JPH088453B2 - Frequency modulation circuit - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、周波数変調(FM)出力の中心周波数の変
化に無関係に不要高周波成分の除去を可能にした周波数
変調回路に関する。The present invention relates to a frequency modulation circuit capable of removing an unnecessary high frequency component regardless of a change in center frequency of a frequency modulation (FM) output.
従来、マルチバイブレータ方式の周波数変調回路が知
られているが、この周波数変調回路のFM出力には、通
常、矩形波出力であるため、多くの奇数次の高周波成分
が含まれており、このような周波数変調回路を、たとえ
ば、VTRのFMオーディオ系に用いると、FM出力に含まれ
ている高次高調波がビデオ系に浸入し、忠実度を低下さ
せる原因になる。たとえば、第6図に示すように、周波
数変調器(MOD)2の出力部側に低域通過フィルタ(LP
F)4を設置することが行われ、LPF4にはπ型フィルタ
が用いられる。このようなπ型フィルタで構成すると、
ICに内蔵することが困難であり、IC化を前提としてLPF4
には、たとえば、第7図に示す二次アクティブLPFが用
いられる。Conventionally, a multi-vibrator type frequency modulation circuit is known, but since the FM output of this frequency modulation circuit is usually a rectangular wave output, it contains many odd-order high frequency components. If such a frequency modulation circuit is used, for example, in a VTR FM audio system, the high-order harmonics contained in the FM output will enter the video system and cause a decrease in fidelity. For example, as shown in FIG. 6, a low pass filter (LP) is provided on the output side of the frequency modulator (MOD) 2.
F) 4 is installed, and a π-type filter is used for LPF4. With such a π-type filter,
It is difficult to build it in an IC, and LPF4
For example, the secondary active LPF shown in FIG. 7 is used for this.
この二次アクティブLPFは、演算増幅器6の前段に抵
抗8、10、キャパシタ12を設置するとともに、演算増幅
器6の入力側と出力側との間にキャパシタ14を設置し、
ICに内蔵可能な回路として構成される。Rは抵抗値、
C、2Cは容量値を表す。In this secondary active LPF, resistors 8, 10 and a capacitor 12 are installed in the preceding stage of the operational amplifier 6, and a capacitor 14 is installed between the input side and the output side of the operational amplifier 6,
Configured as a circuit that can be built into the IC. R is the resistance value,
C and 2C represent capacitance values.
そして、MOD2では、第8図のAに示すように、基準中
心周波数f0を中心にした本来のFM出力VFMが得られると
ともに、一次および二次の高周波周波数f1、f2を中心に
した高調波成分のFM出力が得られる。Then, in MOD2, as shown in FIG. 8A, the original FM output V FM centering on the reference center frequency f 0 is obtained, and the primary and secondary high frequency frequencies f 1 and f 2 are centered. The FM output of the higher harmonic component is obtained.
また、LPF4では、第8図のBに示すように、中心周波
数f0に対応したカットオフ周波数fCを持つフィルタ特性
が設定されているので、第8図のCに実線で示すよう
に、一次および二次の高調波周波数f1、f2の各成分は、
減衰利得G1、G2により、中心周波数f0の成分に比較して
不都合を相じない程度の低レベルに抑えられる。V
FM0は、高調波成分を除去した最終的なFM出力を表す。Further, in the LPF4, as shown in B of FIG. 8, since the filter characteristic having the cutoff frequency f C corresponding to the center frequency f 0 is set, as shown by the solid line in C of FIG. The components of the first and second harmonic frequencies f 1 and f 2 are
The attenuation gains G 1 and G 2 can be suppressed to a low level that does not cause inconvenience as compared with the component of the center frequency f 0 . V
FM0 represents the final FM output with harmonic components removed.
ところで、LPF4のカットオフ周波数fCは、素子特性の
ばらつきを考慮して中心周波数f0から十分に離れた周波
数に設定することが行われている。このため、高調波成
分に対し、十分な減衰比が取り難く、しかも、カットオ
フ周波数fCが素子特性のばらつきによって変化すると、
高調波成分に対する減衰比率が変り、高調波成分を十分
に減衰させることができない。By the way, the cutoff frequency f C of the LPF 4 is set to a frequency sufficiently separated from the center frequency f 0 in consideration of variations in element characteristics. Therefore, it is difficult to obtain a sufficient attenuation ratio for the harmonic component, and moreover, if the cutoff frequency f C changes due to variations in element characteristics,
The attenuation ratio with respect to the harmonic component changes, and the harmonic component cannot be attenuated sufficiently.
