JP3890189B2 - リップルフィルタ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はリップルフィルタに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来例のリップルフィルタを図３に例示して説明する。
このリップルフィルタは直流電源用で入力端子１０１に入力電源のプラス側が接続され、出力端子１０２にはＶＣＯ等の負荷が接続される。抵抗器Ｒ３とコンデンサＣ３とによって時定数が決定されるローパスフィルタが構成されている。コンデンサＣ３の両端電圧は入力電源側のリップル成分が抑圧されており、この電圧によりエミッタフォロア接続のトランジスタＱ３が制御され、出力端子１０２からはリップル成分が抑圧された出力電圧が出力されるのである。
起動時には、入力電源がオンとなった瞬間にコンデンサＣ３には抵抗器Ｒ３を介して充電電流が流れ始め、コンデンサＣ３の両端電圧は、抵抗器Ｒ３の抵抗値ＲとコンデンサＣ３の容量値Ｃとによって決定される時定数で立ち上がることになる。
【０００３】
そして、コンデンサＣ３の両端電圧の立ち上がりの初期段階におけるコンデンサＣ３への充電時間を短縮するために、前記抵抗器Ｒ３にはダイオードＤ３が順方向に並列接続されている。
従って、前記ダイオードＤ３に順方向電流が流れている間は出力電圧は未だ安定していないことになる。
以上のような構成のリップルフィルタは、ＶＣＯの電源電圧を安定させるためにも用いられている。そして、このようなＶＣＯの出力電圧をシステムクロックとして用いるように構成されているデジタル式の周波数シンセサイザ（いわゆるＤＤＳ）においては、当該周波数シンセサイザからデータを送出させるためには前記ＶＣＯの起動が必須条件となる。また、前記デジタル式の周波数シンセサイザのようにゲートアレイ構成の回路においてはシステムクロックが入力されていないとデータを受け付けないように構成されている。
【０００４】
そのため、ＶＣＯの電源電圧が安定した後であって、且つ、ＶＣＯの発振起動時間が経過してから、前記周波数シンセサイザからの出力信号を有効とするようにタイミングを制御する必要がある。そのために、ＶＣＯの出力電圧の変化範囲の設定により、ＰＬＬ回路のキャプチャーレンジから外れる場合には起動時に強制的にＰＬＬ回路のロック電圧を一定の電圧とするための回路（通称キック回路と称される回路）が用いられている。
そして、ＶＣＯの電源電圧が安定するまで前記キック回路によってロック電圧を操作し続ける必要がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
一方、従来のリップルフィルタにおいては、起動直後の状態において電源電圧が安定したか否かを知ることができないとともに、前記キック回路によるロック電圧の操作時間が短すぎると不具合が発生するので、前記キック回路によるロック電圧の操作時間は十分なマージンを見込んで長めに設定せざるをえなかった。
従って、前記周波数シンセサイザからの出力信号を有効とするまでの時間が無駄に長くなって起動時間が長くなるという問題があった。
また、以上のようなＶＣＯの例以外にも、低周波増幅装置等においても、電源電圧が安定するまでは出力にポップ音が出ることがあるという問題もあった。
【０００６】
そこで、本発明は、ＶＣＯや低周波増幅装置の電源に用いられるリップルフィルタを改善して、起動直後の状態において電源電圧が安定したタイミングを知ることのできる技術を提供して、ＶＣＯを用いた装置や低周波増幅装置の特性を改善することを目的としてなされたものである。
【０００７】
本発明の請求項１のリップルフィルタにおいては、抵抗器とコンデンサとが直列接続されたローパスフィルタを含み、入力電源に含まれるリップル成分を除去して出力するように構成されたリップルフィルタにおいて、前記ローパスフィルタの抵抗器の両端にトランジスタのエミッタとベースとを順方向に並列接続するとともに、前記トランジスタのコレクタから前記抵抗器と前記コンデンサとの接続点の電圧情報を出力するように構成したことを特徴としている。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明にかかるリップルフィルタを、その実施の形態を示した図面に基づいて詳細に説明する。
【００１０】
図１は、本発明のリップルフィルタの実施の形態を電源回路に用いた周波数シンセサイザの構成図であり、電源装置１と、リップルフィルタ２と、ＶＣＯ３と、このＶＣＯ３を含んだＰＬＬ回路４と、デジタル式の周波数シンセサイザ（以後単にＤＤＳと略称する。）５と、これらの回路を制御するためのマイクロコンピュータ（以下単にＣＰＵと略称する。）６とから構成されている。
【００１１】
前記電源装置１は交流電源を整流して直流電圧を供給するものであるが、出力される直流電圧には若干のリップル成分が含まれている。
リップルフィルタ２は前記電源装置１から出力される直流電圧を入力電源として、リップル成分を除去して前記ＶＣＯ３の電源として供給するものであり、抵抗器Ｒ１とコンデンサＣ１とからなるローパスフィルタと、コレクタが電源入力端子ＩＮに接続され、エミッタが出力端子ＯＵＴに接続され、ベースが前記抵抗器Ｒ１とコンデンサＣ１の接続点Ｐ１に接続された第１のトランジスタＱ１と、ベースが抵抗器Ｒ２を介して前記抵抗器Ｒ１とコンデンサＣ１の接続点Ｐ１に接続され、エミッタが電源入力端子ＩＮに接続され、コレクタが検出端子ＤＥＴに接続された第２のトランジスタＱ２とから構成されている。なお、前記抵抗器Ｒ２の抵抗値は抵抗器Ｒ１の抵抗値より十分に小さい値としておく。
