JPS63167515A - フイルタ調整装置 - Google Patents

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 以下の順序で本発明を説明する。

Ａ、産業上の利用分野 ８０発明の概要 Ｃ３従来の技術 り１発明が解決しようとする問題点 Ｅ０問題点を解決するための手段 Ｆ０作用 Ｇ、実施例 Ｇ−１，一実施例の構成及び動作（第１．２図）Ｇ−２
，フィルタ調整の具体例（第３．４図）Ｇ−３，バイク
オツド・フィルタの説明（第５．６図） Ｇ−４，他の実施例（第７．８図） Ｈ０発明の効果 Ａ、産業上の利用分野 本発明は、フィルタ調整装置に関し、特に２個以上のフ
ィルタが直列接続されて成るフィルタ回路におけるフィ
ルタ調整を行うためのフィルタ調型装置に関する。

Ｂ０発明の概要 本発明は、＠路定数等を変化させてフィルタ特性を調整
可能なフィルタを複数個直列接続して成るフィルタ回路
を所望の最適特性に調整するフィルタ調整装置において
、各フィルタ毎に独立に特性を変化させるフィルタ調整
手段をそれぞれ設け、これらの各フィルタ調整手段にフ
ィルタ調整データを供給するコントロール手段は、フィ
ルタ調整の際に、少なくとも１個のフィルタのフィルタ
調整手段に対し、他のフィルタの特性の特徴部分への影
響を少なくするようにフィルタ特性を切換変更するデー
タを送ることにより、フィルタ回路出力特性を明瞭化し
、フィルタ調整の容易化及び高精度化を図るものである
。

Ｃ１従来の技術 一般に、電子回路のチェック工程等において、フィルタ
回路のピーク周波数やディツブ周波数あるいはカットオ
フ周波数等を所定の目標値に調整することが必要とされ
る。特に、アナログ集積回路＜ｒｃ＞内に形成された回
路においては、トランジスタ、抵抗、コンデンサ等の定
格値の相対比は精度を比較的高くとれるが、絶対値はＩ
Ｃ毎にばらつくため、精度を要求されるフィルタ回路で
は上記調整が不可欠なものとされている。

このフィルタ調整は、−ＩＩにフィルタへの入力信号の
周波数を連続的に変化（所謂スウィープ）させながらフ
ィルタ出力を検出することにより、周波数特性曲線上で
のピークやディップあるいはカットオフ・ポイント等の
ようなフィルタ特性の特徴部分を見つけ出し、その周波
数が所定の目標値に一致するようにフィルタ特性を変化
させることにより行われている。

Ｄ０発明が解決しようとする問題点 ところで、複数のフィルタを直列接続して成るフィルタ
回路についてのカットオフ周波数やピーク周波数、ディ
ップ周波数等を調整する場合においてば、該フィルタ直
列回路の周波数特性は、個々の各フィルタの合成特性と
して、あるいは信号処理回路の周波数特性との合成特性
として表れるため、上記ピーク、ディップやカットオフ
・ポイント等のようなフィルタ特性の特徴部分の確認が
困難である。特に、フィルタ直列回路等が集積回路（Ｉ
Ｃ）内に設けられた場合には、各フィルタ毎にそれぞれ
独立に信号を入出力することは略々不可能であり、また
、個々の各フィルタの調整等が共通の調整制御信号によ
り同時に行われて個々のフィルタの周波数特性が同時に
変化するため、これらの周波数特性の合成特性は複雑に
変化することになって、上記ピーク等のフィルタ特性の
特徴部分の確認がさらに困難となる。このようにフィル
タ特性の特徴部分の確認が困難となると、フィルタ調整
精度が劣化し、また調整に要する手間や時間も増大し、
好ましくない。

本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり
、簡単な構成でフィルタ周波数特性曲線上でのピーク、
ディップやカットオフ・ポイント等の特徴部分の確認を
容易化し、調整精度が高くとれ、調整時間も短くて済む
ようなフィルタ調整装置の提供を目的とする。

