JP2539301B2 - 有極型リ−プフロッグ・フィルタ - Google Patents
有極型リ−プフロッグ・フィルタInfo
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- JP2539301B2 JP2539301B2 JP3089440A JP8944091A JP2539301B2 JP 2539301 B2 JP2539301 B2 JP 2539301B2 JP 3089440 A JP3089440 A JP 3089440A JP 8944091 A JP8944091 A JP 8944091A JP 2539301 B2 JP2539301 B2 JP 2539301B2
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- Japan
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- integrator
- circuit
- polar
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H11/00—Networks using active elements
- H03H11/02—Multiple-port networks
- H03H11/04—Frequency selective two-port networks
- H03H11/0422—Frequency selective two-port networks using transconductance amplifiers, e.g. gmC filters
- H03H11/0466—Filters combining transconductance amplifiers with other active elements, e.g. operational amplifiers, transistors, voltage conveyors
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H11/00—Networks using active elements
- H03H11/02—Multiple-port networks
- H03H11/04—Frequency selective two-port networks
- H03H11/0422—Frequency selective two-port networks using transconductance amplifiers, e.g. gmC filters
- H03H11/0444—Simulation of ladder networks
- H03H11/045—Leapfrog structures
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はアクティブフィルタとし
て構成し得る有極型リ−プフロッグ・フィルタに関し、
特に偶数次ロ−パスフィルタとして構成された有極型リ
−プフロッグ・ロ−パスフィルタに関するものである。
て構成し得る有極型リ−プフロッグ・フィルタに関し、
特に偶数次ロ−パスフィルタとして構成された有極型リ
−プフロッグ・ロ−パスフィルタに関するものである。
【０００２】
【従来技術】従来、図４Ａに示されているようなパッシ
ブフィルタが広く用いられているが、周辺回路の半導体
集積回路化に伴い、このようなパッシブフィルタに代え
て、いわゆるアクティブフィルタが用いられるようにな
ってきている。一般に、アクティブフィルタは、各構成
要素が抵抗およびコンデンサと演算増幅器で構成されて
おり、これらの演算増幅器を組合せて、サレンキー回
路、バイカッド回路あるいはＦＤＮＲ（Ｆｒｅｑｕｅｎ
ｃｙ−Ｄｅｐｅｎｄｅｎｔ ＮｅｇａｔｉｖｅＲｅｓｉ
ｓｔａｎｃｅ）フィルタを構成して、アクティブフィル
タを形成するか、これらの回路を単位として所定のフィ
ルタを形成している。フィルタ特性を変えたい場合に
は、バイカッド回路等では、抵抗やコンデンサの定数を
変えることによって調整しなければならない。また、Ｆ
ＤＮＲフィルタは、通常数段に接続されており、フィル
タ特性を調整するには、それに使用される素子の定数を
すべて変えねばならず、ＦＤＮＲフィルタでは、フィル
タ特性を調整することは困難である。他のフィルタ回路
でも、フィルタ特性を可変型とする場合には、可変抵抗
器が用いられているために混成集積回路として構成せざ
るを得ない。あるいはまた、所定の抵抗値のチップ部品
