CN1106070C - Bpf(带通滤波器)装置 - Google Patents

Abstract

一种BPF装置，具有使通过频带的全频带充分通过的特性，具有比该BPF高的Q值并使频率高于通频带一侧的通频带之外的信号衰减的第1陷波电路，具有比上述BPF充分高的Q值并使频率低于上述通频带的上述通频带之外的信号衰减的第2陷波电路、以及第3陷波电路和第4陷波电路。利用BPF装置，即使被同时供给预定频带的第1信号和与该频带相邻的低频或高频的通频带之外的第2信号，也能有选择地使第1信号通过，使第2信号完全衰减。

Description

BPF(带通滤波器)装置

本发明涉及能够使所需频带的信号充分地通过，使相邻的无用频带的信号完全衰减的BPF装置，特别是涉及考虑了滤波器的动态范围和S/N的BPF装置。

在8mmVTR(Video Tape Recorder磁带录像机)中，L通道进行1.5MHzFM调制后记录再生声音信号，R通道进行1.7MHzFM调制后记录再生声音信号。

另外，再生时由于需要在以L通道和R通道分离后进行信号处理，因此，要正确地分离L通道和R通道。

还有，L通道和R通道的带宽各为0.2MHz。

图1是有关进行上述分离(抽取L通道)的BPF装置的框图，第1及第2BPF(1)、(2)分别具有1.5MHz的滤波中心频率。第1陷波电路(3)具有约1.2MHz的通过中心频率。另外，第2陷波电路(4)具有约1.8MHz的通过中心频率。

其结果，图1中的输入端(5)和输出端(6)之间的综合频率特性如图2中的实线A所示。

以1.5MHz为中心的左右侧的特性曲线从群延迟特性等关系出发，应使它们对称。为此，在图1中配置着具有约1.2MHz中心频率的第1陷波电路(3)。

从而，若采用图1中的BPF装置，则能够分离L通道和R通道。

然而，在图1中的BPF装置中，存在不能够使R通道的分量充分衰减的问题。为了充分地衰减R通道分量，可以降低图1中的第2陷波电路(4)的约1.8MHz的中心频率，取为1.7MHz即可。但若单纯地这样做，则有一部分L通道分量衰落的问题。

即，L通道分量具有1.4MHz到1.6MHz的通频带。因此，如按上述那样做，就会衰减到1.6MHz分量附近。

因此，考虑使第2陷波电路(4)的中心频率仍然为原来状态的1.8MHz而提高其Q值的方法。然而，若提高上述的Q值，则虽然能产生1.7MHz的衰减，但存在第2陷波电路(4)的S/N恶化的问题。图1中的装置也可以用IC化的滤波器(由差动放大器的互导和电容构成)。于是，在把上述第2陷波电路(4)取为IC化滤波器时，若提高其Q值，则存在电路中的最小信号电平变得更小，原本应抽出的L通道分量信号淹没在电路内部发生的噪声中的问题。还有，若提高Q值，还产生上述第2陷波电路(4)的动态范围变窄的问题。

为此，要求一种能使所需频带的信号充分通过、同时能够充分地衰减相邻无用频带信号的BPF装置。

本发明的目的在于提供一种能够使所需频带的信号充分通过，另一方面能使相邻无用频带的信号充分衰减的BPF装置。

为达到上述目的，本发明的BPF装置具有以下特征。

这是一种被供给预定通频带的信号和频率比上述通频带高或低的通频带之外的信号，有选择地使上述通频带的信号通过的BPF装置，其特征在于具备：

具有使存在应通过的信号的整个频带都充分导通的特性的BPF、具有比该BPF充分高的品质因数Q并使频率高于通频带一侧的通频带以外的信号衰减的第1陷波电路、具有比上述BPF充分高的品质因数Q并使频率低于通频带一侧的上述通频带以外的信号衰减的第2陷波电路、以及第3陷波电路和第4陷波电路。其中，第3陷波电路比上述第1陷波电路的品质因数Q低，使在上述第1陷波电路中产生的信号中的无用分量衰减，第4陷波电路比上述第2陷波电路的品质因数Q低，使在上述第2陷波电路中产生的信号中的无用分量衰减。

