JP3366483B2

JP3366483B2 - フィルタ回路

Info

Publication number: JP3366483B2
Application number: JP05954095A
Authority: JP
Inventors: 濱野　　宏
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1995-03-17
Filing date: 1995-03-17
Publication date: 2003-01-14
Anticipated expiration: 2018-01-14
Also published as: JPH08256035A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はフィルタ回路に関する。
このフィルタ回路は、多くの通信システム用電子回路に
用いられるバンドパスフィルタ回路である。例えば、光
通信システムにおける光受信機などにおいて、タイミン
グクロック信号を発生する増幅回路にバンドパスフィル
タを用い、増幅回路を狭帯域化することにより、誘電体
フィルタ等のタイミング成分抽出フィルタの不用サイド
モードを抑圧したり、回路雑音に起因するクロックジッ
タを抑圧することに用いられている。

【０００２】

【従来の技術】従来、バンドパスフィルタは、コイルＬ
とコンデンサＣを組み合わせた簡単なＬＣ共振回路で構
成されることが多い。非常に狭帯域の誘電体フィルタな
どによる外付けフィルタへの対応も考えられるが、一般
的には他の電子回路に組み込め、簡単で安価な回路構成
となるような工夫が考えられている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述したＬ
Ｃ共振回路においては、取り扱う信号が高速になるにつ
れ、ＬやＣが集中定数として考えられないので浮遊リア
クタンスが付加され、このため十分なバンドパスフィル
タ特性が得られなくなる問題があった。

【０００４】また、近年において、電子回路は集積回路
で実現されることがほとんどであるが、その場合、Ｌを
集積回路上に形成するのが困難であり、この結果、集積
回路上にバンドパスフィルタを構成することが困難であ
る問題があった。

【０００５】本発明は、このような点に鑑みてなされた
ものであり、超高速信号領域においてバンドパスフィル
タ特性が実現でき、且つそれを集積回路上に構成するこ
とができるフィルタ回路を提供することを目的としてい
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】図１に本発明のフィルタ
回路の原理図を示す。この図１に示すフィルタ回路は、
トランジスタＴｒと、信号の入力端子１とトランジスタ
Ｔｒのベース端との間に直列接続された第１及び第２コ
ンデンサ２及び３と、第１及び第２コンデンサ２及び３
間とトランジスタＴｒのエミッタ端との間に接続された
第１抵抗器４と、第２コンデンサ３及びトランジスタＴ
ｒのベース端間とアース５との間に接続された第２抵抗
器６と、トランジスタＴｒのコレクタ端とアース７との
間に接続された第３抵抗器８と、トランジスタＴｒのエ
ミッタ端とアース９との間に接続された定電流源１０
と、トランジスタＴｒのコレクタ端及び第３抵抗器８間
に接続され、第３抵抗器８に発生する信号を出力する出
力端子１１とを具備して構成されている。

【０００７】

【作用】上述した本発明において、作用説明を判り易く
するため、上述構成におけるトランジスタＴｒのエミッ
タ端と定電流源１０との間に他の出力端子１２が接続さ
れた状態で説明する。出力端子１１から信号を取り出せ
ばバンドパスフィルタとなり、出力端子１２から信号を
取り出せばハイパスフィルタとなる。

【０００８】第１コンデンサ２の静電容量をＣ１、第２
コンデンサ３の静電容量をＣ３、第１抵抗器４の抵抗値
をＲ１、第２抵抗器６の抵抗値をＲ２、第３抵抗器８の
抵抗値をＲ３とする。また、入力信号をＶinとし、トラ
ンジスタＴｒのエミッタ端から出力される信号、即ち出
力端子１２から出力される信号をＶout(Hi-pass)とし、
第１コンデンサ２と第２コンデンサ３間の信号をＶc と
すると、但し、ｓは複素角周波数とする。

【０００９】式及びより、Ｖout(Hi-pass)は、となり、これは遮断周波数ω0 、及びＱ値（以下Ｑ）が
以下の式のハイパスフィルタであることを示す。

【００１０】これに対し、第３抵抗値８に発生する信号、即ち出力端
子１１から出力される信号をＶout(Band-pass)とする
と、となる。従って、Ｖout(Band-pass)はＶinに対して２次
のバンドパスフィルタ特性を持ち、その中心周波数ω0
とＱ、及び透過周波数での振幅Ｖout は、 ω0(Band-pass)＝ω0(Hi-pass) Ｑ(Band-pass) ＝Ｑ(Hi-pass) となる。

