JP2005210222A - Operational amplifier, active filter equipped with it, and data transmission system - Google Patents

Operational amplifier, active filter equipped with it, and data transmission system Download PDF

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雅幸 片倉
Hisahide Kodama
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an operational amplifier capable of relaxing limitation on a frequency band of an active filter usable depending on the band, and to provide the active filter and a data transmission system. <P>SOLUTION: The operational amplifier comprises a common emitter differential amplifier circuit 11 including a first transistor Q11 and a second transistor Q12 having base terminals as a differential input and emitters connected commonly and delivering an output signal from the collector of the second transistor Q12, and an emitter earth amplification stage 12 being driven with the collector output from the common emitter differential amplifier circuit 11 wherein the emitter earth amplification stage 12 comprises a series circuit 121 of two capacitor elements C11 and C12 connected between the collector and base of a transistor Q15, and a resistor element R11 connected between the joint of the capacitor elements in the series circuit 121 and the ground potential. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、たとえばフィルタに適用される演算増幅器およびそれを備えたアクティブフィルタ、並びにデータ伝送システムに関するものである。   The present invention relates to an operational amplifier applied to, for example, a filter, an active filter including the operational amplifier, and a data transmission system.

集積回路(IC)上にフィルタを形成する手段として、アクティブフィルタがある。IC上にはインダクタが構成できない、また容量や抵抗素子は、素子値の制約があったり素子精度があまり良くなかったりするため、能動回路を用いた多種多様なアクティブフィルタが提案されている(たとえば、非特許文献1参照)。   An active filter is a means for forming a filter on an integrated circuit (IC). Inductors cannot be formed on ICs, and capacitances and resistance elements are limited in element values or element accuracy is not so good, so various active filters using active circuits have been proposed (for example, Non-Patent Document 1).

それらのうち、演算増幅器(以下、オペアンプともいう)を用いた積分回路を基本としたフィルタ技術が広く知られている。
この方式にもその細部の実現方法により多数の種類があるが、一般的にいえば、多様な伝達関数を柔軟に実現可能であり、オペアンプ利得の充分高い低周波領域では、理論的特性と良く一致する。
アクティブフィルタの設計<電子科学シリーズ>52、産報出版、柳沢 健・金光 磐 共著
Among them, a filter technique based on an integration circuit using an operational amplifier (hereinafter also referred to as an operational amplifier) is widely known.
There are many types of this method depending on the method of realizing the details, but generally speaking, various transfer functions can be flexibly realized, and in the low frequency region where the operational amplifier gain is sufficiently high, the theoretical characteristics are good. Match.
Active filter design <Electronic Science Series> 52, Sangyo Publishing, Ken Yanagisawa, Jun Kanemitsu

オペアンプを用いた積分回路を基本としたフィルタ技術においては、周波数が高くなるとオペアンプの利得が低下し、理論的特性からのずれが大きくなり、結局オペアンプの周波数特性により使用できる周波数帯域が制限されてしまうという不利益がある。
以下、具体的な回路を用いてこの問題について説明する。
In the filter technology based on the integration circuit using an operational amplifier, the gain of the operational amplifier decreases as the frequency increases, and the deviation from the theoretical characteristics increases, eventually limiting the usable frequency band due to the operational amplifier frequency characteristics. There is a disadvantage that it ends up.
Hereinafter, this problem will be described using a specific circuit.

図1は、バイクワッド(Biquad)型と呼ばれる2次の低域通過フィルタを示す図である。
この回路を若干変更したり加減算回路を追加したりすることにより、あらゆる2次の伝達関数を実現することができる。あらゆる伝達関数は、2次の伝達関数の積に分解することができる。
分母が奇数次の場合、一つは1次の伝達関数となる。したがって、任意の2次の伝達関数が実現できれば、任意の伝達関数を実現することができる。
FIG. 1 is a diagram showing a second-order low-pass filter called a biquad type.
Any second-order transfer function can be realized by slightly changing this circuit or adding an addition / subtraction circuit. Any transfer function can be decomposed into a product of second order transfer functions.
If the denominator is an odd order, one is a first order transfer function. Therefore, if an arbitrary second-order transfer function can be realized, an arbitrary transfer function can be realized.

図1においてωo/sは積分回路を示している。kはQを決める係数である。積分回路はオペアンプを用いる場合、図2のように実現される。
図2において、1がオペアンプである。オペアンプ1は、非反転位相入力端子(+)が接地され、反転位相入力端子(−)が抵抗素子R1を介して入力信号Vinの入力端子Tinに接続され、出力端子と反転位相入力端子(−)間にキャパシタC1が接続されている。
この積分回路の伝達関数T(s)は次のようになる。
In FIG. 1, ωo / s indicates an integration circuit. k is a coefficient for determining Q. The integration circuit is realized as shown in FIG. 2 when an operational amplifier is used.
In FIG. 2, 1 is an operational amplifier. In the operational amplifier 1, the non-inverting phase input terminal (+) is grounded, the inverting phase input terminal (−) is connected to the input terminal Tin of the input signal Vin via the resistance element R1, and the output terminal and the inverting phase input terminal (− ) Is connected to the capacitor C1.
The transfer function T (s) of this integration circuit is as follows.

Figure 2005210222
Figure 2005210222

実際のオペアンプはそれ自身が積分器の特性を有している。
図3は、オペアンプの特性を帯域ωuの積分特性としたときの等価回路を示している。この回路の伝達関数を求めると次のようになる。
An actual operational amplifier itself has the characteristics of an integrator.
FIG. 3 shows an equivalent circuit when the characteristic of the operational amplifier is the integration characteristic of the band ωu. The transfer function of this circuit is obtained as follows.

Figure 2005210222
Figure 2005210222

この式を(1)式と較べると、オペアンプの特性を帯域ωuの積分特性とすることは、積分係数がωo/ωuだけずれることとωuに新たな極ができることを意味しているがわかる。
このような積分器をアクティブフィルタに用いると、新たに生成された極の影響により余剰に位相が廻り、一般的に2次の伝達関数のQが本来の設計値より高くなり、周波数特性にピークを生じる。
そのため、オペアンプの帯域がアクティブフィルタの使用可能な周波数範囲を決めることになる。
Comparing this equation with the equation (1), it can be seen that setting the characteristic of the operational amplifier to the integral characteristic of the band ωu means that the integral coefficient is shifted by ωo / ωu and that a new pole is formed in ωu.
When such an integrator is used as an active filter, the phase is rotated excessively due to the influence of the newly generated pole, and generally, the Q of the second-order transfer function becomes higher than the original design value, and the frequency characteristic has a peak. Produce.
Therefore, the band of the operational amplifier determines the usable frequency range of the active filter.

具体的例として、オペアンプの一般的帯域を100MHzとする。フィルタは高次になるほど、それを2次の伝達関数に分解したときの2次の要素にQの高いものが現れる。そのQを仮に5とすると、カットオフ周波数ではその段の利得は5となる。
その段の伝達関数の理論値からのずれの許容差を5%とすると、実現できるフィルタのカットオフ周波数の概算値は、100MHz÷5×0.05=1MHzということになる。
これ以上高いカットオフ周波数を実現しようとすると、理論値からのずれの許容値を大きく取るか、オペアンプの帯域を広げるか、あるいはオペアンプの帯域の影響を見込んで、計算上のQを予め低く設計するといったことが必要とされる。
計算上のQを予め低く設計することは、オペアンプの帯域が見込み値と異なったときに特性バラツキが大きくなることを意味している。
As a specific example, the general band of the operational amplifier is 100 MHz. The higher the order of the filter, the higher the Q appears in the second order element when it is decomposed into a second order transfer function. Assuming that Q is 5, the gain of that stage is 5 at the cutoff frequency.
If the tolerance of deviation from the theoretical value of the transfer function at that stage is 5%, the approximate value of the cutoff frequency of the filter that can be realized is 100 MHz / 5 × 0.05 = 1 MHz.
If a higher cutoff frequency is to be realized, the calculation Q should be set low in advance in order to increase the allowable deviation from the theoretical value, widen the operational amplifier bandwidth, or allow for the influence of the operational amplifier bandwidth. It is necessary to do.
Designing a low Q in advance means that the characteristic variation increases when the band of the operational amplifier is different from the expected value.

実際問題として、次数、フィルタの構成法、低域通過か、高域通過か、帯域通過かでも異なってくるが、概算として、1MHzの帯域までのオペアンプを使ったアクティブフィルタは容易に設計することができる。しかし、1MHzを越え出すと徐々に難しくなり、10MHzを越えると非常に困難となる。   As a matter of fact, the order, filter configuration, low pass, high pass, or band pass will differ, but as a rough rule, an active filter using an operational amplifier up to 1 MHz band should be designed easily. Can do. However, when it exceeds 1 MHz, it becomes difficult gradually, and when it exceeds 10 MHz, it becomes very difficult.

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、帯域により使用可能なアクティブフィルタの周波数帯域の制限を緩和することが可能な演算増幅器およびそれを備えたアクティブフィルタ、並びにデータ伝送システムを提供することにある。   The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide an operational amplifier capable of relaxing the restriction on the frequency band of an active filter that can be used depending on the band, an active filter including the operational amplifier, and data. It is to provide a transmission system.

上記目的を達成するため、本発明の第1の観点の演算増幅器は、各々のベース(ゲート)端子を差動入力とし、エミッタ(ソース)が共通に接続された第1のトランジスタおよび第2のトランジスタを有し、上記第1のトランジスタまたは上記第2のトランジスタのコレクタ(ドレイン)から出力信号を供給するエミッタ(ソース)共通差動増幅回路と、上記エミッタ(ソース)共通差動増幅回路のコレクタ(ドレイン)出力により駆動されるエミッタ(ソース)接地増幅段と、を有し、上記エミッタ(ソース)接地増幅段は、コレクタ(ドレイン)とベース(ゲート)間に接続された少なくとも2つの容量素子の直列回路と、上記直列回路の容量素子同士の接続点と接地電位間に接続された少なくとも一つの抵抗素子と、を有する。   In order to achieve the above object, an operational amplifier according to a first aspect of the present invention includes a first transistor and a second transistor each having a base (gate) terminal as a differential input and an emitter (source) connected in common. An emitter (source) common differential amplifier circuit having a transistor and supplying an output signal from the collector (drain) of the first transistor or the second transistor, and a collector of the emitter (source) common differential amplifier circuit An emitter (source) ground amplification stage driven by a (drain) output, and the emitter (source) ground amplification stage is connected between the collector (drain) and the base (gate). And at least one resistance element connected between a connection point between the capacitive elements of the series circuit and a ground potential.

本発明の第2の観点の演算増幅器は、各々のベース(ゲート)端子を差動入力とし、エミッタ(ソース)が共通に接続された第1のトランジスタおよび第2のトランジスタを有し、上記第1のトランジスタの第1のコレクタ(ドレイン)から第1の出力信号を供給し、上記第2のトランジスタの第2のコレクタ(ドレイン)から第2の出力信号を供給するエミッタ(ソース)共通差動増幅回路と、上記エミッタ(ソース)共通差動増幅回路の第1のコレクタ(ドレイン)出力により駆動される第1のエミッタ(ソース)接地増幅段と、上記エミッタ(ソース)共通差動増幅回路の第2のコレクタ(ドレイン)出力により駆動される第2のエミッタ(ソース)接地増幅段と、を有し、上記第1のエミッタ(ソース)接地増幅段は、コレクタ(ドレイン)とベース(ゲート)間に接続された少なくとも2つの容量素子の第1の直列回路と、上記第1の直列回路の容量素子同士の接続点と接地電位間に接続された少なくとも一つの抵抗素子と、を有し、上記第2のエミッタ(ソース)接地増幅段は、コレクタ(ドレイン)とベース(ゲート)間に接続された少なくとも2つの容量素子の第2の直列回路と、上記第2の直列回路の容量素子同士の接続点と接地電位間に接続された少なくとも一つの抵抗素子と、を有する。   An operational amplifier according to a second aspect of the present invention includes a first transistor and a second transistor each having a base (gate) terminal as a differential input and an emitter (source) connected in common. An emitter (source) common differential that supplies a first output signal from a first collector (drain) of one transistor and supplies a second output signal from a second collector (drain) of the second transistor An amplifier circuit, a first emitter (source) grounded amplification stage driven by a first collector (drain) output of the emitter (source) common differential amplifier circuit, and an emitter (source) common differential amplifier circuit. A second emitter (source) ground amplification stage driven by a second collector (drain) output, the first emitter (source) ground amplification stage being a collector (drain) A first series circuit of at least two capacitive elements connected between the base and the base (gate), and at least one resistor connected between the connection point between the capacitive elements of the first series circuit and the ground potential And the second emitter (source) ground amplification stage includes a second series circuit of at least two capacitive elements connected between the collector (drain) and the base (gate), and the second And at least one resistance element connected between the connection point between the capacitive elements of the series circuit and the ground potential.