Ｅ９問題点を解決するための手段 本発明に係るフィルタ調整装置は、上述の問題点を解決
するために、調整が可能な少なくとも２個のフィルタが
直列接続されて成るフィルタ回路と、このフィルタ回路
内の各フィルタに対応してそれぞれ設けられフィルタ調
整データに応じて各フィルタの特性を変化させるフィル
タ調整手段と、上記各フィルタ調整手段にフィルタ調整
データを供給するコントロール手段とを有し、このコン
トロール手段は、上記フィルタ回路のフィルタ調整を行
う際に、少なくともｌ個のフィルタに対応するフィルタ
調整手段に対し、他のフィルタの特性の特徴部分への影
響を少なくするようにフィルタ特性を切換変更する切換
変更データを送ることを特徴としている。

２１作用 フィルタ調整時には、少なくとも−のフィルタの特性を
大幅に変更して他のフィルタの特性への影響を抑えてい
るため、フィルタ調整を容易かつ精度良（行える。

Ｇ、実施例 Ｇ−１，一実施例の構成及び動作 （第１図及び第２図） 第１図は本発明の一実施例となるフィルタ調整装置を示
すブロック回路図であり、例えばテレビジョン受像機に
用いられる音声多重復調用ｒｃ等のアナログ集積回路１
内部に、調整対象となるフィルタ回路２、例えば第１の
フィルタ２Ａ及び第２のフィルタ２Ｂの直列接続回路が
設けられている例を示している。

この第１図において、調整対象となるフィルタ回路２に
は、アナログ集積回路（ＩＣ）１の外部接続端子（所謂
ＩＣのビン）３を介して、信号源４からの例えば正弦波
信号が供給されている。ここでフィルタ回路２内の２個
のフィルタ２Ａ、２Ｂは、それぞれ独立に設けられたフ
ィルタ調整手段からのフィルタ調整データに応じて、そ
れぞれの回路定数、例えば定電流源の電流値等が変化し
、フィルタ特性が変化するように構成されている。

すなわち、フィルタ２Ａに対してはＤＡ変換器１４Ａと
ラッチ回路１３Ａとより成るフィルタ調整手段が、また
フィルタ２Ｂに対してはＤＡ変換器１４Ｂとランチ回路
１３Ｂとより成るフィルタ調整手段が、それぞれ独立に
設けられ、各フィルタ２Ａ、２Ｂの特性をそれぞれ独立
に調整可能となっている。

ここで、これら各フィルタ２Ａ及び２Ｂの周波数特性の
一例として、本実施例においては、第２図Ａに示すよう
なＬＰＦ　（ローパス・フィルタ）特性及び第２図Ｂに
示すような所謂トラップ特性を想定しており、これらの
合成特性は第２図Ｃのようになるが、フィルタ調整時に
は、後述する切換変更データを一方のフィルタ例えばフ
ィルタ２Ａに送ることによりそのフィルタ特性を大幅に
変更して、他方のフィルタ２Ｂのトラップ特性の特徴部
分であるディップ部への影響を少なくするようにしてい
る。具体的には、フィルタ２人のＬＰＦ特性のカフ）オ
フ周波数ｆ１を、第２図Ａの破線に示すように高域側に
太き（移動させてｆ、に変更することにより、フィルタ
回路２の出力特性として、第２図Ｃの破線に示すように
、フィルタ２Ｂのトラップ特性がそのまま表れるように
している。このとき、トラップ特性のディップ周波数の
読み取り等が容易にかつ精度良く行えるから、このディ
ップ周波数を最終的に所定の目標周波数ｆ、に調整する
際のフィルタ調整が容易かつ高精度に行えるわけである
。

