JP2013062634A - Filter device and method of controlling the same - Google Patents

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幹雄 鎌田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a filter device that has the function of adjusting a notch frequency of a filter.SOLUTION: The filter device includes: a filter core section 102 having a resistance 109, a variable capacitance 110 and an active inductor 111 to divide the voltage of an input signal; an amplitude comparison circuit 101 for comparing the amplitude of a filter characteristic signal Vf of the filter core section 102 with a reference amplitude; a phase control section 108 for controlling the phase of the active inductor 111 on the basis of the result of comparison in the amplitude comparison circuit 101; a frequency comparison circuit 103 for comparing the frequency of the filter characteristic signal Vf of the filter core section 102 with a reference frequency; and a variable capacitance control section 117 for controlling the capacitance of the variable capacitance 110 on the basis of the result of comparison in the frequency comparison circuit 103. While the phase of the active inductor 111 and the capacitance of the variable capacitance 110 are controlled, the phase control section 108 for the active inductor 111 oscillates the filter core section 102.

Description

本発明は、フィルタ装置及びその制御方法に係り、特にアクティブインダクタを有するノッチフィルタ回路を含むフィルタ装置及びその制御方法に関する。   The present invention relates to a filter device and a control method thereof, and more particularly to a filter device including a notch filter circuit having an active inductor and a control method thereof.

現在、高周波信号の不要信号除去用のフィルタとしては、主にＳＡＷ（surface acoustic wave：弾性表面波）フィルタ、ＢＡＷ（bulk acoustic wave：バルク弾性波)フィルタ、容量、及びインダクタ等の受動素子が用いられている。これらのフィルタには急峻なフィルタ特性があるため、さまざまなアプリケーションに利用されている。
しかし、それぞれのフィルタの周波数特性は可変ではないため、さまざまな不要信号を除去するためには複数個のフィルタによって、不要信号除去用のフィルタを構成せざるを得ない。 Currently, passive elements such as SAW (surface acoustic wave) filters, BAW (bulk acoustic wave) filters, capacitors, and inductors are mainly used as filters for removing unnecessary signals from high-frequency signals. It has been. Since these filters have steep filter characteristics, they are used in various applications.
However, since the frequency characteristics of the respective filters are not variable, a filter for removing unnecessary signals must be constituted by a plurality of filters in order to remove various unnecessary signals.

さらに、急峻なフィルタ特性は素子のＱ値によって決まってしまうという問題がある。
このような欠点を解消するフィルタとして、半導体内部でフィルタ特性を実現し、キャリブレーションによって様々な周波数やＱ値に対応することが望まれている。
図５は、従来のノッチフィルタ回路を説明するための図である。
図５に示すように、従来のノッチフィルタ回路は、例えば、抵抗Ｒと容量ＣとインダクタＬとがこの順に直列に接続されて構成され、抵抗Ｒの一端に電圧信号からなる入力信号ｖｉｎが入力され、インダクタＬの他端がグランドＶＳＳに接続される。 Furthermore, there is a problem that steep filter characteristics are determined by the Q value of the element.
As a filter that eliminates such drawbacks, it is desired to realize filter characteristics inside a semiconductor and to cope with various frequencies and Q values by calibration.
FIG. 5 is a diagram for explaining a conventional notch filter circuit.
As shown in FIG. 5, the conventional notch filter circuit includes, for example, a resistor R, a capacitor C, and an inductor L connected in series in this order, and an input signal vin composed of a voltage signal is input to one end of the resistor R. The other end of the inductor L is connected to the ground VSS.

そして、抵抗Ｒと容量Ｃとの間の電圧が、ノッチフィルタ回路の出力信号ｖｏｕｔとして取り出されるようになっている。
このように従来のノッチフィルタ回路は受動素子である容量ＣとインダクタＬとによって構成されており、それぞれ定数が決まった受動素子を用いるため周波数特性を変化させることはできない。 The voltage between the resistor R and the capacitor C is extracted as the output signal vout of the notch filter circuit.
As described above, the conventional notch filter circuit is composed of the capacitor C and the inductor L, which are passive elements, and the frequency characteristics cannot be changed because the passive elements having constants are used.

H. Xiao et al.,”A radio-frequency CMOS active inductor and its application in designing high-Q filters” Circuits and Systems, 2004. ISCAS '04. Proceedings of the 2004 International Symposium on , 2004, vol.4 pp.197-200.H. Xiao et al., “A radio-frequency CMOS active inductor and its application in designing high-Q filters” Circuits and Systems, 2004. ISCAS '04. Proceedings of the 2004 International Symposium on, 2004, vol.4 pp. 197-200.

ところで、図５に示すようなノッチフィルタ回路の制御は、容量を調整することによって行われている。この容量の調整は、例えば、スペクトルアナライザ等の外部装置を使って出力信号ｖｏｕｔをモニタしながら、同時に手動で容量を変化させて適切な設定値にすることによって行われる。しかしながら、このように手動で容量の調整を行うことは容易ではない。   Incidentally, the control of the notch filter circuit as shown in FIG. 5 is performed by adjusting the capacitance. This capacity adjustment is performed, for example, by manually changing the capacity to an appropriate set value while monitoring the output signal vout using an external device such as a spectrum analyzer. However, it is not easy to manually adjust the capacity in this way.

本発明は、上記した点に鑑みて行われたものであり、フィルタ回路によってフィルタリングされる中心周波数を自動的に変更、設定、調整をする機能を有するフィルタ装置及びその制御方法を提供することを目的としている。   The present invention has been made in view of the above points, and provides a filter device having a function of automatically changing, setting, and adjusting the center frequency filtered by the filter circuit, and a control method thereof. It is aimed.

以上の課題を解決するため、本発明のある態様のフィルタ装置は、内部にアクティブインダクタ回路を含むフィルタ回路と、前記アクティブインダクタ回路を調整して前記フィルタ回路の特性を制御する制御回路と、を備え、前記制御回路は、前記フィルタ回路の特性が制御される間、前記フィルタ回路を発振状態にすることを特徴としている。
また、本発明のフィルタ装置は、前記フィルタ回路は、ノッチフィルタ回路であることが望ましい。 In order to solve the above problems, a filter device according to an aspect of the present invention includes a filter circuit including an active inductor circuit therein, and a control circuit that adjusts the active inductor circuit to control characteristics of the filter circuit. And the control circuit makes the filter circuit oscillate while the characteristics of the filter circuit are controlled.
In the filter device of the present invention, it is preferable that the filter circuit is a notch filter circuit.

また、本発明のフィルタ装置は、前記ノッチフィルタ回路は、可変容量と、前記アクティブインダクタ回路と、を含んで構成されることが望ましい。
また、本発明のフィルタ装置は、前記制御回路は、前記発振状態にあるときの前記フィルタ回路が出力する発振信号の振幅にしたがって前記アクティブインダクタ回路の位相を制御する位相制御信号を生成する位相制御部と、前記発振信号の周波数にしたがって、前記可変容量の容量値を制御する容量制御信号を生成する可変容量制御部と、を備えることが望ましい。 In the filter device of the present invention, it is preferable that the notch filter circuit includes a variable capacitor and the active inductor circuit.
In the filter device of the present invention, the control circuit generates a phase control signal that controls a phase of the active inductor circuit in accordance with an amplitude of an oscillation signal output from the filter circuit when in the oscillation state. And a variable capacitance control unit that generates a capacitance control signal for controlling the capacitance value of the variable capacitor according to the frequency of the oscillation signal.

また、本発明のフィルタ装置は、前記位相制御部は、基準として設定された振幅である基準振幅と前記発振信号の振幅とを比較する振幅比較回路と、当該振幅比較回路による比較結果に基づいて前記位相制御信号を生成する位相制御回路と、を備え、前記可変容量制御部は、基準として設定された周波数である基準周波数と前記発振信号の周波数とを比較する周波数比較回路と、前記周波数比較回路による比較結果に基づいて前記容量制御信号を生成する容量制御回路と、を備えることが望ましい。   Further, in the filter device of the present invention, the phase control unit is based on an amplitude comparison circuit that compares a reference amplitude that is an amplitude set as a reference with the amplitude of the oscillation signal, and a comparison result by the amplitude comparison circuit. A phase control circuit that generates the phase control signal, and the variable capacitance control unit compares a reference frequency, which is a frequency set as a reference, with a frequency of the oscillation signal, and the frequency comparison It is desirable to provide a capacity control circuit that generates the capacity control signal based on a comparison result by the circuit.

また、本発明のフィルタ装置は、前記位相制御回路は、前記可変容量の容量値が制御される間、前記フィルタ回路を発振状態にすることが望ましい。
また、本発明のフィルタ装置は、前記位相制御回路は、前記振幅比較回路における比較の結果、前記基準振幅が前記発振信号の振幅よりも大きい場合、前記アクティブインダクタ回路の位相を遅らせる前記位相制御信号を生成し、前記基準振幅が前記発振信号の振幅よりも小さい場合、前記アクティブインダクタ回路の位相を進める前記位相制御信号を生成することが望ましい。 In the filter device of the present invention, it is preferable that the phase control circuit causes the filter circuit to oscillate while the capacitance value of the variable capacitor is controlled.
Further, in the filter device of the present invention, the phase control circuit delays the phase of the active inductor circuit when the reference amplitude is larger than the amplitude of the oscillation signal as a result of comparison in the amplitude comparison circuit. When the reference amplitude is smaller than the amplitude of the oscillation signal, it is desirable to generate the phase control signal that advances the phase of the active inductor circuit.