本発明の第3の観点のアクティブフィルタは、演算増幅器と、上記演算増幅器の出力端子と当該演算増幅器の反転位相の入力間に接続された容量素子と、上記反転位相の入力に供給される入力電流による積分回路と、を有し、上記演算増幅器は、各々のベース(ゲート)端子を差動入力とし、エミッタ(ソース)が共通に接続された第1のトランジスタおよび第2のトランジスタを有し、上記第1のトランジスタまたは上記第2のトランジスタのコレクタ(ドレイン)から出力信号を供給するエミッタ(ソース)共通差動増幅回路と、上記エミッタ(ソース)共通差動増幅回路のコレクタ(ドレイン)出力により駆動されるエミッタ(ソース)接地増幅段と、を有し、上記エミッタ(ソース)接地増幅段は、コレクタ(ドレイン)とベース(ゲート)間に接続された少なくとも2つの容量素子の直列回路と、上記直列回路の容量素子同士の接続点と接地電位間に接続された少なくとも一つの抵抗素子と、を有する。   An active filter according to a third aspect of the present invention includes an operational amplifier, a capacitive element connected between the output terminal of the operational amplifier and the inverted phase input of the operational amplifier, and an input supplied to the inverted phase input. The operational amplifier includes a first transistor and a second transistor, each having a base (gate) terminal as a differential input and an emitter (source) connected in common. An emitter (source) common differential amplifier for supplying an output signal from the collector (drain) of the first transistor or the second transistor, and a collector (drain) output of the emitter (source) common differential amplifier An emitter (source) grounded amplification stage driven by the emitter (source) grounded amplification stage, the collector (drain) and the base ( It has at least two series circuits of capacitive elements connected in over g) between at least the one resistive element connected between the connection point and the ground potential between the capacitance element of the series circuit.

本発明の第4の観点のアクティブフィルタは、演算増幅器と、上記演算増幅器の出力端子と当該演算増幅器の反転位相の入力間に接続された容量素子と、上記反転位相の入力に供給される入力電流による積分回路と、を有し、上記演算増幅器は、各々のベース(ゲート)端子を差動入力とし、エミッタ(ソース)が共通に接続された第1のトランジスタおよび第2のトランジスタを有し、上記第1のトランジスタの第1のコレクタ(ドレイン)から第1の出力信号を供給し、上記第2のトランジスタの第2のコレクタ(ドレイン)から第2の出力信号を供給するエミッタ(ソース)共通差動増幅回路と、上記エミッタ(ソース)共通差動増幅回路の第1のコレクタ(ドレイン)出力により駆動される第1のエミッタ(ソース)接地増幅段と、上記エミッタ(ソース)共通差動増幅回路の第2のコレクタ(ドレイン)出力により駆動される第2のエミッタ(ソース)接地増幅段と、を有し、上記第1のエミッタ(ソース)接地増幅段は、コレクタ(ドレイン)とベース(ゲート)間に接続された少なくとも2つの容量素子の第1の直列回路と、上記第1の直列回路の容量素子同士の接続点と接地電位間に接続された少なくとも一つの抵抗素子と、を有し、上記第2のエミッタ(ソース)接地増幅段は、コレクタ(ドレイン)とベース(ゲート)間に接続された少なくとも2つの容量素子の第2の直列回路と、上記第2の直列回路の容量素子同士の接続点と接地電位間に接続された少なくとも一つの抵抗素子と、を有する。   An active filter according to a fourth aspect of the present invention includes an operational amplifier, a capacitive element connected between an output terminal of the operational amplifier and an inverted phase input of the operational amplifier, and an input supplied to the inverted phase input. The operational amplifier includes a first transistor and a second transistor, each having a base (gate) terminal as a differential input and an emitter (source) connected in common. The first output signal is supplied from the first collector (drain) of the first transistor, and the second output signal is supplied from the second collector (drain) of the second transistor. A common differential amplifier circuit; a first emitter (source) ground amplifier stage driven by a first collector (drain) output of the emitter (source) common differential amplifier circuit; A first emitter (source) ground amplification stage driven by a second collector (drain) output of an emitter (source) common differential amplifier circuit, the first emitter (source) ground amplification stage Is connected between the first series circuit of at least two capacitive elements connected between the collector (drain) and the base (gate), and the connection point between the capacitive elements of the first series circuit and the ground potential. A second series circuit of at least two capacitive elements connected between a collector (drain) and a base (gate), and wherein the second emitter (source) ground amplification stage has at least one resistance element; And at least one resistance element connected between a connection point between the capacitive elements of the second series circuit and a ground potential.

本発明の第4の観点のデータ伝送システムは、変調したデジタルデータを所定の媒体を伝送させて受信するデータ伝送システムであって、受信したデジタルデータから所望の信号データを抽出するアクティブフィルタと、上記アクティブフィルタで抽出されたデジタルデータを復調する復調回路と、を有し、上記アクティブフィルタは、演算増幅器と、上記演算増幅器の出力端子と当該演算増幅器の反転位相の入力間に接続された容量素子と、上記反転位相の入力に供給される入力電流による積分回路と、を有し、上記演算増幅器は、各々のベース(ゲート)端子を差動入力とし、エミッタ(ソース)が共通に接続された第1のトランジスタおよび第2のトランジスタを有し、上記第1のトランジスタまたは上記第2のトランジスタのコレクタ(ドレイン)から出力信号を供給するエミッタ(ソース)共通差動増幅回路と、上記エミッタ(ソース)共通差動増幅回路のコレクタ(ドレイン)出力により駆動されるエミッタ(ソース)接地増幅段と、を有し、上記エミッタ(ソース)接地増幅段は、コレクタ(ドレイン)とベース(ゲート)間に接続された少なくとも2つの容量素子の直列回路と、上記直列回路の容量素子同士の接続点と接地電位間に接続された少なくとも一つの抵抗素子と、を有する。   A data transmission system according to a fourth aspect of the present invention is a data transmission system for receiving modulated digital data by transmitting it through a predetermined medium, an active filter for extracting desired signal data from the received digital data, A demodulation circuit for demodulating the digital data extracted by the active filter, and the active filter includes an operational amplifier and a capacitor connected between the output terminal of the operational amplifier and the input of the inverted phase of the operational amplifier The operational amplifier has a differential input at each base (gate) terminal and an emitter (source) connected in common. A first transistor and a second transistor, and a collection of the first transistor or the second transistor. An emitter (source) common differential amplifier circuit for supplying an output signal from the (drain), and an emitter (source) ground amplifier stage driven by a collector (drain) output of the emitter (source) common differential amplifier circuit; The emitter (source) ground amplification stage includes a series circuit of at least two capacitive elements connected between a collector (drain) and a base (gate), a connection point between the capacitive elements of the series circuit, and a ground potential. And at least one resistance element connected therebetween.

本発明の第6の観点のデータ伝送システムは、変調したデジタルデータを所定の媒体を伝送させて受信するデータ伝送システムであって、受信したデジタルデータから所望の信号データを抽出するアクティブフィルタと、上記アクティブフィルタで抽出されたデジタルデータを復調する復調回路と、を有し、上記アクティブフィルタは、演算増幅器と、上記演算増幅器の出力端子と当該演算増幅器の反転位相の入力間に接続された容量素子と、上記反転位相の入力に供給される入力電流による積分回路と、を有し、上記演算増幅器は、各々のベース(ゲート)端子を差動入力とし、エミッタ(ソース)が共通に接続された第1のトランジスタおよび第2のトランジスタを有し、上記第1のトランジスタの第1のコレクタ(ドレイン)から第1の出力信号を供給し、上記第2のトランジスタの第2のコレクタ(ドレイン)から第2の出力信号を供給するエミッタ(ソース)共通差動増幅回路と、上記エミッタ(ソース)共通差動増幅回路の第1のコレクタ(ドレイン)出力により駆動される第1のエミッタ(ソース)接地増幅段と、上記エミッタ(ソース)共通差動増幅回路の第2のコレクタ(ドレイン)出力により駆動される第2のエミッタ(ソース)接地増幅段と、を有し、上記第1のエミッタ(ソース)接地増幅段は、コレクタ(ドレイン)とベース(ゲート)間に接続された少なくとも2つの容量素子の第1の直列回路と、上記第1の直列回路の容量素子同士の接続点と接地電位間に接続された少なくとも一つの抵抗素子と、を有し、上記第2のエミッタ(ソース)接地増幅段は、コレクタ(ドレイン)とベース(ゲート)間に接続された少なくとも2つの容量素子の第2の直列回路と、上記第2の直列回路の容量素子同士の接続点と接地電位間に接続された少なくとも一つの抵抗素子と、を有する。   A data transmission system according to a sixth aspect of the present invention is a data transmission system for receiving modulated digital data by transmitting a predetermined medium, and an active filter for extracting desired signal data from the received digital data; A demodulation circuit for demodulating the digital data extracted by the active filter, and the active filter includes an operational amplifier and a capacitor connected between the output terminal of the operational amplifier and the input of the inverted phase of the operational amplifier The operational amplifier has a differential input at each base (gate) terminal and an emitter (source) connected in common. A first transistor and a second transistor, and a first collector (drain) of the first transistor An emitter (source) common differential amplifier circuit that supplies an output signal and supplies a second output signal from a second collector (drain) of the second transistor, and an emitter (source) common differential amplifier circuit. A first emitter (source) grounded amplification stage driven by a first collector (drain) output and a second collector (drain) output driven by a second collector (drain) output of the emitter (source) common differential amplifier circuit. And a first series of at least two capacitive elements connected between the collector (drain) and the base (gate). A second emitter (source) grounded amplifier having a circuit and at least one resistive element connected between a connection point between the capacitive elements of the first series circuit and a ground potential Is connected between the second series circuit of at least two capacitive elements connected between the collector (drain) and the base (gate), and the connection point between the capacitive elements of the second series circuit and the ground potential. And at least one resistance element.

本発明によれば、たとえばバイクワッド(Biquad)型に代表されるオペアンプによる積分回路を用いたアクティブフィルタにおいて、オペアンプの帯域に制限されるために、その使用周波数が低い周波数に限定されていたものを、非常に簡便な手法により2次またはそれ以上の高次の積分特性を付加する。
これにより、オペアンプの帯域を拡げることなくフィルタの信号帯域における実効利得が増大する。
その結果、より高周波でのアクティブフィルタの実現、あるいはオペアンプの帯域を伸ばす必要がないので、より小電力のアクティブフィルタが実現される。
According to the present invention, for example, in an active filter using an integrating circuit by an operational amplifier typified by a biquad type, the operating frequency is limited to a low frequency because it is limited to the band of the operational amplifier. 2 or higher order integral characteristics are added by a very simple method.
This increases the effective gain in the signal band of the filter without expanding the band of the operational amplifier.
As a result, since it is not necessary to realize an active filter at a higher frequency or to extend the band of the operational amplifier, an active filter with lower power can be realized.

本発明によれば、演算増幅器の帯域により使用可能なアクティブフィルタの周波数帯域の制限を緩和することが可能となる利点がある。   According to the present invention, there is an advantage that it is possible to relax the restriction on the frequency band of the active filter that can be used depending on the band of the operational amplifier.

以下、本発明の実施形態を添付図面に関連付けて説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

図4は、本発明に係るオペアンプ(演算増幅器)の第1の実施形態を示す回路図である。   FIG. 4 is a circuit diagram showing a first embodiment of an operational amplifier (operational amplifier) according to the present invention.

図4のオペアンプ10は、差動増幅回路11、エミッタ接地増幅回路(段)12、出力段としてのエミッタフォロワ回路13、差動入力端子TVi+ ,TVi- 、および出力端子TVoを主構成要素として有している。   The operational amplifier 10 shown in FIG. 4 has a differential amplifier circuit 11, a grounded emitter amplifier circuit (stage) 12, an emitter follower circuit 13 as an output stage, differential input terminals TVi + and TVi−, and an output terminal TVo as main components. doing.

差動増幅回路11は、第1のトランジスタとしてのpnpトランジスタQ11、第2のトランジスタとしてのpnpトランジスタQ12、npnトランジスタQ13,Q14、および電流源I11を有している。   The differential amplifier circuit 11 includes a pnp transistor Q11 as a first transistor, a pnp transistor Q12 as a second transistor, npn transistors Q13 and Q14, and a current source I11.

差動増幅回路11において、トランジスタQ11のベースが差動入力端子TVi- に接続され、トランジスタQ12のベースが差動入力端子TVi+ に接続され、トランジスタQ11とQ12のエミッタ同士が共通に接続され、このエミッタ同士の接続点が電源電圧Vccの供給ラインに接続された電流源I11に接続されている。
トランジスタQ11のコレクタがトランジスタQ13のコレクタおよびベース、並びにトランジスタQ14のベースに接続され、トランジスタQ12のコレクタがトランジスタQ14のコレクタに接続されている。そして、トランジスタQ13,Q14のエミッタは基準電位(接地電位)Veeに接続されている。
In the differential amplifier circuit 11, the base of the transistor Q11 is connected to the differential input terminal TVi−, the base of the transistor Q12 is connected to the differential input terminal TVi +, and the emitters of the transistors Q11 and Q12 are connected in common. A connection point between the emitters is connected to a current source I11 connected to a supply line of the power supply voltage Vcc.
The collector of transistor Q11 is connected to the collector and base of transistor Q13 and the base of transistor Q14, and the collector of transistor Q12 is connected to the collector of transistor Q14. The emitters of the transistors Q13 and Q14 are connected to a reference potential (ground potential) Vee.

