
発したならば、調整対象フィルタのカットオフ周波数が
所望カットオフ周波数より大きくなるか、等しくなった
ときに反復を中止する。

【０１１５】比較器１１５が「より大」または「より
小」という２進情報を供給するものとすると、手段１１
３をデジタル処理手段とすることが可能で、カットオフ
周波数の調整精度は、２つの反復の間の最小周波数増分
によって限定される。

【０１１６】図１２に紹介した補償ループの第２の実施
例において、基準信号１２１は、例えば既知の振幅Ｖ0
と、調整対象フィルタ２に対して所望したカットオフ周
波数にほぼ等しい周波数とを有する正弦波であり、また
分析手段９５は比較手段１２２と、逓倍手段３からの逓
倍係数の補正信号１２４を修正する手段１２３とを含ん
でいる。

【０１１７】比較手段１２２は、例えば包絡線検波器
（ｄｅｔｅｃｔｅｕｒ ｄｅｎｖｅｌｏｐｐｅ）１２５
と比較器１２６とで構成されている。包絡線検波器１２
５により、濾波済み基準信号の最大振幅Ｖ1 を検出する
ことができる。比較器１２６はこの最大振幅Ｖ1 を閾値
振幅Ｖref と比較するが、この閾値振幅は基準信号の最
大振幅Ｖ1 が到達しなければならないレベルに一致させ
る。もし最大振幅Ｖ1 が閾値振幅Ｖref より小さけれ
ば、すなわち調整対象フィルタのカットオフ周波数が所
定の（基準振幅Ｖref と基準信号とで定まる）カットオ
フ周波数より小さければ、（例えばローパスフィルタで
構成される）修正手段１２３は逓倍手段３に対して、調
整対象フィルタ２の容量逓倍係数を修正して、調整対象
フィルタのカットオフ周波数を増加させるように指示す
る。

【０１１８】こうして、調整対象フィルタのカットオフ
周波数は（前のように一定刻みではなく）連続的に修正
される。補償は連続的であり、もはや離散的ではない。
調整対象フィルタのカットオフ周波数調整精度は、さま
ざまなアナログ要素の精度（本質的には振幅Ｖ0 および
Ｖref に関する精度）によってしか制限されない。

【０１１９】図１３に示した補償ループの第３の実施例
において、調整対象フィルタは２次のフィルタであり、
それの伝達関数は 1/(1+2Zｗ／ｗc +j2 ｗ2 ／ｗ2 C )
という形である。ｗc における（すなわちカットオフ周
波数における）位相ずれはπ／２に等しい。

【０１２０】基準信号１３１は、調整対象フィルタ２に
対して所望したカットオフ周波数にほぼ等しい周波数を
有している。

【０１２１】本発明の装置は移相手段１３５（例えばジ
ョンソン分周器）を含んでおり、この移相手段は基準信
号１３１を受け取り、一方では同じ基準信号１３１を
（多重化手段９４を経由して）調整対象フィルタに送り
出し、他方では基準信号１３１に対して約π／２だけ移
相した比較信号１３６を送り出す。

【０１２２】分析手段９５は位相比較手段１３２と、逓
倍手段３からの逓倍係数の補正信号１３４を修正する手
段１３３とを含んでいる。

【０１２３】位相比較手段１３２によって、濾波済み基
準信号と比較信号１３６とを比較することができ、この
比較信号１３６は、調整対象フィルタのカットオフ周波
数が基準信号１３１の周波数に等しい場合に（すなわ
ち、調整対象フィルタのカットオフ周波数が所望カット
オフ周波数に等しい場合に）濾波済み基準信号が有する
はずの位相ずれ（つまり基準信号１３１に対してπ／
２）を有する。

【０１２４】もし位相比較手段１３２が、濾波済み基準
信号と比較信号との間の位相差に比例した信号（電圧ま
たは電流）を送り出すものとすると、分析手段１３３
は、例えばローパスフィルタ（と、場合によっては増幅
器と）によって構成することができ、またこの分析手段
により調整対象フィルタ２のカットオフ周波数を連続的
に調整することが可能になる。

【０１２５】もし位相比較手段１３２が、（「より小」
または「より大」）という２進情報を送り出すものとす
ると、分析手段１３３は、例えばデジタル処理手段によ
って構成することができ、またこの分析手段により調整
対象フィルタ２のカットオフ周波数を逐次近似で調整す
ることが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】調整対象フィルタと、調整対象フィルタのカッ
トオフ周波数調整装置のブロック図である。