また、本発明のフィルタ装置は、前記位相制御回路は、前記位相制御信号を連続して複数回生成し、前記発振信号の振幅が前記基準振幅よりも大きくなった場合、以前に生成された前記位相制御信号と同一制御量の位相制御信号を生成して前記発振信号の振幅の低減を図ることが望ましい。
また、本発明のフィルタ装置は、前記容量制御回路は、前記基準周波数が前記発振信号の周波数よりも大きい場合、前記発振信号の周波数を大きくする前記容量制御信号を生成し、前記基準周波数が前記発振信号の周波数よりも小さい場合、前記発振信号の周波数を小さくする前記容量制御信号を生成することが望ましい。 Further, in the filter device of the present invention, the phase control circuit continuously generates the phase control signal a plurality of times, and when the amplitude of the oscillation signal becomes larger than the reference amplitude, the previously generated It is desirable to reduce the amplitude of the oscillation signal by generating a phase control signal having the same control amount as the phase control signal.
In the filter device of the present invention, when the reference frequency is higher than the frequency of the oscillation signal, the capacitance control circuit generates the capacitance control signal that increases the frequency of the oscillation signal, and the reference frequency is When the frequency is lower than the frequency of the oscillation signal, it is desirable to generate the capacitance control signal for reducing the frequency of the oscillation signal.

また、本発明のフィルタ装置は、前記容量制御回路は、前記基準周波数と前記発振信号の周波数とが略同一となるように前記可変容量の容量値を制御する前記容量制御信号を生成することが望ましい。
また、本発明のフィルタ装置は、前記フィルタ回路の特性が制御された後、当該フィルタ回路は、発振状態を停止してフィルタ動作することが望ましい。 In the filter device of the present invention, the capacitance control circuit may generate the capacitance control signal for controlling the capacitance value of the variable capacitor so that the reference frequency and the frequency of the oscillation signal are substantially the same. desirable.
In the filter device of the present invention, it is preferable that after the characteristics of the filter circuit are controlled, the filter circuit stops the oscillation state and performs a filter operation.

本発明のフィルタ装置の制御方法は、内部にアクティブインダクタ回路を含むフィルタ回路と、前記アクティブインダクタ回路を調整して前記フィルタ回路の特性を制御する制御回路と、を備えるフィルタ装置の制御方法であって、前記フィルタ回路の特性が制御される間、前記フィルタ回路を発振状態にすることを特徴としている。
また、本発明のフィルタ装置の制御方法は、前記フィルタ回路は、ノッチフィルタ回路であることを特徴としている。 The filter device control method of the present invention is a filter device control method comprising: a filter circuit including an active inductor circuit therein; and a control circuit that adjusts the active inductor circuit to control the characteristics of the filter circuit. The filter circuit is oscillated while the characteristics of the filter circuit are controlled.
The filter device control method of the present invention is characterized in that the filter circuit is a notch filter circuit.

また、本発明のフィルタ装置の制御方法は、前記フィルタ回路を発振状態に設定する発振状態設定ステップと、前記発振状態にあるときの前記フィルタ回路が出力する発振信号の振幅が基準振幅と同じになるように、および、前記フィルタ回路が出力する発振信号の周波数が基準周波数と同じになるように、前記フィルタ回路の容量および周波数を調整する調整ステップと、前記フィルタ回路の発振状態を停止する発振状態停止ステップと、を備えることが望ましい。   The filter device control method of the present invention includes an oscillation state setting step for setting the filter circuit to an oscillation state, and an amplitude of an oscillation signal output from the filter circuit when the filter circuit is in the oscillation state is the same as a reference amplitude. And an adjustment step for adjusting the capacity and frequency of the filter circuit so that the frequency of the oscillation signal output from the filter circuit is the same as a reference frequency, and oscillation for stopping the oscillation state of the filter circuit And a state stop step.

また、本発明のフィルタ装置の制御方法は、前記調整ステップは、前記発振信号の振幅および周波数の初期値を設定する初期値設定ステップと、前記発振信号の振幅と前記基準振幅とを比較し前記発振信号の振幅と前記基準振幅とが異なる場合は前記アクティブインダクタの位相を調節し、且つ、前記発振信号の周波数と前記基準周波数とを比較し前記発振信号の周波数と前記基準周波数とが異なる場合は前記可変容量の容量値を調節する調節ステップと、を含み、前記発振信号の振幅が前記基準振幅と同じになるように、および前記発振信号の周波数が前記基準周波数と同じになるように、前記調節ステップを複数回繰り返し行うことが望ましい。   In the control method of the filter device according to the present invention, the adjusting step compares an initial value setting step of setting initial values of the amplitude and frequency of the oscillation signal, and compares the amplitude of the oscillation signal with the reference amplitude. When the amplitude of the oscillation signal is different from the reference amplitude, the phase of the active inductor is adjusted, and the frequency of the oscillation signal is compared with the reference frequency, and the frequency of the oscillation signal is different from the reference frequency Adjusting the capacitance value of the variable capacitor, so that the amplitude of the oscillation signal is the same as the reference amplitude, and the frequency of the oscillation signal is the same as the reference frequency, It is desirable to repeat the adjusting step a plurality of times.

また、本発明のフィルタ装置の制御方法は、前記調節ステップは、前記発振信号の振幅が前記基準振幅よりも大きい場合、前記アクティブインダクタの位相を進め、前記発振信号の振幅が基準振幅よりも小さい場合、前記アクティブインダクタの位相を遅らせる位相調節ステップと、前記基準周波数が前記発振信号の周波数よりも大きい場合、前記発振信号の周波数を上げ、前記基準周波数が前記発振信号の周波数よりも小さい場合、前記発振信号の周波数を下げる周波数調節ステップと、を含むことが望ましい。
また、本発明のフィルタ装置の制御方法は、前記フィルタ回路の特性が制御された後、当該フィルタ回路は、発振状態を停止してフィルタ動作することが望ましい。 In the filter device control method of the present invention, in the adjusting step, when the amplitude of the oscillation signal is larger than the reference amplitude, the phase of the active inductor is advanced, and the amplitude of the oscillation signal is smaller than the reference amplitude. If the phase adjustment step for delaying the phase of the active inductor, and the reference frequency is higher than the frequency of the oscillation signal, the frequency of the oscillation signal is increased, and the reference frequency is lower than the frequency of the oscillation signal, And a frequency adjusting step for reducing the frequency of the oscillation signal.
In the control method of the filter device of the present invention, it is preferable that after the characteristics of the filter circuit are controlled, the filter circuit stops the oscillation state and performs the filter operation.

本発明によれば、前記可変容量及びアクティブインダクタ回路の特性を制御することによって、出力信号のノッチ周波数及び減衰量を自動的に制御することができる。また、この可変容量やアクティブインダクタ回路の調整を行う場合、フィルタ回路本体を発振させるため、出力信号を短時間のうちに基準振幅と基準周波数とに一致させることができる。
このため、可変容量やアクティブインダクタ回路の特性を自動的に調整し、フィルタ回路のノッチ周波数や減衰量を簡易に変更、設定、調整をする機能を備えたフィルタ装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to automatically control the notch frequency and attenuation of the output signal by controlling the characteristics of the variable capacitor and the active inductor circuit. Further, when adjusting the variable capacitor and the active inductor circuit, the filter circuit main body is oscillated, so that the output signal can be matched with the reference amplitude and the reference frequency in a short time.
Therefore, it is possible to provide a filter device having a function of automatically adjusting the characteristics of the variable capacitor and the active inductor circuit and easily changing, setting and adjusting the notch frequency and attenuation of the filter circuit.

また、他の本発明によれば、外部装置を設けることなくフィルタ装置内でフィルタ回路の特性を制御することができるため、外部の影響を受けることなく、減衰量と周波数とを制御させることができる。
また、他の本発明によれば、基準振幅と発振信号の振幅とを一致させることができる。
また、他の本発明によれば、発振信号の振幅が前記基準振幅よりも大きくなった場合、以前に生成された前記容量制御信号を生成するので、発振信号の振幅と基準振幅との差を簡易に小さくすることができる。 Further, according to another aspect of the present invention, the characteristics of the filter circuit can be controlled in the filter device without providing an external device, so that the attenuation and the frequency can be controlled without being affected by the outside. it can.
According to another aspect of the present invention, the reference amplitude and the amplitude of the oscillation signal can be matched.
According to another aspect of the present invention, when the amplitude of the oscillation signal becomes larger than the reference amplitude, the capacitance control signal generated before is generated, so that the difference between the amplitude of the oscillation signal and the reference amplitude is calculated. It can be easily reduced.