このように構成された差動増幅回路11は、トランジスタQ11およびQ12によりエミッタ共通差動増幅器111が構成され、トランジスタQ13およびQ14により電流ミラー回路112が構成され、トランジスタQ12のコレクタ(トランジスタQ14のコレクタとの接続点)から出力信号を次段のエミッタ接地増幅回路12に供給する。   In the differential amplifier circuit 11 thus configured, the emitter common differential amplifier 111 is configured by the transistors Q11 and Q12, the current mirror circuit 112 is configured by the transistors Q13 and Q14, and the collector of the transistor Q12 (the collector of the transistor Q14). The output signal is supplied to the grounded-emitter amplifier circuit 12 at the next stage.

エミッタ接地増幅回路12は、差動増幅回路11のコレクタ出力により駆動されるnpnトランジスタQ15、電流源I12、ミラー補償容量としての2つのキャパシタC11,C12の直列回路121、および抵抗素子R11を有している。   The grounded-emitter amplifier circuit 12 has an npn transistor Q15 driven by the collector output of the differential amplifier circuit 11, a current source I12, a series circuit 121 of two capacitors C11 and C12 as mirror compensation capacitors, and a resistor element R11. ing.

エミッタ接地増幅回路12において、トランジスタQ15のベースが差動増幅回路11のトランジスタQ12のコレクタに接続され、エミッタが基準電位(接地電位)Veeに接続され、コレクタが電源電圧Vccの供給ラインに接続された電流源I12に接続されている。
直列回路121は、トランジスタQ15のコレクタとベース間に接続されている。具体的には、キャパシタC11の第1電極がトランジスタQ15のコレクタに接続され、キャパシタC11の第2電極がキャパシタC12の第1電極に接続され、キャパシタC12の第2電極がトランジスタQ15のベースに接続されている。
そして、抵抗素子R11の一端が直列回路121のキャパシタC11とC12同士の接続点、すなわちキャパシタC11の第2電極とキャパシタC12の第1電極との接続点に接続され、他端が基準電位(接地電位)Veeに接続されている。
In the grounded emitter amplifier circuit 12, the base of the transistor Q15 is connected to the collector of the transistor Q12 of the differential amplifier circuit 11, the emitter is connected to the reference potential (ground potential) Vee, and the collector is connected to the supply line of the power supply voltage Vcc. Connected to the current source I12.
Series circuit 121 is connected between the collector and base of transistor Q15. Specifically, the first electrode of the capacitor C11 is connected to the collector of the transistor Q15, the second electrode of the capacitor C11 is connected to the first electrode of the capacitor C12, and the second electrode of the capacitor C12 is connected to the base of the transistor Q15. Has been.
One end of the resistance element R11 is connected to a connection point between the capacitors C11 and C12 of the series circuit 121, that is, a connection point between the second electrode of the capacitor C11 and the first electrode of the capacitor C12, and the other end is connected to a reference potential (grounding). Potential) Vee.

出力バッファとしてのエミッタフォロワ回路13は、npnトランジスタQ16、および電流源I13を有している。   The emitter follower circuit 13 as an output buffer has an npn transistor Q16 and a current source I13.

トランジスタQ16のベースがエミッタ接地増幅回路12のトランジスタQ15のコレクタに接続され、コレクタが電源電圧Vccの供給ラインに接続され、エミッタが基準電位(接地電位)Veeに接続された電流源I13および出力端子TVoに接続されている。   The current source I13 and the output terminal are connected to the collector of the transistor Q15 of the grounded-emitter amplifier circuit 12, the collector is connected to the supply line of the power supply voltage Vcc, and the emitter is connected to the reference potential (ground potential) Vee. Connected to TVo.

このような構成を有するオペアンプ10において、トランジスタQ11,Q12からなるエミッタ共通差動増幅器111の出力を、トランジスタQ13,Q14からなる電流ミラー回路112で受けて、次段エミッタ接地回路12のトランジスタQ15を駆動し、さらに最終段のエミッタフォロワ回路13により出力Voが取り出される。   In the operational amplifier 10 having such a configuration, the output of the common emitter differential amplifier 111 composed of the transistors Q11 and Q12 is received by the current mirror circuit 112 composed of the transistors Q13 and Q14, and the transistor Q15 of the next-stage emitter grounded circuit 12 is received. Further, the output Vo is taken out by the emitter follower circuit 13 at the final stage.

本実施形態に係るオペアンプ10においては、エミッタ接地増幅回路12のトランジスタQ15のコレクタ出力からベース入力へ、2つの直列キャパシタC11とC12によりなるミラー補償容量が接続されている。さらに、キャパシタC11とC12の接続点が抵抗素子R11を介して接地されている。
ミラー補償容量は、エミッタ接地段を広い周波数範囲にわたり積分特性(伝達関数が1/sで位相が−π/2)を保ち負帰還路を安定に保つ。
In the operational amplifier 10 according to this embodiment, a mirror compensation capacitor including two series capacitors C11 and C12 is connected from the collector output of the transistor Q15 of the grounded emitter amplifier circuit 12 to the base input. Further, the connection point between the capacitors C11 and C12 is grounded via the resistance element R11.
The Miller compensation capacitor maintains an integral characteristic (transfer function is 1 / s and phase is −π / 2) over a wide frequency range in the grounded emitter stage, and keeps the negative feedback path stable.

図5は、一般的なミラー補償回路段を示す図である。
伝達コンダクタンスGmが充分大きい場合の図5の回路の伝達関数は次式で与えられる。
FIG. 5 is a diagram showing a general mirror compensation circuit stage.
The transfer function of the circuit of FIG. 5 when the transfer conductance Gm is sufficiently large is given by the following equation.

Figure 2005210222
Figure 2005210222

図6は、図5の回路の周波数に対する振幅応答特性を示す図である。
よく知られているように、図5の回路の振幅応答は、図6に示すように、周波数に反比例する。
FIG. 6 is a diagram showing an amplitude response characteristic with respect to the frequency of the circuit of FIG.
As is well known, the amplitude response of the circuit of FIG. 5 is inversely proportional to frequency, as shown in FIG.

図7は、図5の回路の周波数に対する位相応答特性を示す図である。
図7中、(a)はDCの利得が無限大となる理想の場合の位相応答特性を示し、(b)で示す曲線はDC利得が有限の場合の位相応答特性を示している。
位相は、図7に示すように、ある程度の周波数以上では常に−π/2である。オペアンプは、入力に対して出力は反転しているので、入力に対する出力の位相は正確には-2/3πであるが、位相は有限利得のDCを基準にとる。
一般のオペアンプは、このような特性により位相余裕/利得余裕を確保して負帰還回路を安定に保つ。
FIG. 7 is a diagram showing a phase response characteristic with respect to the frequency of the circuit of FIG.
In FIG. 7, (a) shows the phase response characteristic in the ideal case where the DC gain is infinite, and the curve shown in (b) shows the phase response characteristic when the DC gain is finite.
As shown in FIG. 7, the phase is always −π / 2 above a certain frequency. Since the output of the operational amplifier is inverted with respect to the input, the phase of the output with respect to the input is exactly −2 / 3π, but the phase is based on DC with a finite gain.
A general operational amplifier ensures a phase margin / gain margin by such characteristics and keeps the negative feedback circuit stable.

次に、本実施形態に係るオペアンプにおける伝達関数と振幅・位相応答を説明する。
図8は、本実施形態に係るオペアンプにおけるミラー補償回路段の等価回路を示す図である。
伝達コンダクタンスGmが充分大きいとして図8の等価回路の伝達関数を求めると次式で表される。
Next, the transfer function and the amplitude / phase response in the operational amplifier according to the present embodiment will be described.
FIG. 8 is a diagram showing an equivalent circuit of the mirror compensation circuit stage in the operational amplifier according to the present embodiment.
When the transfer function of the equivalent circuit of FIG. 8 is obtained assuming that the transfer conductance Gm is sufficiently large, it is expressed by the following equation.

Figure 2005210222
Figure 2005210222

この式からも明らかなように、単純な積分特性ではなく、{ }で括られたゼロを与える項が生成される。   As is apparent from this equation, a term giving zero surrounded by {} is generated instead of a simple integral characteristic.

図9は、図8の回路の周波数に対する振幅応答特性を示す図である。
図9において、ゼロを示すωzは(4)式より明らかなように、キャパシタC11とC12の容量値C1 とC2 の和と抵抗素子R11の抵抗値Rから決まる。
図9に示すように、ωzより高い周波数では、図8の回路は1次の応答を示し、ωzより低い周波数では2次の応答を示す。
FIG. 9 is a diagram showing an amplitude response characteristic with respect to the frequency of the circuit of FIG.
In FIG. 9, ωz indicating zero is determined from the sum of the capacitance values C1 and C2 of the capacitors C11 and C12 and the resistance value R of the resistance element R11, as is apparent from the equation (4).
As shown in FIG. 9, at a frequency higher than ωz, the circuit of FIG. 8 shows a first order response, and at a frequency lower than ωz, a second order response.

図10は、図8の回路の周波数に対する位相応答特性を示す図である。
図9中、(a)はDCの利得が無限大となる理想の場合の位相応答特性を示し、(b)で示す曲線はDC利得が有限の場合の位相応答特性を示している。
図9に示すように、信号の帯域において、位相は−π付近におり、高周波では−π/2に戻ってくる。これは負帰還の位相余裕を確保するためである。
利得が単位利得となる周波数において位相余裕があれば、利得が1より大きい周波数で−πに漸近、あるいは越えることがあってもループが安定なことは解明されているので、信号帯域における位相の挙動は何ら問題ない。
FIG. 10 is a diagram showing a phase response characteristic with respect to the frequency of the circuit of FIG.
In FIG. 9, (a) shows the phase response characteristic in the ideal case where the gain of DC is infinite, and the curve shown in (b) shows the phase response characteristic when the DC gain is finite.
As shown in FIG. 9, the phase is in the vicinity of −π in the signal band, and returns to −π / 2 at high frequencies. This is to ensure a phase margin for negative feedback.
It has been clarified that if there is a phase margin at a frequency where the gain is a unit gain, the loop is stable even if the gain is asymptotic to or exceeds -π at a frequency greater than 1, so the phase of the signal band There is no problem with the behavior.

図11は、本発明に係るオペアンプ(演算増幅器)の第2の実施形態を示す回路図である。   FIG. 11 is a circuit diagram showing a second embodiment of an operational amplifier (operational amplifier) according to the present invention.

図11のオペアンプ20は、差動増幅回路21、ソース接地増幅回路(段)22、差動入力端子TVi+ ,TVi- 、および出力端子TVoを主構成要素として有している。   The operational amplifier 20 of FIG. 11 has a differential amplifier circuit 21, a source grounded amplifier circuit (stage) 22, differential input terminals TVi +, TVi−, and an output terminal TVo as main components.

差動増幅回路21は、第1のトランジスタとしてのpチャネルMOS(PMOS)トランジスタQ21、第2のトランジスタとしてのPMOSトランジスタQ22、nチャネルMOS(NMOS)トランジスタQ23,Q24、および電流源I21を有している。   The differential amplifier circuit 21 includes a p-channel MOS (PMOS) transistor Q21 as a first transistor, a PMOS transistor Q22 as a second transistor, n-channel MOS (NMOS) transistors Q23 and Q24, and a current source I21. ing.

差動増幅回路21は、トランジスタQ21およQ22によりソース共通差動増幅器211が構成され、トランジスタQ23およびQ24により電流ミラー回路212が構成され、トランジスタQ22のドレイン(トランジスタQ24のドレインとの接続点)から出力信号を次段のソース接地増幅回路22に供給する。   In the differential amplifier circuit 21, a common source differential amplifier 211 is configured by the transistors Q21 and Q22, a current mirror circuit 212 is configured by the transistors Q23 and Q24, and the drain of the transistor Q22 (a connection point with the drain of the transistor Q24). The output signal is supplied to the common source amplifier circuit 22 in the next stage.

ソース接地増幅回路22は、差動増幅回路21のドレイン出力により駆動されるNMOSトランジスタQ25、電流源I22、ミラー補償容量としての2つのキャパシタC21,C22の直列回路221、および抵抗素子R21,R22を有している。   The common source amplifier circuit 22 includes an NMOS transistor Q25 driven by the drain output of the differential amplifier circuit 21, a current source I22, a series circuit 221 of two capacitors C21 and C22 as mirror compensation capacitors, and resistance elements R21 and R22. Have.

第2の実施形態に係るオペアンプ20が図4のオペアンプ10と基本的に異なる点は、出力バッファを設けていない点と、pnpトランジスタQ11,Q12の代わりにPMOSトランジスタQ21,Q22を適用し、npnトランジスタQ13〜Q15の代わりにNMOSトランジスタQ23〜Q25を適用した点にある。
したがって、図4に関連付けた説明のベースがゲートに、エミッタがソースに、コレクタがドレインに置き換わり、基本的な機能および接続関係は、図4の場合と同様であることから、ここではそれらの説明は省略する。
The operational amplifier 20 according to the second embodiment is basically different from the operational amplifier 10 of FIG. 4 in that an output buffer is not provided, and PMOS transistors Q21 and Q22 are applied instead of the pnp transistors Q11 and Q12, and npn NMOS transistors Q23 to Q25 are applied instead of the transistors Q13 to Q15.
Accordingly, the base of the description related to FIG. 4 is replaced with the gate, the emitter is replaced with the source, the collector is replaced with the drain, and the basic functions and connection relationships are the same as in FIG. Is omitted.

