(57)【要約】【課題】  正確な調整が可能であり且つ小型低消費電力のフィルタ自動調整装置及びそれを有する通信機を提供することを目的とする。【解決手段】  本発明のフィルタ自動調整装置は、入力端子と、基準信号発生器と、フィルタ特性を制御するための制御信号を入力する制御端子を有するフィルタと、入力端子から入力されてフィルタを通った信号を出力する出力端子と、フィルタの出力信号を入力し、その振幅を検出する振幅検出部と、フィルタを通る前の信号とフィルタを通った後の信号との間の位相差を検出する位相比較部と、フィルタ調整時に、基準信号をフィルタに入力させ、複数の制御信号をフィルタの制御端子に順次入力し、振幅検出部が検出したそれぞれの振幅及び位相比較部が検出したそれぞれの位相差に基づいて、通常使用時の制御信号の値を決定する制御部と、を有する。【選択図】図１
2005197975.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力信号を入力する入力端子と、
基準信号を出力する基準信号発生器と、
前記入力信号及び前記基準信号を入力し、いずれか一方を選択的に出力する第１のスイッチ部と、
フィルタ特性を制御するための制御信号を入力する制御端子を有し、前記スイッチ部が出力した信号を入力して前記フィルタ特性で処理した後出力するフィルタと、
前記フィルタの出力信号を出力する出力端子と、
前記フィルタの出力信号を入力し、その振幅を検出する振幅検出部と、
前記フィルタを通る前の信号と、前記フィルタを通った後の信号との間の位相差を検出する位相比較部と、
第１のモードにおいて、前記入力信号が前記フィルタに入力され前記出力端子から出力されるように前記第１のスイッチ部を制御し、第２のモードにおいて、前記基準信号が前記フィルタに入力されるように前記第１のスイッチ部を制御し、複数の制御信号を前記フィルタの前記制御端子に順次入力し、前記振幅検出部が検出したそれぞれの振幅及び前記位相比較部が検出したそれぞれの位相差に基づいて、前記第１のモードにおいて使用する制御信号の値を決定する制御部と、
を有することを特徴とするフィルタ自動調整装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記第２のモードにおいて、前記基準信号が前記フィルタに入力されるように前記第１のスイッチ部を制御し、複数の制御信号を前記フィルタの前記制御端子に順次入力し、前記振幅検出部が検出したそれぞれの振幅に基づいて制御信号の値を暫定的に定め（以下、「粗調整ステップ」と呼ぶ。）、暫定的に定めた値の近傍の値の複数の制御信号を前記制御端子に順次入力し、前記位相比較部が検出したそれぞれの位相差に基づいて、前記第１のモードにおいて使用する制御信号の値を決定する（以下、「微調整ステップ」と呼ぶ。）ことを特徴とする請求項１に記載のフィルタ自動調整装置。
【請求項３】
前記フィルタは、複数のトランスコンダクタンス増幅器と複数のキャパシタとを有するｇｍ−Ｃフィルタであって、少なくとも１つの前記トランスコンダクタンス増幅器は前記制御信号によってそのコンダクタンスｇｍを制御されることを特徴とする請求項１に記載のフィルタ自動調整装置。
【請求項４】
前記第２のモードにおいて、前記制御部は、
前記粗調整ステップを複数回繰り返し、複数回の結果の最頻値、中央値又は平均値を前記暫定的に定めた制御信号の値とし、及び／又は、
前記微調整ステップを複数回繰り返し、複数回の結果の最頻値、中央値又は平均値を前記制御信号の値と決定する、
ことを特徴とする請求項２に記載のフィルタ自動調整装置。
【請求項５】
前記制御部は複数ビットのアップダウンカウンタを有し、そのカウンタ値を制御信号として前記フィルタの前記制御端子に入力し、
前記フィルタの特性周波数が前記カウンタ値の増加に従って一定の方向に変化し、
前記制御部は、前記アップダウンカウンタのカウンタ値の上位の所定数のビットを変化させて前記粗調整ステップを実行し、前記粗調整ステップで暫定的に定めたカウンタ値の近傍の値から始まる複数のカウンタ値を制御信号として前記制御端子に入力して前記微調整ステップを実行する、
ことを特徴とする請求項２に記載のフィルタ自動調整装置。
【請求項６】
前記フィルタに入力される前の前記基準信号を入力し、デューティ略５０％の２値化された基準信号にして前記位相比較部に送る第１の２値化器と、前記フィルタの出力信号を入力し、２値化された出力信号にして前記位相比較部に送る第２の２値化器と、を更に有し、
前記微調整ステップにおいて、
前記位相比較部は、前記２値化された基準信号と前記２値化された出力信号との間の位相差を検出し、
前記制御部は、前記位相差に応じて前記アップダウンカウンタのカウント値を上げ又は下げる、
ことを特徴とする請求項５に記載のフィルタ自動調整装置。
【請求項７】
前記制御部は、前記粗調整ステップにおいて、複数のカウンタ値をパラメータとする振幅の変化特性が許容されるか否かを判断し、許容されないと判断した場合は、再度前記粗調整ステップを実行し又はエラー情報を出力してフィルタの調整を中止することを特徴とする請求項５に記載のフィルタ自動調整装置。
【請求項８】
前記粗調整ステップにおいて、現在記憶しているカウンタ値の近傍の値を最初の値として、又は現在記憶しているカウンタ値を記憶した時点における所定のパラメータの値と現在のそのパラメータの値とに基づいて現在記憶しているカウンタ値から導出したカウンタ値の近傍の値を最初の値として、前記粗調整ステップを開始し、極大又は極小の点又は領域を含む許容される振幅の変化特性が得られた時点で前記粗調整ステップを終了することを特徴とする請求項５に記載のフィルタ自動調整装置。
【請求項９】
前記微調整ステップの後、前記制御部は決定されたカウンタ値に所定のビット数を加算し及び／又は所定のビット数を減算して得られたカウンタ値を前記制御端子に入力し、前記位相比較部が位相差を検出し（以下、「確認ステップ」と呼ぶ。）、前記確認ステップで得られた位相差が許容されれば前記決定されたカウンタ値を維持し、その位相差が許容されなければ前記決定されたカウンタ値を破棄することを特徴とする請求項５に記載のフィルタ自動調整装置。
【請求項１０】
前記フィルタは更にそのＱ値を変化させるＱ値制御端子を有し、前記制御部は前記第２のモードにおいて、前記Ｑ値制御端子の入力信号を制御してＱ値を高くして、複数の制御信号を前記フィルタの前記制御端子に順次入力し、前記振幅検出部が検出したそれぞれの振幅及び前記位相比較部が検出したそれぞれの位相差に基づいて、前記第１のモードにおいて使用する制御信号の値を決定することを特徴とする請求項１に記載のフィルタ自動調整装置。
【請求項１１】
前記フィルタの調整を新たに行なう場合、前記制御部は、前回のフィルタの調整により決定された制御信号の値に基づいて、前記粗調整ステップにおいて、又は前記粗調整ステップ及び前記微調整ステップにおいて前記制御端子に入力する複数の制御信号の値を決定することを特徴とする請求項５に記載のフィルタ自動調整装置。
【請求項１２】
前記制御部は前回の前記フィルタの調整により決定されたカウンタ値（以下、「前回のカウンタ値」と呼ぶ。）と、新たに行った前記フィルタの調整により決定されたカウンタ値（以下、「新たに得られたカウンタ値」と呼ぶ。）との差分が、所定の閾値以上であれば、新たに得られたカウンタ値を破棄し、フィルタの調整を再度実行し、又は前回のカウンタ値をそのまま前記第１のモードにおいて使用することを特徴とする請求項５に記載のフィルタ自動調整装置。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれか１項に記載のフィルタ自動調整装置を受信部に有し、通信を行っている時に前記フィルタ自動調整装置は前記第１のモードになり、通信を行っていない時に前記フィルタ自動調整装置は所定のタイミングで前記第２のモードになることを特徴とする通信機。
【請求項１４】
通信機が携帯電話又はその基地局通信機であることを特徴とする請求項１３の通信機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、調整機能を有するフィルタの特性周波数調整を目標周波数に調整するためのフィルタ自動調整装置及びこれを有する通信機に関し、特に高速自動調整を行う低消費電力のフィルタ自動調整装置及びこれを有する通信機に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近の通信機（例えば携帯電話）においては、低消費電力や小型軽量化に力が注がれていて、多くの無線部品についても集積化される傾向にある。フィルタについても同様の傾向にあり、従来は外付け部品であったものが、ｇｍ−Ｃフィルタとして集積回路に内蔵されることが多い。ｇｍ−Ｃフィルタとは、周波数特性を電圧又は電流で可変制御できるように、トランスコンダクタ（ｇｍ）とキャパシタ（Ｃ）とを利用したフィルタである。
たとえば携帯電話では、中心周波数に対して５％程度の帯域幅をもつ狭帯域ＢＰＦが必要とされ、中心周波数が設計目標値に対して０．２〜０．３％程度の精度のフィルタを実現することが要求される。一般に集積回路の製造過程におけるばらつきは、抵抗で±十数パーセント、容量で±十数パーセントであり、抵抗と容量によって構成されるフィルタの特性周波数は、±二十パーセント以上のばらつきを生じる。通信機に内蔵されるｇｍ−Ｃフィルタは、外部から調整可能に構成され、工場で高精度に調整される。
【０００３】
特性周波数とは、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）については中心周波数ｆ０を、ハイパスフィルタ（ＨＰＦ）とローパスフィルタ（ＬＰＦ）については遮断周波数（−３ｄＢポイントにおける周波数）を意味する。
【０００４】
ｇｍ−Ｃフィルタを内蔵する携帯電話において、ｇｍ−Ｃフィルタの消費電流が多ければ１回の電池充電で可能な携帯電話の通話時間が短くなる。長い通話時間を確保するために電池を大きくすると、携帯電話の小型軽量化が実現しない。そういう状況下では、できるだけ低消費電力のｇｍ−Ｃフィルタが必要である。また、ｇｍ−Ｃフィルタの調整時間も消費電力に影響するので、できるだけ調整時間を短くして、低消費電力化を図ることが重要である。
【０００５】
特開平９−８３２９４号公報に、ｇｍ−Ｃフィルタに基準信号を入力し、フィルタの入力信号と出力信号の位相差をみることにより、フィルタの調整を行なう従来例１のｇｍ−Ｃフィルタの調整方法が開示されている。図１５（ａ）に示す振幅特性及び図１５（ｂ）に示す位相特性をもつｇｍ−Ｃフィルタ（ＢＰＦ）に、フィルタの中心周波数ｆ０の調整目標値と同一の周波数の基準信号を入力した場合、フィルタの特性周波数（図１５（ａ）においては中心周波数）ｆ０が目標周波数と一致していれば、フィルタ出力信号とフィルタ入力信号の位相差は０となる。フィルタの特性周波数ｆ０が目標周波数よりも高ければ、フィルタ出力信号の位相は入力信号の位相よりも遅れる。フィルタの特性周波数ｆ０が目標周波数よりも低ければ、フィルタ出力信号の位相は入力信号の位相よりも進む。この原理を利用して、フィルタに基準信号を入力し、フィルタ出力信号と基準信号との位相差を検出し、その結果をもとにアップダウンカウンタの値を変更する。アップダウンカウンタはそのカウンタ値を、フィルタを制御するための制御信号として出力する。ｇｍ−Ｃフィルタはカウンタ値によって適切に調整される。
【０００６】
特開平９−１３０２０６号公報に、位相比較でフィルタを調整する際に、フィルタのＱ値を可変する従来例２のフィルタ自動調整装置が開示されている。従来例２のフィルタ自動調整装置は、フィルタ出力信号のレベルを検出して、その検出結果をもとにフィルタに入力する信号の利得を制御し、フィルタのＱ値が高い場合でも安定して位相比較によるフィルタ調整を行なう。
【０００７】
【特許文献１】特開平９−０８３２９４号公報
【特許文献２】特開平９−１３０２０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従来例１のｇｍ−Ｃフィルタの調整方法は、基準信号をフィルタに入力し、フィルタ出力信号の位相と、基準信号の位相を比べることにより、フィルタの特性周波数ｆ０が目標値よりも高いか低いかを判断し、その結果に基づいてフィルタの調整を行なうというものであった。しかし、例えば製造工程によるばらつきが大きく、中心周波数ｆ０（特性周波数）が目標値から大きくずれたＢＰＦの調整を行なおうとすると、フィルタの中心周波数ｆ０が基準信号の周波数から大きくずれている故に、基準信号がフィルタで大きく減衰し、フィルタ出力信号の振幅が非常に小さくなってしまう。そのため、フィルタ出力信号と基準信号との位相比較が困難になる。また、ＢＰＦのＱ値が高い場合、特性周波数ｆ０が基準信号の周波数から多少ずれるだけで、基準信号がフィルタで大きく減衰し、フィルタ出力信号の振幅が非常に小さくなってしまう。
【０００９】
また、この方法を４次ＢＰＦに適用した場合、特性周波数ｆ０が低い方にある程度以上ずれると、フィルタ出力信号の位相が目標位相値から１８０°以上進む（０°〜１８０°の間の遅れ位相）。フィルタの特性周波数ｆ０が高い方にある程度以上ずれると、フィルタ出力信号の位相が目標位相値から１８０°以上遅れる（０°〜１８０°の間の進み位相）。それ故に、フィルタ出力信号の位相と基準信号の位相とを比較した時に、フィルタ出力信号の位相が目標位相値から進んでいることに基づいて（０°〜１８０°の間の進み位相）、特性周波数ｆ０が目標周波数より低い方にずれていると判断できない。
【００１０】
従来例２のフィルタ自動調整装置は、帯域フィルタ出力レベルを検出し、帯域フィルタの入力レベルを適切に可変する方式を用いた。これにより、フィルタ調整を安定して行なうことができる。従来例２においては、帯域フィルタ入力レベルを適切に設定する為に、新たにフィードバック回路を設けている。そのため従来例２の特性周波数調整装置は、他の従来技術のフィルタ自動調整装置と比較して、フィードバック回路が帯域フィルタ入力レベルを適切に設定する時間だけ、フィルタ調整に余計に時間がかかる。また、実際に使用する能動フィルタと別個に調整モニタ用の帯域通過フィルタを設け、この帯域通過フィルタの特性周波数ｆ０を目標値に調整する。実際使用する能動フィルタと調整モニタ用の通過帯域フィルタとの間には相対誤差があり得る。それ故に、帯域フィルタで適切に調整しても、実際使用する能動フィルタが正確に調整されない恐れがある。
【００１１】
本発明は、正確な調整が可能であり、且つ小型低消費電力のフィルタ自動調整装置及びそれを有する通信機を提供することを目的とする。
本発明は、例えば高次のフィルタ又はＱ値の高いフィルタにおいても、適切にフィルタの特性周波数を調整できるフィルタ自動調整装置及びそれを有する通信機を提供することを目的とする。
本発明は、フィルタを高速調整し、低消費電力のフィルタ自動調整装置及びそれを有する通信機を提供することを目的とする。
