JPS5938760Y2 - band pass filter - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は、入力信号に、特定の周波数成分が含１れて
いるかどうかを検出する回路に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION This invention relates to a circuit that detects whether an input signal contains a specific frequency component.

電気信号から特定の周波数成分のみを選別する従来のバ
ンドパスフィルタは、急峻な減衰特性を得るのに苦労す
る。Conventional bandpass filters that select only specific frequency components from electrical signals have difficulty achieving steep attenuation characteristics.

本考案者は、例えばＦＭ受信機のステレオデコーダに使
用されるフェーズ、ロック、ループ（以下ＰＬＬ）回路
をこの種の用途に使用することによって、特定の周波数
成分の信号の有無検出に成功しｈ例えばＦＭ受信機のス
テレオデコーダは、横張された信号に、１９ＫＨｚのパ
イロット信号が含１れるときにだけモノーラルをステレ
オ受信に切り換える回路を備えるので、これによって１
９ＫＨ２のパイロット信号を含むかどうかが判別できる
のである。The present inventor succeeded in detecting the presence or absence of a signal of a specific frequency component by using a phase, lock, loop (hereinafter referred to as PLL) circuit used in a stereo decoder of an FM receiver for this type of application. For example, the stereo decoder of an FM receiver is equipped with a circuit that switches from monaural to stereo reception only when the horizontally spread signal includes a 19 KHz pilot signal.
It can be determined whether the 9KH2 pilot signal is included.

よって、この回路を複数個並列に接続へかつ、各ＰＬＬ
回路のフリーラン周波数をずらせておくなら、含１れる
信号の周波数成分を検出できるのである。Therefore, if a plurality of these circuits are connected in parallel, and each PLL
If the free run frequency of the circuit is shifted, the frequency components of the included signals can be detected.

多数のＰＬＬ回路を並列に接続したものは、通常の、例
えばＬＣ使用のバンドパスフィルタにない優れた選別能
力を持つが、この回路は、従来のバンドパスフィルタの
如く、特定の周波数ヲその一１１通過させるものでは決
してなく、特定の周波数の入力信号があったときに、そ
れを検出するＰＬＬ回路が、入力信号を処理して、例え
ば入力信号とは全く異なったＤＣの出力信号を出すもの
で、この回路は、入力信号に多くの高調波を含むと誤動
作を起こし易い欠点であった。A device in which many PLL circuits are connected in parallel has an excellent selection ability that is not found in ordinary bandpass filters using LC, for example. 11 It is not something that passes through, but when there is an input signal of a specific frequency, a PLL circuit that detects it processes the input signal and outputs, for example, a DC output signal that is completely different from the input signal. However, this circuit has the disadvantage that it is prone to malfunction if the input signal contains many harmonics.

この考案は更にこの幣害を除去すべく、ＰＬＬ回路の前
段にプ・リフィルタを連結したもので、この考案の重要
な目的は、通過帯域幅が狭くて優れた選別能力を持ち、
しかも安価にして調整が簡単で経年変化の少ない安定し
たバンドパスフィルタを提供するにある。In order to further eliminate this damage, this device connects a pre-filter to the front stage of the PLL circuit.The important purpose of this device is to have a narrow passband width and excellent selection ability.
Moreover, it is an object of the present invention to provide a stable bandpass filter that is inexpensive, easy to adjust, and has little deterioration over time.

以下、この考案の実施例を図面に基いて説明する○ 第１図に示すバンドパスフィルタは、並列に接続された
複数個のフィルタユニット１と、このフィルタユニット
１の前段に接続されたブリフィルタ２とからなる。Embodiments of this invention will be described below with reference to the drawings. The bandpass filter shown in FIG. It consists of 2.