ところで、フィルタ回路２からの出力に応じてフィルタ
調整を行うには種々の構成が考えられるが、本発明実施
例においては、次のようにフィルタ調整を実現している
。すなわち、フィルタ回路２からの出力は、レベル検波
手段である例えばＡＭ検波器５に送られて信号レベル（
振幅）の検出がなされ、このＡＭ検波出力は、レベル弁
別のための比較器６の一方の入力端子、例えば非反転入
力端子に送られている。この比較器６の他方の入力端子
（反転入力端子）には、所定の基準レベルＶ　ｒａｔが
供給されている。比較器６は、この基準レベルＶ　Ｐ＠
ｆに対して上記ＡＭ検波出力が高いか低いかをレベル弁
別する。また、本実施例においては、上記基準レベルＶ
１．．を、アナログＩＣＩ内に予め設けられている例え
ばＦＭ検波器７のＬＰＦ（ローパス・フィルタ）部分か
ら得るようにしている。すなわち、このＦＭ検波器７に
はフィルタ回路２からの出力が供給されており、通常Ｆ
Ｍ検波器の入力段リミッタ・アンプに設けられているＬ
ＰＦ、すなわち入力抵抗７Ｒと外付はコンデンサ７Ｃと
から成るＲＣ回路によりその直流分を取り出して、この
直流レベルを上記基準レベルｖ１．．として上記比較器
６に送っている。

比較器６からの比較出力（あるいはレベル弁別出力）は
、ＩＣＩ内の内部バス１０に送られる。

ＩＣ内部バスｌＯに接続されたバス・デコーダＩｌは、
外部接続端子１２を介して外部バス２０とも接続されて
おり、この外部バス２０上のデータと内部バス１０上の
データとを相互に変換するインターフェース回路として
用いられている。外部バス２０からバス・デコーダ１１
を介し内部バス１０に転送されたデータは、ランチ回１
１１３Ａ。

１３Ｂ等に一旦記憶された後、ＤＡ変換器１４Ａ、１４
Ｂでそれぞれアナログ信号に変換され、回路定数制御信
号あるいはフィルタ特性調整信号としてフィルタ回路２
内の各フィルタ２Ａ、２Ｂにそれぞれ独立に送られてい
る。上記外部バス２０には、所謂マイクロ・プロセッサ
等のＣＰＵ２１、プログラムやデータ等が予め書き込ま
れたＲ　ＯＭ（リード・オンリ・メモリ）２２、データ
等が一時的に書き込まれるＲＡＭ　（ランダム・アクセ
ス・メモリ）２３、及び後述するフィルタ調整用データ
等を電源のオン・オフにかかわらず記憶しておくための
不揮発性メモリ２４が接続されている。

これらのＣＰＵ２１、ＲＯＭ２２、ＲＡＭ２３及び不揮
発性メモリ２４等から成るコンピュータ・システムによ
り、フィルタ調整データを変化させたときの上記比較手
段からの出力及び対応するフィルタ調整データ等に基づ
き、最適のフィルタ調整データを決定する一連のコント
ロール動作が実行される。

ここで、ＩＣ内の各回路素子の精度は、ＩＣ毎の絶対精
度のばらつきはあるものの相対精度は比較的高いことよ
り、最終的な（最適の）フィルタ調整データは、各フィ
ルタ２Ａ、２Ｂ等に対して共通のデータが用いられる。

ただし、各フィルタの合成特性からピークやディップ等
の特徴部分を見い出すことが困難な場合には、フィルタ
回路２からの出力に基づく調整が困難なことより、調整
動作を行う際に、一方のフィルタ２Ａのフィルタ調整手
段（ランチ回路１３Ａ及びＤＡ変換器１３Ａ）に対して
切換変更データを送り、フィルタ２Ａの特性を大幅に（
例えばＬＰＦ特性のカットオフ周波数を第２図Ａのｆｌ
からｆ２に）変更することにより、フィルタ回路２の合
成特性上で、第２図Ｃの破線に示すようにフィルタ２Ｂ
の特性が明瞭に表れるようにしている。この特性を大幅
に切換変更するための切換変更データは、例えば調整デ
ータの比較的上位ピットを変更すること等により形成さ
れる。

Ｇ−２，フィルタ調整の具体例 （第３図及び第４図） 次に、上記最適フィルタ調整データを求めるためのフィ
ルタ調整について説明する′。

ここで一般にフィルタ調整については、例えば従来と同
様に、入力信号周波数を変化（所謂スウ　゛イープ）さ
せたときのフィルタ出力特性曲線（周波数特性曲線）に
基づいて上記ディップ周波数を検出し、ディップ周波数
が目標値ｆ０となるまでフィルタ特性を調整しながら上
記周波数スウィープを繰り返すようにしてもよいが、本
発明実施例においては、第１図に示したように、簡単な
構成で精度良くフィルタ調整が行え、調整自動化を可能
とし得るようなシステムを提案している。

