JP2783301B2 - アクティブ・フィルタ回路 - Google Patents

アクティブ・フィルタ回路

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JP2783301B2
JP2783301B2 JP3214773A JP21477391A JP2783301B2 JP 2783301 B2 JP2783301 B2 JP 2783301B2 JP 3214773 A JP3214773 A JP 3214773A JP 21477391 A JP21477391 A JP 21477391A JP 2783301 B2 JP2783301 B2 JP 2783301B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、IC化に適するとと
もに、遮断周波数を可変設定できるアクティブ・フィル
タ回路に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図7は特開平1−151312号公報に
開示された従来のアクティブ・フィルタ回路を示す回路
図である。図7において、1は第1の信号入力端子、2
は第1のトランジスタ、3,4は抵抗、5は第2のトラ
ンジスタ、6は定電流源、7は電源と接続された電源端
子、8は第3のトランジスタ、9は第4のトランジス
タ、10は第1の制御端子、11,13は直流電圧源、
12は第2の制御端子、14は電流源、15は電圧制御
電流源、16は信号出力端子、17はリアクタンス回路
のコンデンサ、19はトランジスタ、20はダイオー
ド、21は定電流源である。第1の信号入力端子1には
第1のトランジスタ2のベースが接続され、その第1の
トランジスタ2のエミッタは抵抗回路を構成する抵抗3
および抵抗4を介して第2のトランジスタ5のエミッタ
に接続されている。抵抗3と抵抗4との間の接続点は定
電流源6の一端に接続され、その定電流源6の他端は接
地されている。また、第1のトランジスタ2のコレクタ
は電源端子7に接続されている。
【0003】第2のトランジスタ5のコレクタは第3の
トランジスタ8のエミッタと第4のトランジスタ9のエ
ミッタとの共通接続点に接続され、第3のトランジスタ
8のベースは第1の制御端子10を介して第1の直流電
圧源11に、第4のトランジスタ9のベースは第2の制
御端子12を介して第2の直流電圧源13にそれぞれ接
続されている。そして、第3のトランジスタ8のコレク
タは電源端子7に接続され、また第4のトランジスタ9
のコレクタ電流源14を介して電源端子7に接続され
ている。電圧制御電流源15は、第1,第2,第3,第
4のトランジスタ2,5,8,9と、抵抗3,4と、定
電流源6と、電源端子7および電流源14により可変で
きる伝達コンダクタンスとなっている。
【0004】第4のトランジスタ9と電流源14との接
続点は信号出力端子16に接続され、この信号出力端子
16にはリアクタンス回路を構成するコンデンサ17の
一端が接続され、そのコンデンサ17の他端には第2の
信号入力端子18が接続されている。そして、第2の信
号入力端子18は接地されている。また、信号出力端子
16にはトランジスタ19のベースが接続され、このト
ランジスタ19のエミッタはダイオード20を介して第
2のトランジスタ5のベースに接続され、トランジスタ
19のコレクタは電源端子7に接続されている。定電流
源21は、その一端が第2のトランジスタ5のベースと
ダイオード20のカソードの共通接続点に接続され、他
端は接地されている。
【0005】次に動作について説明する。図8は図7の
動作原理を説明するためにその回路を簡略化して示した
等価回路である。図8において、1,15,16,1
7,18は図7と同一部分を示しており、22は図7に
おけるトランジスタ19とダイオード20と定電流源2
1とからなるレベルシフト回路に相当するバッファ増幅
器で、図7の構成ではその電圧利得AはA=1となる。
なお、図7の構成では第2の信号入力端子18は接地さ
れている。
【0006】次に、図7の回路の動作原理を図8の等価
回路を参照して説明する。説明を簡略化するために、図
7の回路における各トランジスタ2,5,8,9,19
のベース電流は十分小さく無視できるものとする。
【0007】いま、第1の信号入力端子1の入力信号電
圧をVi1、第2の信号入力端子18の入力信号電圧をV
i2、電圧制御電流源15の伝達コンダクタンスをgm
電圧制御電流源15の出力信号電流をio 、コンデンサ
