JP3798106B2

JP3798106B2 - Ladder type filter synthesis method

Info

Publication number: JP3798106B2
Application number: JP07540697A
Authority: JP
Inventors: 隆史森江; 志郎道正
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1997-03-27
Filing date: 1997-03-27
Publication date: 2006-07-19
Anticipated expiration: 2017-03-27
Also published as: JPH10270968A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アナログ信号の梯子型フィルタとその合成方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
アナログ信号のフィルタの合成方法とは、所望の伝達関数を実現するフィルタの回路を合成する技術である。
【０００３】
まず、両端抵抗終端型の梯子型フィルタについて説明する。フィルタの構成には、梯子型や縦属接続型などがあるが、中でも梯子型構成で合成されたフィルタは、素子感度が低いという特徴を持ち、広く使用されている。また、フィルタの構成には、入力端と出力端に抵抗を接続するのか、あるいは、何もつけない開放状態にするのかという選択肢もある。中でも、入力端と出力端の両方に抵抗を付加して合成される両端抵抗終端型のフィルタは、フィルタの入出力端に接続される回路の入出力インピーダンスの影響を受けにくくできる特徴を持ち、広く使われている。
【０００４】
フィルタの基本回路は、容量(以降ではCと略す)、抵抗(以降ではRと略す)を用いた受動回路であるが、集積回路の中では、Lを実現しにくいため、トランジスタ等の能動素子を用いたフィルタを用いることが多い。このため、通常、フィルタの合成方法は、まずはじめに、所望の伝達関数を、L,C,Rを用いた理想回路に変換し、その後、GM-Cフィルタ,アクティブフィルタなど各種のフィルタの方式に応じて、LCRの回路を実際の能動回路に変換する。
【０００５】
ここで、伝達関数を両端抵抗終端型の梯子型構成のフィルタで合成する場合、従来では、伝達関数からLCRの理想回路に変換する段階において、直列型LC共振器、または、並列型LC共振器(図２(a),(b))が用いられる。これらのLC共振器は、特定の周波数で信号を通過あるいは遮断する特性を持ち、帯域通過フィルタや帯域阻止フィルタを実現するには必要となる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、これらの直列型、並列型のLC共振器は、あくまでも理想モデルであり、トランジスタを用いた実回路で実現するのは難しい。その理由は、直列型LC共振器は、共振周波数で抵抗がゼロとなるが、実回路で抵抗をゼロにすることは難しいからである。また、同様に並列型LC共振器は、共振周波数で抵抗が無限大となるが、実回路で抵抗を無限大にするのは難しい。実際、トランジスタを用いた実回路では、図2(c),(d)に示すように直列型LC共振器に直列抵抗が誤差成分2001として混入し、また、並列型LC共振器には並列抵抗が誤差成分2002として混入する。以上のように、従来のLC共振器を用いたフィルタの合成方法では、伝達関数をLC共振器を用いて正確に実現しても、その後の実回路へ変換する段階で誤差が混入し、伝達関数を正確に実現することが難しいという課題がある。
【０００７】
この課題は、集積回路の製造プロセスの微細化が進むにつれて益々深刻となる。製造プロセスの微細化が進めば、集積回路の動作電圧は益々低下する。低電圧化が進めば、抵抗がゼロ、あるいは、無限大となるLC共振回路を精度良く実現することが益々難しくなる。
