JP3135374B2 - 周波数特性自動調整回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、周波数特性を外部か
ら制御してフィルタ回路の周波数特性を自動的に所望の
特性に調整する周波数特性自動調整回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の周波数特性を自動的に調整する回
路には、特開平６３−１８４４１２号公報に記載されて
いるような回路があり、図３はこのシステムを示すもの
である。基準信号発生回路３０において、時定数検出回
路３１の動作クロックを発生する。時定数検出回路３１
ではこのクロックにより、フィルタに用いる時定数と相
関のある時定数を充放電し、鋸状の山形波形を作成し
て、この波形のピーク値をホールドし、時定数の情報を
直流電圧の情報に変換する。時定数検出回路３１で変換
された直流電圧を直流比較回路３２に入力し、所定の内
蔵電圧と比較する。比較結果を外付けのコンデンサＣｏ
にて平滑し、その直流電圧に基づいて時定数検出回路３
１の充放電電流を制御する。

【０００３】したがって、この時定数調整電流は、所望
の値から時定数が変動したり、ばらついたりしたとき
に、その誤差をキャンセルするように変化し、フィルタ
の周波数特性はそのような場合でも一定かつ安定にな
る。

【０００４】フィルタリングする入力信号を入力端子Ｉ
Ｎから入力されたフィルタ回路３３は、その周波数特性
を外部から制御可能である。図３のフィルタ回路３３は
電流制御形とする。直流比較回路３２により作成された
時定数調整電流は、フィルタ回路３３にも供給し、フィ
ルタ内の時定数ばらつきをキャンセルして、出力端子Ｏ
ＵＴに常に一定の安定した周波数特性を持った出力が得
られるようにする。

【０００５】図３のシステムでは、調整後のフィルタ特
性が所望の特性からずれ易いという根本的な弱点があ
る。その原因の１つは、調整すべきフィルタ回路３３の
時定数と時定数検出回路３１で検出する時定数が通常同
一にはできない点にある。もう１つはフィルタ回路３３
の動作はリニアな領域であるのに対し、時定数検出回路
３１の動作はスイッチング領域なので、正確にフィルタ
の時定数とトラッキングが取れないという点である。実
際のＩＣ回路ではこの調整誤差は１０％以上にも達す
る。

【０００６】また、時定数検出回路３１をフィルタ回路
３３と同様の回路で構成し、特性のトラッキングに努め
たとしても、上記理由により完全に動作が一致していな
いので、温度ドリフトを起こし易い。常温±５０℃の温
度範囲で、ドリフトが数％となるのが一般的である。こ
れがフィルタの仕様限界を超えることさえある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記した従来の周波数
特性自動調整回路では、調整後のフィルタ特性が所望の
特性からずれ易いというほかに、温度ドリフトを起こし
易いという問題があった。

【０００８】この発明は、ドリフトや調整誤差が発生し
にくくするとともに、基準信号に対する制約の少ない、
周波数特性自動調整回路を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明の周波数特性自
動調整回路では、時分割で調整とフィルタリングを行
い、調整期間では基準信号を入力信号同様フィルタ回路
に通し、このフィルタ回路内から出力可能な移相信号を
取り出し、基準信号と移相信号を位相比較して、まず基
準信号でフィルタを調整し、フィルタ処理する期間では
所望の周波数に、ある所定の比で調整値をシフトするこ
とにした。

【００１０】

【作用】上記した手段により、基準信号をフィルタに通
すことから入力信号に対する動作と全く同じになり、動
作状態の違いによる誤差が発生しない。また、基準信号
に対して調整した後にフィルタ回路の周波数特性をシフ
トするので、所定の比にドリフトがなければ、ドリフト
も発生しない。

【００１１】

【実施例】以下、この発明の実施例につき、図面を参照
して詳細に説明する。図１はこの発明の一実施例を示
す、システム図である。図１において、入力信号をスイ
ッチＳＷの一方の固定端子Ｓａを入力端子ＩＮに接続
し、他方の固定端子Ｓｂを基準信号発生回路１０の基準
信号出力に接続する。スイッチＳＷの出力端子Ｓｃを、
外部から周波数特性の制御が可能なフィルタ回路１１に
入力する。フィルタ回路１１は内部信号により、入力さ
れた信号に対して、位相が０度の信号と９０度の信号を
それぞれ出力する。各位相信号を位相比較回路１２に入
力し、比較結果を外付けのコンデンサＣｏにより平滑す
る。平滑電圧に基づいて直流電流源ＩＢの電流を制御す
る。直流電流源ＩＢの電流は、ＤＡコンバーター（ＤＡ
Ｃ）回路１３の基準電流としてここに流す。

