JPH02266710A - Semiconductor integrated circuit filter - Google Patents

Semiconductor integrated circuit filter

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JPH02266710A
JPH02266710A JP8935389A JP8935389A JPH02266710A JP H02266710 A JPH02266710 A JP H02266710A JP 8935389 A JP8935389 A JP 8935389A JP 8935389 A JP8935389 A JP 8935389A JP H02266710 A JPH02266710 A JP H02266710A
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JP
Japan
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pole frequency
circuit
current
transconductance
transconductance amplifier
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JP8935389A
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Inventor
Fumio Ito
文雄 伊藤
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To keep an amplitude level constant even when a pole frequency is changed by providing a Q control circuit which controls the feedback quantity of a feedback circuit network. CONSTITUTION:The feedback circuit network 7 is inserted between an output terminal 6 and the (1) input terminal of a transconductance amplifier 2a, and the Q control circuit 8 changes the Q value of a low-pass filter by controlling the on and off of the switch 71 of the feedback circuit network 7. In other words, the feedback quantity of the feedback circuit network 7 is controlled so that the Q valves in a calculation value at a low pole frequency can be set higher than that at a high pole frequency by the Q control circuit 8 when the pole frequency is decreased, and adversely, the Q valves can be suppressed when it is increased from the low pole frequency to the high pole frequency. In such a way, the amplitude level can be controlled at a decided amplitude level when the pole frequency of a filter is decreased or increased.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、た゛とえば、民生用機器(カラーテレビ、
VTR(ビデオ・テープ・レコーダ)。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] This invention is applicable to, for example, consumer equipment (color television,
VTR (video tape recorder).

R−DAT (ロークリ・ヘッド・ディジタル・オーデ
ィオ・テープ・レコーダ)など)のアナログ信号がフィ
ルタを通過する場合に、特にフィルタのポール周波数(
以下、foという)を可変したときに、同一振幅レベル
とか、またはある比率で上下するようにして、フィルタ
の振幅レベルをある比率で一定で保持できる半導体集積
回路フィルタに関するものである。
When an analog signal such as R-DAT (low head digital audio tape recorder) passes through a filter, the pole frequency of the filter (
This invention relates to a semiconductor integrated circuit filter that can maintain the amplitude level of the filter constant at a certain ratio by varying the amplitude (hereinafter referred to as fo) at the same amplitude level or by raising and lowering it at a certain ratio.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

第6図はトランスコンダクタンスアンプを使用した従来
の2次の低域通過フィルタ回路を示す回路図である。こ
の第6図において、1は信号入力端子、2はこの信号入
力端子1からの入力電圧信号Vt と出力端子6から出
力される出力電圧信号v、との差分入力電圧信号を電流
iIに変換するトランスコンダクタンスアンプである。
FIG. 6 is a circuit diagram showing a conventional second-order low-pass filter circuit using a transconductance amplifier. In FIG. 6, 1 is a signal input terminal, and 2 is a differential input voltage signal between the input voltage signal Vt from the signal input terminal 1 and the output voltage signal v output from the output terminal 6, which is converted into a current iI. It is a transconductance amplifier.

この信号11はコンデンサ4により積分され、バッファ
回路3を経て、トランスコンダクタンスアンプ2aに入
力されるようになっている。
This signal 11 is integrated by a capacitor 4, passed through a buffer circuit 3, and is input to a transconductance amplifier 2a.

このトランスコンダクタンスアンプ2aは上記トランス
コンダクタンスアンプ2と同様の機能を有するものであ
り、バッファ回路3から入力される入力電圧信号v1 
と出力電圧信号V、との差分を電流1つに変換して出力
するようになっている。
This transconductance amplifier 2a has the same function as the transconductance amplifier 2 described above, and receives an input voltage signal v1 input from the buffer circuit 3.
The difference between the output voltage signal V and the output voltage signal V is converted into one current and output.

この電流i、はコンデンサ4aにより積分されて、バッ
ファ回路3aを経て、信号出力端子6から出力信号電圧
V、が出力されるようになっている。
This current i is integrated by a capacitor 4a, and an output signal voltage V is outputted from a signal output terminal 6 via a buffer circuit 3a.

また、トランスコンダクタンスアンプ2,2aと電源と
の間には、それぞれ電流源回路5a、  5bが接続さ
れているとともに、電源とアース間にも、電流源回路5
Cが接続されている。
Further, current source circuits 5a and 5b are connected between the transconductance amplifiers 2 and 2a and the power source, respectively, and a current source circuit 5 is also connected between the power source and the ground.
C is connected.

これらの電流源回路5a〜5Cはf、コントロール回路
5によって制御されるようになっており、これにより、
トランスコンダクタンスアンプ2゜2aのトランスコン
ダクタンスgll+ 、 g腸2値が制御され、f6を
制御するようになっている。なお、9はr拳コントロー
ル信号端子である。
These current source circuits 5a to 5C are controlled by a control circuit 5, and as a result,
The transconductance gll+ and g2 value of the transconductance amplifier 2°2a are controlled to control f6. Note that 9 is an r-fist control signal terminal.

