JPH02309710A - リープフロッグ・フィルタ - Google Patents
リープフロッグ・フィルタInfo
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- JPH02309710A JPH02309710A JP1130774A JP13077489A JPH02309710A JP H02309710 A JPH02309710 A JP H02309710A JP 1130774 A JP1130774 A JP 1130774A JP 13077489 A JP13077489 A JP 13077489A JP H02309710 A JPH02309710 A JP H02309710A
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- transistors
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- 239000003990 capacitor Substances 0.000 abstract description 17
- 230000010354 integration Effects 0.000 abstract description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 10
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
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
- H03H11/12—Frequency selective two-port networks using amplifiers with feedback
- H03H11/126—Frequency selective two-port networks using amplifiers with feedback using a single operational amplifier
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- Networks Using Active Elements (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野］
本発明は、リープフロッグ・フィルタに関し、性能指数
Ｑと中心周波数ｆ０の調整が容易なものに係る。
Ｑと中心周波数ｆ０の調整が容易なものに係る。
第９図は、アクティブ・フィルタの一例であるパイカッ
ド回路であり、ローパス・フィルタを構成シテいる。一
般的なローパス・フィルタの伝達関数Ｔ （Ｓ）は、次
のような関係式で表される。
ド回路であり、ローパス・フィルタを構成シテいる。一
般的なローパス・フィルタの伝達関数Ｔ （Ｓ）は、次
のような関係式で表される。
〔但し、ω。は角周波数、Ｓは複素変数。
Ｑはコイルの損失係数、Ｈは利得係数〕第９図のパイカ
ッド回路の入力端子■、と出力電圧■２との関係を、伝
達関数Ｔ （Ｓ）で表すと、次式のように表される。
ッド回路の入力端子■、と出力電圧■２との関係を、伝
達関数Ｔ （Ｓ）で表すと、次式のように表される。
Ｔ（Ｓ）＝Ｖ２ ／Ｖ。
１／Ｒ：Ｉ Ｒ４ＣＩ Ｃ２
（１）式と（２）式の各項の係数が等しいものとすると
、角周波数ω。、性能指数Ｑは、次のような関係式％式
％ （３）、 （４）式から明らかなように中心周波数ｆ０
と性能指数Ｑを可変する為には、抵抗Ｒ，乃至Ｒ４或い
はコンデンサＣ，，Ｃ２の回路定数を可変させる必要が
ある。ハイカッド回路にあっては、これらの中心周波数
ｆ。と性能指数Ｑを可変する為に、抵抗Ｒ８乃至Ｒ４或
いはコンデンナＣ，，Ｃ，を外付けの部品さし、その回
路定数を変えることによってフィルタ特性の調整をする
必要がある。従って、従来のパイカド回路のようなアク
ティブ・フィルタでは、演算増幅器や抵抗及びコンデン
サ等の多数の部品が混成集積化されて形成されているの
が通例である。
、角周波数ω。、性能指数Ｑは、次のような関係式％式
％ （３）、 （４）式から明らかなように中心周波数ｆ０
と性能指数Ｑを可変する為には、抵抗Ｒ，乃至Ｒ４或い
はコンデンサＣ，，Ｃ２の回路定数を可変させる必要が
ある。ハイカッド回路にあっては、これらの中心周波数
ｆ。と性能指数Ｑを可変する為に、抵抗Ｒ８乃至Ｒ４或
いはコンデンナＣ，，Ｃ，を外付けの部品さし、その回
路定数を変えることによってフィルタ特性の調整をする
必要がある。従って、従来のパイカド回路のようなアク
ティブ・フィルタでは、演算増幅器や抵抗及びコンデン
サ等の多数の部品が混成集積化されて形成されているの
が通例である。
従来のアクティブ・フィルタでは、部品点数が多くコス
ト高となる欠点があると共にフィルタの中心周波数ｆ０
や性能指数Ｑを調整する場合に、所望のフィルタ特性に
従ってプリント基板に回路定数の異なる部品を取り付け