このフィルタ調整システムの概要は、一定周波数ｆ、で
固定された入力信号に対してフィルタの特性を変化させ
ながら、フィルタ出力のレベル検波出力が所定の基準レ
ベルを横切るときのフィルタ調整データに基づいて最適
のフィルタ調整データを求めるものである。

先ず、フィルタ調整時には、上述したように、ＣＰＵ２
１等から成るコントロール手段からの上記切換変更デー
タにより、フィルタ２Ａのフィルタ特性のみを大幅に変
更させ、フィルタ回路２の特性として、フィルタ２Ｂの
トラップ特性の特徴部分である第３図に示すようなディ
ップ部が明瞭に表れるようにＭｌＨした後、このディッ
プの周波数が所定の目標周波数「、となるようにフィル
タ特性を調整する。ここで、直列接続口ＩＹ３２には上
記信号源４からの一定周波数ｆ、の信号が供給されてお
り、このときＣＰＵ２１等のコンピュータ・システムよ
り成るコントロール手段が、バス・デコーダ１１及びＩ
Ｃ内部バス１０を介し、ラッチ回路１３Ａ、１３Ｂ及び
ＡＤ変換器１４Ａ、１４Ｂを介して、フィルタ回路２内
の各フィルタ２人、２Ｂの例えば後述する定電流源（■
２）の制御端子にフィルタ調整データを送る。この調整
データは、第３図の破線に概略的に示すように、フィル
タ２Ｂの特性曲線を周波数軸上で一方向に（例えば図中
の矢印方向に）徐々に移動させる一連のデータであり、
このようにフィルタ特性を略々連続的に変化させること
は、従来における入力信号の周波数を変化（スウィープ
）させることに対応するものである。

これに対して、入力信号周波数は一定値ｆ、に固定され
ているから、フィルタ２からの出力信号を上記ＡＭ検波
器５にてレベル検波して得られた出力は、例えば第４図
の検波出力のようになる。

すなわち、この検波出力は、第４図の横軸に示す上記フ
ィルタ調整データの変化に応じてレベルが変化し、略々
第３図のフィルタ特性曲線を、周波数ｆ、を中心として
左右反転したような曲線が得られる。この検波出力が上
記比較器６の非反転入力端子に送られ、上記基準レベル
Ｖ、、、と比較されることによって、第４図に示すよう
な比較出力（弁別出力）が得られる。この比較出力の反
転スイッチング位置、すなわち上記検波出力が基準レベ
ルＶ　ｒ＊ｆを横切る時点における上記フィルタ調整デ
ータを順次り、　、Ｄｂとするとき、トラップ特性のデ
ィップ周波数が上記周波数ｆ０に一致するときの最適調
整データは、上記各データＤ１、Ｄ、の平均値（Ｄ、＋
ｌ）、）／２により求められる。この最適調整データは
、上記第１図の不揮発性メモリ２４に書き込まれ、電源
がオフとなっても保存されている。そして通常使用時の
電源オン等に伴う初期設定動作の一つとして、不揮発性
メモリ２４に記憶されている上記最適調整データをバス
２０．１０等を介してランチ回路１３Ａ、１３Ｂにそれ
ぞれ送り、フィルタ回路２内の各フィルタ２人、２Ｂ等
を最適の調整状態に設定するわけである。

このような構成及び動作により、従来の周波数スウィー
ブ用の構成が不要となり、構成が簡略化され調整時間が
短くなるのみならず、特性曲線のモニタ等が不要で、フ
ィルタ出力が基準レベルを横切る点を比較器６で検出す
るだけの簡単な構成により最適のフィルタ調整データを
精度良（得ることができ、さらにバスを用いた自動調整
への適用が容易に実現できる。