【図２Ａ】図１に示した容量逓倍手段の調整対象フィル
タの容量がアースを基準にしている場合に対応している
実施例のブロック図である。

【図２Ｂ】図２Ａのブロック図に等価な回路図である。

【図３】図２Ａに示した電流伝達器の好ましい実施例の
簡略電気回路図である。

【図４Ａ】図１に示した容量逓倍手段の調整対象フィル
タの容量が所定の２点間で浮遊している場合に対応して
いる実施例のブロック図である。。

【図４Ｂ】図４Ａのブロック図に等価な回路図である。

【図５Ａ】図１に示した容量逓倍手段の調整対象フィル
タの容量が所定の２点間で浮遊している場合に対応して
いる別の実施例のブロック図である。

【図５Ｂ】図５Ａの回路図に等価な回路図である。

【図６】図５Ａに示した差動電流増幅器の好ましい実施
例の簡略電気回路図である。

【図７】図６の回路図を手直ししたものであり、図６に
示した超線形逓倍器の利得変化を可能とする手段の好ま
しい実施例の簡略電気回路図である。

【図８】図７の回路図の変形例の回路図である。

【図９】本発明による調整手段の好ましい第１の実施例
のブロック図であり、これは調整対象フィルタが間欠的
に濾波対象有効信号を受け取る場合に対応している。

【図１０】本発明による調整手段の第２の好ましい実施
例のブロック図であり、調整対象フィルタが連続的に濾
波対象有効信号を受け取る場合に対応している。

【図１１】図９および図１０に示した補償ループの第１
の実施例のブロック図である。

【図１２】図９および図１０に示した補償ループの第２
の実施例のブロック図である。

【図１３】図９および図１０に示した補償ループの第３
の実施例のブロック図である。

Claims (20)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 可変係数による容量の逓倍装置、特にそ
   のような容量を含んだフィルタのカットオフ周波数の調
   整を目指した装置であって、その装置が所定の第１の点
   （Ａ）と第２の点（Ｂ）との間で浮遊している前記容量
   を通過する電流の増幅を可能とする電流増幅器を備えて
   おり、前記電流増幅手段が差動電流増幅器（４２、５
   ３）を備えていることを特徴とする容量逓倍装置。
2. 【請求項２】 前記差動電流増幅器（４２）が第１の入
   力点（ｅ＋）と、第２の入力点（ｅ−）と、第１の反転
   出力点（ｓ＋）と、そして第２の追従出力点とを備え、
   第１の入力点（ｅ＋）は前記容量を通過する電流を表し
   ている電流を受け取り、第２の入力点（ｅ−）はどこに
   も接続されておらず、第１の反転出力点（ｓ＋）は第１
   の差動電流増幅利得Ｇをもたらし、また前記所定の第１
   の点（Ａ）につながれ、そして第２の追従出力点（ｓ
   −）は第２の差動電流増幅利得Ｇ＋１をもたらし、また
   前記所定の第２の点（Ｂ）につながれていることを特徴
   とする請求項１に記載の容量逓倍装置。
3. 【請求項３】 調整対象フィルタの前記容量（Ｃ／２）
   が所定の第１の点（Ａ）と第２の点（Ｂ）との間で浮遊
   しており、前記電流増幅手段（３）がさらに、調整対象
   フィルタの前記容量とほぼ等しい追加容量（C'/2）を備
   えており、 調整対象フィルタの容量（Ｃ／２）は第１の端子（５
   ４）および第２の端子（５５）を有し、第１の端子（５
   ４）は前記第１の所定の点（Ａ）につながれ、 追加容量（C'/2）は第１の端子（５７）および第２の端
   子（５６）を有し、第１の端子（５７）は前記第２の所
   定の点（Ｂ）につながれ、 前記差動電流増幅器（５３）は第１の入力点（ｅ＋）
   と、第２の入力点（ｅ−）と、第１の反転出力点（ｓ
   ＋）と、第２の追従出力点（ｓ−）とを備え、第１の入
   力点（ｅ＋）は調整対象フィルタの前記容量（Ｃ／２）
   を通過する電流を表している電流を受け取り、第２の入
   力点（ｅ−）は前記追加容量（C'/2）を通過する電流を
   表している電流を受け取り、第１の反転出力点（ｓ＋）
   は前記所定の第１の点（Ａ）につながれ、また第２の追
   従出力点は（ｓ−）前記所定の第２の出力点（Ｂ）につ