て調整しなければならない煩雑さがある。
ト高となる欠点があると共にフィルタの中心周波数ｆ０
や性能指数Ｑを調整する場合に、所望のフィルタ特性に
従ってプリント基板に回路定数の異なる部品を取り付け
て調整しなければならない煩雑さがある。
本発明の主な目的は、部品点数を低減したり一プフロッ
グ・フィルタを提供するにある。
グ・フィルタを提供するにある。
又、本発明の他の目的は、フィルタの中心周波数ｆ０や
性能指数Ｑの調整が容易なリープフロッグ・フィルタを
提供するにある。
性能指数Ｑの調整が容易なリープフロッグ・フィルタを
提供するにある。
本発明のリープフロッグ・フィルタは、第１と第２の積
分器と、該第１と該第２の積分器に差動的に電流を供給
する第１と第２の電流源回路と、該第１と該第２の電流
源回路から各積分器に供給される電流の総和を調整する
第３の電流源回路とから構成されている。
分器と、該第１と該第２の積分器に差動的に電流を供給
する第１と第２の電流源回路と、該第１と該第２の電流
源回路から各積分器に供給される電流の総和を調整する
第３の電流源回路とから構成されている。
本発明のリープフロッグ・フィルタは、リープフロッグ
・フィルタを構成する第１と第２の積分器の電流源回路
を制御することにより、入出力段の積分器を構成する夫
々の演算増幅器の相互コンダクタンスを差動的に可変し
て性能指数Ｑを制御すると共に演算増幅器の電流消費量
を可変することで、中心周波数ｆ０を制御するものであ
る。
・フィルタを構成する第１と第２の積分器の電流源回路
を制御することにより、入出力段の積分器を構成する夫
々の演算増幅器の相互コンダクタンスを差動的に可変し
て性能指数Ｑを制御すると共に演算増幅器の電流消費量
を可変することで、中心周波数ｆ０を制御するものであ
る。
〔実施例］
第１図は、本発明に係るリープフロッグ・フィルタの一
実施例を示すものである。
実施例を示すものである。
第１図に於いて、入力端子ｌは、演算増幅器３の正転端
子に接続され、その出力端子がコンデンサ４に接続され
ると共に演算増幅器５の正転端子に接続されている。演
算増幅器５の出力端子は、演算増幅器３の反転端子に接
続されると共に、コンデンサ６に接続され、演算増幅器
５の出力端子が出力端子２に接続されている。又、演算
増幅器５の反転端子は、コンデンサ６と出力端子２に接
続されている。演算増幅器３は、その出力端子に接続さ
れたコンデンサ４とによって、積分回路を構成し、同様
に演算増幅器５もコンデンサ６とによって積分回路を構
成し２次のリープフロッグ・フィルタを形成している。
子に接続され、その出力端子がコンデンサ４に接続され
ると共に演算増幅器５の正転端子に接続されている。演
算増幅器５の出力端子は、演算増幅器３の反転端子に接
続されると共に、コンデンサ６に接続され、演算増幅器
５の出力端子が出力端子２に接続されている。又、演算
増幅器５の反転端子は、コンデンサ６と出力端子２に接
続されている。演算増幅器３は、その出力端子に接続さ
れたコンデンサ４とによって、積分回路を構成し、同様
に演算増幅器５もコンデンサ６とによって積分回路を構
成し２次のリープフロッグ・フィルタを形成している。
電流源回路７は、演算増幅器３，５に供給される電流を
制御ｎす２為の差動増幅回路で構成されている。差動対
を形成するトランジスタＱ １ Ｂ、 Ｑ Ｉｑと、
それらのエミッタに接続された抵抗Ｒ，，，Ｒ目の他端
が共通接続され、可変電流源回路８に接続されている。
制御ｎす２為の差動増幅回路で構成されている。差動対
を形成するトランジスタＱ １ Ｂ、 Ｑ Ｉｑと、
それらのエミッタに接続された抵抗Ｒ，，，Ｒ目の他端
が共通接続され、可変電流源回路８に接続されている。
トランジスタＱ １１１１ Ｑ１９のベース間には、
可変電圧源９が接続されている。
可変電圧源９が接続されている。
第２図は、第１図のリープフロッグ・フィルタのより具
体化された一実施例が示されている。図に於いて、演算
増幅器３は、トランジスタ差動対をなすトランジスタＱ
３．Ｑ、のコレクタが］・ランジスタＱ５．Ｑ、のコレ
クタに夫々接続され、トランジスタＱ、、Ｑ、は、カレ
ントミラー回路を形成している。トランジスタＱ３．Ｑ
、の共通接続されたエミッタにトランジスタＱ、のコレ
クタが接続され、そのエミッタが電源電圧Ｂに接続され
ている。トランジスタＱ、、Ｑ、のベースにダイオード
Ｄ、、Ｄ、のカソードの夫々が接続され、それらのアノ
ードが共通接続されてダイオードＤ１のカソードに接続
され、そのダイオードＤ、のアノードが電源電圧Ｂに接
続されている。トランジスタＱ３゜Ｑ４のベースがトラ
ンジスタＱ、、Ｑ、のコレクタに接続され、Ｑ、、Ｑ、
のエミッタ間には、抵抗Ｒ１゜が接続されると共にＱ、
、Ｑ、の各エミッタは、電流源を介して接地されている
。トランジスタＱ３゜Ｑ、の共通接続されたコレクタに
コンデンサ４が接続され、演算増幅器３とコンデンサ４
とによって積分回路を形成して次段の演算増幅器５の入
力端子に接続されている。
体化された一実施例が示されている。図に於いて、演算
増幅器３は、トランジスタ差動対をなすトランジスタＱ