这样，利用品质因数Q(锐度)较低的BPF使应通过的信号在其整个频带内通过，由具有非常高的品质因数Q(锐度)的第1及第2陷波电路使该通频带边界区域的无用分量的信号确定地衰减。进而，由低Q值的第3及第4陷波电路通过提高第1及第2陷波电路的Q值而去除所产生的无用分量。从而，若采用本发明的BPF装置，则即使在同时供给存在于通频带之内的信号和存在于与该频带相邻的通频带之外的信号的情况下，也能够仅使频带内的信号可靠地通过。

另外，如果在第1及第2陷波电路的输出一侧设置放大器，则作为BPF装置总体，能够得到毫不逊色的动态范围。

另外，在本发明的另一结构中，具有以上述通频带的高频侧的频带为通过中心频率的第1BPF，以上述通频带的低频侧的频带为通过中心频率的第2BPF，还具有使上述通频带以外的信号中频率高于或低于上述通频带的某一频带的信号衰减的第1陷波电路、具有比上述第1陷波电路高的品质因数Q并使在上述第1陷波电路中未除净的无用信号衰减的第2陷波电路，以及使频率高于或低于上述通频带的上述通频带以外的信号中在上述第1陷波电路中未被衰减的频带的信号衰减的第3陷波电路。

由第1及第2BPF抽取通频带内的信号，第1陷波电路及第3陷波电路除去通频带边界附近的无用信号。这里，通过把第1陷波电路的Q值设定得比较低，用具有充分高的Q值的第2陷波电路除去在第1陷波电路中除不净的无用分量。从而，利用上述结构，即使在供给存在于通频带内的信号和存在于与该频带相邻的通频带之外的信号时，也能够仅使频带内的信号可靠地通过。

图1是以往的BPF装置的结构框图。

图2是用于说明以往及本实施例1的BPF装置的特性的说明图。

图3是表示本实施例1的BPF装置的结构框图。

图4是表示本实施例1的BPF装置的特性的特性曲线图。

图5是说明本实施例1的陷波电路的特性的说明图。

图6是表示本实施例1的与图3所示的结构不同的BPF装置的结构框图。

图7是表示本实施例2的BPF装置的结构框图。

图8是表示本实施例2的BPF装置的特性的特性曲线图。

图9是用于说明以往及本实施例2的BPF装置的特性的说明图。

图10是表示本实施例2的与图7所示的结构不同的BPF装置的结构框图。

(实施例1)

图3示出了本发明的BPF装置，其中，(9)是被施加以1.5MHz为中心0.2MHz带宽的FM调制信号和以1.7MHz为中心0.2MHz带宽的FM调制信号并使1.5MHz信号的整个频带充分通过的BPF、(10)是具备品质因数Q(锐度)远高于BPF(9)并使上述1.7MHz衰减的第1陷波电路(11)和Q值远高于BPF(9)并使1.3MHz衰减的第2陷波电路(12)，而且被施加来自上述BPF(9)的信号的第1陷波器件。另外，(13)是被施加第1陷波器件(10)的输出信号的用于动态范围调整的放大器，(14)是具备Q值低于上述第1陷波电路(11)并使起因于上述第1陷波电路(11)而产生的1.9MHz的无用分量降低的第3陷波电路(15)和Q值低于上述第2陷波电路(12)并使起因于上述第2陷波电路(12)而产生的1.1MHz的无用分量降低的第4陷波电路而且被施加来自上述放大器(13)的信号的第2陷波器件。