本発明は、フィルタを誤って調整する可能性が低いフィルタ自動調整装置及びそれを有する通信機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するため、本発明は以下の構成を有する。請求項１に記載の発明は、入力信号を入力する入力端子と、基準信号を出力する基準信号発生器と、前記入力信号及び前記基準信号を入力し、いずれか一方を選択的に出力する第１のスイッチ部と、フィルタ特性を制御するための制御信号を入力する制御端子を有し、前記スイッチ部が出力した信号を入力して前記フィルタ特性で処理した後出力するフィルタと、前記フィルタの出力信号を出力する出力端子と、前記フィルタの出力信号を入力し、その振幅を検出する振幅検出部と、前記フィルタを通る前の信号と、前記フィルタを通った後の信号との間の位相差を検出する位相比較部と、第１のモードにおいて、前記入力信号が前記フィルタに入力され前記出力端子から出力されるように前記第１のスイッチ部を制御し、第２のモードにおいて、前記基準信号が前記フィルタに入力されるように前記第１のスイッチ部を制御し、複数の制御信号を前記フィルタの前記制御端子に順次入力し、前記振幅検出部が検出したそれぞれの振幅及び前記位相比較部が検出したそれぞれの位相差に基づいて、前記第１のモードにおいて使用する制御信号の値を決定する制御部と、を有することを特徴とするフィルタ自動調整装置である。
【００１３】
本発明は、振幅検出部を用いてフィルタ出力信号の振幅レベルが所定値（典型的には極大値）になるようにフィルタの粗調整を行い、フィルタの特性周波数ｆ０が目標周波数にほぼ合っている状態で、位相比較による微調整を行なうこととした。高次のフィルタ又はＱ値の高いフィルタにおいても、適切にフィルタの特性周波数ｆ０を調整できる。調整に使うフィルタは、実際に使用するフィルタであり、調整のためだけの別のフィルタを使わない故に、正確な調整が可能であり、且つ小型低消費電力のフィルタ自動調整装置を実現できる。典型的には基準信号の周波数が目標周波数である。フィルタがＢＰＦであれば、典型的にはフィルタ出力信号の振幅が極大値又は極小値になる制御信号が適切な制御信号である。位相差の目標値はフィルタの次数等に依存する。
【００１４】
請求項２に記載の発明は、前記制御部は、前記第２のモードにおいて、前記基準信号が前記フィルタに入力されるように前記第１のスイッチ部を制御し、複数の制御信号を前記フィルタの前記制御端子に順次入力し、前記振幅検出部が検出したそれぞれの振幅に基づいて制御信号の値を暫定的に定め（以下、「粗調整ステップ」と呼ぶ。）、暫定的に定めた値の近傍の値の複数の制御信号を前記制御端子に順次入力し、前記位相比較部が検出したそれぞれの位相差に基づいて、前記第１のモードにおいて使用する制御信号の値を決定する（以下、「微調整ステップ」と呼ぶ。）ことを特徴とする請求項１に記載のフィルタ自動調整装置である。
【００１５】
最初に振幅に基づいてフィルタの粗調整を行い、その後位相差に基づいてフィルタの微調整を行うことにより、フィルタの高速調整を実現できる。これによりフィルタ自動調整回路の低消費電力化を実現できる。
【００１６】
請求項３に記載の発明は、前記フィルタは、複数のトランスコンダクタンス増幅器と複数のキャパシタとを有するｇｍ−Ｃフィルタであって、少なくとも１つの前記トランスコンダクタンス増幅器は前記制御信号によってそのコンダクタンスｇｍを制御されることを特徴とする請求項１に記載のフィルタ自動調整装置である。フィルタ自動調整装置の集積回路化が容易である。コンダクタンスｇｍを制御して、フィルタの特性周波数を目標周波数に一致させることができる。
【００１７】
請求項４に記載の発明は、前記第２のモードにおいて、前記制御部は、前記粗調整ステップを複数回繰り返し、複数回の結果の最頻値、中央値又は平均値を前記暫定的に定めた制御信号の値とし、及び／又は、前記微調整ステップを複数回繰り返し、複数回の結果の最頻値、中央値又は平均値を前記制御信号の値と決定する、ことを特徴とする請求項２に記載のフィルタ自動調整装置である。これにより、突発的に加わる大きな外乱の影響を防止できる。誤調整を防止できる。
【００１８】
請求項５に記載の発明は、前記制御部は複数ビットのアップダウンカウンタを有し、そのカウンタ値を制御信号として前記フィルタの前記制御端子に入力し、前記フィルタの特性周波数が前記カウンタ値の増加に従って一定の方向に変化し、前記制御部は、前記アップダウンカウンタのカウンタ値の上位の所定数のビットを変化させて前記粗調整ステップを実行し、前記粗調整ステップで暫定的に定めたカウンタ値の近傍の値から始まる複数のカウンタ値を制御信号として前記制御端子に入力して前記微調整ステップを実行する、ことを特徴とする請求項２に記載のフィルタ自動調整装置である。アップダウンカウンタを用いることにより、例えばマイクロコンピュータを用いた構成と比較して、小規模且つ低消費電力の回路でフィルタを高速調整できる。
【００１９】
請求項６に記載の発明は、前記フィルタに入力される前の前記基準信号を入力し、デューティ略５０％の２値化された基準信号にして前記位相比較部に送る第１の２値化器と、前記フィルタの出力信号を入力し、２値化された出力信号にして前記位相比較部に送る第２の２値化器と、を更に有し、前記微調整ステップにおいて、前記位相比較部は、前記２値化された基準信号と前記２値化された出力信号との間の位相差を検出し、前記制御部は、前記位相差に応じて前記アップダウンカウンタのカウント値を上げ又は下げる、ことを特徴とする請求項５に記載のフィルタ自動調整装置である。簡単な構成で、位相差に応じてフィルタに入力する制御信号を変更できる。
【００２０】
請求項７に記載の発明は、前記制御部は、前記粗調整ステップにおいて、複数のカウンタ値をパラメータとする振幅の変化特性が許容されるか否かを判断し、許容されないと判断した場合は、再度前記粗調整ステップを実行し又はエラー情報を出力してフィルタの調整を中止することを特徴とする請求項５に記載のフィルタ自動調整装置である。例えば粗調整ステップにおいて２つの極大値を有する振幅の変化特性が得られたならば、その測定値は誤っている可能性が高い。許容されない変化特性が得られたならばその測定値を破棄することにより、フィルタの誤調整を防止できる。
【００２１】
請求項８に記載の発明は、前記粗調整ステップにおいて、現在記憶しているカウンタ値の近傍の値を最初の値として、又は現在記憶しているカウンタ値を記憶した時点における所定のパラメータの値と現在のそのパラメータの値とに基づいて現在記憶しているカウンタ値から導出したカウンタ値の近傍の値を最初の値として、前記粗調整ステップを開始し、極大又は極小の点又は領域を含む許容される振幅の変化特性が得られた時点で前記粗調整ステップを終了することを特徴とする請求項５に記載のフィルタ自動調整装置である。この方法により、更に高速調整が可能である。
【００２２】
請求項９に記載の発明は、前記微調整ステップの後、前記制御部は決定されたカウンタ値に所定のビット数を加算し及び／又は所定のビット数を減算して得られたカウンタ値を前記制御端子に入力し、前記位相比較部が位相差を検出し（以下、「確認ステップ」と呼ぶ。）、前記確認ステップで得られた位相差が許容されれば前記決定されたカウンタ値を維持し、その位相差が許容されなければ前記決定されたカウンタ値を破棄することを特徴とする請求項５に記載のフィルタ自動調整装置である。これにより、フィルタの誤調整を防止できる。
【００２３】
請求項１０に記載の発明は、前記フィルタは更にそのＱ値を変化させるＱ値制御端子を有し、前記制御部は前記第２のモードにおいて、前記Ｑ値制御端子の入力信号を制御してＱ値を高くして、複数の制御信号を前記フィルタの前記制御端子に順次入力し、前記振幅検出部が検出したそれぞれの振幅及び前記位相比較部が検出したそれぞれの位相差に基づいて、前記第１のモードにおいて使用する制御信号の値を決定することを特徴とする請求項１に記載のフィルタ自動調整装置である。これにより、フィルタを更に高い精度で調整できる。例えばフィルタのＱ値を低く設定して振幅検出を行い、フィルタのＱ値を高く設定して位相検出をしても良い。
【００２４】
請求項１１に記載の発明は、前記フィルタの調整を新たに行なう場合、前記制御部は、前回のフィルタの調整により決定された制御信号の値に基づいて、前記粗調整ステップにおいて、又は前記粗調整ステップ及び前記微調整ステップにおいて前記制御端子に入力する複数の制御信号の値を決定することを特徴とする請求項５に記載のフィルタ自動調整装置である。前回のフィルタの調整により決定された制御信号の値（現在の第１のモードでの制御信号の値）と今回のフィルタの調整により決定される制御信号の値とは、同一又は近似する可能性が高い。前回のフィルタの調整により決定された制御信号の値の近傍で制御信号を変化させることにより、効率良く粗調整を行うことが出来る可能性が高い。
【００２５】
請求項１２に記載の発明は、前記制御部は前回の前記フィルタの調整により決定されたカウンタ値（以下、「前回のカウンタ値」と呼ぶ。）と、新たに行った前記フィルタの調整により決定されたカウンタ値（以下、「新たに得られたカウンタ値」と呼ぶ。）との差分が、所定の閾値以上であれば、新たに得られたカウンタ値を破棄し、フィルタの調整を再度実行し、前回のカウンタ値をそのまま前記第１のモードにおいて使用することを特徴とする請求項５に記載のフィルタ自動調整装置である。これにより、フィルタの誤調整を防止できる。
【００２６】
請求項１３に記載の発明は、請求項１〜１２のいずれか１項に記載のフィルタ自動調整装置を受信部に有し、通信を行っている時に前記フィルタ自動調整装置は前記第１のモードを実行し、通信を行っていない時に前記フィルタ自動調整装置は所定のタイミングで前記第２のモードを実行することを特徴とする通信機である。
例えば携帯電話等の通信機は、高安定の発振器と、発振器の発振周波数に対応する特性周波数のフィルタ（送信用及び／又は受信用）と、を有する。本発明の通信機は、発振器と第１のモードのフィルタとを使用して通信を行い、通信休止期間に設ける第２のモードで、高安定の発振器の出力信号を基準信号としてフィルタを自動調整する。これにより、高安定の通信機を実現できる。
【００２７】
請求項１４に記載の発明は、通信機が携帯電話又はその基地局通信機であることを特徴とする請求項１３の通信機である。本発明は、高い安定性を有し、小型で低消費電力の携帯電話又はその基地局通信機を実現する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
【００２９】
《実施の形態》
図１〜図１４を用いて、実施の形態のフィルタ自動調整装置及びこれを有する通信機を説明する。図１は、本発明の実施の形態のフィルタ自動調整装置の構成を示すブロック図である。本発明の実施の形態のフィルタ自動調整装置は、調整可能な狭帯域ＢＰＦであるｇｍ−Ｃフィルタ１００、振幅検出部１０１、制御部１０２、位相比較部１０３、基準信号発生器１０４、増幅器１０６、１０７、入力端子１１０、スイッチ１１１、１１２、１１５、１１６、第１のモードと第２のモードとを切り換えるモード切換信号入力端子１１３、出力端子１１４を有する。基準信号発生器１０４のＳＡＷフィルタを除いて、フィルタ自動調整装置は集積回路に組み込まれている。フィルタ自動調整装置は、携帯電話の受信部に組み込まれている。
【００３０】
フィルタ１００は、フィルタ調整部１０５、入力端子１２１、出力端子１２２、制御信号入力端子１２３を有する。実施の形態のフィルタ１００は、図１５（ａ）に示す振幅特性及び図１５（ｂ）に示す位相特性を持つ。ｇｍ−Ｃフィルタ１００のフィルタ調整部１０５は、制御部１０２が出力する６ビットの制御信号を制御信号入力端子１２３を通じて入力する。フィルタ調整部１０５は、入力する６ビットの制御信号の値が０から１１１１１１Ｂ（２進数表示）まで増加するにつれて、特性周波数（実施の形態においてはＢＰＦの中心周波数）が次第に高くなるようにフィルタ１００を調整する。
【００３１】
フィルタ自動調整装置は、フィルタ１００を通常使用する第１のモードと、フィルタの特性周波数を自動調整する第２のモードとを有する。モード切換信号入力端子１１３は、携帯電話のＣＰＵ（図示しない。）が出力するモード切換信号を入力する。携帯電話と基地局とが通信を行っている時に、フィルタ自動調整装置は第１のモードに設定され、通信を行っていない時に所定のタイミングで、フィルタ自動調整装置は第２のモードに設定される。
【００３２】
第１のモードを説明する。入力端子１１０は入力信号を入力する。実施の形態において入力信号は基地局が発信し、携帯電話が受信した信号である。スイッチ１１１とスイッチ１１５とが導通していて、スイッチ１１２と１１６は遮断している。入力端子１１０から入力された入力信号は、狭帯域ＢＰＦであるｇｍ−Ｃフィルタ１００を通過して、出力端子１１４から出力される。第１のモードにおいて、基準信号発生器１０４が出力する基準信号は、携帯電話から基地局に送信する信号の搬送波として使用される。第１のモードにおいて、制御部１０２はｇｍ−Ｃフィルタ１００に第２のモードにおいて決定された制御信号を入力する。第１のモードにおいて、第２のモードでフィルタ調整のためだけに使用される回路への電源供給は全て遮断され、又はシステムクロックの供給が遮断される。これにより、省電力化を図っている。
【００３３】
第２のモードを説明する。第２のモードにおいて、スイッチ１１１と１１５は遮断していて、スイッチ１１２と１１６は導通している。第２のモードにおいて、制御信号はフィルタの特性周波数を調整する。基準信号発生器１０４が出力する基準信号は、ｇｍ−Ｃフィルタ１００を通過して、振幅検出部１０１及び増幅器１０６に入力される。
振幅検出部１０１は、入力した信号の振幅が所定の閾値よりも大きければＨｉｇｈの振幅判定結果を出力し、そうでなければＬｏｗの振幅判定結果を出力する。振幅検出部１０１が出力したＨｉｇｈ又はＬｏｗの振幅判定結果（２値信号）は制御部１０２に入力される。制御部１０２は、複数の制御信号を順次フィルタ１００の制御信号入力端子１２３に入力して、振幅判定結果がＨｉｇｈになる制御信号の値を検出する。
【００３４】
ゲインの高い増幅器１０６は、フィルタ１００の出力信号を入力してデューティ５０％の２値化信号１３０に変換する。ゲインの高い増幅器１０７は、基準信号を入力してデューティ５０％の２値化信号１３１に変換する。位相比較部１０３は、２値化されたフィルタ１００の出力信号（フィルタ出力信号）１３０と２値化された基準信号１３１とを入力し、２つの信号の位相差を検出する。実施の形態において、フィルタ１００が適切に調整された場合、２つの信号の位相差は０である。
【００３５】
位相比較部１０３はロジック回路である。実施の形態の位相比較部１０３はＤフリップフロップであって、２値化されたフィルタ出力信号１３０をデータ入力端子に入力し、２値化された基準信号１３１をクロック入力端子に入力する。位相比較部１０３は、フィルタ出力信号１３０の位相が基準信号１３１の位相より進んでいればＨｉｇｈを出力し、フィルタ出力信号１３０の位相が基準信号１３１の位相より遅れていればＬｏｗを出力する。但し、最適に調整されたフィルタの入力信号と出力信号との位相差は、ＬＰＦ、ＢＰＦ、ＨＰＦ等のフィルタの特性に応じて異なる。位相比較部１０３はフィルタの特性に応じて異なる構成を有する。
【００３６】
制御部１０２は、複数の制御信号を順次フィルタ１００の制御信号入力端子１２３に入力して、振幅判定結果がＨｉｇｈであって、且つ位相比較部１０３が出力する２値化信号がＨｉｇｈからＬｏｗに変化するポイントを検出する。このポイントにおける制御信号の値を第１のモードにおいてフィルタ１００に入力する制御信号の値に決定し、記憶する。このポイントは、実施の形態において、フィルタ出力信号の位相が入力信号の位相より進んでいる状態から遅れる状態に変化するポイントである。このポイントは、図１５（ｂ）に示すように、フィルタ１００の特性周波数が目標特性周波数よりも低い状態から高い状態に変化するポイントである。第２のモードを終了する。第１のモードにおいて、制御部１０２は、記憶された制御信号の値をフィルタ１００の制御信号入力端子１２３に入力する。