を予め選択してプリント基板に実装しなければならない
ため、形状が大きくなる欠点がある。勿論、これらのア
クティブフィルタは、演算増幅器、抵抗およびコンデン
サで形成されており、半導体集積回路化が図られている
が、可変抵抗器を必要とするものや、チップ部品を選択
してフィルタ特性を調整するものにあっては、上述のよ
うにプリント基板に実装して混成集積回路としてフィル
タを構成しなければならないので、モノリシック集積回
路化を図ることができないという難点がある。
ブフィルタが広く用いられているが、周辺回路の半導体
集積回路化に伴い、このようなパッシブフィルタに代え
て、いわゆるアクティブフィルタが用いられるようにな
ってきている。一般に、アクティブフィルタは、各構成
要素が抵抗およびコンデンサと演算増幅器で構成されて
おり、これらの演算増幅器を組合せて、サレンキー回
路、バイカッド回路あるいはＦＤＮＲ（Ｆｒｅｑｕｅｎ
ｃｙ−Ｄｅｐｅｎｄｅｎｔ ＮｅｇａｔｉｖｅＲｅｓｉ
ｓｔａｎｃｅ）フィルタを構成して、アクティブフィル
タを形成するか、これらの回路を単位として所定のフィ
ルタを形成している。フィルタ特性を変えたい場合に
は、バイカッド回路等では、抵抗やコンデンサの定数を
変えることによって調整しなければならない。また、Ｆ
ＤＮＲフィルタは、通常数段に接続されており、フィル
タ特性を調整するには、それに使用される素子の定数を
すべて変えねばならず、ＦＤＮＲフィルタでは、フィル
タ特性を調整することは困難である。他のフィルタ回路
でも、フィルタ特性を可変型とする場合には、可変抵抗
器が用いられているために混成集積回路として構成せざ
るを得ない。あるいはまた、所定の抵抗値のチップ部品
を予め選択してプリント基板に実装しなければならない
ため、形状が大きくなる欠点がある。勿論、これらのア
クティブフィルタは、演算増幅器、抵抗およびコンデン
サで形成されており、半導体集積回路化が図られている
が、可変抵抗器を必要とするものや、チップ部品を選択
してフィルタ特性を調整するものにあっては、上述のよ
うにプリント基板に実装して混成集積回路としてフィル
タを構成しなければならないので、モノリシック集積回
路化を図ることができないという難点がある。
【０００３】
【本発明が解決しようとする課題】連立チエビシェフ型
等のフィルタを形成する場合や所望のフィルタ特性を実
現し得るためには、フィルタが減衰極、所謂、有限周波
数に伝送零点を有する有極型として構成される必要があ
るが、上述した従来提案されている構成でそれを実現し
ようとすると、部品点数が多く回路構成が複雑となった
り、あるいはバイカッド回路の場合のように偶数次の構
成はできても奇数次の構成が容易でないというような問
題があった。また、プリント基板に多数の部品が実装さ
れた混成集積回路にあっては形状も大きく、フィルタ特
性の調整も困難なものが多い欠点がある。本発明は、リ
ープフロッグ・シミュレーション技法に着目し（１９８
５年３月２５日株式会社産業報知センター発行「アナロ
グフィルタの設計」 （Ｍ．Ｅ．ＶＡＮ ＶＡＬＫＥＮ
ＢＵＲＧ著、柳沢健監訳・金井元他訳を参照された
い）、この技法を用いて、このような問題を完全に克服
した有極型のリープフロッグ・フィルタを提供すること
を目的とする。
等のフィルタを形成する場合や所望のフィルタ特性を実
現し得るためには、フィルタが減衰極、所謂、有限周波
数に伝送零点を有する有極型として構成される必要があ
るが、上述した従来提案されている構成でそれを実現し
ようとすると、部品点数が多く回路構成が複雑となった
り、あるいはバイカッド回路の場合のように偶数次の構
成はできても奇数次の構成が容易でないというような問
題があった。また、プリント基板に多数の部品が実装さ
れた混成集積回路にあっては形状も大きく、フィルタ特
性の調整も困難なものが多い欠点がある。本発明は、リ
ープフロッグ・シミュレーション技法に着目し（１９８
５年３月２５日株式会社産業報知センター発行「アナロ
グフィルタの設計」 （Ｍ．Ｅ．ＶＡＮ ＶＡＬＫＥＮ
ＢＵＲＧ著、柳沢健監訳・金井元他訳を参照された
い）、この技法を用いて、このような問題を完全に克服
した有極型のリープフロッグ・フィルタを提供すること
を目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、上述のよう
に、リープフロッグ・シミュレーション技法を利用する
ものであるが、さらに、その前提として、本出願人の特
願平２−３３３１３６号に開示された発明を基礎とする
ものである。図１は上記特許出願に係る発明の１つの実
施例の回路図、図２Ａ〜２Ｄは図１の有極回路網を形成
する過程について説明するためのブロック図、そして図