また、他の本発明によれば、基準周波数が発振信号の周波数よりも大きい場合に発振信号の周波数を大きくし、基準周波数が発振信号の周波数よりも小さい場合には発振信号の周波数を小さくすることができる。このため、発振信号と基準周波数との相違を徐々に小さくし、発振信号を基準振幅と基準周波数に一致させることができる。
また、他の本発明によれば、基準周波数と発振信号の周波数とを略一致させることができる。
また、他の本発明によれば、フィルタ回路の特性の調整が終了した後は、フィルタ回路の発振状態を停止させるようにしているため、調整後はフィルタ動作をさせることができる。 According to another aspect of the invention, the frequency of the oscillation signal is increased when the reference frequency is higher than the frequency of the oscillation signal, and the frequency of the oscillation signal is decreased when the reference frequency is lower than the frequency of the oscillation signal. be able to. For this reason, the difference between the oscillation signal and the reference frequency can be gradually reduced, and the oscillation signal can be matched with the reference amplitude and the reference frequency.
In addition, according to another aspect of the present invention, the reference frequency and the frequency of the oscillation signal can be substantially matched.
According to another aspect of the present invention, after the adjustment of the characteristics of the filter circuit is completed, the oscillation state of the filter circuit is stopped, so that the filter operation can be performed after the adjustment.

本発明の一実施形態のフィルタ装置を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the filter apparatus of one Embodiment of this invention. 図１に示したフィルタコア部のアクティブインダクタの構成例を示した図である。It is the figure which showed the structural example of the active inductor of the filter core part shown in FIG. 本発明の一実施形態のフィルタコア部調整時における出力電圧と発振周波数とのタイミングチャートである。It is a timing chart of the output voltage and oscillation frequency at the time of filter core part adjustment of one embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態のフィルタコア部の減衰量及び周波数調整した後でフィルタ装置をフィルタとして動作させる時のフローチャートである。It is a flowchart when operating a filter apparatus as a filter after adjusting the attenuation amount and frequency of the filter core part of one Embodiment of this invention. 従来のノッチフィルタを説明するための図である。It is a figure for demonstrating the conventional notch filter.

以下、本発明の一実施形態について、図面を用いて説明する。
（構成）
（１）全体
図１は、本発明の一実施形態のフィルタ装置を説明するための図である。
フィルタ装置は、フィルタ回路と、このフィルタ回路の制御回路（以下、単に制御回路とも記す）とを含んでいる。フィルタ回路は、その内部にアクティブインダクタを有するものであればよい。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
(Constitution)
(1) Overall FIG. 1 is a diagram for explaining a filter device according to an embodiment of the present invention.
The filter device includes a filter circuit and a control circuit for the filter circuit (hereinafter also simply referred to as a control circuit). The filter circuit only needs to have an active inductor therein.

図示したフィルタ装置１は、フィルタコア部１０２から出力されるフィルタ特性信号の振幅を比較する振幅比較回路１０１と、フィルタコア部１０２と、周波数を比較する周波数比較回路１０３と、位相制御部１０８と、可変容量制御部１１７とを備えている。このような構成のうち、振幅比較回路１０１と、周波数比較回路１０３と、位相制御部１０８と、可変容量制御部１１７とが、フィルタ回路の制御回路を構成し、フィルタコア部１０２が、前記制御回路によって制御されるフィルタ回路の本体である。   The illustrated filter device 1 includes an amplitude comparison circuit 101 that compares the amplitudes of filter characteristic signals output from the filter core unit 102, a filter core unit 102, a frequency comparison circuit 103 that compares frequencies, a phase control unit 108, and the like. And a variable capacity control unit 117. Among such configurations, the amplitude comparison circuit 101, the frequency comparison circuit 103, the phase control unit 108, and the variable capacitance control unit 117 constitute a filter circuit control circuit, and the filter core unit 102 controls the control circuit. The main body of the filter circuit controlled by the circuit.

（２）フィルタコア部
フィルタコア部１０２は、従来技術として図５に示した構成と同様に構成されたノッチフィルタ回路である。すなわちフィルタコア部１０２は、抵抗１０９と、可変容量１１０と、アクティブインダクタ１１１と、発振するノードＮ１とを含んで構成され、前記抵抗１０９、可変容量１１０、およびアクティブインダクタ１１１はこの順に直列に接続されている。アクティブインダクタ１１１の一方の端部は、ＡＣグランドに等価的に接続されている。 (2) Filter Core Unit The filter core unit 102 is a notch filter circuit configured similarly to the configuration shown in FIG. That is, the filter core unit 102 includes a resistor 109, a variable capacitor 110, an active inductor 111, and an oscillating node N1, and the resistor 109, the variable capacitor 110, and the active inductor 111 are connected in series in this order. Has been. One end of the active inductor 111 is equivalently connected to the AC ground.

抵抗１０９の一端に、フィルタコア部１０２への入力信号として電圧信号からなる入力信号Ｖｉｎが入力され、抵抗１０９の出力信号、すなわち、抵抗１０９と可変容量１１０との間の電圧がフィルタコア部１０２の出力信号Ｖｏｕｔとして取り出される。可変容量１１０は、抵抗１０９の出力信号、すなわち出力信号Ｖｏｕｔの位相およびゲインを調整し、アクティブインダクタ１１１に出力する。   An input signal Vin consisting of a voltage signal is input to one end of the resistor 109 as an input signal to the filter core unit 102, and an output signal of the resistor 109, that is, a voltage between the resistor 109 and the variable capacitor 110 is input to the filter core unit 102. Output signal Vout. The variable capacitor 110 adjusts the phase and gain of the output signal of the resistor 109, that is, the output signal Vout, and outputs the adjusted signal to the active inductor 111.

アクティブインダクタ１１１および可変容量１１０の和と抵抗１０９とで分圧された入力信号Ｖｉｎが出力信号Ｖｏｕｔである。また、可変容量１１０とアクティブインダクタ１１１の間の電圧は、バンドパスの周波数特性を持ち、バンドパス周波数とノッチ周波数とは、ほぼ等しい。可変容量１１０およびアクティブインダクタ１１１間に設けられたノードＮ１の電圧がフィルタ特性信号Ｖｆとして振幅比較回路１０１及び周波数比較回路１０３に出力される。   The input signal Vin divided by the sum of the active inductor 111 and the variable capacitor 110 and the resistor 109 is an output signal Vout. The voltage between the variable capacitor 110 and the active inductor 111 has a bandpass frequency characteristic, and the bandpass frequency and the notch frequency are substantially equal. The voltage of the node N1 provided between the variable capacitor 110 and the active inductor 111 is output to the amplitude comparison circuit 101 and the frequency comparison circuit 103 as the filter characteristic signal Vf.

位相制御部１０８は、アクティブインダクタ１１１の位相制御を行う。この位相制御部１０８は、アクティブインダクタ１１１の位相量または可変容量１１０の容量が制御される間、フィルタコア部１０２が発振状態となるように位相制御を行う。
なお、本実施形態でいう発振状態とは、フィルタコア部１０２に信号を入力することなく、フィルタコア部１０２から所定の周波数を持った出力信号Ｖｏｕｔが出力される状態をいう。 The phase control unit 108 performs phase control of the active inductor 111. The phase control unit 108 performs phase control so that the filter core unit 102 is in an oscillation state while the phase amount of the active inductor 111 or the capacitance of the variable capacitor 110 is controlled.
The oscillation state in the present embodiment refers to a state in which an output signal Vout having a predetermined frequency is output from the filter core unit 102 without inputting a signal to the filter core unit 102.

図１に示したフィルタコア部１０２は、図５に示した従来のノッチフィルタと同等の回路構成であるが、インダクタをアクティブ素子で構成し、容量は可変容量で構成している。
図２は、図１に示したフィルタコア部１０２のアクティブインダクタ１１１の一例を示す回路図である。（非特許文献1参照）
アクティブインダクタ１１１は、プラス極性のトランスコンダクタンスアンプＡＭｐとマイナス極性のトランスコンダクタンスアンプＡＭｎと１つの容量Ｃ１とで構成されたものが一般的である。なお、この容量はジャイレーター“−Ｃ”とも呼ばれる。 The filter core unit 102 shown in FIG. 1 has a circuit configuration equivalent to that of the conventional notch filter shown in FIG. 5, but an inductor is formed of an active element, and a capacitance is formed of a variable capacitor.
FIG. 2 is a circuit diagram showing an example of the active inductor 111 of the filter core unit 102 shown in FIG. (See Non-Patent Document 1)
The active inductor 111 generally includes a positive polarity transconductance amplifier AMp, a negative polarity transconductance amplifier AMn, and one capacitor C1. This capacity is also called a gyrator “-C”.

図２では、電源ＶＤＤ−グランドＶＳＳ間に接続された、ＭＯＳトランジスタＭ１（以下、単にトランジスタＭ１という。）およびトランジスタＭ１のドレインに接続される定電流源Ｉ１が、マイナス極性のトンラスコンダクタンスアンプＡＭｎを形成する。
定電流源Ｉ１とトランジスタＭ１との間に、マイナス極性のトランスコンダクタンスアンプＡＭｎへの入力信号が入力され、また定電流源Ｉ１とトランジスタＭ１との間の電圧がマイナス極性のトランスコンダクタンスアンプＡＭｎの出力信号として出力される。 In FIG. 2, a MOS transistor M1 (hereinafter simply referred to as transistor M1) connected between the power supply VDD and the ground VSS and a constant current source I1 connected to the drain of the transistor M1 are connected to a negative polarity Tonlas conductance amplifier AMn. Form.
An input signal to the negative polarity transconductance amplifier AMn is input between the constant current source I1 and the transistor M1, and the voltage between the constant current source I1 and the transistor M1 is an output of the negative polarity transconductance amplifier AMn. Output as a signal.

