(57)【要約】【課題】フィルタの特性を自動的に調整することが可能なフィルタの調整回路を提供する。【解決手段】フィルタの調整回路は、積分器をｎ（ｎ≧１）個含んだフィルタ回路と、予め設定された基準周波数を有する第１、第２の信号を出力する信号生成回路と、第１の信号をフィルタ回路が処理して出力した第３の信号の位相と第２の信号の位相とを比較し、これらの信号の位相のずれを判定する位相比較器と、フィルタ回路を制御する制御回路と、を備える。制御回路は、調整モードにおいて、フィルタ回路を積分器と等価な回路として動作させるとともに、位相比較器の判定結果に基づいて、第１の信号の位相回転が積分器１つあたり９０°になるように、積分器を調整する。制御回路は、通常モードにおいて、第１の信号の位相回転が積分器１つあたり９０°に調整された状態で、フィルタとして動作するように、フィルタ回路を制御する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
積分器をｎ（ｎ≧１）個含んだｎ次のフィルタとして動作する回路構成を有し、前記回路構成の接続を切り換えてｎ個の前記積分器と等価な回路として動作することが可能なフィルタ回路と、
予め設定された基準周波数を有する第１の信号を前記フィルタ回路に出力するとともに、前記基準周波数を有する第２の信号を出力する信号生成回路と、
前記第１の信号を前記フィルタ回路が処理して出力した第３の信号の位相と前記第２の信号の位相とを比較し、これらの信号の位相のずれを判定する位相比較器と、
前記フィルタ回路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を調整する調整モードにおいて、
前記回路構成の接続を切り換えて前記フィルタ回路を前記積分器と等価な回路として動作させるとともに、前記位相比較器の判定結果に基づいて、前記第１の信号の位相回転が前記積分器１つあたり９０°になるように、前記フィルタを構成する前記積分器を調整し、
前記調整モードの後に前記フィルタ回路を通常動作させる通常モードにおいて、
前記第１の信号の位相回転が前記積分器１つあたり９０°に調整された状態で、前記回路構成の接続を切り換えて、前記フィルタとして動作するように、前記フィルタ回路を制御する
ことを特徴とするフィルタの調整回路。
【請求項２】
前記積分器は、
アンプと、
前記アンプの前記非反転入力端子に接続され、信号が入力される第１の抵抗と、
前記非反転入力端子と前記アンプの反転出力端子との間に接続された第１の容量と、
前記非反転入力端子と前記反転出力端子との間で前記第１の容量と直列に接続された第１の可変抵抗と、
前記アンプの反転入力端子に接続され、信号が入力される第２の抵抗と、
前記反転入力端子と前記アンプの非反転出力端子との間に接続された第２の容量と、
前記反転入力端子と前記非反転出力端子との間で前記第２の容量と直列に接続された第２の可変抵抗と、を含み、
前記制御回路は、
前記調整モードにおいて、
前記回路構成の接続を切り換えて、前記フィルタ回路を、前記フィルタを構成する前記積分器と等価な回路として動作させるとともに、前記位相比較器の判定結果に基づいて、前記第１の信号の位相回転が前記積分器１つあたり９０°になるように、前記第１の可変抵抗および前記第２の可変抵抗の抵抗値を調整し、
前記通常モードにおいて、
前記回路構成の接続を切り換えて、前記フィルタとして動作するように前記フィルタ回路を制御する
ことを特徴とする請求項１に記載のフィルタの調整回路。
【請求項３】
前記基準周波数が前記フィルタ回路の極周波数である
ことを特徴とする請求項１または２に記載のフィルタの調整回路。
【請求項４】
前記制御回路は、
前記調整モードにおいて、
通常モードで前記フィルタ回路がフィルタとして動作する場合に使用される抵抗が、前記積分器の出力に接続された抵抗と並列になるように、前記回路構成の接続を切り換える
ことを特徴とする請求項１に記載のフィルタの調整回路。
【請求項５】
前記制御回路は、
すべての前記積分器の間で、前記第１の容量と前記第１の可変抵抗との積が等しくなるとともに、前記第２の容量と前記第２の可変抵抗との積が等しくなるように、前記第１の可変抵抗および前記第２の可変抵抗の抵抗値を調整する
ことを特徴とする請求項２ないし５の何れかに記載のフィルタの調整回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フィルタの特性を調整する、アクティブ・フィルタのフィルタの調整回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、アクティブ・フィルタの広帯域化が求められている。そして、広帯域のアクティブ・フィルタにおいては、高いＱ値（Ｑｕａｌｉｔｙ  ｆａｃｔｏｒ）を設計どおりにばらつき無く実現することが、困難である。
【０００３】
Ｑ値を変動させる要因は、Ｒ、Ｃ、Lといった受動素子のばらつきのほか、アクティブ・フィルタにおいてはアンプの非理想効果がある。理想アンプはゲインおよび帯域が無限大である。しかし、実際のアンプはいずれにおいても有限である。
【０００４】
ここで、上記従来のフィルタの調整回路には、例えば、フィルタ入力と基準クロックが切り換えて入力されるフィルタと、このフィルタの出力と該基準クロックの位相を比較する位相比較回路と、を有するものがある。
【０００５】
このフィルタの調整回路は、上記構成により、フィルタの遮断周波数を調整するものである（例えば、特許文献１参照。）。
【０００６】
しかし、上記従来技術では、ｇｍ−Ｃフィルタの遮断周波数を調整する方法の開示に留まり、アクティブ・フィルタのＱ値を調整するための具体的な回路構成が開示されていない。
【０００７】
すなわち、上記従来技術では、例えば、Ｑ値が製造条件等によりばらついた場合、または、Ｑ値が寄生効果やアンプの非理想効果により変動した場合には、Ｑ値を自動的に調整することができない。
【０００８】
以上のように、従来のフィルタの調整回路では、フィルタのＱ値を所望の値に設計することが困難であるという問題があった。
【特許文献１】特開２００３−１２４７８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、フィルタの特性を自動的に調整することが可能なフィルタの調整回路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】
【００１０】
本発明の一態様に係るフィルタの調整回路は、
積分器をｎ（ｎ≧１）個含んだｎ次のフィルタとして動作する回路構成を有し、前記回路構成の接続を切り換えてｎ個の前記積分器と等価な回路として動作することが可能なフィルタ回路と、
予め設定された基準周波数を有する第１の信号を前記フィルタ回路に出力するとともに、前記基準周波数を有する第２の信号を出力する信号生成回路と、
前記第１の信号を前記フィルタ回路が処理して出力した第３の信号の位相と前記第２の信号の位相とを比較し、これらの信号の位相のずれを判定する位相比較器と、
前記フィルタ回路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を調整する調整モードにおいて、
前記回路構成の接続を切り換えて前記フィルタ回路を前記積分器と等価な回路として動作させるとともに、前記位相比較器の判定結果に基づいて、前記第１の信号の位相回転が前記積分器１つあたり９０°になるように、前記フィルタを構成する前記積分器を調整し、
前記調整モードの後に前記フィルタ回路を通常動作させる通常モードにおいて、
前記第１の信号の位相回転が前記積分器１つあたり９０°に調整された状態で、前記回路構成の接続を切り換えて、前記フィルタとして動作するように、前記フィルタ回路を制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の一態様に係るフィルタの調整回路によれば、フィルタの特性を自動的に調整することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明を適用した各実施例について図面を参照しながら説明する。
【実施例１】
【００１３】
図１は、本発明の一態様である実施例１に係るフィルタの調整回路１００の要部構成を示す回路図である。
【００１４】
図１に示すように、フィルタの調整回路１００は、フィルタ回路１と、信号生成回路２と、位相比較器３と、制御回路４と、を備える。
【００１５】
フィルタ回路１は、積分器をｎ（ｎ≧１）個含んだｎ次のフィルタとして動作する回路構成を有する。このフィルタ回路１は、該回路構成の接続を切り換えてフィルタを構成する該積分器と等価な回路として動作することができるようになっている。なお、該積分器と等価な回路には、例えば、該積分器の出力と出力端子との間に抵抗が接続された積分器も含む。