各フィルタユニット１は、第２図に示すように、入力信
号と、自分で発振した信号との位相差を検出して、両信
号の位相差をＤＣ電圧に変換する第１位相検出回路３と
、この第１位相検出回路３の出力信号に含１れる交流成
分を除去するローパスフィルタ４と、このローパスフィ
ルタ４の出力電圧を増幅する直流アンプ５と、この直流
アンプ５の出力信号で発振周波数力命制御され、入力信
号がないときの発振する周波数、即ちフリーラン周波数
が、検出する周波数の例えば４倍に決定される電圧制御
発振回路６と、この電圧制御発振回路６の出力信号を２
分の１に分周する第１分周回路７と、この第１分周回路
７の出力信号を更に２分の１に分周する２組の第２分周
回路８，９と、この第２分周回路８の出力信号を第１位
相検出回路３にフィードバックし、これによって、電圧
制御発振回路６が入力信号と同相の周波数を発振させる
フィードバック回路１０ど、第２分周回路９の出力と、
入力信号との位相差を検出して、入力信号に第２分周回
路９の出力信号と同相の周波数成分が含すれるかどうか
を検出する第２位相検出回路１１と、この第２位相検出
回路１１の出力信号に含寸れる高調波を除去するローパ
スフィルタ１２と、このローパスフィルタ１２の出力信
号で制御されるトリガ回路１３とを備えている。As shown in FIG. 2, each filter unit 1 includes a first phase detection circuit 3 that detects a phase difference between an input signal and a signal oscillated by itself, and converts the phase difference between both signals into a DC voltage. , a low-pass filter 4 that removes the AC component contained in the output signal of the first phase detection circuit 3, a DC amplifier 5 that amplifies the output voltage of the low-pass filter 4, and an oscillation frequency determined by the output signal of the DC amplifier 5. A voltage controlled oscillation circuit 6 whose oscillation frequency when there is no input signal, that is, a free run frequency, is determined to be, for example, four times the detected frequency, and an output signal of this voltage controlled oscillation circuit 6 that is
A first frequency dividing circuit 7 that divides the frequency by 1/2, two sets of second frequency dividing circuits 8 and 9 that further divides the output signal of this first frequency dividing circuit 7 by 1/2, and this The output signal of the divide-by-2 circuit 8 is fed back to the first phase detection circuit 3, thereby causing the voltage-controlled oscillation circuit 6 to oscillate the frequency in phase with the input signal. and,
a second phase detection circuit 11 that detects a phase difference with an input signal and detects whether the input signal includes a frequency component that is in phase with the output signal of the second frequency dividing circuit 9; It includes a low-pass filter 12 that removes harmonics contained in the output signal of the circuit 11, and a trigger circuit 13 that is controlled by the output signal of the low-pass filter 12.

並列に接続された各フィルタユニット１は、検出する周
波数が異なるへ検出周波数は、各電圧制御発振回路６の
フリーラン周波数によって決定される。Each filter unit 1 connected in parallel detects a different frequency, and the detection frequency is determined by the free run frequency of each voltage controlled oscillation circuit 6.

電圧制御発振回路６のフリーラン周波数は、電圧制御発
振回路６に接続された抵抗ＲとコンデンサＣの値により
決定される。The free run frequency of the voltage controlled oscillation circuit 6 is determined by the values of the resistor R and capacitor C connected to the voltage controlled oscillation circuit 6.

第２図の回路は、例えば電圧制御発振回路６のフリーラ
ン周波数が４０ＫＨ２に決定されたフィルタは、４０Ｋ
Ｈ２が４分周された１０ＫＨｚの入力信号の有無を検出
できる。In the circuit of FIG. 2, for example, a filter in which the free run frequency of the voltage controlled oscillation circuit 6 is determined to be 40KH2,
It is possible to detect the presence or absence of a 10 KHz input signal obtained by dividing H2 by 4.

第２図に示すフィルタユニット１は、電圧制御発振回路
６の出力を分周回路７，８．９で分周して第１位相検出
回路３にフィードバックするが、分周回路は必ずしも必
要なものでなく、電圧制御発振回路のフリーラン周波数
を検出する周波数に等しく決定するなら省略できる。The filter unit 1 shown in FIG. 2 divides the output of the voltage controlled oscillator circuit 6 by frequency dividing circuits 7, 8.9 and feeds it back to the first phase detection circuit 3, but the frequency dividing circuit is not necessarily necessary. Instead, it can be omitted if the free run frequency of the voltage controlled oscillation circuit is determined to be equal to the detection frequency.

ただ、検出周波数が低い場合、この何倍かの高調波を発
振して分周するのが、電圧制御発振回路のフリーラン周
波数を高くできるので、発振周波数を決定するＲ９Ｃを
小さくできて便利である。However, when the detection frequency is low, it is convenient to oscillate and divide several times higher harmonics because it can increase the free run frequency of the voltage controlled oscillation circuit and reduce R9C, which determines the oscillation frequency. be.