BPF(9)是使1.5MHz频带的全部分量(从1.4MHz到1.6MHz的频带)通过，使除此之外的频带的信号降低的滤波器。如果提高该BPF(9)的Q值(锐度)则能够改善频率选择性，但1.4MHz附近和1.6MHz附近的分量也衰减相应的量。

为此，BPF(9)取图4中的实线a所示的比较低的Q值的特性。

第1陷波器件(10)由第1陷波电路(11)和第2陷波电路(12)串联构成，不过其顺序也可以相反。图4的实线b表示第1陷波电路的频率特性。如图所示，第1陷波电路(11)把其衰减中心频率设定为约1.7MHz，同时把其Q值设定得高于图1的BPF(a)和第3陷波电路(15)等。于是，在能够使1.7MHz分量充分地衰减的同时，能够防止1.6MHz附近的分量衰落。

用图5说明该第1陷波电路(11)的特性。图5示出了来自第1陷波电路(11)的输出信号的电平和频率的关系。图5中的实线A是图3中的第1陷波电路(11)的Q值低的情况。若把该第1陷波电路(11)取为实线A所示的特性，则虽然能够进行1.7MHz的信号衰减，但也将产生1.6MHz信号衰减。

于是，本实施例1中把第1陷波电路(11)的Q值设定得较高。如图5中的实线B所示。通过提高Q值，滤波特性的肩部隆起，减少了1.6MHz的信号衰减。

然而，若把第1陷波电路(11)的Q值设定得较高，则如图5所示，产生很大的反冲，存在以该反冲为原因而产生作为无用分量的高于1.7MHz的频率分量的问题。

于是，在本实施例中设置第3陷波电路(15)，把其Q值设定得较低，以除去由上述反冲部分产生的无用分量。

通过该第1陷波电路(11)和第3陷波电路(15)的组合，可以得到使1.5MHz的频带全体分量(从1.4MHz到1.6MHz的频带)通过，使1.7MHz频带的信号降低的滤波特性。

图4中，从群延迟特性等关系出发需要使以1.5MHz为中心的左右衰减曲线对称。为此，配置具有约1.3MHz的衰减中心频率的第2陷波电路(12)。第2陷波电路(12)的Q值特性和第1陷波电路(11)的Q值特性相同，设定得充分高于BPF(a)。因此在第2陷波电路(12)中也将由于反冲而产生作为无用分量的频率低于1.3MHz的分量。于是，以防止该反冲的影响为目的而设置第4陷波电路(16)。

图4中的实线c表示第3陷波电路(15)的特性，图4中的实线d表示第4陷波电路(16)的特性。

其结果，图3所示电路的总体滤波特性变成图2中的实线B所示。如果是实线B的特性，则能够得到使1.5MHz的频带全体分量通过，使1.7MHz的频带的信号降低的良好滤波特性。

第2陷波器件(14)由第3陷波电路(15)和第4陷波电路(16)串联构成，不过该顺序也可以相反。还有，图3中的BPF(9)也可以设在第1陷波器件(10)的后级。其例示于图6。

第1陷波器件(10)内的第1及第2陷波电路(11)、(12)由于把Q值设定得较高，因此，电路的动态范围变窄。于是，在本实施例2中，在把第1陷波器件(10)设在第2陷波器件(14)的前级的同时，在第1陷波器件(10)的输出一侧，或者，如图6那样在BPF(a)的输出一侧，配置放大器(13)。第2陷波器件(14)由于Q值低，因此，即使配置在最末级也没有问题。

从而，若采用图1中的BPF装置，则能够高精度地分离L通道和R通道。

这样，在本实施例1中，以Q值低的BPF特性为中心，在其左右设置Q值高的陷波特性，进而，在其外侧设置Q值低的陷波特性。其结果，可以得到使需要的频带的信号充分地通过，同时能够使相邻的无用频带的信号充分地衰减的BPF装置。

(实施例2)