【００１６】
信号生成回路２は、予め設定された基準周波数を有する第１の信号Ｓ１をフィルタ回路１に出力するとともに、基準周波数を有する第２の信号Ｓ２を出力するようになっている。この基準周波数には、例えば、フィルタ回路１の最も大きい極周波数が選択される。また、例えば、第２の信号Ｓ２は、第１の信号Ｓ１よりも、９０ｎ°（９０°×次数ｎ）位相が遅れるように設定される。
【００１７】
位相比較器３は、第１の信号Ｓ１をフィルタ回路１が処理して出力した第３の信号Ｓ３の位相Ｐ３と第２の信号の位相Ｐ２とを比較し、これらの信号の位相のずれを判定するようになっている。さらに、位相比較器３は、この判定結果を制御回路４に出力するようになっている。
【００１８】
制御回路４は、フィルタ回路１の該回路構成の接続を制御するとともに、位相比較器３の上記判定結果に基づいてフィルタ回路１における位相回転を制御するようになっている。
【００１９】
ここで、図２は、１次フィルタの利得の周波数特性（伝達関数）の一例を示す図である。
【００２０】
また、図３は、１つの積分器における位相回転の周波数特性の一例を示す図である。
【００２１】
図２に示すように、フィルタの伝達関数は、例えば、約１×１０７Ｈｚ以上の周波数において、設計値と実際の値との間に解離が生じる。
【００２２】
また、図３に示すように、理想の積分器の位相回転は、各周波数において９０°であり、一定である。
【００２３】
一方、実際の積分器の位相回転は、例えば、約１×１０７Ｈｚ以上の周波数において９０°以上に変化し、理想の積分器の位相回転と解離する。
【００２４】
ここで、フィルタの伝達関数を理想の値（設計値）に調整するためには、フィルタを構成する積分器１つあたりの位相回転を９０°に調整すればよい。
【００２５】
特に、フィルタの最も大きい極周波数における該積分器の位相回転を９０°に調整することにより、Ｑ値を理想の値に調整することができる。
【００２６】
なお、直列に接続されたｎ個の積分器を用いてｎ次のフィルタが構成されている場合は、該フィルタの最も大きい極周波数において、該フィルタの位相回転が９０°×積分器の個数（フィルタの次数）になるように調整する。これにより、各積分器の位相回転を９０°に調整することができる。すなわち、フィルタのＱ値を理想の値に調整することができる。
【００２７】
そこで、以下では、積分器の位相回転を９０°に調整するための回路構成を有するフィルタ回路の例について述べる。
【００２８】
本実施例１では、簡単な例として、図１のフィルタ回路１が１つの積分器を用いて構成されている場合、すなわち、フィルタ回路１が１次のフィルタである場合について説明する。
【００２９】
図４は、図１に示すフィルタ回路１が１次のフィルタである場合の要部構成の一例を示す回路図である。また、図５は、図４に示すフィルタ回路１の回路構成を切り換えて積分器として動作する場合における、フィルタ回路１の等価回路を示す回路図である。
【００３０】
図４に示すように、フィルタ回路１は、第１の入力端子１ａと、第２の入力端子１ｂと、第１の出力端子１ｃと、第２の出力端子１ｄと、積分器５と、を有する。
【００３１】
第１、第２の入力端子１ａ、１ｂには、フィルタリングすべき信号または信号生成回路２から出力された第１の信号Ｓ１が、差動信号として入力されるようになっている。
【００３２】
第１、第２の出力端子１ｃ、１ｄから、フィルタリングされた信号または第３の信号Ｓ３が差動信号として出力されるようになっている。
【００３３】
積分器５は、アンプ５ａと、第１の抵抗５ｂと、第１の容量５ｃと、第１の可変抵抗５ｄと、第２の抵抗５ｅと、第２の容量５ｆと、第２の可変抵抗５ｇと、を含む。
【００３４】
アンプ５ａは、差動入力と、差動出力と、を有する。このアンプ５ａの差動出力は第１の出力端子１ｃ、第２の出力端子１ｄに接続されている。
【００３５】
第１の抵抗５ｂは、アンプ５ａの非反転入力端子と第１の入力端子１ａとの間に接続されている。この第１の抵抗５ｂは、第１の入力端子１ａを介して信号が入力されるようになっている。
【００３６】
第１の容量５ｃは、アンプ５ａの非反転入力端子と反転出力端子との間に接続されている。
【００３７】
第１の可変抵抗５ｄは、アンプ５ａの非反転入力端子と反転出力端子との間で、第１の容量５ｃと直列に接続されている。
【００３８】
第２の抵抗５ｅは、アンプ５ａの反転入力端子と第２の入力端子１ｂとの間に接続されている。この第２の抵抗５ｅは、第２の入力端子１ａを介して第１の抵抗に入力される信号の反転信号が入力されるようになっている。
【００３９】
また、第１の抵抗５ｂの抵抗値と第２の抵抗５ｅの抵抗値とは等しくなるように設計されている。
【００４０】
第２の容量５ｆは、アンプ５ａの反転入力端子と非反転出力端子との間に接続されている。
【００４１】
また、第１の容量５ｃの容量値と第２の容量５ｆの容量値とは等しくなるように設計されている。
【００４２】
第２の可変抵抗５ｇは、アンプ５ａの反転入力端子と非反転出力端子との間で第２の容量５ｆと直列に接続されている。
【００４３】
また、図４に示すように、フィルタ回路１は、第３の抵抗１ｅと、第１のスイッチ素子１ｆと、第４の抵抗１ｇと、第２のスイッチ素子１ｈと、を有する。
【００４４】
第３の抵抗１ｅは、アンプ５ａの非反転入力端子と反転出力端子との間で、第１の容量５ｃおよび第１の可変抵抗５ｄと並列に接続されている。
【００４５】
第１のスイッチ素子１ｆは、アンプ５ａの非反転入力端子と反転出力端子との間で、第３の抵抗１ｅと直列に接続されている。
【００４６】
第４の抵抗１ｇは、アンプ５ａの反転入力端子と非反転出力端子との間で、第２の容量５ｆおよび第２の可変抵抗５ｇと並列に接続されている。
【００４７】
第２のスイッチ素子１ｈは、アンプ５ａの反転入力端子と非反転出力端子との間で、第４の抵抗１ｇと直列に接続されている。
【００４８】
第１〜第４の抵抗５ｂ、５ｅ、１ｅ、１ｇおよび第１、第２の容量５ｃ、５ｆは、狙いとするフィルタ回路１の遮断周波数やＱ値に応じて設定される。さらに、第１、第２の可変抵抗の抵抗値が調整されることにより、Ｑ値も調整される。
【００４９】
また、積分器５の位相回転は、第１、第２の可変抵抗５ｄ、５ｇの抵抗値を制御回路４が調整することにより、制御されるようになっている。
【００５０】
なお、第１のスイッチ素子１ｆおよび第２のスイッチ素子１ｈは、例えば、ＭＯＳトランジスタで構成される。
【００５１】
フィルタ回路１は、第１、第２のスイッチ素子１ｆ、１ｈをオフすることにより、その回路構成を切り換えるようになっている。これにより、フィルタ回路１は１次の積分器として動作する（図５）。
【００５２】
ここで、以上の構成を有するフィルタの調整回路１００の制御回路４がフィルタ回路１を制御する動作について説明する。ここでは、一例として、第２の信号Ｓ２の位相が第１の信号Ｓ１の位相よりも９０°だけ遅れるように設定されている場合について説明する。なお、制御回路４は、フィルタ回路１の特性を調整する調整モードＭ１と、この調整モードＭ１の後にフィルタ回路を通常動作させる通常モードＭ２との２つのモードで動作するものとする。また、第１、第２の信号Ｓ１、Ｓ２の周波数は、フィルタ回路１の極周波数に設定されているものとする。
【００５３】
まず、制御回路４の調整モードＭ１における動作について述べる。
【００５４】
制御回路４は、調整モードＭ１において、フィルタ回路１の回路構成の接続を切り換えて、フィルタ回路１を積分器と等価な回路として動作させる。すなわち、制御回路４は、第１のスイッチ素子１ｆおよび第２のスイッチ素子１ｈをオフさせて、フィルタ回路１を図５に示すようにフィルタを構成する積分器５と等価な回路として動作させる。
【００５５】
位相比較器３は、積分器５と等価な回路として動作したフィルタ回路１から出力された第３の信号Ｓ３が入力されると、第２の信号Ｓ２の位相と第３の信号Ｓ３の位相が同じか、ずれているかを判定する。そして、位相比較器３は、判定結果を制御回路４に出力する。
【００５６】
そして、制御回路４は、位相がずれているとの判定結果を受けると、この判定結果に基づいて、積分器５における位相回転が９０°になるように、フィルタを構成する積分器５の第１、第２の可変抵抗５ｄ、５ｇの抵抗値を調整する。
【００５７】
既述のように、極周波数で積分器１つあたりの位相回転が９０°に調整されることにより、Ｑ値が理想の値に調整される。
【００５８】
次に、制御回路４の通常モードＭ２における動作について説明する。
【００５９】
制御回路４は、第１の信号Ｓ１の位相回転が１つの積分器５で９０°に調整された状態で、該回路構成の接続を切り換えて、フィルタとして動作するように、フィルタ回路１を制御する。
【００６０】