【０００８】
例えば、代表的なフィルタの実現方式であるGM-Cフィルタによって理想LC共振器を実現するには、基本回路要素である電圧電流変換器の出力抵抗を無限大に保つことが必要となる。しかし、電源電圧の低下が進めば進むほど、この要請は困難なる。このため、フィルタの誤差がますます大きくなる。更に、GM-Cフィルタによって、高周波数、高いQ値のフィルタを実現するには、電圧電流変換器により多くの電流を流す必要があるため、電圧電流変換器の出力抵抗が低下し、前記の要請を満足することが更に難しくなる。すなわち、この問題が、高周波数、高いQ値のGM-Cフィルタを作る上での阻害要因の一つとなっている。
【０００９】
また、合成されたフィルタという観点から見れば、上記の課題から明らかなように、従来の理想LC共振器に基づいて合成されたフィルタは、所望の伝達関数からの誤差が大きいと言う問題がある。また、LC共振回路は、周波数に対する特性の変化が急峻であるため、フィルタの特性が素子バラツキの影響を受けやすいという課題がある。
【００１０】
したがって、本発明の目的は、低電源電圧、高速動作、高いＱ値に向いた両端抵抗終端型梯子型フィルタおよび誤差を少なくしてその梯子型フィルタを合成する方法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために本発明（請求項１）は、所望の伝達関数に基づいて直列型ＬＣ共振器および並列型ＬＣ共振器を用いた梯子型フィルタを生成するステップと、すべての前記並列型ＬＣ共振器に抵抗を並列に付加する抵抗付加ステップと、該抵抗付加ステップに於いて、付加された抵抗による電気特性の変化を吸収するために、生成された前記梯子型フィルタの入力端又は出力端の抵抗値を調整する調整ステップとを備え、すべての前記並列型ＬＣ共振器に付加された抵抗の抵抗値が調整可能なことを特徴とする。
【００１２】
また他の発明（請求項２）は、所望の伝達関数に基づいて直列型ＬＣ共振器および並列型ＬＣ共振器を用いた梯子型フィルタを生成するステップと、すべての前記直列型ＬＣ共振器に第１の抵抗を直列に付加すると共にすべての前記並列型ＬＣ共振器に第２の抵抗を並列に付加する抵抗付加ステップと、該抵抗付加ステップに於いて、付加された第１および第２の抵抗による電気特性の変化を吸収するために、生成された前記梯子型フィルタの入力端又は出力端の抵抗値を調整する調整ステップとを備え、前記第１の抵抗の抵抗値と前記第２の抵抗の抵抗値が調整可能なことを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
まず、図１を用いて帯域通過型フィルタの合成方法について説明する。（数１）は、与えられる所望の伝達関数であり、この例では、６次（３つのＬＣ共振器を有する）の帯域通過型フィルタである。
図１（ａ）〜（ｃ）の過程を経て、最終的に図１（ｄ）の能動素子を用いた両端抵抗終端型の梯子型フィルタを構成することができる。
【００１６】
請求項４が講じた手段は、損失性の共振器の損失成分を制御する制御回路を備え、フィルタのQ値を調整する構成を採用する。これにより、素子バラツキや温度変動によるフィルタ特性の変動を抑えるとともに、目的に応じて、フィルタのQ値を可変にすることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
まず、図１を用いて帯域通過型フィルタについて説明する。（数１）は、与えられる所望の伝達関数であり、この例では、６次（３つのＬＣ共振器を有する）の帯域通過型フィルタである。
図１（ａ）〜（ｃ）の過程を経て、最終的に図１（ｄ）の能動素子を用いた両端抵抗終端型の梯子型フィルタを構成することができる。
【００１８】
【数１】

