JP2002043893A - Gm−Cフィルタにおける容量回路 - Google Patents
Gm−Cフィルタにおける容量回路Info
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Abstract
クタンス増幅器の出力に接続される容量回路のトランジ
スタによる寄生容量を低減することにより、広帯域化に
適応できるGm−Cフィルタにおける容量回路の提供。 【解決手段】 コンデンサC1〜C3等が1つに束ねら
れて、第1結束回路21を形成している。すなわち、各
コンデンサC1〜C3と、これらと一対となる各トラン
ジスタQ1〜Q3とが直列に接続されている。そして、
トランジスタQ1〜Q3の各ドレインが共通接続され、
その共通接続部がトランジスタQ11を経てトランスコ
ンダクタンス増幅器1の出力ノード3に接続されてい
る。さらに、コンデンサC1〜C3の接地側の各端子が
接地されている。第2結束回路22も同様に形成されて
いる。
Description
D(コンパクト・ディスク)やDVDのリードチャネル
用LSIのイコライザフィルタ、および携帯電話用LS
Iの中間周波数フィルタ等に使用されるGm−Cフィル
タに関し、特にそのGm−Cフィルタおける容量回路に
関する。
としては、図5に示すようなものが知られている。この
Gm−Cフィルタは、図5に示すように、トランスコン
ダクタンス増幅器1とキャップバンク回路(以下、容量
回路という)2とから構成されている。
コンデンサC1〜C6と、これらと一対をなすNMOS
型からなるスイッチ用のトランジスタQ1〜Q6とを有
している。そして、各コンデンサC1〜C6と、これら
と一対をなす各トランジスタQ1〜Q6とは、トランス
コンダクタンス増幅器1の出力ノード3とアースとの間
にそれぞれ直列に接続されている。
はコンデンサC1が最大で、C1>C2>C3…>C6
の関係を満たすようになっている。また、トランジスタ
Q1〜Q6のトランジスタサイズはトランジスタQ1が
最大で、Q1>Q2>Q3…>Q6の関係を満たすよう
になっている。このような容量回路2を持つGm−Cフ
ィルタでは、トランジスタQ1〜Q6をオンオフ制御す
ることによりコンデンサC1〜C6を選択し、フィルタ
としての所望の周波数特性を持たせるようにしている。
速信号を処理する場合には、静電容量の大きなコンデン
サC1、C2等を選択するために、トランジスタQ1、
Q2をオンにし、高速信号を処理する場合には、トラン
ジスタQ1〜Q6を全てオフにしてトランスコンダクタ
ンス増幅器1の出力ノード3の寄生容量のみを利用し、
これにより所望の周波数特性を得るようにしている。
量回路では、低速信号を処理するために設けているトラ
ンジスタQ1、Q2等は大きな拡散容量を持ち、この拡
散容量がトランスコンダクタンス増幅器1の出力ノード
3の寄生容量となる。このため、従来のGm−Cフィル
タでは、高速設定時において周波数帯域が制限されてし
まうという不都合があった。
み、低速度に対応するとともに、トランスコンダクタン
ス増幅器の出力に接続される容量回路のトランジスタに
よる寄生容量を低減することにより、広帯域化に適応で
きるGm−Cフィルタにおける容量回路を提供すること
にある。
明の目的を達成するために、請求項1及び請求項2に記
載の各発明は以下のように構成した。すなわち、請求項
1に記載の発明は、トランスコンダクタンス増幅器の出
力側に、n個のコンデンサと、その各コンデンサを選択
するn個の第1スイッチ素子とを有するGm−Cフィル
タにおける容量回路において、前記n個のコンデンサの
うちの関連する少なくとも2つのコンデンサと、その各
コンデンサに対応する少なくとも2つの前記第1のスイ
ッチ用素子とを1つに束ねて結束回路を形成するととも
に、前記結束回路と前記トランスコンダクタンス増幅器
の出力ノードとの間に、前記結束回路を選択する第2の
スイッチ素子を設けるようにしたことを特徴とするもの
である。
のGm−Cフィルタにおける容量回路において、前記結
束回路の少なくとも2つの第1のスイッチ素子は対応す
る制御信号により開閉制御され、その各制御信号を論理