なお、本第2の実施形態では、出力バッファが省略されている。そのため利得や負荷の駆動能力では不利であるか、出力振幅のロスが少ないので、低電圧動作には向いている。MOSとバイポーラに原理的差異はないが、MOSは同じ動作電流に対し伝達コンダクタンスGmがかなり低い。   Note that the output buffer is omitted in the second embodiment. Therefore, it is disadvantageous in terms of gain and load driving capability, or has a small loss of output amplitude, and is suitable for low voltage operation. Although there is no fundamental difference between MOS and bipolar, MOS has a considerably low transfer conductance Gm for the same operating current.

図5のミラー補償回路の等価回路において、伝達コンダクタンスGmを有限として解くと、正のゼロが生じる。伝達コンダクタンスGmの大きいバイポーラではこのゼロの周波数がそれなりに高いためあまり問題とされないが、Gmの小さいMOSでは問題である。ミラー容量に直列に入れた抵抗素子R22、すなわち、直列回路211のキャパシタC21の第1電極とNMOSトランジスタQ25のドレインとの間に挿入したR22は、そのゼロを打ち消すための抵抗素子である。抵抗素子R22の抵抗値R2 が1/Gmのときゼロが打ち消される。   In the equivalent circuit of the mirror compensation circuit of FIG. 5, when the transfer conductance Gm is solved as a finite value, a positive zero is generated. Bipolar with a large transfer conductance Gm is not a problem because the zero frequency is reasonably high, but it is a problem with a MOS having a small Gm. The resistor element R22 placed in series with the mirror capacitor, that is, the resistor element R22 inserted between the first electrode of the capacitor C21 of the series circuit 211 and the drain of the NMOS transistor Q25 is a resistor element for canceling the zero. When the resistance value R2 of the resistance element R22 is 1 / Gm, zero is canceled out.

図12は、本発明に係るオペアンプ(演算増幅器)の第3の実施形態を示す回路図である。   FIG. 12 is a circuit diagram showing a third embodiment of an operational amplifier (operational amplifier) according to the present invention.

図12のオペアンプ30は、差動増幅回路31、第1のエミッタ接地増幅回路(段)32、差動出力段としての第1のエミッタフォロワ回路33、第2のエミッタ接地増幅回路(段)34、差動出力段としての第2のエミッタフォロワ回路35、同相帰還回路36、差動入力端子TVi+ ,TVi- 、および差動出力端子TVo+ ,TVo- を主構成要素として有している。   The operational amplifier 30 of FIG. 12 includes a differential amplifier circuit 31, a first grounded emitter amplifier circuit (stage) 32, a first emitter follower circuit 33 as a differential output stage, and a second grounded emitter amplifier circuit (stage) 34. A second emitter follower circuit 35 as a differential output stage, an in-phase feedback circuit 36, differential input terminals TVi + and TVi−, and differential output terminals TVo + and TVo− are included as main components.

差動増幅回路31は、第2のトランジスタとしてのpnpトランジスタQ31、第1のトランジスタとしてのpnpトランジスタQ32、npnトランジスタQ33,Q34、および電流源I31を有している。   The differential amplifier circuit 31 includes a pnp transistor Q31 as a second transistor, a pnp transistor Q32 as a first transistor, npn transistors Q33 and Q34, and a current source I31.

差動増幅回路31において、トランジスタQ31のベースが差動入力端子TVi- に接続され、トランジスタQ32のベースが差動入力端子TVi+ に接続され、トランジスタQ31とQ32のエミッタ同士が共通に接続され、このエミッタ同士の接続点が電源電圧Vccの供給ラインに接続された電流源I31に接続されている。
トランジスタQ31のコレクタがトランジスタQ33のコレクタに接続され、トランジスタQ32のコレクタがトランジスタQ34のコレクタに接続されている。そして、トランジスタQ33,Q34のベースは同相帰還回路35の出力に共通に接続され、両者のエミッタは基準電位(接地電位)Veeに接続されている。
In the differential amplifier circuit 31, the base of the transistor Q31 is connected to the differential input terminal TVi−, the base of the transistor Q32 is connected to the differential input terminal TVi +, and the emitters of the transistors Q31 and Q32 are connected in common. The connection point between the emitters is connected to a current source I31 connected to the supply line of the power supply voltage Vcc.
The collector of transistor Q31 is connected to the collector of transistor Q33, and the collector of transistor Q32 is connected to the collector of transistor Q34. The bases of the transistors Q33 and Q34 are connected in common to the output of the common-mode feedback circuit 35, and the emitters of both are connected to a reference potential (ground potential) Vee.

このように構成された差動増幅回路31は、トランジスタQ31およびQ12によりエミッタ共通差動増幅器311が構成され、トランジスタQ13およびQ14により電流源312が構成され、トランジスタQ32のコレクタ(トランジスタQ34のコレクタとの接続点)から出力信号を次段の第1のエミッタ接地増幅回路32に供給する。   In the differential amplifier circuit 31 configured as described above, the emitter common differential amplifier 311 is configured by the transistors Q31 and Q12, the current source 312 is configured by the transistors Q13 and Q14, the collector of the transistor Q32 (the collector of the transistor Q34 and the collector of the transistor Q34) The output signal is supplied to the first-grounded-emitter amplifier circuit 32 in the next stage.

第1のエミッタ接地増幅回路32は、差動増幅回路31の第1のトランジスタQ32の第1のコレクタ出力により駆動されるnpnトランジスタQ35、npnトランジスタQ36、電流源I32、ミラー補償容量としての2つのキャパシタC31,C32の第1の直列回路321、および抵抗素子R31,R32を有している。   The first grounded-emitter amplifier circuit 32 is driven by the first collector output of the first transistor Q32 of the differential amplifier circuit 31. The npn transistor Q35, the npn transistor Q36, the current source I32, and two mirror compensation capacitors A first series circuit 321 of capacitors C31 and C32 and resistance elements R31 and R32 are provided.

第1のエミッタ接地増幅回路32において、トランジスタQ35のベースが差動増幅回路31のトランジスタQ32のコレクタに接続され、エミッタが抵抗素子R32の一端およびトランジスタQ36のベースに接続され、コレクタが電源電圧Vccの供給ラインに接続された電流源I32に接続されている。トランジスタQ36のエミッタおよび抵抗素子R32の他端が基準電位(接地電位)Veeに接続され、トランジスタQ36のコレクタがトランジスタQ35のコレクタと電流源I32との接続点に接続されている。
直列回路321は、トランジスタQ35のコレクタとベース間に接続されている。具体的には、キャパシタC31の第1電極がトランジスタQ35のコレクタに接続され、キャパシタC31の第2電極がキャパシタC32の第1電極に接続され、キャパシタC32の第2電極がトランジスタQ35のベースに接続されている。
そして、抵抗素子R31の一端が直列回路321のキャパシタC31とC32同士の接続点、すなわちキャパシタC31の第2電極とキャパシタC32の第1電極との接続点に接続され、他端が基準電位(接地電位)Veeに接続されている。
In the first grounded-emitter amplifier circuit 32, the base of the transistor Q35 is connected to the collector of the transistor Q32 of the differential amplifier circuit 31, the emitter is connected to one end of the resistor element R32 and the base of the transistor Q36, and the collector is the power supply voltage Vcc. Connected to a current source I32 connected to the supply line. The emitter of the transistor Q36 and the other end of the resistor element R32 are connected to the reference potential (ground potential) Vee, and the collector of the transistor Q36 is connected to the connection point between the collector of the transistor Q35 and the current source I32.
Series circuit 321 is connected between the collector and base of transistor Q35. Specifically, the first electrode of the capacitor C31 is connected to the collector of the transistor Q35, the second electrode of the capacitor C31 is connected to the first electrode of the capacitor C32, and the second electrode of the capacitor C32 is connected to the base of the transistor Q35. Has been.
One end of the resistor element R31 is connected to a connection point between the capacitors C31 and C32 of the series circuit 321, that is, a connection point between the second electrode of the capacitor C31 and the first electrode of the capacitor C32, and the other end is connected to a reference potential (grounding). Potential) Vee.

出力バッファとしてのエミッタフォロワ回路33は、npnトランジスタQ37、および電流源I33を有している。   The emitter follower circuit 33 as an output buffer includes an npn transistor Q37 and a current source I33.

トランジスタQ36のベースが第1のエミッタ接地増幅回路32のトランジスタQ35およびQ36のコレクタに接続され、コレクタが電源電圧Vccの供給ラインに接続され、エミッタが基準電位(接地電位)Veeに接続された電流源I33、出力端子TVo+ 、および同相帰還回路36に接続されている。   A current in which the base of the transistor Q36 is connected to the collectors of the transistors Q35 and Q36 of the first grounded-emitter amplifier circuit 32, the collector is connected to the supply line of the power supply voltage Vcc, and the emitter is connected to the reference potential (ground potential) Vee. Connected to source I33, output terminal TVo +, and common-mode feedback circuit 36.

第2のエミッタ接地増幅回路34は、差動増幅回路31の第2のトランジスタQ32の第2のコレクタ出力により駆動されるnpnトランジスタQ38、npnトランジスタQ39、電流源I34、ミラー補償容量としての2つのキャパシタC33,C34の第2の直列回路341、および抵抗素子R33,R34を有している。   The second grounded emitter amplifier circuit 34 is driven by the second collector output of the second transistor Q32 of the differential amplifier circuit 31. The npn transistor Q38, the npn transistor Q39, the current source I34, and two mirror compensation capacitors A second series circuit 341 of capacitors C33 and C34 and resistance elements R33 and R34 are provided.

第2のエミッタ接地増幅回路34において、トランジスタQ38のベースが差動増幅回路31のトランジスタQ31のコレクタに接続され、エミッタが抵抗素子R34の一端およびトランジスタQ39のベースに接続され、コレクタが電源電圧Vccの供給ラインに接続された電流源I34に接続されている。トランジスタQ39のエミッタおよび抵抗素子R34の他端が基準電位(接地電位)Veeに接続され、トランジスタQ39のコレクタがトランジスタQ38のコレクタと電流源I34との接続点に接続されている。
直列回路341は、トランジスタQ38のコレクタとベース間に接続されている。具体的には、キャパシタC33の第1電極がトランジスタQ38のコレクタに接続され、キャパシタC33の第2電極がキャパシタC34の第1電極に接続され、キャパシタC34の第2電極がトランジスタQ38のベースに接続されている。
そして、抵抗素子R33の一端が直列回路341のキャパシタC33とC34同士の接続点、すなわちキャパシタC33の第2電極とキャパシタC34の第1電極との接続点に接続され、他端が基準電位(接地電位)Veeに接続されている。
In the second grounded-emitter amplifier circuit 34, the base of the transistor Q38 is connected to the collector of the transistor Q31 of the differential amplifier circuit 31, the emitter is connected to one end of the resistor element R34 and the base of the transistor Q39, and the collector is the power supply voltage Vcc. Connected to a current source I34 connected to the supply line. The emitter of the transistor Q39 and the other end of the resistor element R34 are connected to the reference potential (ground potential) Vee, and the collector of the transistor Q39 is connected to the connection point between the collector of the transistor Q38 and the current source I34.
Series circuit 341 is connected between the collector and base of transistor Q38. Specifically, the first electrode of the capacitor C33 is connected to the collector of the transistor Q38, the second electrode of the capacitor C33 is connected to the first electrode of the capacitor C34, and the second electrode of the capacitor C34 is connected to the base of the transistor Q38. Has been.
One end of the resistor element R33 is connected to a connection point between the capacitors C33 and C34 of the series circuit 341, that is, a connection point between the second electrode of the capacitor C33 and the first electrode of the capacitor C34, and the other end is connected to a reference potential (grounding). Potential) Vee.

出力バッファとしてのエミッタフォロワ回路35は、npnトランジスタQ40、および電流源I35を有している。   The emitter follower circuit 35 as an output buffer includes an npn transistor Q40 and a current source I35.

トランジスタQ40のベースが第2のエミッタ接地増幅回路34のトランジスタQ38およびQ39のコレクタに接続され、コレクタが電源電圧Vccの供給ラインに接続され、エミッタが基準電位(接地電位)Veeに接続された電流源I35、出力端子TVo- 、および同相帰還回路36に接続されている。   A current having the base of the transistor Q40 connected to the collectors of the transistors Q38 and Q39 of the second grounded emitter amplifier circuit 34, the collector connected to the supply line of the power supply voltage Vcc, and the emitter connected to the reference potential (ground potential) Vee Connected to source I35, output terminal TVo-, and common-mode feedback circuit 36.

以上の構成を有するオペアンプ30は、図4のオペアンプ10が差動入力一出力の構成であるのに対して差動入力差動出力の構成を有している。
電源電圧の低電圧化によるダイナミックレンジの減少、またはデジタル回路と1チップ化される場合におけるデジタルノイズに対する耐性を増すためにアクティブフィルタを完全差動回路として実施することが要求されることはよくある。この実施形態はそのような用途に適する。
また、図12のオペアンプ30は、第1および第2のエミッタ接地増幅回路32,34において、エミッタフォロワ段をダーリントン接続している(Q35とQ36、およびQ38とQ39)。それにより、直流利得が大幅に上昇し、特性がより理想に近づく。
The operational amplifier 30 having the above configuration has a differential input differential output configuration, whereas the operational amplifier 10 of FIG. 4 has a differential input single output configuration.
It is often required to implement an active filter as a fully differential circuit in order to reduce the dynamic range due to a lower power supply voltage, or to increase the resistance to digital noise when integrated with a digital circuit. . This embodiment is suitable for such applications.
The operational amplifier 30 in FIG. 12 has Darlington connection of the emitter follower stages in the first and second common-emitter amplifier circuits 32 and 34 (Q35 and Q36, and Q38 and Q39). As a result, the DC gain is significantly increased, and the characteristics are closer to ideal.