３はこの有極回路網の周波数特性を示す図である。これ
らの図に示された事項は本発明においてその構成要素と
して用いられる。従って、まずこれらの事項について図
１〜３を参照して説明する。
に、リープフロッグ・シミュレーション技法を利用する
ものであるが、さらに、その前提として、本出願人の特
願平２−３３３１３６号に開示された発明を基礎とする
ものである。図１は上記特許出願に係る発明の１つの実
施例の回路図、図２Ａ〜２Ｄは図１の有極回路網を形成
する過程について説明するためのブロック図、そして図
３はこの有極回路網の周波数特性を示す図である。これ
らの図に示された事項は本発明においてその構成要素と
して用いられる。従って、まずこれらの事項について図
１〜３を参照して説明する。
【０００５】図１において、入力端子１は、略無限大の
利得をもつ演算増幅器Ａ1の正相入力端子に接続され、
その出力端子を出力端子２とする。演算増幅器Ａ1の出
力端子は可変コンダクタンス増幅器Ａ2の正相入力端子
に接続され、その出力端子はコンデンサＣ1が接続され
て演算増幅器Ａ1の逆相入力端子に接続されている。可
変コンダクタンス増幅器Ａ2は、コンデンサＣ1とによっ
て積分器１１を構成し、演算増幅器Ａ1は、積分器１１
によって負帰還が掛るようになされて、演算増幅器Ａ1
は、積分器１１とによって微分器１３を形成している。
また、可変コンダクタンス増幅器Ａ2の出力端子は、可
変コンダクタンス増幅器Ａ3の正相入力端子に接続さ
れ、可変コンダクタンス増幅器Ａ3の出力端子にコンデ
ンサＣ2が接続されるとともに、可変コンダクタンス増
幅器Ａ2の逆相入力端子に接続されている。可変コンダ
クタンス増幅器Ａ3とコンデンサＣ2とによって積分器１
２を形成している。可変コンダクタンス増幅器Ａ3の逆
相入力端子は接地されている。
利得をもつ演算増幅器Ａ1の正相入力端子に接続され、
その出力端子を出力端子２とする。演算増幅器Ａ1の出
力端子は可変コンダクタンス増幅器Ａ2の正相入力端子
に接続され、その出力端子はコンデンサＣ1が接続され
て演算増幅器Ａ1の逆相入力端子に接続されている。可
変コンダクタンス増幅器Ａ2は、コンデンサＣ1とによっ
て積分器１１を構成し、演算増幅器Ａ1は、積分器１１
によって負帰還が掛るようになされて、演算増幅器Ａ1
は、積分器１１とによって微分器１３を形成している。
また、可変コンダクタンス増幅器Ａ2の出力端子は、可
変コンダクタンス増幅器Ａ3の正相入力端子に接続さ
れ、可変コンダクタンス増幅器Ａ3の出力端子にコンデ
ンサＣ2が接続されるとともに、可変コンダクタンス増
幅器Ａ2の逆相入力端子に接続されている。可変コンダ
クタンス増幅器Ａ3とコンデンサＣ2とによって積分器１
２を形成している。可変コンダクタンス増幅器Ａ3の逆
相入力端子は接地されている。
【０００６】以上の説明からわかるように、図１の回路
は、積分器１２と微分器１３とを組合せた負帰還回路で
あり、図３に示されているように所定の周波数に減衰極
を有するものである。このように、図１に示された回路
は減衰極を有する有極型の回路であるから、本明細書で
は、便宜上、図１の回路を有極回路網と呼ぶことにす
る。
は、積分器１２と微分器１３とを組合せた負帰還回路で
あり、図３に示されているように所定の周波数に減衰極
を有するものである。このように、図１に示された回路
は減衰極を有する有極型の回路であるから、本明細書で
は、便宜上、図１の回路を有極回路網と呼ぶことにす
る。
【０００７】図１の有極回路網は、図３に示されている
ように、積分器と微分器の夫々のフィルタ特性（イ）
（ロ）の組合せによってフィルタ特性が交差する交点に
生じる減衰極を有する。可変コンダクタンス増幅器
Ａ２、Ａ３の夫々の相互コンダクタンスｇｍ１、ｇｍ２
を設定するべく動作電流を調整することによって減衰極
の移動ができる。例えば、積分器１２を形成する可変コ
ンダクタンス増幅器Ａ３の動作電流を調整することで、
周波数ｆ。にあるＰ１をｆ１にあるＰ２に移動させるこ
とができる。また、積分器１１、１２を構成する可変コ
ンダクタンス増幅器Ａ２、Ａ３の動作電流を同時に同一
方向に調整することで、所定の周波数ｆ。で減衰極を移
動させることなく、減衰量のみを変動させることができ
る。
ように、積分器と微分器の夫々のフィルタ特性（イ）
（ロ）の組合せによってフィルタ特性が交差する交点に
生じる減衰極を有する。可変コンダクタンス増幅器
Ａ２、Ａ３の夫々の相互コンダクタンスｇｍ１、ｇｍ２
を設定するべく動作電流を調整することによって減衰極
の移動ができる。例えば、積分器１２を形成する可変コ
ンダクタンス増幅器Ａ３の動作電流を調整することで、