次に、動作について説明する。信号入力端子1に人力信
号電圧Vi が人力されると、トランスコンダクタンス
アンプ2の(ト)入力端に入力される。
Next, the operation will be explained. When a human input signal voltage Vi is input to the signal input terminal 1, it is input to the (g) input terminal of the transconductance amplifier 2.

トランスコンダクタンスアンプ2の(ハ)入力端は出力
端子6と接続されているため、出力電圧信号V、が印加
されている。
Since the (c) input terminal of the transconductance amplifier 2 is connected to the output terminal 6, the output voltage signal V is applied thereto.

したがって、トランスコンダクタンスアンプ2は、入力
信号電圧Vi と出力信号電圧V、との差分電圧(vt
  V@)に比例したt流11がトランスコンダクタン
スアンプ2の出力端に現れる。
Therefore, the transconductance amplifier 2 generates a differential voltage (vt
A t current 11 proportional to V@) appears at the output of the transconductance amplifier 2.

トランスコンダクタンスアンプ2の出力端に現れた電流
11は、コンデンサ4により積分され、その積分された
電流はバッファ回路3を通すと、その出力端には、電圧
信号■、となって現れる。
The current 11 appearing at the output end of the transconductance amplifier 2 is integrated by the capacitor 4, and when the integrated current passes through the buffer circuit 3, it appears at the output end as a voltage signal .

この電圧信号vlは後段の後段のトランスコンダクタン
スアンプ2aの(ホ)入力端に印加される。
This voltage signal vl is applied to the (e) input terminal of the transconductance amplifier 2a in the subsequent stage.

この場合、バッファ回路3はトランスコンダクタンスア
ンプ2と28との結合において、干渉を防ぐようにして
いる。
In this case, the buffer circuit 3 is designed to prevent interference in coupling the transconductance amplifiers 2 and 28.

トランスコンダクタンスアンプ2a以降の信号処理動作
は、トランスコンダクタンスアンプ2、バッファ回路3
、コンデンサ4の動作と同様である。
The signal processing operation after the transconductance amplifier 2a is performed by the transconductance amplifier 2 and the buffer circuit 3.
, the operation is similar to that of capacitor 4.

これまでの動作の主要動作を表す主要関係式と、この主
要関係式の結果から得られる第6図の低域通過フィルタ
の伝達関数を以下に示す。
The main relational expression representing the main operations of the previous operations and the transfer function of the low-pass filter of FIG. 6 obtained from the result of this main relational expression are shown below.

囚 主要関係式 %式%(1) この(1)式〜(4)式において、 1+ はトランスコンダクタンスアンプ2の出力電流、 11 はトランスコンダクタンスアンプ2aの出力電流
、 ■1はコンデンサ4による積分電圧、 glll  はトランスコンダクタンスアンプ2のトラ
ンスコンダクタンス、 g■2はトランスコンダクタンスアンプ2aのトランス
コンダクタンス、 である。
Main relational expression % formula % (1) In these formulas (1) to (4), 1+ is the output current of transconductance amplifier 2, 11 is the output current of transconductance amplifier 2a, ■1 is the integrated voltage by capacitor 4 , gllll is the transconductance of the transconductance amplifier 2, and g2 is the transconductance of the transconductance amplifier 2a.

+B)  結果式 上記(1)弐〜(4)式を用いて、結果式を算出する。+B) Result formula A resultant formula is calculated using the above formulas (1)2 to (4).

伝達関数□(S) = H(S) V 盈 S” ’C:” 十Cr、Cz ただし、この(5)式において、jωをSとするととも
に、Ct、Ctはそれぞれコンデンサ4.4aの容量で
ある。
Transfer function □(S) = H(S) V 盈S'''C:'' 10Cr, Cz However, in this equation (5), jω is set to S, and Ct and Ct are the capacitances of the capacitor 4.4a, respectively. It is.

2次のこの種のフィルタの伝達関数の一般式は、である
The general expression for the transfer function of this kind of filter of second order is:

この(6)式において、 ω。はポール角周波数、 roはポール周波数、 QはポールQ1 である。In this equation (6), ω. is the pole angular frequency, ro is the pole frequency, Q is Paul Q1 It is.

上記(5)式と(6)式を比較すると、(7)式から、 となる。Comparing equations (5) and (6) above, from equation (7), becomes.

この(9)式から、ポール周波数(第5図、第7図のr
、あるいはfx)は、」ト→−と4ととの乗算したもの
の平方根を2πで除算したものである。
From this equation (9), the pole frequency (r in Figures 5 and 7)
, or fx) is the square root of the product of t→− and 4 divided by 2π.