３．Ｑ、のコレクタが］・ランジスタＱ５．Ｑ、のコレ
クタに夫々接続され、トランジスタＱ、、Ｑ、は、カレ
ントミラー回路を形成している。トランジスタＱ３．Ｑ
、の共通接続されたエミッタにトランジスタＱ、のコレ
クタが接続され、そのエミッタが電源電圧Ｂに接続され
ている。トランジスタＱ、、Ｑ、のベースにダイオード
Ｄ、、Ｄ、のカソードの夫々が接続され、それらのアノ
ードが共通接続されてダイオードＤ１のカソードに接続
され、そのダイオードＤ、のアノードが電源電圧Ｂに接
続されている。トランジスタＱ３゜Ｑ４のベースがトラ
ンジスタＱ、、Ｑ、のコレクタに接続され、Ｑ、、Ｑ、
のエミッタ間には、抵抗Ｒ１゜が接続されると共にＱ、
、Ｑ、の各エミッタは、電流源を介して接地されている
。トランジスタＱ３゜Ｑ、の共通接続されたコレクタに
コンデンサ４が接続され、演算増幅器３とコンデンサ４
とによって積分回路を形成して次段の演算増幅器５の入
力端子に接続されている。
演算増幅器５は、差動対をなすトランジスタＱ１□、Ｑ
、３の夫々のコレクタにトランジスタＱ１４゜Ｑ ＋
ｓのコレクタが接続され、トランジスタＱ１４゜Ｑ ＋
ｓが、カレントミラー回路を形成している。トランジ
スタＱ１□、Ｑ７．の共通接続されたエミッタがトラン
ジスタＱ、。のコレクタに接続され、そのエミッタが電
源電圧Ｂに接続されている。トランジスタＱＩＩＱ１１
のベースに夫々ダイオードＤｓ。
、３の夫々のコレクタにトランジスタＱ１４゜Ｑ ＋
ｓのコレクタが接続され、トランジスタＱ１４゜Ｑ ＋
ｓが、カレントミラー回路を形成している。トランジ
スタＱ１□、Ｑ７．の共通接続されたエミッタがトラン
ジスタＱ、。のコレクタに接続され、そのエミッタが電
源電圧Ｂに接続されている。トランジスタＱＩＩＱ１１
のベースに夫々ダイオードＤｓ。
Ｄ６のカソードが接続され、それらのアノードが共通接
続されてダイオードＤ４のカソードに接続され、そのア
ノードが電源電圧Ｂに接続されている。トランジスタＱ
Ｉｂ ｒ Ｑ ｌ ？のエミッタ間には、抵抗Ｒ１
，が接続され、Ｑ ＋６＋ Ｑｌ？のエミッタは夫々電
流源を介して接地されている。トランジスタＱ ＋ ｂ
のベースが演算増幅器３のコンデンサ４の接続された出
力端子に接続されている。トランジスタＱ１□＋ Ｑ
１４の共通接続されたコレクタにコンデンサ６が接続さ
れて演算増幅回路５と共に積分回路を形成し、且つ、前
段の演算増幅器３の第２の入力端子に接続されている。
続されてダイオードＤ４のカソードに接続され、そのア
ノードが電源電圧Ｂに接続されている。トランジスタＱ
Ｉｂ ｒ Ｑ ｌ ？のエミッタ間には、抵抗Ｒ１
，が接続され、Ｑ ＋６＋ Ｑｌ？のエミッタは夫々電
流源を介して接地されている。トランジスタＱ ＋ ｂ
のベースが演算増幅器３のコンデンサ４の接続された出
力端子に接続されている。トランジスタＱ１□＋ Ｑ
１４の共通接続されたコレクタにコンデンサ６が接続さ
れて演算増幅回路５と共に積分回路を形成し、且つ、前
段の演算増幅器３の第２の入力端子に接続されている。
トランジスタＱ、、Ｑ２のベースが共通接続されてカレ
ントミラー回路１０を形成し、トランジスタＱＩＯ＋Ｑ
ｚのベースが共通接続されてカレントミラー回路１１を
形成し、電流源回路７からの可変電流源が各演算増幅回
路３．５に供給されている。電流源回路７は、トランジ
スタＱ１１のベース・コレクタがトランジスタＱ、、の
コレクタに接続され、トランジスタＱ２のベース・コレ
クタが１ヘランジスタＱ＋ｑのコレクタに接続され、そ
れらトランジスタＱ ｌｓ ＋ Ｑ ＋ ｖのエミッタ
には、抵抗Ｒ１□。
ントミラー回路１０を形成し、トランジスタＱＩＯ＋Ｑ
ｚのベースが共通接続されてカレントミラー回路１１を
形成し、電流源回路７からの可変電流源が各演算増幅回
路３．５に供給されている。電流源回路７は、トランジ
スタＱ１１のベース・コレクタがトランジスタＱ、、の
コレクタに接続され、トランジスタＱ２のベース・コレ
クタが１ヘランジスタＱ＋ｑのコレクタに接続され、そ
れらトランジスタＱ ｌｓ ＋ Ｑ ＋ ｖのエミッタ
には、抵抗Ｒ１□。
Ｒ１１が接続され、それらの他端が共通接続され、可変
電流源回路８に接続されている。トランジスタＱ １
Ｂ 、 Ｑ ＋ ｑのベース間には、可変電圧源９が接
続されている。
電流源回路８に接続されている。トランジスタＱ １
Ｂ 、 Ｑ ＋ ｑのベース間には、可変電圧源９が接
続されている。
電流源回路７は、第２図の実施例に限定することなく、
第３図に示すような回路でもよい。即ち、第３図の実施
例では、ダイオード接続されたトランジスタＱ、、、Ｑ
、のベース・コレクタの夫々にトランジスタＱ ２３と
Ｑ ２４のコレクタが接続され、トランジスタＱｚｚと
Ｑｚ４のエミッタ間に抵抗Ｒ１４が接続されての両端に
トランジスタＱ□ｒ Ｑｚｚのコレクタが接続されて
いる。トランジスタＱｚ＋。
第３図に示すような回路でもよい。即ち、第３図の実施
例では、ダイオード接続されたトランジスタＱ、、、Ｑ
、のベース・コレクタの夫々にトランジスタＱ ２３と
Ｑ ２４のコレクタが接続され、トランジスタＱｚｚと