17の容量をC、信号出力端子16の出力信号電圧をV
o、その角周波数をωとすると、図8において、
【0008】
【数1】
【0009】
【数2】
【0010】が成り立つ。式(1),(2)から図8の
回路の出力信号電圧Voを導くと、
【0011】
【数3】
【0012】となる。一方、図7において、定電流源6
の電流値を2・I1 、抵抗3,4の抵抗値を共にRE
すると、第2のトランジスタ5のコレクタ電流iC2は、
【0013】
【数4】
【0014】ただし
【0015】
【数5】
【0016】となる。また、第3のトランジスタ8のコ
レクタ電流をiC3、第4のトランジスタ9のコレクタ電
流をiC4、iC2に対するiC4の比をαとすると、
【0017】
【数6】
【0018】
【数7】
【0019】となり、図7において、第1の直流電圧源
11の電圧値をVC1、第2の直流電圧源13の電圧値を
C2、第2の制御端子12に対する第1の制御端子10
の電位差をVC(=VC1−VC2)とすると、
【0020】
【数8】
【0021】となる。したがって、式(4),(6)よ
【0022】
【数9】
【0023】となり、また、式(6)〜(8)より
【0024】
【数10】
【0025】が得られる。そこで、電流源14が定電流
源であるとして、その電流値をα・I1とすると、電圧
制御電流源15の伝達コンダクタンスgmは、
【0026】
【数11】
【0027】となる。また図7ではA=1,Vi2=0で
あるから、図7の回路の伝達関数G(ω)=Vo/Vi1
は、式(3),(11)より
【0028】
【数12】
【0029】
【数13】
【0030】となる。式(13)では、図7の回路の通
過帯域電圧利得Go,遮断周波数fCを、
【0031】
【数14】
【0032】
【数15】
【0033】の一次のローパスフィルタ回路で構成して
おり、第2の制御端子12に対する第1の制御端子10
の電位差VCを変えることにより遮断周波数fCを変化さ
せることができることを示している。
【0034】
【発明が解決しようとする課題】ところが、図7に示す
回路をIC化する際には、抵抗値RE を精度よく形成す
ることが困難であり、抵抗値REのばらつきに対して遮
断周波数fCの値を所定の値にするために電圧VC=VC1
−VC2 の値を調整する必要がある。また、たとえ抵抗
値REのばらつきに対して電圧VC1−VC2の値を調整し
ても、抵抗値REの温度特性が悪く、かつ、式(15)
に含まれる項eqVc/kTの中に温度Tが含まれているの
で、遮断周波数fC が回路動作温度によって変化すると
いう問題点がある。さらに、回路をIC化せず、抵抗値
E の精度および温度特性が良く、遮断周波数fC の式
が式(15)で表わせる場合であっても、式(15)に
含まれる項eqVc/kTの中に温度Tが含まれているため、
遮断周波数fC が回路動作温度により変化するという問
題点がある。
【0035】この発明は、上記のような問題点を解消す
るためになされたもので、無調整で遮断周波数を所定の
値に正確に設定でき、かつ、温度特性が良好な、IC化
に適したアクティブ・フィルタ回路を得ることを目的と
する。
【0036】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明に係るア
クティブ・フィルタ回路は、第1および第2のトランジ
スタの差動対と、上記第1のトランジスタの一方の主電
極と上記第2のトランジスタの一方の主電極との間に直
列に接続された抵抗回路とを有する第1のトランジスタ
差動増幅回路と、第3および第4のトランジスタの差動
対と、上記第3,第4のトランジスタの制御電極に接続
された第1,第2の制御端子と、一端が上記第4のトラ
ンジスタの一方の主電極に接続された電流源とを有し、
上記第1のトランジスタ差動増幅回路の上記第1のトラ
ンジスタの制御電極への入力に対する非反転出力に負荷
として接続された第2のトランジスタ差動増幅回路とを
備えるアクティブ・フィルタ回路において、上記第1お
よび第2の制御端子に接続された制御手段を設け、上記
制御手段は、第1のバイアス電圧供給端子と、一端が接
地されて設けられた直流電圧源と、この直流電圧源の他
端に接続された第3のバイアス電圧供給端子と、上記第
1のバイアス電圧供給端子にその一方端が接続された抵
抗と、この抵抗の他方端にその一方端が接続された第1
のダイオードと、この第1のダイオードの他方端と第2
のバイアス電圧供給端子との間に接続された定電流源
と、上記抵抗の他方端と上記第3のバイアス電圧供給端