【００１９】
まず、(数１)で与えられた伝達関数をLCRを用いた回路で合成する。両端抵抗終端型の梯子型フィルタ構成で、直列／並列LC共振回路を用いて合成すると図1(a)の結果が得られる。1,3が直列型LC共振器、2が並列型LC共振器であり、1000が入力端の抵抗、1001が出力端の終端抵抗である。
【００２０】
ここで注意する必要があるのは、抵抗を接続すると、フィルタの電気的特性の変化、例えば、入力端子からみた入力インピーダンスや出力端子からみた出力インピーダンス、フィルタのゲインが変化することである。本発明では、フィルタの入出力端(図1(b)の1000,1001)の抵抗の値を調整することでこの変化を吸収する。例えば、フィルタの通過域における、入力インピーダンス、出力インピーダンス、ゲインが変らないように入出力端の抵抗値を調整することができる。特に、直列型LC共振器を短絡し、並列型LC共振回路を開放した状態において入力インピーダンス、出力インピーダンス、ゲインが変らないようにすることで容易に抵抗値を決定する事ができる。この条件を満たす抵抗値には自由度があるが、できるだけ全ての抵抗値を同じにする方が、異なる共振器の特性を同一にできるなどの利点があるため好ましい。また、LC共振器の実回路での実現性を引き下げないためにも、あまりにも高すぎる抵抗値や低すぎる抵抗値は好ましくない。この意味からも、接続する抵抗を入出力端の抵抗に対して同等の値に設定する事が好ましい。図1の例では、出力端の抵抗1002の値を抵抗1001の抵抗値(Ro)の2倍の抵抗値(2Ro)にし、抵抗5の値を同じ抵抗値(2Ro)に設定している。これにより、抵抗5を接続した後も帯域通過フィルタの中心周波数における入力インピーダンス、出力インピーダンス、ゲインは変化しない。
【００２１】
本発明では、問題となる直列型LC共振器に対しては直列に抵抗を接続（図３(a)参照）し、並列型LC共振器に対しては並列に抵抗を接続（図３(b)参照）する。抵抗の接続の様子を図３に示す。図１の例では、図1(a)のLC共振器2に抵抗5を並列接続して図1(b)の抵抗5を持つLC共振回路4とする。
【００２２】
ここで注意する必要があるのは、抵抗を接続すると、フィルタの電気的特性の変化、例えば、入力端子からみた入力インピーダンスや出力端子からみた出力インピーダンス、フィルタのゲインが変化することである。本発明では、フィルタの入出力端(図1(b)の1000,1001)の抵抗の値を調整することでこの変化を吸収する。例えば、フィルタの通過域における、入力インピーダンス、出力インピーダンス、ゲインが変らないように入出力端の抵抗調整することができる。特に、直列型LC共振器を短絡し、並列型LC共振回路を開放した状態において入力インピーダンス、出力インピーダンス、ゲインが変らないようにすることで容易に抵抗値を決定する事ができる。この条件を満たす抵抗値には自由度があるが、できるだけ全ての抵抗値を同じにする方が、異なる共振器の特性を同一にできるなどの利点があるため好ましい。また、LC共振器の実回路での実現性を引き下げないためにも、あまりにも高すぎる抵抗や低すぎる抵抗は好ましくない。この意味からも、接続する抵抗を入出力端の抵抗に対して同等の値に設定する事が好ましい。図1の例では、出力端の抵抗1002の値を抵抗1001の抵抗値(Ro)の2倍の抵抗値(2Ro)にし、抵抗5の値を同じ抵抗値(2Ro)に設定している。これにより、抵抗5を接続した後も帯域通過フィルタの中心周波数における入力インピーダンス、出力インピーダンス、ゲインは変化しない。
【００２３】
次に、フィルタの周波数特性を実現するようにL,Cの値を決定すれば、図1(b)の回路が得られる。
【００２４】
図1(b)の回路が求まれば、後は、GM-Cやアクティブフィルタなどの各フィルタの方式に応じて、フィルタを合成する。図1の例では、GM-Cフィルタにより、このLCRの回路を実現する。まず、図1(b)のLCR回路を、キルヒホッフの電流則、電圧則に基づいてシグナルフローグラフで表現する(図1(c))。
【００２５】
次に、このシグナルフローグラフを実現するようにGM-Cフィルタを構成する(図1(d))。図1(d)では、20が電圧電流変換器,21が容量である。22,23,24は、それぞれ、図1(c)の1000と１からなる直列型LCR共振器、並列型LCR共振器4、1002と3からなる直列型LCR共振器に相当する。これらは、抵抗成分を持つ損失性の共振器である。
【００２６】
比較のために、抵抗を挿入する前の図1(a)のLCR回路に基づいてフィルタを合成した例を図４に示す。図４では、LC共振器に抵抗を接続せずに用いているため、共振器41が無損失の共振器となる。実回路では無損失の共振器を作る事は難しいため、これにより、フィルタの伝達関数に誤差が混入する。
【００２７】
GM-Cフィルタで無損失のLC共振器を構成する場合、電圧電流変換器20の出力抵抗が無限大であることが必要である。しかし、実際には、この出力抵抗が有限の値をとり、これがGM-CフィルタのLC共振器の誤差要因となる。これに対し、本発明により合成したフィルタでは、前記無損失の共振器41は図１(d)の損失性の共振器23で実現されている。共振器23では、共振器41に対して新たにパス25が付け加わっており、これが共振器の抵抗成分となっている。この抵抗成分は、誤差要因となる電圧電流変換器の出力抵抗と並列に接続されている。この抵抗成分の抵抗値は、通常、電圧電流変換の出力抵抗の抵抗値よりも大きい。このため、この抵抗成分が支配的となり、電圧電流変換器の出力抵抗が見えなくなる。したがって誤差要因も見えなくなり、伝達関数が正確に実現できる。
【００２８】
以上のように本実施の形態によれば、３つのLC共振器1〜3を有する両端抵抗終端型の梯子型フィルタを合成する場合、所望の伝達関数に基づいて直列型 LC 共振器および並列型LC共振器を用いた梯子型フィルタを生成するステップと、すべての前記並列型LC共振器に抵抗を並列に付加する抵抗付加ステップと、該抵抗付加ステップに於いて、付加された抵抗による電気特性の変化を吸収するために、生成された前記梯子型フィルタの入力端又は出力端の抵抗値を調整する調整ステップとを備え、前記抵抗終端型の梯子型フィルタを損失性の共振器を用いて実現する梯子型フィルタの合成方法を用いることにより、前記調整ステップによって、LC共振器への抵抗付加に伴うフィルタの電気的特性変化（例えば増幅率や入出力インピーダンスの変化）を吸収できる。また、抵抗を付加した実回路に即したLC共振器を用いることで、LCRの回路から実回路へ変換する際の誤差の混入を抑えることができる。さらに、理想的なLC共振器を用いないことにより、素子バラツキに対する特性変化の少ないフィルタを合成することができる。
【００２９】