   ながれ、前記差動電流増幅器の前記第１の出力点および
   第２の出力点が同じ差動電流増幅利得をもたらすことを
   特徴とする請求項１に記載の容量逓倍装置。
4. 【請求項４】 前記電流増幅手段（３）がさらに、電流
   伝達器（４１）を備え、 前記容量（Ｃ）が第１の端子（４３）および第２の端子
   （４４）を有し、第１の端子は前記所定の第１の点
   （Ａ）につながれ、また第２の端子は前記電流伝達器
   （４１）の電流入力点（Ｘ）につながれ、 前記電流伝達器（４１）は前記増幅対象電流入力点
   （Ｘ）と、電流反転出力点（Ｚ）と、制御入力点（Ｙ）
   とを備え、増幅対象電流入力点（Ｘ）は前記容量の第２
   端子（４４）につながれ、電流反転出力点（Ｚ）は前記
   差動電流増幅器（４２）の第１入力点（ｅ＋）につなが
   れ、また制御入力点（Ｙ）は前記所定の第２の点（Ｂ）
   につながれ、また前記差動電流増幅器の第１入力点（ｅ
   ＋）は前記電流伝達器の電流反転出力点（Ｚ）につなが
   れていることを特徴とする請求項２に記載の容量逓倍装
   置。
5. 【請求項５】 前記電流増幅手段がさらに、増幅対象電
   流入力点（Ｘ）と、電流反転出力点（Ｚ）と、制御入力
   点（Ｙ）とを備え、増幅対象電流入力点（Ｘ）は調整対
   象フィルタの前記容量（Ｃ／２）の前記第２端子（５
   ５）につながれ、電流反転出力点（Ｚ）は前記差動電流
   増幅器（５３）の第１の入力点（ｅ＋）につながれ、制
   御入力点（Ｙ）は前記所定の第２点（Ｂ）につながれて
   いる第１の電流伝達器（５１）、増幅対象電流入力点
   （X'）と、電流反転出力点（Z'）と、制御入力点（Y'）
   とを備え、増幅対象電流入力点（X'）は前記追加容量
   （C'/2）の前記第２端子（５６）につながれ、電流反転
   出力点（Z'）は前記差動電流増幅器（５３）の第２入力
   点（ｅ−）につながれ、制御入力点（Y'）は前記所定の
   第１点（Ａ）につながれ、前記差動電流増幅器（５３）
   の第１入力点（ｅ＋）は前記第１電流伝達器（５１）の
   反転出力点（Ｚ）につながれ、また前記差動電流増幅器
   （５３）の第２入力点（ｅ−）は前記第２電流伝達器の
   電流反転出力点（Z'）につながれている第２の電流伝達
   器を含むことを特徴とする請求項３に記載の容量逓倍装
   置。
6. 【請求項６】 電流伝達器がさらに、その電流反転出力
   点（Ｚ、Z'）から増幅済み電流を出力するように構成さ
   れていることを特徴とする請求項４または５のいずれか
   一項に記載の容量逓倍装置。
7. 【請求項７】 前記差動電流増幅器（５３）が、 −コモンモード・バイアス電流を発生させる電流発生手
   段（６１，６２）と、 −それの２つの入力点（Ｅ、Ｆ）において、前記コモン
   モード・バイアス電流と、増幅対象の差動モード電流と
   を受け取り、またそれの２つの出力点（Ｃ、Ｄ）から、
   増幅済み差動モード電流を送り出す超線形逓倍器（６
   ５）と、 −前記超線形逓倍器（６５）が受け取った前記極性判定
   用電流を基にして超線形逓倍器をバイアスするバイアス
   手段（６６）、及び −超線形逓倍器の前記出力点におけるコモンモード電流
   を補償する保証手段（６１０，６１１）を含んでおり、 前記容量逓倍装置が同じく、前記超線形逓倍器の利得を
   変化させるのを可能にする手段（７１、７２、７３；８
   １）も含んでいることを特徴とする請求項３、５、６の
   いずれか一項に記載の容量逓倍装置。
8. 【請求項８】 前記超線形逓倍器（６５）が、出力トラ
   ンジスタ（Ｔ６、Ｔ７）を含む少なくとも２対の差動ト
   ランジスタ対を含んでいること、および超線形逓倍器の
   利得変化を可能にする前記手段（７１、７２、７３）
   が、前記超線形逓倍器（６５）の前記出力トランジスタ
   差動対のそれぞれを活動化／非活動化する手段であっ
   て、容量の可変逓倍係数が、前記活動化／非活動化手段
   によって活動化された出力トランジスタ差動対の個数の
   関数であることを特徴とする請求項７に記載の容量逓倍