Ｇ−３，バイクオツド・フィルタの説明（第５図及び第
６図） ところで、ＩＣ内部に組み込まれるフィルタ２人、２Ｂ
等の構成としては、例えば第５図に示すような所謂バイ
クオツド・フィルタ回路構成が一般に多く採用されてい
る。このバイクオツド・フィルタは、演算増幅器（オペ
アンプ）３１と積分容量（コンデンサ）３２とより成る
第１の積分器と、オペアンプ３３とコンデンサ３４とよ
り成る第２の積分器とを直列接続して構成されるアクテ
ィグ・フィルタであり、オペアンプ３１の出力がオペア
ンプ３３の非反転入力端子に供給され、オペアンプ３３
の出力がオペアンプ３１の反転入力端子に帰還され、ま
たオペアンプ３３の出力が帰還率βの帰還回路３５を介
して該オペアンプ３３の反転入力端子に帰還されている
。

ここで、オペアンプ３１の非反転入力端子及び各コンデ
ンサ３２．３４に対して、入力信号を供給するか、接地
するかを適宜に選択することにより、ＢＰＦ、ＬＰＦ、
ＨＰＦ、）ランプあるいは移相器等の特性を実現できる
。

この第５図の例においては、オペアンプ３１の非反転入
力端子及びコンデンサ３４に対して端子３６を介して入
力信号を供給し、コンデンサ３２を接地するとともに、
オペアンプ３３の出力端子３７より出力信号を取り出す
ことにより、トラップ・フィルタを構成している。この
トラップ・フィルタの周波数特性は、 Ｓ！＋１ ３２＋β３＋１ の伝達関数で表される。

また、オペアンプ３１の非反転入力端子にのみ入力信号
を供給し、コンデンサ３２及び３４を共に接地するとと
もに、オペアンプ３３より出力信号を取り出すことによ
り、ＬＰＦを構成することができる。このＬＰＦの伝達
関数は、 ｓ２　　＋β５＋１ となる。

次に、上記バイクオツド・フィルタに用いられる一つの
積分器の具体例を第６図に示す、この第４図において、
上記演算増幅器（オペアンプ）の非反転入力端子４１及
び反転入力端子４２は、差動アンプを構成するトランジ
スタ４３．４４の各ベースに接続されており、これらの
トランジスタ４３．４４の各エミッタ間に接続された抵
抗Ｒ４に、上記各端子４１．４２間の入力電圧に応じた
電流が流れる。この電流と、トランジスタ４３．４４の
各エミッタにそれぞれ接続された定電流源の各電流Ｉｔ
、Ｉｔ　との和及び差の電流が、トランジスタ４３．４
４の各コレクタにそれぞれ接続されたダイオード４５．
４６を流れ、これらの各電流に応じて表れる各ダイオー
ド４５．４６の端子電圧が、エミッタ共通差動トランジ
スタ対を構成する各トランジスタ４７．４８の各ベース
にそれぞれ供給される。これらのトランジスタ４７．４
８の共通エミッタは、２１ｚの定電流源４９を介して接
地されており、この差動トランジスタ対のコレクタ側を
流れる信号電流は、Ｉ！／ＩＩ倍に増幅されることにな
る。トランジスタ４日のコレクタ出力は、ダイオード５
０ａ及びトランジスタ５０ｂより成るカレント・ミラー
回路５０を介して取り出され、上記積分容量となるコン
デンサ５２を充電する。このコンデンサ５２の一端の電
圧はトランジスタ５４で受けられて出力端子５５から取
り出される。コンデンサ５２の他端５３に対しては、上
述したように入力供給あるいは接地がなされる。

この第６図の積分回路構成において、上記定電流Ｒ４９
及びカレントミラー回路５０の出力側の電流源５１の電
流値■２を変化させることにより、第３図とともに説明
したように、特性曲線が周波数軸方向に平行移動するよ
うな変化が生じ、これをフィルタ調整に利用している。