なお、４つ以上のLC共振器を有する両端抵抗終端型の梯子型フィルタを合成する場合は、所望の伝達関数に基づいて直列型 LC 共振器および並列型LC共振器を用いた梯子型フィルタを生成するステップと、すべての前記直列型LC共振器に第１の抵抗を直列に付加すると共にすべての前記並列型LC共振器に第２の抵抗を並列に付加する抵抗付加ステップと、該抵抗付加ステップに於いて、付加された第１および第２の抵抗による電気特性の変化を吸収するために、生成された前記梯子型フィルタの入力端又は出力端の抵抗値を調整する調整ステップとを備え、前記両端抵抗終端型の梯子型フィルタを損失性の共振器を用いて実現すればよい。
【００３０】
以上のように、入力端又は出力端の抵抗を調整することによって、ＬＣ共振器への抵抗付加に伴うフィルタの電気的特性変化（例えば増幅率や入出力インピーダンスの変化）を吸収できる。また、抵抗を付加した実回路に即したＬＣ共振器を用いることで、ＬＣＲの回路から実回路へ変換する際の誤差の混入を抑えることができる。さらに、理想的なＬＣ共振器を用いないことにより、素子バラツキに対する特性変化の少ないフィルタを合成することができる。
【００３８】
（実施の形態２）
請求項４の発明に関わる実施の形態について説明する。図７にフィルタの構成を示す。基本的には図５（ｂ）に示した両端抵抗終端型梯子型フィルタであり、損失成分制御端子104，105を介してＱ値制御回路110が前記フィルタの共振器の損失成分を制御する。
この制御回路110により、フィルタのＱ値を自動チューニングすることが可能である。
これによって、温度や電源電圧の変動などの環境の変化によるフィルタの特性の変化を補償できる。
【００４１】
請求項３に係わるフィルタ回路では、両端抵抗終端型の梯子型フィルタであって、前記梯子型フィルタを構成する全ての共振器が可変な損失成分を持つ構成を採用することで、低電圧でも所望の伝達関数を精度良く表現することができ、高速動作、高いＱ値に適し、また、素子バラツキに対しても強いフィルタを提供することができる。また、フィルタに含まれる共振器の損失成分を制御する事でフィルタのQ値を可変にすることができる。
【００４２】
請求項４に係わるフィルタ回路では、損失性の共振器の損失成分を制御する制御回路を備え、フィルタのQ値を調整する構成を採用することで、Q値の自動調整を行う事ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】請求項１に係る実施の形態１による梯子型フィルタの合成方法を示した図
【図２】 LC共振器の回路図
【図３】 LC共振器への抵抗の接続方法を示した図
【図４】図１(a)のLCR回路に基づいて合成されたフィルタの回路図
【符号の説明】
１，３直列ＬＣ共振回路
２並列ＬＣ共振回路
４並列ＬＣＲ共振回路
２０電圧電流変換回路
２１容量
２２，２３，２４損失性のＬＣ共振器
５１可変な損失成分を持つ直列ＬＣ共振回路
５２可変な損失成分を持つ並列ＬＣ共振回路
１１０Ｑ値制御回路
１２０共振周波数制御回路
１０００フィルタの入力端の抵抗
１００１，１００２フィルタの出力端の抵抗[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an analog signal ladder filter and a synthesis method thereof.
[0002]
[Prior art]
The analog signal filter synthesis method is a technique for synthesizing a filter circuit that realizes a desired transfer function.
[0003]
First, a description will be given of a ladder filter having a double-ended resistor termination type. The filter configuration includes a ladder type and a vertical connection type. Among them, a filter synthesized with a ladder type configuration has a feature of low element sensitivity and is widely used. In addition, the filter configuration has an option of connecting a resistor between the input terminal and the output terminal, or setting an open state where nothing is attached. Above all, the double-ended resistor termination type filter, which is synthesized by adding resistance to both the input and output ends, has the feature that it is less susceptible to the input and output impedance of the circuit connected to the input and output ends of the filter, Widely used.
[0004]
The basic circuit of the filter is a passive circuit that uses a capacitor (hereinafter abbreviated as C) and a resistor (hereinafter abbreviated as R). However, in an integrated circuit, L is difficult to achieve, so an active element such as a transistor. In many cases, a filter using is used. For this reason, generally, the filter synthesis method first converts a desired transfer function into an ideal circuit using L, C, and R, and then converts it to various filter methods such as a GM-C filter and an active filter. In response, the LCR circuit is converted into an actual active circuit.
[0005]