周波数ｆ。にあるＰ１をｆ１にあるＰ２に移動させるこ
とができる。また、積分器１１、１２を構成する可変コ
ンダクタンス増幅器Ａ２、Ａ３の動作電流を同時に同一
方向に調整することで、所定の周波数ｆ。で減衰極を移
動させることなく、減衰量のみを変動させることができ
る。
【０００８】図２Ｄのブロック図は図１の有極回路網に
対応するものであり、従って図２Ｄのブロックから図１
の有極回路網が直接変換されて形成され得るものである
ことについて説明しておく。上述のように図１の有極回
路網は積分器１２と微分器１３とを組合せた負帰還回路
であるから、伝達関数は積分器１２と微分器１３の伝達
関数を加算したものとなる。即ち、微分器の伝達関数を
ｓＣ１／ｇｍ１、積分器の伝達関数をｇｍ２／ｓＣ２と
すると、図１の伝達関数は下記の数１のように表わされ
る。但し、Ｖ１は入力電圧、Ｖ２は出力電圧、ｇｍ１、
ｇｍ２は夫々可変コンダクタンス増幅器Ａ２、Ａ３の相
互コンダクタンスである。
対応するものであり、従って図２Ｄのブロックから図１
の有極回路網が直接変換されて形成され得るものである
ことについて説明しておく。上述のように図１の有極回
路網は積分器１２と微分器１３とを組合せた負帰還回路
であるから、伝達関数は積分器１２と微分器１３の伝達
関数を加算したものとなる。即ち、微分器の伝達関数を
ｓＣ１／ｇｍ１、積分器の伝達関数をｇｍ２／ｓＣ２と
すると、図１の伝達関数は下記の数１のように表わされ
る。但し、Ｖ１は入力電圧、Ｖ２は出力電圧、ｇｍ１、
ｇｍ２は夫々可変コンダクタンス増幅器Ａ２、Ａ３の相
互コンダクタンスである。
【０００９】図２Ａは一般的な負帰還回路のブロック図
であって、加算器３とブロック４、５から構成されてい
る。図２Ｂは図２Ａのブロック４、５に対応するブロッ
ク７、８に、夫々所定の伝達関数を有する積分器を用い
て構成したブロック図を示している。また図２Ｃは図２
Ａのブロック４、５に対応するブロック１０、１４に、
夫々無限大の利得を有する演算増幅器と所定の伝達関数
を有するブロックで構成している。図２Ｄは、図２Ｂと
図２Ｃのブロック図から構成された上記有極回路網のブ
ロック図を示している。図２Ｄのブロックから図１の有
極回路網が直接変換によって得られる。
であって、加算器３とブロック４、５から構成されてい
る。図２Ｂは図２Ａのブロック４、５に対応するブロッ
ク７、８に、夫々所定の伝達関数を有する積分器を用い
て構成したブロック図を示している。また図２Ｃは図２
Ａのブロック４、５に対応するブロック１０、１４に、
夫々無限大の利得を有する演算増幅器と所定の伝達関数
を有するブロックで構成している。図２Ｄは、図２Ｂと
図２Ｃのブロック図から構成された上記有極回路網のブ
ロック図を示している。図２Ｄのブロックから図１の有
極回路網が直接変換によって得られる。
【００１０】ここで、数１の伝達関数を求めておく。図
２Ａの伝達関数は、基本帰還系と呼ばれる負帰還回路の
ブロックであるので、数２のように表わされる。但し、
αはブロック４の変数であり、βはブロック５の変数で
ある。
２Ａの伝達関数は、基本帰還系と呼ばれる負帰還回路の
ブロックであるので、数２のように表わされる。但し、
αはブロック４の変数であり、βはブロック５の変数で
ある。
【数２】 （Ｖ１−αＶ２）β＝Ｖ２
【００１１】従って、数２から図２Ａのブロック図の伝
達関数は、数３で表わされる。
達関数は、数３で表わされる。
【数３】 Ｖ２／Ｖ１＝１／（α＋１／β）
【００１２】図２Ａのブロック図において、ブロック
４、５の変数α、βを夫々積分器の伝達関数として、数
４のように置き換える。
４、５の変数α、βを夫々積分器の伝達関数として、数
４のように置き換える。
【数４】 α＝ｇｍ２／ｓＣ２ β＝ｇｍ１／ｓＣ１
【００１３】すると図２Ａのブロック図は、図２Ｂのよ
うなブロック７、８からなるブロック図となり、その伝
達関数は、数３に数４の関係を代入して求めると、数５
のように表わされる。
うなブロック７、８からなるブロック図となり、その伝
達関数は、数３に数４の関係を代入して求めると、数５
のように表わされる。
【数５】 Ｖ２／Ｖ１＝１／（ｓＣ１／ｇｍ１＋ｇｍ２／ｓＣ２）
【００１４】また、図２Ａのブロック図において、ブロ
ック４、５の変数α、βを数６のように置き換える。
ック４、５の変数α、βを数６のように置き換える。
【数６】 α＝１／（ｓＣ１／ｇｍ１＋ｇｍ２／ｓＣ２） β＝∽
【００１５】そのブロック図は図２Ｃに示すようなブロ
ック図となる。図２Ｃのブロック図の伝達関数は、数３
に数６を代入したものであり、数７のように表わされ
る。
ック図となる。図２Ｃのブロック図の伝達関数は、数３