【００３７】
フィルタ１００の構成を具体的に説明する。図２は、実施の形態のフィルタ１００の構成を模式的に示す図である（説明の容易のため極めて単純化している。）。フィルタ１００は、入力端子１２１、トランスコンダクタンス増幅器２０１、２０２、２０３、２０４、キャパシタ２０５、２０６、フィルタ調整部１０５、出力端子１２２を有する。トランスコンダクタンス増幅器２０１のコンダクタンスｇｍとキャパシタ２０５の容量ＣとはＬＰＦを構成し、トランスコンダクタンス増幅器２０２のコンダクタンスｇｍとキャパシタ２０６の容量ＣとはＨＰＦを構成する。フィルタ１００は全体でＢＰＦを構成する。実際にはフィルタ１００は図２に示すより多次フィルタであって、急峻なフィルタ特性を有する。
【００３８】
制御信号入力端子１２３に入力される６ビットの制御信号の値が０から１１１１１１Ｂ（２進数表示）まで次第に増加するにつれて、フィルタ調整部１０５は、トランスコンダクタンス増幅器２０１〜２０４の各制御端子に入力する電流２０７を増加させる。制御端子に入力される電流が増加するにつれて、トランスコンダクタンス増幅器２０１〜２０４を流れる電流が増大し又はその内部降下電圧が低下して、コンダクタンスｇｍが増大する。これにより、フィルタ１００の特性周波数（実施の形態においてはＢＰＦの中心周波数）が次第に高くなる。フィルタ１００の特性周波数が制御信号の値の増加に従って一定の方向に変化する。
【００３９】
振幅検出部１０１の構成を具体的に説明する。図３は、本発明の実施の形態の振幅検出部１０１の構成を示すブロック図である。振幅検出部１０１は、入力端子１２４、絶対値検波部３０１、平滑部３０２、差動増幅器３０３、増幅器３０４、２値化器（ロジック変換回路）３０５、基準直流電圧生成部３０６、出力端子１２５を有する。
絶対値検波部３０１は、入力端子１２４に入力される信号（フィルタ１００の出力信号）を絶対値検波する。平滑部３０２は、容量を用いて絶対値検波した信号を平滑する。絶対値検波部３０１及び平滑部３０２は、入力信号をその振幅に応じた直流電圧（入力直流電圧と呼ぶ。）に変換する。
【００４０】
基準直流電圧生成部３０６は、基準となる直流電圧（基準直流電圧と呼ぶ。）を生成して出力する。差動増幅器３０３は、入力直流電圧と基準直流電圧とを入力し、入力直流電圧と基準直流電圧との差分電圧を出力する。ゲインの高い増幅器３０４は、差動増幅器３０３が出力した差分電圧を増幅する。２値化器（ロジック変換回路）３０５は、増幅器３０４が出力する増幅された差分電圧を２値化し、出力端子１２５を通じて出力する。
【００４１】
平滑部３０２の容量が大きければ、平滑部３０２の出力信号はリップルの小さい直流電圧となる。しかし、平滑部３０２が出力する信号の過渡応答が平定するまでの時間が長いというデメリットがある。各制御信号の入力期間を短くしてフィルタ調整処理を高速化するためには、制御信号を切り換えた後、平滑部３０２が出力する信号を早いタイミングで振幅判定しないといけないので、平滑部３０２が出力する信号の平定時間を短くする必要がある。そのためには、平滑部３０２の容量を小さくする必要がある。
【００４２】
しかし、容量が小さいと、平滑部３０２の出力信号（入力直流電圧）のリップルが大きくなる。差動増幅器３０３がリップルの大きな入力直流電圧を入力し、入力直流電圧が基準直流電圧に近い値であれば、振幅判定結果（振幅検出部１０１の出力信号）がＨｉｇｈ、Ｌｏｗ、Ｈｉｇｈというように、どちらにも定まらないという現象が起こる。この信号が制御部１０２の振幅判定ロジック回路１１７に入力されると、振幅判定ロジック回路１１７内のＣＭＯＳ構造のＦＥＴのゲートに中間電位の信号が入力される可能性が大きくなる。ＣＭＯＳＦＥＴのゲートに中間電位の信号が入力されると、電源からＣＭＯＳＦＥＴを通じてグラウンドに貫通電流が流れる故に、振幅判定ロジック回路１１７の消費電流が増加するという問題を生じる。
【００４３】
この問題を解決するため、振幅検出部１０１はヒステリシス特性を有する。２値化器３０５の出力信号が基準直流電圧生成部３０６に入力される。入力直流電圧が一瞬でも基準直流電圧を超えると、２値化器３０５はＨｉｇｈを出力する。基準直流電圧生成部３０６は、２値化器３０５が出力するＨｉｇｈの信号を入力すると、出力する基準直流電圧を少し下げる。入力直流電圧が一瞬でも基準直流電圧より低くなると、２値化器３０５はＬｏｗを出力する。基準直流電圧生成部３０６は、２値化器３０５が出力するＬｏｗの信号を入力すると、出力する基準直流電圧を少し上げる。振幅検出部１０１がヒステリシス特性を有する構成により、平滑部３０２の容量を小さくし、制御部１０２は第２のモードにおいてフィルタ１００を高速調整することができる。
【００４４】
制御部１０２の構成を具体的に説明する。図１において、制御部１０２は、振幅判定ロジック回路１１７及びアップダウンカウンタ１１８を有する。アップダウンカウンタ１１８は６ビットのカウンタである。制御部１０２は、アップダウンカウンタ１１８のカウンタ値を制御信号としてフィルタ１００の制御信号入力端子１２３に入力する。制御部１０２は、第２のモードにおいて後述する方法でアップダウンカウンタ１１８のカウント値を変化させ、複数のカウント値を制御信号として順次フィルタ１００に入力する。第１のモードにおいて、制御部１０２は、振幅判定ロジック回路１１７及び位相比較部１０３の出力結果に応じて決定したカウンタ値を制御信号としてフィルタ１００に入力する。
【００４５】
第２のモードにおけるフィルタの調整方法を説明する。図１において、スイッチ１１１及び１１５は遮断し、スイッチ１１２及び１１６は導通する。制御部１０２は、最初にフィルタ出力信号の振幅に基づいてフィルタ１００の粗調整ステップ（図４）を行い、その後微調整ステップ（図１２、１３）を行い、最後に確認ステップ（図１４）を行う。
【００４６】
図４は、フィルタ出力信号の振幅に基づいて行うフィルタ１００の粗調整ステップのフローチャートである。図４に示すフィルタ１００の粗調整ステップのフローチャートを説明する。粗調整ステップでは、制御部１０２はフィルタ出力信号の振幅に基づいてカウンタ値を暫定的に定める。最初に、アップダウンカウンタ１１８のカウンタ値の全てのビット（６ビット）を０にする。制御部１０２は、カウンタ値００００００Ｂを制御信号としてフィルタ１００の制御信号入力端子に入力する（ステップ４０１）。基準信号発生器１０４が出力する基準信号をフィルタ１００に入力し、フィルタ出力信号を振幅検出部１０１に入力する。振幅検出部１０１は、フィルタ出力信号の振幅が所定の閾値以上か否か判断する（ステップ４０２）。振幅検出部１０１は、フィルタ出力信号の振幅が所定の閾値以上であれば、Ｈｉｇｈの振幅判定結果を出力する。振幅判定ロジック回路１１７はＨｉｇｈ信号を記憶する（ステップ４０３）。振幅検出部１０１は、フィルタ出力信号の振幅が所定の閾値よりも小さければ、Ｌｏｗ信号を出力する。振幅判定ロジック回路１１７はＬｏｗ信号を記憶する（ステップ４０４）。
【００４７】
アップダウンカウンタ１１８のカウンタ値の上位２ビットが１１か否かを判断する（ステップ４０５）。上位２ビットが１１でなければ、カウンタ値の上位２ビットに１を加算する（ステップ４０６）。制御部１０２は新たなカウンタ値を制御信号としてフィルタ１００の制御信号入力端子に入力する。フィルタ調整部１０５は、カウンタ値に基づいてフィルタ１００のコンダクタンスｇｍを変更する（ステップ４０７）。フィルタの出力信号が平定するために必要な時間が経過した後、ステップ４０２に戻り、振幅検出部１０１は再度振幅判定を行なう。
【００４８】
ステップ４０５で、カウンタ値の上位２ビットが１１であれば、振幅判定ロジック回路１１７は、カウンタ値（制御信号）の上位２ビットを００から１１まで変化させた４つの振幅判定結果から、４つのカウンタ値をパラメータとする振幅の変化特性が許容されるか否かを判断する（ステップ４０８）。許容されないと判断した場合は、ステップ４０１に戻って、再度ステップ４０１以下の粗調整ステップを実行する。これに代えて、許容されないと判断した場合、振幅判定ロジック回路１１７がエラー情報を出力して、フィルタの調整を中止しても良い。この場合、前回のフィルタ調整で決定したカウンタ値（制御信号の値）を保持し、第１のモードにおいて制御部１０２はこのカウンタ値を出力する。ステップ４０８については、後に詳述する。
【００４９】
振幅の変化特性が許容されれば、制御部１０２は、４つの振幅判定結果を比較し、判定結果がＨｉｇｈであるカウンタ値を最適値として暫定的に定める（ステップ４０９）。粗調整ステップを終了する。
【００５０】
図５は、アップダウンカウンタ１１８のカウンタ値の上位２ＢＩＴを００から１１まで順次変化させた場合（下位４ビットは００００とする。）のフィルタ１００の周波数特性の変化を示す図である。図５において、横軸は周波数、縦軸は出力信号の振幅を示す。５０１、５０２、５０３、５０４は、フィルタ１００にそれぞれ上位２ビットが００、０１、１０、１１である制御信号（下位４ビットは００００）を入力した場合のフィルタ１００の特性を示す。Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄは、周波数ｆ０の基準信号をフィルタ１００に入力して、フィルタ１００にそれぞれ上位２ビットが００、０１、１０、１１である制御信号（下位４ビットは００００）を入力した場合の、フィルタ出力信号の振幅を示す。閾値５０５は、基準直流電圧生成部３０６が出力する電圧を示す（説明の容易のため、ヒステリシスがないものとして示す。）。振幅検出部１０１は、フィルタ出力信号の振幅Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄが所定の閾値５０５（判定レベル）よりも大きければＨｉｇｈの振幅判定結果を出力し、そうでなければＬｏｗの振幅判定結果を出力する。
【００５１】
図５において、カウンタ値が００００００Ｂの時は、フィルタ出力信号の振幅レベルはＡである。振幅Ａは閾値５０５（判定レベル）よりも低いので、振幅検出部１０１はＬｏｗの振幅判定結果を出力する。振幅判定ロジック回路１１７はカウンタ値が００００００Ｂの時はＬｏｗの振幅判定結果を保存する。
【００５２】
このカウンタ値における判定が終わると、振幅判定ロジック回路１１７はアップダウンカウンタ１１８を０１００００Ｂに変更する。図５より、カウンタ値が０１００００Ｂの時のフィルタ出力信号の振幅レベルはＢである。振幅Ｂは、閾値５０５（判定レベル）よりも大きいので、振幅検出部１０１はＨｉｇｈの振幅判定結果を出力する。振幅判定ロジック回路１１７は、カウンタ値が０１００００Ｂの時はＨｉｇｈの振幅判定結果を保存する。アップダウンカウンタ１１８のカウンタ値を次の値１０００００Ｂに変更する。カウンタ値が１０００００Ｂの時のフィルタ出力信号の振幅レベルはＣである。振幅Ｃは閾値５０５（判定レベル）よりも低いので、このカウンタ値の時、振幅判定ロジック回路１１７はＬｏｗの振幅判定結果を保存する。最後にカウンタ値に１１０００Ｂをセットして、振幅判定を行なう。カウンタ値１１０００Ｂの時のフィルタ出力信号の振幅レベルはＤである。振幅Ｄは閾値５０５（判定レベル）よりも低いので、このカウンタ値の時、振幅判定ロジック回路１１７はＬｏｗの振幅判定結果を保存する。
【００５３】
図６は、粗調整ステップが完了した時点で、振幅判定ロジック回路１１７が記憶する制御信号の値（アップダウンカウンタ１１８のカウンタ値）と各制御信号の値における振幅判定結果（振幅検出部１０１の出力信号）とを示す図である。カウンタ値が０１００００Ｂの時だけ、振幅判定結果はＨｉｇｈ信号となる。図５及び図６に示す実施の形態においては、カウンタ値０１００００Ｂが最適値として暫定的に定められる（図６参照）。
【００５４】
図７は、粗調整ステップの結果の正否を判断する方法（ステップ４０８の詳細）を示すフローチャートである。ステップ４０８において、振幅判定ロジック回路１１７は、カウンタ値（制御信号）の上位２ビットを００から１１まで変化させた４つの振幅判定結果から、４つのカウンタ値をパラメータとする振幅の変化特性が許容されるか否かを判断する。図７において、振幅判定ロジック回路１１７は、最初に４つの振幅判定結果に含まれるＬｏｗの数がＰ個（実施の形態においてはＰ＝４（全数））以上か否かを判断する（ステップ７０１）。ＬｏｗがＰ個以上であれば、エラーと判定する。図４のステップ４０１に戻り、粗調整ステップをやり直す（ステップ７０５）。
【００５５】
Ｌｏｗの数がＰ個未満であれば、次に４つの振幅判定結果に含まれるＨｉｇｈの数がＲ個（実施の形態においてはＲ＝２）以上か否かを判断する（ステップ７０２）。Ｈｉｇｈの数がＲ個以上であれば、エラーと判定する。図４のステップ４０１に戻り、粗調整ステップをやり直す（ステップ７０５）。
Ｈｉｇｈの数がＲ個未満であれば、Ｈｉｇｈ，Ｌｏｗ，Ｈｉｇｈという並びの組み合わせがあるか否かを判断する（ステップ７０３）。Ｈｉｇｈ，Ｌｏｗ，Ｈｉｇｈという並びの組み合わせがあれば（２つの極大値が存在すれば）、エラーと判定する。図４のステップ４０１に戻り、粗調整ステップをやり直す（ステップ７０５）。Ｈｉｇｈ，Ｌｏｗ，Ｈｉｇｈという並びの組み合わせがなければ図１２のステップ１２０１に進み、微調整ステップを行う。
【００５６】
例えば図５に示すカウンタ値とフィルタ出力信号との関係があれば、図４の粗調整ステップにおいて、Ｈｉｇｈ、Ｌｏｗ、Ｈｉｇｈという順で振幅判定結果（振幅検出部１０１の出力信号）が出ることはない。閾値５０５（判定レベル）を適切に設定すると、４つの振幅判定結果の中のＰ個以上がＬｏｗになったり、Ｒ個以上がＨｉｇｈになったりすることはない。Ｐ個以上がＬｏｗになったり、Ｒ個以上がＨｉｇｈになったりした場合は、何らかの理由で閾値５０５（判定レベル）の設定が適切な値からずれていること、又はフィルタ調整部１０５が上手く動作していないこと等の原因が考えられる。カウンタ値の順に並べた振幅判定結果のＨｉｇｈ及びＬｏｗの並びを検査し、Ｈｉｇｈ及びＬｏｗの並びが許容できなければ（正常でなければ）、もう一度粗調整ステップを行なったり、エラー表示をしてフィルタ調整を終了する。これにより、振幅検出部１０１、フィルタ調整部１０５等が、何らかの理由で正常に動作しなかった場合、粗調整ステップ（フィルタ出力信号の振幅に基づく調整）を正確に行なうことができ、又は誤ったカウンタ値を導出して第１のモードにおいてフィルタが誤動作することを防止できる。
【００５７】
実施の形態において、上位２ビットの全ての値（４つの値）について振幅検出部１０１の振幅判定結果を得た後、振幅判定ロジック回路１１７が４つの振幅判定結果の正否を判断し、最適のカウンタ値を暫定的に定めた。これに代えて、振幅判定ロジック回路１１７が図４の粗調整ステップの途中で常時振幅判定結果の並びの成否を判断しても良い。これにより、より高速に粗調整を行なうことができる。例えば、上位２ビットの全ての値（４つの値）について振幅検出部１０１の振幅判定結果を得た場合、１個の振幅判定結果のみがＨｉｇｈになるように閾値５０５（判定レベル）を定める。
【００５８】
図４の粗調整ステップにおいて、カウンタ値が００００００Ｂの時に振幅検出部１０１の振幅判定結果がＨｉｇｈであり、カウンタ値が０１００００Ｂの時も振幅判定結果がＨｉｇｈであれば、その段階で振幅判定ロジック回路１１７はエラーと判定して粗調整ステップを再度実行し、またはフィルタ調整を終了する。このように粗調整ステップの途中で常時振幅判定結果の並びの成否を判断することは、粗調整ステップにおいて制御部１０２が順次出力するカウンタ値の数がより多い場合（例えば上位のＳビット（Ｓ≧３）の全ての値（４つの値）について振幅検出部１０１の振幅判定結果を求める場合）、特に効果的である。処理を高速化できる。