【００１１】図１に示すフィルタ回路において、トラン
ジスタＴｒに適当な高周波トランジスタを用いた場合の
周波数特性のシミュレーション結果を図２に示す。但
し、図２は縦軸に利得を、横軸に周波数を取ったもので
あり、周波数軸は片対数目盛となっている。

【００１２】また実線１４が出力端子１１から出力され
る信号Ｖout(Band-pass)の特性カーブであり、破線１５
が出力端子１２から出力される信号Ｖout(Hi-pass)の特
性カーブである。この結果から判るように、適用トラン
ジスタによっては、数１０ＧＨｚ程度までのバンドパス
フィルタ特性を得られることがわかる。

【００１３】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例につい
て説明する。図３は本発明の第１実施例によるフィルタ
回路の構成を示す回路図である。この図において図１に
示した本発明の原理図の各部に対応する部分には同一符
号を付し、その説明を省略する。

【００１４】図３に示す第１実施例によるフィルタ回路
が、図１に示したフィルタ回路と異なる点は、抵抗器６
の代わりに、ダイオード１７を接続し、コンデンサ３及
びトランジスタＴｒのベース端間とアース１８との間に
可変直流電流源１９を接続したことにある。但し、ダイ
オード１７のカソード端がコンデンサ３及びトランジス
タＴｒのベース端間に接続され、アノード端がアース５
に接続されている。

【００１５】このような構成において、可変直流電流源
１９の電流値Ｉ２を変化させることによってダイオード
１７の順バイアス電流が変化し、その抵抗値Ｒ２′が変
化する。

【００１６】このような構成にしたのは、前述の「作
用」のところで説明した式及びと式とから分かる
ように、図１の抵抗器６の抵抗値Ｒ２を変化させれば、
出力端子１１から出力される信号Ｖout(Band-pass)の振
幅を変えることなく、バンドパスフィルタ特性の透過周
波数を変化させることができるので、その抵抗値Ｒ２を
変化可能なようにすることを目的としたものである。

【００１７】以上説明した第１実施例によれば、簡単な
回路構成でその透過周波数を変化させることが可能なバ
ンドパスフィルタを実現することができる。またコイル
を用いないので集積回路上にも容易に構成することがで
きる。

【００１８】次に、第２実施例によるフィルタ回路の構
成を図４を参照して説明する。但し、図４に示す第２実
施例において図１に示した本発明の原理図の各部に対応
する部分には同一符号を付し、その説明を省略する。

【００１９】図４に示す第２実施例によるフィルタ回路
は、図１に示したフィルタ回路と同接続構成要素である
入力端子１、コンデンサ２，３、抵抗器６、及びトラン
ジスタＴｒを用いると共に、これら要素以外に、ダイオ
ード２１，２２と可変直流電流源２３とを用いて構成し
たものである。

【００２０】ダイオード２１は、カソード端がトランジ
スタＴｒのコレクタ端に接続され、アノード端がアース
７に接続されるように、コレクタ端とアース７との間に
接続されている。ダイオード２２は、カソード端がコン
デンサＣ１及びＣ２間に接続され、アノード端がトラン
ジスタＴｒのエミッタ端に接続されるように、コンデン
サＣ１及びＣ２間とエミッタ端との間に接続されてい
る。また、可変直流電流源２３がコンデンサＣ１及びＣ
２間とアース９との間に接続されている。

【００２１】このような構成において、可変直流電流源
２３の電流値Ｉ３を変化させることによって、ダイオー
ド２１及び２２の順バイアス電流が変化し、抵抗器６の
抵抗値Ｒ２とダイオード２１の抵抗値Ｒ３′との比を一
定に保持したまま、ダイオード２１，２２の抵抗値Ｒ
３′，Ｒ４が変化する。

【００２２】この動作においても、第１実施例で説明し
たと同様、出力端子１１の出力信号Ｖout(Band-pass)の
振幅を変えることなく、透過周波数を変化させることが
できる。従って、第１実施例同様の効果を得ることがで
きる。

【００２３】次に、第３実施例によるフィルタ回路の構
成を図５を参照して説明する。但し、図５に示す第３実
施例において図４に示した第２実施例の各部に対応する
部分には同一符号を付し、その説明を省略する。