Ｑｚ４のエミッタ間に抵抗Ｒ１４が接続されての両端に
トランジスタＱ□ｒ Ｑｚｚのコレクタが接続されて
いる。トランジスタＱｚ＋。
Ｑｚｚは、ベースを共通とするトランジスタＱｚｏとに
よって電流ミラー回路を形成している。トランジスタＱ
２゜のベース・コレクタには、可変電流源回路８が接続
され、トランジスタＱ ｚ １． Ｑ ｚ ｚのコレ
クタ電流を供給している。又、トランジスタＱｚ：１と
Ｑ ｚ ｓのベースには、電圧源１２．１３が接続され
、電圧源１３は、可変型である。
よって電流ミラー回路を形成している。トランジスタＱ
２゜のベース・コレクタには、可変電流源回路８が接続
され、トランジスタＱ ｚ １． Ｑ ｚ ｚのコレ
クタ電流を供給している。又、トランジスタＱｚ：１と
Ｑ ｚ ｓのベースには、電圧源１２．１３が接続され
、電圧源１３は、可変型である。
リーブフロッグ・フィルタを構成する積分回路を第４図
に示し、それに基づき積分回路の動作を説明する。図の
ように入力電圧をＶｉ、出力電圧を■。とじ、バイアス
電流を１．、Ｔ、とする。信号成分の電流を１０とし、
抵抗ＲＩＧに流れる電流を１１とすると、トランジスタ
Ｑ、、Ｑ、のベース間に加わる交流電圧が■、であると
すると、次式の関係が成り立つ。
に示し、それに基づき積分回路の動作を説明する。図の
ように入力電圧をＶｉ、出力電圧を■。とじ、バイアス
電流を１．、Ｔ、とする。信号成分の電流を１０とし、
抵抗ＲＩＧに流れる電流を１１とすると、トランジスタ
Ｑ、、Ｑ、のベース間に加わる交流電圧が■、であると
すると、次式の関係が成り立つ。
ｉ ａ＝ Ｖ ＝ ／ Ｒ、ｏ −−−−−
−−−−−−−−−−（５）トランジスタＱ３．Ｑ、の
ベース電圧差を■、とすると次式のように表される。
−−−−−−−−−−（５）トランジスタＱ３．Ｑ、の
ベース電圧差を■、とすると次式のように表される。
ｖａ ＝ｖｔ １ｎ （ＩＩ ＋ ｉ、）／ｒｓ＋
Ｖｙ Ｉ ｎ （１＋ ｌａ ） ／ Ｉｓ＋Ｖ
、 ＝Ｖｔ ｌ ｎ （ＩＸ ＋ｉｏ ） ／ ｌ５ｚ
−Ｖｔ Ｉｎ （ｌｘ−ｉｏ ）／Ｉｓｚ〔但し、Ｉ
ＳＩ＋ Ｉ ３ｔは、トランジスタＱ、、Ｑ。
Ｖｙ Ｉ ｎ （１＋ ｌａ ） ／ Ｉｓ＋Ｖ
、 ＝Ｖｔ ｌ ｎ （ＩＸ ＋ｉｏ ） ／ ｌ５ｚ
−Ｖｔ Ｉｎ （ｌｘ−ｉｏ ）／Ｉｓｚ〔但し、Ｉ
ＳＩ＋ Ｉ ３ｔは、トランジスタＱ、、Ｑ。
のベース・エミッタ間の飽和電流であって、互いに等し
いものとし、Ｖ７は、熱電圧である。〕（６）弐と（７
）式から次式が成り立つ。
いものとし、Ｖ７は、熱電圧である。〕（６）弐と（７
）式から次式が成り立つ。
Ｉｎ （ｒ＋ ＋ｉｎ ）／（ｉｔ −Ｌ ）＝Ｉｎ
（ＩＸ ＋ｉｏ ）／ （Ｉｘ ｉｏ ）（１＋
＋ ｔ−）／ （ＩＩ −１−）＝ （Ｉｘ ＋Ｌ ）
／ （Ｉｘ ｉｏ ）上記の式を整理し、（５）式
を代入することによって、信号電流１０は、次式のよう
に表される。
（ＩＸ ＋ｉｏ ）／ （Ｉｘ ｉｏ ）（１＋
＋ ｔ−）／ （ＩＩ −１−）＝ （Ｉｘ ＋Ｌ ）
／ （Ｉｘ ｉｏ ）上記の式を整理し、（５）式
を代入することによって、信号電流１０は、次式のよう
に表される。
一方、積分器の出力電圧Ｖ。は、
Ｖｏ−ｉｏ ／ｓＣ（但し、Ｓ−ｊω 〕と表され、上
記の弐に（８）式を代入することにより、ＶＯ＝ｒ ｘ
Ｖｉ ／ Ｉ Ｉ Ｒ１０ＳＣ−−−−−−−−−−
−−（９）となる。従って、（９）式から次式が成り立
つ。
記の弐に（８）式を代入することにより、ＶＯ＝ｒ ｘ
Ｖｉ ／ Ｉ Ｉ Ｒ１０ＳＣ−−−−−−−−−−
−−（９）となる。従って、（９）式から次式が成り立
つ。
又、相互コンダクタンスｇｍは、（９）式より、と表す
と、第４図の積分回路の伝達関数Ｔ （Ｓ）は、ＱＯ）
、 （ＩＩ）式から次式のように表される。
と、第４図の積分回路の伝達関数Ｔ （Ｓ）は、ＱＯ）
、 （ＩＩ）式から次式のように表される。
Ｔ（Ｓ）＝Ｖｏ ／Ｌ ＝ｇｍ／ｓＣ＝１／ｓ ｒＣ〔
但し、ｒ ＝ １ ／ ｇ ｍとする。）演算増幅器３
の相互コンダクタンスｇｍは、ｒ＝ １ ／ ｇ ｍの
関係にあり、積分器の伝達関数Ｔ （Ｓ）は、バイアス
電流Ｉｔ、ｌｘ、抵抗Ｒ１゜の関数に依存することが明
らかである。即ち、積分回路は、バイアス電流Ｉｘを制
御することにより積分器の伝達関数Ｔ （Ｓ）が変動す
ることを示している。
但し、ｒ ＝ １ ／ ｇ ｍとする。）演算増幅器３
の相互コンダクタンスｇｍは、ｒ＝ １ ／ ｇ ｍの
関係にあり、積分器の伝達関数Ｔ （Ｓ）は、バイアス
電流Ｉｔ、ｌｘ、抵抗Ｒ１゜の関数に依存することが明
らかである。即ち、積分回路は、バイアス電流Ｉｘを制
御することにより積分器の伝達関数Ｔ （Ｓ）が変動す
ることを示している。
次に、この積分回路を用い第１図に示した２次のリーブ
フロッグ・フィルタについて第５図の２次ローパスフィ
ルタの等価回路に基づき説明する。
フロッグ・フィルタについて第５図の２次ローパスフィ
ルタの等価回路に基づき説明する。
第５図の等価回路から次式が成り立つ。
ｌ１＝Ｙ＋ （Ｖ＋ Ｖｚ ）−−−−−−−−一