Here, when synthesizing the transfer function with a filter having a ladder configuration with a double-ended resistor termination, conventionally, at the stage of converting the transfer function into an ideal circuit of LCR, a series LC resonator or a parallel LC resonator is used. (FIG. 2 (a), (b)) is used. These LC resonators have a characteristic of passing or blocking a signal at a specific frequency, and are necessary for realizing a band-pass filter and a band-stop filter.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, these series-type and parallel-type LC resonators are only ideal models, and are difficult to realize with an actual circuit using transistors. The reason is that the series LC resonator has zero resistance at the resonance frequency, but it is difficult to make the resistance zero in an actual circuit. Similarly, the parallel LC resonator has an infinite resistance at the resonance frequency, but it is difficult to make the resistance infinite in an actual circuit. Actually, in an actual circuit using transistors, as shown in FIGS. 2 (c) and 2 (d), a series resistance is mixed into the series LC resonator as an error component 2001, and a parallel resistance is added to the parallel LC resonator. Is mixed as an error component 2002. As described above, in the filter synthesis method using the conventional LC resonator, even if the transfer function is accurately realized using the LC resonator, an error is mixed in at the stage of subsequent conversion to the actual circuit, and the transfer is performed. There is a problem that it is difficult to realize the function accurately.
[0007]
This problem becomes more and more serious as the manufacturing process of integrated circuits progresses. As the manufacturing process becomes finer, the operating voltage of the integrated circuit decreases more and more. As the voltage decreases, it will become increasingly difficult to accurately realize an LC resonant circuit with zero resistance or infinite resistance.
[0008]
For example, in order to realize an ideal LC resonator with a GM-C filter that is a typical filter implementation method, it is necessary to keep the output resistance of a voltage-current converter, which is a basic circuit element, infinite. However, this request becomes more difficult as the power supply voltage decreases. For this reason, the error of the filter becomes larger and larger. Furthermore, in order to realize a high-frequency, high-Q filter with a GM-C filter, it is necessary to pass a large amount of current through the voltage-current converter, so that the output resistance of the voltage-current converter decreases, It becomes even more difficult to satisfy the request. That is, this problem is one of the obstructions in making a GM-C filter with a high frequency and a high Q value.
[0009]
Also, from the viewpoint of the synthesized filter, as is clear from the above problem, the filter synthesized based on the conventional ideal LC resonator has a problem that the error from the desired transfer function is large. . In addition, since the LC resonant circuit has a sharp change in characteristics with respect to frequency, there is a problem that the characteristics of the filter are easily affected by element variations.