図13は、本発明に係るオペアンプ(演算増幅器)の第4の実施形態を示す回路図である。   FIG. 13 is a circuit diagram showing a fourth embodiment of an operational amplifier (operational amplifier) according to the present invention.

図13のオペアンプ40は、差動増幅回路41、第1のエミッタ接地増幅回路(段)42、第2のエミッタ接地増幅回路(段)43、同相帰還回路44、差動入力端子TVi+ ,TVi- 、および差動出力端子TVo+ ,TVo- を主構成要素として有している。   The operational amplifier 40 of FIG. 13 includes a differential amplifier circuit 41, a first grounded emitter amplifier circuit (stage) 42, a second grounded emitter amplifier circuit (stage) 43, an in-phase feedback circuit 44, and differential input terminals TVi + and TVi−. , And differential output terminals TVo + and TVo- as main components.

差動増幅回路41は、第2のトランジスタとしてのPMOSトランジスタQ41、第1のトランジスタとしてのPMOSトランジスタQ42、NMOSトランジスタQ43,Q44、および電流源I41を有している。   The differential amplifier circuit 41 includes a PMOS transistor Q41 as a second transistor, a PMOS transistor Q42 as a first transistor, NMOS transistors Q43 and Q44, and a current source I41.

差動増幅回路41は、トランジスタQ41およびQ42によりソース共通差動増幅器411が構成され、トランジスタQ43およびQ44により電流源412が構成され、トランジスタQ42の第1のドレインから出力信号を次段の第1のソース接地増幅回路42に供給し、トランジスタQ41の第2のドレインから出力信号を次段の第2のソース接地増幅回路43に供給する。   In the differential amplifier circuit 41, the transistors Q41 and Q42 form a common source differential amplifier 411, the transistors Q43 and Q44 form a current source 412, and an output signal is output from the first drain of the transistor Q42 to the first stage of the next stage. And the output signal is supplied from the second drain of the transistor Q41 to the second-source-grounded amplifier circuit 43 in the next stage.

第1のソース接地増幅回路42は、差動増幅回路41の第1のドレイン出力により駆動されるNMOSトランジスタQ45、電流源I42、ミラー補償容量としての2つのキャパシタC41,C42の第1の直列回路421、および抵抗素子R41,R42を有している。   The first common-source amplifier circuit 42 is a first series circuit of an NMOS transistor Q45 driven by the first drain output of the differential amplifier circuit 41, a current source I42, and two capacitors C41 and C42 serving as mirror compensation capacitors. 421 and resistance elements R41 and R42.

第2のソース接地増幅回路43は、差動増幅回路41の第2のドレイン出力により駆動されるNMOSトランジスタQ45、電流源I43、ミラー補償容量としての2つのキャパシタC43,C44の第2の直列回路431、および抵抗素子R43,R44を有している。   The second common-source amplifier circuit 43 is a second series circuit of an NMOS transistor Q45 driven by the second drain output of the differential amplifier circuit 41, a current source I43, and two capacitors C43 and C44 as mirror compensation capacitors. 431 and resistance elements R43 and R44.

第4の実施形態に係るオペアンプ40が図12のオペアンプ30と基本的に異なる点は、出力バッファを設けていない点と、pnpトランジスタQ31,Q32の代わりにPMOSトランジスタQ41,Q42を適用し、npnトランジスタQ33〜Q35,Q38の代わりにNMOSトランジスタQ43〜Q46を適用した点にある。
したがって、図12に関連付けた説明のベースがゲートに、エミッタがソースに、コレクタがドレインに置き換わり、基本的な機能および接続関係は、図12の場合と同様であることから、ここではそれらの説明は省略する。
The operational amplifier 40 according to the fourth embodiment is basically different from the operational amplifier 30 of FIG. 12 in that an output buffer is not provided, and PMOS transistors Q41 and Q42 are applied instead of the pnp transistors Q31 and Q32, and npn NMOS transistors Q43 to Q46 are applied instead of the transistors Q33 to Q35 and Q38.
Accordingly, the base of the description related to FIG. 12 is replaced with the gate, the emitter is replaced with the source, the collector is replaced with the drain, and the basic functions and connection relationships are the same as those in FIG. Is omitted.

なお、本第4の実施形態では、出力バッファが省略されている。そのため利得や負荷の駆動能力では不利であるか、出力振幅のロスが少ないので、低電圧動作には向いている。MOSとバイポーラに原理的差異はないが、MOSは同じ動作電流に対し伝達コンダクタンスGmがかなり低い。   Note that the output buffer is omitted in the fourth embodiment. Therefore, it is disadvantageous in terms of gain and load driving capability, or has a small loss of output amplitude, and is suitable for low voltage operation. Although there is no fundamental difference between MOS and bipolar, MOS has a considerably low transfer conductance Gm for the same operating current.

図5のミラー補償回路の等価回路において、伝達コンダクタンスGmを有限として解くと、正のゼロが生じる。伝達コンダクタンスGmの大きいバイポーラではこのゼロの周波数がそれなりに高いためあまり問題とされないが、Gmの小さいMOSでは問題である。ミラー容量に直列に入れた抵抗素子R42、すなわち、直列回路421のキャパシタC41の第1電極とNMOSトランジスタQ45のドレインとの間に挿入したR42、および、直列回路431のキャパシタC43の第1電極とNMOSトランジスタQ46のドレインとの間に挿入したR44は、そのゼロを打ち消すための抵抗素子である。抵抗素子R42,R44の抵抗値R2 ,R4 が1/Gmのときゼロが打ち消される。   In the equivalent circuit of the mirror compensation circuit of FIG. 5, when the transfer conductance Gm is solved as a finite value, a positive zero is generated. Bipolar with a large transfer conductance Gm is not a problem because the zero frequency is reasonably high, but it is a problem with a MOS having a small Gm. A resistor element R42 placed in series with the mirror capacitor, that is, R42 inserted between the first electrode of the capacitor C41 of the series circuit 421 and the drain of the NMOS transistor Q45, and the first electrode of the capacitor C43 of the series circuit 431 R44 inserted between the drain of the NMOS transistor Q46 is a resistance element for canceling the zero. Zero is canceled when the resistance values R2 and R4 of the resistance elements R42 and R44 are 1 / Gm.

以上、第1〜第4の実施形態に係るオペアンプ10〜40について説明した。
以下に、これらオペアンプ10〜40について考察する。
The operational amplifiers 10 to 40 according to the first to fourth embodiments have been described above.
Hereinafter, these operational amplifiers 10 to 40 will be considered.

図14は、本実施形態に係るオペアンプの効果を説明するための図であり、オペアンプ全体としての利得特性を示している。
図14において、ωuは単位利得角周波数(帯域)、ωzは本実施形態のミラー補償回路によって生成されるゼロの角周波数、ωoはこのオペアンプを用いて実現するアクティブフィルタの特性角周波数である。
ゼロの角周波数ωzは、単位利得角周波数ωuにおける位相余裕を確保するためにωuよりも低く設定される。理論上はωz=ωuのときπ/4の位相余裕が残っているが、実際には他の非理想的な極の影響により位相余裕は小さくなっているのでωz = ωuに選ぶことは現実的でない。
FIG. 14 is a diagram for explaining the effect of the operational amplifier according to the present embodiment, and shows the gain characteristics of the operational amplifier as a whole.
In FIG. 14, ωu is a unit gain angular frequency (band), ωz is a zero angular frequency generated by the mirror compensation circuit of this embodiment, and ωo is a characteristic angular frequency of an active filter realized using this operational amplifier.
The zero angular frequency ωz is set lower than ωu in order to ensure a phase margin at the unity gain angular frequency ωu. Theoretically, a phase margin of π / 4 remains when ωz = ωu, but the phase margin is actually small due to the influence of other non-ideal poles, so choosing ωz = ωu is realistic. Not.

本発明を適用しない通常の1次のミラー補償回路を持つオペアンプは、アクティブフィルタのカットオフ周波数における利得A1はωu/ωoである。
したがって、許される誤差とフィルタのQから必要とされる利得A1が決まり、それを満たす低いフィルタカットオフ周波数のωoで使うか、ωuが高いオペアンプを使用しなければならない。
それに対して本発明によれば、ωoにおける利得A2は、ωu/ωoの比に更にωz/ωoの比が乗ぜられることにより大きな値となる。いい方を変えれば、同じωuのオペアンプを使ってより高い周波数までアクティブフィルタが実現可能であるし、同じωoなら低いωuのオペアンプでも済むことになる。
オペアンプで実現可能な帯域ωuは、使うデバイス、主にトランジスタの遮断周波数や寄生容量から決まり、限界的な高い値を実現しようとすると、消費電流が極端に増えたり、直流特性(利得、オフセット)が劣化したりの不都合を招く。
In an operational amplifier having a normal first-order mirror compensation circuit to which the present invention is not applied, the gain A1 at the cutoff frequency of the active filter is ωu / ωo.
Therefore, the required gain A1 is determined from the allowable error and the Q of the filter, and it must be used at a low filter cut-off frequency ωo that satisfies it or an operational amplifier with a high ωu must be used.
On the other hand, according to the present invention, the gain A2 at ωo takes a large value by multiplying the ratio of ωu / ωo by the ratio of ωz / ωo. In other words, an active filter can be realized up to a higher frequency using the same ωu operational amplifier, and a lower ωu operational amplifier can be used for the same ωo.
The bandwidth ωu that can be realized with an operational amplifier is determined by the device used, mainly the cutoff frequency of the transistor and parasitic capacitance. If you try to achieve a critically high value, the current consumption will increase dramatically, or the DC characteristics (gain, offset) Causes inconvenience such as deterioration.

本発明の別の利点を説明する。
図15は、帯域ωuのオペアンプを積分器として用いた状態を示している。図16は図15のベクトル図である。
Another advantage of the present invention will be described.
FIG. 15 shows a state where an operational amplifier in the band ωu is used as an integrator. FIG. 16 is a vector diagram of FIG.

オペアンプの利得が有限であるために、入力の誤差電圧Veが無視できない。誤差電圧Veは出力Voに対してπ/2遅れた信号となる。一方、容量C端の電圧VcはVeとVoのベクトル和であり、有限のVeのためにVoよりもθだけ進む。入力電流Iinは容量Cに流れるためVcに対してπ/2進む。
その結果、IinとVoの関係はπ/2の関係にあるべきものがθだけずれてしまう。この余剰な位相は、一般的に2次伝達関数のQを上昇させたのと類似の効果をもたらす。
本発明によれば、オペアンプの伝達特性は2次で1/s2に近い。その位相はπ/2ではなくπに漸近する。
Since the gain of the operational amplifier is finite, the input error voltage Ve cannot be ignored. The error voltage Ve is a signal delayed by π / 2 with respect to the output Vo. On the other hand, the voltage Vc at the capacitor C end is a vector sum of Ve and Vo, and advances by θ from Vo due to the finite Ve. Since the input current Iin flows through the capacitor C, it advances by π / 2 with respect to Vc.
As a result, the relationship between Iin and Vo that should be in the relationship of π / 2 is shifted by θ. This extra phase generally produces an effect similar to increasing the Q of the secondary transfer function.
According to the present invention, the transfer characteristic of the operational amplifier is second order and close to 1 / s2. Its phase is asymptotic to π, not π / 2.

その位相特性が積分器としての特性にどう影響するかを説明する。
図17は、近似的にオペアンプが使うフィルタ帯域で2次の積分特性1/s2の特性を有することを仮定した状態を示している。図18は図17のベクトル図である。
How the phase characteristic affects the characteristic as an integrator will be described.
FIG. 17 shows a state assuming that the filter band approximately used by the operational amplifier has a second-order integral characteristic 1 / s2. FIG. 18 is a vector diagram of FIG.

この場合、誤差電圧Veは出力Voと同相になる。したがって、VoとVeのベクトル和であるVcもVoと同相になる。
その結果、入力電圧IinとVoは正しい位相関係を保ち、有限利得による誤差は積分器の利得係数の誤差だけとなる。
In this case, the error voltage Ve is in phase with the output Vo. Therefore, Vc, which is the vector sum of Vo and Ve, is in phase with Vo.
As a result, the input voltages Iin and Vo maintain the correct phase relationship, and the error due to the finite gain is only the error of the gain factor of the integrator.

このように、本発明のオペアンプの特性は、位相の面からもアクティブフィルタにより好ましいものといえる。   Thus, it can be said that the characteristics of the operational amplifier of the present invention are more preferable for the active filter in terms of phase.