・−・−・−Ｑ２）Ｖ、＝Ｚ２ ・Ｉ、 −・
−・−一−−−−−−−・−・−・・〜側これを電圧量
に変換すると、次式のように表される。
・−・−・−Ｑ２）Ｖ、＝Ｚ２ ・Ｉ、 −・
−・−一−−−−−−−・−・−・・〜側これを電圧量
に変換すると、次式のように表される。
ｖ ■、 ＝ＴＶＩ （ｖ ＋ −ＶＺ ） −
−−−−−−−−−−−−−ＨＶ ｚ ＝ Ｔ ｚｚ
・Ｖ ｒ ＋ −−−−−−−−−−−−−
−−−−０５）又、Ｔ、、＝ｌ／ＳＬ（但し、ｓ＝ｊω
〕Ｔ２□−１／（１＋ｓｃ） と表され、この関係式から第６図のシグナル図が表示で
きる。
−−−−−−−−−−−−−ＨＶ ｚ ＝ Ｔ ｚｚ
・Ｖ ｒ ＋ −−−−−−−−−−−−−
−−−−０５）又、Ｔ、、＝ｌ／ＳＬ（但し、ｓ＝ｊω
〕Ｔ２□−１／（１＋ｓｃ） と表され、この関係式から第６図のシグナル図が表示で
きる。
ここで、第５図の等価回路で示したコイルＬのアドミタ
ンスＹ１は、次のように表される。
ンスＹ１は、次のように表される。
又、ｇ ｍ ＝ １ ／ ｒであるので、０６）式は、
Ａ（ｓ）−１／ ｓＬｒ と表され、ｒ＝１とすると、次式のように表される。
Ａ（ｓ）−１／ ｓＬｒ と表され、ｒ＝１とすると、次式のように表される。
Ａ （ｓ） ＝ １ ／ ｓ Ｌ −−−−−
−−−−−−−−−−−−−ＱＴ）一方、第５図の等価
回路のインピーダンスＺ２を伝達関数Ｂ （ｓ）で表す
と、次式のように表される。
−−−−−−−−−−−−−ＱＴ）一方、第５図の等価
回路のインピーダンスＺ２を伝達関数Ｂ （ｓ）で表す
と、次式のように表される。
＝ １ ／ （１＋ ｓ Ｃｒ ） −−−−−−−
−−−−−−−−−−０８）ｒ＝１とすると上記の式は
、次のように表される。
−−−−−−−−−−０８）ｒ＝１とすると上記の式は
、次のように表される。
Ｂ（ｓ） −１／ （１＋ ｓＣ）
従って、リープフロッグ・フィルタの全体の伝達関数Ｔ
（ｓ）は、次式のように表される。
（ｓ）は、次式のように表される。
Ｔ（ｓ）＝Ｖｚ ／Ｖ＋
−Ｔ□Ｔ２□／（１−１−Ｔ□Ｔ２□）−Ａ（ｓ）
Ｂ（Ｓ） ／ （１＋Ａ（ｓ） Ｂ（Ｓ） ）−−一−
−・−−−−−０９） Ａ （ｓ）・Ｂ （ｓ）は、次式のように表されるので
、次式のように表す。
Ｂ（Ｓ） ／ （１＋Ａ（ｓ） Ｂ（Ｓ） ）−−一−
−・−−−−−０９） Ａ （ｓ）・Ｂ （ｓ）は、次式のように表されるので
、次式のように表す。
Ａ（ｓ） ＝１／ｓ Ｌ、 （１／ｓ Ｌ ｒＬ−−
−−−−−’２（ＤＢ（ｓ）＝１／ （１＋ｓＣ） ＝ １ ／ （１＋ Ｓ Ｃｒ ） −−−−−−
−−Ｊυ今、伝達関数Ａ（ｓ） 、 Ｂ（ｓ）を次式の
ように表す。
−−−−−’２（ＤＢ（ｓ）＝１／ （１＋ｓＣ） ＝ １ ／ （１＋ Ｓ Ｃｒ ） −−−−−−
−−Ｊυ今、伝達関数Ａ（ｓ） 、 Ｂ（ｓ）を次式の
ように表す。
Ａ（ｓ） ＝ ｌ ／ Ｓ Ｌ＝Ｑ（１１０／ ５−−
−−＠又、ｌ／ｓｃ＝ω。／ＳＱ として、Ｚ２の伝
達関数Ｂ （ｓ）を以下のように表す。
−−＠又、ｌ／ｓｃ＝ω。／ＳＱ として、Ｚ２の伝
達関数Ｂ （ｓ）を以下のように表す。
Ｂ（ｓ） ＝ １／ （１＋ＳＣ）
＝（ω。／ＳＱ）／（１＋ω。／ＳＱ）従って、０９式
に■、（至）式を代入して全体の伝達関数Ｔ （ｓ）を
表すと、次式のように表される。
に■、（至）式を代入して全体の伝達関数Ｔ （ｓ）を
表すと、次式のように表される。
Ｔ（ｓ） −Ａ（ｓ）−Ｂ（ｓ） ／ （１＋Ａ（ｓ）
・Ｂ（ｓ） ）と表される。
・Ｂ（ｓ） ）と表される。
次に、第１図のリープフロッグ・フィルタの可変電流源
回路７について説明する。
回路７について説明する。
積分器を構成する演算増幅器３．５のｒ （ｒ＝１ ／
ｇ ｍ ）を夫々ｒｌ、ｒｚとし、コンデンサ４゜６
の容量をＣＩ、 Ｃ２とすると、各積分器の伝達関数は
、次式の関係が得られる。
ｇ ｍ ）を夫々ｒｌ、ｒｚとし、コンデンサ４゜６
の容量をＣＩ、 Ｃ２とすると、各積分器の伝達関数は
、次式の関係が得られる。
Ｑωｏ ／ｓ ＝１／ｓ ｒ、 Ｃ。
ωｏ ／ Ｓ Ｑ ＝ １／ ｓ ｒｚ Ｃ２更に、
上記の式を整理すると、次式のように表される。
上記の式を整理すると、次式のように表される。
Ｑω。 ＝１／ｒ＋ｃ＋ −〜−−−−−−−−
−−−−−−−・−（イ）ω。／ Ｑ ＝ ｌ ／
ｒ ２ Ｃ２−−−−−−−−−−−−−−−（１）又
、 １／ｒ＋ ＝ｇｍＩ＝１１１１／ＩＩ −Ｒ＋。
−−−−−−−・−（イ）ω。／ Ｑ ＝ ｌ ／
ｒ ２ Ｃ２−−−−−−−−−−−−−−−（１）又
、 １／ｒ＋ ＝ｇｍＩ＝１１１１／ＩＩ −Ｒ＋。
Ｌ／ｒｚ ＝ｇｍｚ ＝ ＩＸ２／Ｉｚ ・Ｒ＋。
上記の式を整理すると、次式が求められる。
ｒ １ ＝ Ｉ ｒ ・Ｒｔｏ／ Ｉ ＸＩ −−
−−−一・・−・・・・−ｎｒ ２ ＝ １ ＋ ・
Ｒｔｏ／ Ｉ ｘｚ −・−−−−−＝−−−＠従っ
て、性能指数Ｑは、（５）、（至）式から以下のように
求めて、その式に（５）、＠式を代入すると、Ｑω。／
（ω。／Ｑ）＝Ｑ” ＝ｒ ｚ ｃｚ／ ｒ Ｉ ｃｌ ＝（Ｃｚ ｒ ｚ Ｒ＋。／ｌｘ□） ／ （ＣＩ Ｉ