に数６を代入したものであり、数７のように表わされ
る。
【数７】 Ｖ２／Ｖ１＝ｓＣ１／ｇｍ１＋ｇｍ２／ｓＣ２
【００１６】即ち、数７の結果から図２Ｃのブロック図
は、数１に示したような微分器と積分器の特性が加算さ
れた伝達関数であることを示している。
は、数１に示したような微分器と積分器の特性が加算さ
れた伝達関数であることを示している。
【００１７】ここで、図２Ｃのブロック１４の伝達関数
は、[ 1/(sC1/gm1 + gm2/sC2)]であるので、そのブロッ
クは、数５で示した伝達関数と同じである。
は、[ 1/(sC1/gm1 + gm2/sC2)]であるので、そのブロッ
クは、数５で示した伝達関数と同じである。
【００１８】従って、図２Ｂと図２Ｃのブロック図を組
合せることによって数７の伝達関数が図２Ｄのブロック
図のように図示される。このようにして、図２Ｄのブロ
ック図が図１の回路に変換され得ることが判った。
合せることによって数７の伝達関数が図２Ｄのブロック
図のように図示される。このようにして、図２Ｄのブロ
ック図が図１の回路に変換され得ることが判った。
【００１９】本発明によれば、以上図１〜図３に関して
説明した事項を前提として、上記有極回路網を少なくと
も１つ具備し、入力側および出力側にそれぞれ積分器を
設けられ、前記出力側積分器の前段に第３の積分器を設
けられ、前記有極回路網を２つ以上具備している場合に
は、それらの有極回路網間にさらに他の積分器を設けら
れ、これら全ての回路の合計個数が偶数でありかつ前記
フイルタの次数に等しく選定されており、各隣接回路が
それら間にリ−プフロッグ型負帰還が施されるように接
続されでおり、かつ前記出力側積分器以外の積分器がす
べて自己負帰還型に構成されている有極型リ−プフロッ
グ・フィルタが提供される。
説明した事項を前提として、上記有極回路網を少なくと
も１つ具備し、入力側および出力側にそれぞれ積分器を
設けられ、前記出力側積分器の前段に第３の積分器を設
けられ、前記有極回路網を２つ以上具備している場合に
は、それらの有極回路網間にさらに他の積分器を設けら
れ、これら全ての回路の合計個数が偶数でありかつ前記
フイルタの次数に等しく選定されており、各隣接回路が
それら間にリ−プフロッグ型負帰還が施されるように接
続されでおり、かつ前記出力側積分器以外の積分器がす
べて自己負帰還型に構成されている有極型リ−プフロッ
グ・フィルタが提供される。
【００２０】
【実施例】図４Ａは従来から用いられている偶数次パッ
シブＬＰＦ（ロ−パスフィルタ）である。なお、ｎは４
以上の偶数である。図４Ａのパッシブフィルタを冒頭で
述べたリ−プフロッグ・シミュレ−ション技法によって
アクティブフィルタに変換して得られた本発明の１つの
実施例による有極型リ−プフロッグ・フィルタが図６に
示されている。
シブＬＰＦ（ロ−パスフィルタ）である。なお、ｎは４
以上の偶数である。図４Ａのパッシブフィルタを冒頭で
述べたリ−プフロッグ・シミュレ−ション技法によって
アクティブフィルタに変換して得られた本発明の１つの
実施例による有極型リ−プフロッグ・フィルタが図６に
示されている。
【００２１】以下において、図４Ａのパッシブフィルタ
と等価な図６のアクティブフィルタをリ−プフロッグの
手法を用いて設計する過程について説明する。
と等価な図６のアクティブフィルタをリ−プフロッグの
手法を用いて設計する過程について説明する。
【００２２】まず図４Ａのパッシブフィルタを構成する
抵抗、コンデンサおよびコイルをR'、C'およびL'とし、
抵抗を１に、遮断周波数ω0を1 rad/secにスケ−リング
した抵抗、コンデンサおよびコイルをR"、C"およびL"と
し、そしてコイルをコンデンサと同一視し、R"が１Ω、
遮断周波数がもとの値になるように再度、素子値および
周波数をスケ−リングする。このスケ−リング後の抵
抗、コンデンサおよびコイルの素子値をそれぞれR'''、
C'''およびL'''とすると、これらは数８で与えられる。
抵抗、コンデンサおよびコイルをR'、C'およびL'とし、
抵抗を１に、遮断周波数ω0を1 rad/secにスケ−リング
した抵抗、コンデンサおよびコイルをR"、C"およびL"と
し、そしてコイルをコンデンサと同一視し、R"が１Ω、
遮断周波数がもとの値になるように再度、素子値および
周波数をスケ−リングする。このスケ−リング後の抵
抗、コンデンサおよびコイルの素子値をそれぞれR'''、
C'''およびL'''とすると、これらは数８で与えられる。
【数８】 Ｒ’’’＝Ｒ”・１＝Ｒ’／Ｒｏ Ｃ’’’＝ωｏＣ’Ｒｏ’／ωｏ＝Ｃ’Ｒｏ’ Ｌ’’’＝（ωｏＬ’／Ｒｏ’）／ωｏ （Ｒｏ’＝１／ｇｍ）
