JPH0325052B2 - - Google Patents

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JPH0325052B2
JPH0325052B2 JP59045437A JP4543784A JPH0325052B2 JP H0325052 B2 JPH0325052 B2 JP H0325052B2 JP 59045437 A JP59045437 A JP 59045437A JP 4543784 A JP4543784 A JP 4543784A JP H0325052 B2 JPH0325052 B2 JP H0325052B2
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JP
Japan
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circuit
time constant
bpf
signal
capacitance
Prior art date
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JP59045437A
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English (en)
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JPS60190015A (ja
Inventor
Mitsuru Kudo
Kuniaki Miura
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
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Publication of JPS60190015A publication Critical patent/JPS60190015A/ja
Publication of JPH0325052B2 publication Critical patent/JPH0325052B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03HIMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H11/00Networks using active elements
    • H03H11/02Multiple-port networks
    • H03H11/04Frequency selective two-port networks
    • H03H11/12Frequency selective two-port networks using amplifiers with feedback
    • H03H11/1217Frequency selective two-port networks using amplifiers with feedback using a plurality of operational amplifiers

Landscapes

  • Networks Using Active Elements (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、IC上の集積化回路に係り、特に帯
域通過フイルタ(以下BPFと略す)に好適な集
積化フイルタに関する。
〔発明の背景〕
電気回路の集積化(モノリシツクIC化、以下
単にIC化と略す)が進むにつれ、外付のブロツ
クフイルタのIC化が回路基板の小形化,低コス
ト化を実現する上で重要な課題となりつつある。
従来のフイルタは大部分がインダクタンスL,容
量C,抵抗Rで構成されているが、インダクタン
スLはIC化が難しいため従来形式のフイルタの
集積化は困難である。このため容量C,抵抗Rと
増幅器で構成可能なアクテイブフイルタがIC化
には適している。第1図に帰還形アクテイブ
BPFのブロツク図の一例を示し以下説明する。
1は信号入力端,4は信号出力端,2は利得K1
の帰還増幅器,3は利得K2の帰還増幅器,抵抗
R1〜R4と容量C1〜C4は時定数用である。抵抗R1
とR2,容量C1とC2と帰還増幅器2とで2次形の
高域通過フイルタ(以下HPFと略す)を、抵抗
R3とR4,容量C3とC4と帰還増幅器3とで2次形
の低域通過フイルタ(以下LPFと略す)をそれ
ぞれ構成し、前記HPFとLPFを組み合せること
によりBPFを構成する。
しかし上記構成のBPFをIC化する場合、バラ
つきの問題が生じる。すなわちIC内の容量値,
抵抗値は半導体内の不純物度,マスクずれなどに
よるバラつきの影響を受け、一例として Cの絶対値 ±20% Rの絶対値 ±15% などの大きな変動を有する。したがつて第1図の
BPFのピーク周波数fpも第2図のようにaから
bの範囲で変動し、上記例では最悪時fpは±35%
変動することになり実用化は極めて困難である。
この素子値バラつきの対策としては、ICチツプ
上でレーザトリミングなどにより抵抗値を変化さ
せ、バラつきを吸収することも実施されている
が、精度、歩留り、コストの面などでまた多くの
問題点があり、一般民生用ICにはほとんど実用
化されていない。
またアクテイブフイルタを構成する容量に接合
容量を用い、接合容量のもつ容量絶対値のバイア
ス依存性を利用し容量値を可変して、抵抗値及び
容量値の絶対値バラつきを吸収する方法もある。