[0010]
Accordingly, it is an object of the present invention to provide a double-ended resistor termination type ladder filter suitable for a low power supply voltage, high speed operation, and a high Q value, and a method for synthesizing the ladder type filter with reduced errors.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
To accomplish the above object (claim 1) includes the steps of generating a ladder filter using a serial-type LC resonator and parallel LC resonator based on the desired transfer function, all of the a resistance adding step of adding a resistor in parallel with the parallel LC resonator, in the resistance adding step, in order to absorb a change in electric characteristics due to the added resistance generated input terminal of the ladder filter Or an adjusting step for adjusting the resistance value of the output end, and the resistance values of the resistors added to all the parallel LC resonators can be adjusted .
[0012]
The other invention (claim 2) includes the steps of generating a ladder filter using a serial-type LC resonator and parallel LC resonator based on the desired transfer function, all previous Kijika column type LC resonance A resistance adding step of adding a first resistor in series to the resonator and adding a second resistor in parallel to all the parallel LC resonators, and the first and second added in the resistance adding step An adjustment step of adjusting a resistance value of an input end or an output end of the generated ladder filter in order to absorb a change in electrical characteristics due to the resistance of 2, and a resistance value of the first resistor and the first resistance The resistance value of the second resistor is adjustable .
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
First, a method for synthesizing a band-pass filter will be described with reference to FIG. (Equation 1) is a desired transfer function to be given, and in this example, is a sixth-order (having three LC resonators) band-pass filter.
Through the process of FIGS. 1A to 1C, a double-ended resistor termination type ladder filter using the active element of FIG. 1D can be finally formed.
[0016]
The means provided in claim 4 employs a configuration that includes a control circuit that controls the loss component of the lossy resonator and adjusts the Q value of the filter. As a result, variations in filter characteristics due to element variations and temperature variations can be suppressed, and the Q value of the filter can be made variable according to the purpose.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
First, the band-pass filter will be described with reference to FIG. (Equation 1) is a desired transfer function to be given, and in this example, is a sixth-order (having three LC resonators) band-pass filter.
Through the process of FIG. 1 (a) ~ (c) , finally it is possible to constitute a ladder filter across resistive termination type using an active element of Figure 1 (d).
[0018]
[Expression 1]