【００２４】図５に示す第３実施例によるフィルタ回路
が、図４に示したフィルタ回路と異なる点は、抵抗器６
の代わりに、ダイオード１７を接続し、コンデンサ３及
びトランジスタＴｒのベース端間とアース１８との間に
可変直流電流源１９を接続したことにある。但し、ダイ
オード１７のカソード端がコンデンサ３及びトランジス
タＴｒのベース端間に接続され、アノード端がアース５
に接続されている。

【００２５】この構成は、図３に示した可変直流電流源
１９及び図４に示した可変直流電流源２３による透過周
波数の可変制御を複合したものであり、第１及び第２実
施例よりも更に広範囲で透過周波数を変化できるように
したものである。従って、第１又は第２実施例以上に透
過周波数を広範囲で変化させることができ、また第１実
施例同様、バンドパスフィルタ回路を集積回路上に容易
に構成することができる。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
超高速信号領域においてバンドパスフィルタ特性が実現
でき、且つそれを集積回路上に構成することができる効
果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理図である。

【図２】図１に示すフィルタ回路の２つの出力端子から
出力される信号の周波数特性図である。

【図３】本発明の第１実施例によるフィルタ回路の構成
を示す回路図である。

【図４】本発明の第２実施例によるフィルタ回路の構成
を示す回路図である。

【図５】本発明の第３実施例によるフィルタ回路の構成
を示す回路図である。

【符号の説明】

１出力端子２，３コンデンサ４，６，８抵抗器５，７，９アース１０定電流源１１バンドパスフィルタ特性の信号が出力される出力
端子１２ハイパスフィルタ特性の信号が出力される出力端
子Ｔｒトランジスタ

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H03H 11/04 H03H 11/12

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】トランジスタと、信号の入力端子と該ト
ランジスタのベース端との間に直列接続された第１及び
第２コンデンサと、該第１及び第２コンデンサ間と該ト
ランジスタのエミッタ端との間に接続された第１抵抗器
と、該第２コンデンサ及び該ベース端間とアースとの間
に接続された第２抵抗器と、該トランジスタのコレクタ
端とアースとの間に接続された第３抵抗器と、該エミッ
タ端とアースとの間に接続された定電流源と、該コレク
タ端及び該第３抵抗器間に接続され、該第３抵抗器に発
生する信号を出力する出力端子とを具備したことを特徴
とするフィルタ回路。
【請求項２】トランジスタと、信号の入力端子と該ト
ランジスタのベース端との間に直列接続された第１及び
第２コンデンサと、該第１及び第２コンデンサ間と該ト
ランジスタのエミッタ端との間に接続された第１抵抗器
と、該第２コンデンサ及び該ベース端間とアースとの間
に接続されたダイオードと、該トランジスタのコレクタ
端とアースとの間に接続された第２抵抗器と、該エミッ
タ端とアースとの間に接続された定電流源と、該第２コ
ンデンサ及び該ベース端間とアースとの間に接続された
可変直流電流源と、該コレクタ端及び該第２抵抗器間に
接続され、該第２抵抗器に発生する信号を出力する出力
端子とを具備したことを特徴とするフィルタ回路。
【請求項３】トランジスタと、信号の入力端子と該ト
ランジスタのベース端との間に直列接続された第１及び
第２コンデンサと、該第２コンデンサ及び該ベース端間
とアースとの間に接続された第１抵抗器と、該トランジ
スタのコレクタ端とアースとの間に接続された第１ダイ
オードと、該第１及び第２コンデンサ間と該トランジス
タのエミッタ端との間に接続された第２ダイオードと、
該第１及び第２コンデンサ間とアースとの間に接続され
た可変直流電流源と、該コレクタ端及び該第１ダイオー
ド間に接続され、該第１ダイオードに発生する信号を出
力する出力端子とを具備したことを特徴とするフィルタ
回路。
【請求項４】トランジスタと、信号の入力端子と該ト
ランジスタのベース端との間に直列接続された第１及び
第２コンデンサと、該第２コンデンサ及び該ベース端間
とアースとの間に接続された第１ダイオードと、該トラ
ンジスタのコレクタ端とアースとの間に接続された第２
ダイオードと、該第１及び第２コンデンサ間と該トラン
ジスタのエミッタ端との間に接続された第３ダイオード
と、該第１及び第２コンデンサ間とアースとの間に接続
された第１可変直流電流源と、該第２コンデンサ及び該
ベース端間とアースとの間に接続された第２可変直流電
流源と、該コレクタ端及び該第２ダイオード間に接続さ
れ、該第２ダイオードに発生する信号を出力する出力端
子とを具備したことを特徴とするフィルタ回路。