子との間に接続された第2のダイオードとを備え、上記
第1のダイオードの他方端または上記第3のバイアス電
圧供給端子のいずれか一方が上記第1の制御端子に接続
され、他方が上記第2の制御端子に接続されたことを特
徴とするものである(図1,2参照)。 請求項2では、
上記定電流源の代わりに、第2の抵抗を用いた(図1〜
3参照)。 請求項3では、上記第2のダイオードの代わ
りに、第5のトランジスタを用い、上記第5のトランジ
スタの制御電極が上記第3のバイアス電圧供給端子と接
続されるとともに、上記第5のトランジスタの一方の主
電極が上記抵抗の他方端に接続されたものとした(図1
〜4参照)。 請求項4では、上記直流電圧源を、少なく
とも1個以上の、ダイオードまたはトランジスタと、抵
抗とで構成した(図1〜5参照)。 請求項5では、上記
定電流源を、1個以上のダイオードと第3の抵抗とで構
成した(図1〜6参照)。
【0037】
【作用】請求項1に係る発明におけるアクティブ・フィ
ルタ回路は、遮断周波数が後述する式(25)あるいは
式(28)で表される。 請求項2に係る発明におけるア
クティブ・フィルタ回路は、遮断周波数が後述する式
(30)で表される。請求項3に係る発明におけるアク
ティブ・フィルタ回路は、遮断周波数が後述する式(3
2)で表される。請求項4に係る発明におけるアクティ
ブ・フィルタ回路は、遮断周波数が後述する式(35)
で表される。請求項5に係る発明におけるアクティブ・
フィルタ回路は、遮断周波数が後述する式(43)で表
される。したがって、遮断周波数が所定の値に精度良く
設定できると共に、回路動作温度によって変化しないた
め、温度特性が良好となる。
【0038】
【実施例】以下、この発明の一実施例を図について説明
する。図1はこの第1の発明の一実施例を示すアクティ
ブ・フィルタ回路の回路図である。図1において、1は
第1の信号入力端子、2は第1のトランジスタ、3,4
は抵抗回路の抵抗、5は第2のトランジスタ、6は定電
流源、7は電源端子、8は第3のトランジスタ、9は第
4のトランジスタ、10は第1の制御端子、12は第2
の制御端子、14は電流源、16は信号出力端子、17
はリアクタンス回路(コンデンサ)、18は第2の信号
入力端子、19はトランジスタ、20はダイオード、2
1は定電流源、31は制御手段としての制御回路、32
は抵抗、33は第1のバイアス電圧供給端子、34は第
1のダイオード、35は第2のダイオード、36は定電
流源、37は第2のバイアス電圧供給端子、38は第3
のバイアス電圧供給端子、39は直流電圧源である。こ
こで、19〜21は帰還回路となっており、制御回路3
1は、抵抗32と、第1のダイオード34と、第2のダ
イオード35と、定電流源36と、直流電圧源39とか
ら構成されている。なお、このアクティブ・フィルタ回
路では、従来例のアクティブ・フィルタ回路(図7)の
直流電圧源11,13の代わりに制御回路31が設けら
れており、同じ機能のものには同符号を付している。ま
た、この制御回路31を除く回路の接続関係、構成は同
じであるので、構成の説明を省略する。抵抗32の一端
は、第1のバイアス電圧供給端子33に接続され、この
抵抗32の他端は第1のダイオード34のアノードおよ
び第2のダイオード35アノードに接続されている。ま
た、第1のダイオード34のカソードは、第1の制御端
子10に接続されると共に、定電流源36を介して第2
のバイアス電圧供給端子37に接続されている。一方、
第2のダイオード35のカソードは、第2の制御端子1
2に接続されると共に、第3のバイアス電圧供給端子3
8を介して直流電圧源39に接続されている。また、第
1のバイアス電圧供給端子33は電源端子7に接続さ
れ、第2のバイアス電圧供給端子37は接地されてい
る。
【0039】次にこの第1の発明のアクティブ・フィル
タ回路の動作を説明する。この場合も図7の従来の回路
の場合と同様、説明を簡略化するために、図1の各トラ
ンジスタ2,5,8,9,19のベース電流は十分小さ
く無視できるものとする。また、信号などの記号は、図
7の従来の回路および図8の回路の動作説明で用いた記
号と同じ記号を用いるものとする。
【0040】さらに、直流電圧源39の電圧値をVB1
電源端子7に接続される直流電圧源の電圧値をVCC、第
1のダイオード34のアノード・カソード間電圧(順方
向を正とする)をVD1、第2のダイオード35のアノー
ド・カソード間電圧(順方向を正とする)をVD2 、抵
32の抵抗値をR1 、定電流源36の電流値をIoとす
る。