   装置。
9. 【請求項９】 超線形逓倍器の利得変化を可能にする前
   記手段が、前記超線形逓倍器がそれの２つの入力点にお
   いて受け取った前記コモンモード・バイアス電流を変化
   させることのできる手段（８１）であることを特徴とす
   る請求項７に記載の容量逓倍装置。
10. 【請求項１０】 前記差動電流増幅器が、バイポーラト
    ランジスタを含むグループに属するトランジスタと、Ｍ
    ＯＳトランジスタを含むグループに属するトランジスタ
    とを含んでいることを特徴とする請求項２から９のいず
    れか一項に記載の容量逓倍装置。
11. 【請求項１１】 フィルタのカットオフ周波数を調整す
    る装置であって、そのフィルタは少なくとも１つの容量
    と、制御手段（４）の制御の下で可変係数によりその容
    量を逓倍する手段（３）とを含むようなものであって、
    前記調整対象フィルタ（２）が濾波対象有効信号（９
    １）を連続的に受け取るようなものであり、そのカット
    オフ周波数調整装置は−基準信号（１０３）を発生させ
    る信号発生手段（１０２）と、 −前記調整対象フィルタ（２）とほぼ同じであり、また
    前記調整対象フィルタの前記容量にほぼ等しい容量を少
    なくとも１つ含んでおり、前記基準信号（１０３）を受
    け取り、そして濾波済み基準信号（１０６）を送り出す
    校正用フィルタと、 −調整対象フィルタの前記容量逓倍手段（３）とほぼ同
    じであり、また校正用フィルタの前記容量を可変係数に
    よって逓倍するのを可能にする逓倍追加手段（３’）を
    含んでおり、 および調整対象フィルタの容量逓倍手段（３）を制御す
    る前記手段（４）は、同じく校正用フィルタの容量逓倍
    追加手段（３’）をも制御し、またその制御手段（４）
    は前記濾波済み基準信号（１０６）を分析する手段（１
    ０５）を含み、前記分析手段（１０５）は調整対象フィ
    ルタの前記容量逓倍手段（３）と、校正用フィルタの前
    記容量逓倍追加手段（３’）とに対して、調整対象フィ
    ルタの容量と、校正用フィルタの容量との前記逓倍係数
    を補正する信号（１０７）を送り出していることを特徴
    とするカットオフ周波数調整装置。
12. 【請求項１２】 フィルタのカットオフ周波数を調整す
    る装置であって、そのフィルタは少なくとも１個の容量
    と、逓倍手段（４）の制御の下で可変係数によりその容
    量を逓倍する手段（３）とを含むようなものであって、
    前記調整対象フィルタ（２）が断続的作動時間間隔の間
    だけ濾波対象有効信号（９１）を受け取るようなもので
    あり、そのカットオフ周波数調整装置は、 −基準信号（１０３）を発生させる信号発生手段（９
    ２）と、 −前記濾波対象有効信号と前記基準信号とを受け取り、
    多重化信号（９６）を送り出し、前記濾波対象有効信号
    の前記断続的作動時間間隔の間だけ、その多重化信号の
    中に前記基準信号が差し挟まれ、前記調整対象フィルタ
    は前記多重化信号を受け取り、そしてそれが前記濾波対
    象有効信号を受け取ったときは濾波済み有効信号を送り
    出し、あるいはそれが前記基準信号を受け取ったときは
    濾波済み基準信号を送り出す多重化手段（９４）を含ん
    でおり、 また調整対象フィルタの容量逓倍手段（３）を制御する
    前記手段（４）が、前記濾波済み基準信号を分析する手
    段（９５）を含み、前記分析手段は前記逓倍手段に対し
    て、調整対象フィルタの容量逓倍係数を補正する少なく
    とも１つの信号（９８）を送り出すことを特徴とするカ
    ットオフ周波数調整装置。
13. 【請求項１３】 前記基準信号が時間信号（１１１）で
    あり、および前記濾波済み基準信号分析手段（９５）
    は、 −前記時間信号の始点時刻から所定の時間間隔を経過し
    たのち、前記濾波済み基準信号の特性値を所定の閾値
    （Vref）と比較する特性値比較手段（１１２）と、 −前記所望カットオフ周波数と、前記比較手段から提供