すなわち、制御回路４は、第１のスイッチ素子１ｆおよび第２のスイッチ素子１ｈをオンさせて、フィルタとして動作するようにフィルタ回路１を制御する。このとき、積分器５の第１、第２の可変抵抗５ｄ、５ｇの抵抗値は、調整モードＭ１で調整された値に維持されている。すなわち、極周波数における積分器５の位相回転が９０°に設定されている。
【００６１】
この通常動作モードＭ２では、第１、第２の入力端子１ａ、１ｂを介して、フィルタ回路１にフィルタリングされるべき差動信号が入力される。そして、フィルタ回路１は、第１、第２の出力端子１ｃ、１ｄを介して、フィルタリングされた差動信号を出力する。
【００６２】
既述のように、調整モードＭ１において、フィルタ回路１のＱ値が理想の値に調整されている。したがって、フィルタ回路１は設計された所望のフィルタリングをすることができる。
【００６３】
以上のように、本実施例に係るフィルタの調整回路１００は、１次のフィルタとして動作するフィルタ回路１の特性を自動的に調整することができる。
【実施例２】
【００６４】
実施例１では、フィルタの調整回路、およびこのフィルタの調整回路に適用される１次のフィルタ回路の構成の一例について述べた。
【００６５】
本実施例では、フィルタ回路の他の例として、図１のフィルタ回路１が２つの積分器を用いて構成されている場合、すなわち、フィルタ回路１が２次のフィルタである場合について説明する。
【００６６】
図６は、図１に示すフィルタ回路１が２次のフィルタである場合の要部構成の一例を示す回路図である。また、図７は、図６に示すフィルタ回路１の回路構成を切り換えて積分器として動作する場合における、フィルタ回路１の等価回路を示す回路図である。
【００６７】
なお、実施例１と同様の符号を付された構成は、実施例１と同様の構成である。また、本実施例２に係るフィルタ回路１は、実施例１のフィルタ回路１と同様に、図１に示すフィルタの調整回路１００に適用される。
【００６８】
図６に示すように、フィルタ回路１は、実施例１と比較して、積分器２５と、第３の抵抗２１ｅと、第１のスイッチ素子２１ｆと、第４の抵抗２１ｇと、第２のスイッチ素子２１ｈと、をさらに有する。
【００６９】
積分器５と同様の構成を有する積分器２５は、アンプ２５ａと、第１の抵抗２５ｂと、第１の容量２５ｃと、第１の可変抵抗２５ｄと、第２の抵抗２５ｅと、第２の容量２５ｆと、第２の可変抵抗２５ｇと、を含む。
【００７０】
アンプ２５ａは、アンプ５ａと同様の構成を有する。このアンプ２５ａの差動出力は第１の出力端子１ｃ、第２の出力端子１ｄに接続されている。
【００７１】
第１の抵抗２５ｂは、アンプ２５ａの非反転入力端子とアンプ５ａの非反転出力端子との間に接続されている。
【００７２】
第１の容量２５ｃは、アンプ２５ａの非反転入力端子と反転出力端子との間に接続されている。
【００７３】
第１の可変抵抗２５ｄは、アンプ２５ａの非反転入力端子と反転出力端子との間で、第１の容量２５ｃと直列に接続されている。
【００７４】
第２の抵抗２５ｅは、アンプ２５ａの反転入力端子とアンプ５ａの反転出力端子との間に接続されている。
【００７５】
また、第１の抵抗２５ｂの抵抗値と第２の抵抗２５ｅの抵抗値とは等しくなるように設計されている。
【００７６】
第２の容量２５ｆは、アンプ２５ａの反転入力端子と非反転出力端子との間に接続されている。
【００７７】
また、第１の容量２５ｃの容量値と第２の容量２５ｆの容量値とは等しくなるように設計されている。
【００７８】
第２の可変抵抗２５ｇは、アンプ２５ａの反転入力端子と非反転出力端子との間で第２の容量２５ｆと直列に接続されている。
【００７９】
第３の抵抗２１ｅは、アンプ５ａの非反転入力端子とアンプ２５ａの反転出力端子との間に接続されている。
【００８０】
第１のスイッチ素子２１ｆは、アンプ５ａの非反転入力端子とアンプ２５ａの反転出力端子との間で、第３の抵抗２１ｅと直列に接続されている。
【００８１】
第４の抵抗２１ｇは、アンプ５ａの反転入力端子とアンプ２５ａの非反転出力端子との間に接続されている。
【００８２】
第２のスイッチ素子２１ｈは、アンプ５ａの反転入力端子とアンプ２５ａの非反転出力端子との間で、第４の抵抗２１ｇと直列に接続されている。
【００８３】
第１〜第４の抵抗５ｂ、５ｅ、１ｅ、１ｇ、２５ｂ、２５ｅ、２１ｅ、２１ｇおよび第１、第２の容量５ｃ、５ｆ、２５ｃ、２５ｆは、狙いとするフィルタ回路１の遮断周波数やＱ値に応じて設定される。
【００８４】
また、積分器２５の位相回転は、第１、第２の可変抵抗２５ｄ、２５ｇの抵抗値を制御回路４が調整することにより、制御されるようになっている。さらに、第１、第２の可変抵抗の抵抗値が調整されることにより、Ｑ値も調整される。
【００８５】
なお、第１のスイッチ素子２１ｆおよび第２のスイッチ素子２１ｈは、例えば、ＭＯＳトランジスタで構成される。
【００８６】
フィルタ回路１は、第１、第２のスイッチ素子１ｆ、１ｈ、２５ｆ、２５ｈをオフすることにより、その回路構成を切り換えるようになっている。これにより、フィルタ回路１は２次の積分器として動作する（図７）。
【００８７】
ここで、以上の構成を有するフィルタ回路１を制御する動作について説明する。ここでは、第２の信号Ｓ２の位相が第１の信号Ｓ１の位相よりも１８０°（９０°×次数２）だけ遅れるように設定されている場合について説明する。また、実施例１と同様に、第１、第２の信号Ｓ１、Ｓ２の周波数は、フィルタ回路１の極周波数に設定されているものとする。
【００８８】
まず、制御回路４の調整モードＭ１における動作について述べる。
【００８９】
制御回路４は、調整モードＭ１において、フィルタ回路１の回路構成の接続を切り換えて、フィルタ回路１を積分器と等価な回路として動作させる。すなわち、制御回路４は、第１のスイッチ素子１ｆ、２１ｆおよび第２のスイッチ素子１ｈ、２１ｈをオフさせて、フィルタ回路１を図７に示すようにフィルタを構成する積分器と等価な回路として動作させる。
【００９０】
実施例１と同様に、位相比較器３は、積分器と等価な回路として動作したフィルタ回路１から出力された第３の信号Ｓ３が入力されると、第２の信号Ｓ２の位相と第３の信号Ｓ３の位相が同じか、ずれているかを判定する。そして、位相比較器３は、判定結果を制御回路４に出力する。
【００９１】
そして、制御回路４は、位相がずれているとの判定結果を受けると、この判定結果に基づいて、各積分器における位相回転が９０°になるように、フィルタを構成する積分器５、２５の第１、第２の可変抵抗５ｄ、２５ｄ、５ｇ、２５ｇの抵抗値を調整する。
【００９２】
例えば、制御回路４は、該判定結果に基づいて、第２の信号Ｓ２の位相と第３の信号Ｓ３の位相が同じになるように、第１、第２の可変抵抗５ｄ、２５ｄ、５ｇ、２５ｇの抵抗値を調整する。このとき、制御回路４は、すべての積分器５、２５の間で、第１の容量と第１の可変抵抗との積が等しくなるように、第１の可変抵抗の抵抗値を調整する。さらに、制御回路４は、積分器５、２５の間で、第２の容量と第２の可変抵抗との積が等しくなるように、第２の可変抵抗の抵抗値を調整する。これにより、各積分器５、２５における位相回転が９０°に調整される。
【００９３】
既述のように、極周波数で積分器１つあたりの位相回転が９０°に調整されることにより、Ｑ値が理想の値に調整される。
【００９４】
次に、制御回路４の通常モードＭ２における動作について説明する。
【００９５】
実施例１と同様に、制御回路４は、第１の信号Ｓ１の位相回転が積分器１つあたり９０°に調整された状態で、該回路構成の接続を切り換えて、フィルタとして動作するように、フィルタ回路１を制御する。
【００９６】
すなわち、制御回路４は、第１のスイッチ素子１ｆ、２１ｆおよび第２のスイッチ素子１ｈ、２１ｈをオンさせて、フィルタとして動作するようにフィルタ回路１を制御する。このとき、積分器５、２５の第１、第２の可変抵抗５ｄ、２５ｄ、５ｇ、２５ｇの抵抗値は、調整モードＭ１で調整された値に維持されている。すなわち、極周波数における積分器５、２５の位相回転が９０°に設定されている。
【００９７】
実施例１と同様に、通常動作モードＭ２では、第１、第２の入力端子１ａ、１ｂを介して、フィルタ回路１にフィルタリングされるべき差動信号が入力される。そして、フィルタ回路１は、第１、第２の出力端子１ｃ、１ｄを介して、フィルタリングされた差動信号を出力する。
【００９８】
既述のように、調整モードＭ１において、フィルタ回路１のＱ値が理想の値に調整されている。したがって、フィルタ回路１は設計された所望のフィルタリングをすることができる。
【００９９】
以上のように、本実施例に係るフィルタの調整回路１００は、２次のフィルタとして動作するフィルタ回路１の特性を自動的に調整することができる。
【実施例３】
【０１００】
実施例１、２では、フィルタの調整回路、およびこのフィルタの調整回路に適用される１、２次のフィルタ回路の構成の一例について述べた。