【００５９】
図４〜６に挙げた例では、粗調整ステップにおいて、カウンタ値の全ビットが０の状態から初め（図４のステップ４０１）、途中でカウンタが０１００００Ｂの時にＨｉｇｈの振幅判定結果が出てきたにもかかわらず、引き続きアップダウンカウンタのカウンタ値を増加させて振幅検出を継続している。これに代えて、粗調整ステップで一度Ｈｉｇｈの振幅判定結果が出たら、そのカウンタ値をもって粗調整ステップを終了し、位相比較による微調整ステップに進んでも良い。
又は、製造工程のばらつきを見極め、振幅判定結果がＨｉｇｈになる確率が高そうなカウンタ値を初期値として粗調整ステップを開始し、振幅判定結果がＨｉｇｈになった時点で振幅検出による粗調整ステップを終了しても良い。いずれの方法によっても、実施の形態よりも短時間で振幅検出による粗調整ステップを終了できる。
【００６０】
一方、実施の形態（図４）においては、振幅判定結果が途中でＨｉｇｈとなっているにもかかわらず、００００００から１１００００まで上位２ビットの全ての値のカウンタ値を制御信号としてフィルタ１００に入力し、各制御信号におけるフィルタ出力信号の振幅を検出した。この方法によれば、上記の他の方法より調整時間が長くなるが誤調整の確率を低くすることが出来る。
【００６１】
何らかの原因で振幅検出部１０１が間違った振幅判定結果を出力しても、制御部１０２が誤った最適カウンタ値を決定しないように、１つのカウンタ値で、数回の振幅判定を行い、同じ判定がＮ回続いたらその結果を保持しても良い。又、Ｎ回の粗調整ステップを繰り返し、各粗調整ステップにより得られた最適カウンタ値の最頻値、中央値又は平均値を暫定的なカウンタ値に定めても良い。
【００６２】
フィルタ１００の微調整ステップを説明する。上述の様に、実施の形態において、フィルタ１００が適切に調整された場合、２つの信号１３０及び１３１の位相差は０である。フィルタが目標特性周波数（基準信号の周波数）よりも低い場合は、フィルタ出力信号は基準信号よりも位相が進み、フィルタが目標特性周波数（基準信号の周波数）よりも高い場合は、フィルタ出力信号は基準信号よりも位相が遅れる。この原理を利用して、微調整ステップでは、制御部１０２はフィルタ出力信号と基準信号との位相差に基づいてカウンタ値を決定し、特性周波数の微調整を行なう。
【００６３】
図８は、増幅器１０６の出力信号（２値化されたフィルタ出力信号）１３０と増幅器１０７の出力信号（２値化された基準信号）１３１とを示すタイムチャートである。図８において、制御部１０２がフィルタ１００に新たな制御信号を入力してから所定の区間Ａにおいては、フィルタ１００の絶対群遅延などの影響で、２値化されたフィルタ出力信号１３０の位相が安定していない。実施の形態において、制御部１０２がフィルタ１００に新たな制御信号を入力してからフィルタ出力信号が安定するまでの時間は約４０μｓである。フィルタ出力信号が安定した後、区間Ｂにおいて位相比較部１０３が２つの信号の位相差を判定する。
【００６４】
Ｄフリップフロップである位相比較部１０３は、図８に示すように、クロック入力端子に入力される２値化された基準信号１３１の立ち上がりエッジ８０１で、２値化されたフィルタ出力信号１３０の値をラッチする。ラッチした値がＨｉｇｈであれば、フィルタ出力信号の位相が入力信号の位相より進んでいて、フィルタ１００の特性周波数が目標特性周波数よりも低いことが分かる（図１５（ｂ）参照）。図８の区間Ｂにおいてラッチした値がＬｏｗである故に、フィルタ出力信号の位相が入力信号の位相より遅れており、フィルタ１００の特性周波数ｆ０が目標特性周波数よりも高いことが分かる。
【００６５】
図６に示すように、粗調整ステップにおいてカウンタ値０１００００Ｂが最適値として暫定的に定められた。しかし、図４の粗調整ステップでカウンタ値の上位２ビットを０１と暫定的に定めても、最も適切なカウンタ値の上位２ビットが０１であるとは限らない。このことを、図５、９〜１１を用いて説明する。下位の４ビットを００００としてカウンタの上位２ビットを００から１１まで順次増加させた場合、カウンタ値を制御信号とするフィルタ１００の周波数特性が図５又は図１０になる。図５及び図１０のいずれの周波数特性においても、粗調整ステップでカウンタ値０１００００Ｂが暫定的に定められる。最も適切なカウンタ値は、図５において０１００００Ｂより高く、図１０において０１００００Ｂより低い。図５及び図１０の周波数特性において、カウンタ値（制御信号）を値０１００００Ｂの近傍で変化させた場合の位相比較部１０３が出力する位相比較結果をそれぞれ図９、図１１に示す。図５及び９において、最も適切なカウンタ値は０１０１００Ｂである。図１０及び１１において、最も適切なカウンタ値は００１１００Ｂである。以下の微調整ステップにおいては、このことを考慮して実行する。
【００６６】
図１２、１３は、フィルタ出力信号の位相に基づいて行うフィルタ１００の微調整ステップのフローチャートである。図１２、１３の順に処理を行う。最初に図１２に示すフィルタ１００の微調整ステップのフローチャートを説明する。図１２のフローチャートでは、上位３ビットのカウンタ値を決定する。
最初に、カウンタ値を、フィルタ出力信号の振幅に基づく粗調整ステップで暫定的に定めた値０１００００Ｂにセットする。フィルタの絶対群遅延時間より十分長い所定の待ち時間（例えば４０μｓ以上の時間）が経過した後、位相比較部１０３は、フィルタの特性周波数が目標周波数よりも高いか否かを判断する（位相差を判定する。）（ステップ１２０１）。フィルタの特性周波数が目標周波数よりも高ければ、カウンタ値の上位から３ビット目を−１する（カウンタ値＝カウンタ値−００１０００Ｂ）（ステップ１２０２）。制御部１０２は、新たなカウンタ値を制御信号としてフィルタ１００に入力する。フィルタ調整部１０５は、フィルタ１００のコンダクタンスｇｍを変更する（ステップ１２０３）。
【００６７】
所定の待ち時間を経て、位相比較部１０３は、フィルタ特性周波数が目標周波数以下か否かを判断する（ステップ１２０４）。フィルタの特性周波数が目標周波数以下であれば、その時のカウンタ値の上位３ビットを第１のモードで使用するカウンタ値に決定する（ステップ１２０９）。図１２の処理を終了する。ステップ１２０４で、フィルタの特性周波数が目標周波数よりも高ければ、ステップ１２０２に戻る。
【００６８】
ステップ１２０１において、フィルタの特性周波数が目標以下であれば、カウンタ値の３ビット目に１を加算する（カウンタ値＝カウンタ値＋００１０００Ｂ）（ステップ１２０５）。制御部１０２は、新たなカウンタ値を制御信号としてフィルタ１００に入力する。フィルタ調整部１０５は、フィルタ１００のコンダクタンスｇｍを変更する（ステップ１２０６）。所定の待ち時間を経て、位相比較部１０３は、フィルタ特性周波数が目標周波数よりも、高いか否か判断する（ステップ１２０７）。フィルタ特性周波数が目標周波数よりも高ければ、カウンタ値の上位３ビット目を−１にする（カウンタ値＝カウンタ値−００１０００Ｂ）（ステップ１２０８）。算出されたカウンタ値の上位３ビットを第１のモードで使用するカウンタ値に決定する（ステップ１２０９）。図１２の処理を終了する。ステップ１２０７で、フィルタ特性周波数が目標周波数以下であれば、ステップ１２０５に戻る。
【００６９】
基準信号発生器１０４が出力する基準信号がフィルタ１００に入力される。振幅検出部１０１がフィルタ出力信号に基づいて振幅判定結果を出力する。振幅判定ロジック回路１１７が振幅判定結果を入力し、保存する。振幅判定ロジック回路１１７はアップダウンカウンタ１１８のカウンタ値を変更する。フィルタ１００のｇｍ値が変更された後、所定の待ち時間を経て再度上記の処理を繰り返し、振幅判定ロジック回路１１７が振幅判定結果を保存する。
【００７０】
粗調整ステップにおいて正しいカウンタ値から大きくずれたカウンタ値を暫定的に定めたとしても、図１２の微調整ステップの処理ループを何回か繰り返すことにより、正しいカウンタ値を求めることが出来る。図１２のフローチャートでは、正しい上位３ビットの値を求めることができる。図１２において、処理ループの繰り返し回数が所定の閾値を越えた場合、粗調整ステップで定めたカウンタ値がエラーであるという情報を出力しても良く、再び図４の粗調整ステップをやり直しても良い。
【００７１】
このように粗調整ステップで定めたカウンタ値が正しいことを、微調整ステップでもう一度確かめることにより、定めた上位ビットの信頼性を高めることが出来る。次の下位ビットの調整に進む。図４及び図１２のアルゴリズムによる上位３ビットのみの調整では、フィルタの特性周波数の目標周波数に対する精度は十分ではない。
【００７２】
図１３は、カウンタ値の４ビット目以下の下位ビットを決定する方法を示すフローチャートである。図１３においては、上から４ビット目から６ビット目までを決定する。図１３の処理の初めにおいて、アップダウンカウンタ１１８の値の上位３ビットは図１２の処理で決定された値であり、上から４ビット目から６ビット目までは０００Ｂである。最初に、初期値ｉに４を設定する（ステップ１３０１）。カウンタ値の上位からｉ番目のビットを１にする（ステップ１３０２）。制御部１０２は、新たなカウンタ値を制御信号としてフィルタ１００に入力する。フィルタ調整部１０５は、フィルタ１００のコンダクタンスｇｍを変更する（ステップ１３０３）。位相が安定する所定の待ち時間が経過した後、位相比較部１０３は位相差を判定する。位相比較部１０３は、フィルタの特性周波数が目標周波数よりも高いか否か判断する（ステップ１３０４）。ｉ番目のビットを１にしたことにより、フィルタの特性周波数が目標周波数よりも高ければ、ｉ番目のビットを０に戻す（ステップ１３０５）。ステップ１３０４でフィルタの特性周波数が目標周波数以下であれば、ｉ番目のビットは１に確定する。
【００７３】
次に、ｉがアップダウンカウンタ１１８の桁数（実施の形態においては６）よりも小さいか否か判断する（ステップ１３０６）。ｉがアップダウンカウンタ１１８の桁数（実施の形態では６）より小さい値であれば、ｉをインクリメントして（ステップ１３０７）、ステップ１３０２に戻る。以下、カウンタ値の上位から５ビット目、６ビット目について同様の処理を繰り返す。ｉがカウンタの桁数と同じ値であれば（最下位ビットであれば）、現在のカウンタ値を第１のモードで使用するカウンタ値として決定する（ステップ１３０８）。処理を終了する。このように上の桁から最下位ビットまで順次決定していき、最下位ビットの値を決定した時点で、調整が終了する。
【００７４】
微調整ステップが終了した後、最後に確認ステップを実行する。図１４は、位相比較による確認ステップのフローチャートを示す図である。図１４において、最初に、図１３の微調整ステップで最終的に決定されたカウンタ値を制御信号として、位相比較部１０３は位相差を判定する（ステップ１４０１）。フィルタの特性周波数が目標周波数以下か否かを判断する（ステップ１４０２）。フィルタの特性周波数が目標周波数よりも高ければ、図１２のステップ１２０１に戻って微調整ステップをやり直す（ステップ１４０６）。
【００７５】
ステップ１４０２でフィルタの特性周波数が目標周波数以下であることを確認すると、最終的に決定したカウンタ値の最下位ビットに１を加算する（ステップ１４０３）。制御部１０２は、新たなカウンタ値を制御信号としてフィルタ１００に入力する。フィルタ調整部１０５は、フィルタ１００のコンダクタンスｇｍを変更する（ステップ１４０４）。フィルタの特性周波数が目標周波数より高いか否かを判断する（ステップ１４０５）。フィルタの特性周波数が目標周波数値より高いことを確認すれば、決定したカウンタ値が正しいとして処理を終了する。ステップ１４０５でフィルタの特性周波数が目標周波数値以下であれば、ステップ１４０３に戻って上記の処理を繰り返す。
図１４の確認ステップにおいて、微調整ステップでの位相比較よりも、制御信号を更新してからフィルタ出力信号の位相が安定するまでの待ち時間を多少長くとることにより、精度のよい確認を行なうことができる。
【００７６】
何らかの原因で、位相比較器１０３が間違った位相判定結果を出力しても、制御部１０２が誤った最適カウンタ値を決定しないように、１つのカウンタ値で、数回の位相判定を行い、同じ判定がＮ回続いたらその結果を保持しても良い。又、Ｎ回の微調整ステップを繰り返し、各微調整ステップにより得られた最適カウンタ値の最頻値、中央値又は平均値を最終的な最適カウンタ値に決定しても良い。
【００７７】
ｇｍ−Ｃフィルタの特性周波数のずれの要因で最も大きいのはそれを含む集積回路の製造ばらつきであり、次ぎに大きい要因は温度変化や電源変動に起因する特性周波数の変動である。本発明のフィルタ自動調整装置を含む集積回路を製造した後初めて行うフィルタ調整においては、実施の形態に示す方法で時間をかけてフィルタ調整を行い、その調整結果のカウンタ値を内部の不揮発性メモリに書き込んでも良い。これにより、集積回路の製造ばらつきを補償できる。次の調整を行なう際には、初めのフィルタ調整におけるカウンタ値を不揮発性メモリから読み出し、例えば粗調整ステップにおいて制御部１０２が制御端子に入力する複数の制御信号の値を、現在のカウンタ値の近傍の値に決定しても良い。粗調整ステップの初期に高い確率でＨｉｇｈの振幅判定結果が得られる。粗調整ステップを最後まで実行することなく、その時のカウンタ値を暫定的な値に定め、次ぎの微調整ステップに進むことが出来る。フィルタ調整時間を短縮化出来る。
【００７８】
粗調整ステップを飛ばして、不揮発性メモリから読み出されたカウンタ値を暫定的なカウンタ値として、位相比較による微調整ステップからフィルタ調整を行っても良い。これにより、２回目以降のフィルタ調整時間を短く出来る。２回目以降のフィルタ調整においては、振幅検出部と振幅判定ロジック回路の電源をオフすることにより、さらなる低消費電力化を図ることができ、より効率良くフィルタ自動調整を行なうことができる。
【００７９】
制御部１０２は不揮発性メモリに記憶された前回のフィルタの調整により決定されたカウンタ値（前回のカウンタ値）と、新たに行ったフィルタの調整により決定されたカウンタ値（新たに得られたカウンタ値）との差分が、所定の閾値以上であれば、新たに得られたカウンタ値を破棄し、前回のカウンタ値をそのまま第１のモードにおいて使用しても良い。温度変動や電源変動の影響でカウンタ値が最大でどれくらいずれるかを見込んだ閾値を設定することにより、調整エラーを検出できる。調整エラーを検出した場合に、再調整を行っても良い。
【００８０】
フィルタ１００に、更にそのＱ値を変化させるＱ値制御端子を設けても良い。制御部１０２は、第２のモードにおいて、Ｑ値制御端子の入力信号を制御してＱ値を高くして、複数の制御信号をフィルタ１００の前記制御端子に順次入力し、粗調整ステップ及び微調整ステップを実行する。これにより調整精度を高くすることが出来る。フィルタ１００のＱ値が低い通常の状態で粗調整ステップを実行し、その後Ｑ値を高くして微調整ステップを実行しても良い。Ｑ値が低い方が振幅検出による粗調整は容易であり、Ｑ値が高い方が位相検出による微調整を精度良く実行できる。
【００８１】
なお、以上の説明では、被調整フィルタをｇｍ−Ｃフィルタとしたが、中心周波数を電圧または、電流で可変制御できる電子フィルタであればよい。
