JPH0851336A - 自動校正可能低域通過フィルタ装置 - Google Patents

自動校正可能低域通過フィルタ装置

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JPH0851336A
JPH0851336A JP20129294A JP20129294A JPH0851336A JP H0851336 A JPH0851336 A JP H0851336A JP 20129294 A JP20129294 A JP 20129294A JP 20129294 A JP20129294 A JP 20129294A JP H0851336 A JPH0851336 A JP H0851336A
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JP
Japan
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frequency
variable
inductor
capacitance
variable capacitance
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Application number
JP20129294A
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English (en)
Inventor
Hisao Takahashi
久雄 高橋
Yasushi Sato
寧 佐藤
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Tektronix Japan Ltd
Original Assignee
Sony Tektronix Corp
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 可変LPF10は、制御電圧により可変容量
ダイオード22、24が調整され、可変容量ダイオード
のキャパシタンス及び第1インダクタのインダクタで決
まる遮断周波数を有する。第2インダクタは、可変容量
ダイオードに並列接続されてタンク回路となり、増幅器
32と共にVCO34を構成する。可変LPFが所望の
遮断周波数を有するための可変容量ダイオードの特定キ
ャパシタンスを求め、更にこのキャパシタンスによるV
COの特定出力周波数を求めておく。VCO、分周器3
6、位相比較器44及びループ・フィルタ46から成る
位相ロック・ループの動作により、VCOが特定出力周
波数を有するようにすることで、LPFの遮断周波数を
所望値にするための、可変容量ダイオードの特定キャパ
シタンスが設定される。 【効果】 LPFが所望の正確で安定した遮断周波数を
有するように自動的に校正できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、遮断周波数を自動的に
校正する自動校正可能低域通過フィルタ装置に関する
【0002】
【従来の技術】図3は、遮断周波数を電圧制御可能な従
来の3次可変低域通過フィルタ(LPF)10の回路図
を示す。入力端子12及び出力端子14に、インダクタ
ンスL0を有するインダクタ16の両端が夫々接続され
ると共に、キャパシタンスが共にC0であるコンデンサ
18及び20の各々の一端が夫々接続される。コンデン
サ18の他端には、アノードが接地された可変容量ダイ
オード22のカソードが接続され、コンデンサ20の他
端には、アノードが接地された可変容量ダイオード24
のカソードが接続される。コンデンサ18及び20の他
端間には、抵抗器26及び28が直列接続され、両抵抗
器の接続点に制御電圧Vcontが供給される。可変容量ダ
イオード22及び24は、制御電圧Vcontにより変化す
る同一のキャパシタンスC1を有する。キャパシタンス
C0は、キャパシタンスC1より大幅に大きく、直流分を
遮断する。可変容量ダイオード22、24のキャパシタ
ンスC1及びインダクタ16のインダクタンスLoにより
LPF10の遮断周波数fcutが決まる。
【0003】図3のLPF10の遮断周波数fcutを校
正する一つの方法は、制御電圧Vcont及び可変容量ダイ
オード22及び24のキャパシタンスC1の関係を予め
調べておき、インダクタ16との関係で所望の遮断周波
数が得られるキャパシタンスになるように、制御電圧V
contを調整する。また、他の方法では、LPF10の入
力端子に、所望の遮断周波数に周波数が等しく、所定振
幅Aの正弦波を印加したときと、遮断周波数より周波数
が十分に低く、振幅が所定振幅Aに等しい正弦波を印加
したときの各々の出力振幅の比が0.71:1になるよ
うに、制御電圧Vcontを調整する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前者の方法で
は、温度等の影響により制御電圧及び可変容量ダイオー
ドの関係が変化することがあり、キャパシタンスC1を
正確に設定することが難しい。また、後者では、可変周
波数発振器又は複数の発振器を必要とすると共に、制御
電圧Vcontを正しく調整するまでの作業が面倒である。
更に、一度設定しても、温度変化等による素子特性の変
化や制御電圧の変動により遮断周波数が変化することが
あり、正確な遮断周波数を保つことができない。
【0005】したがって、本発明の目的は、所望の正確
な遮断周波数を有するように自動的に校正できる自動校
正可能低域通過フィルタの提供にある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の自動校正可能低
域通過フィルタ装置の第1実施例では、可変LPFは、
出力制御電圧により可変容量ダイオードのキャパシタン