ｒ Ｒｌｏ／ Ｉ ｘ＋ ）となり、即ち、性能指
数Ｑは、次式のように表される。
−−−一・・−・・・・−ｎｒ ２ ＝ １ ＋ ・
Ｒｔｏ／ Ｉ ｘｚ −・−−−−−＝−−−＠従っ
て、性能指数Ｑは、（５）、（至）式から以下のように
求めて、その式に（５）、＠式を代入すると、Ｑω。／
（ω。／Ｑ）＝Ｑ” ＝ｒ ｚ ｃｚ／ ｒ Ｉ ｃｌ ＝（Ｃｚ ｒ ｚ Ｒ＋。／ｌｘ□） ／ （ＣＩ Ｉ
ｒ Ｒｌｏ／ Ｉ ｘ＋ ）となり、即ち、性能指
数Ｑは、次式のように表される。
Ｑ ＝ （Ｃｚ Ｉ ｘ＋ ／ ＣＩ Ｉ ｘ□） Ｉ
／２ 、−−−−−−−−−−一凶又、中心周波数ω。
／２ 、−−−−−−−−−−一凶又、中心周波数ω。
は、凶、（至）式から以下のように求めて、その式に（
社）、＠式を代入すると、Ｑω。・ω、／Ｑ＝ω０”
＝１ ／ ｒ １ Ｃ１ｒ ２ Ｃ１＝ ｒ ｘ＋ Ｉ
ｘｚ／Ｃ１Ｃｚ １ ＋ｚＲｔｏ”となり、中心周波
数ω。は、次式のように表される。
社）、＠式を代入すると、Ｑω。・ω、／Ｑ＝ω０”
＝１ ／ ｒ １ Ｃ１ｒ ２ Ｃ１＝ ｒ ｘ＋ Ｉ
ｘｚ／Ｃ１Ｃｚ １ ＋ｚＲｔｏ”となり、中心周波
数ω。は、次式のように表される。
今、１．、＋Ｉｘ□−Ｉ−、ｃｚ／ ＣＩ ＝ ＣＫを
一定とし、１／Ｉ、Ｒ，。（Ｃ，Ｃｚ）””を一定とす
ると、性能指数Ｑは、次式のように表される。
一定とし、１／Ｉ、Ｒ，。（Ｃ，Ｃｚ）””を一定とす
ると、性能指数Ｑは、次式のように表される。
Ｑ＝〔ＣＫ ・ （Ｉ、−１，□）／Ｉｘｚ）１″＝Ｃ
Ｋ ”” ・（ｒ−／ Ｉｘｚ １ ） ”” ＝−
−−−−−ＯＤ第７図及び第８図は、本発明のリープフ
ロッグ・フィルタに供給されるバイアス電流の関係を、
ＩｘＩ＝Ｉｘｚ＝０．５１．として、演算増幅器３，５
のバイアス電流Ｉ Ｘ＋＋ ■ＸＺを可変させた場合
と、可変電流源回路８に流れるバイアス電流１．、、
１８□の総和であるバイアス電流■。を可変させた場合
のフィルタ特性を示している。第７図が中心周波数ｆ。
Ｋ ”” ・（ｒ−／ Ｉｘｚ １ ） ”” ＝−
−−−−−ＯＤ第７図及び第８図は、本発明のリープフ
ロッグ・フィルタに供給されるバイアス電流の関係を、
ＩｘＩ＝Ｉｘｚ＝０．５１．として、演算増幅器３，５
のバイアス電流Ｉ Ｘ＋＋ ■ＸＺを可変させた場合
と、可変電流源回路８に流れるバイアス電流１．、、
１８□の総和であるバイアス電流■。を可変させた場合
のフィルタ特性を示している。第７図が中心周波数ｆ。
の特性を示す図であって、第８図が性能指数Ｑの特性を
示している。第７図の（イ）（ロ）（ハ）は、可変電圧
源９を一定とし、可変電流源回路８のバイアス電流ＩＸ
３を可変した場合の特性を示し°ζおり、バイアス電流
ＩＸ３を多く流すと、中心周波数ｒ０は、ｆ＋、ｒｚ、
ｆ３と上昇することを示している。又、第８図は、性能
指数Ｑを表しており、バイアス電流ＩＸ３を一定として
、可変電圧源回路９を可変させてバイアス電流Ｉｘ＋＋
■Ｘ□の電流比を可変させたものであり、可変電圧
源回路９の電位を大きくすることによって、第８図の（
イ）（ロ）（ハ）に示されるように性能指数Ｑが調整さ
れることを示している。
示している。第７図の（イ）（ロ）（ハ）は、可変電圧
源９を一定とし、可変電流源回路８のバイアス電流ＩＸ
３を可変した場合の特性を示し°ζおり、バイアス電流
ＩＸ３を多く流すと、中心周波数ｒ０は、ｆ＋、ｒｚ、
ｆ３と上昇することを示している。又、第８図は、性能
指数Ｑを表しており、バイアス電流ＩＸ３を一定として
、可変電圧源回路９を可変させてバイアス電流Ｉｘ＋＋
■Ｘ□の電流比を可変させたものであり、可変電圧
源回路９の電位を大きくすることによって、第８図の（
イ）（ロ）（ハ）に示されるように性能指数Ｑが調整さ
れることを示している。
上記のようにローパス・フィルタの中心周波数ｆ、と性
能指数Ｑが積分器に供給されているバイアス電流（Ｉｘ
＋＋Ｉｘ□−１ｘ３）を制御することによって容易に調
整できる。
能指数Ｑが積分器に供給されているバイアス電流（Ｉｘ
＋＋Ｉｘ□−１ｘ３）を制御することによって容易に調
整できる。
尚、実施例では、２次のローパス・フィルタで説明され
ているが、Ｎ次のローパス・フィルタであっても同様な
概念により、入力段と出力段の積分回路のバイアス電流
を制御することにより、構成し得ることは、明らかであ
る。
ているが、Ｎ次のローパス・フィルタであっても同様な
概念により、入力段と出力段の積分回路のバイアス電流
を制御することにより、構成し得ることは、明らかであ
る。
［効果〕
本発明のリープフロッグ・フィルタは、半導体集積回路
化に好適なアクティブ・フィルタであって、従来のもの
と比較して、外付けの部品を低減し得ると共に、フィル
タ特性の中心周波数ｆ０と性能指数Ｑを、リープフロッ
グ・フィルタを構成する積分器のバイアス電流を調整す
るのみで、容易に調整できる効果的なものである。
化に好適なアクティブ・フィルタであって、従来のもの
と比較して、外付けの部品を低減し得ると共に、フィル
タ特性の中心周波数ｆ０と性能指数Ｑを、リープフロッ
グ・フィルタを構成する積分器のバイアス電流を調整す