図19は、本実施形態に係るオペアンプの第5の実施形態を示す回路図である。
図19のオペアンプ10Aが図4のオペアンプ10と異なる点は、エミッタ接地増幅回路12Aにおいて、ミラー補償を2次ではなく3次にしたことにある。
FIG. 19 is a circuit diagram showing a fifth embodiment of the operational amplifier according to this embodiment.
The operational amplifier 10A in FIG. 19 is different from the operational amplifier 10 in FIG. 4 in that the mirror compensation is performed in the third order instead of the second order in the grounded emitter amplifier circuit 12A.

そのため、エミッタ接地増幅回路12Aにおいて、直列回路121Aは、3つのキャパシタC11,C12,C13の直列回路となっている。
直列回路121Aは、トランジスタQ15のコレクタとベース間に接続されている。具体的には、キャパシタC11の第1電極がトランジスタQ15のコレクタに接続され、キャパシタC11の第2電極がキャパシタC12の第1電極に接続され、キャパシタC12の第2電極がキャパシタC13の第1電極に接続され、キャパシタC13の第2電極がトランジスタQ15のベースに接続されている。
そして、抵抗素子R11の一端が直列回路121AのキャパシタC11とC12同士の接続点、すなわちキャパシタC11の第2電極とキャパシタC12の第1電極との接続点に接続され、他端が基準電位(接地電位)Veeに接続されている。さらに、抵抗素子R12の一端が直列回路121AのキャパシタC12とC13同士の接続点、すなわちキャパシタC12の第2電極とキャパシタC13の第1電極との接続点に接続され、他端が基準電位(接地電位)Veeに接続されている。
Therefore, in the grounded emitter amplifier circuit 12A, the series circuit 121A is a series circuit of three capacitors C11, C12, and C13.
Series circuit 121A is connected between the collector and base of transistor Q15. Specifically, the first electrode of the capacitor C11 is connected to the collector of the transistor Q15, the second electrode of the capacitor C11 is connected to the first electrode of the capacitor C12, and the second electrode of the capacitor C12 is connected to the first electrode of the capacitor C13. The second electrode of the capacitor C13 is connected to the base of the transistor Q15.
One end of the resistance element R11 is connected to a connection point between the capacitors C11 and C12 of the series circuit 121A, that is, a connection point between the second electrode of the capacitor C11 and the first electrode of the capacitor C12, and the other end is connected to a reference potential (grounding). Potential) Vee. Furthermore, one end of the resistance element R12 is connected to the connection point between the capacitors C12 and C13 of the series circuit 121A, that is, the connection point between the second electrode of the capacitor C12 and the first electrode of the capacitor C13, and the other end is connected to the reference potential (grounding). Potential) Vee.

2次のミラー補償は、πに漸近するのみでπになるわけではない。この位相の観点からいえば、たとえば図19に示すように、ミラー補償を3次にして、フィルタの特性周波数付近でπを通るように設計することも可能である。   The second-order mirror compensation is only asymptotic to π and not π. From the viewpoint of this phase, for example, as shown in FIG. 19, it is possible to perform a third order mirror compensation and design so as to pass π in the vicinity of the characteristic frequency of the filter.

この位相の効果があるのは、図20のように伝達コンダクタンス回路Gmを介して電流として入力したときにのみ得られる。
図2のように抵抗入力のときIinとVoは正しくπ/2の関係に保たれるが、誤差電圧Veの影響により入力電圧Vinと電流Iinの同相性が失われるので位相特性の効果は得られない。
This phase effect is obtained only when current is input through the transfer conductance circuit Gm as shown in FIG.
As shown in FIG. 2, Iin and Vo are correctly maintained in the relationship of π / 2 when a resistance is input. However, since the in-phase property of the input voltage Vin and the current Iin is lost due to the influence of the error voltage Ve, the effect of the phase characteristic is obtained. I can't.

すなわち、図20は、本実施形態に係るオペアンプを適用して好適なアクティブフィルタの基本構成を示している。
本発明に係るアクティブフィルタ100は、図20に示すように、オペアンプ101と、オペアンプ101の出力端子とその反転位相の入力(−)間に接続されたキャパシタ102(C)と、反転位相の入力に供給される入力電流による積分回路103と、を基本構成要素としている。
オペアンプ101には、上述した本実施形態に係るオペアンプ10,10A、20〜40が適用される。
That is, FIG. 20 shows a basic configuration of an active filter suitable for application of the operational amplifier according to this embodiment.
As shown in FIG. 20, the active filter 100 according to the present invention includes an operational amplifier 101, a capacitor 102 (C) connected between the output terminal of the operational amplifier 101 and its inverted phase input (−), and an inverted phase input. The integration circuit 103 based on the input current supplied to is used as a basic component.
The operational amplifiers 10, 10 </ b> A, and 20 to 40 according to the present embodiment described above are applied to the operational amplifier 101.

以上のように本発明によれば、バイクワッド型に代表されるオペアンプによる積分回路を用いたアクティブフィルタにおいて、オペアンプの帯域に制限されるために、その使用周波数が低い周波数に限定されていたものを、非常に簡便な手法により2次またはそれ以上の高次の積分特性を付加することにより、オペアンプの帯域を拡げることなくフィルタの信号帯域における実効利得を増大させることができ、より高周波でのアクティブフィルタの実現、あるいはオペアンプの帯域を伸ばす必要がないので、より小電力のアクティブフィルタを実現する好適な手段を提供することができる。
また、入力を伝達コンダクタンス回路を介して電流入力のみとした場合に限定されるが、従来のπ/2の位相遅れではなくπの位相遅れとなり、これも高精度化として有効に用いることができる。
As described above, according to the present invention, in an active filter using an integrating circuit using an operational amplifier typified by a biquad type, the operating frequency is limited to a low frequency because it is limited to the band of the operational amplifier. By adding a second-order or higher-order integral characteristic by a very simple method, the effective gain in the signal band of the filter can be increased without expanding the band of the operational amplifier, and at higher frequencies. Since it is not necessary to realize an active filter or extend the band of the operational amplifier, it is possible to provide a suitable means for realizing an active filter with lower power.
In addition, it is limited to the case where the input is only the current input via the transfer conductance circuit, but it becomes a phase delay of π instead of the conventional phase delay of π / 2, which can also be used effectively for high accuracy. .

また、本実施形態に係るアクティブフィルタは、たとえばオーディオ等のデジタルデータ伝送システムに適用することが可能である。   The active filter according to the present embodiment can be applied to a digital data transmission system such as audio.

図21は、本実施形態に係るアクティブフィルタを適用したデジタル光空間伝送システムの構成例を示すブロック図である。   FIG. 21 is a block diagram illustrating a configuration example of a digital optical space transmission system to which the active filter according to the present embodiment is applied.

デジタル光空間伝送システム200は、たとえばCDプレイヤ等のデジタルオーディオ機器201に含まれる送信部210からデジタル音声データを赤外線IRで、たとえばコードレス(ワイヤレス)スピーカ202やコードレス(ワイヤレス)ヘッドホン203に含まれる受信部220の配信する。
そして、本実施形態に係るアクティブフィルタ100が、受信部220のバンドパスフィルタ(BPF)221として適用される。
The digital optical space transmission system 200 receives digital audio data from a transmission unit 210 included in a digital audio device 201 such as a CD player using infrared IR, for example, included in a cordless (wireless) speaker 202 or a cordless (wireless) headphone 203. Delivered by unit 220.
Then, the active filter 100 according to the present embodiment is applied as the band pass filter (BPF) 221 of the receiving unit 220.

具体的には、送信部210においては、デジタル・アナログの信号に対応するようにオーディオ用アナログデジタルコンバータ(ADC)211を含み、デジタル変調処理回路212でデジタル変調して、LEDドライバ213により送信する。
受信部220においては、フォトダイオード222で受け、AGC223、BPF221を通して希望信号と妨害信号を分離し、デジタル復調処理回路224でデジタル復調い、オーディオ用デジタルアナログコンバータ(DAC)225を通して音声出力する。
Specifically, the transmission unit 210 includes an audio analog-digital converter (ADC) 211 so as to correspond to a digital / analog signal, and is digitally modulated by the digital modulation processing circuit 212 and transmitted by the LED driver 213. .
In the receiving unit 220, the desired signal and the interference signal are separated through the AGC 223 and the BPF 221, received by the photodiode 222, digitally demodulated by the digital demodulation processing circuit 224, and output as audio through the audio digital-analog converter (DAC) 225.

このように、図21のデジタル光空間伝送システム200は、音声信号をワイヤレスで転送し、リアスピーカの配線が不要なシステムである。また、伝送信号振幅は、距離の2乗に反比例するので、広いダイナミックレンジと高S/Nを実現しており、上述したように効果を有するオペアンプを適用したアクティブフィルタを採用していることから、良好な受信およびフィルタリング処理を実現している。   As described above, the digital optical space transmission system 200 in FIG. 21 is a system that transfers audio signals wirelessly and does not require rear speaker wiring. Moreover, since the transmission signal amplitude is inversely proportional to the square of the distance, a wide dynamic range and high S / N are realized, and an active filter using an operational amplifier having an effect as described above is employed. Good reception and filtering processing is realized.

バイクワッド(Biquad)型と呼ばれる2次の低域通過フィルタを示す図である。It is a figure which shows the 2nd order low-pass filter called a biquad type | mold. オペアンプを用いた積分回路の実現例を示す図である。It is a figure which shows the implementation example of the integration circuit using an operational amplifier. オペアンプの特性を帯域ωuの積分特性とした時の等価回路を示し図である。It is a figure which shows the equivalent circuit when the characteristic of an operational amplifier is made into the integral characteristic of zone | band (omega) u. 本発明に係るオペアンプ(演算増幅器)の第1の実施形態を示す回路図である。1 is a circuit diagram showing a first embodiment of an operational amplifier (operational amplifier) according to the present invention. 一般的なミラー補償回路段を示す図である。It is a figure which shows a general mirror compensation circuit stage. 図5の回路の周波数に対する振幅応答特性を示す図である。It is a figure which shows the amplitude response characteristic with respect to the frequency of the circuit of FIG. 図5の回路の周波数に対する位相応答特性を示す図である。It is a figure which shows the phase response characteristic with respect to the frequency of the circuit of FIG. 本実施形態に係るオペアンプにおけるミラー補償回路段の等価回路を示す図である。It is a figure which shows the equivalent circuit of the mirror compensation circuit stage in the operational amplifier which concerns on this embodiment. 図8の回路の周波数に対する振幅応答特性を示す図である。It is a figure which shows the amplitude response characteristic with respect to the frequency of the circuit of FIG. 図8の回路の周波数に対する位相応答特性を示す図である。It is a figure which shows the phase response characteristic with respect to the frequency of the circuit of FIG. 本発明に係るオペアンプ(演算増幅器)の第2の実施形態を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows 2nd Embodiment of the operational amplifier (operational amplifier) which concerns on this invention. 本発明に係るオペアンプ(演算増幅器)の第3の実施形態を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows 3rd Embodiment of the operational amplifier (operational amplifier) which concerns on this invention. 本発明に係るオペアンプ(演算増幅器)の第4の実施形態を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows 4th Embodiment of the operational amplifier (operational amplifier) which concerns on this invention. 本実施形態に係るオペアンプの効果を説明するための図であり、オペアンプ全体としての利得特性を示している。It is a figure for demonstrating the effect of the operational amplifier which concerns on this embodiment, and has shown the gain characteristic as the whole operational amplifier. 帯域ωuのオペアンプを積分器として用いた状態を示す図である。It is a figure which shows the state which used the operational amplifier of the band (omega) u as an integrator. 図15のベクトル図である。FIG. 16 is a vector diagram of FIG. 15. 近似的にオペアンプが使うフィルタ帯域で2次の積分特性1/s2の特性を有することを仮定した状態を示す図である。It is a figure which shows the state assumed that it has the characteristic of the 2nd-order integral characteristic 1 / s2 in the filter zone | band which an operational amplifier uses approximately. 図17のベクトル図である。FIG. 18 is a vector diagram of FIG. 17. 本実施形態に係るオペアンプ(演算増幅器)の第5の実施形態を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows 5th Embodiment of the operational amplifier (operational amplifier) which concerns on this embodiment. 本実施形態に係るオペアンプを適用して好適なアクティブフィルタの基本構成を示す図である。It is a figure which shows the basic composition of an active filter suitable by applying the operational amplifier which concerns on this embodiment. 本実施形態に係るアクティブフィルタを適用したデジタル光空間伝送システムの構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example of the digital optical space transmission system to which the active filter which concerns on this embodiment is applied.