上記の実施の形態において、フィルタは狭帯域のＢＰＦであった。しかし、これに限られるものではなく、ＨＰＦ又はＬＰＦであっても良い。
上記の実施の形態において、フィルタ自動調整装置は、携帯電話の受信部に組み込まれていた。しかし、これに限られるものではなく、本発明のフィルタ自動調整装置を例えば携帯電話の基地局通信機の受信部に組み込んでも良く、又は高精度の基準信号発生器とフィルタとを有する任意の通信機に組み込んでも良い。これらの通信機において、通信を行っている時にフィルタ自動調整装置を第１のモードで動作させ、通信を行っていない時にフィルタ自動調整装置を所定のタイミングで第２のモードで動作させることにより、高い安定性と低消費電力化を実現できる。
【産業上の利用可能性】
【００８２】
以上説明してきたとおり、本発明によれば、フィルタ自動調整を行なう際に、振幅検出でおおまかにフィルタを調整した後、位相比較によりフィルタを精度良く調整するため、製造工程におけるばらつきが大きいフィルタやＱ値が高いフィルタについても、短時間でフィルタ自動調整ができ、また、フィルタ調整用のＲｅｆフィルタを必要としないので、低消費電力化にむけて大きなメリットとなる。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】本発明の実施の形態のフィルタ自動調整装置の構成を示すブロック図
【図２】本発明の実施の形態のフィルタの構成を模式的に示す図
【図３】本発明の実施の形態の振幅検出部の構成を示すブロック図
【図４】本発明の実施の形態の粗調整ステップのフローチャート
【図５】粗調整ステップでカウンタ値を変更したときの、フィルタの周波数特性の例を示す図
【図６】粗調整ステップでのカウンタ値と振幅判定結果とを示す図
【図７】本発明の実施の形態の粗調整ステップの結果の正否を判断する方法を示すフローチャート
【図８】２値化されたフィルタ出力信号と２値化された基準信号とを示すタイムチャート
【図９】図５のフィルタにおける、微調整ステップでのカウンタ値と位相比較結果とを示す図
【図１０】他のフィルタの周波数特性の例を示す図
【図１１】図１０のフィルタにおける、微調整ステップでのカウンタ値と位相比較結果とを示す図
【図１２】微調整ステップにおける上位３ビットのカウンタ値の決定方法を示すフローチャート
【図１３】微調整ステップにおける上位から４ビット目以下のカウンタ値の決定方法を示すフローチャート
【図１４】本発明の実施の形態の確認ステップのフローチャート
【図１５】本発明の実施の形態のフィルタの特性図
【符号の説明】
【００８４】
１００    ｇｍ−Ｃフィルタ
１０１    振幅検出部
１０２    制御部
１０３    位相比較部
１０４    基準信号発生器
１０５    フィルタ調整部
１０６、１０７    増幅器
１０８    インバータ
１１０    入力端子
１１１、１１２、１１５、１１６    スイッチ
１１４    出力端子
１１７    振幅判定ロジック回路
１１８    アップダウンカウンタ
【図１】
2005197975.tif 000003
【図２】
2005197975.tif 000004
【図３】
2005197975.tif 000005
【図４】
2005197975.tif 000006
【図５】
2005197975.tif 000007
【図６】
2005197975.tif 000008
【図７】
2005197975.tif 000009
【図８】
2005197975.tif 000010
【図９】
2005197975.tif 000011
【図１０】
2005197975.tif 000012
【図１１】
2005197975.tif 000013
【図１２】
2005197975.tif 000014
【図１３】
2005197975.tif 000015
【図１４】
2005197975.tif 000016
【図１５】
2005197975.tif 000017
【手続補正書】
【提出日】平成16年1月19日(2004.1.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、調整機能を有するフィルタの特性周波数調整を目標周波数に調整するためのフィルタ自動調整装置及びこれを有する通信機に関し、特に高速自動調整を行う低消費電力のフィルタ自動調整装置及びこれを有する通信機に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近の通信機（例えば携帯電話）においては、低消費電力や小型軽量化に力が注がれていて、多くの無線部品についても集積化される傾向にある。フィルタについても同様の傾向にあり、従来は外付け部品であったものが、ｇｍ−Ｃフィルタとして集積回路に内蔵されることが多い。ｇｍ−Ｃフィルタとは、周波数特性を電圧又は電流で可変制御できるように、トランスコンダクタ（ｇｍ）とキャパシタ（Ｃ）とを利用したフィルタである。
たとえば携帯電話では、中心周波数に対して５％程度の帯域幅をもつ狭帯域ＢＰＦが必要とされ、中心周波数が設計目標値に対して０．２〜０．３％程度の精度のフィルタを実現することが要求される。一般に集積回路の製造過程におけるばらつきは、抵抗で±十数パーセント、容量で±十数パーセントであり、抵抗と容量によって構成されるフィルタの特性周波数は、±二十パーセント以上のばらつきを生じる。通信機に内蔵されるｇｍ−Ｃフィルタは、外部から調整可能に構成され、工場で高精度に調整される。
【０００３】
特性周波数とは、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）については中心周波数ｆ０を、ハイパスフィルタ（ＨＰＦ）とローパスフィルタ（ＬＰＦ）については遮断周波数（−３ｄＢポイントにおける周波数）を意味する。
【０００４】
ｇｍ−Ｃフィルタを内蔵する携帯電話において、ｇｍ−Ｃフィルタの消費電流が多ければ１回の電池充電で可能な携帯電話の通話時間が短くなる。長い通話時間を確保するために電池を大きくすると、携帯電話の小型軽量化が実現しない。そういう状況下では、できるだけ低消費電力のｇｍ−Ｃフィルタが必要である。また、ｇｍ−Ｃフィルタの調整時間も消費電力に影響するので、できるだけ調整時間を短くして、低消費電力化を図ることが重要である。
【０００５】
特開平９−８３２９４号公報に、ｇｍ−Ｃフィルタに基準信号を入力し、フィルタの入力信号と出力信号の位相差をみることにより、フィルタの調整を行なう従来例１のｇｍ−Ｃフィルタの調整方法が開示されている。図１５（ａ）に示す振幅特性及び図１５（ｂ）に示す位相特性をもつｇｍ−Ｃフィルタ（ＢＰＦ）に、フィルタの中心周波数ｆ０の調整目標値と同一の周波数の基準信号を入力した場合、フィルタの特性周波数（図１５（ａ）においては中心周波数）ｆ０が目標周波数と一致していれば、フィルタ出力信号とフィルタ入力信号の位相差は０となる。フィルタの特性周波数ｆ０が目標周波数よりも高ければ、フィルタ出力信号の位相は入力信号の位相よりも遅れる。フィルタの特性周波数ｆ０が目標周波数よりも低ければ、フィルタ出力信号の位相は入力信号の位相よりも進む。この原理を利用して、フィルタに基準信号を入力し、フィルタ出力信号と基準信号との位相差を検出し、その結果をもとにアップダウンカウンタの値を変更する。アップダウンカウンタはそのカウンタ値を、フィルタを制御するための制御信号として出力する。ｇｍ−Ｃフィルタはカウンタ値によって適切に調整される。
【０００６】
特開平９−１３０２０６号公報に、位相比較でフィルタを調整する際に、フィルタのＱ値を可変する従来例２のフィルタ自動調整装置が開示されている。従来例２のフィルタ自動調整装置は、フィルタ出力信号のレベルを検出して、その検出結果をもとにフィルタに入力する信号の利得を制御し、フィルタのＱ値が高い場合でも安定して位相比較によるフィルタ調整を行なう。
【０００７】
【特許文献１】特開平９−０８３２９４号公報
【特許文献２】特開平９−１３０２０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従来例１のｇｍ−Ｃフィルタの調整方法は、基準信号をフィルタに入力し、フィルタ出力信号の位相と、基準信号の位相を比べることにより、フィルタの特性周波数ｆ０が目標値よりも高いか低いかを判断し、その結果に基づいてフィルタの調整を行なうというものであった。しかし、例えば製造工程によるばらつきが大きく、中心周波数ｆ０（特性周波数）が目標値から大きくずれたＢＰＦの調整を行なおうとすると、フィルタの中心周波数ｆ０が基準信号の周波数から大きくずれている故に、基準信号がフィルタで大きく減衰し、フィルタ出力信号の振幅が非常に小さくなってしまう。そのため、フィルタ出力信号と基準信号との位相比較が困難になる。また、ＢＰＦのＱ値が高い場合、特性周波数ｆ０が基準信号の周波数から多少ずれるだけで、基準信号がフィルタで大きく減衰し、フィルタ出力信号の振幅が非常に小さくなってしまう。
【０００９】
また、この方法を４次ＢＰＦに適用した場合、特性周波数ｆ０が低い方にある程度以上ずれると、フィルタ出力信号の位相が目標位相値から１８０°以上進む（０°〜１８０°の間の遅れ位相）。フィルタの特性周波数ｆ０が高い方にある程度以上ずれると、フィルタ出力信号の位相が目標位相値から１８０°以上遅れる（０°〜１８０°の間の進み位相）。それ故に、フィルタ出力信号の位相と基準信号の位相とを比較した時に、フィルタ出力信号の位相が目標位相値から進んでいることに基づいて（０°〜１８０°の間の進み位相）、特性周波数ｆ０が目標周波数より低い方にずれていると判断できない。
【００１０】
従来例２のフィルタ自動調整装置は、帯域フィルタ出力レベルを検出し、帯域フィルタの入力レベルを適切に可変する方式を用いた。これにより、フィルタ調整を安定して行なうことができる。従来例２においては、帯域フィルタ入力レベルを適切に設定する為に、新たにフィードバック回路を設けている。そのため従来例２の特性周波数調整装置は、他の従来技術のフィルタ自動調整装置と比較して、フィードバック回路が帯域フィルタ入力レベルを適切に設定する時間だけ、フィルタ調整に余計に時間がかかる。また、実際に使用する能動フィルタと別個に調整モニタ用の帯域通過フィルタを設け、この帯域通過フィルタの特性周波数ｆ０を目標値に調整する。実際使用する能動フィルタと調整モニタ用の通過帯域フィルタとの間には相対誤差があり得る。それ故に、帯域フィルタで適切に調整しても、実際使用する能動フィルタが正確に調整されない恐れがある。
【００１１】
本発明は、正確な調整が可能であり、且つ小型低消費電力のフィルタ自動調整装置及びそれを有する通信機を提供することを目的とする。
本発明は、例えば高次のフィルタ又はＱ値の高いフィルタにおいても、適切にフィルタの特性周波数を調整できるフィルタ自動調整装置及びそれを有する通信機を提供することを目的とする。
本発明は、フィルタを高速調整し、低消費電力のフィルタ自動調整装置及びそれを有する通信機を提供することを目的とする。
本発明は、フィルタを誤って調整する可能性が低いフィルタ自動調整装置及びそれを有する通信機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するため、本発明は以下の構成を有する。請求項１に記載の発明は、入力信号を入力する入力端子と、基準信号を出力する基準信号発生器と、前記入力信号及び前記基準信号を入力し、いずれか一方を選択的に出力する第１のスイッチ部と、フィルタ特性を制御するための制御信号を入力する制御端子を有し、前記スイッチ部が出力した信号を入力して前記フィルタ特性で処理した後出力するフィルタと、前記フィルタの出力信号を出力する出力端子と、前記フィルタの出力信号を入力し、その振幅を検出する振幅検出部と、前記フィルタを通る前の信号と、前記フィルタを通った後の信号との間の位相差を検出する位相比較部と、第１のモードにおいて、前記入力信号が前記フィルタに入力され前記出力端子から出力されるように前記第１のスイッチ部を制御し、第２のモードにおいて、前記基準信号が前記フィルタに入力されるように前記第１のスイッチ部を制御し、複数の制御信号を前記フィルタの前記制御端子に順次入力し、前記振幅検出部が検出したそれぞれの振幅及び前記位相比較部が検出したそれぞれの位相差に基づいて、前記第１のモードにおいて使用する制御信号の値を決定する制御部と、を有することを特徴とするフィルタ自動調整装置である。
【００１３】
本発明は、振幅検出部を用いてフィルタ出力信号の振幅レベルが所定値（典型的には極大値）になるようにフィルタの粗調整を行い、フィルタの特性周波数ｆ０が目標周波数にほぼ合っている状態で、位相比較による微調整を行なうこととした。高次のフィルタ又はＱ値の高いフィルタにおいても、適切にフィルタの特性周波数ｆ０を調整できる。調整に使うフィルタは、実際に使用するフィルタであり、調整のためだけの別のフィルタを使わない故に、正確な調整が可能であり、且つ小型低消費電力のフィルタ自動調整装置を実現できる。典型的には基準信号の周波数が目標周波数である。フィルタがＢＰＦであれば、典型的にはフィルタ出力信号の振幅が極大値又は極小値になる制御信号が適切な制御信号である。位相差の目標値はフィルタの次数等に依存する。
【００１４】
請求項２に記載の発明は、前記制御部は、前記第２のモードにおいて、前記基準信号が前記フィルタに入力されるように前記第１のスイッチ部を制御し、複数の制御信号を前記フィルタの前記制御端子に順次入力し、前記振幅検出部が検出したそれぞれの振幅に基づいて制御信号の値を暫定的に定め（以下、「粗調整ステップ」と呼ぶ。）、暫定的に定めた値の近傍の値の複数の制御信号を前記制御端子に順次入力し、前記位相比較部が検出したそれぞれの位相差に基づいて、前記第１のモードにおいて使用する制御信号の値を決定する（以下、「微調整ステップ」と呼ぶ。）ことを特徴とする請求項１に記載のフィルタ自動調整装置である。
【００１５】
最初に振幅に基づいてフィルタの粗調整を行い、その後位相差に基づいてフィルタの微調整を行うことにより、フィルタの高速調整を実現できる。これによりフィルタ自動調整回路の低消費電力化を実現できる。
【００１６】
請求項３に記載の発明は、前記フィルタは、複数のトランスコンダクタンス増幅器と複数のキャパシタとを有するｇｍ−Ｃフィルタであって、少なくとも１つの前記トランスコンダクタンス増幅器は前記制御信号によってそのコンダクタンスｇｍを制御されることを特徴とする請求項１に記載のフィルタ自動調整装置である。フィルタ自動調整装置の集積回路化が容易である。コンダクタンスｇｍを制御して、フィルタの特性周波数を目標周波数に一致させることができる。
【００１７】
請求項４に記載の発明は、前記第２のモードにおいて、前記制御部は、前記粗調整ステップを複数回繰り返し、複数回の結果の最頻値、中央値又は平均値を前記暫定的に定めた制御信号の値とし、及び／又は、前記微調整ステップを複数回繰り返し、複数回の結果の最頻値、中央値又は平均値を前記制御信号の値と決定する、ことを特徴とする請求項２に記載のフィルタ自動調整装置である。これにより、突発的に加わる大きな外乱の影響を防止できる。誤調整を防止できる。
【００１８】
請求項５に記載の発明は、前記制御部は複数ビットのアップダウンカウンタを有し、そのカウンタ値を制御信号として前記フィルタの前記制御端子に入力し、前記フィルタの特性周波数が前記カウンタ値の増加に従って一定の方向に変化し、前記制御部は、前記アップダウンカウンタのカウンタ値の上位の所定数のビットを変化させて前記粗調整ステップを実行し、前記粗調整ステップで暫定的に定めたカウンタ値の近傍の値から始まる複数のカウンタ値を制御信号として前記制御端子に入力して前記微調整ステップを実行する、ことを特徴とする請求項２に記載のフィルタ自動調整装置である。アップダウンカウンタを用いることにより、例えばマイクロコンピュータを用いた構成と比較して、小規模且つ低消費電力の回路でフィルタを高速調整できる。
【００１９】
請求項６に記載の発明は、前記フィルタに入力される前の前記基準信号を入力し、デューティ略５０％の２値化された基準信号にして前記位相比較部に送る第１の２値化器と、前記フィルタの出力信号を入力し、２値化された出力信号にして前記位相比較部に送る第２の２値化器と、を更に有し、前記微調整ステップにおいて、前記位相比較部は、前記２値化された基準信号と前記２値化された出力信号との間の位相差を検出し、前記制御部は、前記位相差に応じて前記アップダウンカウンタのカウント値を上げ又は下げる、ことを特徴とする請求項５に記載のフィルタ自動調整装置である。簡単な構成で、位相差に応じてフィルタに入力する制御信号を変更できる。
【００２０】
請求項７に記載の発明は、前記制御部は、前記粗調整ステップにおいて、複数のカウンタ値をパラメータとする振幅の変化特性が許容されるか否かを判断し、許容されないと判断した場合は、再度前記粗調整ステップを実行し又はエラー情報を出力してフィルタの調整を中止することを特徴とする請求項５に記載のフィルタ自動調整装置である。例えば粗調整ステップにおいて２つの極大値を有する振幅の変化特性が得られたならば、その測定値は誤っている可能性が高い。許容されない変化特性が得られたならばその測定値を破棄することにより、フィルタの誤調整を防止できる。
【００２１】
請求項８に記載の発明は、前記粗調整ステップにおいて、現在記憶しているカウンタ値の近傍の値を最初の値として、又は現在記憶しているカウンタ値を記憶した時点における所定のパラメータの値と現在のそのパラメータの値とに基づいて現在記憶しているカウンタ値から導出したカウンタ値の近傍の値を最初の値として、前記粗調整ステップを開始し、極大又は極小の点又は領域を含む許容される振幅の変化特性が得られた時点で前記粗調整ステップを終了することを特徴とする請求項５に記載のフィルタ自動調整装置である。この方法により、更に高速調整が可能である。
【００２２】
請求項９に記載の発明は、前記微調整ステップの後、前記制御部は決定されたカウンタ値に所定のビット数を加算し及び／又は所定のビット数を減算して得られたカウンタ値を前記制御端子に入力し、前記位相比較部が位相差を検出し（以下、「確認ステップ」と呼ぶ。）、前記確認ステップで得られた位相差が許容されれば前記決定されたカウンタ値を維持し、その位相差が許容されなければ前記決定されたカウンタ値を破棄することを特徴とする請求項５に記載のフィルタ自動調整装置である。これにより、フィルタの誤調整を防止できる。
【００２３】
請求項１０に記載の発明は、前記フィルタは更にそのＱ値を変化させるＱ値制御端子を有し、前記制御部は前記第２のモードにおいて、前記Ｑ値制御端子の入力信号を制御してＱ値を高くして、複数の制御信号を前記フィルタの前記制御端子に順次入力し、前記振幅検出部が検出したそれぞれの振幅及び前記位相比較部が検出したそれぞれの位相差に基づいて、前記第１のモードにおいて使用する制御信号の値を決定することを特徴とする請求項１に記載のフィルタ自動調整装置である。これにより、フィルタを更に高い精度で調整できる。例えばフィルタのＱ値を低く設定して振幅検出を行い、フィルタのＱ値を高く設定して位相検出をしても良い。
【００２４】
請求項１１に記載の発明は、前記フィルタの調整を新たに行なう場合、前記制御部は、前回のフィルタの調整により決定された制御信号の値に基づいて、前記粗調整ステップにおいて、又は前記粗調整ステップ及び前記微調整ステップにおいて前記制御端子に入力する複数の制御信号の値を決定することを特徴とする請求項５に記載のフィルタ自動調整装置である。前回のフィルタの調整により決定された制御信号の値（現在の第１のモードでの制御信号の値）と今回のフィルタの調整により決定される制御信号の値とは、同一又は近似する可能性が高い。前回のフィルタの調整により決定された制御信号の値の近傍で制御信号を変化させることにより、効率良く粗調整を行うことが出来る可能性が高い。
【００２５】
請求項１２に記載の発明は、前記制御部は前回の前記フィルタの調整により決定されたカウンタ値（以下、「前回のカウンタ値」と呼ぶ。）と、新たに行った前記フィルタの調整により決定されたカウンタ値（以下、「新たに得られたカウンタ値」と呼ぶ。）との差分が、所定の閾値以上であれば、新たに得られたカウンタ値を破棄し、フィルタの調整を再度実行し、前回のカウンタ値をそのまま前記第１のモードにおいて使用することを特徴とする請求項５に記載のフィルタ自動調整装置である。これにより、フィルタの誤調整を防止できる。
【００２６】
請求項１３に記載の発明は、請求項１〜１２のいずれか１項に記載のフィルタ自動調整装置を受信部に有し、通信を行っている時に前記フィルタ自動調整装置は前記第１のモードを実行し、通信を行っていない時に前記フィルタ自動調整装置は所定のタイミングで前記第２のモードを実行することを特徴とする通信機である。
例えば携帯電話等の通信機は、高安定の発振器と、発振器の発振周波数に対応する特性周波数のフィルタ（送信用及び／又は受信用）と、を有する。本発明の通信機は、発振器と第１のモードのフィルタとを使用して通信を行い、通信休止期間に設ける第２のモードで、高安定の発振器の出力信号を基準信号としてフィルタを自動調整する。これにより、高安定の通信機を実現できる。
【００２７】
請求項１４に記載の発明は、通信機が携帯電話又はその基地局通信機であることを特徴とする請求項１３の通信機である。本発明は、高い安定性を有し、小型で低消費電力の携帯電話又はその基地局通信機を実現する。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、正確な調整が可能であり、且つ小型低消費電力のフィルタ自動調整装置及びそれを有する通信機を実現出来るという有利な効果が得られる。
本発明によれば、例えば高次のフィルタ又はＱ値の高いフィルタにおいても、適切にフィルタの特性周波数を調整できるフィルタ自動調整装置及びそれを有する通信機を実現出来るという有利な効果が得られる。
本発明によれば、フィルタを高速調整し、低消費電力のフィルタ自動調整装置及びそれを有する通信機を実現出来るという有利な効果が得られる。
本発明によれば、フィルタを誤って調整する可能性が低いフィルタ自動調整装置及びそれを有する通信機を実現出来るという有利な効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
【００３０】
《実施の形態》
図１〜図１５を用いて、実施の形態のフィルタ自動調整装置及びこれを有する通信機を説明する。図１は、本発明の実施の形態のフィルタ自動調整装置の構成を示すブロック図である。本発明の実施の形態のフィルタ自動調整装置は、調整可能な狭帯域ＢＰＦであるｇｍ−Ｃフィルタ１００、振幅検出部１０１、制御部１０２、位相比較部１０３、基準信号発生器１０４、増幅器１０６、１０７、入力端子１１０、スイッチ１１１、１１２、１１５、１１６、第１のモードと第２のモードとを切り換えるモード切換信号入力端子１１３、出力端子１１４を有する。基準信号発生器１０４のＳＡＷフィルタを除いて、フィルタ自動調整装置は集積回路に組み込まれている。フィルタ自動調整装置は、携帯電話の受信部に組み込まれている。
【００３１】
フィルタ１００は、フィルタ調整部１０５、入力端子１２１、出力端子１２２、制御信号入力端子１２３を有する。実施の形態のフィルタ１００は、図１５（ａ）に示す振幅特性及び図１５（ｂ）に示す位相特性を持つ。ｇｍ−Ｃフィルタ１００のフィルタ調整部１０５は、制御部１０２が出力する６ビットの制御信号を制御信号入力端子１２３を通じて入力する。フィルタ調整部１０５は、入力する６ビットの制御信号の値が０から１１１１１１Ｂ（２進数表示）まで増加するにつれて、特性周波数（実施の形態においてはＢＰＦの中心周波数）が次第に高くなるようにフィルタ１００を調整する。
【００３２】
フィルタ自動調整装置は、フィルタ１００を通常使用する第１のモードと、フィルタの特性周波数を自動調整する第２のモードとを有する。モード切換信号入力端子１１３は、携帯電話のＣＰＵ（図示しない。）が出力するモード切換信号を入力する。携帯電話と基地局とが通信を行っている時に、フィルタ自動調整装置は第１のモードに設定され、通信を行っていない時に所定のタイミングで、フィルタ自動調整装置は第２のモードに設定される。
【００３３】
第１のモードを説明する。入力端子１１０は入力信号を入力する。実施の形態において入力信号は基地局が発信し、携帯電話が受信した信号である。スイッチ１１１とスイッチ１１５とが導通していて、スイッチ１１２と１１６は遮断している。入力端子１１０から入力された入力信号は、狭帯域ＢＰＦであるｇｍ−Ｃフィルタ１００を通過して、出力端子１１４から出力される。第１のモードにおいて、基準信号発生器１０４が出力する基準信号は、携帯電話から基地局に送信する信号の搬送波として使用される。第１のモードにおいて、制御部１０２はｇｍ−Ｃフィルタ１００に第２のモードにおいて決定された制御信号を入力する。第１のモードにおいて、第２のモードでフィルタ調整のためだけに使用される回路への電源供給は全て遮断され、又はシステムクロックの供給が遮断される。これにより、省電力化を図っている。
【００３４】
第２のモードを説明する。第２のモードにおいて、スイッチ１１１と１１５は遮断していて、スイッチ１１２と１１６は導通している。第２のモードにおいて、制御信号はフィルタの特性周波数を調整する。基準信号発生器１０４が出力する基準信号は、ｇｍ−Ｃフィルタ１００を通過して、振幅検出部１０１及び増幅器１０６に入力される。
振幅検出部１０１は、入力した信号の振幅が所定の閾値よりも大きければＨｉｇｈの振幅判定結果を出力し、そうでなければＬｏｗの振幅判定結果を出力する。振幅検出部１０１が出力したＨｉｇｈ又はＬｏｗの振幅判定結果（２値信号）は制御部１０２に入力される。制御部１０２は、複数の制御信号を順次フィルタ１００の制御信号入力端子１２３に入力して、振幅判定結果がＨｉｇｈになる制御信号の値を検出する。
【００３５】
ゲインの高い増幅器１０６は、フィルタ１００の出力信号を入力してデューティ５０％の２値化信号１３０に変換する。ゲインの高い増幅器１０７は、基準信号を入力してデューティ５０％の２値化信号１３１に変換する。位相比較部１０３は、２値化されたフィルタ１００の出力信号（フィルタ出力信号）１３０と２値化された基準信号１３１とを入力し、２つの信号の位相差を検出する。実施の形態において、フィルタ１００が適切に調整された場合、２つの信号の位相差は０である。
【００３６】
位相比較部１０３はロジック回路である。実施の形態の位相比較部１０３はＤフリップフロップであって、２値化されたフィルタ出力信号１３０をデータ入力端子に入力し、２値化された基準信号１３１をクロック入力端子に入力する。位相比較部１０３は、フィルタ出力信号１３０の位相が基準信号１３１の位相より進んでいればＨｉｇｈを出力し、フィルタ出力信号１３０の位相が基準信号１３１の位相より遅れていればＬｏｗを出力する。但し、最適に調整されたフィルタの入力信号と出力信号との位相差は、ＬＰＦ、ＢＰＦ、ＨＰＦ等のフィルタの特性に応じて異なる。位相比較部１０３はフィルタの特性に応じて異なる構成を有する。
【００３７】
制御部１０２は、複数の制御信号を順次フィルタ１００の制御信号入力端子１２３に入力して、振幅判定結果がＨｉｇｈであって、且つ位相比較部１０３が出力する２値化信号がＨｉｇｈからＬｏｗに変化するポイントを検出する。このポイントにおける制御信号の値を第１のモードにおいてフィルタ１００に入力する制御信号の値に決定し、記憶する。このポイントは、実施の形態において、フィルタ出力信号の位相が入力信号の位相より進んでいる状態から遅れる状態に変化するポイントである。このポイントは、図１５（ｂ）に示すように、フィルタ１００の特性周波数が目標特性周波数よりも低い状態から高い状態に変化するポイントである。第２のモードを終了する。第１のモードにおいて、制御部１０２は、記憶された制御信号の値をフィルタ１００の制御信号入力端子１２３に入力する。
【００３８】
フィルタ１００の構成を具体的に説明する。図２は、実施の形態のフィルタ１００の構成を模式的に示す図である（説明の容易のため極めて単純化している。）。フィルタ１００は、入力端子１２１、トランスコンダクタンス増幅器２０１、２０２、２０３、２０４、キャパシタ２０５、２０６、フィルタ調整部１０５、出力端子１２２を有する。トランスコンダクタンス増幅器２０１のコンダクタンスｇｍとキャパシタ２０５の容量ＣとはＬＰＦを構成し、トランスコンダクタンス増幅器２０２のコンダクタンスｇｍとキャパシタ２０６の容量ＣとはＨＰＦを構成する。フィルタ１００は全体でＢＰＦを構成する。実際にはフィルタ１００は図２に示すより多次フィルタであって、急峻なフィルタ特性を有する。
【００３９】
制御信号入力端子１２３に入力される６ビットの制御信号の値が０から１１１１１１Ｂ（２進数表示）まで次第に増加するにつれて、フィルタ調整部１０５は、トランスコンダクタンス増幅器２０１〜２０４の各制御端子に入力する電流２０７を増加させる。制御端子に入力される電流が増加するにつれて、トランスコンダクタンス増幅器２０１〜２０４を流れる電流が増大し又はその内部降下電圧が低下して、コンダクタンスｇｍが増大する。これにより、フィルタ１００の特性周波数（実施の形態においてはＢＰＦの中心周波数）が次第に高くなる。フィルタ１００の特性周波数が制御信号の値の増加に従って一定の方向に変化する。
【００４０】
振幅検出部１０１の構成を具体的に説明する。図３は、本発明の実施の形態の振幅検出部１０１の構成を示すブロック図である。振幅検出部１０１は、入力端子１２４、絶対値検波部３０１、平滑部３０２、差動増幅器３０３、増幅器３０４、２値化器（ロジック変換回路）３０５、基準直流電圧生成部３０６、出力端子１２５を有する。
絶対値検波部３０１は、入力端子１２４に入力される信号（フィルタ１００の出力信号）を絶対値検波する。平滑部３０２は、容量を用いて絶対値検波した信号を平滑する。絶対値検波部３０１及び平滑部３０２は、入力信号をその振幅に応じた直流電圧（入力直流電圧と呼ぶ。）に変換する。
【００４１】
基準直流電圧生成部３０６は、基準となる直流電圧（基準直流電圧と呼ぶ。）を生成して出力する。差動増幅器３０３は、入力直流電圧と基準直流電圧とを入力し、入力直流電圧と基準直流電圧との差分電圧を出力する。ゲインの高い増幅器３０４は、差動増幅器３０３が出力した差分電圧を増幅する。２値化器（ロジック変換回路）３０５は、増幅器３０４が出力する増幅された差分電圧を２値化し、出力端子１２５を通じて出力する。
【００４２】
平滑部３０２の容量が大きければ、平滑部３０２の出力信号はリップルの小さい直流電圧となる。しかし、平滑部３０２が出力する信号の過渡応答が平定するまでの時間が長いというデメリットがある。各制御信号の入力期間を短くしてフィルタ調整処理を高速化するためには、制御信号を切り換えた後、平滑部３０２が出力する信号を早いタイミングで振幅判定しないといけないので、平滑部３０２が出力する信号の平定時間を短くする必要がある。そのためには、平滑部３０２の容量を小さくする必要がある。