スを調整して、可変容量ダイオードのキャパシタンス及
び第1インダクタのインダクタで決まる遮断周波数を有
する。第2インダクタは、可変容量ダイオードに並列接
続されてタンク回路を生成する。このタンク回路は、増
幅器の2つの入力端に接続され、電圧制御発振器(VC
O)を構成する。VCOの出力信号は、好適には分周比
を1ステップずつ変化可能なスワロー型の分周器に入力
される。この分周器の出力信号及び基準周波数の基準信
号は、位相比較器に入力される。ループ・フィルタは、
位相比較器の出力信号を受けて、出力信号を制御電圧と
して可変低域通過フィルタに供給する。また、第2実施
例では、第2インダクタを使用せずに、増幅器の2つの
入力端を第1インダクタに並列接続することにより、第
1インダクタ及び可変容量ダイオードから成るタンク回
路が増幅器に接続されることになりVCOを構成する。
【0007】
【作用】可変LPFの遮断周波数は、第1インダクタ及
び2つの可変容量ダイオードの値により決まる。また、
VCOの発振周波数は、第1実施例では、可変容量ダイ
オード及び第2インダクタの値により決まり、第2実施
例では、第1インダクタ及び2つの可変容量ダイオード
の値により決まる。可変LPFが所望の遮断周波数を有
するための可変容量ダイオードの特定キャパシタンスC
1’を求め、更にキャパシタンスC1’によるVCOの特
定出力周波数fcal’を求めておく。VCO、分周器、
位相比較器及びループ・フィルタは、位相ロック・ルー
プ(PLL)を形成し、VCOの出力周波数が特定周波
数fcalになるように分周器の分周比を設定しておく。
PLLの動作により、自動的にLPF10の遮断周波数
が所望値fcut’になるように、可変容量ダイオードの
キャパシタンスが所定値C1’に設定される。
【0008】
【実施例】図1は、本発明の自動校正可能低域通過フィ
ルタの一実施例を示す回路ブロック図である。この図に
おいて、LPF10は図3に示すLPF10と同一であ
るので、各構成要素は図3と同一の参照符号が付されて
おり、重複を避けるためにその構成の説明はここでは省
略する。
【0009】LPF10の一方の可変容量ダイオード2
4の接地側でない一端には、既知のインダクタンスLca
lを有するインダクタ30の一端がコンデンサ31を介
して接続される。インダクタ30の他端は、接地され
る。コンデンサ31は、インダクタ30のインピーダン
スがLPF10に影響を与えるのを防止する目的で接続
され、可変容量ダイオード22及び24のキャパシタン
スの1/10倍程度のキャパシタンスを有する。可変容
量ダイオード24及びインダクタ30から成る並列回路
はタンク回路であり、増幅器32の2つの入力端間に接
続される。増幅器32は、例えば、モトローラ社製MC
1648型の如き増幅器であり、タンク回路と共に電圧
制御発振器(VCO)34を構成する。VCO34の発
振周波数fcalは、抵抗器26及び28の接続点に供給
される制御電圧Vcontに応じて変化する可変容量ダイオ
ード24のキャパシタンスC1と、インダクタ30のイ
ンダクタンスLcalによって決まり、次の式で表され
る。 fcal≒1/2π・(Lcal・C1)*(1/2) ・・・(1) (ここで、N*nは、Nのn乗を表す。)
【0010】VCO34の周波数fcalの出力信号は、
好適には、固定値P、プログラム可能な値N及びSから
成る分周比1/(N・M+S)を有し、1ステップ毎に
分周比を変化可能なスワロー型分周器36に供給され
る。値N及びSは、マイクロプロセッサ(MPU)38
により設定される。この様なスワロー型分周器について
は、例えば、CQ出版社発行「アナログ回路のグレード
アップ技法」の第100頁〜第102頁の記載を参照さ
れたい。分周器36は、周波数fcal/(N・P+S)
の信号を出力する。
【0011】好適には水晶発振器である基準発振器40
は、正確で安定した高周波数frefの信号を発生する。
分周器42は、MPU38により一定の分周比Rが設定
される通常の分周器であり、基準発振器40の出力信号
を受けて、周波数fref/Rの信号を出力する。分周器
36のの出力信号及び分周器42の出力信号は、位相比
較器44に供給される。位相比較器44の出力信号は、
ループ・フィルタ46に供給される。ループ・フィルタ
46の出力信号は、制御電圧Vcontとして抵抗器26及
び28の接続に供給される。この構成から明かな様に、
VCO32、分周器36、分周器42、位相比較器44
及びループ・フィルタ46は、位相ロック・ルー(PL
L)を形成し、周知の動作によりVCO34の出力周波
数fcalは、次の式で表される。 fcal≒(N・P+S)・fref/R ・・・(2)
【0012】次に図1において、LPF10の遮断周波
数fcutを所望の値fcut’に設定するための、校正動作
を説明する。上述の如く、LPF10の遮断周波数fcu
tは、インダクタ16及び可変容量ダイオード24の値
で決まる。インダクタ16のインダクタンスL0は既知
であり、LPF10の遮断周波数fcutを所望の値fcu
t’にするための可変容量ダイオード24のキャパシタ
ンスC1’が計算により求められる。また、(1)式か
ら、可変容量ダイオード24のキャパシタンスがC1’
であるときの出力周波数fcal’が得られる。MPU3
8は、式(2)に従って、VCO34の出力周波数fca
lがfcal’になるように分周器36内の値N及びSを適
切に選択して設定する。PLLの動作により、出力周波
数fcalはfcal’に等しくなり、自動的にLPF10の
遮断周波数が所望値fcut’になるように、可変容量ダ
イオード24のキャパシタンスが所定値C1’に設定さ
れる。PLLの作用により、常に、VCO34の出力周
波数がfcal'に維持されて、可変容量ダイオード24の
キャパシタンスがC1’に維持され、よって、LPF1
0の遮断周波数は所望値fcut’に正確に安定して維持