るのみで、容易に調整できる効果的なものである。
更に、本発明のリープフロッグ・フィルタは、半導体集
積回路で形成されるので、外付けの部品数が低減できる
為に安価なアクティブ・フィルタを供給することができ
ると共に、小型のアクティブ・フィルタを提供できる。
積回路で形成されるので、外付けの部品数が低減できる
為に安価なアクティブ・フィルタを供給することができ
ると共に、小型のアクティブ・フィルタを提供できる。
第１図は、本発明に係るリープフロッグ・フィ゛ルタの
一実施例を示す回路図、第２図は、第１図をより具体化
した一実施例を示す回路図、第３図は、電流源回路の他
の実施例を示す回路図、第４図は、積分器の動作を説明
する為の回路図、第５図は、２次のローパスフィルタの
等価回路を示す図、第６図は、第５図のシグナル図、第
７図は、フィルタの中心周波数ｆ０の特性を示す図、第
８図は、性能指数Ｑの特性を示す図、第９図は、パイカ
ッド回路の一例を示す回路図である。 １：入力端子、２：出力端子、３，５：演算増幅器、４
，６：コンデンサ、７：電流源回路、８：可変電流源回
路、９：可変電圧源回路、１０．１１：電流ミラー回路
、１２：電圧源回路、１３：可変電圧源回路
一実施例を示す回路図、第２図は、第１図をより具体化
した一実施例を示す回路図、第３図は、電流源回路の他
の実施例を示す回路図、第４図は、積分器の動作を説明
する為の回路図、第５図は、２次のローパスフィルタの
等価回路を示す図、第６図は、第５図のシグナル図、第
７図は、フィルタの中心周波数ｆ０の特性を示す図、第
８図は、性能指数Ｑの特性を示す図、第９図は、パイカ
ッド回路の一例を示す回路図である。 １：入力端子、２：出力端子、３，５：演算増幅器、４
，６：コンデンサ、７：電流源回路、８：可変電流源回
路、９：可変電圧源回路、１０．１１：電流ミラー回路
、１２：電圧源回路、１３：可変電圧源回路
Claims (4)
- （１）リープフロッグ・フィルタを形成する第１と第２
の積分器と、該第１と該第２の積分器に第１と第２の電
流源回路を介して差動的に電流を供給する差動手段と、
該第１と該第２の電流源回路に供給される電流の総和を
調整する第３の電流源回路とからなることを特徴とする
リープフロッグ・フィルタ。 - （２）前記第１と該第２の積分回路に供給される電流比
を一定とし、前記第３の電流源回路の電流値を制御する
手段により前記リープフロッグ・フィルタの中心周波数
ｆ＿０を制御することを特徴とする特許請求の範囲第１
項記載のリープフロッグ・フィルタ。 - （３）前記第３の電流源回路から供給される電流値を一
定とし、前記第１と第２の電流源回路から前記第１と第
２の積分器の夫々に供給される電流を制御する前記差動
手段によって性能指数Ｑを制御することを特徴とする特
許請求の範囲第１項記載のリープフロッグ・フィルタ。 - （４）第１と第２の積分器から形成されたリープフロッ
グ・フィルタに於いて、該第１の積分器に電流を供給す
る第１の電流源回路と該第２の積分器に電流を供給する
第２の電流源回路とが第１と第２のトランジスタの夫々
のコレクタに接続され、該第１と該第２のトランジスタ
のエミッタ間に抵抗が接続され、これらのエミッタが第
１と第２の電流源回路が夫々接続されて接地され、且つ
、該第１と該第２のトランジスタのベースに基準電圧源
と可変基準電圧源が夫々接続されていることを特徴とす
るリープフロッグ・フィルタ。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1130774A JPH0648775B2 (ja) | 1989-05-24 | 1989-05-24 | リープフロッグ・フィルタ |
| US07/527,575 US5028884A (en) | 1989-05-24 | 1990-05-23 | Leapfrog filter having adjustable center frequency and quality factor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1130774A JPH0648775B2 (ja) | 1989-05-24 | 1989-05-24 | リープフロッグ・フィルタ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02309710A true JPH02309710A (ja) | 1990-12-25 |
| JPH0648775B2 JPH0648775B2 (ja) | 1994-06-22 |
Family
ID=15042348
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1130774A Expired - Fee Related JPH0648775B2 (ja) | 1989-05-24 | 1989-05-24 | リープフロッグ・フィルタ |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5028884A (ja) |
