JPH03248615A - フィルタ回路 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はフィルタ回路に関する。より詳細には、本発明
は、容量素子とインダクタンス素子とを主に使用して構
成されたローパスフィルタ回路の新規な構成に関する。

従来の技術 伝送したい信号の周波数帯域を選択するために使用する
回路として代表的なものに、インダクタンス素子と容量
素子とを組み合わせて構成されるローパスフィルタカア
ル。

第８図は、上述のようなフィルタ回路の典型的な構成例
を示す回路図である。

同図に示すように、フィルタ回路は、一端を入力ＩＮに
接続され、他端を出力ＯＵＴに接続されたインダクタ１
２と、一端をインダクタ１２の両端にそれぞれ接続され
、他端をそれぞれ接地された１対のキャパシタＣ＋およ
びＣ２とから構成されている。

発明が解決しようとする課題 上述のように、所謂π型に接続されたインダクタβ２と
キャパシタＣ１およびＣ２とにより構成されたフィルタ
回路は、各要素の特性を選択することによって所望の帯
域の周波数を除去あるいは通過させるように設定するこ
とができる。

しかしながら、このような構成のフィルタ回路では、各
々の回路の周波数特性が固定されてしまうので、信号源
の温度特性等により入力信号の周波数特性が変化した場
合等には、フィルタ回路としての出力信号の周波数帯域
が最適なものではなくなってしまう場合がある。即ち、
例えば、入力信号の周波数特性に特定のピークがあり、
そのピークの大きさや位置が温度変動や電源電圧変動に
よって変化した場合、フィルタから出力される周波数帯
域の信号レベルが変動してしまう。

そこで、本発明は、上記従来技術の問題点を解決し、入
力信号の変動に追従して適切な周波数特性で濾波を行う
ことができる新規なフィルタ回路の構成を提供すること
をその目的としている。

課題を解決するための手段 本発明に従うと、所定の帯域以下の周波数の信号を通過
させるローパスフィルタ回路であって、入力と出力との
間に直列に挿入されたインダクタと、該インダクタの入
力側に一端を接続され他端を接地されたキャパシタ素子
と、該インダクタの出力側に一端を接続され他端を接地
された容量可変のキャパシタ素子とを備えた可変ローパ
スフィルタと、該ローパスフィルタの出力に入力を接続
された第１バッファ回路と、該第１バッファ回路の出力
に接続された第１狭帯域バンドパスフィルタと、該第１
バンドパスフィルタの出力に接続された第１ピークホー
ルド回路と、該ローパスフィルタの出力に入力を接続さ
れた第２バッファ回路と、該第２バッファ回路の出力に
接続された第２狭帯域バンドパスフィルタと、該第２バ
ンドパスフィルタの出力に接続された第２ピークホール
ド回路と、該第１および第２のピークホールド回路の出
力を入力され、該可変キャパシタ素子の容量を制御する
制御電圧を発生する演算回路とを備え、該第１バンドパ
スフィルタは、入力信号の全帯域内で、所望の信号を含
まない所定の周波数帯域の信号を通過させるように設定
されており、且つ、該第２バンドパスフィルタが、所望
の周波数帯域の信号を通過させるように設定されており
、該演算回路が、該第１ピークホールド回路の出力と該
第２ピークホールド回路の出力との比が一定になるよう
な制御電圧を発生するように構成されていることを特徴
とするフィルタ回路が提供される。

作用 本発明に係るフィルタ回路は、有効な信号帯域の変動に
追従してその周波数特性を変化するように構成されてい
ることをその主要な特徴としている。

即ち、従来のフィルタ回路は、回路を構成する素子の特
性によって各回路の周波数特性が固定されていたので、
入力信号の変動により、有効な信号成分の抽出が行えな
くなる場合があった。

これに対して、本発明に係るフィルタ回路は、その独自
の構成により、入力信号中の信号成分の周波数帯域が変
動した場合には、それに自身の周波数特性を自動的に補
正する機能を有している。

従って、常に有効な信号成分を抽出するような周波数特
性を維持し続ける。

以下、図面を参照して本発明をより具体的に説明するが
、以下の開示は本発明の一実施例に過ぎず、本発明の技
術的範囲を何ら限定するものではない。

実施例 第１図は、本発明に係るフィルタ回路の基本的な構成を
示す図である。

同図に示すように、この回路は、可変ローパスフィルタ
１と、それぞれ１対のバッファ回路２．３、狭帯域フィ
ルタ４．５、ピークホールド回路６．７および演算回路
８とから構成されている。