また、(8)式から、ポール周波数における振幅レベル
は両トランスコンダクタンスg”+ + g’lz の
比」とと両コンデンサ4,4aの容量CI+  CzO
比J C2 ■との値を乗算したものの平方根により決定されている
ことがわかる。
Also, from equation (8), the amplitude level at the pole frequency is the ratio of both transconductances g"+ + g'lz" and the capacitance CI+ CzO of both capacitors 4 and 4a.
It can be seen that it is determined by the square root of the product multiplied by the ratio J C2 (2).

第7図のaまたはbはQの値がより大きい場合の一般的
な低域通過フィルタ(LPF)の特性を示している。
A or b in FIG. 7 shows the characteristics of a general low-pass filter (LPF) when the value of Q is larger.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

従来の低域通過フィルタは以上のように構成されている
ので、上記(8)式を説明したように、第6図のf、コ
ントロール信号端子9にたとえば、ハイの信号を入力し
、f0コントロール回路5により、トランスコンダクタ
ンスgra+ 、 gllg をコントロールする電流
源回路5a〜5cをたとえば、−様にコントロールし、
−(1−の比を一定に保つよgllg うにすることができれば、半導体集積回路内のコンデン
サは元来その比は極めて正確に作成するこ定で、かつf
oは(9)式からgll・gllz の乗算値の平方根
で比例する。
Since the conventional low-pass filter is configured as described above, as explained in equation (8) above, for example, a high signal is input to f, control signal terminal 9 in FIG. 6, and the f0 control signal is input. The circuit 5 controls the current source circuits 5a to 5c that control the transconductances gra+ and gllg, for example, in a negative manner,
If it is possible to keep the ratio of −(1− gllg constant), capacitors in semiconductor integrated circuits are originally supposed to have an extremely accurate ratio, and f
From equation (9), o is proportional to the square root of the multiplied value of gll·gllz.

したがって、たとえば、glll 、 gllgをとも
に、振幅レベルを低下させることなく、一定で実現する
ことが計算値上からでは、充分者えられ、理論的にもお
かしいことはない。
Therefore, for example, it is quite possible from the calculated values to realize both gllll and gllg at a constant level without reducing the amplitude level, and there is nothing wrong with it theoretically.

すなわち、第5図のように、ポール周波数f2から一段
と低いポール周波数f、にポール周波数を下げても、振
幅レベルは一定となることが計算上では考えられる。
That is, as shown in FIG. 5, even if the pole frequency is lowered from the pole frequency f2 to a lower pole frequency f, it is calculated that the amplitude level remains constant.

しかしながら、実際の回路で必ずしもうまくいかず、た
とえば、第7図のように、ポール周波数をf2からfl
に下げると、Qが低下し、第7図のbのように、振幅レ
ベルが下がるという問題点があった。
However, this does not necessarily work in actual circuits; for example, as shown in Figure 7, the pole frequency is changed from f2 to fl.
If it is lowered to 1, the problem is that the Q is lowered and the amplitude level is lowered as shown in FIG. 7b.

この従来の問題点の主要因は種々あるが、主たる原因は
f、コントロール回路5による電流源回路5a〜5cの
電流比のトラッキング精度、電流源回路5aの電流調整
によるトランスコンダクタンスg■、の変化率(=9g
ml、、電流源回路5bal。
There are various main causes of this conventional problem, but the main causes are f, the tracking accuracy of the current ratio of the current source circuits 5a to 5c by the control circuit 5, and the change in transconductance g due to the current adjustment of the current source circuit 5a. Rate (=9g
ml, current source circuit 5bal.

の電流調整によるトランスコンダクタンスgll の変
化率< =a g wh z >が同一にしづらい。
It is difficult to make the rate of change in the transconductance gll due to current adjustment < = a g wh z > constant.

al。al.

なお、I、、1.はそれぞれ電流源回路5 a + 5
 bによりトランスコンダクタンスg1m++ gll
zを決めるコントロール電流である。
Note that I,,1. are current source circuits 5a + 5, respectively.
Transconductance g1m++ gll by b
This is the control current that determines z.

上記変化率が同一にしづらい理由は、たとえば、第8図
のように、トランスコンダクタンスgeargutの(
ト)、Hのオフセット電圧発生状況がトランスコンダク
タンスg1を決めるコントロール電流T+   トラン
スコンダクタンスgetを決めるコントロール電流1.
の値により変化し、トランスコンダクタンスアンプ内の
初段の差動アンプのトランスコンダクタンスが一定の比
で相似的に変化せず、結果として、(8)式のQを決定
するー(1−の比がlD 線形に変化しないことにあるためである。
The reason why it is difficult to make the above rate of change the same is, for example, as shown in FIG.
The control current T+, in which the offset voltage generation status of H determines the transconductance g1, and the control current 1, which determines the transconductance get.
The transconductance of the first stage differential amplifier in the transconductance amplifier does not change in a similar manner at a constant ratio, and as a result, the ratio of -(1-) determines the Q in equation (8). This is because ID does not change linearly.