【００１２】ＤＡＣ回路１３の出力電流Ｉｏは、フィル
タ回路１１の周波数特性を制御する制御端子に接続す
る。ＤＡＣ回路１３はデコード値制御回路１４からの信
号を入力する。デコード値制御回路１４，スイッチＳＷ
および位相比較回路１２は外部からの制御端子Ｃｔに供
給された調整タイミングパルスＰａにより動作状態を制
御する。

【００１３】図１に構成されたシステムを、ＳＥＣＡＭ
方式テレビジョン受像機に用いられるベルフィルタに適
応した場合を例にとり、その動作を説明する。基準信号
発生回路１０は、ＰＡＬ方式色副搬送波発振回路の発振
信号ｆｓｃを用いるものとする。また、調整タイミング
パルスＰａは垂直帰線期間のブランキング信号であると
想定し、フィルタ回路１１は電流制御可能なベルフィル
タとする。調整タイミングパルスＰａにより垂直帰線期
間にフィルタ回路１１の自動調整を行い、それ以外の期
間では所望の周波数特性で動作する状態について説明す
る。

【００１４】垂直帰線期間ではスイッチＳＷは固定端子
Ｓｂ側に倒れ基準信号を出力しており、位相比較回路１
３は動作状態、デコード値制御回路１２ではＤＡＣ回路
１３に対し基準信号に対応するデータを出力している。
基準信号発生回路１０から出力された基準信号は、スイ
ッチＳＷを通りフィルタ回路１１に供給する。このと
き、フィルタ回路１１の内部に、基準信号に対し０度の
位相を持つ信号と９０度の位相を持つ信号が存在する。
これら信号を取り出し、位相比較回路１２に入力する。
フィルタの特性が設定した周波数特性通りになっていれ
ば、０度と９０度の位相差を持つが、設定からずれてい
る場合には、９０度位相の信号が現実には９０度からず
れる。位相比較回路１２ではこのずれを検出し、コンデ
ンサＣｏにより平滑し、直流電圧を発生する。

【００１５】この直流電圧によりＤＡＣ回路１３の基準
電流である直流電流源ＩＢの電流を制御する。ＤＡＣ回
路１３のデコード値が１０進数で「３０」という値であ
るとすると、出力電流Ｉｏは「３０」という正規化され
た値をもつことになる。直流電流源ＩＢの電流変化によ
り「３０」という値は変化しないが、出力電流Ｉｏの絶
対値は変化する。従って、周波数特性が設計した値から
ずれている場合には、位相誤差により、ＩＢすなわちＩ
ｏが増減し、フィルタ周波数特性を制御する。最終的に
このシステムが収束する点は０度と９０度信号の位相差
が正確に９０度になる点であり、この点は正確に基準信
号の周波数と一致する。

【００１６】調整期間外でスイッチＳＷは入力信号側に
倒れ、位相比較回路１２はカットオフし、デコード値制
御回路１４は調整データとある比にある数になるようデ
ータを出力する。位相比較回路１２はカットオフであ
り、コンデンサＣｏの容量に対し充放電を行わない。従
って、コンデンサＣｏの電位は保持され、直流電流源Ｉ
Ｂへの制御状態を保持し、その電流値も保持する。この
期間でＤＡＣ回路１３のデコード値は１０進数で「２
９」であるとすると、調整期間の値から「２９／３０」
に電流が減少することになる。従って、フィルタの制御
電流Ｉｏが変化することから、フィルタの周波数特性も
「２９／３０」だけシフトする。シフトした後は入力信
号に対して所望の特性が得られるようにデコードしてあ
るので、ベルフィルタとして良好に動作する。

【００１７】このようにすると、調整の対象であるフィ
ルタ回路１１に基準信号を通し、出力を検出することが
できるので、時定数検出回路３１とフィルタ回路３３の
間で発生した、トラッキングエラーをなくすことができ
る。また、常にフィルタの周波数特性そのものをチェッ
クするので、従来動作モードの違いに起因していたドリ
フトを追放することができる。

【００１８】図２の周波数特性図を用いてさらに説明す
る。ー例としたベルフィルタは、図２に示すような釣り
鐘形をしており、中心周波数で位相回転が起こる。例え
ば２次伝達関数で表現されるような伝達関数をフィルタ
回路１１が持つとすると、フィルタ回路１１の内部に
は、バンドパス系のフィルタであれば中心周波数で、ロ
ーパス・ハイパス系のフィルタであれば−３ｄＢ周波数
で９０度の位相回転を発生する回路部分がある。その部
分から信号を抽出すればよい。