【００２３】図４Ｂのブロック図からアドミタンスＹと
インピ−ダンスＺは数９のように表される。
インピ−ダンスＺは数９のように表される。
【数９】 Ｙｉ＝１／（１＋ｓＬ１／ｇｍ）＝ｇｍ／（ｇｍ＋ｓＬ１） Ｚｉ＝ｓＬ１／ｇｍ＋ｇｍ／ｓＣ１ Ｙｉ＋１＝ｇｍ／ｓＬｉ＋１ Ｚｎ＝ｇｍ／ｓＣｎ
【００２４】図４Ｂにおいて、アドミタンスとインピ−
ダンスを伝達関数とみなし得るので、伝達関数は数１０
のように表され得る。
ダンスを伝達関数とみなし得るので、伝達関数は数１０
のように表され得る。
【数１０】 Ｔ１＝ｇｍ／（ｓＬ１＋ｇｍ） Ｔｉ＝ｓＬｉ／ｇｍ＋ｇｍ／ｓＣｉ Ｔｉ＋１＝ｇｍ／ｓＬｉ＋１ Ｔｎ＝ｇｍ／ｓＣｎ
【００２５】ここで、冒頭で引用した「アナログフィル
タの設計」に開示されているリ−プフロッグ・シミュレ
−ション技法に従って、図４Ｂは図５Ａのようなシグナ
ルフロ−に展開され得る。図５Ａにおいて、ブロックの
中の文字は数１０の式に対応した伝達関数であり、丸い
記号は加算器を表している。
タの設計」に開示されているリ−プフロッグ・シミュレ
−ション技法に従って、図４Ｂは図５Ａのようなシグナ
ルフロ−に展開され得る。図５Ａにおいて、ブロックの
中の文字は数１０の式に対応した伝達関数であり、丸い
記号は加算器を表している。
【００２６】図５Ａの各ブロックに数１０の式を代入す
ると、図５Ｂとなる。ここで、上述したように図２Ｃを
図２Ｄに書換えることができることを想起して、その関
係を図５Ｂに入れ込むと、図５Ｂは図５Ｃのように書換
えることができる。
ると、図５Ｂとなる。ここで、上述したように図２Ｃを
図２Ｄに書換えることができることを想起して、その関
係を図５Ｂに入れ込むと、図５Ｂは図５Ｃのように書換
えることができる。
【００２７】さらにまた、上述した図２Ｄのブロックか
ら図１の有極回路網が直接変換によって得られるという
事実から、その図２Ｄと図１との関係を図５Ｃに入れ込
むと、図６の回路が得られる。この回路が図４Ａと等価
な本発明のこの実施例による偶数次の有極型リープフロ
ッグ・フィルタである。図６において、１２および１３
で示されている回路は図１において１２および１３で示
された積分回路および微分回路に対応するものであり、
従ってこれらの積分回路１２と微分回路１３よりなる回
路２１は図１について上述した有極回路網に対応するも
のであることは容易に明らかであろう。また、図６にお
いて、Ｇ１、Ｇｉ＋１、Ｇｎはそれぞれ可変コンダクタ
ンス増幅器であり、それらの出力端子にコンデンサ
Ｌ１、Ｌｉ＋１、Ｃｎがそれぞれ接続されて構成された
積分回路１２に対応した積分回路であり、積分器２０の
みが自己負帰還型に構成されている。さらに、出力側の
積分器２３から前段の積分器２２に、その積分器Ｇ２２
から前段の有極回路網２１に、そしてその有極回路網２
１から入力側の積分器２０にそれぞれリープフロッグ様
式で負帰還が施されている。なお、この場合、積分器と
有極回路網の個数の和は偶数でありかつこのフィルタの
次数に等しく、点線で接続された有極回路網２１と積分
器２２の組合せを直列に接続して追加することによっ
て、高次の有極型リープフロッグが形成できる。
ら図１の有極回路網が直接変換によって得られるという
事実から、その図２Ｄと図１との関係を図５Ｃに入れ込
むと、図６の回路が得られる。この回路が図４Ａと等価
な本発明のこの実施例による偶数次の有極型リープフロ
ッグ・フィルタである。図６において、１２および１３
で示されている回路は図１において１２および１３で示
された積分回路および微分回路に対応するものであり、
従ってこれらの積分回路１２と微分回路１３よりなる回
路２１は図１について上述した有極回路網に対応するも
のであることは容易に明らかであろう。また、図６にお
いて、Ｇ１、Ｇｉ＋１、Ｇｎはそれぞれ可変コンダクタ
ンス増幅器であり、それらの出力端子にコンデンサ
Ｌ１、Ｌｉ＋１、Ｃｎがそれぞれ接続されて構成された
積分回路１２に対応した積分回路であり、積分器２０の
みが自己負帰還型に構成されている。さらに、出力側の
積分器２３から前段の積分器２２に、その積分器Ｇ２２
から前段の有極回路網２１に、そしてその有極回路網２
１から入力側の積分器２０にそれぞれリープフロッグ様
式で負帰還が施されている。なお、この場合、積分器と
有極回路網の個数の和は偶数でありかつこのフィルタの
次数に等しく、点線で接続された有極回路網２１と積分
器２２の組合せを直列に接続して追加することによっ
て、高次の有極型リープフロッグが形成できる。
【００２８】図７は図６の有極型リ−プフロッグ・フィ
ルタの周波数特性を示しており、積分器を構成する可変
コンダクタンス増幅器のトランジスタ差動対に流されて