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、所定のポール周波数からポール周波数を変
えても、振幅レベルがほぼ同一になり、かつ簡単な手段
でできる半導体集積回路フィルタを得ることを目的とす
る。
This invention was made to solve the above problems, and provides a semiconductor integrated circuit filter in which the amplitude level remains almost the same even if the pole frequency is changed from a predetermined pole frequency, and which can be made using simple means. The purpose is to obtain.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

この発明に係る半導体集積回路フィルタは、後段のトラ
ンスコンダクタンスアンプの(ハ)入力端とフィルタの
出力端子との間に挿入され、出力電圧所定の比でフィー
ドバックするフィードバック回路網と、このフィードバ
ック回路網のフィードバック量をコントロールするQコ
ントロール回路とを設けたものである。
The semiconductor integrated circuit filter according to the present invention includes a feedback circuit network inserted between the (c) input terminal of a subsequent transconductance amplifier and the output terminal of the filter and feeding back an output voltage at a predetermined ratio, and this feedback circuit network. A Q control circuit is provided to control the amount of feedback.

〔作 用〕[For production]

この発明におけるフィードバック回路網によるフィルタ
の出力電圧を後段のトランスコンダクタンスアンプの(
ハ)入力端に所定の割合で抑制してフィードバックする
とともに、所定のポール周波数にポール周波数を下げた
ときにはQコントロール回路により、低ポール周波数に
おける計算値上のQを高ポール周波数におけるQよりも
高くし、かつ低ポール周波数から高ポール周波数に上げ
たときは逆にQを抑えるように、フィードバック回路網
のフィードバック量をコントロールする。
In this invention, the feedback circuit network converts the output voltage of the filter into the transconductance amplifier (
C) In addition to suppressing and feeding back at a predetermined rate to the input terminal, when the pole frequency is lowered to a predetermined pole frequency, the Q control circuit makes the calculated Q at the low pole frequency higher than the Q at the high pole frequency. However, when increasing from a low pole frequency to a high pole frequency, the feedback amount of the feedback circuit network is controlled so as to suppress the Q.

〔実施例〕〔Example〕

以下、この発明の半導体集積回路フィルタの実施例につ
いて図面に基づき説明する。第1図はその一実施例の構
成を示す回路図である。
Embodiments of the semiconductor integrated circuit filter of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a circuit diagram showing the configuration of one embodiment.

この第1図において、構成の説明に際し、第6図と同一
部分には同一符号を付して、その重複説明を避け、第6
図とは異なる部分を主体に述べる。
In Fig. 1, when explaining the configuration, the same parts as in Fig. 6 are given the same reference numerals to avoid duplicate explanation.
I will mainly describe the parts that are different from the diagram.

この第1図を第6図と比較しても明らかなように、第1
図では、第6図の構成に新たに、フィードバック回路網
7とQコントロール回路8を付加したものである。
As is clear from comparing Figure 1 with Figure 6,
In the figure, a feedback circuit network 7 and a Q control circuit 8 are newly added to the configuration of FIG. 6.

すなわち、出力端子6とトランスコンダクタンスアンプ
2aの(ハ)入力端との間にフィードバック回路m7が
挿入されており、抵抗RBがこの(ハ)入力端と出力端
子6との間に接続されている。
That is, a feedback circuit m7 is inserted between the output terminal 6 and the (c) input terminal of the transconductance amplifier 2a, and the resistor RB is connected between this (c) input terminal and the output terminal 6. .

また、トランスコンダクタンスアンプ2aの(ハ)入力
端は抵抗RAを介して直流電源Eを正極に接続されてお
り、この直流電′aEの負極はアースされている。
Further, the (c) input terminal of the transconductance amplifier 2a is connected to the positive terminal of a DC power source E via a resistor RA, and the negative terminal of this DC power 'aE is grounded.

直流電源Eの正極とトランスコンダクタンスアンプ2a
の(ハ)入力端間には、スイッチ71が接続されており
、このスイッチ71はQコントロール回路8の出力によ
り開閉制御されるようになっている。
Positive electrode of DC power supply E and transconductance amplifier 2a
A switch 71 is connected between the input terminals of (c), and this switch 71 is controlled to open and close by the output of the Q control circuit 8.

このQコントロール回路8およびf、コントロール回路
5の入力端はf0コントロール信号端子9に接続されて
いる。
The input terminals of the Q control circuit 8 and f control circuit 5 are connected to the f0 control signal terminal 9.