その一例であるアクテイブ4次BPFの回路例を
第3図に示し、以下説明する。5は入力信号源,
6は可変電圧源,7は利得K3の差動増幅器,8
は利得K4(K41)の増幅器,9は利得K5の差
動増幅器,10は出力信号端,11は定電圧源,
抵抗R1〜R4と容量C1〜C4は第1図と同じくフイ
ルタの時定数回路を構成するものである。R5
R7は抵抗で、抵抗R5〜R7は増幅器7〜9の入力
端に直流電位を与えるものである。容量C5は結
合容量である。なお容量C1〜C4は接合容量で構
成されている。上記の構成において、増幅器の入
力インピーダンスを無限大,出力インピーダンス
を零とする理想増幅器とすると差動増幅器7の2
入力端の端子電圧は常に等しくなり、差動増幅器
7の出力端電圧は一定となる。したがつて可変電
圧源6の電位変動により容量C1とC2の両極にか
かるバイアス電位が等しく変化し、容量C1とC2
の容量絶対値がバイアス電位に応じて変化して、
時定数回路のバラつきが吸収できる。さらに増幅
器8を入力端電圧と出力端電位が等しくなるバツ
フアー回路とすると、、差動増幅器9の2つの入
力端直流電位も等しくなり、差動増幅器9の出力
端電位は一定となる。また定電圧源11の出力電
位を差動増幅器9の出力端電位と等しくなるよう
に構成すると、可変電圧源6の出力電位の変化に
応じて容量C3とC4の印加電圧が等しく変化し、
それに伴い容量の絶対値も変化する。したがつて
LPF部を構成する時定数回路のバラつきも可変
電圧源6の調整により吸収できる。
ところが接合容量のバイアス電圧による容量値
依存性は第4図に示す一例のような特性である。
この図からわかるように、バイアス電圧変化によ
る結合容量絶対値変化の感度は低く、第4図では
容量値を±35%変化させるにはバイアス電圧を約
4V程度変化させなくてはいけない。このため、
たとえば電源電圧が5Vの場合、回路動作マージ
ンの制約から可変電圧源6の電位を4Vも可変す
る事は不可能となり、時定数回路のバラつき±35
%を吸収することは不可能となる。
そこで第5図に示す時定数切替回路の一例を第
3図のHPF部とLPF部の時定数回路に設けて、
時定数回路のバラつきを吸収している。第5図を
説明する。第5図のa)がHPF部,b)がLPF
部の時定数回路である。12,13は時定数切替
スイツチ,14は切替信号入力端,容量Ca,Cb
は第3図で容量C1に相当するものである。抵抗
Ra,Rbは第3図で抵抗R3に相当するものであ
る。第3図におけるHPF部とLPF部の共振周波
数fOH,fOLと回路の良さQH,QL と表わされるので、共振周波数fOH,fOLの容量C1
と抵抗R3に相当する容量CaとCb,抵抗RaとRb
の絶対値を各々約+40%と約−25%のところに設
定することにより共振周波数fOH,fOLはともにセ
ンター値に比べ約±15%ほどズレる。この後、接
合容量の調整により共振周波数fOH,fOLを±20%
移動することにより、時定数回路のバラつき±35
%を吸収することができる。
ただし第5図に示すような時定数切替回路を設
けると前式(2),(2′)からわかるように容量C1
C2の比と、抵抗R3とR4の比が変わり、容量Caと
抵抗Ra側と、容量Cbと抵抗Rb側で回路の良さを
示すQの値が異なることになる。このため、第5
図のような時定数切替回路を設けた第3図のよう
なアクテイブBPF回路では、Qの値の変動によ
り出力信号振幅がバラつくという問題を生じる。
上記回路をたとえば家庭用VTRにおけるVHS
(Video Home System)方式の色信号処理系に
おける通過中心周波数が4.21MHzのBPF(以下
4.21MHzBPFと略す)に適用する。この時この
BPF出力を入力とする掛算器では4.21MHzの信号
で色信号をスイツチングするので、4.21MHzの信
号振幅がバラつくと、振幅レベルが小さい時には
変換効率の低下を招き、振幅レベルが大きい時は
4.21MHz信号のもれとなつて色信号の妨害となる
という問題を生じる。これらの障害は、再生画面
上での色信号のS/Nの低下とか、ビート妨害と
なり著しくVTRの再生画面を見苦しいものとし
ていた。
なお、この種の回路に関連する公知技術として
特開昭56−46386号公報がある。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、上記した欠点をなくすアクテ
イブフイルタ集積回路を提供することにある。
〔発明の概要〕
本発明は時定数切替回路を内蔵したアクテイブ
BPF回路における出力信号の振幅レベルの変動
をなくす回路構成とする。
〔発明の実施例〕
以下、本発明の一実施例であるブロツク図を第
6図により説明する。第6図において第3図と第
5図と同符号、同番号は同じ構成部品を示す。16
はリミツタ回路、15は出力端である。
本実施例のように時定数切替回路付アクテイブ
BPFの出力端にリミツタ回路16を結合するこ
とにより、切替え動作に伴うBPF回路の出力振
幅のバラつきが抑えることができる。
VTRの色信号処理回路の4.21MHzBPFに本実
施例のアクテイブBPF回路を用いることにより、
再生画像でのS/Nの低下やビート妨害を受けな
い良好な画面が得られる。
第7図に本実施例に用いられるリミツタ回路の
一実施例を示す。15は出力端、16はリミツタ
回路、17と18は定電流源、19は平滑用コン
デンサ、20は定電圧源、21は信号入力端、R
8〜10は抵抗、Q1〜Q3はトランジスタであ
る。第7図の回路の動作を説明する。信号入力端
21からの入力信号は、差動増幅器を構成するト
ランジスタQ1とQ2のベースに抵抗R8とR9
を介して入力される。ただしトランジスタQ2の