また、カットオフ周波数fCを固定値とした場合には、
PAL方式、SECAM方式など、中心周波数f0が異なる方式、
或いは、左右チャネルで異なる中心周波数f0のステレオ
周波数変調では、中心周波数f0に対するカットオフ周波
数fCの最適化が崩れ、高調波成分の除去が中心周波数f0
によって不十分になるおそれがあった。たとえば、第5
図のCに示すf0′、f0″に変更すると、これに伴って高
調波周波数f1、f2もf1′、f1″、f2′、f2″となるの
で、中心周波数f0とカットオフ周波数fCとの関係が崩
れ、減衰利得G1、G2もG1′、G1″、G2′、G2″のように
変化し、減衰利得G1′では、高調波周波数f1の成分を十
分に除去できないことになる。When the cutoff frequency f C is fixed,
Systems with different center frequencies f 0 , such as PAL and SECAM,
Alternatively, in stereo frequency modulation with different center frequencies f 0 in the left and right channels, the optimization of the cutoff frequency f C with respect to the center frequency f 0 is broken, and the removal of harmonic components is eliminated by the center frequency f 0.
Could be insufficient. For example, the fifth
When the frequency is changed to f 0 ′ and f 0 ″ shown in the figure C, the harmonic frequencies f 1 and f 2 are also changed to f 1 ′, f 1 ″, f 2 ′ and f 2 ″. The relationship between f 0 and the cutoff frequency f C is broken, and the attenuation gains G 1 and G 2 also change like G 1 ′, G 1 ″, G 2 ′ and G 2 ″, and at the attenuation gain G 1 ′, This means that the component of the harmonic frequency f 1 cannot be sufficiently removed.
そこで、この発明は、中心周波数f0およびカットオフ
周波数fCに一定の相関関係を持たせ、任意の中心周波数
f0に対応して最適なカットオフ周波数fCを設定するとと
もに、中心周波数f0のいずれに無関係に不要高調波成分
の除去を可能にした周波数変調回路の実現を目的とする
ものである。Therefore, the present invention allows the center frequency f 0 and the cutoff frequency f C to have a certain correlation,
It sets the optimal cut-off frequency f C corresponds to f 0, it is an object to realize a frequency modulation circuit which enables independent removal of unwanted harmonic components in any of the center frequency f 0.
この発明の周波数変調回路は、第1図に例示するよう
に、基準となる定電流(I0)に入力信号電流(信号電流
i)を重畳してなる変調入力電流I0i(=I0+i)を発
生する入力制御部15と、 この入力制御部によって得られた前記変調入力電流を
受け、複数の出力電流として配給する電流ミラー回路
(トランジスタ158、21、41)と、この電流ミラー回路
の出力を通じて前記変調入力電流を受け、この変調入力
電流に含まれる前記定電流によって定まる中心周波数と
ともに前記入力信号電流の振幅変化に応じた周波数変化
を持つ周波数変調出力を発生する変調器(MOD20)と、
前記電流ミラー回路の他の出力を通じて前記変調入力電
流を受け、この変調入力電流に含まれる前記定電流によ
って定まる前記中心周波数とともに前記入力信号電流の
振幅変化に応じた周波数変化を持ち、前記周波数変調出
力の高調波成分を除去するカットオフ周波数が設定され
たアナログ可変フィルタ(LPF40、帯域フィルタ、高域
通過フィルタ)とを備えて、前記周波数変調出力と前記
カットオフ周波数を比例的に変化させるようにしたこと
を特徴とする。As illustrated in FIG. 1, the frequency modulation circuit of the present invention is a modulation input current I 0i (= I 0 + i) obtained by superimposing an input signal current (signal current i) on a reference constant current (I 0 ). ), A current mirror circuit (transistors 158, 21, 41) that receives the modulated input current obtained by the input control unit and distributes it as a plurality of output currents, and a current mirror circuit of this current mirror circuit. A modulator (MOD20) that receives the modulation input current through an output and generates a frequency modulation output having a center frequency determined by the constant current contained in the modulation input current and a frequency change corresponding to an amplitude change of the input signal current. ,
The modulation input current is received through another output of the current mirror circuit, and the frequency modulation has a center frequency determined by the constant current included in the modulation input current and a frequency change according to an amplitude change of the input signal current. An analog variable filter (LPF40, bandpass filter, high-pass filter) with a cutoff frequency that removes harmonic components of the output is provided to change the frequency modulation output and the cutoff frequency proportionally. It is characterized by having done.
入力制御部15は、基準電流(定電流I0)に、入力信号
Viを電流変換して得られた信号電流iを重畳させ、基準
電流(定電流I0)と信号電流iとからなる変調入力電流
Ioiを発生する。The input control unit 15 receives the input signal at the reference current (constant current I 0 ).
Modulated input current composed of a reference current (constant current I 0 ) and a signal current i by superimposing a signal current i obtained by converting V i into a current.
Generate I oi .