符号の説明Explanation of symbols

10,10A,20…オペアンプ、11,21…差動増幅回路、12,12A,22…エミッタ接地増幅回路(段)、Q11,Q21…第1のトランジスタ、Q12,Q22…第2のトランジスタ、Q15,Q25…エミッタ/ソース接地増幅トランジスタ、C11〜C13,C21,C22…キャパシタ、R11,R12,R21,R22…抵抗素子、121,121A,221…直列回路、30,40…オペアンプ、31,41…差動増幅回路、32,42…第1のエミッタ/ソース接地増幅回路(段)、34,43…第2のエミッタ/ソース接地増幅回路(段)、Q31,Q41…第2のトランジスタ、Q32,Q42…第1のトランジスタ、Q35,Q38,Q45,Q46…エミッタ接地増幅トランジスタ、C31〜C34,C41〜C44…キャパシタ、R31〜R34,R41〜R44…抵抗素子、321,341,421,431…直列回路、100…アクティブフィルタ、101…オペアンプ、102(C)キャパシタ、103…積分回路、200…デジタル光空間伝送システム、201…オーディオ機器、202…コードレス(ワイヤレス)スピーカ、203…コードレス(ワイヤレス)ヘッドホン、210…送信部、211…オーディオ用アナログデジタルコンバータ(ADC)、212…デジタル変調処理回路、213…LEDドライバ、220…受信部、221…BPF、222…フォトダイオード、223…AGC、224…デジタル復調処理回路、225…オーディオ用デジタルアナログコンバータ(DAC)。
10, 10A, 20 ... operational amplifier, 11, 21 ... differential amplifier circuit, 12, 12A, 22 ... grounded emitter amplifier circuit (stage), Q11, Q21 ... first transistor, Q12, Q22 ... second transistor, Q15 , Q25 ... Common emitter / source amplification transistor, C11 to C13, C21, C22 ... Capacitor, R11, R12, R21, R22 ... Resistance element, 121, 121A, 221 ... Series circuit, 30, 40 ... Op-amp, 31, 41 ... Differential amplifier circuit, 32, 42... First emitter / source grounded amplifier circuit (stage), 34, 43... Second emitter / source grounded amplifier circuit (stage), Q31, Q41. Q42 ... first transistor, Q35, Q38, Q45, Q46 ... grounded emitter amplifier transistor, C31 to C34, C4 C44: capacitor, R31 to R34, R41 to R44 ... resistance element, 321, 341, 421, 431 ... series circuit, 100 ... active filter, 101 ... operational amplifier, 102 (C) capacitor, 103 ... integration circuit, 200 ... digital Optical space transmission system, 201 ... audio equipment, 202 ... cordless (wireless) speaker, 203 ... cordless (wireless) headphones, 210 ... transmission unit, 211 ... analog-to-digital converter (ADC) for audio, 212 ... digital modulation processing circuit, 213 DESCRIPTION OF SYMBOLS ... LED driver, 220 ... Reception part, 221 ... BPF, 222 ... Photodiode, 223 ... AGC, 224 ... Digital demodulation processing circuit, 225 ... Digital-to-analog converter (DAC) for audio.

Claims (15)