[0019]
First, the transfer function given by (Equation 1) is synthesized by a circuit using LCR. When combined with a series / parallel LC resonant circuit using a double-ended resistor-terminated ladder filter configuration, the result shown in Fig. 1 (a) is obtained. 1 and 3 are series LC resonators, 2 is a parallel LC resonator, 1000 is a resistance at the input end, and 1001 is a termination resistance at the output end.
[0020]
It should be noted here that when a resistor is connected, the electrical characteristics of the filter change, for example, the input impedance viewed from the input terminal, the output impedance viewed from the output terminal, and the filter gain. In the present invention, this change is absorbed by adjusting the resistance value of the input / output terminals (1000 and 1001 in FIG. 1B) of the filter. For example, the resistance value of the input / output terminals can be adjusted so that the input impedance, output impedance, and gain do not change in the pass band of the filter. In particular, the resistance value can be easily determined by keeping the input impedance, the output impedance, and the gain unchanged in a state where the series LC resonator is short-circuited and the parallel LC resonance circuit is opened. Although resistance values satisfying this condition have a degree of freedom, it is preferable to make all the resistance values the same as much as possible because there is an advantage that the characteristics of different resonators can be made the same. Further, in order not lower the feasibility of a real circuit LC resonator, the resistance value or too low resistance value too too high is not preferable. From this point of view, it is preferable to set the connected resistance to the same value as the resistance of the input / output terminal. In the example of FIG. 1, the value of the resistor 1002 at the output end is set to a resistance value (2Ro) that is twice the resistance value (Ro) of the resistor 1001, and the value of the resistor 5 is set to the same resistance value (2Ro). Thereby, even after the resistor 5 is connected, the input impedance, output impedance, and gain at the center frequency of the band pass filter do not change.
[0021]
In the present invention, a resistor is connected in series to the series LC resonator in question (see FIG. 3A), and a resistor is connected in parallel to the parallel LC resonator (FIG. 3B). )refer. FIG. 3 shows how the resistors are connected. In the example of FIG. 1, a resistor 5 is connected in parallel to the LC resonator 2 of FIG. 1 (a) to form an LC resonance circuit 4 having the resistor 5 of FIG. 1 (b).
[0022]
It should be noted here that when a resistor is connected, the electrical characteristics of the filter change, for example, the input impedance viewed from the input terminal, the output impedance viewed from the output terminal, and the filter gain. In the present invention, this change is absorbed by adjusting the resistance value of the input / output terminals (1000 and 1001 in FIG. 1B) of the filter. For example, the resistance of the input / output terminals can be adjusted so that the input impedance, output impedance, and gain do not change in the pass band of the filter. In particular, the resistance value can be easily determined by keeping the input impedance, the output impedance, and the gain unchanged in a state where the series LC resonator is short-circuited and the parallel LC resonance circuit is opened. Although resistance values satisfying this condition have a degree of freedom, it is preferable to make all the resistance values the same as much as possible because there is an advantage that the characteristics of different resonators can be made the same. Also, in order not to reduce the realization of an LC resonator in an actual circuit, a resistance that is too high or too low is not preferable. From this point of view, it is preferable to set the connected resistance to the same value as the resistance of the input / output terminal. In the example of FIG. 1, the value of the resistor 1002 at the output end is set to a resistance value (2Ro) that is twice the resistance value (Ro) of the resistor 1001, and the value of the resistor 5 is set to the same resistance value (2Ro). Thereby, even after the resistor 5 is connected, the input impedance, output impedance, and gain at the center frequency of the band pass filter do not change.
[0023]
Next, if the values of L and C are determined so as to realize the frequency characteristics of the filter, the circuit of FIG. 1 (b) can be obtained.
[0024]
Once the circuit of FIG. 1 (b) is obtained, the filters are synthesized according to the method of each filter such as GM-C or active filter. In the example of FIG. 1, this LCR circuit is realized by a GM-C filter. First, the LCR circuit of FIG. 1 (b) is represented by a signal flow graph based on Kirchhoff's current law and voltage law (FIG. 1 (c)).
[0025]
Next, a GM-C filter is configured to realize this signal flow graph (FIG. 1 (d)). In FIG. 1 (d), 20 is a voltage-current converter and 21 is a capacity. 22, 23, and 24 correspond to the series-type LCR resonator composed of 1000 and 1 and the series-type LCR resonator composed of parallel-

