発振を利用したアナログフィルタの テスト 調整 群馬大学工学部電気電子工学科高橋洋介林海軍小林春夫小室貴紀高井伸和
発表内容. 研究背景と目的. 提案回路 3. 題材に利用したアクティブフィルタ 4. 提案する発振によるテスト方法 AG( 自動利得制御 ) バンドパス出力の帰還による発振 3ローパス出力の帰還による発振 4ハイパス出力の帰還による発振. 結果 6. まとめ
発表内容. 研究背景と目的. 提案回路 3. 題材に利用したアクティブフィルタ 4. 提案する発振によるテスト方法 AG( 自動利得制御 ) バンドパス出力の帰還による発振 3ローパス出力の帰還による発振 4ハイパス出力の帰還による発振. 結果 6. まとめ 3
4 研究背景と目的 Soのアナログ回路部のテスト容易化技術の確立連続時間アナログフィルタを題材
研究背景と目的 連続時間フィルタは携帯電話の送受信器で重要なコンポーネント 製造上のばらつきがある フィルタを簡単にテストするテストのための回路を簡単な構成で行う発振を利用する 周波数カウンタによってデジタル的計測
発表内容. 研究背景と目的. 提案回路 3. 題材に利用したアクティブフィルタ 4. 提案する発振によるテスト方法 AG( 自動利得制御 ) バンドパス出力の帰還による発振 3ローパス出力の帰還による発振 4ハイパス出力の帰還による発振. 結果 6. まとめ 6
7 提案回路 通常のフィルタの動作 テストモードでの動作
発表内容. 研究背景と目的. 提案回路 3. 題材に利用したアクティブフィルタ 4. 提案する発振によるテスト方法 AG( 自動利得制御 ) バンドパス出力の帰還による発振 3ローパス出力の帰還による発振 4ハイパス出力の帰還による発振. 結果 6. まとめ 8
状態変数型アクティブフィルタ バンドパス出力を使用 HP P LP 素子値偏差が小さい出力が 3 つ得られる素子感度が小さいオペアンプを 3 つ使用する 9
0 バンドパスフィルタの伝達関数 S S S A s H 6 7 4 3 6 7 4 3 A 中心周波数 79Hz 値 4.33 ゲイン A 4.33 Opamp は ua74
問題設定 状態変数型バンドパスフィルタを使用する複数の発振周波数モードを設ける PF の ω A の値を推定する方法を確立する
発表内容. 研究背景と目的. 提案回路 3. 題材に利用したアクティブフィルタ 4. 提案する発振によるテスト方法 AG( 自動利得制御 ) バンドパス出力の帰還による発振 3ローパス出力の帰還による発振 4ハイパス出力の帰還による発振. 結果 6. まとめ
3 バンドパスフィルタの帰還による発振
4 バンドパス帰還における発振波形 4 sin 4 (0) A osc t e A P A t P t A P
発振波形解析 A > オペアンプ電源電圧 4 sin 4 (0) A osc t e A P A t P t A
AG(Automatic Gain ontrol) AG(Automatic Gain ontrol) を用いて発振振幅を制御 AG の中で使用される V(Voltage ontrol esistor) S rds D G -Vgsによって抵抗値が変化 6
AG( 自動利得制御 ) を用いた発振回路 バンドパス帰還発振回路 整流回路 基準電圧発生回路 V 7
8 VP AG を用いた発振回路の過渡解析結果 ±V オペアンプの電源電圧は ±V 発振周波数 ωosc はフィルタの中心周波数 ω で発振
発表内容. 研究背景と目的. 提案回路 3. 題材に利用したアクティブフィルタ 4. 提案する発振によるテスト方法 AG( 自動利得制御 ) バンドパス出力の帰還による発振 3ローパス出力の帰還による発振 4ハイパス出力の帰還による発振. 結果 6. まとめ 9
0 バンドパスフィルタの帰還による発振
VP バンドパス帰還での過渡解析結果 オペアンプの電源電圧で飽和
フィルタ特性の計測 フィルタのパラメタ 周波数 ω 値 利得 A 各パラメタを変化させたときの発振周波数の変化を計測 A 固定 パラメタ ω 可変 ω 固定 パラメタ A 可変 ω 固定 A 電源電圧 パラメタ 可変