また、電源ＶＤＤ−グランドＶＳＳ間に接続された、ＭＯＳトランジスタＭ２（以下、単にトランジスタＭ２という。）およびＭＯＳトランジスタＭ３（以下、単にトランジスタＭ３という。）と、これらトランジスタＭ２およびＭ３のソースに共通に接続された定電流源Ｉ２と、トランジスタＭ３のドレインに接続された定電流源Ｉ３とがプラス極性のトランスコンダクタンスアンプＡＭｐを形成する。   In addition, the MOS transistor M2 (hereinafter simply referred to as the transistor M2) and the MOS transistor M3 (hereinafter simply referred to as the transistor M3) connected between the power supply VDD and the ground VSS and the sources of the transistors M2 and M3 are commonly used. The connected constant current source I2 and the constant current source I3 connected to the drain of the transistor M3 form a positive polarity transconductance amplifier AMp.

トランジスタＭ２のゲートに、プラス極性のトランスコンダクタンスアンプＡＭｐへの入力信号が入力され、定電流源Ｉ３とトランジスタＭ３との間の電圧がプラス極性のトランスコンダクタンスアンプＡＭｐの出力信号として出力される。
前記トランジスタＭ３のゲートには参照電圧ＶＲＥＦが印加される。
マイナス極性のトランスコンダクタンスアンプＡＭｎの出力信号は、プラス極性のトランスコンダクタンスアンプＡＭｐの入力部であるトランジスタＭ２のゲートに入力される。プラス極性のトランスコンダクタンスアンプＡＭｐの出力信号は、マイナス極性のトランスコンダクタンスアンプＡＭｎの入力部であるトランジスタＭ１のゲートに入力される。 An input signal to the positive polarity transconductance amplifier AMp is input to the gate of the transistor M2, and a voltage between the constant current source I3 and the transistor M3 is output as an output signal of the positive polarity transconductance amplifier AMp.
A reference voltage VREF is applied to the gate of the transistor M3.
The output signal of the negative polarity transconductance amplifier AMn is input to the gate of the transistor M2, which is the input portion of the positive polarity transconductance amplifier AMp. The output signal of the positive polarity transconductance amplifier AMp is input to the gate of the transistor M1, which is the input portion of the negative polarity transconductance amplifier AMn.

トランジスタＭ１のゲートとグランドＶＳＳとの間には容量Ｃ１が接続される。
ここで、トランジスタＭ１〜Ｍ３のトランスコンダクタンス係数がすべて“ｇｍ”であるとする。この状態で、アクティブインダクタ１１１への入力端ｖｉｎからこの回路をみると“Ｃ１／(ｇｍ＊ｇｍ)”のインダクタンスと同じようにみえる。
トランジスタＭ２およびＭ３のソースとグランドＶＳＳとの間には可変容量Ｃ２が接続される。この可変容量Ｃ２は、アクティブインダクタ１１１の位相特性を調節する素子である。可変容量Ｃ２の容量を増やすと位相が進む。逆に容量を減らすと位相が遅れる。可変容量Ｃ２の容量の増減はインダクタンスＬの大きさにはほとんど影響を与えない。 A capacitor C1 is connected between the gate of the transistor M1 and the ground VSS.
Here, it is assumed that the transconductance coefficients of the transistors M1 to M3 are all “gm”. When this circuit is viewed from the input terminal vin to the active inductor 111 in this state, it looks like the inductance of “C1 / (gm * gm)”.
A variable capacitor C2 is connected between the sources of the transistors M2 and M3 and the ground VSS. This variable capacitor C <b> 2 is an element that adjusts the phase characteristics of the active inductor 111. Increasing the capacity of the variable capacitor C2 advances the phase. Conversely, if the capacity is reduced, the phase is delayed. Increasing or decreasing the capacitance of the variable capacitor C2 hardly affects the size of the inductance L.

フィルタコア部１０２の周波数の調整方法については、アクティブインダクタ１１１のインダクタンスＬを決定するｇｍ器すなわち、プラス極性のトランスコンダクタンスアンプＡＭｐおよびプラス極性のトランスコンダクタンスアンプＡＭｐのトランスコンダクタンス、もしくは容量Ｃ１で行えばよい。ｇｍ器のトランスコンダクタンスの調整は、定電流源Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３、もしくはトランジスタＭ１〜Ｍ３のマルチの調節によって行われる。   Regarding the method of adjusting the frequency of the filter core unit 102, the gm device that determines the inductance L of the active inductor 111, that is, the transconductance of the positive polarity transconductance amplifier AMp and the positive polarity transconductance amplifier AMp, or the capacitance C1 is used. Good. The transconductance of the gm device is adjusted by adjusting the constant current sources I1, I2, I3, or the transistors M1 to M3.

なお、図２では、ノッチ周波数を可変にするために、直列に接続されている可変容量Ｃ２を調節する例を示したが、図２に示すような構成を有するアクティブインダクタ１１１を使用してノッチフィルタを構成する場合は、トランスコンダクタンスｇｍや容量Ｃ１の容量値を変更することで、ノッチ周波数を調節するように構成してもよい。   FIG. 2 shows an example in which the variable capacitor C2 connected in series is adjusted to make the notch frequency variable. However, the active inductor 111 having the configuration shown in FIG. When the filter is configured, the notch frequency may be adjusted by changing the transconductance gm or the capacitance value of the capacitor C1.

（３）振幅比較回路
図１において振幅比較回路１０１は、フィルタコア部１０２の可変容量１１０およびアクティブインダクタ１１１間のノードＮ１の電圧信号からなるフィルタ特性信号Ｖｆを入力し、フィルタ特性信号Ｖｆの振幅と基準振幅との比較結果を位相制御部１０８に出力する回路である。
振幅比較回路１０１は、フィルタ特性信号Ｖｆの振幅を直流（ＤＣ）電圧に変換するレベルディテクタ１０４と、レベルディテクタ１０４の出力電圧ＲＳＳＩ（Ｒｅｃｅｉｖｅ Ｓｉｇｎａｌ Ｓｔｒｅｎｇｔｈ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ：受信信号強度）と基準振幅電圧ＲＳＳＩｒｅｆとを比較するコンパレータ１０７とを備えている。コンパレータ１０７では、レベルディテクタ１０４から出力される出力電圧ＲＳＳＩと基準出力電圧ＲＳＳＩｒｅｆとが比較される。 (3) Amplitude Comparison Circuit In FIG. 1, an amplitude comparison circuit 101 receives a filter characteristic signal Vf composed of a voltage signal at a node N1 between the variable capacitor 110 and the active inductor 111 of the filter core unit 102, and the amplitude of the filter characteristic signal Vf And a reference amplitude are output to the phase control unit 108.
The amplitude comparison circuit 101 converts a level detector 104 that converts the amplitude of the filter characteristic signal Vf into a direct current (DC) voltage, an output voltage RSSI (Receive Signal Strength Indicator) of the level detector 104, and a reference amplitude voltage RSSIref. A comparator 107 for comparison is provided. The comparator 107 compares the output voltage RSSI output from the level detector 104 with the reference output voltage RSSIref.

位相制御部１０８は、コンパレータ１０７によるフィルタ特性信号Ｖｆの振幅の比較結果に基づいて位相制御信号Ｖｇｃｎｔを生成する。位相制御信号Ｖｇｃｎｔは、フィルタコア部１０２のアクティブインダクタ１１１に入力される。位相制御信号Ｖｇｃｎｔにより、位相制御部１０８は、アクティブインダクタ１１１における位相の調整を制御することができる。
また、本実施形態では、位相制御部１０８が所定の時間間隔で繰返し位相制御信号Ｖｇｃｎｔを生成し出力する。このため、複数の値を有する位相制御信号Ｖｇｃｎｔが、所定の時間間隔で連続して出力される。 The phase control unit 108 generates the phase control signal Vgcnt based on the comparison result of the amplitude of the filter characteristic signal Vf by the comparator 107. The phase control signal Vgcnt is input to the active inductor 111 of the filter core unit 102. The phase control unit 108 can control the phase adjustment in the active inductor 111 by the phase control signal Vgcnt.
In the present embodiment, the phase controller 108 repeatedly generates and outputs the phase control signal Vgcnt at a predetermined time interval. For this reason, the phase control signal Vgcnt having a plurality of values is continuously output at predetermined time intervals.

（４）周波数比較回路
図１において周波数比較回路１０３はフィルタ特性信号Ｖｆを入力し、フィルタ特性信号Ｖｆの周波数の、基準周波数に対する相対的な周波数の差分を可変容量制御部１１７に出力する回路である。このため、周波数比較回路１０３は、フィルタ特性信号Ｖｆの周波数を数える周波数カウンタ１１２と、フィルタ特性信号Ｖｆの周波数Ｆと基準周波数Ｆｒｅｆとを比較するコンパレータ１１６とを備えている。可変容量制御部１１７は、コンパレータ１１６による周波数の比較結果に基づき可変容量制御信号Ｖｐｃｎｔを生成する。
可変容量制御信号Ｖｐｃｎｔは、フィルタコア部１０２の可変容量１１０に入力され、可変容量１１０における容量を制御する。 (4) Frequency Comparison Circuit In FIG. 1, the frequency comparison circuit 103 is a circuit that receives the filter characteristic signal Vf and outputs the frequency difference of the filter characteristic signal Vf relative to the reference frequency to the variable capacitance control unit 117. is there. Therefore, the frequency comparison circuit 103 includes a frequency counter 112 that counts the frequency of the filter characteristic signal Vf, and a comparator 116 that compares the frequency F of the filter characteristic signal Vf with the reference frequency Fref. The variable capacitance control unit 117 generates a variable capacitance control signal Vpcnt based on the frequency comparison result by the comparator 116.
The variable capacitance control signal Vpcnt is input to the variable capacitance 110 of the filter core unit 102 and controls the capacitance in the variable capacitance 110.