第２図に示す回路の動作は、電圧制御発振回路６が４ｆ
（Ａ）なる周波数の信号を発振しているひとつのフィル
タユニット１に、ｆ（ａ）なる信号が入力されると、入
力信号のｆ（ａ）と電圧制御発振回路６で発振して、分
周回路７，８で４分のＩＶＣ分周されたｆ （Ａ）とが
比較され、第１位相検出回路３で両信号の位相差がＤＣ
電圧に変換される。The operation of the circuit shown in FIG. 2 is such that the voltage controlled oscillation circuit 6 is
When a signal f(a) is input to one filter unit 1 which is oscillating a signal with a frequency of (A), it is oscillated by the input signal f(a) and the voltage controlled oscillation circuit 6, and The IVC frequency-divided f(A) by 4 is compared in the frequency circuits 7 and 8, and the phase difference between both signals is determined by the first phase detection circuit 3.
converted to voltage.

第１位相検出回路３の出力信号は、ローパスフィルタ４
で高周波を除去した後、これが直流アンプ５で増幅され
て電圧制御発振回路６に加えられる。The output signal of the first phase detection circuit 3 is passed through a low-pass filter 4
After removing high frequencies, this is amplified by a DC amplifier 5 and applied to a voltage controlled oscillation circuit 6.

今仮りに、発振周波数ｆ（Ａ）の位相が、入力信号のｆ
（ａ）よりも遅れていたとすると、直流アンプ５の出力
信号でもって電圧制御発振回路６の発振周波数を上昇さ
せてｆ （Ａ）とｆ（ａ）の位相差を零とし、反対に、
ｆ（Ａ）の位相が入力信号のｆ（ａ）よりも進んでいた
場合、直流アップ５の出力で電圧制御発振回路６の発振
周波数を下げ、両信号の位相差を零とする。Now suppose that the phase of the oscillation frequency f(A) is equal to the phase of the input signal f
If it is later than (a), the oscillation frequency of the voltage controlled oscillation circuit 6 is increased by the output signal of the DC amplifier 5 to make the phase difference between f (A) and f (a) zero, and conversely,
If the phase of f(A) is ahead of the input signal f(a), the output of the DC up 5 lowers the oscillation frequency of the voltage controlled oscillation circuit 6, making the phase difference between the two signals zero.

入力信号のｆ（ａ）に同期した４ｆ（Ａ）を発振する電
圧制御発振回路６の出力は、第１、第２分周回路７，９
で分周され、両信号が第２位相検出回路１１で比較され
、第２位相検出回路１１は、同相の入力があるときに出
力信号を出し、この出力がトリガ回路１３に加えらヘト
リガ回路１３が、有の信号を出す。The output of the voltage controlled oscillation circuit 6 which oscillates 4f(A) synchronized with the input signal f(a) is transmitted to the first and second frequency dividing circuits 7 and 9.
The second phase detection circuit 11 outputs an output signal when there is an input of the same phase, and this output is added to the trigger circuit 13. gives a signal of presence.

フィルタユニット１の入力に、電圧制御発振回路６のフ
リーラン周波数の４分の１の周波数の入力がないときに
は、第２位相検出回路１１の入力に、ふたつの同相信号
が加えられず、第２位相検出回路１１の出力が零となり
、トリガ回路１３が無の信号を出す。When the input of the filter unit 1 is not input with a frequency that is one-fourth of the free-run frequency of the voltage controlled oscillation circuit 6, the two in-phase signals are not applied to the input of the second phase detection circuit 11, and the The output of the two-phase detection circuit 11 becomes zero, and the trigger circuit 13 outputs a null signal.

ところで、このフィルタユニット１ば、電圧制御発振回
路６が入力信号の周波数にどこ１で追随できるかによっ
て、検出信号の周波数帯が決定されるので、周波数帯を
広く決定するときには、電圧制御発振回路６の発振周波
数範囲を広く、反対に周波数帯を狭くするときには、発
振周波数範囲を狭くすればよい。By the way, in this filter unit 1, the frequency band of the detection signal is determined depending on where the voltage controlled oscillation circuit 6 can follow the frequency of the input signal. In order to widen the oscillation frequency range of 6 and conversely narrow the frequency band, the oscillation frequency range may be narrowed.