変調器(MOD20)は、得れた変調入力電流Ioiの中の基
準電流(定電流I0)に対応した中心周波数f0と、信号電
流iの振幅変化に応じた周波数変化とからなる周波数変
調出力VFMを発生し、フィルタ(LPF40)は、変調入力電
流Ioiでカットオフ周波数fCが制御され、変調入力電流I
oiによって設定されるカットオフ周波数fCにより、周波
数変調出力VFMから不要な周波数成分を除去する。The modulator (MOD20) has a frequency composed of a center frequency f 0 corresponding to the reference current (constant current I 0 ) in the obtained modulation input current I oi and a frequency change corresponding to the amplitude change of the signal current i. The modulation output V FM is generated, and the filter (LPF40) controls the cutoff frequency f C by the modulation input current I oi ,
The cutoff frequency f C set by oi removes unnecessary frequency components from the frequency modulation output V FM .
したがって、変調器(MOD20)の中心周波数f0とフィ
ルタ(LPF40)のカットオフ周波数fCとは変調入力電流I
oiを媒介として一定の相関関係を持ち、中心周波数f0の
変化に対応したカットオフ周波数fCが最適化され、中心
周波数f0の変動に無関係に不要高調波成分の除去が行わ
れる。Therefore, the center frequency f 0 of the modulator (MOD20) and the cutoff frequency f C of the filter (LPF40) are the modulation input current I
The cut-off frequency f C corresponding to the change of the center frequency f 0 is optimized with a certain correlation through oi , and the unnecessary harmonic components are removed regardless of the change of the center frequency f 0 .
第1図は、この発明の周波数変調回路の実施例を示
す。FIG. 1 shows an embodiment of the frequency modulation circuit of the present invention.
入力制御部15は、基準入力端子151および信号入力端
子152を備え、基準入力端子151には基準電流としての定
電流I0、信号入力端子152には信号源16から音声信号な
どの入力信号Viが加えられる。定電流I0は抵抗153を通
して流れ、入力信号Viはキャパシタ154および抵抗155を
通して信号電流iに変換され、定電流I0に信号電流i
が、演算増幅器156およびトランジスタ157で構成された
全帰還増幅器を通して重畳され、変調入力電流Ioi(=I
0+i)が得られる。この場合、演算増幅器156およびト
ラジスタ157は、定電流I0と信号電流iとを加算して変
調入力電流Ioiを得るための換算手段を構成している。The input control unit 15 includes a reference input terminal 151 and a signal input terminal 152. The reference input terminal 151 has a constant current I 0 as a reference current, and the signal input terminal 152 has an input signal V from the signal source 16 such as an audio signal. i is added. The constant current I 0 flows through the resistor 153, the input signal V i is converted into the signal current i through the capacitor 154 and the resistor 155, and the constant current I 0 is converted to the signal current i 0.
Is superposed through the total feedback amplifier composed of the operational amplifier 156 and the transistor 157, and the modulated input current I oi (= I
0 + i) is obtained. In this case, the operational amplifier 156 and the transistor 157 constitute a conversion means for adding the constant current I 0 and the signal current i to obtain the modulation input current I oi .
このようにして得られた変調入力電流Ioiは、周波数
変調器(MOD)20および低域通過フィルタ(LPF)40に対
し、ベース・コレクタを共通化したトランジス158と電
流ミラー回路を成すトランジスタ21、41を通して流れ、
MOD20には変調入力、LPF40にはカットオフ周波数fCの制
御入力となっている。The modulation input current I oi thus obtained is used for the frequency modulator (MOD) 20 and the low-pass filter (LPF) 40, and the transistor 21 forming a current mirror circuit with a transistor 158 having a common base and collector. , Through 41,
The MOD20 is the modulation input, and the LPF40 is the control input for the cutoff frequency f C.
MOD20は、制御入力としてたとえば、電流によって制
御される制御発振器を以て構成されており、変調入力電
流Ioiが加えられると、定電流I0に対応した中心周波数f
0とともに、信号電流iに対応した周波数変移を持つFM
出力VFMが得られる。このMOD20に付加されたキャパシタ
22には、中心周波数f0を得るために必要な容量が設定さ
れている。The MOD 20 is constituted by, for example, a controlled oscillator controlled by a current as a control input, and when the modulation input current I oi is applied, the center frequency f corresponding to the constant current I 0 is
FM with 0 and frequency shift corresponding to signal current i
The output V FM is obtained. Capacitor added to this MOD20
In 22 is set a capacity necessary to obtain the center frequency f 0 .
そして、LPF40は、アクティブ低域通過フィルタなど
で構成されて、MOD20のFM出力VFM中に含まれる高周波周
波数f1、f2の成分を除去するために制御可能なカットオ
フ特性が設定され、制御入力として変調入力電流Ioiに
応じてカットオフ周波数fCが設定される。The LPF 40 is composed of an active low-pass filter and the like, and has a controllable cutoff characteristic for removing the components of the high frequency frequencies f 1 and f 2 included in the FM output V FM of the MOD 20. The cutoff frequency f C is set as a control input according to the modulation input current I oi .