（動作）
（１）フィルタコア部のフィルタリング周波数の調整
次に、上記した構成のフィルタコア部１０２のフィルタリング周波数を調整する際の動作について説明する。
フィルタコア部１０２から出力されるフィルタ特性信号Ｖｆの振幅および周波数は、可変容量１１０に入力される可変容量制御信号Ｖｐｃｎｔと、アクティブインダクタ１１１に入力される位相制御信号Ｖｇｃｎｔとを調整することによって任意に変更することができる。
すなわち、可変容量１１０、アクティブインダクタ１１１を調整するとき、フィルタコア部１０２は、前述したように発振状態に制御される。 (Operation)
(1) Adjustment of Filtering Frequency of Filter Core Unit Next, an operation when adjusting the filtering frequency of the filter core unit 102 configured as described above will be described.
The amplitude and frequency of the filter characteristic signal Vf output from the filter core unit 102 can be arbitrarily adjusted by adjusting the variable capacitance control signal Vpcnt input to the variable capacitor 110 and the phase control signal Vgcnt input to the active inductor 111. Can be changed.
That is, when adjusting the variable capacitor 110 and the active inductor 111, the filter core unit 102 is controlled to the oscillation state as described above.

本実施形態では、フィルタコア部１０２が発振状態であるときに、フィルタコア部１０２から出力されるフィルタ特性信号Ｖｆに基づき、可変容量１１０の容量やアクティブインダクタ１１１の位相のシフト量が調整される。
なお、以降の説明において、フィルタコア部１０２が発振状態であるときのフィルタ特性信号Ｖｆの周波数Ｆを発振周波数ＦＯＳＣと記す。 In the present embodiment, when the filter core unit 102 is in an oscillation state, the capacitance of the variable capacitor 110 and the phase shift amount of the active inductor 111 are adjusted based on the filter characteristic signal Vf output from the filter core unit 102. .
In the following description, the frequency F of the filter characteristic signal Vf when the filter core unit 102 is in an oscillation state is referred to as an oscillation frequency FOSC.

図３（ａ）〜（ｃ）は、フィルタコア部１０２の調整時における出力電圧ＲＳＳＩの大きさと発振周波数ＦＯＳＣとを、時間軸に沿って示したタイミングチャートである。
図３（ａ）は出力電圧ＲＳＳＩについてのタイミングチャートである。図３（ｂ）は出力電圧（振幅）ＲＳＳＩおよび発振周波数ＦＯＳＣについて、それぞれ基準振幅電圧ＲＳＳＩｒｅｆおよび基準周波数Ｆｒｅｆと比較した比較結果を示す。図３（ｃ）は発振周波数ＦＯＳＣについてのタイミングチャートである。 FIGS. 3A to 3C are timing charts showing the magnitude of the output voltage RSSI and the oscillation frequency FOSC along the time axis when the filter core unit 102 is adjusted.
FIG. 3A is a timing chart for the output voltage RSSI. FIG. 3B shows a comparison result of the output voltage (amplitude) RSSI and the oscillation frequency FOSC compared with the reference amplitude voltage RSSIref and the reference frequency Fref, respectively. FIG. 3C is a timing chart for the oscillation frequency FOSC.

図３（ｂ）において、振幅についての比較結果を表す“振幅比較”の「１」は出力電圧ＲＳＳＩが基準振幅電圧ＲＳＳＩｒｅｆを上回った状態を示し、「０」は出力電圧ＲＳＳＩが基準振幅電圧ＲＳＳＩｒｅｆを下回った状態を示す。
また、周波数についての比較結果を表す“周波数比較”の「１」は発振周波数ＦＯＳＣが基準周波数Ｆｒｅｆを上回った状態を示し、「０」は発振周波数ＦＯＳＣが基準周波数Ｆｒｅｆを下回った状態を示す。 In FIG. 3B, “1” of “amplitude comparison” representing the comparison result regarding the amplitude indicates that the output voltage RSSI exceeds the reference amplitude voltage RSSIref, and “0” indicates that the output voltage RSSI is equal to the reference amplitude voltage RSSIref. The state is shown below.
Further, “1” of “frequency comparison” representing the comparison result of the frequency indicates a state where the oscillation frequency FOSC exceeds the reference frequency Fref, and “0” indicates a state where the oscillation frequency FOSC falls below the reference frequency Fref.

なお、図３においては、フィルタコア部１０２の発振が停止した状態すなわち、出力電圧ＲＳＳＩが基準振幅電圧ＲＳＳＩｒｅｆを下回った状態「０」が一部含まれているが、便宜上、図３（ｃ）をフィルタコア部１０２が発振状態であるときのフィルタ特性信号Ｖｆの発振周波数ＦＯＳＣについてのタイミングチャートとしている。   3 includes a part of the state “0” in which the oscillation of the filter core unit 102 is stopped, that is, the output voltage RSSI is lower than the reference amplitude voltage RSSIref. For convenience, FIG. Is a timing chart for the oscillation frequency FOSC of the filter characteristic signal Vf when the filter core unit 102 is in an oscillating state.

（２）発振時の振幅の制御
本実施形態では、フィルタコア部１０２を調整する際、まず、位相制御部１０８が、アクティブインダクタ１１１の位相を進ませてフィルタコア部１０２を発振状態に制御する。
なお、フィルタコア部１０２を発振状態に制御し得るアクティブインダクタ１１１の位相の進み量を予め検出しこれを初期値として設定しておき、アクティブインダクタ１１１を発振状態に制御する際には、前記初期値をもとに位相制御信号Ｖｇｃｎｔを生成すればよい。
また、ここでは、位相制御部１０８における位相の進み量の初期値のみを設定しているが、可変容量制御部１１７においても、可変容量１１０の容量値の初期値を予め設定しておき、フィルタコア部１０２を発振状態に制御する際に、可変容量１１０の容量値の初期値をもとに可変容量制御信号Ｖｐｃｎｔを生成し、アクティブインダクタ１１１および可変容量１１０ともに、予め設定した初期値に基づき制御を行うことにより、容易に発振状態に制御することができ、且つ所定の振幅を有する発振状態に制御することができる。アクティブインダクタ１１１や可変容量１１０の初期値は、例えば、所望の振幅および周波数を有する発振状態となるように設定すればよい。 (2) Control of amplitude during oscillation In this embodiment, when adjusting the filter core unit 102, first, the phase control unit 108 advances the phase of the active inductor 111 to control the filter core unit 102 to an oscillation state. .
When the advance amount of the phase of the active inductor 111 that can control the filter core unit 102 to the oscillation state is detected in advance and set as an initial value, and the active inductor 111 is controlled to the oscillation state, the initial value The phase control signal Vgcnt may be generated based on the value.
Here, only the initial value of the phase advance amount in the phase control unit 108 is set, but the variable capacitance control unit 117 also sets the initial value of the capacitance value of the variable capacitor 110 in advance, When the core unit 102 is controlled to oscillate, the variable capacitance control signal Vpcnt is generated based on the initial value of the capacitance value of the variable capacitor 110, and both the active inductor 111 and the variable capacitor 110 are based on the preset initial value. By performing the control, the oscillation state can be easily controlled and the oscillation state having a predetermined amplitude can be controlled. The initial values of the active inductor 111 and the variable capacitor 110 may be set so as to be in an oscillation state having a desired amplitude and frequency, for example.

このようにして発振状態になったタイミングを、図３中に時刻ｔ０として示す。フィルタ特性信号Ｖｆは、レベルディテクタ１０４に入力され、ここでＤＣ電圧に変換される。変換後の出力電圧ＲＳＳＩは、コンパレータに１０７において基準振幅電圧ＲＳＳＩｒｅｆと比較される。そして、比較の結果（基準振幅電圧ＲＳＳＩｒｅｆ、出力電圧ＲＳＳＩの大小関係）を示す信号が位相制御部１０８に入力される。
位相制御部１０８では、基準振幅電圧ＲＳＳＩｒｅｆが出力電圧ＲＳＳＩよりも小さい場合、位相制御信号Ｖｇｃｎｔを調整し、アクティブインダクタ１１１を、そのゲインが低下するように動作させる。アクティブインダクタ１１１の特性を調整するタイミングを、図３中にｔ１、ｔ３として示す。 The timing when the oscillation state is set in this way is shown as time t0 in FIG. The filter characteristic signal Vf is input to the level detector 104, where it is converted into a DC voltage. The converted output voltage RSSI is compared with the reference amplitude voltage RSSIref by the comparator 107. A signal indicating the comparison result (reference amplitude voltage RSSIref, output voltage RSSI magnitude relationship) is input to the phase control unit 108.
In the phase control unit 108, when the reference amplitude voltage RSSIref is smaller than the output voltage RSSI, the phase control signal Vgcnt is adjusted, and the active inductor 111 is operated so that the gain thereof decreases. Timings for adjusting the characteristics of the active inductor 111 are shown as t1 and t3 in FIG.