图7示出了本实施例2的BPF装置，(29)是被施加以1.5MHz为中心0.2MHz带宽的FM调制信号和以1.7MHz为中心0.2MHz带宽的FM调制信号的输入端，(20)是把以1.6MHz为通过中心频率的第1BPF(21)和以1.4MHz为通过中心频率的第2BPF(22)串联连接的第1BPF器件，(23)是被施加该第1BPF器件(20)的输出信号的、为了使1.7MHz的信号衰减而把衰减中心频率设定为1.8MHz的第1陷波电路，(24)是放大器，(25)是被施加该第1陷波电路(23)的输出信号的、把Q值比上述第1陷波电路(23)高的使由上述第1陷波电路(23)产生的无用分量降低的1.9MHz的第2陷波电路(26)和中心频率设定为1.25MHz的第3陷波电路(27)串联连接的第1陷波器件，(28)是放大器。

另外，图8中的实线a至实线e分别表示第1BPF(21)、第2BPF(22)、第1陷波电路(23)、第2陷波电路(26)、第3陷波电路(27)的各频率特性。还有，第1陷波电路(23)的衰减中心频率1.8MHz更正确的是1.78MHz，第2陷波电路(26)的衰减中心频率1.9MHz更正确的是1.88MHz。

第1BPF器件(20)是使1.5MHz的频带的全体分量(从1.4MHz到1.6MHz的频带)通过，使除此之外的频带的信号降低的滤波器。第1BPF器件(20)为使上述频带全体分量都平坦地通过，使用中心频率不同的2个BPF(21、22)。而且，如图8所示，通过把实线a的电平取为高于实线b的电平，获得1.25MHz附近的衰减率，即，使1.25MHz附近信号分量的衰减量比较大。因此，从1.5MHz到低频段一侧只设置一级第3陷波电路(27)即可。同时，几乎不产生1.6MHz的衰减。

第1BPF器件(20)由第1BPF(21)和第2BPF(22)串联构成，而其顺序也可以相反。

第1陷波电路(23)在把其衰减中心频率设定为约1.8MHz的同时，把其Q值设定得比以往低。于是，第1陷波电路(23)即使IC化，在电路内部处理的最低信号电平也不会淹没到噪声中，在能够改善S/N的同时还能够扩展电路的动态范围。

第1陷波电路(23)的特性如图8中的实线c所示，在约1.9MHz的频带产生反冲，存在以该反冲为原因而产生高于1.8MHz的频率分量的问题。

因此，在本实施例2中，设置第2陷波电路(26)，把其Q值特性设定得高于第1陷波电路(23)的相应值，有选择地除去由上述反冲部分产生的无用分量。若降低第1陷波电路(23)的Q值，则1.7MHz的衰减率恶化，但1.6MHz的分量能够充分地通过。1.7MHz的衰减率恶化了的部分由第2陷波电路(26)产生的衰减补偿。

由该第1陷波电路(23)和第2陷波电路(26)的组合，可以得到使1.6MHz的频带分量通过，使1.7MHz的频带的信号降低的滤波特性。

图8中，从群延迟特性等出发要求以1.5MHz为中心的左右曲线对称。为此，配置了具有约1.25MHz的衰减中心频率的第3陷波电路(27)。第3陷波电路(27)的特性由上述对称关系确定。

其结果，图7所示电路的总体滤波特性变为图9中的实线B所示。若是图9中的实线B的特性，则可以得到使1.5MHz的频带的全体分量通过，使1.7MHz的频带的信号降低的滤波特性。另外，图9中的实线A是用于与以往的滤波特性相比较而示出的曲线。

从而，若采用图7中的BPF装置，则能够高精度地分离L通道和R通道。

第1陷波器件(25)由第2陷波电路(26)和第3陷波电路(27)串联构成，而其顺序也可以相反。另外，图7中的第1陷波电路(23)也可以在第1BPF器件(20)的前级。其例示于图10。