ブリフィルタ２は、フィルタユニット１の誤動作を防止
するもので、各フィルタユニット１で検出される周波数
は通すが、それよりは高い周波数を通過させないローパ
スフィルタ、あるいはバンドパスフィルタで、これでも
って入力信号い高調波を除去して基本波のみをフィルタ
ユニット１に伝送する。The filter 2 prevents malfunction of the filter unit 1, and is a low-pass filter or band-pass filter that passes the frequencies detected by each filter unit 1 but blocks higher frequencies. The signal harmonics are removed and only the fundamental wave is transmitted to the filter unit 1.

フィルタユニット１の入力信号のレベル変動が大きくて
、このことでフィルタユニット１が誤動作をするのを阻
止するには、ブリフィルタ２の前段に、自動利得制御回
路、リミッタ、スライサ等の振幅制限回路１４を単独で
あるいはこれ等を組み合せて直列に接続するのがよい。In order to prevent the filter unit 1 from malfunctioning due to large level fluctuations in the input signal to the filter unit 1, an amplitude limiting circuit such as an automatic gain control circuit, limiter, or slicer is installed in the front stage of the filter 2. 14 may be connected in series either singly or in combination.

この考案に係るバンドパスフィルタは、前記の如く、入
力に並列に接続された複数個のフィルタユニットが、入
力信号に対応した周波数の信号を発振し、この自分で発
振した信号と入力信号とを比較することによって、あら
かじめ設定された特定の周波数の入力があったかどうか
を検出するように構成されているので、各フィルタユニ
ットのフリーラン周波数を変えるだけで検出周波数を設
定でき、従来のバンドパスフィルタに比べて極めて簡単
に通過帯域幅を狭くできて優れた周波数選別能力を持ち
、しかも設定周波数を決定する素子が少ないので、調整
が簡単で動作が確実かつ安定して経年変化が少なく、シ
かも安価にできる効果があり、更に又、従来のバンドパ
スフィルタと異なって、自分の発振周波数を入力信号と
比較するにもかかわらず、フィルタユニットの前段にブ
リフィルタが接続されているので、高調波がここで除去
されて基本波のみがフィルタユニットに加えられるので
、多くの高調波や雑音を含む信号が加えられても確実な
動作が保証される等、数々の卓効を奏する。As described above, the bandpass filter according to this invention has a plurality of filter units connected in parallel to the input, which oscillates a signal with a frequency corresponding to the input signal, and combines the self-oscillated signal with the input signal. By comparing, it is configured to detect whether there is an input of a specific frequency set in advance, so the detection frequency can be set simply by changing the free run frequency of each filter unit, and it is possible to set the detection frequency by simply changing the free run frequency of each filter unit. It is extremely easy to narrow the passband width and has excellent frequency selection ability compared to the 2000, and there are fewer elements to determine the set frequency, so adjustment is easy, operation is reliable and stable, and there is little deterioration over time. It has the effect of being inexpensive, and furthermore, unlike conventional bandpass filters, even though it compares its own oscillation frequency with the input signal, the buri filter is connected before the filter unit, so harmonics are eliminated. is removed here and only the fundamental wave is applied to the filter unit, so reliable operation is guaranteed even when signals containing many harmonics and noise are applied, and many other advantages are achieved.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第１図はこの考案の一実施例を示すバンドパスフィルタ
のブロック線図、第２図は第１図に示すバンドパスフィ
ルタのフィルタユニットのブロック線図である。 １・・・フィルタユニット、２・・・ブリフィルタ、３
・・・第１位相検出回路、４・・・ローパスフィルタ、
５・・・直流アンプ、６・・・電圧制御発振回路、７・
・・第１分周回路、８，９・・・第２分周回路、１０・
・・フィードバック回路、１１・・・第２位相検出回路
、１２・・ローパスフィルタ、１３・・・トリガ回路、
１４・・・振幅制限回路。FIG. 1 is a block diagram of a band pass filter showing an embodiment of this invention, and FIG. 2 is a block diagram of a filter unit of the band pass filter shown in FIG. 1... Filter unit, 2... Buri filter, 3
...first phase detection circuit, 4...low-pass filter,
5... DC amplifier, 6... Voltage controlled oscillation circuit, 7.
...First frequency dividing circuit, 8, 9... Second frequency dividing circuit, 10.
...Feedback circuit, 11...Second phase detection circuit, 12...Low pass filter, 13...Trigger circuit,
14... Amplitude limiting circuit.