和処理した信号により前記第2のスイッチ素子を開閉制
御するようになっていることを特徴とするものである。
ンスコンダクタンス増幅器の出力側の寄生容量を低減で
きるので、低速から高速までの広い範囲にわたって周波
数特性を調整できるGm−Cフィルタが実現できる。
いて、図1の回路図を参照して説明する。この第1実施
形態にかかるGm−Cフィルタは、図1に示すように、
トランスコンダクタンス増幅器1と、このトランスコン
ダクタンス増幅器1の出力側に接続される容量回路2A
とを備えている。
デンサC1〜C3等を1つに束ねた第1結束回路21
と、コンデンサC4、C5等を1つに束ねた第2結束回
路22とを有している。第1結束回路21にはスイッチ
用のトランジスタQ11が直列に接続され、第2結束回
路22にはスイッチ用のトランジスタQ12が直列に接
続され、かつ、コンデンサC6にはトランジスタQ6が
直列に接続されている。そして、このように直列接続さ
れた各回路が、トランスコンダクタンス増幅器1の出力
ノード3とアースとの間に並列に接続されている。
ジスタQ1〜3とコンデンサC1〜C3を1つに束ねた
ものである。すなわち、第1結束回路21では、各コン
デンサC1〜C3と、これらと一対となる各トランジス
タQ1〜Q3とが直列に接続されている。そして、トラ
ンジスタQ1〜Q3の各ドレインが共通接続され、その
共通接続部がNMOS型のトランジスタQ11を経てト
ランスコンダクタンス増幅器1の出力ノード3に接続さ
れている。さらに、コンデンサC1〜C3の接地側の各
端子が共通接続されて接地されている。
3の各ゲートには、トランジスタQ1〜Q3をオンオフ
制御する各制御信号S1〜S3が印加されるようになっ
ている。また、その制御信号S1〜S3は、オアゲート
(論理和回路)31を経由してトランジスタQ11のゲ
ートにも印加されるようになっている。第2結束回路2
2は、図5におけるトランジスタQ4、Q5とコンデン
サC4、C5を1つに束ねたものである。すなわち、第
2結束回路22では、各コンデンサC4、C5と、これ
らと一対となる各トランジスタQ4、Q5とが直列に接
続されている。そして、トランジスタQ4、Q5の各ド
レインが共通接続され、その共通接続部がNMOS型の
トランジスタQ12を経てトランスコンダクタンス増幅
器1の出力ノード3に接続されている。さらに、コンデ
ンサC4、C5の接地側の各端子が接地されている。
5の各ゲートには、トランジスタQ4、Q5をオンオフ
制御する各制御信号S4、S5が印加されるようになっ
ている。また、その制御信号S4、S5は、オアゲート
32を経由してトランジスタQ12のゲートにも印加さ
れるようになっている。さらに、トランジスタQ6のゲ
ートに、トランジスタQ6をオンオフ制御する制御信号
S6が印加されるようになっている。
の動作の一例について説明する。例えば、低速動作の場
合には、容量回路2Aの静電容量の大きなコンデンサC
1、C2を選択して使用する必要がある。この場合に
は、制御信号S1、S2によりトランジスタQ1、Q2
がオンにされるとともに、その制御信号S1、S2がオ
アゲート31に経てトランジスタQ11がオンにされ
る。
ンスコンダクタンス増幅器1の出力ノード3とアースと
の間に並列接続され、容量回路2Aが所望の周波数特性
を持つことになる。また、このような構成からなる第1
実施形態では、第1結束回路21や第2結束回路22を
形成し、トランジスタQ1、Q2 等が持つ拡散容量がト
ランスコンダクタンス増幅器1の出力ノード3の寄生容
量として表れるのを減少できるようにしたので、この理
由について従来回路と比較しながら説明する。
実施形態の回路であり、ここでは説明を簡略化するため
にコンデンサC1、C2とトランジスタQ1、Q2を1
つに束ねて結束回路21Cを形成している。図2におい
て、いま、トランジスタQ1、Q2のオン抵抗をそれぞ
れ5kΩ、10kΩ、コンデンサC1、C2の静電容量
の関係をC1=2×C2とする。この場合に、トランジ
スタQ1をオンにしてコンデンサC1を選ぶときには、
オン抵抗(5kΩ)が見えることになる。また、トラン
ジスタQ2をオンにしてコンデンサC2を選ぶときに