【０１０１】
本実施例では、フィルタ回路の他の例として、図１のフィルタ回路１が５つの積分器を用いて構成されている場合、すなわち、フィルタ回路１が５次（高次）である場合について説明する。
【０１０２】
図８は、図１に示すフィルタ回路１が５次のフィルタである場合の要部構成の一例を示す回路図である。また、図９は、図８に示すフィルタ回路１の回路構成を切り換えて積分器として動作する場合における、フィルタ回路１の等価回路を示す回路図である。
【０１０３】
なお、実施例１と同様の符号を付された構成は、実施例１と同様の構成である。また、本実施例３に係るフィルタ回路１は、実施例１のフィルタ回路１と同様に、図１に示すフィルタの調整回路１００に適用される。
【０１０４】
図８に示すように、フィルタ回路１は、実施例２と比較して、積分器３５、４５、５５と、第３の抵抗３１ｅ、４１ｅ、５１ｅと、第１のスイッチ素子３１ｆ、４１ｆ、５１ｆと、第４の抵抗３１ｇ、４１ｇ、５１ｇと、第２のスイッチ素子３１ｈ、４１ｈ、５１ｈと、第５の抵抗５５ｉと、第６の抵抗５５ｋと、第３のスイッチ素子５５ｊと、第４のスイッチ素子５５ｌと、をさらに有する。
【０１０５】
各積分器３５、４５、５５は、積分器５、２５と同様の構成を有する。そして、積分器５、２５、３５、４５、５５は、直列に接続されており、５次の積分器を構成している。
【０１０６】
積分器３５は、アンプ３５ａと、第１の抵抗３５ｂと、第１の容量３５ｃと、第１の可変抵抗３５ｄと、第２の抵抗３５ｅと、第２の容量３５ｆと、第２の可変抵抗３５ｇと、を含む。同様に、積分器４５は、アンプ４５ａと、第１の抵抗４５ｂと、第１の容量４５ｃと、第１の可変抵抗４５ｄと、第２の抵抗４５ｅと、第２の容量４５ｆと、第２の可変抵抗４５ｇと、を含む。同様に、積分器５５は、アンプ５５ａと、第１の抵抗５５ｂと、第１の容量５５ｃと、第１の可変抵抗５５ｄと、第２の抵抗５５ｅと、第２の容量５５ｆと、第２の可変抵抗５５ｇと、を含む。
【０１０７】
図８に示すように、積分器３５、４５、５５の上記構成は、積分器２５と同様に接続されている。
【０１０８】
なお、アンプ３５ａ、４５ａ、５５ａは、アンプ５ａ、２５ａと同様の構成を有する。
【０１０９】
また、第１の抵抗３５ｂの抵抗値と第２の抵抗３５ｅの抵抗値とは等しくなるように設計されている。また、第１の抵抗４５ｂの抵抗値と第２の抵抗４５ｅの抵抗値とは等しくなるように設計されている。また、第１の抵抗５５ｂの抵抗値と第２の抵抗５５ｅの抵抗値とは等しくなるように設計されている。
【０１１０】
また、第１の容量３５ｃの容量値と第２の容量３５ｆの容量値とは等しくなるように設計されている。また、第１の容量４５ｃの容量値と第２の容量４５ｆの容量値とは等しくなるように設計されている。また、第１の容量５５ｃの容量値と第２の容量５５ｆの容量値とは等しくなるように設計されている。
【０１１１】
第３の抵抗３１ｅは、アンプ２５ａの非反転入力端子とアンプ３５ａの反転出力端子との間に接続されている。同様に、第３の抵抗４１ｅは、アンプ３５ａの非反転入力端子とアンプ４５ａの反転出力端子との間に接続されている。同様に、第３の抵抗５１ｅは、アンプ４５ａの非反転入力端子とアンプ５５ａの反転出力端子との間に接続されている。
【０１１２】
第１のスイッチ素子３１ｆは、アンプ２５ａの非反転入力端子とアンプ３５ａの反転出力端子との間で、第３の抵抗３１ｅと直列に接続されている。同様に、第１のスイッチ素子４１ｆは、アンプ３５ａの非反転入力端子とアンプ４５ａの反転出力端子との間で、第３の抵抗４１ｅと直列に接続されている。同様に、第１のスイッチ素子５１ｆは、アンプ４５ａの非反転入力端子とアンプ５５ａの反転出力端子との間で、第３の抵抗５１ｅと直列に接続されている。
【０１１３】
第４の抵抗３１ｇは、アンプ２５ａの反転入力端子とアンプ３５ａの非反転出力端子との間に接続されている。同様に、第４の抵抗４１ｇは、アンプ３５ａの反転入力端子とアンプ４５ａの非反転出力端子との間に接続されている。同様に、第４の抵抗５１ｇは、アンプ４５ａの反転入力端子とアンプ５５ａの非反転出力端子との間に接続されている。
【０１１４】
第２のスイッチ素子３１ｈは、アンプ２５ａの反転入力端子とアンプ３５ａの非反転出力端子との間で、第４の抵抗３１ｇと直列に接続されている。同様に、第２のスイッチ素子４１ｈは、アンプ３５ａの反転入力端子とアンプ４５ａの非反転出力端子との間で、第４の抵抗４１ｇと直列に接続されている。同様に、第２のスイッチ素子５１ｈは、アンプ４５ａの反転入力端子とアンプ５５ａの非反転出力端子との間で、第４の抵抗５１ｇと直列に接続されている。
【０１１５】
第５の抵抗５５ｉは、アンプ５５ａの非反転入力端子とアンプ５５ａの反転出力端子との間に、第１の容量５５ｃおよび第１の可変抵抗５５ｄと並列に接続されている。
【０１１６】
また、第６の抵抗５５ｋは、アンプ５５ａの反転入力端子とアンプ５５ａの非反転出力端子との間、第２の容量５５ｆおよび第２の可変抵抗５５ｇと並列に接続されている。
【０１１７】
第３のスイッチ素子５５ｊは、アンプ５５ａの非反転入力端子とアンプ５５ａの反転出力端子との間で、第５の抵抗５５ｉと直列に接続されている。
【０１１８】
また、第４のスイッチ素子５５ｌは、アンプ５５ａの反転入力端子とアンプ５５ａの非反転出力端子との間で、第６の抵抗５５ｋと直列に接続されている。
【０１１９】
上記第１〜第５の抵抗および第１、第２の容量は、狙いとするフィルタ回路１の遮断周波数やＱ値に応じて設定される。
【０１２０】
また、各積分器の位相回転は、第１、第２の可変抵抗の抵抗値を制御回路４が調整することにより、制御されるようになっている。さらに、第１、第２の可変抵抗の抵抗値が調整されることにより、Ｑ値も調整される。
【０１２１】
なお、第１のスイッチ素子および第２のスイッチ素子は、例えば、ＭＯＳトランジスタで構成される。
【０１２２】
フィルタ回路１は、第１、第２のスイッチ素子および第３のスイッチ素子をオフすることにより、その回路構成を切り換えるようになっている。これにより、フィルタ回路１は５次の積分器として動作する（図９）。
【０１２３】
ここで、以上の構成を有するフィルタ回路１を制御する動作について説明する。ここでは、第２の信号Ｓ２の位相が第１の信号Ｓ１の位相よりも４５０°（９０°×次数５）だけ遅れるように設定されている場合について説明する。また、実施例１と同様に、第１、第２の信号Ｓ１、Ｓ２の周波数は、フィルタ回路１の最も大きい極周波数に設定されているものとする。
【０１２４】
まず、制御回路４の調整モードＭ１における動作について述べる。
【０１２５】
制御回路４は、調整モードＭ１において、フィルタ回路１の回路構成の接続を切り換えて、フィルタ回路１を積分器と等価な回路として動作させる。すなわち、制御回路４は、第１ないし第４のスイッチ素子をオフさせて、フィルタ回路１を図９に示すようにフィルタを構成する積分器と等価な回路として動作させる。
【０１２６】
実施例１と同様に、位相比較器３は、積分器と等価な回路として動作したフィルタ回路１から出力された第３の信号Ｓ３が入力されると、第２の信号Ｓ２の位相と第３の信号Ｓ３の位相が同じか、ずれているかを判定する。そして、位相比較器３は、判定結果を制御回路４に出力する。
【０１２７】
そして、制御回路４は、位相がずれているとの判定結果を受けると、この判定結果に基づいて、各積分器における位相回転が９０°になるように、第１、第２の可変抵抗の抵抗値を調整する。
【０１２８】
例えば、制御回路４は、該判定結果に基づいて、第２の信号Ｓ２の位相と第３の信号Ｓ３の位相が同じになるように、第１、第２の可変抵抗の抵抗値を調整する。このとき、制御回路４は、すべての積分器５、２５、３５、４５、５５の間で、第１の容量と第１の可変抵抗との積が等しくなるように、第１の可変抵抗の抵抗値を調整する。さらに、制御回路４は、すべての積分器５、２５、３５、４５、５５の間で、第２の容量と第２の可変抵抗との積が等しくなるように、第２の可変抵抗の抵抗値を調整する。これにより、各積分器における位相回転が９０°に調整される。
【０１２９】
既述のように、最も大きい極周波数で積分器１つあたりの位相回転が９０°に調整されることにより、Ｑ値が理想の値に調整される。
【０１３０】
次に、制御回路４の通常モードＭ２における動作について説明する。
【０１３１】
実施例１と同様に、制御回路４は、第１の信号Ｓ１の位相回転が積分器１つあたり９０°に調整された状態で、該回路構成の接続を切り換えて、フィルタとして動作するように、フィルタ回路１を制御する。
【０１３２】
すなわち、制御回路４は、第１ないし第４のスイッチ素子をオンさせて、フィルタとして動作するようにフィルタ回路１を制御する。このとき、各積分器の第１、第２の可変抵抗の抵抗値は、調整モードＭ１で調整された値に維持されている。すなわち、最も大きい極周波数における各積分器の位相回転が９０°に設定されている。
【０１３３】
実施例１と同様に、通常動作モードＭ２では、第１、第２の入力端子１ａ、１ｂを介して、フィルタ回路１にフィルタリングされるべき差動信号が入力される。そして、フィルタ回路１は、第１、第２の出力端子１ｃ、１ｄを介して、フィルタリングされた差動信号を出力する。
【０１３４】
既述のように、調整モードＭ１において、フィルタ回路１のＱ値が理想の値に調整されている。したがって、フィルタ回路１は設計された所望のフィルタリングをすることができる。
【０１３５】
以上のように、本実施例に係るフィルタの調整回路によれば、高次のフィルタ回路の特性を自動的に調整することができる。
【実施例４】
【０１３６】
実施例１ないし３では、フィルタ回路の構成の一例について述べた。
【０１３７】
本実施例では、該フィルタの調整回路に適用される１次のフィルタ回路の他の構成例について述べる。
【０１３８】
図１０は、図１に示すフィルタ回路１が１次のフィルタである場合の要部構成の他の例を示す回路図である。また、図１１は、図１０に示すフィルタ回路１の回路構成を切り換えて積分器として動作する場合における、フィルタ回路１の等価回路を示す回路図である。
【０１３９】
なお、実施例１と同様の符号を付された構成は、実施例１と同様の構成である。また、本実施例２に係るフィルタ回路１は、実施例１のフィルタ回路１と同様に、図１に示すフィルタの調整回路１００に適用される。
【０１４０】
図１０に示すように、フィルタ回路１は、実施例１と比較して、第１の出力端抵抗２０１ａと、第２の出力端抵抗２０１ｂと、をさらに有する。また、実施例１のスイッチ素子と比較して、第１のスイッチ素子２０１ｆと第２のスイッチ素子２０１ｈの接続関係が異なる。アンプ５ａの構成は、実施例１と同様である。
【０１４１】
第１の出力端抵抗２０１ａは、アンプ５ａの反転出力端子に一端が接続され、第１の出力端子１ｃに他端が接続されている。
【０１４２】
第１の出力端抵抗２０１ｂは、アンプ５ａの非反転出力端子に一端が接続され、第２の出力端子１ｄに他端が接続されている。
【０１４３】
なお、第１の出力端抵抗２０１ａの抵抗値と、第２の出力端抵抗２０１ｂ抵抗値と、は等しくなるように設計されている。
【０１４４】
第１のスイッチ素子２０１ｆは、アンプ５ａの非反転入力端子と第３の抵抗１ｅとの間に接続されている。この第１のスイッチ素子２０１ｆは、第１の出力端抵抗２０１ａの他端にも接続されている。
【０１４５】
フィルタとして動作させる場合は、この第１のスイッチ素子２０１ｆを切り換えることにより、第３の抵抗１ｅがアンプ５ａの非反転入力端子に接続された状態に切り換えられる。一方、積分器として動作させる場合は、この第１のスイッチ素子２０１ｆを切り換えることにより、第３の抵抗１ｅが第１の出力端抵抗２０１ａと並列に接続された状態に切り換えられる。
【０１４６】
第２のスイッチ素子２０１ｈは、アンプ５ａの反転入力端子と第４の抵抗１ｇとの間に接続されている。この第２のスイッチ素子２０１ｈは、第２の出力端抵抗２０１ｂの他端にも接続されている。
【０１４７】
フィルタとして動作させる場合は、この第２のスイッチ素子２０１ｈを切り換えることにより、第４の抵抗１ｇがアンプ５ａの反転入力端子に接続された状態に切り換えられる。一方、積分器として動作させる場合は、この第２のスイッチ素子２０１ｈを切り換えることにより、第４の抵抗１ｇが第２の出力端抵抗２０１ｂと並列に接続された状態に切り換えられる。
【０１４８】
第１〜第４の抵抗、第１、第２の出力端抵抗および第１、第２の容量は、狙いとするフィルタ回路１の遮断周波数やＱ値に応じて設定される。
【０１４９】
また、積分器５の位相回転は、第１、第２の可変抵抗の抵抗値を制御回路４が調整することにより、制御されるようになっている。さらに、第１、第２の可変抵抗の抵抗値が調整されることにより、Ｑ値も調整される。
【０１５０】
なお、第１のスイッチ素子２０１ｆおよび第２のスイッチ素子２０１ｈは、例えば、ＭＯＳトランジスタを用いて構成される。
【０１５１】
フィルタ回路１は、第１、第２のスイッチ素子２０１ｆ、２０１ｈを切り換えることにより、その回路構成を切り換えるようになっている。これにより、フィルタ回路１は１次の積分器として動作する（図１１）。図１０、図１１に示すように、アンプ５ａが駆動させる抵抗の数は、フィルタ回路１を積分器として動作させた場合も、フィルタ回路１をフィルタとして動作させた場合と同じである。
【０１５２】
ここで、以上の構成を有するフィルタ回路１を制御する動作について説明する。ここでは、第２の信号Ｓ２の位相が第１の信号Ｓ１の位相よりも９０°（９０°×次数１）だけ遅れるように設定されている場合について説明する。また、実施例１と同様に、第１、第２の信号Ｓ１、Ｓ２の周波数は、フィルタ回路１の極周波数に設定されているものとする。
【０１５３】
まず、制御回路４の調整モードＭ１における動作について述べる。
【０１５４】
制御回路４は、調整モードＭ１において、フィルタ回路１の回路構成の接続を切り換えて、フィルタ回路１を積分器と等価な回路（ここでは第１、第２の出力端抵抗を含む）として動作させる。
【０１５５】
具体的には、制御回路４は、第１のスイッチ素子２０１ｆおよび第２のスイッチ素子２０１ｈを切り換えて、フィルタ回路１を図１１に示すようにフィルタを構成する積分器と等価な回路として動作させる。すなわち、制御回路４は、通常モードでフィルタ回路１がフィルタとして動作する場合に使用される抵抗１ｅ、１ｇが、積分器５の出力に接続された抵抗２０１ａ、２０１ｂと並列になるように、回路構成の接続を切り換える。
【０１５６】
その後、実施例１と同様に、位相比較器３は、積分器と等価な回路として動作したフィルタ回路１から出力された第３の信号Ｓ３が入力されると、第２の信号Ｓ２の位相と第３の信号Ｓ３の位相が同じか、ずれているかを判定する。そして、位相比較器３は、判定結果を制御回路４に出力する。
【０１５７】
そして、制御回路４は、位相がずれているとの判定結果を受けると、この判定結果に基づいて、積分器における位相回転が９０°になるように、フィルタを構成する積分器５の第１、第２の可変抵抗５ｄ、５ｇの抵抗値を調整する。
【０１５８】
例えば、制御回路４は、該判定結果に基づいて、第２の信号Ｓ２の位相と第３の信号Ｓ３の位相が同じになるように、第１、第２の可変抵抗５ｄ、５ｇの抵抗値を調整する。
【０１５９】
既述のように、極周波数で積分器の位相回転が９０°に調整されることにより、Ｑ値が理想の値に調整される。
【０１６０】
次に、制御回路４の通常モードＭ２における動作について説明する。
【０１６１】
実施例１と同様に、制御回路４は、第１の信号Ｓ１の積分器の位相回転が９０°に調整された状態で、該回路構成の接続を切り換えて、フィルタとして動作するように、フィルタ回路１を制御する。
【０１６２】
すなわち、制御回路４は、第１のスイッチ素子２０１ｆおよび第２のスイッチ素子２０１ｈを切り換えて、フィルタとして動作するようにフィルタ回路１を制御する。このとき、積分器５の第１、第２の可変抵抗５ｄ、５ｇの抵抗値は、調整モードＭ１で調整された値に維持されている。すなわち、極周波数における積分器５の位相回転が９０°に設定されている。
【０１６３】
実施例１と同様に、通常動作モードＭ２では、第１、第２の入力端子１ａ、１ｂを介して、フィルタ回路１にフィルタリングされるべき差動信号が入力される。そして、フィルタ回路１は、第１、第２の出力端子１ｃ、１ｄを介して、フィルタリングされた差動信号を出力する。
【０１６４】
既述のように、調整モードＭ１において、フィルタ回路１のＱ値が理想の値に調整されている。したがって、フィルタ回路１は設計された所望のフィルタリングをすることができる。
【０１６５】
また、既述のように、アンプ５ａが駆動させる抵抗の数は、フィルタ回路１を積分器として動作させた場合も、フィルタ回路１をフィルタとして動作させた場合と同じである。したがって、積分器の位相とフィルタのＱ値との対応の精度が高く、Ｑ値をより正確に調整可能である。
【０１６６】
以上のように、本実施例に係るフィルタの調整回路１００は、１次のフィルタとして動作するフィルタ回路１の特性を自動的に調整することができる。
【実施例５】
【０１６７】
実施例２では、フィルタの調整回路に適用される２次のフィルタ回路の構成の一例について述べた。
【０１６８】
本実施例では、該フィルタの調整回路に適用される２次のフィルタ回路の他の構成例について述べる。
【０１６９】
図１２は、図１に示すフィルタ回路１が２次のフィルタである場合の要部構成の他の例を示す回路図である。また、図１３は、図１２に示すフィルタ回路１の回路構成を切り換えて積分器として動作する場合における、フィルタ回路１の等価回路を示す回路図である。
【０１７０】
なお、実施例１、２、４と同様の符号を付された構成は、実施例１、２、４と同様の構成である。また、本実施例５に係るフィルタ回路１は、実施例１のフィルタ回路１と同様に、図１に示すフィルタの調整回路１００に適用される。
【０１７１】
図１２に示すように、フィルタ回路１は、実施例２と比較して、第１の出力端抵抗２０１ａと、第２の出力端抵抗２０１ｂと、をさらに有する。また、実施例２のスイッチ素子と比較して、第１のスイッチ素子２０１ｆ、２２１ｆと第２のスイッチ素子２０１ｈ、２２１ｈの接続関係が異なる。アンプ５ａ、２５ａの構成は、実施例２と同様である。
【０１７２】
第１の出力端抵抗２０１ａは、アンプ２５ａの反転出力端子に一端が接続され、第１の出力端子１ｃに他端が接続されている。
【０１７３】
第１の出力端抵抗２０１ｂは、アンプ２５ａの非反転出力端子に一端が接続され、第２の出力端子１ｄに他端が接続されている。
【０１７４】
なお、第１の出力端抵抗２０１ａの抵抗値と、第２の出力端抵抗２０１ｂ抵抗値と、は等しくなるように設計されている。
【０１７５】
第１のスイッチ素子２０１ｆは、アンプ５ａの非反転入力端子と第３の抵抗１ｅとの間に接続されている。この第１のスイッチ素子２０１ｆは、第２の抵抗２５ｅ（アンプ２５ａの反転入力端子）にも接続されている。
【０１７６】
フィルタとして動作させる場合は、この第１のスイッチ素子２０１ｆを切り換えることにより、第３の抵抗１ｅがアンプ５ａの非反転入力端子に接続された状態に切り換えられる。一方、積分器として動作させる場合は、この第１のスイッチ素子２０１ｆを切り換えることにより、第３の抵抗１ｅが第２抵抗２５ｅに並列に接続された状態に切り換えられる。
【０１７７】
第２のスイッチ素子２０１ｈは、アンプ５ａの反転入力端子と第４の抵抗１ｇとの間に接続されている。この第２のスイッチ素子２０１ｈは、第１の抵抗２５ｂ（アンプ２５ａの非反転入力端子）にも接続されている。
【０１７８】
フィルタとして動作させる場合は、この第２のスイッチ素子２０１ｈを切り換えることにより、第４の抵抗１ｇがアンプ５ａの反転入力端子に接続された状態に切り換えられる。一方、積分器として動作させる場合は、この第２のスイッチ素子２０１ｈを切り換えることにより、第４の抵抗１ｇが第１の抵抗２５ｂと並列に接続された状態に切り換えられる。
【０１７９】
第１のスイッチ素子２２１ｆは、アンプ５ａの非反転入力端子と第３の抵抗２１ｅとの間に接続されている。この第１のスイッチ素子２２１ｆは、第１の出力端抵抗２０１ａの他端にも接続されている。
【０１８０】
フィルタとして動作させる場合は、この第１のスイッチ素子２２１ｆを切り換えることにより、第３の抵抗２１ｅがアンプ５ａの非反転入力端子に接続された状態に切り換えられる。一方、積分器として動作させる場合は、この第１のスイッチ素子２２１ｆを切り換えることにより、第３の抵抗２１ｅが第１の出力端抵抗２０１ａと並列に接続された状態に切り換えられる。
【０１８１】
第２のスイッチ素子２２１ｈは、アンプ５ａの反転入力端子と第４の抵抗１ｇとの間に接続されている。この第２のスイッチ素子２２１ｈは、第２の出力端抵抗２０１ｂの他端にも接続されている。
【０１８２】
フィルタとして動作させる場合は、この第２のスイッチ素子２２１ｈを切り換えることにより、第４の抵抗１ｇがアンプ５ａの反転入力端子に接続された状態に切り換えられる。一方、積分器として動作させる場合は、この第２のスイッチ素子２２１ｈを切り換えることにより、第４の抵抗１ｇが第２の出力端抵抗２０１ｂと並列に接続された状態に切り換えられる。
【０１８３】
第１〜第４の抵抗、第１、第２の出力端抵抗および第１、第２の容量は、狙いとするフィルタ回路１の遮断周波数やＱ値に応じて、設定される。
【０１８４】
また、積分器２、２５の位相回転は、第１、第２の可変抵抗の抵抗値を制御回路４が調整することにより、制御されるようになっている。さらに、第１、第２の可変抵抗の抵抗値が調整されることにより、Ｑ値も調整される。
【０１８５】
なお、第１のスイッチ素子２０１ｆ、２２１ｆおよび第２のスイッチ素子２０１ｈ、２２１ｈは、例えば、ＭＯＳトランジスタを用いて構成される。
【０１８６】
既述のように、フィルタ回路１は、第１、第２のスイッチ素子を切り換えることにより、その回路構成を切り換えるようになっている。これにより、フィルタ回路１は２次の積分器として動作する（図１３）。図１２、図１３に示すように、アンプが駆動させる抵抗の数は、フィルタ回路１を積分器として動作させた場合も、フィルタ回路１をフィルタとして動作させた場合と同じである。
【０１８７】
ここで、以上の構成を有するフィルタ回路１を制御する動作について説明する。ここでは、第２の信号Ｓ２の位相が第１の信号Ｓ１の位相よりも１８０°（９０°×次数２）だけ遅れるように設定されている場合について説明する。また、実施例１と同様に、第１、第２の信号Ｓ１、Ｓ２の周波数は、フィルタ回路１の極周波数に設定されているものとする。
【０１８８】
まず、制御回路４の調整モードＭ１における動作について述べる。
【０１８９】
制御回路４は、調整モードＭ１において、フィルタ回路１の回路構成の接続を切り換えて、フィルタ回路１を積分器と等価な回路（ここでは第１、第２の出力端抵抗を含む（図１３））として動作させる。
【０１９０】
具体的には、制御回路４は、第１のスイッチ素子２０１ｆおよび第２のスイッチ素子２０１ｈを切り換えて、フィルタ回路１を図１３に示すようにフィルタを構成する積分器と等価な回路として動作させる。すなわち、制御回路４は、通常モードでフィルタ回路１がフィルタとして動作する場合に使用される抵抗が、各積分器の出力に接続された抵抗と並列になるように、回路構成の接続を切り換える。
【０１９１】
その後、実施例１と同様に、位相比較器３は、積分器と等価な回路として動作したフィルタ回路１から出力された第３の信号Ｓ３が入力されると、第２の信号Ｓ２の位相と第３の信号Ｓ３の位相が同じか、ずれているかを判定する。そして、位相比較器３は、判定結果を制御回路４に出力する。
【０１９２】
そして、制御回路４は、位相がずれているとの判定結果を受けると、この判定結果に基づいて、位相回転が積分器１つあたり９０°になるように、フィルタを構成する積分器５ａ、２５ａの第１、第２の可変抵抗５ｄ、５ｇ、２５ｄ、２５ｇの抵抗値を調整する。
【０１９３】
例えば、制御回路４は、該判定結果に基づいて、第２の信号Ｓ２の位相と第３の信号Ｓ３の位相が同じになるように、第１、第２の可変抵抗５ｄ、５ｇの抵抗値を調整する。
【０１９４】
このとき、制御回路４は、すべての積分器５、２５の間で、第１の容量と第１の可変抵抗との積が等しくなるように、第１の可変抵抗の抵抗値を調整する。さらに、制御回路４は、積分器５、２５の間で、第２の容量と第２の可変抵抗との積が等しくなるように、第２の可変抵抗の抵抗値を調整する。これにより、各積分器５、２５における位相回転が９０°に調整される。
【０１９５】
既述のように、極周波数で積分器１つあたりの位相回転が９０°に調整されることにより、Ｑ値が理想の値に調整される。
【０１９６】
次に、制御回路４の通常モードＭ２における動作について説明する。
【０１９７】
実施例１と同様に、制御回路４は、第１の信号Ｓ１の積分器１つあたりの位相回転が９０°に調整された状態で、該回路構成の接続を切り換えて、フィルタとして動作するように、フィルタ回路１を制御する。
【０１９８】
すなわち、制御回路４は、第１のスイッチ素子および第２のスイッチ素子を切り換えて、フィルタとして動作するようにフィルタ回路１を制御する。このとき、積分器の第１、第２の可変抵抗の抵抗値は、調整モードＭ１で調整された値に維持されている。すなわち、極周波数における積分器１つあたりの位相回転が９０°に設定されている。
【０１９９】
実施例１と同様に、通常動作モードＭ２では、第１、第２の入力端子１ａ、１ｂを介して、フィルタ回路１にフィルタリングされるべき差動信号が入力される。そして、フィルタ回路１は、第１、第２の出力端子１ｃ、１ｄを介して、フィルタリングされた差動信号を出力する。
【０２００】
既述のように、調整モードＭ１において、フィルタ回路１のＱ値が理想の値に調整されている。したがって、フィルタ回路１は設計された所望のフィルタリングをすることができる。
【０２０１】
また、既述のように、アンプが駆動させる抵抗の数は、フィルタ回路１を積分器として動作させた場合も、フィルタ回路１をフィルタとして動作させた場合と同じである。したがって、積分器の位相とフィルタのＱ値との対応の精度が高く、Ｑ値をより正確に調整可能である。
【０２０２】
以上のように、本実施例に係るフィルタの調整回路１００は、２次のフィルタとして動作するフィルタ回路１の特性を自動的に調整することができる。
【実施例６】
【０２０３】
実施例３では、フィルタの調整回路に適用される３次のフィルタ回路の構成の一例について述べた。
【０２０４】
本実施例では、該フィルタの調整回路に適用される３次のフィルタ回路の他の構成例について述べる。
【０２０５】
図１４は、図１に示すフィルタ回路１が３次のフィルタである場合の要部構成の他の例を示す回路図である。また、図１５は、図１４に示すフィルタ回路１の回路構成を切り換えて積分器として動作する場合における、フィルタ回路１の等価回路を示す回路図である。
【０２０６】
なお、実施例１ないし５と同様の符号を付された構成は、実施例１ないし５と同様の構成である。また、本実施例６に係るフィルタ回路１は、実施例１のフィルタ回路１と同様に、図１に示すフィルタの調整回路１００に適用される。
【０２０７】
図１４に示すように、フィルタ回路１は、実施例３のスイッチ素子と比較して、第１のスイッチ素子２０１ｆ、２２１ｆ、２３１ｆ、２４１ｆ、２５１ｆ、第２のスイッチ素子２０１ｈ、２２１ｈ、２３１ｈ、２４１ｈ、２５１ｈ、第３のスイッチ素子２５５ｊ、第４のスイッチ素子２５５ｌの接続関係が異なる。なお、アンプ５ａ、２５ａ、３５ａ、４５ａ、５５ａの構成は、実施例３と同様である。
【０２０８】
第１のスイッチ素子２０１ｆは、アンプ５ａの非反転入力端子と第３の抵抗１ｅとの間に接続されている。この第１のスイッチ素子２０１ｆは、第２の抵抗２５ｅ（アンプ２５ａの反転入力端子）にも接続されている。
【０２０９】
フィルタとして動作させる場合は、この第１のスイッチ素子２０１ｆを切り換えることにより、第３の抵抗１ｅがアンプ５ａの非反転入力端子に接続された状態に切り換えられる。一方、積分器として動作させる場合は、この第１のスイッチ素子２０１ｆを切り換えることにより、第３の抵抗１ｅが第２抵抗２５ｅに並列に接続された状態に切り換えられる。
【０２１０】
第２のスイッチ素子２０１ｈは、アンプ５ａの反転入力端子と第４の抵抗１ｇとの間に接続されている。この第２のスイッチ素子２０１ｈは、第１の抵抗２５ｂ（アンプ２５ａの非反転入力端子）にも接続されている。
【０２１１】
フィルタとして動作させる場合は、この第２のスイッチ素子２０１ｈを切り換えることにより、第４の抵抗１ｇがアンプ５ａの反転入力端子に接続された状態に切り換えられる。一方、積分器として動作させる場合は、この第２のスイッチ素子２０１ｈを切り換えることにより、第４の抵抗１ｇが第１の抵抗２５ｂと並列に接続された状態に切り換えられる。
【０２１２】
第１のスイッチ素子２２１ｆは、アンプ５ａの非反転入力端子と第３の抵抗２１ｅとの間に接続されている。この第１のスイッチ素子２２１ｆは、第２の抵抗３５ｅ（アンプ３５ａの反転入力端子）にも接続されている。
【０２１３】
フィルタとして動作させる場合は、この第１のスイッチ素子２２１ｆを切り換えることにより、第３の抵抗２１ｅがアンプ５ａの非反転入力端子に接続された状態に切り換えられる。一方、積分器として動作させる場合は、この第１のスイッチ素子２２１ｆを切り換えることにより、第３の抵抗２１ｅが第２の抵抗３５ｅと並列に接続された状態に切り換えられる。
【０２１４】
第２のスイッチ素子２２１ｈは、アンプ５ａの反転入力端子と第４の抵抗２１ｇとの間に接続されている。この第２のスイッチ素子２２１ｈは、第１の抵抗３５ｂ（アンプ３５ａの非反転入力端子）にも接続されている。
【０２１５】
フィルタとして動作させる場合は、この第２のスイッチ素子２２１ｈを切り換えることにより、第４の抵抗２１ｇがアンプ５ａの反転入力端子に接続された状態に切り換えられる。一方、積分器として動作させる場合は、この第２のスイッチ素子２２１ｈを切り換えることにより、第４の抵抗２１ｇが第１の抵抗３５ｂと並列に接続された状態に切り換えられる。
【０２１６】
第１のスイッチ素子２３１ｆは、アンプ２５ａの非反転入力端子と第３の抵抗３１ｅとの間に接続されている。この第１のスイッチ素子２３１ｆは、第２の抵抗４５ｅ（アンプ４５ａの反転入力端子）にも接続されている。
【０２１７】
フィルタとして動作させる場合は、この第１のスイッチ素子２３１ｆを切り換えることにより、第３の抵抗３１ｅがアンプ２５ａの非反転入力端子に接続された状態に切り換えられる。一方、積分器として動作させる場合は、この第１のスイッチ素子２３１ｆを切り換えることにより、第３の抵抗３１ｅが第２の抵抗４５ｅと並列に接続された状態に切り換えられる。
【０２１８】
第２のスイッチ素子２３１ｈは、アンプ２５ａの反転入力端子と第４の抵抗３１ｇとの間に接続されている。この第２のスイッチ素子２３１ｈは、第１の抵抗４５ｂ（アンプ４５ａの非反転入力端子）にも接続されている。
【０２１９】
フィルタとして動作させる場合は、この第２のスイッチ素子２３１ｈを切り換えることにより、第４の抵抗３１ｇがアンプ２５ａの反転入力端子に接続された状態に切り換えられる。一方、積分器として動作させる場合は、この第２のスイッチ素子２３１ｈを切り換えることにより、第４の抵抗３１ｇが第１の抵抗４５ｂと並列に接続された状態に切り換えられる。
【０２２０】
第１のスイッチ素子２４１ｆは、アンプ３５ａの非反転入力端子と第３の抵抗４１ｅとの間に接続されている。この第１のスイッチ素子２４１ｆは、第２の抵抗５５ｅ（アンプ５５ａの反転入力端子）にも接続されている。
【０２２１】
フィルタとして動作させる場合は、この第１のスイッチ素子２４１ｆを切り換えることにより、第３の抵抗４１ｅがアンプ３５ａの非反転入力端子に接続された状態に切り換えられる。一方、積分器として動作させる場合は、この第１のスイッチ素子２４１ｆを切り換えることにより、第３の抵抗４１ｅが第２の抵抗５５ｅと並列に接続された状態に切り換えられる。
【０２２２】
第２のスイッチ素子２４１ｈは、アンプ３５ａの反転入力端子と第４の抵抗４１ｇとの間に接続されている。この第２のスイッチ素子２４１ｈは、第１の抵抗５５ｂ（アンプ５５ａの非反転入力端子）にも接続されている。
【０２２３】
フィルタとして動作させる場合は、この第２のスイッチ素子２４１ｈを切り換えることにより、第４の抵抗４１ｇがアンプ３５ａの反転入力端子に接続された状態に切り換えられる。一方、積分器として動作させる場合は、この第２のスイッチ素子２４１ｈを切り換えることにより、第４の抵抗４１ｇが第１の抵抗５５ｂと並列に接続された状態に切り換えられる。
【０２２４】
第１のスイッチ素子２５１ｆは、アンプ４５ａの非反転入力端子と第３の抵抗５１ｅとの間に接続されている。この第１のスイッチ素子２５１ｆは、第２のスイッチ素子２５１ｈにも接続されている。
【０２２５】
フィルタとして動作させる場合は、この第１のスイッチ素子２５１ｆを切り換えることにより、第３の抵抗５１ｅがアンプ４５ａの非反転入力端子に接続された状態に切り換えられる。一方、積分器として動作させる場合は、この第１のスイッチ素子２５１ｆを切り換えることにより、第３の抵抗５１ｅが第２のスイッチ素子２５１ｈに接続された状態に切り換えられる。
【０２２６】
第２のスイッチ素子２５１ｈは、アンプ４５ａの反転入力端子と第４の抵抗５１ｇとの間に接続されている。
【０２２７】
フィルタとして動作させる場合は、この第２のスイッチ素子２５１ｈを切り換えることにより、第４の抵抗５１ｇがアンプ４５ａの反転入力端子に接続された状態に切り換えられる。一方、積分器として動作させる場合は、この第２のスイッチ素子２５１ｈを切り換えることにより、第４の抵抗５１ｇが第１のスイッチ素子２５１ｆを介して第３の抵抗５１ｅに接続された状態に切り換えられる。
【０２２８】
第３のスイッチ素子２５５ｊは、アンプ５５ａの非反転入力端子と第５の抵抗５５ｉとの間に接続されている。この第３のスイッチ素子２５５ｊは、第４のスイッチ素子２５５ｌにも接続されている。
【０２２９】
フィルタとして動作させる場合は、この第３のスイッチ素子２５５ｊを切り換えることにより、第５の抵抗５５ｉがアンプ５５ａの非反転入力端子に接続された状態に切り換えられる。一方、積分器として動作させる場合は、この第３のスイッチ素子２５５ｊを切り換えることにより、第５の抵抗５５ｉが第４のスイッチ素子２５５ｌに接続された状態に切り換えられる。
【０２３０】
また、第４のスイッチ素子２５５ｌは、アンプ５５ａの反転入力端子と第６の抵抗５５ｋとの間に接続されている。
【０２３１】
フィルタとして動作させる場合は、この第４のスイッチ素子２５５ｌを切り換えることにより、第６の抵抗５５ｋがアンプ５５ａの反転入力端子に接続された状態に切り換えられる。一方、積分器として動作させる場合は、この第４のスイッチ素子２５５ｌを切り換えることにより、第６の抵抗５５ｋが第３のスイッチ素子２５５ｊを介して第５の抵抗５５ｉに接続された状態に切り換えられる。
【０２３２】
第１〜第６の抵抗および第１、第２の容量は、狙いとするフィルタ回路１の遮断周波数やＱ値に応じて、設定される。
【０２３３】
また、各積分器の位相回転は、第１、第２の可変抵抗の抵抗値を制御回路４が調整することにより、制御されるようになっている。さらに、第１、第２の可変抵抗の抵抗値が調整されることにより、Ｑ値も調整される。
【０２３４】
なお、第１ないし第４のスイッチ素子は、例えば、ＭＯＳトランジスタを用いて構成される。
【０２３５】
既述のように、フィルタ回路１は、第１ないし第４のスイッチ素子を切り換えることにより、その回路構成を切り換えるようになっている。これにより、フィルタ回路１は５次の積分器として動作する（図１５）。図１４、１５に示すように、アンプが駆動させる抵抗の数は、フィルタ回路１を積分器として動作させた場合も、フィルタ回路１をフィルタとして動作させた場合と同じである。
【０２３６】
ここで、以上の構成を有するフィルタ回路１を制御する動作について説明する。ここでは、第２の信号Ｓ２の位相が第１の信号Ｓ１の位相よりも４５０°（９０°×次数５）だけ遅れるように設定されている場合について説明する。また、実施例３と同様に、第１、第２の信号Ｓ１、Ｓ２の周波数は、フィルタ回路１の最も大きい極周波数に設定されているものとする。
【０２３７】
まず、制御回路４の調整モードＭ１における動作について述べる。
【０２３８】
制御回路４は、調整モードＭ１において、フィルタ回路１の回路構成の接続を切り換えて、フィルタ回路１を積分器と等価な回路（ここでは第１、第２の出力端抵抗を含む（図１５））として動作させる。
【０２３９】
具体的には、制御回路４は、第１ないし第４のスイッチ素子を切り換えて、フィルタ回路１を図１５に示すようにフィルタを構成する積分器と等価な回路として動作させる。すなわち、制御回路４は、通常モードでフィルタ回路１がフィルタとして動作する場合に使用される抵抗が、各積分器の出力に接続された抵抗と並列になるように、回路構成の接続を切り換える。
【０２４０】
その後、実施例１と同様に、位相比較器３は、積分器と等価な回路として動作したフィルタ回路１から出力された第３の信号Ｓ３が入力されると、第２の信号Ｓ２の位相と第３の信号Ｓ３の位相が同じか、ずれているかを判定する。そして、位相比較器３は、判定結果を制御回路４に出力する。
【０２４１】
そして、制御回路４は、位相がずれているとの判定結果を受けると、この判定結果に基づいて、位相回転が積分器１つあたり９０°になるように、フィルタを構成する積分器の各第１、第２の可変抵抗の抵抗値を調整する。
【０２４２】
例えば、制御回路４は、該判定結果に基づいて、第２の信号Ｓ２の位相と第３の信号Ｓ３の位相が同じになるように、各第１、第２の可変抵抗の抵抗値を調整する。
【０２４３】
このとき、制御回路４は、すべての積分器の間で、第１の容量と第１の可変抵抗との積が等しくなるように、第１の可変抵抗の抵抗値を調整する。さらに、制御回路４は、積分器の間で、第２の容量と第２の可変抵抗との積が等しくなるように、第２の可変抵抗の抵抗値を調整する。これにより、各積分器における位相回転が９０°に調整される。
【０２４４】
既述のように、最も大きい極周波数で積分器１つあたりの位相回転が９０°に調整されることにより、Ｑ値が理想の値に調整される。
【０２４５】
次に、制御回路４の通常モードＭ２における動作について説明する。
【０２４６】
実施例１と同様に、制御回路４は、第１の信号Ｓ１の積分器１つあたりの位相回転が９０°に調整された状態で、該回路構成の接続を切り換えて、フィルタとして動作するように、フィルタ回路１を制御する。
【０２４７】
すなわち、制御回路４は、第１ないし第４のスイッチ素子を切り換えて、フィルタとして動作するようにフィルタ回路１を制御する。このとき、積分器の第１、第２の可変抵抗の抵抗値は、調整モードＭ１で調整された値に維持されている。すなわち、最も大きい極周波数における積分器１つあたりの位相回転が９０°に設定されている。
【０２４８】
実施例１と同様に、通常動作モードＭ２では、第１、第２の入力端子１ａ、１ｂを介して、フィルタ回路１にフィルタリングされるべき差動信号が入力される。そして、フィルタ回路１は、第１、第２の出力端子１ｃ、１ｄを介して、フィルタリングされた差動信号を出力する。
【０２４９】
既述のように、調整モードＭ１において、フィルタ回路１のＱ値が理想の値に調整されている。したがって、フィルタ回路１は設計された所望のフィルタリングをすることができる。
【０２５０】
また、既述のように、アンプが駆動させる抵抗の数は、フィルタ回路１を積分器として動作させた場合も、フィルタ回路１をフィルタとして動作させた場合と同じである。したがって、積分器の位相とフィルタのＱ値との対応の精度が高く、Ｑ値をより正確に調整可能である。
【０２５１】
以上のように、本実施例に係るフィルタの調整回路１００は、５次のフィルタとして動作するフィルタ回路１の特性を自動的に調整することができる。
【０２５２】
なお、以上の各実施例においては、フィルタ回路が１次、２次、および５次のフィルタである場合について説明した。しかし、フィルタ回路が他の次数の場合についても、同様に図１に示すフィルタの調整回路に同様に適用可能である。
【０２５３】
また、既述の実施例においては、ｎ個の積分器を含むｎ次のフィルタ回路の一例について説明した。しかし、回路構成を切り換えて、積分器として動作させることができるフィルタ回路であれば、図１に示すフィルタの調整回路に同様に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【０２５４】
【図１】本発明の一態様である実施例１に係るフィルタの調整回路１００の要部構成を示す回路図である。
【図２】１次フィルタの利得の周波数特性（伝達関数）の一例を示す図である。
【図３】１つの積分器における位相回転の周波数特性の一例を示す図である。
【図４】図１に示すフィルタ回路１が１次のフィルタである場合の要部構成の一例を示す回路図である。
【図５】図４に示すフィルタ回路１の回路構成を切り換えて積分器として動作する場合における、フィルタ回路１の等価回路を示す回路図である。
【図６】図１に示すフィルタ回路１が２次のフィルタである場合の要部構成の一例を示す回路図である。
【図７】図６に示すフィルタ回路１の回路構成を切り換えて積分器として動作する場合における、フィルタ回路１の等価回路を示す回路図である。
【図８】図１に示すフィルタ回路１が５次のフィルタである場合の要部構成の一例を示す回路図である。
【図９】図８に示すフィルタ回路１の回路構成を切り換えて積分器として動作する場合における、フィルタ回路１の等価回路を示す回路図である。
【図１０】図１に示すフィルタ回路１が１次のフィルタである場合の要部構成の他の例を示す回路図である。
【図１１】図１０に示すフィルタ回路１の回路構成を切り換えて積分器として動作する場合における、フィルタ回路１の等価回路を示す回路図である。
【図１２】図１に示すフィルタ回路１が２次のフィルタである場合の要部構成の他の例を示す回路図である。
【図１３】図１２に示すフィルタ回路１の回路構成を切り換えて積分器として動作する場合における、フィルタ回路１の等価回路を示す回路図である。
【図１４】図１に示すフィルタ回路１が３次のフィルタである場合の要部構成の他の例を示す回路図である。
【図１５】図１４に示すフィルタ回路１の回路構成を切り換えて積分器として動作する場合における、フィルタ回路１の等価回路を示す回路図である。
【符号の説明】
【０２５５】
１  フィルタ回路
１ａ  第１の入力端子
１ｂ  第２の入力端子
１ｃ  第１の出力端子
１ｄ  第２の出力端子
１ｅ、２１ｅ、３１ｅ、４１ｅ、５１ｅ  第３の抵抗
１ｆ、２１ｆ、３１ｆ、４１ｆ、５１ｆ  第１のスイッチ素子
１ｇ、２１ｇ、３１ｇ、４１ｇ、５１ｇ  第４の抵抗
１ｈ、２１ｈ、３１ｈ、４１ｈ、５１ｈ  第２のスイッチ素子
５５ｉ  第５の抵抗
５５ｊ、２５５ｊ  第３のスイッチ素子
５５ｋ  第６の抵抗
５５ｌ、２５５ｌ  第４のスイッチ素子
２  信号生成回路
３  位相比較器
４  制御回路
５  積分器
５ａ、２５ａ、３５ａ、４５ａ、５５ａ  アンプ
５ｂ、２５ｂ、３５ｂ、４５ｂ、５５ｂ  第１の抵抗
５ｃ、２５ｃ、３５ｃ、４５ｃ、５５ｃ  第１の容量
５ｄ、２５ｄ、３５ｄ、４５ｄ、５５ｄ  第１の可変抵抗
５ｅ、２５ｅ、３５ｅ、４５ｅ、５５ｅ  第２の抵抗
５ｆ、２５ｆ、３５ｆ、４５ｆ、５５ｆ  第２の容量
５ｇ、２５ｇ、３５ｇ、４５ｇ、５５ｇ  第２の可変抵抗
１００  フィルタの調整回路
２０１ａ  第１の出力抵抗
２０１ｂ  第２の出力抵抗
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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