ベース端には容量には容量19が接続されている
ので、入力信号は平滑され直流成分のまが伝搬す
る。差動増幅器では入力信号差が利得倍される
が、本回路は高利得なため出力信号が上下限で制
限された波形となり、トランジスタQ3のエミツ
タホロワアーから出力される。したがつて入力端
21からの入力信号振幅がバラついても、差動増
幅器の利得を充分大きくしておくことにより、出
力端15からの出力信号はリミツタのかかつた一
定振幅の信号となる。
また第6図では、時定数切替回路を内蔵したア
クテイブBPF回路を示し増幅器を入力インピー
ダンス無限大、出力インピーダンス零の理想増幅
器と仮定し話を進めたが、実際の回路では入力イ
ンピーダンスは無限大とはならず、また出力イン
ピーダンスは零ではない。さらに集積化回路に特
有な寄生素子によるIC内素子の特性劣化やバラ
つきが生じる。このため時定数切替回路のない第
8図に示すようなアクテイブBPF回路において
もBPF部での出力信号振幅がバラつき、リミツ
タ回路16を加えることで出力信号振幅のバラつ
きを生じなくすることができる。
なおBPF部の出力にリミツタ回路を付加する
ことにより、リミツタ回路出力信号の周波数成分
として新らたに基本波の奇数次の高調波成分が出
るがVTRでは帯域外となり問題とならない。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明によれば、抵抗と
容量と増幅器からなるアクテイブBPFの時定数
回路のバラつきによる出力信号振幅のバラつき
を、BPF出力部にリミツタ回路を設けることで
吸収でき、所望のBPF特性を持つ集積化アクテ
イブBPF回路が得られ、従来外付部品であつた
ブロツクフイルタを集積化することができる。
なお、前記公知技術特開昭56−46386号公報に
示されたリミツタ回路は、単に振幅変調成分の除
去に過ぎない。これに対して本発明のリミツタ回
路は、IC上に構成された抵抗と容量からなるフ
イルタ時定数を希望する最適値に調整できるアク
テイブ帯域通過フイルタにおいて、時定数の最適
化によりフイルタのQの値が変化し振幅がばらつ
くことになるが、アクテイブ帯域通過フイルタの
出力端にリミツタ回路を設けることにより、次段
の掛算器への周波数変換用信号レベルを一定化
し、周波数変換効率を上げるとともに、不要信号
の発生を抑え、また周波数変換用信号レベルを大
きくすることによるキヤリアリークによるビート
の発生を抑えることができる。この集積回路によ
り、VTRの再生色信号において、S/Nの低下
やビート妨害を受けない良好な画面が得られる効
果が有る。
【図面の簡単な説明】
第1図はアクテイブBPFの一例を示す回路図、
第2図は第1図のフイルタの特性図、第3図は接
合容量を用いたアクテイブBPF回路の一例を示
す回路図、第4図は接合容量の特性図、第5図は
時定数切替回路の一例を示す回路図、第6図は本
発明を採用したアクテイブBPF回路の一実施例
を示す回路図、第7図はリミツタ回路の一例を示
す回路図、第8図は本発明を利用したアクテイブ
BPF回路の他の実施例を示す回路図である。 R1,R2.R3,R4,Ra,Rb…時定数を構成する
抵抗、C1,C2,C3,C4,Ca,Cb…時定数を構成
する容量、6…可変電圧源、12,13…時定数
切替回路、16…リミツタ回路。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 色信号を低域周波数に周波数変換して記録再
    生する磁気記録再生装置で、周波数搬送波を発生
    する掛算器の出力信号を入力信号とし、半導体ウ
    エハ上に構成された抵抗と容量と増幅器からなる
    アクテイブ帯域通過フイルタにおいて、 前記帯域通過フイルタの時定数を調整する時定
    数調整手段と、 前記帯域通過フイルタの出力段に設けられたリ
    ミツタ回路とを備え、 時定数を最適化し、前記容量の変化に伴うフイ
    ルタのQ変化と出力信号振幅変化を上記リミツタ
    回路にて補償するように構成したことを特徴とす
    る集積回路。
JP59045437A 1984-03-12 1984-03-12 集積回路 Granted JPS60190015A (ja)

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JP59045437A JPS60190015A (ja) 1984-03-12 1984-03-12 集積回路

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JPS60190015A JPS60190015A (ja) 1985-09-27
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5646386A (en) * 1979-09-25 1981-04-27 Toshiba Corp Dropout compensating circuit

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5646386A (en) * 1979-09-25 1981-04-27 Toshiba Corp Dropout compensating circuit

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JPS60190015A (ja) 1985-09-27

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