上記フィードバック回路網7は出力端子6に現れる出力
信号電圧V、をある割合、すなわち、第1図の場合、抵
抗RA−RCの抵抗値をそれぞれダグタンス2aヘフイ
ードバツク量を与えるものである。
The feedback circuit network 7 gives a certain proportion of the output signal voltage V appearing at the output terminal 6, that is, in the case of FIG. 1, the resistance value of the resistors RA-RC, respectively, to give a feedback amount to the inductance 2a.

また、Qコントロール回路8はこのフィードバック回路
1i17のスイッチ71(アナログスイッチなど)のオ
ン、オフを制御し、低域通過フィルタのQの値を変化さ
せるものである。
Further, the Q control circuit 8 controls the on/off state of the switch 71 (analog switch, etc.) of the feedback circuit 1i17, and changes the Q value of the low-pass filter.

次に動作について説明する。第2図は第1図の実施例の
フィードバック回路M47の内部構成を節略化し、かつ
Qコントロール回路8を図示省略したものであり、この
第2図により、第1図の実施例の動作を説明し、ポール
周波数とQの値を算出する。
Next, the operation will be explained. FIG. 2 simplifies the internal configuration of the feedback circuit M47 of the embodiment shown in FIG. 1, and omits the Q control circuit 8. The operation of the embodiment shown in FIG. 1 will be explained using FIG. 2. Then, calculate the pole frequency and Q value.

フィードバック回路網7の抵抗RAを希望するfoの値
に対して、適応的に抵抗RAO値を変化させるようにし
ている。
The resistance RAO value of the resistance RA of the feedback circuit network 7 is adaptively changed with respect to the desired value of fo.

第6図で示した従来の回路構成と同様な主要関係式およ
び結果式(=伝達関数)を以下に記載する。
The main relational expressions and resultant expressions (=transfer functions) similar to those of the conventional circuit configuration shown in FIG. 6 will be described below.

この発明において、上記従来例と異なるのは、フィルタ
後段のトランスコンダクタンスアンプ2aRAI のフィードバック量が100%かり   =−だRA十
RB  K けになることに着目して式をたてる。
In this invention, the difference from the above-mentioned conventional example is that the feedback amount of the transconductance amplifier 2aRAI after the filter is 100%, and a formula is created by paying attention to the fact that only = -RA+RBK.

(1)主要関係式 %式% (a 結果式 上記0θ式〜05)式を用いて、結果式を算出する。(1) Main relational expression %formula% (a Result expression A resultant formula is calculated using the above formulas 0θ to 05).

伝達関数□(S) −H(S) i ここで、2次のこの種のフィルタの伝達関数の一般式(
前記(6)弐)と比較すると、ω。は前記(7)式と同
じで、したがって、r、も前記(9)式と同じであるこ
とは明らかである。
Transfer function □(S) −H(S) i Here, the general formula for the transfer function of this type of filter of second order (
Compared to (6) 2) above, ω. is the same as the above equation (7), and therefore it is clear that r is also the same as the above equation (9).

しかしながら、Qについては、(7)式の1次の係数を
比較して求めると、 Q=−’−oax K−C* mt ニー 1  x  g m +・gllggl   C
+、(g  xKx C。
However, when Q is determined by comparing the first-order coefficients of equation (7), we get: Q=-'-oax K-C* mt knee 1 x g m +・gllggl C
+, (g x Kx C.

となる。becomes.

すなわち、従来の第6図の回路と比較して、第2図の回
路のQはに倍となって表現される。他のω。、foは全
く変化しないということが上記式かられかる。
That is, compared to the conventional circuit shown in FIG. 6, the Q of the circuit shown in FIG. 2 is expressed as twice as high. other ω. , fo do not change at all from the above equation.

第1図の実施例の回路は第2図の回路構成をベースとし
て、上記01式のように表されるQの値を抵抗RAに並
列に抵抗RCをスイッチ71でオン。
The circuit of the embodiment shown in FIG. 1 is based on the circuit configuration shown in FIG. 2, and the value of Q expressed as the above equation 01 is set in parallel to the resistor RA, and the resistor RC is turned on by a switch 71.

オフして、Kの値を可変しく抵抗RCが抵抗RAに並列
になる場合はKがアップする)でいる。
When the resistor RC is in parallel with the resistor RA, K increases.

すなわち、このようにすることにより、たとえば、ポー
ル周波数18である振幅レベルで設定し、次に電流電源
回路5a、5bでトランスコンダクタンスg鶴1+ g
+*fiのコントロールtfE I It  l z’
c 減少することにより、トランスコンダクタンスg1
1++g1を減少し、ポール周波数をflに設定したと
きに、上述したように、回路の非線形特性、特に95m
1  −111−である場合、 第8図のように、  91.〉 a+。
That is, by doing this, for example, the pole frequency is set at an amplitude level of 18, and then the transconductance g Tsuru 1 + g is set in the current power supply circuits 5a and 5b.
+*fi controltfE I It l z'
c By decreasing the transconductance g1
1++ When g1 is decreased and the pole frequency is set to fl, the nonlinear characteristics of the circuit, especially 95 m
1 -111-, as shown in Figure 8, 91. 〉 a+.