いる作動電流を可変すると、その増幅器の相互コンダク
タンスgmが変動して、通過周波数帯域が調整される。そ
れらの相互コンダクタンスgmガ１、0.5、2mS（ジ−メン
スまたはモ−）と可変されることによって、（イ）、
（ロ）、（ハ）と通過周波数帯域が変動する。このよう
にして、周波数特性の調整を行なうことができる。
ルタの周波数特性を示しており、積分器を構成する可変
コンダクタンス増幅器のトランジスタ差動対に流されて
いる作動電流を可変すると、その増幅器の相互コンダク
タンスgmが変動して、通過周波数帯域が調整される。そ
れらの相互コンダクタンスgmガ１、0.5、2mS（ジ−メン
スまたはモ−）と可変されることによって、（イ）、
（ロ）、（ハ）と通過周波数帯域が変動する。このよう
にして、周波数特性の調整を行なうことができる。
【００２９】
【効果】本発明の有極型リープフロッグ・フィルタによ
れば、連立チエビシェフ型のアクティブ・フィルタを極
めて容易に形成できる。しかも、高次のフィルタが容易
に形成できる利点がある。また、このようなフィルタの
構成要素が積分器を主としており、半導体集積回路化が
極めて容易であり、従って、部品点数を少なくすること
が可能であり、形状を小型にすることができる利点があ
る。
れば、連立チエビシェフ型のアクティブ・フィルタを極
めて容易に形成できる。しかも、高次のフィルタが容易
に形成できる利点がある。また、このようなフィルタの
構成要素が積分器を主としており、半導体集積回路化が
極めて容易であり、従って、部品点数を少なくすること
が可能であり、形状を小型にすることができる利点があ
る。
【００３０】一方、本発明の有極型リ−プフロッグ・フ
ィルタは、主な構成要素として可変コンダクタンス増幅
器からなる積分器によって構成されており、フィルタ特
性は、これらの可変コンダクタンス増幅器のトランジス
タ差動対に供給される電流を調整することによって、そ
れらの内部抵抗が可変されることにより、極めて容易に
通過帯域幅の調整ができる利点がある。
ィルタは、主な構成要素として可変コンダクタンス増幅
器からなる積分器によって構成されており、フィルタ特
性は、これらの可変コンダクタンス増幅器のトランジス
タ差動対に供給される電流を調整することによって、そ
れらの内部抵抗が可変されることにより、極めて容易に
通過帯域幅の調整ができる利点がある。
【図１】本発明の有極型リープフロッグ・フィルタの構
成要素として使用される有極回路網の一例を示す回路
図。
成要素として使用される有極回路網の一例を示す回路
図。
【図２Ａ】図１を説明するためのブロック図である。
【図２Ｂ】図１を説明するためのブロック図である。
【図２Ｃ】図１を説明するためのブロック図である。
【図２Ｄ】図１を説明するためのブロック図である。
【図３】図１の有極回路網の周波数特性を示す図であ
る。
る。
【図４Ａ】偶数次のパッシブ・ローパスフィルタの一例
を示す図である。
を示す図である。
【図４Ｂ】図４Ａをアドミタンスとインピーダンスで表
した図である。
した図である。
【図５Ａ】図４Ａをリープフロッグ・シミュレーション
技法に従って展開したシグナルフローを示す図である。
技法に従って展開したシグナルフローを示す図である。
【図５Ｂ】図５Ａを書換えた図である。
【図５Ｃ】図５Ｂを書換えた図である。
【図６】図４Ａのパッシブフィルタを変換して得られた
本発明による有極型リープフロッグ・フィルタの実施例
を示す回路図である。
本発明による有極型リープフロッグ・フィルタの実施例
を示す回路図である。
【図７】図６に示された本発明の実施例の周波数特性の
傾向を示す図である。
傾向を示す図である。
１２ 積分器 １３ 微分器 ２１ 有極回路網 Ｇ1〜Ｇn 可変コンダクタンス増幅器 ２０、２２、２３ 積分器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 深井 功 埼玉県入間郡鶴ケ島町大字五味ヶ谷18番 地 東光株式会社 埼玉事業所内 (56)参考文献 特開 平４−200008（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】 入出力端子を有する演算増幅器と、この
演算増幅器に負帰還をかける第１のコンデンサと第１の
可変コンダクタンス増幅器からなる第１の積分器とで構
成された微分器と、前記第１の積分器に負帰還をかける
第２のコンデンサと第２の可変コンダクタンス増幅器か
らなる第２の積分器とで構成された有極回路網を少なく
とも１つ具備するフィルタであり、そのフィルタの入力
側および出力側にそれぞれ第３と第４の積分器が設けら