一方、基準振幅電圧ＲＳＳＩｒｅｆが出力電圧ＲＳＳＩより大きい場合、位相制御部１０８は、位相制御信号Ｖｇｃｎｔを、アクティブインダクタ１１１のゲインを高めるように調整する。この調整は、フィルタ特性信号Ｖｆの振幅が基準振幅よりもわずかに高くなるようにすることによって行われる。このアクティブインダクタ１１１の特性を調整するタイミングを、図３中にｔ５で示す。この制御は、フィルタコア部１０２を、常に発振状態と認識できる状態を保つために行われる。
このような構成とすることによって、フィルタコア部１０２に基準となる信号を入力することなく、例えばメモリ等に基準振幅電圧ＲＳＳＩｒｅｆ、基準周波数Ｆｒｅｆを記憶させておくだけで、フィルタコア部１０２から所定の周波数の信号を出力させることができる。 On the other hand, when the reference amplitude voltage RSSIref is larger than the output voltage RSSI, the phase control unit 108 adjusts the phase control signal Vgcnt so as to increase the gain of the active inductor 111. This adjustment is performed by making the amplitude of the filter characteristic signal Vf slightly higher than the reference amplitude. The timing for adjusting the characteristics of the active inductor 111 is indicated by t5 in FIG. This control is performed to keep the filter core unit 102 in a state where it can always be recognized as an oscillation state.
By adopting such a configuration, the reference amplitude voltage RSSIref and the reference frequency Fref are stored in a memory or the like without inputting a reference signal to the filter core unit 102, for example. The signal of the frequency of can be output.

（３）発振時の周波数の制御
周波数比較回路１０３に入力されたフィルタ特性信号Ｖｆは、周波数カウンタ１１２においてディジタル化される。ディジタル化されたフィルタ特性信号Ｖｆの周波数Ｆと基準周波数Ｆｒｅｆとがコンパレータ１１６に入力され、コンパレータ１１６において周波数の大小が比較される。周波数の比較結果（基準周波数Ｆｒｅｆとフィルタ特性信号Ｖｆの周波数との大小関係）を示す信号が、そして可変容量制御部１１７に入力される。 (3) Frequency Control at Oscillation The filter characteristic signal Vf input to the frequency comparison circuit 103 is digitized by the frequency counter 112. The frequency F of the digitized filter characteristic signal Vf and the reference frequency Fref are input to the comparator 116, and the comparator 116 compares the magnitudes of the frequencies. A signal indicating the frequency comparison result (the magnitude relationship between the reference frequency Fref and the frequency of the filter characteristic signal Vf) is input to the variable capacitance control unit 117.

フィルタコア部１０２が発振状態であって、基準周波数Ｆｒｅｆがフィルタ特性信号Ｖｆの発振周波数ＦＯＳＣより大きい場合、可変容量制御部１１７は、発振周波数ＦＯＳＣが大きくなるように可変容量１１０への可変容量制御信号Ｖｐｃｎｔを調整する（この調整タイミングを図３中にｔ７、ｔ９として示す）。
そして、基準周波数Ｆｒｅｆとフィルタ特性信号Ｖｆの発振周波数ＦＯＳＣとの大小関係が逆転したとき（このタイミングを図３中にｔ９として示す）、可変容量制御部１１７は、基準周波数Ｆｒｅｆと発振周波数ＦＯＳＣとが略等しくなるように可変容量制御信号Ｖｐｃｎｔを制御する（図３中に示すｔ１０以降）。 When the filter core unit 102 is in an oscillation state and the reference frequency Fref is higher than the oscillation frequency FOSC of the filter characteristic signal Vf, the variable capacitance control unit 117 controls the variable capacitance to the variable capacitor 110 so that the oscillation frequency FOSC becomes large. The signal Vpcnt is adjusted (this adjustment timing is shown as t7 and t9 in FIG. 3).
When the magnitude relationship between the reference frequency Fref and the oscillation frequency FOSC of the filter characteristic signal Vf is reversed (this timing is indicated as t9 in FIG. 3), the variable capacitance control unit 117 determines that the reference frequency Fref and the oscillation frequency FOSC are The variable capacitance control signal Vpcnt is controlled so as to be substantially equal (after t10 shown in FIG. 3).

なお、基準周波数Ｆｒｅｆと発振周波数ＦＯＳＣとを略等しくする制御としては、本実施形態では可変容量制御信号Ｖｐｃｎｔが連続して複数回出力されることから、以前に出力された可変容量制御信号Ｖｐｃｎｔを再度生成する方法が考えられる。このようにすることによって、基準周波数Ｆｒｅｆとフィルタ特性信号Ｖｆの発振周波数ＦＯＳＣとを略等しくすることができる。   As control for making the reference frequency Fref and the oscillation frequency FOSC substantially equal, in this embodiment, since the variable capacitance control signal Vpcnt is continuously output a plurality of times, the previously output variable capacitance control signal Vpcnt is A method of generating again is conceivable. By doing so, the reference frequency Fref and the oscillation frequency FOSC of the filter characteristic signal Vf can be made substantially equal.

つまり、上述のように、フィルタコア部１０２を発振状態にした後、アクティブインダクタ１１１および可変容量１１０を調整している。また、前述のように、発振状態に制御する際のアクティブインダクタ１１１への位相制御信号Ｖｇｃｎｔを、予め設定した初期値に応じて生成しているため、発振状態における発振周波数は初期値相当の値となるはずである。つまり、基準周波数Ｆｒｅｆが同一であれば、発振周波数ＦＯＳＣと基準周波数Ｆｒｅｆとを一致させるための可変容量１１０の可変容量制御信号Ｖｐｃｎｔの制御量も略同一となるはずである。   That is, as described above, the active inductor 111 and the variable capacitor 110 are adjusted after the filter core unit 102 is oscillated. Further, as described above, since the phase control signal Vgcnt to the active inductor 111 when controlling to the oscillation state is generated according to a preset initial value, the oscillation frequency in the oscillation state is a value corresponding to the initial value. Should be. That is, if the reference frequency Fref is the same, the control amount of the variable capacitor control signal Vpcnt of the variable capacitor 110 for making the oscillation frequency FOSC and the reference frequency Fref coincide should be substantially the same.

したがって、以前に、発振周波数ＦＯＳＣと基準周波数Ｆｒｅｆとを一致させたときの可変容量制御信号Ｖｐｃｎｔを用いて可変容量１１０を制御することによって、より速やかに発振周波数ＦＯＳＣと基準周波数Ｆｒｅｆとを一致させることができることになる。
なお、ここでいう以前に出力された可変容量制御信号Ｖｐｃｎｔとは、例えば直前に出力された可変容量制御信号Ｖｐｃｎｔであっても良いし、予め設定されている所定数前の可変容量制御信号Ｖｐｃｎｔであっても良い。 Therefore, by previously controlling the variable capacitor 110 using the variable capacitor control signal Vpcnt when the oscillation frequency FOSC and the reference frequency Fref are matched, the oscillation frequency FOSC and the reference frequency Fref are matched more quickly. Will be able to.
The previously output variable capacitance control signal Vpcnt here may be, for example, the variable capacitance control signal Vpcnt output immediately before, or a predetermined predetermined number of variable capacitance control signals Vpcnt set in advance. It may be.

一方、基準周波数Ｆｒｅｆがフィルタ特性信号Ｖｆの発振周波数ＦＯＳＣより小さい場合、可変容量制御信号Ｖｐｃｎｔを調整し、発振周波数ＦＯＳＣを小さくする可変容量１１０への可変容量制御信号Ｖｐｃｎｔを生成する。さらに、基準周波数Ｆｒｅｆとフィルタ特性信号Ｖｆの発振周波数ＦＯＳＣの関係が反転した場合、例えば、直前に生成された可変容量制御信号Ｖｐｃｎｔを再度生成する。これにより、基準周波数Ｆｒｅｆとフィルタ特性信号Ｖｆの発振周波数ＦＯＳＣとを略等しくすることができる。
なお、発振周波数と、ノッチ周波数とがずれている場合は、一定量の定数で補正するようにしてもよい。 On the other hand, when the reference frequency Fref is smaller than the oscillation frequency FOSC of the filter characteristic signal Vf, the variable capacitance control signal Vpcnt is adjusted to generate the variable capacitance control signal Vpcnt to the variable capacitor 110 that decreases the oscillation frequency FOSC. Further, when the relationship between the reference frequency Fref and the oscillation frequency FOSC of the filter characteristic signal Vf is inverted, for example, the variable capacitance control signal Vpcnt generated immediately before is generated again. Thereby, the reference frequency Fref and the oscillation frequency FOSC of the filter characteristic signal Vf can be made substantially equal.
If the oscillation frequency is not equal to the notch frequency, it may be corrected with a constant amount.