コントロール電流1..1.でトランスコンダクタンス
を可変すると、」とは一定でなく、」とgllz   
               g閣!はある係数で減
少する。
Control current 1. .. 1. When the transconductance is varied, it is not constant, and gllz
G-kaku! decreases by a certain factor.

この結果とし、(8)式または07)式で表されるQは
減少し、第8図のように、ポール周波数f、で振幅レベ
ルが下がることを、抵抗RAに並列に抵抗RCをスイッ
チ71でシッートし、Kを大きくし、振幅レベルの低下
を補償することが可能となる。
As a result of this, the Q expressed by equation (8) or equation 07 decreases, and as shown in FIG. 8, the amplitude level decreases at the pole frequency f. It becomes possible to compensate for the decrease in the amplitude level by increasing K by sitting at .

すなわち、第5図のようにal+  b+の振幅レベル
を一定にすることができる。
That is, the amplitude level of al+b+ can be made constant as shown in FIG.

次に、第1図のブロックを実際のtC化回路で展開した
第3図について説明する。この第3図の各ブロックの符
号は第1図のブロックの符号と同じであり、第3図では
第6図の従来例の構成に対して新たに付加された部分の
みを説明する。
Next, a description will be given of FIG. 3, in which the blocks of FIG. 1 are expanded into an actual tC conversion circuit. The reference numerals of each block in FIG. 3 are the same as those of the blocks in FIG. 1, and in FIG. 3 only the parts newly added to the conventional structure of FIG. 6 will be explained.

まず、バイアス回路11は回路のバイアス電流を設定す
る回路であり、また、Qコントロール回路8はQコント
ロール信号端子9からQコントロール信号電流が流れる
と、トランジスタ8aがオンとなる。
First, the bias circuit 11 is a circuit that sets the bias current of the circuit, and when the Q control signal current flows from the Q control signal terminal 9 in the Q control circuit 8, the transistor 8a is turned on.

これにより、トランジスタ8bのエミッタからベースと
コレクタが接続されたトランジスタ8bが抵抗8c1 
トランジスタ8aのオン状a(Vex=0)のルートを
形成し、電流が流れる。
As a result, the transistor 8b whose base and collector are connected from the emitter of the transistor 8b is connected to the resistor 8c1.
A route of the on-state a (Vex=0) of the transistor 8a is formed, and a current flows.

これにより0、トランジスタ8bとカレントミラーを構
成しているトランジスタ8d、8eはオンとなる。トラ
ンジスタ8dのコレクタ電流はフィードバック回路網7
のスイッチ71 (アナログスイッチ)のベースに入り
、スイッチ71の2個のトランジスタをオンとして、抵
抗RCが抵抗RAに並列に接続される。
As a result, transistors 8d and 8e forming a current mirror with transistor 8b are turned on. The collector current of the transistor 8d is connected to the feedback network 7.
The resistor RC is connected in parallel to the resistor RA by entering the base of the switch 71 (analog switch) and turning on the two transistors of the switch 71.

この結果、第1図および第2図で説明したように、Kの
値を大きくするように働く。
As a result, as explained in FIGS. 1 and 2, the value of K is increased.

ここで、トランジスタ8dのコレクタ電流はスイッチ7
1のベースを通過し、トランジスタ8fのコレクタに流
れる。これはトランジスタ8eからのコレクタ電流を利
用して、カレントミラー回路を構成しているトランジス
タ8f、8gを活性化し、トランジスタ8fのコレクタ
がトランジスタ8dからスイッチ71へ流れる電流を吸
収するように作動するからである。
Here, the collector current of the transistor 8d is the switch 7
1 and flows to the collector of transistor 8f. This is because the collector current from the transistor 8e is used to activate the transistors 8f and 8g forming the current mirror circuit, and the collector of the transistor 8f operates to absorb the current flowing from the transistor 8d to the switch 71. It is.

第1図で示したバイアス印加用の直流電源Eは、第3図
のQコントロール回路8内のバイアス電源8hと、この
バイアス電源8hで活性化されたエミッタフォロアのト
ランジスタ81と電流源のトランジスタ8jからなる回
路に相当するものであり、トランジスタ81のエミッタ
電極が第1図の直流電源Eの正極に相当する。その他の
部分は第1図と同様の動作を行う。
The DC power supply E for bias application shown in FIG. 1 includes a bias power supply 8h in the Q control circuit 8 shown in FIG. 3, an emitter follower transistor 81 activated by the bias power supply 8h, and a current source transistor 8j. The emitter electrode of the transistor 81 corresponds to the positive electrode of the DC power supply E in FIG. The other parts perform the same operations as in FIG.