由于第1BPF器件(20)不能得到动态范围故设放大器(24)在第1BPF器件(20)的后级，放大来自图7中的第1陷波电路(23)的输出或来自图10中的第1BPF器件(20)的输出，供给第2陷波器件(25)。

另外，在图7的说明中说明了在1.7MHz存在着无用分量的情况。然而本实施例2不限于此，也能够以同样的原理适用于低频段一侧，例如在1.3MHz存在无用分量的情况。

这样，在本实施例2中，在BPF装置内，以2个不同中心频率的BPF特性为中心，在其高频段一侧(无用成分一侧)设置Q值低的陷波特性，另外在其外侧设置Q值高的陷波特性。

其结果可以得到使所需频带的信号充分地通过，同时能够使相邻的无用频带的信号充分地衰减的BPF装置。

Claims (6)

1.一种BPF装置，该装置被供给预定通频带的信号和频率低于或高于上述通频带的通频带之外的信号，有选择地使上述通频带的信号通过，该BPF装置的特征在于具备：

具有使应通过的信号存在的全频带充分地通过的特性的BPF；

具有比上述BPF充分高的品质因数Q。使频率高于上述通频带一侧的通频带之外的信号衰减的第1陷波电路；

具有比上述BPF充分高的品质因数Q，使频率低于上述通频带一侧的上述通频带之外的信号衰减的第2陷波电路；

品质因数Q低于上述第1陷波电路，使在上述第1陷波电路中产生的信号的无用分量衰减的第3陷波电路；

品质因数Q低于上述第2陷波电路，使在上述第2陷波电路中产生的信号的无用分量衰减的第4陷波电路；

将上述通频带的信号及上述通频带之外的信号供给上述BPF；

将通过了上述BPF的信号供给上述第1陷波电路及上述第2陷波电路；

上述第3陷波电路及上述第4陷波电路上供给通过了上述第1陷波电路及上述第2陷波电路的信号。

2.根据权利要求1所述的BPF装置，其特征在于：

具有把通过了上述第1及第2陷波电路的信号放大后供给上述第3及第4陷波电路的放大器。

3.一种BPF装置，该装置被供给预定通频带的信号和频率低于或高于上述通频带的通频带之外的信号，有选择地使上述通频带的信号通过，该BPF装置的特征在于具备：

具有使应通过的信号存在的全频带充分地通过的特性的BPF；

具有比上述BPF充分高的品质因数Q。使频率高于上述通频带一侧的通频带之外的信号衰减的第1陷波电路；

具有比上述BPF充分高的品质因数Q，使频率低于上述通频带一侧的上述通频带之外的信号衰减的第2陷波电路；

品质因数Q低于上述第1陷波电路，使在上述第1陷波电路中产生的信号的无用分量衰减的第3陷波电路；

品质因数Q低于上述第2陷波电路，使在上述第2陷波电路中产生的信号的无用分量衰减的第4陷波电路；

上述第1及第2陷波电路上供给上述通频带的信号及上述通频带之外的信号；

上述BPF上供给通过了上述第1陷波电路及上述第2陷波电路的信号；

上述第3陷波电路及第4陷波电路上供给通过了上述BPF的信号。

4.根据权利要求3所述的BPF装置，其特征在于：

具有把通过了上述BPF的信号放大后供给上述第3及第4陷波电路的放大器。

5.根据权利要求1或3所述的BPF装置，其特征在于：

该BPF装置上供给预定通频带的第1信号和低于或高于上述通频带的通频带之外的第2信号；

上述第1信号的存在频带是以1.5MHz为中心频率的频带；

上述第2信号的存在频带是以1.7MHz为中心频率的频带。

6.根据权利要求5所述的BPF装置，其特征在于：

上述第1陷波电路的衰减中心频率是1.7MHz附近；

上述第2陷波电路的衰减中心频率是1.3MHz附近；

上述第3陷波电路的衰减中心频率是1.9MHz附近；

上述第4陷波电路的衰减中心频率是1.1MHz附近。

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