れ、前記有極回路網の後段には第５の積分器が接続さ
れ、これら全ての回路の合計個数が偶数でありかつフィ
ルタの次数に等しく選定されており、各隣接回路がそれ
らの間にリープフロッグ型負帰還が施されるように接続
されており、かつ前記第３の積分器のみが自己負帰還型
に構成されている有極型リープフロッグ・フィルタ。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3089440A JP2539301B2 (ja) | 1991-03-29 | 1991-03-29 | 有極型リ−プフロッグ・フィルタ |
| US07/858,063 US5293086A (en) | 1991-03-29 | 1992-03-26 | Polar leapfrog filter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3089440A JP2539301B2 (ja) | 1991-03-29 | 1991-03-29 | 有極型リ−プフロッグ・フィルタ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0653777A JPH0653777A (ja) | 1994-02-25 |
| JP2539301B2 true JP2539301B2 (ja) | 1996-10-02 |
Family
ID=13970742
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3089440A Expired - Lifetime JP2539301B2 (ja) | 1991-03-29 | 1991-03-29 | 有極型リ−プフロッグ・フィルタ |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5293086A (ja) |
| JP (1) | JP2539301B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07245546A (ja) * | 1994-03-03 | 1995-09-19 | Nippon Motorola Ltd | アクティブローパスフィルタ |
| US6304134B1 (en) * | 2000-03-29 | 2001-10-16 | Texas Instruments Incorporated | High-frequency boost technique |
| US6819016B2 (en) * | 2002-07-18 | 2004-11-16 | Tm4 Inc. | Liquid cooling arrangement for electric machines |
| JP5499716B2 (ja) * | 2010-01-06 | 2014-05-21 | 日本電気株式会社 | 半導体装置 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3986127A (en) * | 1975-05-27 | 1976-10-12 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force | Integrated feedback active filter/integrator |
| JPH0634246B2 (ja) * | 1990-10-11 | 1994-05-02 | 東光株式会社 | 時定数可変形の微分器 |
| JPH063862B2 (ja) * | 1990-11-29 | 1994-01-12 | 東光株式会社 | アクティブ・フィルタ回路 |
| JP2520055B2 (ja) * | 1991-04-10 | 1996-07-31 | 東光株式会社 | 有極型リ−プフロッグ・フィルタ |
-
1991
- 1991-03-29 JP JP3089440A patent/JP2539301B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1992
- 1992-03-26 US US07/858,063 patent/US5293086A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5293086A (en) | 1994-03-08 |
| JPH0653777A (ja) | 1994-02-25 |
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