なお、上記実施例では、単にポール周波数f。In the above embodiment, simply the pole frequency f.

について、ポール周波数f、、f、という、2ポイント
のみの振幅レベル比を一定にする例で述べたが、これは
3点、4点と、複数の周波数ポイントを設定し得ること
は明らかである。
We have described an example in which the amplitude level ratio of only two points, pole frequency f,, f, is constant, but it is clear that this can be done by setting multiple frequency points, such as three or four points. .

また、低域通過フィルタのみならず、帯域通過フィルタ
(BPF)、位相回路などにも応用できることは明らか
である。
Furthermore, it is clear that the present invention can be applied not only to low-pass filters but also to band-pass filters (BPF), phase circuits, and the like.

また、第1図に示したこの発明の実施例の他の転用例と
して、第1図のフィードバック回路M47の抵抗RBの
代りに、第4図に示すように、トランスコンダクタンス
アンプ2,2aと同様に、第3のトランスコンダクタン
スアンプ72(トランスコンダクタンスはg113)を
接続し、RB =−!−とすることにより、トランスコ
ンダクタンスgll13の値をコントロールしても、第
1図の実施例と同様の効果を奏することは明らかである
Further, as another example of reusing the embodiment of the present invention shown in FIG. 1, in place of the resistor RB of the feedback circuit M47 in FIG. 1, as shown in FIG. The third transconductance amplifier 72 (transconductance is g113) is connected to RB =-! -, it is clear that even if the value of the transconductance gll13 is controlled, the same effect as in the embodiment of FIG. 1 can be achieved.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上のように、この発明によれば、後段のトランスコン
ダクタンスアンプに出力信号電圧を所定の比率でフィー
ドバックするフィードバック回路網を挿入するとともに
、このフィードバック回路網のフィードバック量をポー
ルコントロール信号に基づきQコントロール回路でコン
トロールしてポール周波数を変えても振幅レベルが一定
になるように半導体集積回路にマツチさせながら組み込
んだので、半導体集積回路の非線形パラメータ、特にト
ランスコンダクタンスアンプのトランスコンダクタンス
を制御する電流に対するトランスコンダクタンス変化係
数(微分係数)が異なることによるフィルタのQに起因
する振幅レベル変動を一定比になるように逆補正するこ
とができる。
As described above, according to the present invention, a feedback circuit network that feeds back the output signal voltage at a predetermined ratio is inserted into the subsequent transconductance amplifier, and the feedback amount of this feedback circuit network is Q-controlled based on the pole control signal. Since it is integrated into a semiconductor integrated circuit so that the amplitude level remains constant even if the pole frequency is controlled by the circuit, it is possible to control the nonlinear parameters of the semiconductor integrated circuit, especially the current transformer that controls the transconductance of the transconductance amplifier. Amplitude level fluctuations caused by the Q of the filter due to different conductance change coefficients (differential coefficients) can be inversely corrected to a constant ratio.