この周波数変調回路において、変調入力電流Ioi中の
定電流I0がI0′またはI0″に変化すると、MOD20のFM出
力VFMが変化し、たとえば、第2図のAに示すように、
中心周波数f0がf0′またはf0″に、また、一定の比例関
係を以て高調波周波数f1がf1′またはf1″、高調波周波
数f2がf2′またはf2″に変化する。In this frequency modulation circuit, when the constant current I 0 in the modulation input current I oi changes to I 0 ′ or I 0 ″, the FM output V FM of the MOD 20 changes, for example, as shown in A of FIG. ,
The center frequency f 0 changes to f 0 ′ or f 0 ″, and the harmonic frequency f 1 changes to f 1 ′ or f 1 ″ and the harmonic frequency f 2 changes to f 2 ′ or f 2 ″ in a fixed proportional relationship. To do.
また、LPF40には変調入力電流Ioiが特性制御入力とし
て加えられているので、変調入力電流IoiがIoi′または
Ioi″に変化すると、その変化に応じたカットオフ特性
が得られ、第2図のBに示すように、カットオフ周波数
fCがfC′またはfC″に変化する。このため、LPF40に
は、中心周波数f0の変動に対応したカットオフ周波数fC
が設定されることになり、高調波周波数f1、f2に対応し
て一定の減衰利得G1、G2が設定される。したがって、第
2図のCに示すように、カットオフ周波数fCによる高調
波周波数f1、f2の減衰利得G1、G2と同様に、変動した高
調波周波数f1′、f1″、f2′、f2″に減衰利得G1′、
G1″、G2′、G2″が設定され、高調波周波数f1、f2、
f1′、f1″、f2′、f2″の成分が同一レベルで確実に除
去されたFM出力VFM0が出力端子50から取り出されるので
ある。Further, since the modulation input current I oi is added to the LPF 40 as a characteristic control input, the modulation input current I oi is I oi ′ or
When it changes to I oi ″, a cutoff characteristic corresponding to the change is obtained, and as shown in B of FIG.
f C changes to f C ′ or f C ″. Therefore, the LPF 40 has a cutoff frequency f C corresponding to the fluctuation of the center frequency f 0.
Is set, and constant attenuation gains G 1 and G 2 are set corresponding to the harmonic frequencies f 1 and f 2 . Therefore, as shown in C of FIG. 2 , as with the attenuation gains G 1 and G 2 of the harmonic frequencies f 1 and f 2 due to the cutoff frequency f C , the changed harmonic frequencies f 1 ′ and f 1 ″ , F 2 ′, f 2 ″ have damping gain G 1 ′,
G 1 ″, G 2 ′, G 2 ″ are set, and harmonic frequencies f 1 , f 2 ,
The FM output V FM0 from which the components of f 1 ′, f 1 ″, f 2 ′ and f 2 ″ have been reliably removed at the same level is taken out from the output terminal 50.
次に、第3図は、この発明の周波数変調回路の具体的
な回路構成例を示す。Next, FIG. 3 shows a specific circuit configuration example of the frequency modulation circuit of the present invention.
入力制御部15が発生した変調入力電流Ioiは、トラン
ジスタ158を通じてMOD20に加えられ、トランジスタ158
と電流ミラー回路を構成するトランジスタ211を通して
トランジスタ201、202のエミッタ側から引かれる。トラ
ンジスタ201、203とトランジスタ202、204のベース間は
共通に接続されているので、トランジスタ201、202に
は、トランジスタ211に引き込まれるエミッタ電流に応
じたベース電流が流れる。トランジスタ203、204、抵抗
205、206および定電流源207は差動増幅器を構成し、ト
ランジスタ201、203またはトランジスタ202、204に付加
されたトランジスタ208、209は帰還回路を構成してお
り、トランジスタ208、209のエミッタ間に中心周波数f0
を設定するキャパシタ22が設置されている。The modulation input current I oi generated by the input controller 15 is applied to the MOD 20 through the transistor 158 and the transistor 158
Is drawn from the emitter side of the transistors 201 and 202 through the transistor 211 forming the current mirror circuit. Since the bases of the transistors 201 and 203 and the transistors 202 and 204 are commonly connected, a base current corresponding to the emitter current drawn by the transistor 211 flows through the transistors 201 and 202. Transistors 203, 204, resistors
205 and 206 and the constant current source 207 form a differential amplifier, and the transistors 201 and 203 or the transistors 208 and 209 added to the transistors 202 and 204 form a feedback circuit, and between the emitters of the transistors 208 and 209. Center frequency f 0
A capacitor 22 for setting is set.