A 固定 パラメタ ω 可変発振周波数 ωosc の変化 ω 大 大 ωosc 大 ωosc Gunma 小 University KOA Lab. 3
ω 固定 パラメタ A 可変発振周波数 ωosc の変化 A 大 大 ωosc 小 ωosc Gunma 大 University KOA Lab. 4
ω 固定 A 電源電圧 パラメタ 可変発振周波数 ωosc の変化 大 ωosc 大 ωosc 電源電圧に依存しない
発表内容. 研究背景と目的. 提案回路 3. 題材に利用したアクティブフィルタ 4. 提案する発振によるテスト方法 AG( 自動利得制御 ) バンドパス出力の帰還による発振 3ローパス出力の帰還による発振 4ハイパス出力の帰還による発振. 結果 6. まとめ 6
7 0 ) ( LP S S A s H 4 3 6 7 4 3 A LP LPF の伝達関数ローパス出力から帰還させて発振させる方法 LP
8 =0 帰還させたときの伝達関数 ) ( L L S S A s H L L L L 4 3 6 7 4 3 A L L L =0 つまり
9 0 とする方法 ' 4 3 6 7 S L (S はスイッチの抵抗 ) S オープン S 提案する
30 ローパス帰還による発振波形 L 3 4 ωl 小 ωl 大 Vp-p オペアンプ電源電圧
ωl 可変のとき発振周波数 ωosc3 の変化 ωl<ω ωl>ω ωosc3 電源電圧依存しない ωl 大 ωosc3 大 ωosc3 電源電圧依存 ωosc3 飽和 3
発表内容. 研究背景と目的. 提案回路 3. 題材に利用したアクティブフィルタ 4. 提案する発振によるテスト方法 AG( 自動利得制御 ) バンドパス出力の帰還による発振 3ローパス出力の帰還による発振 4ハイパス出力の帰還による発振. 結果 6. まとめ 3
33 HPF の伝達関数ハイパス出力から帰還させて発振させる方法 ) ( HP S S S A s H 4 3 6 7 4 3 A HP HP
34 =0 帰還させたときの伝達関数 H H H H H S S S A osc H 4 3 6 7 4 3 A H H H =0 つまり
3 0 とする方法 (S はスイッチの抵抗 ) ' 4 3 6 7 S H S オープン S 提案する
36 ハイパス帰還による発振波形 H 34 ωh 小 ωh 大 Vp-p オペアンプ電源電圧
ωh 可変のときの発振周波数 ωosc4 の変化 ωh<ω ωh>ω ωosc4 電源電圧依存しない ωh 大 ωosc4 大 ωosc4 電源電圧依存 ωosc4 飽和 37
発表内容. 研究背景と目的. 提案回路 3. 題材に利用したアクティブフィルタ 4. 提案する発振によるテスト方法 AG( 自動利得制御 ) バンドパス出力の帰還による発振 3ローパス出力の帰還による発振 4ハイパス出力の帰還による発振. 結果 6. まとめ 38
AG バンドパス帰還 結論 ωosc が ω で発振 ωosc が ω,, ゲイン A の関数 Opamp の電源電圧に依存しない ローパス帰還 ハイパス帰還 ωl ωh がω 付近のとき ωosc3,ωosc4 電源電圧に依存しない ωl ωh 大 ωosc3,ωosc4 大 ωl ωh がωより大のとき ωosc3,ωosc4 電源電圧に依存 ωosc3,ωosc4 飽和 39
発表内容. 研究背景と目的. 提案回路 3. 題材に利用したアクティブフィルタ 4. 提案する発振によるテスト方法 AG( 自動利得制御 ) バンドパス出力の帰還による発振 3ローパス出力の帰還による発振 4ハイパス出力の帰還による発振. 結果 6. まとめ 40
4 まとめ フィルタを発振させテストする 4 つの発振モードを提案したスイッチと周波数カウンタという尐ない回路構成でフィルタのテストが可能 フィルタを発振 発振周波数がフィルタの ω A に依存 発振周波数計測によって ω A の情報が得られる
今後の課題 4 つの発振周波数から ω A の計算法の導出 フィルタの調整につなげる 状態変数型フィルタ以外にも適用 4
43 今後の課題 数 GHz の高周波フィルタ 直接的計測困難