される。
【0013】図2は、本発明の自動校正可能低域通過フ
ィルタ装置の他の実施例を示す回路ブロック図である。
この図において、図1と同一の構成要素には同一の参照
符号を付し、ここでは、図1の増幅器32に相当する増
幅器42の2つの入力端はインダクタ16の両端に夫々
接続される。この場合、インダクタ16、コンデンサ1
8、20、22、及び24がタンク回路を形成し、増幅
器42と共にVCO44を構成する。コンデンサ18及
び20のキャパシタンスCoは、可変容量ダイオード2
2及び24のキャパシタンスC1より大幅に大きいの
で、VCO44の発振周波数fcalは、略インダクタ1
6のインダクタンスL0、可変容量ダイオード22及び
24のキャパシタンスC1の値により決まり、ダイオー
ド22及び24は直列に接続されているので、fcalは
次の式で表される。 fcal≒1/2π・(L0・C1/2)*(1/2) ・・・(2)
【0014】図2において、LPF10の遮断周波数f
cutを所望の値fcut’に設定するための校正動作を行う
には、上述の同様に、まず、LPF10の遮断周波数f
cutを所望の値fcut’にするための可変容量ダイオード
24のキャパシタンスC1’が計算により求め、(2)
式から、可変容量ダイオード24のキャパシタンスがC
1’であるときの発振周波数fcal’を求める。以下の動
作は、図1と同様であるので省略する。
【0015】以上、本発明の一実施例について説明した
が、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の変更が可
能なことは当業者には明かである。例えば、3次可変L
PFに本発明を適用した場合について上述したが、更に
高次の可変LPFにも適用可能である。基準発振器40
の発振周波数が適当な周波数であれば、分周器42は必
要としない。
【0016】
【発明の効果】上述の様に、可変LPFが所望の遮断周
波数を有するための可変容量ダイオードの特定キャパシ
タンスを求め、更に、このキャパシタンスによるVCO
の特定周波数を求めておく。VCO、分周器、位相比較
器及びループ・フィルタはPLLを形成し、VCOの出
力周波数が特定周波数になるように分周器の分周比を設
定することにより、常に、可変容量ダイオードの特定キ
ャパシタンスに維持し、LPF10の遮断周波数は所望
値に正確に安定して維持できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の自動校正可能低域通過フィルタ装置の
一実施例を示す回路ブロック図。
【図2】本発明の自動校正可能低域通過フィルタ装置の
他の実施例を示す回路ブロック図。
【図3】従来のバタワース型3次低域通過フィルタを示
す回路図
【符号の説明】
16 第1インダクタ 22、24 可変容量ダイオード 30 第2インダクタ 32、42 増幅器 34、44 電圧制御発振器 36 分周器 44 位相比較器 46 ループ・フィルタ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 制御電圧により可変容量ダイオードのキ
    ャパシタンスを調整して、上記可変容量ダイオードのキ
    ャパシタンス及び第1インダクタのインダクタンスで決
    まる遮断周波数を制御可能な可変低域通過フィルタと、 上記可変容量ダイオードに並列に接続された第2インダ
    クタと、 上記可変容量ダイオード及び上記第2インダクタに接続
    されて電圧制御発振器を構成する増幅器と、 上記電圧制御発振器の出力信号が入力される分周器と、 該分周器の出力信号及び基準信号が入力される位相比較
    器と、 該位相比較器の出力信号を受けて、出力信号を上記制御
    電圧として上記可変低域通過フィルタに供給するループ
    ・フィルタとを具えることを特徴とする自動校正可能低
    域通過フィルタ装置。
  2. 【請求項2】 制御電圧により可変容量ダイオードのキ
    ャパシタンスを調整して、上記可変容量ダイオードのキ
    ャパシタンス及びインダクタのインダクタンスで決まる
    遮断周波数を制御可能な可変低域通過フィルタと、 2つの入力端が上記インダクタに並列接続されて電圧制
    御発振器を構成する増幅器と、 上記電圧制御発振器の出力信号が入力される分周器と、 該分周器の出力信号及び基準信号が入力される位相比較
    器と、 該位相比較器の出力信号を受けて、出力信号を上記制御
    電圧として上記可変低域通過フィルタに供給するループ
    ・フィルタとを具えることを特徴とする自動校正可能低
    域通過フィルタ装置。
JP20129294A 1994-08-03 1994-08-03 自動校正可能低域通過フィルタ装置 Pending JPH0851336A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001194207A (ja) * 1999-11-01 2001-07-19 Nohken:Kk 静電容量式検知装置
WO2007094298A1 (ja) * 2006-02-17 2007-08-23 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. フィルタ回路
KR100964262B1 (ko) * 2007-05-31 2010-06-16 후지쯔 세미컨덕터 가부시키가이샤 필터 회로 및 반도체 장치
US11108370B2 (en) 2019-01-04 2021-08-31 Kabushiki Kaisha Toshiba Filter circuit and amplifier circuit

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