（４）フィルタ動作
フィルタコア部１０２をフィルタとして動作させるためには、フィルタコア部１０２の発振を停止させる。発振を停止させるため、位相制御部１０８は位相を一定量遅らせる位相制御信号Ｖｇｃｎｔを出力する。この位相を一定量遅らせるタイミングを、図３中にｔ１１として示す。
以上説明した動作にしたがってフィルタコア部１０２を調整することにより、ノッチフィルタのノッチ周波数を調整し、また、Ｑ値と減衰量を調整することができる。
図４は、本発明の一実施形態の動作の説明に供するフローチャートであって、フィルタコア部１０２の減衰量及び周波数を調整した後、フィルタ装置をフィルタとして動作させる時のフローチャートである。 (4) Filter operation In order to operate the filter core unit 102 as a filter, the oscillation of the filter core unit 102 is stopped. In order to stop the oscillation, the phase control unit 108 outputs a phase control signal Vgcnt that delays the phase by a certain amount. The timing for delaying this phase by a certain amount is shown as t11 in FIG.
By adjusting the filter core unit 102 in accordance with the operation described above, the notch frequency of the notch filter can be adjusted, and the Q value and attenuation can be adjusted.
FIG. 4 is a flowchart for explaining the operation of the embodiment of the present invention, and is a flowchart when the filter device is operated as a filter after adjusting the attenuation amount and frequency of the filter core unit 102.

本実施形態では、フィルタコア部１０２の調整時に、まずステップＳ１において、位相制御部１０８がアクティブインダクタ１１１の位相進みを大きくして、フィルタコア部１０２を発振状態に設定する。
次に、ステップＳ２において、減衰量および周波数の調整を行う。すなわち、フィルタ特性信号Ｖｆの振幅を表す出力電圧ＲＳＳＩが基準振幅電圧ＲＳＳＩｒｅｆと一致するように、また、発振周波数ＦＯＳＣが基準周波数Ｆｒｅｆと一致するように、振幅および周波数の調整を行う。 In the present embodiment, when adjusting the filter core unit 102, first, in step S1, the phase control unit 108 increases the phase advance of the active inductor 111 and sets the filter core unit 102 to the oscillation state.
Next, in step S2, attenuation and frequency are adjusted. That is, the amplitude and frequency are adjusted so that the output voltage RSSI representing the amplitude of the filter characteristic signal Vf matches the reference amplitude voltage RSSIref, and the oscillation frequency FOSC matches the reference frequency Fref.

次いで、ステップＳ３に移行し、出力電圧ＲＳＳＩが基準振幅電圧ＲＳＳＩｒｅｆと一致するかを判断し、出力電圧ＲＳＳＩが基準振幅電圧ＲＳＳＩｒｅｆと一致しないときにはステップＳ２に戻って、アクティブインダクタ１１１の位相を制御する。すなわち、位相制御部１０８によって、位相を進めるまたは位相を遅らせる位相制御信号Ｖｇｃｎｔを生成する。   Next, the process proceeds to step S3, where it is determined whether the output voltage RSSI matches the reference amplitude voltage RSSIref. When the output voltage RSSI does not match the reference amplitude voltage RSSIref, the process returns to step S2 to control the phase of the active inductor 111. . That is, the phase control unit 108 generates a phase control signal Vgcnt that advances the phase or delays the phase.

ステップＳ３の処理では同様に、発振周波数ＦＯＳＣと基準周波数Ｆｒｅｆとが一致するかについても判断し、異なる場合にはステップＳ２に戻って、可変容量１１０の位相を調節する。すなわち、可変容量制御部１１７によって、位相を進めるまたは位相を遅らせる可変容量制御信号Ｖｐｃｎｔを生成する。
そして、出力電圧ＲＳＳＩが基準振幅電圧ＲＳＳＩｒｅｆと一致し、且つ、発振周波数ＦＯＳＣと基準周波数Ｆｒｅｆとが一致するまでステップＳ２、およびステップＳ３の処理を繰り返し行って、可変容量１１０およびアクティブインダクタ１１１の位相を調節し、フィルタコア部１０２のゲインおよび周波数の調整を終える。
最後に、ステップＳ４に移行し、位相を一定量遅らせる位相制御信号Ｖｇｃｎｔを生成し、これを出力する。これによりフィルタコア部１０２の発振を停止させる。 Similarly, in the process of step S3, it is also determined whether or not the oscillation frequency FOSC and the reference frequency Fref match. If they are different, the process returns to step S2 to adjust the phase of the variable capacitor 110. That is, the variable capacitance control unit 117 generates a variable capacitance control signal Vpcnt that advances the phase or delays the phase.
Then, the processes of step S2 and step S3 are repeated until the output voltage RSSI matches the reference amplitude voltage RSSIref and the oscillation frequency FOSC and the reference frequency Fref match, and the phase of the variable capacitor 110 and the active inductor 111 is determined. To finish the adjustment of the gain and frequency of the filter core unit 102.
Finally, the process proceeds to step S4, where a phase control signal Vgcnt that delays the phase by a certain amount is generated and output. Thereby, the oscillation of the filter core unit 102 is stopped.

次いで、ステップＳ５に移行し、フィルタ装置を動作させると、フィルタ装置はフィルタとして動作する。
以上説明した本実施形態によれば、可変容量１１０の容量やアクティブインダクタ１１１の位相を自動的に調整し、フィルタ装置のフィルタコア部の減衰量や周波数を自動的に調整することができるアクティブインダクタ有するノッチフィルタ回路を提供することができる。 Next, when the process proceeds to step S5 and the filter device is operated, the filter device operates as a filter.
According to the present embodiment described above, the active inductor capable of automatically adjusting the capacitance of the variable capacitor 110 and the phase of the active inductor 111 and automatically adjusting the attenuation amount and frequency of the filter core portion of the filter device. A notch filter circuit can be provided.

また、本実施形態によれば、スペクトルアナライザなどの外部装置を用いることなく、フィルタ装置の調整を行うことができる。したがって、外部の影響を受けることなく、減衰量と周波数とを制御させることができる。
なお、上記実施形態において、アクティブインダクタ１１１がアクティブインダクタ回路に対応し、フィルタコア部１０２がフィルタ回路に対応し、振幅比較回路１０１、位相制御部１０８、周波数比較回路１０３および可変容量制御部１１７が制御回路に対応している。 Further, according to this embodiment, the filter device can be adjusted without using an external device such as a spectrum analyzer. Therefore, the attenuation and the frequency can be controlled without being affected by the outside.
In the above embodiment, the active inductor 111 corresponds to the active inductor circuit, the filter core unit 102 corresponds to the filter circuit, and the amplitude comparison circuit 101, the phase control unit 108, the frequency comparison circuit 103, and the variable capacitance control unit 117 It corresponds to the control circuit.

また、位相制御部１０８が位相制御回路に対応し、振幅比較回路１０１および位相制御部１０８が位相制御部に対応している。可変容量制御部１１７が容量制御回路に対応し、周波数比較回路１０３および可変容量制御部１１７が可変容量制御部に対応し、可変容量制御信号Ｖｐｃｎｔが容量制御信号に対応している。   The phase control unit 108 corresponds to the phase control circuit, and the amplitude comparison circuit 101 and the phase control unit 108 correspond to the phase control unit. The variable capacitance control unit 117 corresponds to the capacitance control circuit, the frequency comparison circuit 103 and the variable capacitance control unit 117 correspond to the variable capacitance control unit, and the variable capacitance control signal Vpcnt corresponds to the capacitance control signal.

以上説明した本発明は、アクティブインダクタ有するフィルタ回路を本体とする回路であれば、どのような回路にも適用可能であり、フィルタ回路本体を調整することができる。   The present invention described above can be applied to any circuit as long as it has a filter circuit having an active inductor as a main body, and the filter circuit main body can be adjusted.

１０１ 振幅比較回路
１０２ フィルタコア部
１０３ 周波数比較回路
１０４ レベルディテクタ
１０７，１１６ コンパレータ
１０８ 位相制御部
１０９ 抵抗
１１０ 可変容量
１１１ アクティブインダクタ
１１２ 周波数カウンタ
１１７ 容量制御部
ＡＭｐ プラス極性のトランスコンダクタンスアンプ
ＡＭｎ マイナス極性のトランスコンダクタンスアンプ DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 Amplitude comparison circuit 102 Filter core part 103 Frequency comparison circuit 104 Level detector 107,116 Comparator 108 Phase control part 109 Resistance 110 Variable capacity 111 Active inductor 112 Frequency counter 117 Capacity control part AMp Positive polarity transconductance amplifier AMn Negative polarity transformer Conductance amplifier

Claims (17)