また、抵抗213、214は分圧回路を成し、抵抗213側で
基準電圧ΔVが形成される。この基準電圧ΔVは電圧補
正回路を成すトランジスタ215のベースに加えられ、ト
ランジスタ215のエミッタ側から、トランジスタ158と電
流ミラー回路を成すトランジスタ212によって変調入力
電流Ioiが引かれる。このため、トランジスタ215のエミ
ッタ側には、変調入力電流Ioiによって補正された基準
電圧ΔVが得られる。この基準電圧ΔVとともに、キャ
パシタ22の両端子側出力は、比較器216、217に加えられ
て比較される。その比較出力は、SR−フリップフロップ
回路(SR−FF)218のセット入力S、リセット入力Rに
加えられ、そのセット入力S、リセット入力Rによって
得られた非反転出力Q、反転出力が得られる。非反転
出力Qおよび反転出力は、トランジスタ203、204のベ
ース側に帰還されるとともに、出力バッファ増幅器のト
ランジスタ219、220のベースに加えられる。トランジス
タ219、220には、定電流源221によって動作電流が流
れ、トランジスタ219、220のコレクタ側に設置されたダ
イオード222および抵抗223を通して第4図に示すFM出力
VFMが得られる。The resistors 213 and 214 form a voltage dividing circuit, and the reference voltage ΔV is formed on the resistor 213 side. This reference voltage ΔV is applied to the base of the transistor 215 forming the voltage correction circuit, and the modulation input current I oi is drawn from the emitter side of the transistor 215 by the transistor 158 and the transistor 212 forming the current mirror circuit. Therefore, the reference voltage ΔV corrected by the modulation input current I oi is obtained on the emitter side of the transistor 215. The outputs of both terminals of the capacitor 22 together with the reference voltage ΔV are applied to the comparators 216 and 217 for comparison. The comparison output is added to the set input S and the reset input R of the SR-flip-flop circuit (SR-FF) 218, and the non-inverted output Q and the inverted output obtained by the set input S and the reset input R are obtained. . The non-inverted output Q and the inverted output are fed back to the base sides of the transistors 203 and 204 and are added to the bases of the transistors 219 and 220 of the output buffer amplifier. An operating current flows through the transistors 219 and 220 by the constant current source 221, and the FM output shown in FIG. 4 is passed through the diode 222 and the resistor 223 installed on the collector side of the transistors 219 and 220.
V FM is obtained.
ここで、キャパシタ22の容量をC0とすると、定電流
I0、基準電圧ΔVによって、中心周波数f0は、 となり、基準電流としての定電流I0と正比例関係を持っ
ている。ただし、TはFM出力VFMの周期、ΔVは振幅電
圧、2ΔVはピーク値間電圧である。Here, if the capacitance of the capacitor 22 is C 0 , the constant current is
With I 0 and the reference voltage ΔV, the center frequency f 0 is And has a direct proportional relationship with the constant current I 0 as the reference current. However, T is the period of the FM output V FM , ΔV is the amplitude voltage, and 2ΔV is the peak-to-peak voltage.
次に、LPF40は、二つの可変抵抗回路42、44およびキ
ャパシタ46、48を以て構成され、FM出力VFMは、前段の
可変抵抗回路42におけるトランジスタ421のベースに加
えられる。トランジスタ421には、エミッタ側に設置さ
れた定電流源422によって定電流が引かれているので、F
M出力VFMに応じた電流がエミッタから取り出される。ト
ランジスタ423、424、抵抗425、426および定電流源247
は差動増幅器を構成し、負荷として電流ミラー回路を成
すトランジスタ428、429、ダイオード430および抵抗431
が設置されている。トランジスタ424のベース側には、
帰還入力のため、トランジスタ421および定電流源422に
対応してトランジスタ432および定電流源433が設置され
ている。トランジスタ423、424のコレクタ出力は、次段
に設置されたトランジスタ434、435のベースに加えられ
ている。トランジスタ434、435のコレクタ側には負荷と
して電流ミラー回路を成すトランジスタ436、437が設置
されて、差動増幅器が構成されている。各トランジスタ
434、435のエミッタには、トランジスタ158と電流ミラ
ー回路を成すトランジスタ411が設置され、その動作電
流が変調入力電流Ioiで設定されている。Next, the LPF 40 is constituted by two variable resistance circuits 42 and 44 and capacitors 46 and 48, and the FM output V FM is added to the base of the transistor 421 in the previous variable resistance circuit 42. In the transistor 421, a constant current is drawn by the constant current source 422 installed on the emitter side.
A current corresponding to the M output V FM is extracted from the emitter. Transistors 423, 424, resistors 425, 426 and constant current source 247
Are transistors 428 and 429, a diode 430 and a resistor 431 that form a differential amplifier and form a current mirror circuit as a load.
Is installed. On the base side of the transistor 424,
For feedback input, a transistor 432 and a constant current source 433 are installed corresponding to the transistor 421 and the constant current source 422. The collector outputs of the transistors 423 and 424 are added to the bases of the transistors 434 and 435 installed in the next stage. Transistors 436 and 437 forming a current mirror circuit are installed as loads on the collector side of the transistors 434 and 435 to form a differential amplifier. Each transistor
The emitters of 434 and 435 are provided with a transistor 411 that forms a current mirror circuit with the transistor 158, and its operating current is set by the modulation input current I oi .