    される比較結果とに応じて、逓倍係数補正信号（１１
    ４）を補正する補正信号修正手段（１１３）とを含むこ
    とを特徴とする請求項１１または１２に記載のカットオ
    フ周波数調整装置。
14. 【請求項１４】 前記濾波済み基準信号分析手段（９
    ５）が、前記逓倍係数補正信号（１１４）を修正するの
    に、調整対象フィルタの前記カットオフ周波数が、前記
    所望カットオフ周波数にほぼ等しくなるまで続けて反復
    することで修正を行うことを特徴とする請求項１３に記
    載のカットオフ周波数調整装置。
15. 【請求項１５】 前記基準信号（１２１）が、前記調整
    対象フィルタ（２）に対して所望したカットオフ周波数
    にほぼ等しい周波数を有しており、前記濾波済み基準信
    号分析手段（９５）は、 −前記濾波済み基準信号の最大振幅を検出する最大振幅
    検出手段（１２２）と、 −濾波済み基準信号の前記最大振幅を所定の閾値振幅
    （Vref）と比較する最大振幅比較手段（１２６）と、 −前記逓倍係数補正信号を、前記所望カットオフ周波数
    と、前記比較手段から提供される比較結果とに応じて修
    正する補正信号修正手段（１２３）とを含むことを特徴
    とする請求項１１または１２のいずれか一項に記載のカ
    ットオフ周波数調整装置。
16. 【請求項１６】 前記濾波済み基準信号分析手段（９
    ５）が前記逓倍係数補正信号（１２４）を修正するの
    に、調整対象フィルタの前記カットオフ周波数が、前記
    所望カットオフ周波数にほぼ等しくなるまで、連続的に
    制御することで修正を行うことを特徴とする請求項１５
    に記載のカットオフ周波数調整装置。
17. 【請求項１７】 前記調整対象フィルタ（２）が２次の
    フィルタであり、それのカットオフ周波数にほぼ等しい
    周波数に対して、π／２にほぼ等しい位相ずれをもたら
    すものであり、 前記基準信号（１３１）が、前記調整対象フィルタに対
    して所望したカットオフ周波数にほぼ等しい周波数を有
    しており、 そのカットオフ周波数調整装置が移相手段（１３５）を
    含み、その移相手段は前記基準信号（１３１）を受け取
    り、そして前記基準信号に対して約π／２だけ移相した
    比較信号（１３６）を送り出し、 前記濾波済み基準信号分析手段（９５）は、 −前記濾波済み基準信号と前記比較信号との間で位相を
    比較する位相比較手段（１３２）と、 −前記逓倍係数補正信号（１３４）を、前記所望カット
    オフ周波数と、前記比較手段から提供される比較結果と
    に応じて修正を行う逓倍係数補正信号修正手段（１３
    ３）とを含むことを特徴とする請求項１１または１２に
    記載のカットオフ周波数調整装置。
18. 【請求項１８】 前記位相比較手段（１３２）が、前記
    濾波済み基準信号と前記比較信号との間の位相差に比例
    した値を送り出すようなものであり、前記濾波済み基準
    信号分析手段（９５）が前記逓倍係数補正信号（１３
    ４）を修正するのに、連続的な制御によって、調整対象
    フィルタの前記カットオフ周波数又は前記所望カットオ
    フ周波数にほぼ等しくなるまで修正を行うことを特徴と
    する請求項１７に記載のカットオフ周波数調整装置。
19. 【請求項１９】 前記位相比較手段（１３２）が、前記
    濾波済み基準信号の位相が前記比較信号の位相より小さ
    いか、又は小さくないかを表している情報を送り出すよ
    うなものであり、 前記濾波済み基準信号分析手段（９５）が前記逓倍係数
    補正信号（１３４）を修正するのに、調整対象フィルタ
    の前記カットオフ周波数が前記所望カットオフ周波数に
    ほぼ等しくなるまで続けて反復することで修正を行うこ
    とを特徴とする請求項１７に記載のカットオフ周波数調
    整装置。
20. 【請求項２０】 請求項１から１９のいずれか一項に記
    載の装置を備えているようなフィルタ。