は、オン抵抗(10kΩ)が見えることになる。
ンジスタQ1、Q2のオン抵抗をそれぞれ1kΩ、6k
Ω、トランジスタQ11のオン抵抗を4kΩとする。こ
の場合において、トランジスタQ1、Q11をオンにし
てコンデンサC1を選ぶときには、オン抵抗は1kΩ+
4kΩ=5kΩとなり、トランジスタとコンデンサの関
係は従来回路と同じ関係が得られる。また、トランジス
タQ2、Q11をオンにしてコンデンサC2を選ぶとき
には、オン抵抗は6kΩ+4kΩ=10kΩとなり、ト
ランジスタとコンデンサの関係は従来回路と同じ関係が
得られる。
は、トランスコンダクタンス増幅器1の出力ノード3に
接続されるのは、オン抵抗が4kΩのトランジスタQ1
1で足りる。これに対して、図2に示す従来回路では、
オン抵抗が5kΩのトランジスタQ1とオン抵抗が10
kΩのトランジスタQ2とが必要となる。このため、従
来回路のオン抵抗が10kΩのトランジスタQ2のサイ
ズを1とすると、第1実施形態の回路のオン抵抗が4k
ΩのトランジスタQ3のトランジスタサイズは、10k
Ω/4kΩ=2.5となる。これに対して、従来回路に
必要なオン抵抗が5kΩのトランジスタQ1とオン抵抗
が10kΩのトランジスタQ2のトランジスタサイズ
は、10kΩ/5kΩ+10kΩ/10kΩ=2+1=
3となる。
1、Q2が持つ拡散容量がトランスコンダクタンス増幅
器1の出力ノード3の寄生容量となり、第1実施形態に
かかる回路ではトランジスタQ11の持つ拡散容量がそ
の寄生容量となり、その寄生容量はトランジスタのサイ
ズに比例する。このため、第1実施形態の回路は、従来
回路に比較してトランスコンダクタンス増幅器1の出力
ノード3の寄生容量を減少できるので、低域の性能を変
えずに高域まで周波数特性を広げることができ、広帯域
化が実現できる。
は、コンデンサC1、C2等と、これらと対となるトラ
ンジスタQ1、Q2等を結束回路21、22により1つ
に束ね、この結束回路をトランジスタQ11等を経てト
ランスコンダクタンス増幅器1の出力ノード3に接続す
るようにした。このため、この第1実施形態によれば、
トランスコンダクタンス増幅器1の出力側の寄生容量を
低減でき、低速から高速までの広い範囲にわたって周波
数特性を調整できる。
て、図4の回路図を参照して説明する。この第2実施形
態は、図1のトランスコンダクタンス増幅器1を差動型
のトランスコンダクタンス増幅器1Aに代え、これに伴
って容量回路2Bを図4に示すように第1結束回路21
A等により構成したものである。
1に相当する回路であり、その違いは、コンデンサC1
〜C3を選択するために、トランジスタQ1〜Q3の他
にトランジスタQ21〜Q23を設けるようにした点で
ある。すなわち、トランジスタQ1、コンデンサC1、
及びトランジスタQ21を直列に接続し、トランジスタ
Q2、コンデンサC2、及びトランジスタQ22を直列
に接続し、かつ、トランジスタQ3、コンデンサC3、
及びトランジスタQ23を直列に接続するようにした。
そして、その各直列回路を並列に接続し、これにより第
1結束回路21Aを形成するようにした。
インが共通接続され、その共通接続部がトランジスタQ
11を経てトランスコンダクタンス増幅器1Aの出力ノ
ード5に接続されている。さらに、トランジスタQ21
〜Q23の各ソースが共通接続され、その共通接続部が
トランジスタQ31を経てトランスコンダクタンス増幅
器1Aの出力ノード6に接続されている。
Q21、トランジスタQ2、Q22及びトランジスタQ
3、Q23の各ゲートには、それらオンオフ制御する制
御信号S1〜S3が印加されるようになっている。ま
た、その制御信号S1〜S3は、オアゲート31を経由
してトランジスタQ11、Q31のゲートにも印加され
るようになっている。
路22に相当する回路であり、その違いは、コンデンサ
C4、C5を選択するために、トランジスタQ4、Q5
の他にトランジスタQ24、Q25を設けるようにした
点である。すなわち、トランジスタQ4、コンデンサC
4、及びトランジスタQ24を直列に接続するととも
に、トランジスタQ5、コンデンサC5、及びトランジ