Claims (5)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] （１）複数のフィルタユニットが並列に接続されると共
に、各フィルタユニツタは、ふたつの入力信号の位相を
比較して、位相差を電圧に変換する第１位相検出回路と
、この第１位相検出回路の出力側に接続されて、この出
力電圧によって発振周波数が制御される電圧制御発振回
路と、この電圧制御発振回路の出力信号を前記の第１位
相検出回路にフィードバックするフィードバック回路と
、該電圧制御発振回路の出力信号とフィルタユニットの
入力信号との位相差を検出する第２位相検出回路と、こ
の第２位相検出回路の出力側に接続されたトリガ回路と
を備え、各フィルタユニットの電圧制御発振回路は互い
に異なるフリーラン周波数で発振しており、更に、この
フィルタユニットの入力側には、各フィルタユニットの
電圧制御発振回路の７リ一ラン周波数が通過できるがこ
れより高い周波数の信号を減衰又は除去させるブリフィ
ルタが接続されており、このブリフィルタで高調波が除
去された入力信号が各フィルタユニットに印加さし、各
フィルタユニットは、自己のフリーラン周波数に近い周
波数成分を含む入力信号が加えられると、第２位相検出
回路に、入力信号と、電圧制御発振回路で発振されて入
力信号と同相の信号が加えられ、この状態でトリガ回路
が動作して、特定の周波数が入力されたことを検出スル
バンドパスフィルタ。(1) A plurality of filter units are connected in parallel, and each filter unit includes a first phase detection circuit that compares the phases of two input signals and converts the phase difference into voltage; a voltage controlled oscillation circuit that is connected to the output side of the detection circuit and whose oscillation frequency is controlled by the output voltage; a feedback circuit that feeds back the output signal of the voltage controlled oscillation circuit to the first phase detection circuit; It includes a second phase detection circuit that detects the phase difference between the output signal of the voltage controlled oscillator circuit and the input signal of the filter unit, and a trigger circuit connected to the output side of the second phase detection circuit. The voltage-controlled oscillator circuits oscillate at different free-run frequencies, and furthermore, the input side of this filter unit allows the 7-run frequency of the voltage-controlled oscillator circuit of each filter unit to pass through, but higher frequency frequencies can pass through the input side of this filter unit. A Buri filter that attenuates or removes the signal is connected, and the input signal from which harmonics have been removed by the Buri filter is applied to each filter unit, and each filter unit receives a frequency component close to its own free run frequency. When an input signal including the input signal is applied to the second phase detection circuit, the input signal and a signal oscillated by the voltage controlled oscillation circuit and having the same phase as the input signal are applied to the second phase detection circuit, and in this state, the trigger circuit operates to detect a specific frequency. A band-pass filter that detects when a is input. （２）第１位相検出回路と電圧制御発振回路との間に、
ローパスフィルタと直流アンプが接続された実用新案登
録請求の範囲（１）項記載のバンドパスフィルタ。(2) Between the first phase detection circuit and the voltage controlled oscillation circuit,
A bandpass filter according to claim (1) of the utility model registration, in which a low-pass filter and a DC amplifier are connected. （３）電圧制御発振回路が、検出信号の高調波を発振し
、これを分周回路で分周してその出力を第１位相検出回
路および第２位相検出回路に印加する実用新案登録請求
の範囲第α）項記載のバンドパスフィルタ。(3) A utility model registration request in which a voltage controlled oscillator circuit oscillates harmonics of a detection signal, divides the harmonics by a frequency divider circuit, and applies the output to a first phase detection circuit and a second phase detection circuit. A bandpass filter according to range item α). （４）ローパスフィルタが前段に振幅制限回路を備える
実用新案登録請求の範囲第（１）項記載のバンドパスフ
ィルタ。(4) The bandpass filter according to claim (1), wherein the low-pass filter includes an amplitude limiting circuit at its front stage. （５）振幅制限回路が、自動利得制御回路、リミッタ、
スライサのいずれかである１実用新案登録請求の範囲第
（４）項記載のバンドパスフィルタ。(5) The amplitude limiting circuit is an automatic gain control circuit, a limiter,
1. The bandpass filter according to claim (4), which is a slicer.