| JP (1) | JPH0648775B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5663676A (en) * | 1995-02-21 | 1997-09-02 | Nec Corporation | Active filter independently controlling cut-off frequency and quality factor |
| JP2009518899A (ja) * | 2005-12-05 | 2009-05-07 | シリフィック ワイヤレス コーポレーション | ループフィルタ部品を低減するために二重経路およびデュアルバラクタを用いるタイプｉｉ位相ロックループ |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| 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 |
| EP0579875B1 (en) * | 1992-07-24 | 1997-09-10 | Alcatel | Quality factor tuning system |
| DE69226862T2 (de) * | 1992-07-24 | 1999-01-21 | Alcatel Alsthom Compagnie Generale D'electricite, Paris | Frequenzabstimmungssystem für ein Paar C-Transkonduktanzoperationsverstärker |
| US5461336A (en) * | 1994-03-29 | 1995-10-24 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Filter circuit |
| US5491447A (en) * | 1994-05-13 | 1996-02-13 | International Business Machines Corporation | Operational transconductance amplifier with independent transconductance and common mode feedback control |
| US7301392B2 (en) * | 2005-08-10 | 2007-11-27 | Northrop Grumman Corporation | Tunable resonator for use in active-RC continuous-time filters |
| KR100776666B1 (ko) * | 2006-11-02 | 2007-11-19 | 한국전자통신연구원 | 저역 통과 필터의 주파수 특성과 큐 팩터 조정 장치 및 그방법 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3924199A (en) * | 1974-02-04 | 1975-12-02 | Arp Instr | N-pole filter circuit having cascaded filter sections |
-
1989
- 1989-05-24 JP JP1130774A patent/JPH0648775B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1990
- 1990-05-23 US US07/527,575 patent/US5028884A/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5663676A (en) * | 1995-02-21 | 1997-09-02 | Nec Corporation | Active filter independently controlling cut-off frequency and quality factor |
| JP2009518899A (ja) * | 2005-12-05 | 2009-05-07 | シリフィック ワイヤレス コーポレーション | ループフィルタ部品を低減するために二重経路およびデュアルバラクタを用いるタイプｉｉ位相ロックループ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5028884A (en) | 1991-07-02 |
| JPH0648775B2 (ja) | 1994-06-22 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
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| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |