(57)【要約】【課題】フィルタのノッチ周波数を調整する機能を持ったフィルタ装置を提供する。【解決手段】入力信号を抵抗１０９と可変容量１１０、アクティブインダクタ１１１を備えたフィルタコア部１０２にて分圧し、フィルタコア部１０２のフィルタ特性信号Ｖｆの振幅と基準振幅とを比較する振幅比較回路１０１、振幅比較回路１０１での比較結果に基づいてアクティブインダクタ１１１の位相を制御する位相制御部１０８、フィルタコア部１０２のフィルタ特性信号Ｖｆの周波数と基準周波数とを比較する周波数比較回路１０３、周波数比較回路１０３の比較結果に基づいて可変容量１１０の容量を制御する可変容量制御部１１７によってフィルタ装置を構成し、アクティブインダクタ１１１の位相、可変容量１１の容量が制御される間、アクティブインダクタ１１１の位相制御部１０８が、フィルタコア部１０２を発振させる。【選択図】  図１
2013062634.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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。
【請求項２】
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。
【請求項３】
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。
【請求項４】
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。
【請求項５】
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。
【請求項６】
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。
【請求項７】
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。
【請求項８】
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。
【請求項９】
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。
【請求項１０】
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。
【請求項１１】
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。
【請求項１２】
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。
【請求項１３】
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。
【請求項１４】
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。
【請求項１５】
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。
【請求項１６】
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。
【請求項１７】
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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【０００４】
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。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】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.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
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。
【０００７】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
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。
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【発明の効果】
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】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。
【図２】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。
【図３】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。
【図４】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。
【図５】従来のノッチフィルタを説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
（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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
（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。
【００３６】
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。
【００３７】
（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。
【００３８】
（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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
（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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
（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。
【００４７】
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）。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
（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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
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。
【符号の説明】
【００６０】
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
【図１】
2013062634.tif 000003
【図２】
2013062634.tif 000004
【図３】
2013062634.tif 000005
【図４】
2013062634.tif 000006
【図５】
2013062634.tif 000007