Ｇ−４，他の実施例（第７図及び第８図）ところで、上
記フィルタ回路２を構成する各フィルタ２Ａ、２Ｂの特
性の組み合わせについては種々のものが考えられる。

例えば、第１のフィルタ２Ａに第７図Ａに示す周波数特
性のＬＰＦ　（ローパス・フィルタ）を用い、第２のフ
ィルタ２Ｂに第７図Ｂに示す特性のＢＰＦ　（バンドパ
ス・フィルタ）を用いた場合には、これらの合成特性は
第７図Ｃの実線のようになってピーク周波数ｆ０の確認
が困難となる。そこで、フィルタ調整モード時には、第
１のフィルタ２人に対して上述した実施例と同様に切換
変更データを送って、第７図Ａの破線に示すように特性
を大幅に変更し、第７図Ｃの破線に示すように、回路２
の特性として第２のフィルタ２ＢのＢＰＦ特性の特徴部
分であるピーク部が明瞭に表れるようにしている。

次に、第８図Ａ、Ｂ及びＣは、上記各フィルタ２Ａ、２
Ｂがそれぞれ互いに異なるディップ周波数ｆ＋＋ｘ、ｆ
ｌｌｌのトラップ特性を存する場合における各フィルタ
２Ａ、２Ｂの特性及び上記直列接続回路２の合成特性を
それぞれ示しており、フィルタ２Ａに上述したような切
換変更データを送って第８図Ａの破線に示すように特性
を大幅に変更することにより、直列接続回路２の合成特
性にフィルタ２Ｂの特性の特徴部分であるディップ部が
略々そのまま表れる（第８図Ｃの破線）ようにしている
。

この他、２個のフィルタが共にＢＰＦ　（バンドパス・
フィルタ）である場合や、ＢＰＦとトラップ・フィルタ
等の種々のフィルタの組み合わせも考えられる。

なお、本発明は、上記実施例のみに限定されるものでは
なく、例えば３個以上のフィルタの直列接続回路に対し
ても容易に適用できる。この他、本発明の要旨を逸脱し
ない範囲において種々の変更が可能である。

Ｈ０発明の効果 本発明のフィルタ調整装置によれば、複数個のフィルタ
の直列接続回路からの出力に基づいてフィルタ調整を行
う際に、少なくとも−のフィルタの特性を大幅に変更し
て他のフィルタの特性の特徴部分、例えばディップやピ
ーク部等への影響を少なくするようにしているため、フ
ィルタ調整を容易かつ精度良く行える。

また、本発明実施例によれば、簡単な構成で、フィルタ
調整を高い精度で短時間に行うことができ、自動調整化
への適用も容易である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例となるフィルタ調整装置を示
すブロック回路図、第２図は動作説明のための周波数特
性グラフ、第３図はトラップ・フィルタの周波数特性調
整を説明するための周波数特性グラフ、第４図はトラッ
プ・フィルタのｇＩ整動作の具体例を説明するためのグ
ラフ、第５図はバイクオツド・フィルタの一例を示すブ
ロック回路図、第６図はこの第５憫のフィルタに用いら
れる積分器の具体例を示す回路図、第７図はＬＰＦとＢ
ＰＦとの直列接続回路についての周波数特性を説明する
ための周波数特性グラフ、第８図は２個のトラップ・フ
ィルタの直列接続回路についての周波数特性を説明する
ための周波数特性グラフである。 ２・・・フィルタ回路 ２Ａ、２Ｂ・　・　・フィルタ ４・・・信号源 ６・・・比較器 １０．２０・・・バス １３Ａ、１３Ｂ・・・ラッチ回路 １４Ａ、１４Ｂ・・・ＤＡ変変器 器１・・・ＣＰＵ ２４・・・不揮発性メモリ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 調整が可能な少なくとも２個のフィルタが直列接続され
   て成るフィルタ回路と、 このフィルタ回路内の各フィルタに対応して設けられ、
   フィルタ調整データに応じて各フィルタの特性を変化さ
   せるフィルタ調整手段と、 上記各フィルタ調整手段にフィルタ調整データを供給す
   るコントロール手段とを有し、 このコントロール手段は、上記フィルタ回路のフィルタ
   調整の際に、少なくとも１個のフィルタのフィルタ調整
   手段に対し、他のフィルタの特性の特徴部分への影響を
   少なくするようにフィルタ特性を切換変更する切換変更
   データを送ることを特徴とするフィルタ調整装置。