各々のベース端子を差動入力とし、エミッタが共通に接続された第1のトランジスタおよび第2のトランジスタを有し、上記第1のトランジスタまたは上記第2のトランジスタのコレクタから出力信号を供給するエミッタ共通差動増幅回路と、
上記エミッタ共通差動増幅回路のコレクタ出力により駆動されるエミッタ接地増幅段と、を有し、
上記エミッタ接地増幅段は、
コレクタとベース間に接続された少なくとも2つの容量素子の直列回路と、
上記直列回路の容量素子同士の接続点と接地電位間に接続された少なくとも一つの抵抗素子と、を有する
演算増幅器。
Each emitter having a base terminal as a differential input and having a first transistor and a second transistor whose emitters are commonly connected, and supplying an output signal from the collector of the first transistor or the second transistor A common differential amplifier circuit;
A common-emitter amplifier stage driven by the collector output of the common emitter differential amplifier circuit,
The grounded-emitter amplifier stage is
A series circuit of at least two capacitive elements connected between the collector and the base;
An operational amplifier comprising: a connection point between the capacitive elements of the series circuit; and at least one resistance element connected between a ground potential.
各々のゲート端子を差動入力とし、ソースが共通に接続された第1のトランジスタおよび第2のトランジスタを有し、上記第1のトランジスタまたは上記第2のトランジスタのドレインから出力信号を供給するソース共通差動増幅回路と、
上記ソース共通差動増幅回路のドレイン出力により駆動されるソース接地増幅段と、を有し、
上記ソース接地増幅段は、
ドレインとゲート間に接続された少なくとも2つの容量素子の直列回路と、
上記直列回路の容量素子同士の接続点と接地電位間に接続された少なくとも一つの抵抗素子と、を有する
演算増幅器。
A source having a first transistor and a second transistor each having a differential input as a gate terminal and a source connected in common, and supplying an output signal from the drain of the first transistor or the second transistor A common differential amplifier circuit;
A common-source amplifier stage driven by the drain output of the common source differential amplifier circuit;
The grounded source amplification stage is
A series circuit of at least two capacitive elements connected between the drain and the gate;
An operational amplifier comprising: a connection point between the capacitive elements of the series circuit; and at least one resistance element connected between a ground potential.
上記ソース接地増幅段は、上記直列回路と上記ドレイン間に接続された抵抗素子を、
さらに有する請求項2記載の演算増幅器。
The source-grounded amplification stage includes a resistance element connected between the series circuit and the drain.
The operational amplifier according to claim 2, further comprising:
各々のベース端子を差動入力とし、エミッタが共通に接続された第1のトランジスタおよび第2のトランジスタを有し、上記第1のトランジスタの第1のコレクタから第1の出力信号を供給し、上記第2のトランジスタの第2のコレクタから第2の出力信号を供給するエミッタ共通差動増幅回路と、
上記エミッタ共通差動増幅回路の第1のコレクタ出力により駆動される第1のエミッタ接地増幅段と、
上記エミッタ共通差動増幅回路の第2のコレクタ出力により駆動される第2のエミッタ接地増幅段と、を有し、
上記第1のエミッタ接地増幅段は、
コレクタとベース間に接続された少なくとも2つの容量素子の第1の直列回路と、
上記第1の直列回路の容量素子同士の接続点と接地電位間に接続された少なくとも一つの抵抗素子と、を有し、
上記第2のエミッタ接地増幅段は、
コレクタとベース間に接続された少なくとも2つの容量素子の第2の直列回路と、
上記第2の直列回路の容量素子同士の接続点と接地電位間に接続された少なくとも一つの抵抗素子と、を有する
演算増幅器。
Each of the base terminals has a differential input and a first transistor and a second transistor whose emitters are commonly connected, and a first output signal is supplied from a first collector of the first transistor, An emitter-common differential amplifier circuit for supplying a second output signal from a second collector of the second transistor;
A first grounded-emitter amplifier stage driven by a first collector output of the common emitter differential amplifier circuit;
A second grounded-emitter amplifier stage driven by a second collector output of the common emitter differential amplifier circuit;
The first grounded-emitter amplification stage includes:
A first series circuit of at least two capacitive elements connected between the collector and the base;
Having at least one resistance element connected between a connection point between the capacitive elements of the first series circuit and a ground potential;
The second grounded-emitter amplification stage is:
A second series circuit of at least two capacitive elements connected between the collector and the base;
An operational amplifier comprising: a connection point between capacitive elements of the second series circuit; and at least one resistance element connected between a ground potential.
上記第1および第2のエミッタ接地増幅段の各々は、ダーリントン接続されたエミッタフォロワ段を含む
請求項4記載の演算増幅器。
The operational amplifier according to claim 4, wherein each of the first and second grounded-emitter amplifier stages includes a Darlington-connected emitter follower stage.
各々のゲート端子を差動入力とし、ソースが共通に接続された第1のトランジスタおよび第2のトランジスタを有し、上記第1のトランジスタの第1のドレインから第1の出力信号を供給し、上記第2のトランジスタの第2のドレインから第2の出力信号を供給するソース共通差動増幅回路と、
上記ソース共通差動増幅回路の第1のドレイン出力により駆動される第1のソース接地増幅段と、
上記ソース共通差動増幅回路の第2のドレイン出力により駆動される第2のソース接地増幅段と、を有し、
上記第1のソース接地増幅段は、
ドレインとゲート間に接続された少なくとも2つの容量素子の第1の直列回路と、
上記第1の直列回路の容量素子同士の接続点と接地電位間に接続された少なくとも一つの抵抗素子と、を有し、
上記第2のソース接地増幅段は、
ドレインとゲート間に接続された少なくとも2つの容量素子の第2の直列回路と、
上記第2の直列回路の容量素子同士の接続点と接地電位間に接続された少なくとも一つの抵抗素子と、を有する
演算増幅器。
Each gate terminal has a first transistor and a second transistor, each having a differential input and a source connected in common, and a first output signal is supplied from a first drain of the first transistor, A common source differential amplifier circuit for supplying a second output signal from a second drain of the second transistor;
A first source grounded amplification stage driven by a first drain output of the common source differential amplifier circuit;
A second common-source amplifier stage driven by a second drain output of the common source differential amplifier circuit;
The first grounded source amplification stage includes:
A first series circuit of at least two capacitive elements connected between the drain and the gate;
Having at least one resistance element connected between a connection point between the capacitive elements of the first series circuit and a ground potential;
The second source grounded amplification stage is:
A second series circuit of at least two capacitive elements connected between the drain and the gate;
An operational amplifier comprising: a connection point between capacitive elements of the second series circuit; and at least one resistance element connected between a ground potential.
上記第1および第2のソース接地増幅段の各々はは、上記直列回路と上記ドレイン間に接続された抵抗素子を、
さらに有する請求項6記載の演算増幅器。
Each of the first and second common-source amplification stages includes a resistance element connected between the series circuit and the drain.
The operational amplifier according to claim 6, further comprising:
演算増幅器と、
上記演算増幅器の出力端子と当該演算増幅器の反転位相の入力間に接続された容量素子と、
上記反転位相の入力に供給される入力電流による積分回路と、を有し、
上記演算増幅器は、
各々のベース端子を差動入力とし、エミッタが共通に接続された第1のトランジスタおよび第2のトランジスタを有し、上記第1のトランジスタまたは上記第2のトランジスタのコレクタから出力信号を供給するエミッタ共通差動増幅回路と、
上記エミッタ共通差動増幅回路のコレクタ出力により駆動されるエミッタ接地増幅段と、を有し、
上記エミッタ接地増幅段は、
コレクタとベース間に接続された少なくとも2つの容量素子の直列回路と、
上記直列回路の容量素子同士の接続点と接地電位間に接続された少なくとも一つの抵抗素子と、を有する
アクティブフィルタ。
An operational amplifier;
A capacitive element connected between the output terminal of the operational amplifier and the input of the inverted phase of the operational amplifier;
An integration circuit with an input current supplied to the input of the inversion phase,
The operational amplifier is
Each emitter having a base terminal as a differential input and having a first transistor and a second transistor whose emitters are commonly connected, and supplying an output signal from the collector of the first transistor or the second transistor A common differential amplifier circuit;
A common-emitter amplifier stage driven by the collector output of the common emitter differential amplifier circuit,
The grounded-emitter amplifier stage is
A series circuit of at least two capacitive elements connected between the collector and the base;
An active filter comprising: a connection point between capacitive elements of the series circuit; and at least one resistance element connected between a ground potential.
演算増幅器と、
上記演算増幅器の出力端子と当該演算増幅器の反転位相の入力間に接続された容量素子と、
上記反転位相の入力に供給される入力電流による積分回路と、を有し、
上記演算増幅器は、
各々のゲート端子を差動入力とし、ソースが共通に接続された第1のトランジスタおよび第2のトランジスタを有し、上記第1のトランジスタまたは上記第2のトランジスタのドレインから出力信号を供給するソース共通差動増幅回路と、
上記ソース共通差動増幅回路のドレイン出力により駆動されるソース接地増幅段と、を有し、
上記ソース接地増幅段は、
ドレインとゲート間に接続された少なくとも2つの容量素子の直列回路と、
上記直列回路の容量素子同士の接続点と接地電位間に接続された少なくとも一つの抵抗素子と、を有する
アクティブフィルタ。
An operational amplifier;
A capacitive element connected between the output terminal of the operational amplifier and the input of the inverted phase of the operational amplifier;
An integration circuit with an input current supplied to the input of the inversion phase,
The operational amplifier is
A source having a first transistor and a second transistor each having a differential input as a gate terminal and a source connected in common, and supplying an output signal from the drain of the first transistor or the second transistor A common differential amplifier circuit;
A common-source amplifier stage driven by the drain output of the common source differential amplifier circuit;
The grounded source amplification stage is
A series circuit of at least two capacitive elements connected between the drain and the gate;
An active filter comprising: a connection point between capacitive elements of the series circuit; and at least one resistance element connected between a ground potential.
演算増幅器と、
上記演算増幅器の出力端子と当該演算増幅器の反転位相の入力間に接続された容量素子と、
上記反転位相の入力に供給される入力電流による積分回路と、を有し、
上記演算増幅器は、
各々のベース端子を差動入力とし、エミッタが共通に接続された第1のトランジスタおよび第2のトランジスタを有し、上記第1のトランジスタの第1のコレクタから第1の出力信号を供給し、上記第2のトランジスタの第2のコレクタから第2の出力信号を供給するエミッタ共通差動増幅回路と、
上記エミッタ共通差動増幅回路の第1のコレクタ出力により駆動される第1のエミッタ接地増幅段と、
上記エミッタ共通差動増幅回路の第2のコレクタ出力により駆動される第2のエミッタ接地増幅段と、を有し、
上記第1のエミッタ接地増幅段は、
コレクタとベース間に接続された少なくとも2つの容量素子の第1の直列回路と、
上記第1の直列回路の容量素子同士の接続点と接地電位間に接続された少なくとも一つの抵抗素子と、を有し、
上記第2のエミッタ接地増幅段は、
コレクタとベース間に接続された少なくとも2つの容量素子の第2の直列回路と、
上記第2の直列回路の容量素子同士の接続点と接地電位間に接続された少なくとも一つの抵抗素子と、を有する
アクティブフィルタ。
An operational amplifier;
A capacitive element connected between the output terminal of the operational amplifier and the input of the inverted phase of the operational amplifier;
An integration circuit with an input current supplied to the input of the inversion phase,
The operational amplifier is
Each of the base terminals has a differential input and a first transistor and a second transistor whose emitters are commonly connected, and a first output signal is supplied from a first collector of the first transistor, An emitter-common differential amplifier circuit for supplying a second output signal from a second collector of the second transistor;
A first grounded-emitter amplifier stage driven by a first collector output of the common emitter differential amplifier circuit;
A second grounded-emitter amplifier stage driven by a second collector output of the common emitter differential amplifier circuit;
The first grounded-emitter amplification stage includes:
A first series circuit of at least two capacitive elements connected between the collector and the base;
Having at least one resistance element connected between a connection point between the capacitive elements of the first series circuit and a ground potential;
The second grounded-emitter amplification stage is:
A second series circuit of at least two capacitive elements connected between the collector and the base;
An active filter comprising: a connection point between capacitive elements of the second series circuit; and at least one resistance element connected between a ground potential.
演算増幅器と、
上記演算増幅器の出力端子と当該演算増幅器の反転位相の入力間に接続された容量素子と、
上記反転位相の入力に供給される入力電流による積分回路と、を有し、
上記演算増幅器は、
各々のゲート端子を差動入力とし、ソースが共通に接続された第1のトランジスタおよび第2のトランジスタを有し、上記第1のトランジスタの第1のドレインから第1の出力信号を供給し、上記第2のトランジスタの第2のドレインから第2の出力信号を供給するソース共通差動増幅回路と、
上記ソース共通差動増幅回路の第1のドレイン出力により駆動される第1のソース接地増幅段と、
上記ソース共通差動増幅回路の第2のドレイン出力により駆動される第2のソース接地増幅段と、を有し、
上記第1のソース接地増幅段は、
ドレインとゲート間に接続された少なくとも2つの容量素子の第1の直列回路と、
上記第1の直列回路の容量素子同士の接続点と接地電位間に接続された少なくとも一つの抵抗素子と、を有し、
上記第2のソース接地増幅段は、
ドレインとゲート間に接続された少なくとも2つの容量素子の第2の直列回路と、
上記第2の直列回路の容量素子同士の接続点と接地電位間に接続された少なくとも一つの抵抗素子と、を有する
アクティブフィルタ。
An operational amplifier;
A capacitive element connected between the output terminal of the operational amplifier and the input of the inverted phase of the operational amplifier;
An integration circuit with an input current supplied to the input of the inversion phase,
The operational amplifier is
Each gate terminal has a first transistor and a second transistor, each having a differential input and a source connected in common, and a first output signal is supplied from a first drain of the first transistor, A common source differential amplifier circuit for supplying a second output signal from a second drain of the second transistor;
A first source grounded amplification stage driven by a first drain output of the common source differential amplifier circuit;
A second common-source amplifier stage driven by a second drain output of the common source differential amplifier circuit;
The first grounded source amplification stage includes:
A first series circuit of at least two capacitive elements connected between the drain and the gate;
Having at least one resistance element connected between a connection point between the capacitive elements of the first series circuit and a ground potential;
The second source grounded amplification stage is:
A second series circuit of at least two capacitive elements connected between the drain and the gate;
An active filter comprising: a connection point between capacitive elements of the second series circuit; and at least one resistance element connected between a ground potential.
変調したデジタルデータを所定の媒体を伝送させて受信するデータ伝送システムであって、
受信したデジタルデータから所望の信号データを抽出するアクティブフィルタと、
上記アクティブフィルタで抽出されたデジタルデータを復調する復調回路と、を有し、
上記アクティブフィルタは、
演算増幅器と、
上記演算増幅器の出力端子と当該演算増幅器の反転位相の入力間に接続された容量素子と、
上記反転位相の入力に供給される入力電流による積分回路と、を有し、
上記演算増幅器は、
各々のベース端子を差動入力とし、エミッタが共通に接続された第1のトランジスタおよび第2のトランジスタを有し、上記第1のトランジスタまたは上記第2のトランジスタのコレクタから出力信号を供給するエミッタ共通差動増幅回路と、
上記エミッタ共通差動増幅回路のコレクタ出力により駆動されるエミッタ接地増幅段と、を有し、
上記エミッタ接地増幅段は、
コレクタとベース間に接続された少なくとも2つの容量素子の直列回路と、
上記直列回路の容量素子同士の接続点と接地電位間に接続された少なくとも一つの抵抗素子と、を有する
データ伝送システム。
A data transmission system for receiving modulated digital data by transmitting a predetermined medium,
An active filter for extracting desired signal data from the received digital data;
A demodulation circuit for demodulating the digital data extracted by the active filter,
The active filter is
An operational amplifier;
A capacitive element connected between the output terminal of the operational amplifier and the input of the inverted phase of the operational amplifier;
An integration circuit with an input current supplied to the input of the inversion phase,
The operational amplifier is
Each emitter having a base terminal as a differential input and having a first transistor and a second transistor whose emitters are commonly connected, and supplying an output signal from the collector of the first transistor or the second transistor A common differential amplifier circuit;
A common-emitter amplifier stage driven by the collector output of the common emitter differential amplifier circuit,
The grounded-emitter amplifier stage is
A series circuit of at least two capacitive elements connected between the collector and the base;
A data transmission system comprising: a connection point between capacitive elements of the series circuit; and at least one resistance element connected between a ground potential.
変調したデジタルデータを所定の媒体を伝送させて受信するデータ伝送システムであって、
受信したデジタルデータから所望の信号データを抽出するアクティブフィルタと、
上記アクティブフィルタで抽出されたデジタルデータを復調する復調回路と、を有し、
上記アクティブフィルタは、
演算増幅器と、
上記演算増幅器の出力端子と当該演算増幅器の反転位相の入力間に接続された容量素子と、
上記反転位相の入力に供給される入力電流による積分回路と、を有し、
上記演算増幅器は、
各々のゲート端子を差動入力とし、ソースが共通に接続された第1のトランジスタおよび第2のトランジスタを有し、上記第1のトランジスタまたは上記第2のトランジスタのドレインから出力信号を供給するソース共通差動増幅回路と、
上記ソース共通差動増幅回路のドレイン出力により駆動されるソース接地増幅段と、を有し、
上記ソース接地増幅段は、
ドレインとゲート間に接続された少なくとも2つの容量素子の直列回路と、
上記直列回路の容量素子同士の接続点と接地電位間に接続された少なくとも一つの抵抗素子と、を有する
データ伝送システム。
A data transmission system for receiving modulated digital data by transmitting a predetermined medium,
An active filter for extracting desired signal data from the received digital data;
A demodulation circuit for demodulating the digital data extracted by the active filter,
The active filter is
An operational amplifier;
A capacitive element connected between the output terminal of the operational amplifier and the input of the inverted phase of the operational amplifier;
An integration circuit with an input current supplied to the input of the inversion phase,
The operational amplifier is
A source having a first transistor and a second transistor each having a differential input as a gate terminal and a source connected in common, and supplying an output signal from the drain of the first transistor or the second transistor A common differential amplifier circuit;
A common-source amplifier stage driven by the drain output of the common source differential amplifier circuit;
The grounded source amplification stage is
A series circuit of at least two capacitive elements connected between the drain and the gate;
A data transmission system comprising: a connection point between capacitive elements of the series circuit; and at least one resistance element connected between a ground potential.
変調したデジタルデータを所定の媒体を伝送させて受信するデータ伝送システムであって、
受信したデジタルデータから所望の信号データを抽出するアクティブフィルタと、
上記アクティブフィルタで抽出されたデジタルデータを復調する復調回路と、を有し、
上記アクティブフィルタは、
演算増幅器と、
上記演算増幅器の出力端子と当該演算増幅器の反転位相の入力間に接続された容量素子と、
上記反転位相の入力に供給される入力電流による積分回路と、を有し、
上記演算増幅器は、
各々のベース端子を差動入力とし、エミッタが共通に接続された第1のトランジスタおよび第2のトランジスタを有し、上記第1のトランジスタの第1のコレクタから第1の出力信号を供給し、上記第2のトランジスタの第2のコレクタから第2の出力信号を供給するエミッタ共通差動増幅回路と、
上記エミッタ共通差動増幅回路の第1のコレクタ出力により駆動される第1のエミッタ接地増幅段と、
上記エミッタ共通差動増幅回路の第2のコレクタ出力により駆動される第2のエミッタ接地増幅段と、を有し、
上記第1のエミッタ接地増幅段は、
コレクタとベース間に接続された少なくとも2つの容量素子の第1の直列回路と、
上記第1の直列回路の容量素子同士の接続点と接地電位間に接続された少なくとも一つの抵抗素子と、を有し、
上記第2のエミッタ接地増幅段は、
コレクタとベース間に接続された少なくとも2つの容量素子の第2の直列回路と、
上記第2の直列回路の容量素子同士の接続点と接地電位間に接続された少なくとも一つの抵抗素子と、を有する
データ伝送システム。
A data transmission system for receiving modulated digital data by transmitting a predetermined medium,
An active filter for extracting desired signal data from the received digital data;
A demodulation circuit for demodulating the digital data extracted by the active filter,
The active filter is
An operational amplifier;
A capacitive element connected between the output terminal of the operational amplifier and the input of the inverted phase of the operational amplifier;
An integration circuit with an input current supplied to the input of the inversion phase,
The operational amplifier is
Each of the base terminals has a differential input and a first transistor and a second transistor whose emitters are commonly connected, and a first output signal is supplied from a first collector of the first transistor, An emitter-common differential amplifier circuit for supplying a second output signal from a second collector of the second transistor;
A first grounded-emitter amplifier stage driven by a first collector output of the common emitter differential amplifier circuit;
A second grounded-emitter amplifier stage driven by a second collector output of the common emitter differential amplifier circuit;
The first grounded-emitter amplification stage includes:
A first series circuit of at least two capacitive elements connected between the collector and the base;
Having at least one resistance element connected between a connection point between the capacitive elements of the first series circuit and a ground potential;
The second grounded-emitter amplification stage is:
A second series circuit of at least two capacitive elements connected between the collector and the base;
A data transmission system comprising: a connection point between capacitive elements of the second series circuit; and at least one resistance element connected between a ground potential.
変調したデジタルデータを所定の媒体を伝送させて受信するデータ伝送システムであって、
受信したデジタルデータから所望の信号データを抽出するアクティブフィルタと、
上記アクティブフィルタで抽出されたデジタルデータを復調する復調回路と、を有し、
上記アクティブフィルタは、
演算増幅器と、
上記演算増幅器の出力端子と当該演算増幅器の反転位相の入力間に接続された容量素子と、
上記反転位相の入力に供給される入力電流による積分回路と、を有し、
上記演算増幅器は、
各々のゲート端子を差動入力とし、ソースが共通に接続された第1のトランジスタおよび第2のトランジスタを有し、上記第1のトランジスタの第1のドレインから第1の出力信号を供給し、上記第2のトランジスタの第2のドレインから第2の出力信号を供給するソース共通差動増幅回路と、
上記ソース共通差動増幅回路の第1のドレイン出力により駆動される第1のソース接地増幅段と、
上記ソース共通差動増幅回路の第2のドレイン出力により駆動される第2のソース接地増幅段と、を有し、
上記第1のソース接地増幅段は、
ドレインとゲート間に接続された少なくとも2つの容量素子の第1の直列回路と、
上記第1の直列回路の容量素子同士の接続点と接地電位間に接続された少なくとも一つの抵抗素子と、を有し、
上記第2のソース接地増幅段は、
ドレインとゲート間に接続された少なくとも2つの容量素子の第2の直列回路と、
上記第2の直列回路の容量素子同士の接続点と接地電位間に接続された少なくとも一つの抵抗素子と、を有する
データ伝送システム。
A data transmission system for receiving modulated digital data by transmitting a predetermined medium,
An active filter for extracting desired signal data from the received digital data;
A demodulation circuit for demodulating the digital data extracted by the active filter,
The active filter is
An operational amplifier;
A capacitive element connected between the output terminal of the operational amplifier and the input of the inverted phase of the operational amplifier;
An integration circuit with an input current supplied to the input of the inversion phase,
The operational amplifier is
Each gate terminal has a first transistor and a second transistor, each having a differential input and a source connected in common, and a first output signal is supplied from a first drain of the first transistor, A common source differential amplifier circuit for supplying a second output signal from a second drain of the second transistor;
A first source grounded amplification stage driven by a first drain output of the common source differential amplifier circuit;
A second common-source amplifier stage driven by a second drain output of the common source differential amplifier circuit;
The first grounded source amplification stage includes:
A first series circuit of at least two capacitive elements connected between the drain and the gate;
Having at least one resistance element connected between a connection point between the capacitive elements of the first series circuit and a ground potential;
The second source grounded amplification stage is:
A second series circuit of at least two capacitive elements connected between the drain and the gate;
A data transmission system comprising: a connection point between capacitive elements of the second series circuit; and at least one resistance element connected between a ground potential.
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