スタQ25を直列に接続するようにした。そして、その
各直列回路を並列に接続し、これにより第2結束回路2
2Aを形成するようにした。
インが共通接続され、その共通接続部がトランジスタQ
12を経てトランスコンダクタンス増幅器1Aの出力ノ
ード5に接続されている。さらに、トランジスタQ2
4、Q25の各ソースが共通接続され、その共通接続部
がトランジスタQ32を経てトランスコンダクタンス増
幅器1Aの出力ノード6に接続されている。
Q24、及びトランジスタQ5、Q25の各ゲートに
は、それらをオンオフ制御する制御信号S4、S5が印
加されるようになっている。また、その制御信号S4、
S5は、オアゲート32を経由してトランジスタQ1
2、Q32のゲートにも印加されるようになっている。
さらに、トランジスタQ6、コンデンサC6、及びトラ
ンジスタQ26が直列に接続され、これがトランスコン
ダクタンス増幅器1Aの出力ノード5と出力ノード6と
の間に接続されている。また、トランジスタQ6のゲー
トに、それをオンオフ制御する制御信号S6が印加され
るようになっている。
の動作の一例について説明する。例えば、低速動作の場
合には、容量回路2Bの静電容量の大きなコンデンサC
1、C2を選択して使用する必要がある。この場合に
は、制御信号S1、S2によりトランジスタQ1、Q2
1、及びトランジスタQ2、Q22がそれぞれオンされ
るとともに、その制御信号S1、S2がオアゲート31
に経てトランジスタQ11、Q31をオンにする。
ンスコンダクタンス増幅器1の出力ノード5と出力ノー
ド6との間に並列接続され、容量回路2Bが所望の周波
数特性を持つことになる。以上述べたように、この第2
実施形態では、コンデンサC1、C2等と、これらと一
対となるトランジスタQ1、Q2等を結束回路21A、
22Aにより1つに束ね、この結束回路をトランジスタ
を経てトランスコンダクタンス増幅器1Aの出力ノード
に接続するようにした。このため、この第2実施形態に
よれば、トランスコンダクタンス増幅器1Aの出力側の
寄生容量を低減でき、低速から高速までの広い範囲にわ
たって周波数特性を調整できる。
ランスコンダクタンス増幅器の出力側の寄生容量を低減
できるので、低速から高速までの広い範囲にわたって周
波数特性を調整できるGm−Cフィルタが実現できる。
る。
の一部を抜き出した回路図である。
形態の一部を抜き出した回路図である。
る。
Claims (2)
- 【請求項1】 トランスコンダクタンス増幅器の出力側
に、n個のコンデンサと、その各コンデンサを選択する
n個の第1スイッチ素子とを有するGm−Cフィルタに
おける容量回路において、 前記n個のコンデンサのうちの関連する少なくとも2つ
のコンデンサと、その各コンデンサに対応する少なくと
も2つの前記第1のスイッチ用素子とを1つに束ねて結
束回路を形成するとともに、 前記結束回路と前記トランスコンダクタンス増幅器の出
力ノードとの間に、前記結束回路を選択する第2のスイ
ッチ素子を設けるようにしたことを特徴とするGm−C
フィルタにおける容量回路。 - 【請求項2】 前記結束回路の少なくとも2つの第1の
スイッチ素子は対応する制御信号により開閉制御され、
その各制御信号を論理和処理した信号により前記第2の
スイッチ素子を開閉制御するようになっていることを特
徴とする請求項1に記載のGm−容量回路における容量
回路。
Priority Applications (1)
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JP2000231639A JP4585094B2 (ja) | 2000-07-31 | 2000-07-31 | Gm−Cフィルタにおける容量回路 |
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- 2000-07-31 JP JP2000231639A patent/JP4585094B2/ja not_active Expired - Fee Related
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