前段側の可変抵抗回路42の出力は、トランジスタ435
のコレクタ側から取り出され、トランジスタ432のベー
スに帰還されているとともに、後段側の可変抵抗回路44
におけるトランジスタ441のベースに加えられる。トラ
ンジスタ441には、エミッタ側に設置された定電流源422
によって定電流が引かれているので、前段側の可変抵抗
出力に応じた電流がエミッタ側から取り出される。トラ
ンジスタ443、444、抵抗445、446および定電流源447は
差動増幅器を構成し、負荷として電流ミラー回路を成す
トランジスタ448、449、ダイオード450および抵抗451が
設置されている。トランジスタ444のベース側には、帰
還入力のため、トランジスタ441および定電流源442に対
応してトランジスタ452および定電流源453が設置されて
いる。トランジスタ443、444のコレクタ出力は、次段に
設置されたトランジスタ454、455のベースに加えられて
いる。トランジスタ454、455のコレクタ側には負荷とし
て電流ミラー回路を成すトランジスタ456、457が設置さ
れて、差動増幅器が構成されている。各トランジスタ45
4、455のエミッタ側には、トランジスタ158と電流ミラ
ー回路を成すトランジスタ412が設置され、その動作電
流が変調入力電流Ioiで設定されている。The output of the variable resistance circuit 42 on the front side is the transistor 435.
Is taken out from the collector side of and is fed back to the base of the transistor 432, and at the same time, the variable resistance circuit 44 on the subsequent stage side.
Is added to the base of transistor 441 at. The transistor 441 includes a constant current source 422 installed on the emitter side.
Since a constant current is drawn by, the current corresponding to the variable resistance output on the preceding stage side is taken out from the emitter side. Transistors 443, 444, resistors 445, 446 and constant current source 447 constitute a differential amplifier, and transistors 448, 449 forming a current mirror circuit as a load, diode 450 and resistor 451 are installed. For feedback input, a transistor 452 and a constant current source 453 are installed on the base side of the transistor 444 corresponding to the transistor 441 and the constant current source 442. The collector outputs of the transistors 443 and 444 are added to the bases of the transistors 454 and 455 installed in the next stage. Transistors 456 and 457 forming a current mirror circuit are installed as loads on the collector side of the transistors 454 and 455 to form a differential amplifier. Each transistor 45
Transistors 412 that form a current mirror circuit with the transistor 158 are installed on the emitter side of 4, 455, and the operating current thereof is set by the modulation input current I oi .
そして、後段側の可変抵抗回路44の出力がトランジス
タ455のコレクタ側から取り出され、トランジスタ452の
ベースに帰還されているとともに、トランジスタ461、4
62のベースに加えられている。トランジスタ461、462お
よび定電流源463、464は出力バッファ回路として設置さ
れ、トランジスタ461のエミッタおよびトランジスタ441
のベース間にはキャパシタ46、トランジスタ461のベー
ス・接地間にはキャパシタ48が接続されている。各トラ
ンジスタ461、462は、エミッタ側に設置された定電流源
463、464によって動作電流が流れる。なお、抵抗159、2
24、225、458、459は、電流ミラー回路を構成する各ト
ランジスタ158、211、212、411、412について特性を補
償するために挿入されたものである。Then, the output of the variable resistance circuit 44 on the latter stage side is taken out from the collector side of the transistor 455 and fed back to the base of the transistor 452, and at the same time, the transistors 461, 4
Added to the base of 62. The transistors 461 and 462 and the constant current sources 463 and 464 are installed as an output buffer circuit, and the emitter of the transistor 461 and the transistor 441.
A capacitor 46 is connected between the bases of the two, and a capacitor 48 is connected between the base of the transistor 461 and the ground. Each transistor 461, 462 is a constant current source installed on the emitter side.
Operating current flows by 463 and 464. The resistors 159, 2
24, 225, 458 and 459 are inserted in order to compensate the characteristics of the transistors 158, 211, 212, 411 and 412 which form the current mirror circuit.
このようにLPF40では、二つの可変抵抗回路42、44お
よびキャパシタ46、48を以て構成されており、可変抵抗
回路42、44がトラジスタ411、412を通して引き込まれる
変調入力電流Ioiによって制御されるので、固定素子で
構成されたキャパシタ46、48に対して変調入力電流Ioi
に応じた抵抗値が等価的に得られる。As described above, the LPF 40 is configured by the two variable resistance circuits 42 and 44 and the capacitors 46 and 48, and since the variable resistance circuits 42 and 44 are controlled by the modulation input current I oi drawn through the transistors 411 and 412, The modulation input current I oi is applied to the capacitors 46 and 48 composed of fixed elements.
A resistance value corresponding to is obtained equivalently.