【００４３】
しかし、容量が小さいと、平滑部３０２の出力信号（入力直流電圧）のリップルが大きくなる。差動増幅器３０３がリップルの大きな入力直流電圧を入力し、入力直流電圧が基準直流電圧に近い値であれば、振幅判定結果（振幅検出部１０１の出力信号）がＨｉｇｈ、Ｌｏｗ、Ｈｉｇｈというように、どちらにも定まらないという現象が起こる。この信号が制御部１０２の振幅判定ロジック回路１１７に入力されると、振幅判定ロジック回路１１７内のＣＭＯＳ構造のＦＥＴのゲートに中間電位の信号が入力される可能性が大きくなる。ＣＭＯＳＦＥＴのゲートに中間電位の信号が入力されると、電源からＣＭＯＳＦＥＴを通じてグラウンドに貫通電流が流れる故に、振幅判定ロジック回路１１７の消費電流が増加するという問題を生じる。
【００４４】
この問題を解決するため、振幅検出部１０１はヒステリシス特性を有する。２値化器３０５の出力信号が基準直流電圧生成部３０６に入力される。入力直流電圧が一瞬でも基準直流電圧を超えると、２値化器３０５はＨｉｇｈを出力する。基準直流電圧生成部３０６は、２値化器３０５が出力するＨｉｇｈの信号を入力すると、出力する基準直流電圧を少し下げる。入力直流電圧が一瞬でも基準直流電圧より低くなると、２値化器３０５はＬｏｗを出力する。基準直流電圧生成部３０６は、２値化器３０５が出力するＬｏｗの信号を入力すると、出力する基準直流電圧を少し上げる。振幅検出部１０１がヒステリシス特性を有する構成により、平滑部３０２の容量を小さくし、制御部１０２は第２のモードにおいてフィルタ１００を高速調整することができる。
【００４５】
制御部１０２の構成を具体的に説明する。図１において、制御部１０２は、振幅判定ロジック回路１１７及びアップダウンカウンタ１１８を有する。アップダウンカウンタ１１８は６ビットのカウンタである。制御部１０２は、アップダウンカウンタ１１８のカウンタ値を制御信号としてフィルタ１００の制御信号入力端子１２３に入力する。制御部１０２は、第２のモードにおいて後述する方法でアップダウンカウンタ１１８のカウント値を変化させ、複数のカウント値を制御信号として順次フィルタ１００に入力する。第１のモードにおいて、制御部１０２は、振幅判定ロジック回路１１７及び位相比較部１０３の出力結果に応じて決定したカウンタ値を制御信号としてフィルタ１００に入力する。
【００４６】
第２のモードにおけるフィルタの調整方法を説明する。図１において、スイッチ１１１及び１１５は遮断し、スイッチ１１２及び１１６は導通する。制御部１０２は、最初にフィルタ出力信号の振幅に基づいてフィルタ１００の粗調整ステップ（図４）を行い、その後微調整ステップ（図１２、１３）を行い、最後に確認ステップ（図１４）を行う。
【００４７】
図４は、フィルタ出力信号の振幅に基づいて行うフィルタ１００の粗調整ステップのフローチャートである。図４に示すフィルタ１００の粗調整ステップのフローチャートを説明する。粗調整ステップでは、制御部１０２はフィルタ出力信号の振幅に基づいてカウンタ値を暫定的に定める。最初に、アップダウンカウンタ１１８のカウンタ値の全てのビット（６ビット）を０にする。制御部１０２は、カウンタ値００００００Ｂを制御信号としてフィルタ１００の制御信号入力端子に入力する（ステップ４０１）。基準信号発生器１０４が出力する基準信号をフィルタ１００に入力し、フィルタ出力信号を振幅検出部１０１に入力する。振幅検出部１０１は、フィルタ出力信号の振幅が所定の閾値以上か否か判断する（ステップ４０２）。振幅検出部１０１は、フィルタ出力信号の振幅が所定の閾値以上であれば、Ｈｉｇｈの振幅判定結果を出力する。振幅判定ロジック回路１１７はＨｉｇｈ信号を記憶する（ステップ４０３）。振幅検出部１０１は、フィルタ出力信号の振幅が所定の閾値よりも小さければ、Ｌｏｗ信号を出力する。振幅判定ロジック回路１１７はＬｏｗ信号を記憶する（ステップ４０４）。
【００４８】
アップダウンカウンタ１１８のカウンタ値の上位２ビットが１１か否かを判断する（ステップ４０５）。上位２ビットが１１でなければ、カウンタ値の上位２ビットに１を加算する（ステップ４０６）。制御部１０２は新たなカウンタ値を制御信号としてフィルタ１００の制御信号入力端子に入力する。フィルタ調整部１０５は、カウンタ値に基づいてフィルタ１００のコンダクタンスｇｍを変更する（ステップ４０７）。フィルタの出力信号が平定するために必要な時間が経過した後、ステップ４０２に戻り、振幅検出部１０１は再度振幅判定を行なう。
【００４９】
ステップ４０５で、カウンタ値の上位２ビットが１１であれば、振幅判定ロジック回路１１７は、カウンタ値（制御信号）の上位２ビットを００から１１まで変化させた４つの振幅判定結果から、４つのカウンタ値をパラメータとする振幅の変化特性が許容されるか否かを判断する（ステップ４０８）。許容されないと判断した場合は、ステップ４０１に戻って、再度ステップ４０１以下の粗調整ステップを実行する。これに代えて、許容されないと判断した場合、振幅判定ロジック回路１１７がエラー情報を出力して、フィルタの調整を中止しても良い。この場合、前回のフィルタ調整で決定したカウンタ値（制御信号の値）を保持し、第１のモードにおいて制御部１０２はこのカウンタ値を出力する。ステップ４０８については、後に詳述する。
【００５０】
振幅の変化特性が許容されれば、制御部１０２は、４つの振幅判定結果を比較し、判定結果がＨｉｇｈであるカウンタ値を最適値として暫定的に定める（ステップ４０９）。粗調整ステップを終了する。
【００５１】
図５は、アップダウンカウンタ１１８のカウンタ値の上位２ＢＩＴを００から１１まで順次変化させた場合（下位４ビットは００００とする。）のフィルタ１００の周波数特性の変化を示す図である。図５において、横軸は周波数、縦軸は出力信号の振幅を示す。５０１、５０２、５０３、５０４は、フィルタ１００にそれぞれ上位２ビットが００、０１、１０、１１である制御信号（下位４ビットは００００）を入力した場合のフィルタ１００の特性を示す。Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄは、周波数ｆ０の基準信号をフィルタ１００に入力して、フィルタ１００にそれぞれ上位２ビットが００、０１、１０、１１である制御信号（下位４ビットは００００）を入力した場合の、フィルタ出力信号の振幅を示す。閾値５０５は、基準直流電圧生成部３０６が出力する電圧を示す（説明の容易のため、ヒステリシスがないものとして示す。）。振幅検出部１０１は、フィルタ出力信号の振幅Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄが所定の閾値５０５（判定レベル）よりも大きければＨｉｇｈの振幅判定結果を出力し、そうでなければＬｏｗの振幅判定結果を出力する。
【００５２】
図５において、カウンタ値が００００００Ｂの時は、フィルタ出力信号の振幅レベルはＡである。振幅Ａは閾値５０５（判定レベル）よりも低いので、振幅検出部１０１はＬｏｗの振幅判定結果を出力する。振幅判定ロジック回路１１７はカウンタ値が００００００Ｂの時はＬｏｗの振幅判定結果を保存する。
【００５３】
このカウンタ値における判定が終わると、振幅判定ロジック回路１１７はアップダウンカウンタ１１８を０１００００Ｂに変更する。図５より、カウンタ値が０１００００Ｂの時のフィルタ出力信号の振幅レベルはＢである。振幅Ｂは、閾値５０５（判定レベル）よりも大きいので、振幅検出部１０１はＨｉｇｈの振幅判定結果を出力する。振幅判定ロジック回路１１７は、カウンタ値が０１００００Ｂの時はＨｉｇｈの振幅判定結果を保存する。アップダウンカウンタ１１８のカウンタ値を次の値１０００００Ｂに変更する。カウンタ値が１０００００Ｂの時のフィルタ出力信号の振幅レベルはＣである。振幅Ｃは閾値５０５（判定レベル）よりも低いので、このカウンタ値の時、振幅判定ロジック回路１１７はＬｏｗの振幅判定結果を保存する。最後にカウンタ値に１１０００Ｂをセットして、振幅判定を行なう。カウンタ値１１０００Ｂの時のフィルタ出力信号の振幅レベルはＤである。振幅Ｄは閾値５０５（判定レベル）よりも低いので、このカウンタ値の時、振幅判定ロジック回路１１７はＬｏｗの振幅判定結果を保存する。
【００５４】
図６は、粗調整ステップが完了した時点で、振幅判定ロジック回路１１７が記憶する制御信号の値（アップダウンカウンタ１１８のカウンタ値）と各制御信号の値における振幅判定結果（振幅検出部１０１の出力信号）とを示す図である。カウンタ値が０１００００Ｂの時だけ、振幅判定結果はＨｉｇｈ信号となる。図５及び図６に示す実施の形態においては、カウンタ値０１００００Ｂが最適値として暫定的に定められる（図６参照）。
【００５５】
図７は、粗調整ステップの結果の正否を判断する方法（ステップ４０８の詳細）を示すフローチャートである。ステップ４０８において、振幅判定ロジック回路１１７は、カウンタ値（制御信号）の上位２ビットを００から１１まで変化させた４つの振幅判定結果から、４つのカウンタ値をパラメータとする振幅の変化特性が許容されるか否かを判断する。図７において、振幅判定ロジック回路１１７は、最初に４つの振幅判定結果に含まれるＬｏｗの数がＰ個（実施の形態においてはＰ＝４（全数））以上か否かを判断する（ステップ７０１）。ＬｏｗがＰ個以上であれば、エラーと判定する。図４のステップ４０１に戻り、粗調整ステップをやり直す（ステップ７０５）。
【００５６】
Ｌｏｗの数がＰ個未満であれば、次に４つの振幅判定結果に含まれるＨｉｇｈの数がＲ個（実施の形態においてはＲ＝２）以上か否かを判断する（ステップ７０２）。Ｈｉｇｈの数がＲ個以上であれば、エラーと判定する。図４のステップ４０１に戻り、粗調整ステップをやり直す（ステップ７０５）。
Ｈｉｇｈの数がＲ個未満であれば、Ｈｉｇｈ，Ｌｏｗ，Ｈｉｇｈという並びの組み合わせがあるか否かを判断する（ステップ７０３）。Ｈｉｇｈ，Ｌｏｗ，Ｈｉｇｈという並びの組み合わせがあれば（２つの極大値が存在すれば）、エラーと判定する。図４のステップ４０１に戻り、粗調整ステップをやり直す（ステップ７０５）。Ｈｉｇｈ，Ｌｏｗ，Ｈｉｇｈという並びの組み合わせがなければ図１２のステップ１２０１に進み、微調整ステップを行う。
【００５７】
例えば図５に示すカウンタ値とフィルタ出力信号との関係があれば、図４の粗調整ステップにおいて、Ｈｉｇｈ、Ｌｏｗ、Ｈｉｇｈという順で振幅判定結果（振幅検出部１０１の出力信号）が出ることはない。閾値５０５（判定レベル）を適切に設定すると、４つの振幅判定結果の中のＰ個以上がＬｏｗになったり、Ｒ個以上がＨｉｇｈになったりすることはない。Ｐ個以上がＬｏｗになったり、Ｒ個以上がＨｉｇｈになったりした場合は、何らかの理由で閾値５０５（判定レベル）の設定が適切な値からずれていること、又はフィルタ調整部１０５が上手く動作していないこと等の原因が考えられる。カウンタ値の順に並べた振幅判定結果のＨｉｇｈ及びＬｏｗの並びを検査し、Ｈｉｇｈ及びＬｏｗの並びが許容できなければ（正常でなければ）、もう一度粗調整ステップを行なったり、エラー表示をしてフィルタ調整を終了する。これにより、振幅検出部１０１、フィルタ調整部１０５等が、何らかの理由で正常に動作しなかった場合、粗調整ステップ（フィルタ出力信号の振幅に基づく調整）を正確に行なうことができ、又は誤ったカウンタ値を導出して第１のモードにおいてフィルタが誤動作することを防止できる。
【００５８】
実施の形態において、上位２ビットの全ての値（４つの値）について振幅検出部１０１の振幅判定結果を得た後、振幅判定ロジック回路１１７が４つの振幅判定結果の正否を判断し、最適のカウンタ値を暫定的に定めた。これに代えて、振幅判定ロジック回路１１７が図４の粗調整ステップの途中で常時振幅判定結果の並びの成否を判断しても良い。これにより、より高速に粗調整を行なうことができる。例えば、上位２ビットの全ての値（４つの値）について振幅検出部１０１の振幅判定結果を得た場合、１個の振幅判定結果のみがＨｉｇｈになるように閾値５０５（判定レベル）を定める。
【００５９】
図４の粗調整ステップにおいて、カウンタ値が００００００Ｂの時に振幅検出部１０１の振幅判定結果がＨｉｇｈであり、カウンタ値が０１００００Ｂの時も振幅判定結果がＨｉｇｈであれば、その段階で振幅判定ロジック回路１１７はエラーと判定して粗調整ステップを再度実行し、またはフィルタ調整を終了する。このように粗調整ステップの途中で常時振幅判定結果の並びの成否を判断することは、粗調整ステップにおいて制御部１０２が順次出力するカウンタ値の数がより多い場合（例えば上位のＳビット（Ｓ≧３）の全ての値（４つの値）について振幅検出部１０１の振幅判定結果を求める場合）、特に効果的である。処理を高速化できる。
【００６０】
図４〜６に挙げた例では、粗調整ステップにおいて、カウンタ値の全ビットが０の状態から初め（図４のステップ４０１）、途中でカウンタが０１００００Ｂの時にＨｉｇｈの振幅判定結果が出てきたにもかかわらず、引き続きアップダウンカウンタのカウンタ値を増加させて振幅検出を継続している。これに代えて、粗調整ステップで一度Ｈｉｇｈの振幅判定結果が出たら、そのカウンタ値をもって粗調整ステップを終了し、位相比較による微調整ステップに進んでも良い。
又は、製造工程のばらつきを見極め、振幅判定結果がＨｉｇｈになる確率が高そうなカウンタ値を初期値として粗調整ステップを開始し、振幅判定結果がＨｉｇｈになった時点で振幅検出による粗調整ステップを終了しても良い。いずれの方法によっても、実施の形態よりも短時間で振幅検出による粗調整ステップを終了できる。
【００６１】
一方、実施の形態（図４）においては、振幅判定結果が途中でＨｉｇｈとなっているにもかかわらず、００００００から１１００００まで上位２ビットの全ての値のカウンタ値を制御信号としてフィルタ１００に入力し、各制御信号におけるフィルタ出力信号の振幅を検出した。この方法によれば、上記の他の方法より調整時間が長くなるが誤調整の確率を低くすることが出来る。
【００６２】
何らかの原因で振幅検出部１０１が間違った振幅判定結果を出力しても、制御部１０２が誤った最適カウンタ値を決定しないように、１つのカウンタ値で、数回の振幅判定を行い、同じ判定がＮ回続いたらその結果を保持しても良い。又、Ｎ回の粗調整ステップを繰り返し、各粗調整ステップにより得られた最適カウンタ値の最頻値、中央値又は平均値を暫定的なカウンタ値に定めても良い。
【００６３】
フィルタ１００の微調整ステップを説明する。上述の様に、実施の形態において、フィルタ１００が適切に調整された場合、２つの信号１３０及び１３１の位相差は０である。フィルタが目標特性周波数（基準信号の周波数）よりも低い場合は、フィルタ出力信号は基準信号よりも位相が進み、フィルタが目標特性周波数（基準信号の周波数）よりも高い場合は、フィルタ出力信号は基準信号よりも位相が遅れる。この原理を利用して、微調整ステップでは、制御部１０２はフィルタ出力信号と基準信号との位相差に基づいてカウンタ値を決定し、特性周波数の微調整を行なう。
【００６４】
図８は、増幅器１０６の出力信号（２値化されたフィルタ出力信号）１３０と増幅器１０７の出力信号（２値化された基準信号）１３１とを示すタイムチャートである。図８において、制御部１０２がフィルタ１００に新たな制御信号を入力してから所定の区間Ａにおいては、フィルタ１００の絶対群遅延などの影響で、２値化されたフィルタ出力信号１３０の位相が安定していない。実施の形態において、制御部１０２がフィルタ１００に新たな制御信号を入力してからフィルタ出力信号が安定するまでの時間は約４０μｓである。フィルタ出力信号が安定した後、区間Ｂにおいて位相比較部１０３が２つの信号の位相差を判定する。