これにともない、VTR,D−VTR(ディジタル・V
TR)などの民生機器の記録再生で標準モード、長時間
モードなどによりフィルタのポール周波数をある比で減
少または増大させたときに、定められた振幅レベルに制
御することができ、従来のように、外付部品を省略する
ことが可能となり、コンパクトに機器の電気回路をまと
めることが可能となり、特に磁気記録再生回路などに使
用する波形等価回路などのLSI化には、その効果が著
しい。
Along with this, VTR, D-VTR (digital VTR)
When the pole frequency of the filter is decreased or increased by a certain ratio in standard mode, long-time mode, etc. during recording and playback of consumer equipment such as , it becomes possible to omit external parts, and it becomes possible to compactly organize the electrical circuits of equipment, and this effect is particularly significant when converting waveform equivalent circuits used in magnetic recording/reproducing circuits into LSIs.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図はこの発明の一実施例による半導体集積回路フィ
ルタの回路図、第2図は第1図の半導体集積回路フィル
タの原型となる回路図、第3図は第1図の半導体集積回
路フィルタの詳細な回路構成を示す回路図、第4図はこ
の発明の他の実施例による半導体集積回路フィルタの回
路図、第5図はこの発明による半導体集積回路フィルタ
により得られるポール周波数を変えたときの振幅レベル
が一定であるフィルタ特性図、第6図は従来の低域通過
フィルタの回路図、第7図は従来の低域通過フィルタの
ポール周波数を変化させたときのQの低下によるポール
周波数に対する振幅レベルの変化を示す特性図、第8図
は従来の低域通過フィルタにおけるQの変化による振幅
レベルの低下を招来する要因としてこのトランスコンダ
クタンスアンプのコントロール電流に対するトランスコ
ンダクタンスの微分係数が異なることによるトランスコ
ンダクタンス比の値が制御電流値の値によって変化する
要因の説明図である。 2.2a、72・・・トランスコンダクタンスアンプ、
3.3a・・・バッファ回路、4,4a・・・コンデン
サ、5a〜5C・・・電流源回路、5・・・f0コント
ロール回路、7・・・フィードバック回路網、8・・・
Qコントロール回路。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。 代理人   大  岩  増  雄 第 図 第 図 弔 図 手 続 補 正 土 (自発) 発明の名称 半導体集積回路フィルタ 3、補正をする者 代表者 士 岐 守 哉 三菱電機株式会社内 第 図 5゜ 補正の対象 明細書の発明の詳細な説明の欄および図面6゜ 補正の内容 明細書7頁(8)式中の 同8 ■ ■ 18行の 「可能である。 この ため」を 「可能であるため」 と訂正する。 同 ■ ■ 1行の (5ン 図面の第8図を別紙の通り訂正する。 7゜ 添付書類の目録 訂正図面 通
FIG. 1 is a circuit diagram of a semiconductor integrated circuit filter according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a circuit diagram of a prototype of the semiconductor integrated circuit filter of FIG. 1, and FIG. 3 is a circuit diagram of the semiconductor integrated circuit filter of FIG. 1. 4 is a circuit diagram showing a detailed circuit configuration of a semiconductor integrated circuit filter according to another embodiment of the present invention. FIG. 5 is a circuit diagram showing a semiconductor integrated circuit filter according to another embodiment of the present invention. FIG. Fig. 6 is a circuit diagram of a conventional low-pass filter, and Fig. 7 shows the pole frequency due to a decrease in Q when changing the pole frequency of a conventional low-pass filter. Figure 8 is a characteristic diagram showing changes in amplitude level for conventional low-pass filters, and shows that the factor that causes a decrease in amplitude level due to a change in Q in a conventional low-pass filter is that the differential coefficient of transconductance with respect to the control current of this transconductance amplifier differs. FIG. 3 is an explanatory diagram of the factors by which the value of the transconductance ratio changes depending on the value of the control current value. 2.2a, 72...transconductance amplifier,
3.3a...Buffer circuit, 4,4a...Capacitor, 5a-5C...Current source circuit, 5...F0 control circuit, 7...Feedback circuit network, 8...
Q control circuit. In addition, in the figures, the same reference numerals indicate the same or equivalent parts. Agent: Masuo Oiwa Diagram: Diagram: Funeral diagram Procedures for amendment (self-motivated) Name of the invention: Semiconductor integrated circuit filter 3, Person making the amendment Representative: Moriya Kiki Within Mitsubishi Electric Corporation: Diagram: 5゜Details subject to amendment Corrected "It is possible. For this reason" to "Because it is possible" in line 18 of the Detailed Description of the Invention column and Drawing 6° Amendment Contents Specification, page 7 (8). do. Same line ■ Correct Figure 8 of the 5th drawing as shown in the attached sheet. 7゜ Attached document catalog correction drawings

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 入力電圧信号と出力電圧信号との差分入力電圧信号を電
流に変換する前段のトランスコンダクタンスアンプと、
この前段のトランスコンダクタンスアンプから出力され
る電流を積分する前段のコンデンサと、上記出力電圧信
号を所定の割合でフィードバックするフィードバック回
路と、このフィードバック回路のフィードバック量と上
記前段のコンデンサで積分された上記電流に対応する信
号との差分の電圧を電流に変換する後段のトランスコン
ダクタンスアンプと、この後段のトランスコンダクタン
スアンプから出力される上記電流を積分して上記出力電
圧信号を得る後段のコンデンサと、ポールコントロール
信号により上記前段および後段のトランスコンダクタン
スアンプのトランスコンダクタンスを制御することによ
りポール周波数を制御するポールコントロール回路と、
上記ポールコントロール信号により上記フィードバック
回路網のフィードバック量を制御してポール周波数の可
変時にフィルタのQの値を変化させて振幅レベルを同一
レベルに保持するQコントロール回路とを備えた半導体
集積回路フィルタ。
a pre-stage transconductance amplifier that converts the differential input voltage signal between the input voltage signal and the output voltage signal into a current;
A pre-stage capacitor that integrates the current output from the pre-stage transconductance amplifier; a feedback circuit that feeds back the output voltage signal at a predetermined ratio; a transconductance amplifier in the subsequent stage that converts the voltage difference between the signal and the signal corresponding to the current into a current; a capacitor in the subsequent stage that integrates the current output from the transconductance amplifier in the subsequent stage to obtain the output voltage signal; and a pole. a pole control circuit that controls a pole frequency by controlling the transconductance of the preceding and subsequent transconductance amplifiers using a control signal;
and a Q control circuit that controls the amount of feedback of the feedback circuit network using the pole control signal to change the Q value of the filter when changing the pole frequency to maintain the amplitude level at the same level.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0345007A (en) * 1989-07-13 1991-02-26 Toko Inc Leapfrog filter

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