type LCR resonators

4, 1002, and 3 in FIG. These are lossy resonators having a resistance component.
[0026]
For comparison, FIG. 4 shows an example in which a filter is synthesized based on the LCR circuit of FIG. 1A before inserting a resistor. In FIG. 4, since the LC resonator is used without connecting a resistor, the resonator 41 is a lossless resonator. Since it is difficult to create a lossless resonator in an actual circuit, an error is mixed in the transfer function of the filter.
[0027]
When configuring a lossless LC resonator with a GM-C filter, the output resistance of the voltage-current converter 20 needs to be infinite. However, actually, this output resistance takes a finite value, and this becomes an error factor of the LC resonator of the GM-C filter. On the other hand, in the filter synthesized according to the present invention, the lossless resonator 41 is realized by the lossy resonator 23 of FIG. In the resonator 23, a path 25 is newly added to the resonator 41, and this is a resistance component of the resonator. This resistance component is connected in parallel with the output resistance of the voltage-current converter that causes an error. The resistance value of this resistance component is usually larger than the resistance value of the output resistance of voltage-current conversion. For this reason, this resistance component becomes dominant, and the output resistance of the voltage-current converter becomes invisible. Therefore, the error factor is not visible, and the transfer function can be realized accurately.
[0028]
As described above, according to the present embodiment, in the case of synthesizing a double-ended resistor termination type ladder filter having three LC resonators 1 to 3, a series LC resonator and a parallel type are combined based on a desired transfer function. A step of generating a ladder type filter using LC resonators, a step of adding a resistor in parallel to all the parallel LC resonators, and an electrical characteristic due to the added resistance in the step of adding a resistor Adjusting the resistance value of the input end or the output end of the generated ladder filter to absorb the change of the ladder-type filter, and using the lossy resonator as the resistance-terminated ladder filter By using the ladder filter synthesis method to be realized, the adjustment step can change the electrical characteristics of the filter (for example, the change in the amplification factor and input / output impedance) due to the addition of resistance to the LC resonator. It can yield. In addition, by using an LC resonator suitable for an actual circuit to which a resistor is added, it is possible to suppress mixing of errors when converting from an LCR circuit to an actual circuit. Furthermore, by not using an ideal LC resonator, it is possible to synthesize a filter with little characteristic change with respect to element variation.
[0029]
In addition, when synthesizing a ladder filter having a double-ended resistor termination type having four or more LC resonators, a ladder filter using a series LC resonator and a parallel LC resonator based on a desired transfer function is used. and generating, and all resistance adding step of adding a second resistor in parallel to all of the parallel LC resonator together with the first resistor adding in series before Kijika column type LC resonator, the An adjusting step of adjusting a resistance value of an input end or an output end of the generated ladder filter in order to absorb a change in electrical characteristics due to the added first and second resistances in the resistance adding step; And the both-ends resistor termination type ladder filter may be realized using a lossy resonator.
[0030]
As described above, by adjusting the resistance of the input end or output end, it is possible to absorb changes in the electrical characteristics of the filter (for example, changes in amplification factor and input / output impedance) that accompany the addition of resistance to the LC resonator. In addition, by using an LC resonator suitable for an actual circuit to which a resistor is added, it is possible to suppress mixing of errors when converting an LCR circuit to an actual circuit. Furthermore, by not using an ideal LC resonator, it is possible to synthesize a filter with little characteristic change with respect to element variation.
[0038]
(Embodiment 2 )
An embodiment related to the invention of claim 4 will be described. FIG. 7 shows the configuration of the filter. Basically, it is a double-ended resistor termination type ladder filter shown in FIG. 5B, and the Q value control circuit 110 controls the loss component of the resonator of the filter via the loss component control terminals 104 and 105.
This control circuit 110 can automatically tune the Q value of the filter.
This makes it possible to compensate for changes in filter characteristics due to environmental changes such as temperature and power supply voltage fluctuations.
[0041]
The filter circuit according to claim 3 is a ladder filter having a double-ended resistor termination type, and adopts a configuration in which all the resonators constituting the ladder filter have a variable loss component, so that even a low voltage is desired. Therefore, it is possible to provide a filter suitable for high-speed operation, high Q value, and strong against element variation. Further, the Q value of the filter can be made variable by controlling the loss component of the resonator included in the filter.
[0042]
The filter circuit according to claim 4 includes a control circuit for controlling the loss component of the lossy resonator and adopts a configuration for adjusting the Q value of the filter, whereby the Q value can be automatically adjusted.
[Brief description of the drawings]
1 is a diagram illustrating a method for synthesizing a ladder filter according to a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a circuit diagram of an LC resonator. FIG. 3 is a diagram illustrating a method for connecting a resistor to the LC resonator. FIG. 4 is a circuit diagram of a filter synthesized based on the LCR circuit of FIG. 1 (a).
DESCRIPTION OF

SYMBOLS

1,3 Series LC resonance circuit 2 Parallel LC resonance circuit 4 Parallel LCR resonance circuit 20 Voltage-current conversion circuit 21 Capacity |

capacitance

22,23,24 Lossy LC resonator 51 Series LC resonance circuit with a variable loss component 52 Variable loss Parallel LC resonance circuit having components 110 Q value control circuit 120 Resonance frequency control circuit 1000 Resistance of

filter input end

1001, 1002 Resistance of output end of filter

Claims

A method of synthesizing a ladder filter with a double-ended resistor termination type,
Generating a ladder filter using a series LC resonator and a parallel LC resonator based on a desired transfer function;
Adding a resistor in parallel to all the parallel LC resonators;
An adjustment step of adjusting a resistance value of an input end or an output end of the generated ladder filter in order to absorb a change in electrical characteristics due to the added resistance in the resistance adding step;
A method for synthesizing a ladder filter, characterized in that the resistance values of the resistors added to all the parallel LC resonators are adjustable .

A method of synthesizing a ladder filter with a double-ended resistor termination type,
Generating a ladder filter using a series LC resonator and a parallel LC resonator based on a desired transfer function;
In all previous Kijika column type LC resonator together with the addition of the first resistor in series, the resistance adding step of adding a second resistor in parallel to all of the parallel LC resonator,
In the resistance adding step, an adjustment step of adjusting the resistance value of the input end or the output end of the generated ladder filter so as to absorb the change in the electrical characteristics due to the added first and second resistances. And
A ladder filter synthesis method characterized in that the resistance value of the first resistor and the resistance value of the second resistor can be adjusted .