第5図は、このLPF40の等価回路を示す。この等価回
路は、バッファ回路401、402、403、抵抗404、405およ
びキャパシタ46、48から成り、端子43の入力電圧をV1、
バッファ回路402の入力電圧をV2、バッファ回路403を通
して端子50から得られる出力電圧をV0、各抵抗404、405
の抵抗値をR、キャパシタ46、48の容量をC1、C2とする
と、 が成立し、式(2)から、 V1−V2=SC2R(V2−V0) ……(4) となり、式(4)からV1は、 V1=(1+SC2R)V2−SC2RV0 ……(5) となる。また、式(3)から、 V2−V0=SC1RV0 ……(6) となり、式(6)からV2は、 V2=(1+SC1R)V0 ……(7) となる。FIG. 5 shows an equivalent circuit of this LPF40. This equivalent circuit is composed of buffer circuits 401, 402, 403, resistors 404, 405 and capacitors 46, 48, and the input voltage of terminal 43 is V 1 ,
The input voltage of the buffer circuit 402 is V 2 , the output voltage obtained from the terminal 50 through the buffer circuit 403 is V 0 , each resistor 404, 405
If the resistance value of R is R and the capacitances of capacitors 46 and 48 are C 1 and C 2 , There satisfied, the equation (2), V 1 -V 2 = SC 2 R (V 2 -V 0) ...... (4) , and the equation (4) V 1 from, V 1 = (1 + SC 2 R) V 2 −SC 2 RV 0 (5) Further, from the formula (3), V 2 −V 0 = SC 1 RV 0 …… (6), and from the formula (6), V 2 becomes V 2 = (1 + SC 1 R) V 0 …… (7) Become.
ゆえに、式(5)および(7)からV1は、 V1=(1+SC2R)(1+SC1R)V0−SC2RV0 =(1+SC1R+S2C1C2R2)V0 ……(8) となり、式(8)から、 となり、式(9)からカットオフ角周波数ω0および係
数Qは、 となるバターワースフィルタとなり、C2=2C1≡Cとす
ると、式(10)からカットオフ周波数fCおよび係数Q
は、 となる。Therefore, from the equations (5) and (7), V 1 is V 1 = (1 + SC 2 R) (1 + SC 1 R) V 0 −SC 2 RV 0 = (1 + SC 1 R + S 2 C 1 C 2 R 2 ) V 0 ... (8), and from equation (8), From equation (9), the cutoff angular frequency ω 0 and the coefficient Q are Assuming that the Butterworth filter is C 2 = 2C 1 ≡C, the cutoff frequency f C and the coefficient Q can be calculated from the equation (10).
Is Becomes
ところで、各抵抗425、426の加算抵抗値および抵抗44
5、446の加算抵抗値をRE、定電流源427、447による定電
流をI1とすると、抵抗値Rは、 となり、これを式(12)に代入すると、カットオフ周波
数fCは、 となり、中心周波数f0と同様に、カットオフ周波数fCも
定電流I0と正比例関係になることが判る。By the way, the added resistance value of the resistors 425 and 426 and the resistor 44
Assuming that the added resistance value of 5 and 446 is R E and the constant current from the constant current sources 427 and 447 is I 1 , the resistance value R is Substituting this into equation (12), the cutoff frequency f C becomes It can be seen that, like the center frequency f 0 , the cutoff frequency f C also has a direct proportional relationship with the constant current I 0 .
このようにMOD20の中心周波数f0に対しLPF40のカット
オフ周波数fCが定電流I0を媒介として一定の関係を持
ち、第2図に示したように、定電流I0が変化した場合、
中心周波数f0およびカットオフ周波数fCを相対的に変化
させ、中心周波数f0の変化に無関係に高調波成分が一定
のレベルで高精度に取り除かれたFM出力VFM0を出力端子
50から取り出すことができる。Thus has a constant relationship with respect to the center frequency f 0 of MOD20 as mediating the cut-off frequency f C is a constant current I 0 of the LPF 40, as shown in FIG. 2, when the constant current I 0 changes,
The center frequency f 0 and the cutoff frequency f C was relatively changed, the output terminal of the FM output V FM0 unrelated harmonic component to a change in the center frequency f 0 is removed with high accuracy at a constant level
You can take out from 50.
なお、LPF40は、二次アクティブ低域通過フィルタを
用いた場合について説明したが、取り除く高調波成分に
応じたフィルタを以て構成することができる。Although the LPF 40 has been described using the second-order active low-pass filter, the LPF 40 can be configured with a filter corresponding to the harmonic component to be removed.
また、実施例ではフィルタとしてLPF40を用いた場合
について説明したが、この発明は、必要によって帯域フ
ィルタや高域フィルタを用いる場合についても適用でき
る。Further, although the case where the LPF 40 is used as a filter has been described in the embodiment, the present invention can be applied to a case where a bandpass filter or a high-pass filter is used as necessary.