このリップルフィルタ２の検出端子ＤＥＴから出力される検出電圧もしくは変化するタイミングは、前記ＣＰＵ６によって監視されている。
【００１２】
ＶＣＯ３は前記出力端子ＯＵＴから直流電圧が供給されると作動する電圧制御発振器である。ＰＬＬ回路４は前記ＶＣＯ３を含んでＰＬＬ発振回路を構成し、その出力周波数をＤＤＳ５のシステムクロックとして出力する。
ＤＤＳ５は、前記ＶＣＯ３から出力されるシステムクロックに基づいて周波数データメモリをアクセスして所定の周波数を直接生成して出力するように構成されている。このＤＤＳ５の出力信号が有効とされるタイミングは前記ＣＰＵ６によって制御される。
以上の構成においては、トランジスタＱ２は、請求項１におけるトランジスタに相当する構成である。
【００１３】
上記構成において、
前記電源装置１から直流電圧が出力され始めた起動直後の状態においては、
コンデンサＣ１の両端電圧はほぼ０ボルトであるので、トランジスタＱ２はオンされてベース電流が流れる。従って、前記コンデンサＣ１には、前記抵抗器Ｒ１を介して充電が開始されるとともに、前記トランジスタＱ２と抵抗器Ｒ２からも充電電流が供給される。このとき、前記抵抗器Ｒ２の抵抗値は抵抗器Ｒ１の抵抗値より十分に小さい値とされているので、従来例の図３におけるダイオードＤ３と同様に充電時間が短縮される。
また、前記トランジスタＱ２がオンされている間は、前記検出端子ＤＥＴにはコレクタを介して検出電圧が出力されるので、ＣＰＵ６によってこの検出端子ＤＥＴを監視することによってリップルフィルタ２の出力電圧が安定するタイミングを知ることができる。リップルフィルタ２の出力電圧が安定すると、ＶＣＯ３の電源電圧も安定するのでＰＬＬ回路４から出力される発振周波数も安定する。従って、ＰＬＬ回路４から出力される発振周波数をシステムクロックとして作動するＤＤＳ５の動作も確実となる。
【００１４】
そして、コンデンサＣ１への充電が所定のレベルに達するとトランジスタＱ２はオフされて、検出端子ＤＥＴから検出電圧は出力されなくなる。
即ち、ＣＰＵ６によって前記検出端子ＤＥＴを監視することによってコンデンサＣ１の両端電圧、もしくは抵抗器Ｒ１とコンデンサＣ１との接続点Ｐ１の電圧情報を知ることができるのである。
そこで、起動直後の前記検出電圧が出力されている間はＣＰＵ６によって前記ＤＤＳ５の出力信号を無効にし、前記検出電圧が出力されなくなったタイミングでＤＤＳ５の出力を有効とするように制御することによって、無駄に長い時間待機することなく、必要にして十分に短い時間でＤＤＳ５の出力を有効とすることができるのである。
【００１５】
従って、図１の構成の周波数シンセサイザによれば、出力信号のＣ／Ｎ比が向上するとともに、起動後に短時間で電源電圧を安定させて出力信号のロックアップを高速化することができる。さらに、前記検出電圧によって出力信号を有効にするタイミングを制御するために確実な起動が実現できる。
なお、前記ＣＰＵ６を介しての制御に代えて、前記検出端子ＤＥＴの検出電圧によって直接ＤＤＳ５の出力信号の有効／無効を制御するように構成してもよい。
【００１６】
また、前記抵抗器Ｒ１とコンデンサＣ１の接続点Ｐ１の電圧情報を監視することは、抵抗器Ｒ１もしくはコンデンサＣ１の両端電圧を監視することや、抵抗器Ｒ１に並列接続したダイオードやトランジスタのオン／オフ状態を直接もしくは間接的に監視することによっても実現することができる。
請求項１にいうところの出力手段としては、図１に示したトランジスタＱ２に代えて、フォトカプラ等を用いることも可能である。
【００１７】
また、図２に示したように、本発明によるリップルフィルタ２を、電源装置１から低周波増幅回路７への電源ラインに挿入し、前記抵抗器Ｒ１とコンデンサＣ１の接続点Ｐ１の電圧情報によって、前記低周波増幅回路７の出力信号をミュートする等の制御を行うことによって、起動時の出力信号に含まれるポップ音の発生を防止することも可能になる。
【００１８】
【発明の効果】
本発明のリップルフィルタによれば、ローパスフィルタを構成する抵抗器とコンデンサとの接続点の電圧情報を出力するために、トランジスタを用いるので簡単な回路構成でリップルフィルタの出力電圧が安定するタイミングを知ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかるリップルフィルタの実施の形態を電源回路に用いた周波数シンセサイザの構成図である。
【図２】本発明にかかるリップルフィルタの実施の形態を電源回路に用いた低周波増幅装置の構成図である。
【図３】従来例のリップルフィルタの構成図である。
【符号の説明】
１ 電源装置
２ リップルフィルタ
３ ＶＣＯ
４ ＰＬＬ回路
５ デジタル式の周波数シンセサイザ（ＤＤＳ）
６ マイクロコンピュータ（ＣＰＵ）
Ｒ１ 抵抗器
Ｃ１ コンデンサ
Ｐ１ 接続点
Ｑ１ 第１のトランジスタ
Ｑ２ 第２のトランジスタ、ダイオード、出力手段

Claims (1)

1. 抵抗器とコンデンサとが直列接続されたローパスフィルタを含み、入力電源に含まれるリップル成分を除去して出力するように構成されたリップルフィルタにおいて、
   前記ローパスフィルタの抵抗器の両端にトランジスタのエミッタとベースとを順方向に並列接続するとともに、
   前記トランジスタのコレクタから前記抵抗器と前記コンデンサとの接続点の電圧情報を出力するように構成したこと
   を特徴とするリップルフィルタ。

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