【００６５】
Ｄフリップフロップである位相比較部１０３は、図８に示すように、クロック入力端子に入力される２値化された基準信号１３１の立ち上がりエッジ８０１で、２値化されたフィルタ出力信号１３０の値をラッチする。ラッチした値がＨｉｇｈであれば、フィルタ出力信号の位相が入力信号の位相より進んでいて、フィルタ１００の特性周波数が目標特性周波数よりも低いことが分かる（図１５（ｂ）参照）。図８の区間Ｂにおいてラッチした値がＬｏｗである故に、フィルタ出力信号の位相が入力信号の位相より遅れており、フィルタ１００の特性周波数ｆ０が目標特性周波数よりも高いことが分かる。
【００６６】
図６に示すように、粗調整ステップにおいてカウンタ値０１００００Ｂが最適値として暫定的に定められた。しかし、図４の粗調整ステップでカウンタ値の上位２ビットを０１と暫定的に定めても、最も適切なカウンタ値の上位２ビットが０１であるとは限らない。このことを、図５、９〜１１を用いて説明する。下位の４ビットを００００としてカウンタの上位２ビットを００から１１まで順次増加させた場合、カウンタ値を制御信号とするフィルタ１００の周波数特性が図５又は図１０になる。図５及び図１０のいずれの周波数特性においても、粗調整ステップでカウンタ値０１００００Ｂが暫定的に定められる。最も適切なカウンタ値は、図５において０１００００Ｂより高く、図１０において０１００００Ｂより低い。図５及び図１０の周波数特性において、カウンタ値（制御信号）を値０１００００Ｂの近傍で変化させた場合の位相比較部１０３が出力する位相比較結果をそれぞれ図９、図１１に示す。図５及び９において、最も適切なカウンタ値は０１０１００Ｂである。図１０及び１１において、最も適切なカウンタ値は００１１００Ｂである。以下の微調整ステップにおいては、このことを考慮して実行する。
【００６７】
図１２、１３は、フィルタ出力信号の位相に基づいて行うフィルタ１００の微調整ステップのフローチャートである。図１２、１３の順に処理を行う。最初に図１２に示すフィルタ１００の微調整ステップのフローチャートを説明する。図１２のフローチャートでは、上位３ビットのカウンタ値を決定する。
最初に、カウンタ値を、フィルタ出力信号の振幅に基づく粗調整ステップで暫定的に定めた値０１００００Ｂにセットする。フィルタの絶対群遅延時間より十分長い所定の待ち時間（例えば４０μｓ以上の時間）が経過した後、位相比較部１０３は、フィルタの特性周波数が目標周波数よりも高いか否かを判断する（位相差を判定する。）（ステップ１２０１）。フィルタの特性周波数が目標周波数よりも高ければ、カウンタ値の上位から３ビット目を−１する（カウンタ値＝カウンタ値−００１０００Ｂ）（ステップ１２０２）。制御部１０２は、新たなカウンタ値を制御信号としてフィルタ１００に入力する。フィルタ調整部１０５は、フィルタ１００のコンダクタンスｇｍを変更する（ステップ１２０３）。
【００６８】
所定の待ち時間を経て、位相比較部１０３は、フィルタ特性周波数が目標周波数以下か否かを判断する（ステップ１２０４）。フィルタの特性周波数が目標周波数以下であれば、その時のカウンタ値の上位３ビットを第１のモードで使用するカウンタ値に決定する（ステップ１２０９）。図１２の処理を終了する。ステップ１２０４で、フィルタの特性周波数が目標周波数よりも高ければ、ステップ１２０２に戻る。
【００６９】
ステップ１２０１において、フィルタの特性周波数が目標以下であれば、カウンタ値の３ビット目に１を加算する（カウンタ値＝カウンタ値＋００１０００Ｂ）（ステップ１２０５）。制御部１０２は、新たなカウンタ値を制御信号としてフィルタ１００に入力する。フィルタ調整部１０５は、フィルタ１００のコンダクタンスｇｍを変更する（ステップ１２０６）。所定の待ち時間を経て、位相比較部１０３は、フィルタ特性周波数が目標周波数よりも、高いか否か判断する（ステップ１２０７）。フィルタ特性周波数が目標周波数よりも高ければ、カウンタ値の上位３ビット目を−１にする（カウンタ値＝カウンタ値−００１０００Ｂ）（ステップ１２０８）。算出されたカウンタ値の上位３ビットを第１のモードで使用するカウンタ値に決定する（ステップ１２０９）。図１２の処理を終了する。ステップ１２０７で、フィルタ特性周波数が目標周波数以下であれば、ステップ１２０５に戻る。
【００７０】
基準信号発生器１０４が出力する基準信号がフィルタ１００に入力される。振幅検出部１０１がフィルタ出力信号に基づいて振幅判定結果を出力する。振幅判定ロジック回路１１７が振幅判定結果を入力し、保存する。振幅判定ロジック回路１１７はアップダウンカウンタ１１８のカウンタ値を変更する。フィルタ１００のｇｍ値が変更された後、所定の待ち時間を経て再度上記の処理を繰り返し、振幅判定ロジック回路１１７が振幅判定結果を保存する。
【００７１】
粗調整ステップにおいて正しいカウンタ値から大きくずれたカウンタ値を暫定的に定めたとしても、図１２の微調整ステップの処理ループを何回か繰り返すことにより、正しいカウンタ値を求めることが出来る。図１２のフローチャートでは、正しい上位３ビットの値を求めることができる。図１２において、処理ループの繰り返し回数が所定の閾値を越えた場合、粗調整ステップで定めたカウンタ値がエラーであるという情報を出力しても良く、再び図４の粗調整ステップをやり直しても良い。
【００７２】
このように粗調整ステップで定めたカウンタ値が正しいことを、微調整ステップでもう一度確かめることにより、定めた上位ビットの信頼性を高めることが出来る。次の下位ビットの調整に進む。図４及び図１２のアルゴリズムによる上位３ビットのみの調整では、フィルタの特性周波数の目標周波数に対する精度は十分ではない。
【００７３】
図１３は、カウンタ値の４ビット目以下の下位ビットを決定する方法を示すフローチャートである。図１３においては、上から４ビット目から６ビット目までを決定する。図１３の処理の初めにおいて、アップダウンカウンタ１１８の値の上位３ビットは図１２の処理で決定された値であり、上から４ビット目から６ビット目までは０００Ｂである。最初に、初期値ｉに４を設定する（ステップ１３０１）。カウンタ値の上位からｉ番目のビットを１にする（ステップ１３０２）。制御部１０２は、新たなカウンタ値を制御信号としてフィルタ１００に入力する。フィルタ調整部１０５は、フィルタ１００のコンダクタンスｇｍを変更する（ステップ１３０３）。位相が安定する所定の待ち時間が経過した後、位相比較部１０３は位相差を判定する。位相比較部１０３は、フィルタの特性周波数が目標周波数よりも高いか否か判断する（ステップ１３０４）。ｉ番目のビットを１にしたことにより、フィルタの特性周波数が目標周波数よりも高ければ、ｉ番目のビットを０に戻す（ステップ１３０５）。ステップ１３０４でフィルタの特性周波数が目標周波数以下であれば、ｉ番目のビットは１に確定する。
【００７４】
次に、ｉがアップダウンカウンタ１１８の桁数（実施の形態においては６）よりも小さいか否か判断する（ステップ１３０６）。ｉがアップダウンカウンタ１１８の桁数（実施の形態では６）より小さい値であれば、ｉをインクリメントして（ステップ１３０７）、ステップ１３０２に戻る。以下、カウンタ値の上位から５ビット目、６ビット目について同様の処理を繰り返す。ｉがカウンタの桁数と同じ値であれば（最下位ビットであれば）、現在のカウンタ値を第１のモードで使用するカウンタ値として決定する（ステップ１３０８）。処理を終了する。このように上の桁から最下位ビットまで順次決定していき、最下位ビットの値を決定した時点で、調整が終了する。
【００７５】
微調整ステップが終了した後、最後に確認ステップを実行する。図１４は、位相比較による確認ステップのフローチャートを示す図である。図１４において、最初に、図１３の微調整ステップで最終的に決定されたカウンタ値を制御信号として、位相比較部１０３は位相差を判定する（ステップ１４０１）。フィルタの特性周波数が目標周波数以下か否かを判断する（ステップ１４０２）。フィルタの特性周波数が目標周波数よりも高ければ、図１２のステップ１２０１に戻って微調整ステップをやり直す（ステップ１４０６）。
【００７６】
ステップ１４０２でフィルタの特性周波数が目標周波数以下であることを確認すると、最終的に決定したカウンタ値の最下位ビットに１を加算する（ステップ１４０３）。制御部１０２は、新たなカウンタ値を制御信号としてフィルタ１００に入力する。フィルタ調整部１０５は、フィルタ１００のコンダクタンスｇｍを変更する（ステップ１４０４）。フィルタの特性周波数が目標周波数より高いか否かを判断する（ステップ１４０５）。フィルタの特性周波数が目標周波数値より高いことを確認すれば、決定したカウンタ値が正しいとして処理を終了する。ステップ１４０５でフィルタの特性周波数が目標周波数値以下であれば、ステップ１４０３に戻って上記の処理を繰り返す。
図１４の確認ステップにおいて、微調整ステップでの位相比較よりも、制御信号を更新してからフィルタ出力信号の位相が安定するまでの待ち時間を多少長くとることにより、精度のよい確認を行なうことができる。
【００７７】
何らかの原因で、位相比較器１０３が間違った位相判定結果を出力しても、制御部１０２が誤った最適カウンタ値を決定しないように、１つのカウンタ値で、数回の位相判定を行い、同じ判定がＮ回続いたらその結果を保持しても良い。又、Ｎ回の微調整ステップを繰り返し、各微調整ステップにより得られた最適カウンタ値の最頻値、中央値又は平均値を最終的な最適カウンタ値に決定しても良い。
【００７８】
ｇｍ−Ｃフィルタの特性周波数のずれの要因で最も大きいのはそれを含む集積回路の製造ばらつきであり、次ぎに大きい要因は温度変化や電源変動に起因する特性周波数の変動である。本発明のフィルタ自動調整装置を含む集積回路を製造した後初めて行うフィルタ調整においては、実施の形態に示す方法で時間をかけてフィルタ調整を行い、その調整結果のカウンタ値を内部の不揮発性メモリに書き込んでも良い。これにより、集積回路の製造ばらつきを補償できる。次の調整を行なう際には、初めのフィルタ調整におけるカウンタ値を不揮発性メモリから読み出し、例えば粗調整ステップにおいて制御部１０２が制御端子に入力する複数の制御信号の値を、現在のカウンタ値の近傍の値に決定しても良い。粗調整ステップの初期に高い確率でＨｉｇｈの振幅判定結果が得られる。粗調整ステップを最後まで実行することなく、その時のカウンタ値を暫定的な値に定め、次ぎの微調整ステップに進むことが出来る。フィルタ調整時間を短縮化出来る。
【００７９】
粗調整ステップを飛ばして、不揮発性メモリから読み出されたカウンタ値を暫定的なカウンタ値として、位相比較による微調整ステップからフィルタ調整を行っても良い。これにより、２回目以降のフィルタ調整時間を短く出来る。２回目以降のフィルタ調整においては、振幅検出部と振幅判定ロジック回路の電源をオフすることにより、さらなる低消費電力化を図ることができ、より効率良くフィルタ自動調整を行なうことができる。
【００８０】
制御部１０２は不揮発性メモリに記憶された前回のフィルタの調整により決定されたカウンタ値（前回のカウンタ値）と、新たに行ったフィルタの調整により決定されたカウンタ値（新たに得られたカウンタ値）との差分が、所定の閾値以上であれば、新たに得られたカウンタ値を破棄し、前回のカウンタ値をそのまま第１のモードにおいて使用しても良い。温度変動や電源変動の影響でカウンタ値が最大でどれくらいずれるかを見込んだ閾値を設定することにより、調整エラーを検出できる。調整エラーを検出した場合に、再調整を行っても良い。
【００８１】
フィルタ１００に、更にそのＱ値を変化させるＱ値制御端子を設けても良い。制御部１０２は、第２のモードにおいて、Ｑ値制御端子の入力信号を制御してＱ値を高くして、複数の制御信号をフィルタ１００の前記制御端子に順次入力し、粗調整ステップ及び微調整ステップを実行する。これにより調整精度を高くすることが出来る。フィルタ１００のＱ値が低い通常の状態で粗調整ステップを実行し、その後Ｑ値を高くして微調整ステップを実行しても良い。Ｑ値が低い方が振幅検出による粗調整は容易であり、Ｑ値が高い方が位相検出による微調整を精度良く実行できる。
【００８２】
なお、以上の説明では、被調整フィルタをｇｍ−Ｃフィルタとしたが、中心周波数を電圧または、電流で可変制御できる電子フィルタであればよい。
上記の実施の形態において、フィルタは狭帯域のＢＰＦであった。しかし、これに限られるものではなく、ＨＰＦ又はＬＰＦであっても良い。
上記の実施の形態において、フィルタ自動調整装置は、携帯電話の受信部に組み込まれていた。しかし、これに限られるものではなく、本発明のフィルタ自動調整装置を例えば携帯電話の基地局通信機の受信部に組み込んでも良く、又は高精度の基準信号発生器とフィルタとを有する任意の通信機に組み込んでも良い。これらの通信機において、通信を行っている時にフィルタ自動調整装置を第１のモードで動作させ、通信を行っていない時にフィルタ自動調整装置を所定のタイミングで第２のモードで動作させることにより、高い安定性と低消費電力化を実現できる。
以上説明してきたとおり、本発明によれば、フィルタ自動調整を行なう際に、振幅検出でおおまかにフィルタを調整した後、位相比較によりフィルタを精度良く調整するため、製造工程におけるばらつきが大きいフィルタやＱ値が高いフィルタについても、短時間でフィルタ自動調整ができ、また、フィルタ調整用のＲｅｆフィルタを必要としないので、低消費電力化にむけて大きなメリットとなる。
【産業上の利用可能性】
【００８３】
本発明は、フィルタ自動調整装置及びそれを有する通信機に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】本発明の実施の形態のフィルタ自動調整装置の構成を示すブロック図
【図２】本発明の実施の形態のフィルタの構成を模式的に示す図
【図３】本発明の実施の形態の振幅検出部の構成を示すブロック図
【図４】本発明の実施の形態の粗調整ステップのフローチャート
【図５】粗調整ステップでカウンタ値を変更したときの、フィルタの周波数特性の例を示す図
【図６】粗調整ステップでのカウンタ値と振幅判定結果とを示す図
【図７】本発明の実施の形態の粗調整ステップの結果の正否を判断する方法を示すフローチャート
【図８】２値化されたフィルタ出力信号と２値化された基準信号とを示すタイムチャート
【図９】図５のフィルタにおける、微調整ステップでのカウンタ値と位相比較結果とを示す図
【図１０】他のフィルタの周波数特性の例を示す図
【図１１】図１０のフィルタにおける、微調整ステップでのカウンタ値と位相比較結果とを示す図
【図１２】微調整ステップにおける上位３ビットのカウンタ値の決定方法を示すフローチャート
【図１３】微調整ステップにおける上位から４ビット目以下のカウンタ値の決定方法を示すフローチャート
【図１４】本発明の実施の形態の確認ステップのフローチャート
【図１５】本発明の実施の形態のフィルタの特性図
【符号の説明】
【００８５】
１００    ｇｍ−Ｃフィルタ
１０１    振幅検出部
１０２    制御部
１０３    位相比較部
１０４    基準信号発生器
１０５    フィルタ調整部
１０６、１０７    増幅器
１０８    インバータ
１１０    入力端子
１１１、１１２、１１５、１１６    スイッチ
１１４    出力端子
１１７    振幅判定ロジック回路
１１８    アップダウンカウンタ