可変ローパスフィルタ１は、一端を入力ＩＮに接続され
、他端を出力ＯＵＴに接続されたインダクタ１１と、イ
ンダクタ１１の入力ＩＮ側に一端を接続され他端を接地
されたキャパシタ１２と、インダクタ１１の出力側に一
端を接続され他端を接地された可変キャパシタ１３とか
ら構成されている。ここで、可変キャパシタ１３は、後
述する演算回路８から供給される制御電圧によってその
容量を変化して、第２図に示すように、ローパスフィル
タ１の周波数特性を変化するように構成されている。即
ち、任意の制御電圧に対する帯域特性が、第２図に示す
曲線ａ線のようなものであったとすると、可変容量１３
の容量値を減じることによって図中に示す曲線すのよう
に、また、可変容量１３の容量値を増すことによって図
中に示す曲線Ｃのように、その周波数特性を変化する。

バッファ回路２および３０入力は、それぞれ可変ローパ
スフィルタ１の出力に接続されており、バッファ回路２
の出力は、狭帯域バンドパスフィルタ４およびピークホ
ールド回路６を介して演算回路８の一方の入力に接続さ
れている。また、バッファ回路３の出力は、狭帯域バン
ドパスフィルタ５およびピークホールド回路７を介して
演算回路８の他方の入力に接続されている。演算回路８
は、その１対の入力信号の比が一定になるような制御電
圧を発生して、可変キャパシタ１３をフィードバック制
御する。

ここで、各バッファ回路２．３は、可変ローパスフィル
タ１と他の回路とをアイソレートするために設けられて
おり、入力信号をそのまま出力するように構成されてい
る。従って、バッファ回路２．３の出力信号の周波数特
性は、第３図に示すように、必要な信号を含む周波数帯
域がレベルの高い分布を示す。

以上のようなバッファ回路２．３の出力を入力される狭
帯域バンドパスフィルタ４．５の特性は、互いに異なっ
ている。即ち、第４図に示すように、狭帯域バンドパス
フィルタ４は、第３図に示した周波数特性が平坦な帯域
に含まれる比較的低い周波数ｆ。を中心とした帯域の信
号を通過させる特性を有している。これに対して、狭帯
域バンドパスフィルタ５は、第３図に示した周波数特性
が変化している、より高い周波数ｆ１を中心とした帯域
の信号を通過させる特性を有している。このような周波
数特性を有する狭帯域バンドパスフィルタ４の出力は、
第５図（ａ）に示すように周波数の低い信号となってお
り、一方、狭帯域バンドパスフィルタ５の出力は、第５
図（ｂ）に示すように周波数の高い信号となっている。

ピークホールド回路６および７は、それぞれ、狭帯域バ
ンドパスフィルタ４および５の出力信号のピークを抽出
する。従って、その出力レベルは、それぞれ、バッファ
回路２．３の出力信号における低い周波数ｆ。を含む帯
域の信号振幅と信号周波数ｆ１を含む帯域の信号振幅と
に対応したものになる。

このように、演算回路８０入力信号は、ｆｏ帯域におけ
る信号振幅とｆ、帯域における信号振幅とにそれぞれ対
応している。一方、前述のように、演算回路８は、その
入力信号の比が一定になるように、可変キャパシタ１３
をフィードバック制御する。従って、第１図に示したフ
ィルタ回路全体では、ｆｏ帯域の信号振幅とｆ１帯域の
信号振幅との比が一定になるように、可変ローパスフィ
ルタ１の特件が制御され、その結果、出力信号の周波数
特性が略一定に保持される。

第６図は、上述のような本発明に係るフィルタ回路の、
より具体的な構成例を示す回路図である。

尚、第６図に示す回路の基本的な構成は、第１図に示し
た回路と同じ構成となっており、第１図に対応する構成
要素には同じ参照番号を付している。

同図に示す回路においては、可変ローパスフィルタ１を
構成する可変キャパシタ１３が、インダクタ１２にアノ
ードを接続されたバラクタダイオード１３１と、一端を
バラクタダイオード１３１のカソードに接続され、他端
を接地されたキャパシタ１３２とから構成されており、
バラクタダイオード１３１とキャパシタ１３２との接続
点に制御電圧を印加するように構成されている。

また、バッファ回路２および３は、それぞれトランジス
タ２１．３１および抵抗２２．３２から構成されたエミ
ッタホロワにより構成されている。尚、このバッファ２
および３は、ソースホロワ回路やボルテージホロワ回路
で構成してもよい。

狭帯域バンドパスフィルタ４および５は、具体的には図
示していないが、多段のＬＣフィルタやＳＡＷフィルタ
等の公知のフィルタを使用することができる。

ピークホールド回路６および７は、それぞれ、オペアン
プ６２．７２と、キャパシタ６３．７３と、抵抗６４．
７４とによ、て構成されている。各オペアンプ６２．７
２の出力は反転入力に接続されており、この接続路に対
して、キャパシタ６３．７３および抵抗６４．７４の一
端がそれぞれ接続されている。キャパシタ６３．７３お
よび抵抗６４．７４の他端は接地されている。