【0041】第1のダイオード34を流れる電流iD1
よび第2のダイオード35を流れる電流iD2は次式(1
6),(17)で表せる。
【0042】
【数16】
【0043】
【数17】
【0044】また各値iD1,iD2,VD1,VD2,VB1
C3,iC4には、次式(18),(19)に示すような
関係が成り立つ。
【0045】
【数18】
【0046】
【数19】
【0047】式(18),(19)より、各値iC3,i
C4,iD1,iD2の関係は、次式(20)で表せる。
【0048】
【数20】
【0049】式(20)に、先に導出した式(6),
(7)および式(16),(17)を代入すると、iC2
に対するiC4の比αが次式(21),(22)のように
得られる。
【0050】
【数21】
【0051】
【数22】
【0052】図1の回路の伝達関数G(ω)=Vo /V
i1は、先に導出した式(12)のαとして式(21)を
代入することにより、次式(23)のように求められ
る。
【0053】
【数23】
【0054】したがって、式(23)より、従来例(図
7)の遮断周波数fC の式である式(14)に対して、
図1の第1の発明の実施例の遮断周波数fC の式は式
(24)のように導出される。
【0055】
【数24】
【0056】さらに、RE>>reとすると、次式(2
5)が得られる。
【0057】
【数25】
【0058】式(25)中のβ1については、β1の値の
ばらつき量や温度変動量が十分無視できるような大きな
値にβ1の値を設定すれば、β1はほぼ一定と見なすこと
ができる。
【0059】したがって、式(25)からわかるよう
に、図1のアクティブ・フィルタ回路をIC化した場
合、定電流源36を外付けの定電流源として、その電流
値Io の精度が高く温度特性の良い定電流源を用いれ
ば、IC内部の抵抗比RE/R1の値は精度良く設定でき
温度特性も良いので、遮断周波数fCを無調整で正確に
所定の値に設定できると共に、その温度特性を良好にす
ることができる。
【0060】また、電流値IoやIC内部の抵抗比RE
1 の精度が悪く調整を必要とする場合でも、温度特性
の良い定電流源36を外付けの定電流源とし、その電流
値Ioを調整することにより、遮断周波数fCをいったん
設定すれば、IC内部の抵抗比RE/R1の温度特性は良
好なので、遮断周波数fCの温度特性を良好にすること
ができる。
【0061】また、図1のアクティブ・フィルタ回路を
IC化しない場合でも、抵抗3,4,32および定電流
源36として温度特性の良いものを用いれば、遮断周波
数fCの温度特性を良好にすることができる。そして、
さらに抵抗3,4,32および定電流源36として精度
が高いものを用いれば、遮断周波数fCを無調整で所定
の値に正確に設定できる。
【0062】なお、式(24)から式(25)を導くに
あたって与えた条件であるRE>>re、およびβ1 はほ
ぼ一定という条件は充分実現することが可能であり、遮
断周波数fCの精度や温度特性を十分に良好にすること
ができる。
【0063】図2はこの第2の発明の一実施例によるア
クティブ・フィルタ回路の回路図である。図2におい
て、このアクティブ・フィルタ回路では、図7の直流電
圧源11,13の代わりに制御回路31aが設けられて
いる。制御回路31aは、抵抗32、第1,第2のダイ
オード34,35、第1,第2,第3のバイアス電圧供
給端子33,37,38、定電流源36、直流電圧源3
9により構成されている。抵抗32の一端は第1のバイ
アス電圧供給端子33に接続され、この抵抗32の他端
は第1のダイオード34のカソードおよび第2のダイオ
ード35のカソードに接続されている。また、第1のダ
イオード34のアノードは、第2の制御端子12に接続
されると共に、定電流源36を介して第2のバイアス電
圧供給端子37に接続されている。一方、第2のダイオ
ード35のアノードは、第1の制御端子10に接続され
ると共に、第3のバイアス電圧供給端子38を介して直
流電圧源39に接続されている。なお、この図2では、
第1のバイアス電圧供給端子33は接地され、第2のバ
イアス電圧供給端子37は電源端子7に接続されてい
る。
【0064】第1,第2の制御端子10,12から後段
の信号入力端子1,18、信号出力端子16、電圧制御
電流源15、電源端子7、リアクタンス回路を構成する
コンデンサ17、トランジスタ19、ダイオード20お
よび定電流源21の構成および相互の接続関係は、前述
した図7のアクティブ・フィルタ回路と同様である。
【0065】次にこの図2のアクティブ・フィルタ回路
の動作を説明する。この場合も図7の従来の回路の場合
と同様、説明を簡略化するために、図2の各トランジス
タ2,5,8,9,19のベース電流は十分小さく無視
できるものとする。また、信号などの記号は、図7の従
来の回路および図8の回路の動作説明で用いた記号と同
じ記号を用いるものとする。
【0066】さらに直流電圧源39の電圧値をVB1、第
1のダイオード34のアノード・カソード間電圧(順方
向を正とする)をVD1、第2のダイオード35のアノー
ド・カソード間電圧(順方向を正とする)をVD2 、抵
32の抵抗値をR1 、定電流源36の電流値をIoとす
ると、図1の回路と同様にして、遮断周波数fCは、下
記式(26),(27)で与えられる。
【0067】
【数26】
【0068】ただし
【0069】
【数27】
【0070】さらに、RE>>reとすると、次式(2
8)が得られる。
【0071】
【数28】
【0072】式(28)中のβ2については、β2の値の
ばらつき量や温度変動量が十分無視できるような大きな
値にβ2の値を設定すれば、β2はほぼ一定と見なすこと
ができる。したがって、式(28)中のβ2を式(2
5)中のβ1と対比させるとわかるように、図2の回路
も図1と同一の効果がある。
【0073】図3はこの第3の発明の一実施例によるア
クティブ・フィルタ回路の回路図である。このアクティ
ブ・フィルタ回路は、図1の第1の発明の実施例におけ
る定電流源36が第2の抵抗40で置き換えられている
点が第1の実施例と異なるのみで、その他の構成は第1
の発明の実施例と同じである。
【0074】この図3のアクティブ・フィルタ回路にお
いて、第2の抵抗40の抵抗値をR2とすると、第2の
抵抗40を流れる電流値IR2は次式(29)で表せる。
【0075】
【数29】
【0076】図3の回路のIR2は図1の回路のIoに相
当するので、式(25)のIoの代わりに式(29)で
表せるIR2を用いることにより、図3の遮断周波数fC
の式が式(30),(31)のように導出される。
【0077】
【数30】
【0078】ただし
【0079】
【数31】
【0080】式(31)中のβ3については、β3の値の
ばらつき量や温度変動量が十分無視できるような大きな
値にβ3の値を設定すれば、β3はほぼ一定と見なすこと
ができる。
【0081】したがって、式(30)からわかるよう
に、図3のアクティブ・フィルタ回路をIC化した場
合、第2の抵抗40を外付けの抵抗とし、その抵抗値R
2 の精度が高く温度特性の良い抵抗を用いれば、IC内
部の抵抗比RE/R1の値は精度良く設定でき温度特性も
良いので、遮断周波数fC を無調整で正確に所定の値に
設定できると共に、その温度特性を良好にすることがで
きる。
【0082】また、抵抗値R2やIC内部の抵抗比RE
/R1の精度調整が必要となる場合でも、温度特
性の良い抵抗40を外付けの抵抗とし、その抵抗値R2
を調整することにより、遮断周波数fCをいったん設定
すれば、IC内部の抵抗比RE/R1の温度特性は良好な
ので、遮断周波数fCの温度特性を良好にすることがで
きる。
【0083】また、図3のアクティブ・フィルタ回路を
IC化しない場合でも、抵抗3,4,32,40として
温度特性の良いものを用いれば、遮断周波数fC の温度
特性を良好にすることができる。そして、さらに抵抗
3,4,32,40として精度が高いものを用いれば、
遮断周波数fC を無調整で所定の値に正確に設定でき
る。
【0084】なお、式(30)を導くにあたって与えた
条件であるRE>>re、およびβ3 はほぼ一定という条
件は充分実現することが可能であり、遮断周波数fC
精度や温度特性を十分に良好にすることができる。
【0085】また、図2の実施例においても、定電流源
36を図3の実施例と同様に第2の抵抗40で置き換え
ることができる。
【0086】図4はこの第4の発明の一実施例における
アクティブ・フィルタ回路の回路図である。このアクテ
ィブ・フィルタ回路は、図1の第1の実施例における第
2のダイオード35の代わりに第5のトランジスタ41
を用いると共に、第1のダイオード34として第1のダ
イオード34のアノード・カソード間電圧VD1の対電流
依存特性を第5のトランジスタ41のベース・エミッタ
間電圧の対電流依存特性に合わせるために第5のトラン
ジスタ41と同一特性のトランジスタのベース・コレク
タ間を短絡したものを用いている点が図1の第1の発明
の実施例と異なるのみで、その他の構成は図1の実施例
と同じである。図4において、第5のトランジスタ41
のエミッタは抵抗32と第1のダイオード34との相互
接続点に接続され、そのベースは第3のバイアス電圧供
給端子38に接続され、さらにそのコレクタは接地され
ている。
【0087】この図4のアクティブ・フィルタ回路にお
いて、説明を簡略化するために、トランジスタ41およ
びダイオード34として動作するトランジスタのベース
電流は十分小さく無視できるものとし、トランジスタ4
1およびダイオード34として動作するトランジスタの
コレクタ電流をそれぞれiC5,iC6,トランジスタ41
およびダイオード34として動作するトランジスタのベ
ース・エミッタ間電圧(順方向を正とする)をそれぞれ
BE5,VBE6とすると、図4のVBE6,VBE5,iC6,i
C5はそれぞれ図1のVD1,VD2,iD1,iD2に相当する
ので、結局式(25)中のβ1として式(22)中のV
D2をVBE5で置き換えたものを用いることにより、図4
の遮断周波数fC の式が次式(32),(33)のよう
に導出される。
【0088】
【数32】
【0089】ただし
【0090】
【数33】
【0091】図の回路の効果は図1の回路と同様であ
る。なお、図2,図3の実施例においても、第1,第2
のダイオード34,35を図4の実施例と同様の構成で
置き換えることができる。
【0092】図5はこの第5の発明の一実施例における
アクティブ・フィルタ回路の回路図である。このアクテ
ィブ・フィルタ回路は、図1の第1の実施例における直
流電圧源39をトランジスタ42,抵抗43,44,4
5により構成すると共に、第1および第2のダイオード
34,35としてそのアノード・カソード間電圧の対電
流依存特性をトランジスタ42のベース・エミッタ間電
圧の対電流依存特性に合わせるためにトランジスタ42
と同一特性のトランジスタのベース・コレクタ間を短絡
したものを用いている点が図1の実施例と異なるのみ
で、その他の構成は図1の発明の実施例と同じである。
【0093】この図5のアクティブ・フィルタ回路にお
いて、説明を簡略化するために、トランジスタ43およ
びダイオード34,35として動作するトランジスタの
ベース電流は十分小さく無視できるものとし、トランジ
スタ42およびダイオード34,35として動作するト
ランジスタのコレクタ電流をそれぞれiC7,iC8
C9、トランジスタ42およびダイオード34,35と
して動作するトランジスタのベース・エミッタ間電圧
(順方向を正とする)をVBE7,VBE8,VBE9 、抵抗4
4,45の抵抗値をR01,R02とする。
【0094】まず、VB1の式は次式(34)で与えられ
る。
【0095】
【数34】
【0096】次に、図5のVBE8,VBE9,iC8,iC9
それぞれ図1のVD1,VD2,iD1,iD2に相当すること
を考慮すると、結局図5の遮断周波数fC の式は、式
(25)中のβ1として式(22)中のVD2をVBE9で置
き換え、VB1を式(34)で表されるVB1で置き換えた
ものを用いることにより、次式(35),(36)のよ
うに導出される。
【0097】
【数35】
【0098】ただし
【0099】
【数36】
【0100】さらに、iC7はほぼiC9となるように抵抗
43の値を設定すれば、VBE7 はほぼVBE9となるの
で、式(36)は次式(37)のようになる。
【0101】
【数37】
【0102】したがって、電源端子7に接続される直流
電圧源として、その電圧値VCCの精度が高く温度特性の
良い直流電圧源を用いれば、図5の回路をIC化した場
合にはIC内部の抵抗比R02/R01の値は精度高く設定
できると共に温度特性も良く、β5 はほぼ一定となる。
また、図5の回路をIC化しない場合でも、抵抗44,
45として精度が高く温度特性が良いものを用いれば、
β5 はほぼ一定となる。
【0103】図5の回路の効果は図1の回路と同様であ
る。なお、図2,図3の実施例においても、第1,第2
のダイオード34,35および直流電圧源39を図5の
実施例と同様の構成で置き換えることができる。
【0104】図6はこの発明の第6の実施例におけるア
クティブ・フィルタ回路の回路図である。このアクティ
ブ・フィルタ回路は、図1の第1の実施例における直
電圧源39をトランジスタ46,47、抵抗48,4
9,50により構成すると共に、定電流源36の代わり
に、ダイオード51と第3の抵抗52とを直列接続した
ものを用いている点が図1の第1の発明の実施例と異な
るのみで、その他の構成は図1の第1の発明の実施例と
同じである。
【0105】この図6のアクティブ・フィルタ回路にお
いて、説明を簡略化するために、トランジスタ46,4
7のベース電流は十分小さく無視できるものとし、トラ
ンジスタ46,47のコレクタ電流をiC10,iC11,ト
ランジスタ46,47のベース・エミッタ間電圧(順方
向を正とする)をVBE10,VBE11、ダイオード51を流
れる電流をiD3、ダイオードのアノード・カソード間電
圧(順方向を正とする)をVD3、抵抗49,50,52
の抵抗値をR03,R04,R3とする。
【0106】まず、VB1,iC11,iD1,iD2,iD3
式はそれぞれ次式(38)〜(41)で与えられる。
【0107】
【数38】
【0108】
【数39】
【0109】
【数40】
【0110】
【数41】
【0111】
【数42】
【0112】次に、図6のID3が図1のIo に相当する
ことを考慮すると、結局図6の遮断周波数fCの式は、
式(25)中のβ1として式(22)中のVB1を式(3
8)で表されるVB1で置き換えたものを用い、かつIo
の代わりに式(39)で与えられるID3を用いることに
より、次式(43),(44)のように導出される。
【0113】
【数43】
【0114】ただし
【0115】
【数44】
【0116】さらに、R03=R04と設定し、またiC10
はほぼiC11,iD2はほぼiD1(=iD3)となるように
抵抗32,48の値を設定すれば、VBE10はほぼ
BE11 D2 はほぼV D1 (=V D3 となるので、β 6
ほぼ1(一定)となる。
【0117】図6の回路の効果は、式(43)が式(3
0)と同一の形なので、図3の回路の効果と同様であ
る。なお、図2,図4の実施例においても、定電流源3
,直流電圧源39を図6の実施例と同様の構成で置き
換えることができる。
【0118】なお、上記各発明の実施例において、 (1)定電流源6の代わりに抵抗を用いた場合、 (2)抵抗3の抵抗値と抵抗4の抵抗値とが等しくない
場合、 (3)第1および第2のトランジスタ2,5から成る差
動増幅回路として他の回路を用いた場合、 (4)出力信号を第2のトランジスタ5のベースに帰還
させる手段として他の回路を用いた場合、 (5)図面に示したのとは異なる極性のトランジスタを
用いた場合、 (6)リアクタンス回路17として他の回路を用いた場
合、 (7)第1の信号入力端子1をバイアス電圧源などによ
り交流的に接地し、第2の信号入力端子18から信号を
入力することによって1次のハイパスフィルタ回路を構
成した場合、 (8)第1および第2の信号入力端子1,18のそれぞ
れに信号を入力することによって、第1の信号入力端子
1からの入力信号に対しては1次のローパスフィルタ、
第2の信号入力端子18からの入力信号に対しては、1
次のハイパスフィルタとした場合 (9)第1,第2のバイアス電圧供給端子をそれぞれ電
源端子に接続または接地する代わりに、任意の電圧値を
持った直流電圧源に接続した場合、 においても、この発明は同様に適用でき、同一の効果が
ある。
【0119】さらに、アクティブ・フィルタ回路を縦続
接続すること等により、様々な伝達関数を有し、多様な
フィルタ特性を実現した回路においても、上記実施例中
で用いたこの発明による制御回路を適用でき、同一の効
果がある。
【0120】
【発明の効果】以上のように請求項1に係る発明によれ
、アクティブ・フィルタ回路の遮断周波数は、精度良
く設定できると共に温度特性が良好な、抵抗回路の抵抗
値と抵抗の抵抗値との相対比によって与えられる。この
ため、無調整で遮断周波数を所定の値に正確に設定で
き、かつ、温度特性が良好な、IC化に適したアクティ
ブ・フィルタ回路を得ることができる効果がある。請求
項2に係る発明によれば、請求項1に係る発明における
制御手段の定電流源の代わりに第2の抵抗で構成するだ
けで、請求項1に係る発明と同じ効果が得られる。請求
項3に係る発明によれば、請求項1または請求項2に係
る発明における制御手段の第2のダイオードの代わりに
第5のトランジスタを用いることにより、請求項1に係
発明と同じ効果が得られる。請求項4に係る発明によ
れば、請求項1または請求項2または請求項3に係る発
明における制御手段の直流電圧源を、少なくとも1個以
上の、ダイオードまたはトランジスタ,抵抗とで構成
し、構成を変えるだけで、請求項1に係る発明と同じ効
果が得られる。請求項5に係る発明によれば、請求項1
〜4に係る発明における制御手段の定電流源を、1個以
上のダイオードと、第3の抵抗とで構成することによ
り、構成を変えるだけで、請求項1に係る発明と同じ効
果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の第1の発明の一実施例によるアクテ
ィブ・フィルタ回路の回路図である。
【図2】この発明の第2の発明の一実施例によるアクテ
ィブ・フィルタ回路の回路図である。
【図3】この発明の第3の発明の一実施例によるアクテ
ィブ・フィルタ回路の回路図である。
【図4】この発明の第4の発明の一実施例によるアクテ
ィブ・フィルタ回路の回路図である。
【図5】この発明の第5の発明の一実施例によるアクテ
ィブ・フィルタ回路の回路図である。
【図6】この発明の第6の発明の一実施例によるアクテ
ィブ・フィルタ回路の回路図である。
【図7】従来のアクティブ・フィルタ回路の回路図であ
る。
【図8】図7に示すアクティブ・フィルタ回路の等価回
路の回路図である。
【符号の説明】
1 第1の信号入力端子 2 第1のトランジスタ 3,4 抵抗回路の抵抗 5 第2のトランジスタ 8 第3のトランジスタ 9 第4のトランジスタ 10 第1の制御端子 12 第2の制御端子 14 電流源 17 リアクタンス回路 18 第2の信号入力端子 19〜21 帰還回路 31,31a 制御回路 32 抵抗 33 第1のバイアス電圧供給端子 34 第1のダイオード 35 第2のダイオード 36 定電流源 37 第2のバイアス電圧供給端子 38 第3のバイアス電圧供給端子 40 第2の抵抗 41 第5のトランジスタ 51 1個ないし複数個のダイオード 52 第3の抵抗

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第1および第2のトランジスタの差動対
    と、上記第1のトランジスタの一方の主電極と上記第2
    のトランジスタの一方の主電極との間に直列に接続され
    た抵抗回路とを有する第1のトランジスタ差動増幅回路
    と、 第3および第4のトランジスタの差動対と、上記第3,
    第4のトランジスタの制御電極に接続された第1,第2
    の制御端子と、一端が上記第4のトランジスタの一方の
    主電極に接続された電流源とを有し、上記第1のトラン
    ジスタ差動増幅回路の上記第1のトランジスタの制御電
    極への入力に対する非反転出力に負荷として接続された
    第2のトランジスタ差動増幅回路とを備えるアクティブ
    ・フィルタ回路において、 上記第1および第2の制御端子に接続された制御手段を
    設け、上記制御手段は、第1のバイアス電圧供給端子
    と、一端が接地されて設けられた直流電圧源と、この直
    流電圧源の他端に接続された第3のバイアス電圧供給端
    子と、上記第1のバイアス電圧供給端子にその一方端が
    接続された抵抗と、この抵抗の他方端にその一方端が接
    続された第1のダイオードと、この第1のダイオードの
    他方端と第2のバイアス電圧供給端子との間に接続され
    た定電流源と、上記抵抗の他方端と上記第3のバイアス
    電圧供給端子との間に接続された第2のダイオードとを
    備え、上記第1のダイオードの他方端または上記第3の
    バイアス電圧供給端子のいずれか一方が上記第1の制御
    端子に接続され、他方が上記第2の制御端子に接続され
    たことを特徴とするアクティブ・フィルタ回路。
  2. 【請求項2】 上記定電流源の代わりに、第2の抵抗を
    用いたことを特徴とする請求項1記載のアクティブ・フ
    ィルタ回路。
  3. 【請求項3】 上記第2のダイオードの代わりに、第5
    のトランジスタを用い、上記第5のトランジスタの制御
    電極が上記第3のバイアス電圧供給端子と接続されると
    ともに、上記第5のトランジスタの一方の主電極が上記
    抵抗の他方端に接続されたことを特徴とする請求項第1
    項または第2項記載のアクティブ・フィルタ回路。
  4. 【請求項4】 上記直流電圧源を、少なくとも1個以上
    の、ダイオードまたはトランジスタと、抵抗とで構成し
    たことを特徴とする請求項第1項,第2項または第3項
    記載のアクティブ・フィルタ回路。
  5. 【請求項5】 上記定電流源を、1個以上のダイオード
    と第3の抵抗とで構成したことを特徴とする請求項第1
    項,第3項または第4項記載のアクティブ・フィルタ回
    路。
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