内部にアクティブインダクタ回路を含むフィルタ回路と、
前記アクティブインダクタ回路を調整して前記フィルタ回路の特性を制御する制御回路と、を備え、
前記制御回路は、前記フィルタ回路の特性が制御される間、前記フィルタ回路を発振状態にすることを特徴とするフィルタ装置。 A filter circuit including an active inductor circuit therein;
A control circuit that adjusts the active inductor circuit to control the characteristics of the filter circuit,
The filter device, wherein the control circuit puts the filter circuit into an oscillation state while the characteristics of the filter circuit are controlled. 前記フィルタ回路は、ノッチフィルタ回路であることを特徴とする請求項１記載のフィルタ装置。   The filter device according to claim 1, wherein the filter circuit is a notch filter circuit. 前記ノッチフィルタ回路は、可変容量と、前記アクティブインダクタ回路と、を含んで構成されることを特徴とする請求項２記載のフィルタ装置。   The filter device according to claim 2, wherein the notch filter circuit includes a variable capacitor and the active inductor circuit. 前記制御回路は、
前記発振状態にあるときの前記フィルタ回路が出力する発振信号の振幅にしたがって前記アクティブインダクタ回路の位相を制御する位相制御信号を生成する位相制御部と、
前記発振信号の周波数にしたがって、前記可変容量の容量値を制御する容量制御信号を生成する可変容量制御部と、を備えることを特徴とする請求項３記載のフィルタ装置。 The control circuit includes:
A phase control unit that generates a phase control signal that controls the phase of the active inductor circuit according to the amplitude of the oscillation signal output by the filter circuit when in the oscillation state;
The filter device according to claim 3, further comprising: a variable capacitance control unit that generates a capacitance control signal for controlling a capacitance value of the variable capacitor according to a frequency of the oscillation signal. 前記位相制御部は、基準として設定された振幅である基準振幅と前記発振信号の振幅とを比較する振幅比較回路と、
当該振幅比較回路による比較結果に基づいて前記位相制御信号を生成する位相制御回路と、を備え、
前記可変容量制御部は、基準として設定された周波数である基準周波数と前記発振信号の周波数とを比較する周波数比較回路と、
前記周波数比較回路による比較結果に基づいて前記容量制御信号を生成する容量制御回路と、を備えることを特徴とする請求項４記載のフィルタ装置。 The phase control unit compares an amplitude of the oscillation signal with a reference amplitude that is an amplitude set as a reference; and
A phase control circuit that generates the phase control signal based on a comparison result by the amplitude comparison circuit, and
The variable capacity control unit compares a reference frequency that is a frequency set as a reference with the frequency of the oscillation signal, and
The filter device according to claim 4, further comprising: a capacitance control circuit that generates the capacitance control signal based on a comparison result by the frequency comparison circuit. 前記位相制御回路は、前記可変容量の容量値が制御される間、前記フィルタ回路を発振状態にすることを特徴とする請求項５記載のフィルタ装置。   6. The filter device according to claim 5, wherein the phase control circuit puts the filter circuit into an oscillation state while the capacitance value of the variable capacitor is controlled. 前記位相制御回路は、前記振幅比較回路における比較の結果、前記基準振幅が前記発振信号の振幅よりも大きい場合、前記アクティブインダクタ回路の位相を遅らせる前記位相制御信号を生成し、前記基準振幅が前記発振信号の振幅よりも小さい場合、前記アクティブインダクタ回路の位相を進める前記位相制御信号を生成することを特徴とする請求項５または請求項６記載のフィルタ装置。   The phase control circuit generates the phase control signal for delaying the phase of the active inductor circuit when the reference amplitude is larger than the amplitude of the oscillation signal as a result of the comparison in the amplitude comparison circuit, and the reference amplitude is 7. The filter device according to claim 5, wherein the phase control signal for advancing the phase of the active inductor circuit is generated when the amplitude of the oscillation signal is smaller than the amplitude of the oscillation signal. 前記容量制御回路は、前記基準周波数が前記発振信号の周波数よりも大きい場合、前記発振信号の周波数を大きくする前記容量制御信号を生成し、前記基準周波数が前記発振信号の周波数よりも小さい場合、前記発振信号の周波数を小さくする前記容量制御信号を生成することを特徴とする請求項５から請求項７のいずれか１項に記載のフィルタ装置。   The capacitance control circuit generates the capacitance control signal for increasing the frequency of the oscillation signal when the reference frequency is higher than the frequency of the oscillation signal, and when the reference frequency is lower than the frequency of the oscillation signal, The filter device according to any one of claims 5 to 7, wherein the capacitance control signal for reducing the frequency of the oscillation signal is generated. 前記容量制御回路は、前記容量制御信号を連続して複数回生成し、
前記発振信号の周波数が前記基準周波数と異なる場合、以前に生成された前記容量制御信号と同一制御量の容量制御信号を生成することを特徴とする請求項８に記載のフィルタ装置。 The capacity control circuit continuously generates the capacity control signal a plurality of times,
9. The filter device according to claim 8, wherein when the frequency of the oscillation signal is different from the reference frequency, a capacitance control signal having the same control amount as the previously generated capacitance control signal is generated. 前記容量制御回路は、前記基準周波数と前記発振信号の周波数とが略同一となるように前記可変容量の容量値を制御する前記容量制御信号を生成することを特徴とする請求項８又は９記載のフィルタ装置。   10. The capacitance control circuit generates the capacitance control signal for controlling the capacitance value of the variable capacitor so that the reference frequency and the frequency of the oscillation signal are substantially the same. Filter device. 前記フィルタ回路の特性が制御された後、当該フィルタ回路は、発振状態を停止してフィルタ動作することを特徴とする請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載のフィルタ装置。   11. The filter device according to claim 1, wherein after the characteristics of the filter circuit are controlled, the filter circuit stops the oscillation state and performs a filter operation. 内部にアクティブインダクタ回路を含むフィルタ回路と、
前記アクティブインダクタ回路を調整して前記フィルタ回路の特性を制御する制御回路と、を備えるフィルタ装置の制御方法であって、
前記フィルタ回路の特性が制御される間、前記フィルタ回路を発振状態にすることを特徴とするフィルタ装置の制御方法。 A filter circuit including an active inductor circuit therein;
A control circuit that adjusts the active inductor circuit to control the characteristics of the filter circuit, and a control method for a filter device comprising:
A control method for a filter device, wherein the filter circuit is oscillated while the characteristics of the filter circuit are controlled. 前記フィルタ回路は、ノッチフィルタ回路であることを特徴とする請求項１２に記載のフィルタ装置の制御方法。   13. The method of controlling a filter device according to claim 12, wherein the filter circuit is a notch filter circuit. 前記フィルタ回路を発振状態に設定する発振状態設定ステップと、
前記発振状態にあるときの前記フィルタ回路が出力する発振信号の振幅が基準振幅と同じになるように、および、前記フィルタ回路が出力する発振信号の周波数が基準周波数と同じになるように、前記フィルタ回路の容量および周波数を調整する調整ステップと、
前記フィルタ回路の発振状態を停止する発振状態停止ステップと、を備えることを特徴とする請求項１２または請求項１３に記載のフィルタ装置の制御方法。 An oscillation state setting step for setting the filter circuit to an oscillation state;
The amplitude of the oscillation signal output by the filter circuit when in the oscillation state is the same as the reference amplitude, and the frequency of the oscillation signal output by the filter circuit is the same as the reference frequency. An adjustment step for adjusting the capacitance and frequency of the filter circuit;
The method for controlling a filter device according to claim 12, further comprising: an oscillation state stop step for stopping an oscillation state of the filter circuit. 前記調整ステップは、
前記発振信号の振幅および周波数の初期値を設定する初期値設定ステップと、
前記発振信号の振幅と前記基準振幅とを比較し前記発振信号の振幅と前記基準振幅とが異なる場合は前記アクティブインダクタの位相を調節し、且つ、前記発振信号の周波数と前記基準周波数とを比較し前記発振信号の周波数と前記基準周波数とが異なる場合は前記可変容量の容量値を調節する調節ステップと、を含み、
前記発振信号の振幅が前記基準振幅と同じになるように、および前記発振信号の周波数が前記基準周波数と同じになるように、前記調節ステップを複数回繰り返し行うことを特徴とする請求項１４に記載のフィルタ装置の制御方法。 The adjustment step includes
An initial value setting step for setting initial values of the amplitude and frequency of the oscillation signal;
The amplitude of the oscillation signal is compared with the reference amplitude, and if the amplitude of the oscillation signal is different from the reference amplitude, the phase of the active inductor is adjusted, and the frequency of the oscillation signal is compared with the reference frequency And an adjusting step for adjusting a capacitance value of the variable capacitor when the frequency of the oscillation signal and the reference frequency are different from each other.
15. The adjustment step is repeated a plurality of times so that the amplitude of the oscillation signal is the same as the reference amplitude and the frequency of the oscillation signal is the same as the reference frequency. The control method of the filter apparatus as described. 前記調節ステップは、
前記発振信号の振幅が前記基準振幅よりも大きい場合、前記アクティブインダクタの位相を進め、前記発振信号の振幅が基準振幅よりも小さい場合、前記アクティブインダクタの位相を遅らせる位相調節ステップと、
前記基準周波数が前記発振信号の周波数よりも大きい場合、前記発振信号の周波数を上げ、前記基準周波数が前記発振信号の周波数よりも小さい場合、前記発振信号の周波数を下げる周波数調節ステップと、を含むことを特徴とする請求項１５に記載のフィルタ装置の制御方法。 The adjusting step includes
A phase adjusting step of advancing the phase of the active inductor when the amplitude of the oscillation signal is larger than the reference amplitude, and delaying the phase of the active inductor when the amplitude of the oscillation signal is smaller than the reference amplitude;
Adjusting the frequency of the oscillation signal when the reference frequency is higher than the frequency of the oscillation signal, and adjusting the frequency of decreasing the frequency of the oscillation signal when the reference frequency is lower than the frequency of the oscillation signal. The method for controlling a filter device according to claim 15. 前記フィルタ回路の特性が制御された後、当該フィルタ回路は、発振状態を停止してフィルタ動作することを特徴とする請求項１２から請求項１６のいずれか１項に記載のフィルタ装置の制御方法。   The method of controlling a filter device according to any one of claims 12 to 16, wherein after the characteristics of the filter circuit are controlled, the filter circuit stops the oscillation state and performs a filter operation. .
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JP2018056973A (en) * 2016-09-30 2018-04-05 サクサ株式会社 Radio communication device
JP2020536468A (en) * 2017-10-17 2020-12-10 三菱電機株式会社 Filter with virtual inductor

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