また、各オペアンプ６２．７２の非反転入力は、前段の
狭帯域バンドパスフィルタ４および５と、それぞれキャ
パシタ６１．７１を介して接続されている。

尚、ピークホールド回路６．７は、オペアンプ６２．７
２の代わりにトランジスタを使用して構成することもで
きる。即ち、例えば第７図に示すように、ベースに入力
を受け、コレクタにバイアス電源を印加され、エミッタ
を出力に接続されると共に抵抗６６を介して接地された
トランジスタ６５と、一端を接地され、他端をトランジ
スタ６５のエミッタに接続されたキャパシタ６７とによ
って構成することができる。

更に、演算回路８は、１対のリニアアンプ８１および８
２と、これらのリニアアンプ８１．８２の出力を入力さ
れるオペアンプ８３とによって構成することができる。

ここで、リニアアンプ８１は例えばＡ倍の利得を有し、
リニアアンプ８２は例えばＢ倍の利得を有する。このよ
うな１対のリニアアンプ８１．８２の出力を入力される
オペアンプ８３は、ピークホールド回路６の出力振幅の
Ａ倍とピークホールド回路７の出力振幅のＢ倍とが等し
くなるような制御電圧を出力し、可変キャパシタ１３を
制御する。

以上のような構成により、第６図に示したフィルタ回路
では、入力信号の低周波数帯域と信号帯域との信号レベ
ルが、互い１ご一定の比を保つようなフィードバック制
御のもとで動作するので、出力信号の周波数帯域のレベ
ルは実質的に一定となる。

発明の詳細 な説明したように、本発明に係るフィルタ回路では、入
力信号の周波数特性に関わらず出力信号の周波数帯域が
実質的に一定となるので、広帯域な信号伝送回路やディ
ジタル光受信回路等において有利に使用することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係るフィルタ回路の基本的な構成を
示す図であり、 第２図は、第１図に示したフィルタ回路における可変ロ
ーパスフィルタの周波数特性の変化を示すグラフであり
、 第３図は、第１図に示したフィルタ回路に対する入力信
号の周波数特性を示すグラフであり、第４図は、第１図
に示したフィルタ回路における１対の狭帯域バンドパス
フィルタの周波数特性を示すグラフであり、 第５図（ａ）およびら）は、それぞれ、第１図に示した
フィルタ回路における１対の狭帯域バンドパスフィルタ
の出力する信号の信号波形を示す図であり、 第６図は、本発明に係るフィルタ回路の具体的な構成例
であり、 第７図は、第６図に示した回路に適用可能なピークホー
ルド回路の構成例であり、 第８図は、従来のフィルタ回路の典型的な構成を示す回
路図である。 〔主な参照番号〕 １φ・舎・φ可変ローパスフィルタ、 ２．３・・・バッファ回路、 ４．５・・・狭帯域バンドパスフィルタ、６．７・・・
ピークホールド回路、 ８・・・・・演算回路、 １１．６１．７１．６７．１３２　　・・・キャパシタ
、１２・・・インダクタ、 １３・・・可変キャパシタ、 ２１．３１．６５・・・トランジスタ、２２．３２．６
４．６６．７４・・・抵抗、６２．７２．８３・・・オ
ペアンプ、 ８Ｌ　８２・・・・・リニアアンプ、

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　所定の帯域以下の周波数の信号を通過させるローパス
   フィルタ回路であって、 入力と出力との間に直列に挿入されたインダクタと、該
   インダクタの入力側に一端を接続され他端を接地された
   キャパシタ素子と、該インダクタの出力側に一端を接続
   され他端を接地された容量可変のキャパシタ素子とを備
   えた可変ローパスフィルタと、 該ローパスフィルタの出力に入力を接続された第１バッ
   ファ回路と、該第１バッファ回路の出力に接続された第
   １狭帯域バンドパスフィルタと、該第１バンドパスフィ
   ルタの出力に接続された第１ピークホールド回路と、 該ローパスフィルタの出力に入力を接続された第２バッ
   ファ回路と、該第２バッファ回路の出力に接続された第
   ２狭帯域バンドパスフィルタと、該第２バンドパスフィ
   ルタの出力に接続された第２ピークホールド回路と、 該第１および第２のピークホールド回路の出力を入力さ
   れ、該可変キャパシタ素子の容量を制御する制御電圧を
   発生する演算回路と を備え、 該第１バンドパスフィルタは、入力信号の全帯域内で、
   所望の信号を含まない所定の周波数帯域の信号を通過さ
   せるように設定されており、且つ、該第２バンドパスフ
   ィルタが、所望の周波数帯域の信号を通過させるように
   設定されており、該演算回路が、該第１ピークホールド
   回路の出力と該第２ピークホールド回路の出力との比が
   一定になるような制御電圧を発生するように構成されて
   いることを特徴とするフィルタ回路。