以上説明したように、この発明によれば、変調器の中
心周波数および低域通過フィルタのカットオフ周波数に
一定の相関関係ができるので、任意の中心周波数に対応
した最適なカットオフ周波数が得られるとともに、中心
周波数に対し、最適なカットオフ周波数を設定して、十
分な減衰比率が設定でき、素子特性のばらつきなどによ
って中心周波数が変動して確実に同一レベルで高調波成
分を除去でき、しかも、中心周波数とカットオフ周波数
との関係を利用して周波数調整を行うこともでき、たと
えば、ステレオ周波数変調、PAL方式、SECAM方式など、
中心周波数が異なる方式に対応した周波数出力の取出し
も行うことができる。As described above, according to the present invention, since the center frequency of the modulator and the cutoff frequency of the low-pass filter can have a certain correlation, an optimum cutoff frequency corresponding to any center frequency can be obtained. At the same time, an optimum cutoff frequency can be set for the center frequency, a sufficient attenuation ratio can be set, the center frequency fluctuates due to variations in element characteristics, etc., and harmonic components can be reliably removed at the same level. , It is also possible to adjust the frequency by using the relationship between the center frequency and the cutoff frequency. For example, stereo frequency modulation, PAL system, SECAM system, etc.
It is also possible to extract the frequency output corresponding to the system having different center frequencies.
第1図はこの発明の周波数変調回路の実施例を示すブロ
ック図、第2図は第1図に示した周波数変調回路の動作
特性を示す図、第3図は第1図に示した周波数変調回路
の具体的な回路構成例を示す回路図、第4図は第3図に
示した周波数変調回路における変調器のFM出力を示す
図、第5図は第3図に示した周波数変調回路における低
域通過フィルタの等価回路を示す回路図、第6図は従来
の周波数変調回路を示すブロック図、第7図は従来の周
波数変調回路に用いられるアクティブ低域フィルタを示
す回路図、第8図は第6図に示した周波数変調回路の動
作特性を示す図である。 15……入力制御部 20……周波数変調器(変調器) 21、41、158……トランジスタ(電流ミラー回路) 40……低域通過フィルタ(フィルタ) Vi……入力信号 Ioi……変調入力電流(I0+i) VFM、VFM0……周波数変調出力FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a frequency modulation circuit of the present invention, FIG. 2 is a diagram showing operating characteristics of the frequency modulation circuit shown in FIG. 1, and FIG. 3 is a frequency modulation shown in FIG. FIG. 4 is a circuit diagram showing a concrete circuit configuration example of the circuit, FIG. 4 is a diagram showing an FM output of a modulator in the frequency modulation circuit shown in FIG. 3, and FIG. 5 is a diagram showing the frequency modulation circuit shown in FIG. FIG. 6 is a circuit diagram showing an equivalent circuit of a low-pass filter, FIG. 6 is a block diagram showing a conventional frequency modulation circuit, FIG. 7 is a circuit diagram showing an active low-pass filter used in a conventional frequency modulation circuit, and FIG. FIG. 7 is a diagram showing operating characteristics of the frequency modulation circuit shown in FIG. 6. 15 …… Input controller 20 …… Frequency modulator (modulator) 21, 41,158 …… Transistor (current mirror circuit) 40 …… Low pass filter (filter) V i …… Input signal I oi …… Modulation Input current (I 0 + i) V FM , V FM0 …… Frequency modulation output
Claims (1)
てな変調入力電流を発生する入力制御部と、 この入力制御部によって得られた前記変調入力電流を受
け、複数の出力電流として配給する電流ミラー回路と、 この電流ミラー回路の出力を通じて前記変調入力電流を
受け、この変調入力電流に含まれる前記定電流によって
定まる中心周波数とともに前記入力信号電流の振幅変化
に応じた周波数変化を持つ周波数変調出力を発生する変
調器と、 前記電流ミラー回路の他の出力を通じて前記変調入力電
流を受け、この変調入力電流に含まれる前記定電流によ
って定まる前記中心周波数とともに前記入力信号電流の
振幅変化に応じた周波数変化を持ち、前記周波数変調出
力の高周波成分を除去するカットオフ周波数が設定され
たアナログ可変フィルタと、 を備えて、前記周波数変調出力と前記カットオフ周波数
を比較的に変化させるようにしたことを特徴とする周波
数変調回路。1. An input control unit for generating a modulation input current by superimposing an input signal current on a reference constant current, and a modulation input current obtained by the input control unit, and receiving a plurality of output currents. A current mirror circuit to be distributed, and receives the modulation input current through the output of the current mirror circuit, and has a center frequency determined by the constant current included in the modulation input current and a frequency change corresponding to an amplitude change of the input signal current. A modulator that generates a frequency modulation output, receives the modulation input current through another output of the current mirror circuit, and changes the amplitude of the input signal current together with the center frequency determined by the constant current included in the modulation input current. An analog variable filter having a cutoff frequency for removing high frequency components of the frequency modulation output having a frequency change according to It comprises a filter, a frequency modulation circuit which is characterized in that so as to vary the cut-off frequency and the frequency modulation output relatively.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP63078902A JPH088453B2 (en) | 1988-03-31 | 1988-03-31 | Frequency modulation circuit |
Applications Claiming Priority (1)
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| JPH01252010A JPH01252010A (en) | 1989-10-06 |
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Families Citing this family (1)
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Family Cites Families (2)
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1988
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| JPH01252010A (en) | 1989-10-06 |
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