【００１９】まず調整期間ではＰＡＬのｆｓｃである
４．４３３６１９ＭＨｚを入力し、フィルタ回路１１の
中心周波数がｆｓｃに等しくなるよう調整する。その後
入力信号を通過させる期間ではデコード値のシフトによ
りｆｓｃ×２９／３０＝４．２８５８MHz とする。ベル
フィルタの規格では中心周波数は４．２８６ＭＨｚであ
り、上記値は２００Ｈｚ程ずれている。このずれは現実
的には無視できるオーダーであり、実動作上全く問題に
ならない。別に、ＤＡＣ回路１３の各ビットに対する重
み付けを行えば、この２００Ｈｚ誤差もゼロにすること
ができる。

【００２０】このようにすれば、ＰＡＬのｆｓｃを使っ
てベルフィルタの調整を行うことができ、温度やばらつ
きに対して安定な特性を得ることができる。

【００２１】上記した実施例では、ＳＥＣＡＭ方式テレ
ビジョン受像器のベルフィルタを用いたが、他のフィル
タについても同様に調整が可能である。故意に自動調整
の収束点を変えたい場合にはデコード値を変えればよ
く、ＤＡＣ回路１３のビット精度との関係において最適
に設定することが可能である。

【００２２】ベルフィルタに適用する場合のデコード値
も「２９／３０」にとどまらず、様々な設定値が考えら
れる。例えば、２９／３０の整数倍値である、２９・Ｎ
／３０・Ｎ（Ｎ＝１，２…）やその前後の値である、
（２９・Ｎ±１）／（３０・Ｎ±１）（複合同順）など
が候補として上げられる。

【００２３】以上の説明では、基準信号としてｆｓｃ信
号を用いたが、他の信号を用いてもこの発明の主旨に逸
脱しない範囲で種々変形可能である。たとえば、整数比
のデコード値によるシフトで周波数特性をシフトするこ
とができるので、基準周波数に対する制約も非常に少な
い。

【００２４】また、特にバンドパス系のフィルタを調整
するときに問題になるのは、調整を開始するときにフィ
ルタのずれが大きく、基準信号がフィルタの阻止領域に
入っているときである。このようなときは、位相比較器
の入力信号レベルが微小になる可能性があるので、これ
を増幅するために増幅回路をそれぞれの位相信号に対し
挿入しておけば良い。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように、この発明の周波数
特性自動調整回路によれば、ドリフトや調整誤差が発生
せず、かつ基準信号に対する制約が少ない、周波数特性
の自動調整が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例を示すシステム図。

【図２】図１を説明するための特性図。

【図３】従来のシステム図。

【符号の説明】

ＩＮ…入力端子、１０…基準信号発生回路、１１…フィ
ルタ回路、１２…位相比較回路、１３…ＤＡＣ回路、１
４…デコード値制御回路、ＳＷ…スイッチ、Ｃｔ…制御
端子。

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H03L 7/00 H03H 7/24 H04N 9/66

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外部からその特性の制御が可能であると
   ともに、内部に入力された信号に基づいて位相差を持っ
   た信号をそれぞれ生成する機能を備えたフィルタ回路
   と、 前記フィルタ回路の入力信号の経路を、フィルタリング
   すべき信号と基準信号発生回路からの基準信号とを選択
   的に切り換えるスイッチ手段と、 前記フィルタ回路の内部から９０度の位相差を持つ信号
   を取り出す手段と、 前記９０度位相差を持つ各信号を位相比較する比較回路
   と、 前記比較回路比較結果に基づき制御される基準バイアス
   を発生する基準バイアス発生手段と、 前記基準バイアス発生手段の基準バイアスに比例した第
   １のデコードバイアス値を出力するＤ／Ａ変換回路と、 前記Ｄ／Ａ変換回路の出力によりフィルタ特性を制御す
   る手段と、 前記Ｄ／Ａ変換回路のデコードバイアス値を、第１の値
   からこれと異なる第２の値に切り換える制御回路と、 前記Ｄ／Ａ変換回路、位相比較回路およびスイッチ手段
   の状態を切り換えるタイミング制御手段とからなること
   を特徴とする周波数特性自動調整回路。
2. 【請求項２】 前記フィルタ回路内で生成される異なる
   信号の位相差は、９０度であることを特徴とする請求項
   １記載の周波数特性自動調整回路。
3. 【請求項３】 基準信号にＰＡＬ方式ＴＶ信号の色副搬
   送波を用い、フィルタ回路にＳＥＣＡＭ方式ベルフィル
   タ回路を用い、第１のデコード値を３０（１０進数）の
   整数倍に、第２のデコード値を２９（１０進数）の整数
   倍にとり、タイミング制御を垂直帰線期間に行うことを
   特徴とする請求項１記載の周波数特性自動調整回路。
4. 【請求項４】 第１のデコード値を３０（１０進数）の
   整数倍±１とし、第２のデコード値を２９（１０進数）
   の整数倍±１（複合同順）とすることを特徴とする請求
   項１記載の周波数特性自動調整回路。