JPH0353708A - 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、増幅素子を有し、該増幅素子の入力電極が入
力電圧受信用の入力端子に結合され、出力電極が給電源
の端子に結合される増幅器と、該増幅器に結合されるコ
ンデンサと、該コンデンサに結合され、出力電圧を取出
せる出力端子とを具えているフィルタ回路に関するもの
である。

〔従来の説明〕

斯種の一般に既知の回路では、増幅素子、例えばトラン
ジスタにより差動増幅器の一部を形戊する。作動に当り
、コンデンサ間の電圧は入力電圧と絶えず比較される。

コンデンサは入力電圧の差に依存する差動増幅器の出力
電流によって充電されたり、又は放電したりする。回路
の平衡状態ではコンデンサの両端間の電圧は、コンデン
サに供給されるのとほぼ同程度の電荷がそのコンデンサ
から引出されて入力電圧にほぼ等しくなり、出力電流は
ほぼＯとなる。この状態が何等かの理由により損われて
、上記両電圧が等しくならない場合には或る時間後に両
電圧が等しくなる状態に戻る。

この時間はコンデンサの容量値と差動増幅器の増倍率と
に依存する。これから明らかなように、回路は或る時定
数を有し、これは低域通過フィルタとして作用する。

一般に既知の他の回路にはピーク検出器があり、この場
合にはコンデンサを回路の入力電圧のピーク値によって
充電し、その後にコンデンサを放電させる。この場合に
も時定数が問題となる。

〔発明が解決しようとする課題〕

回路に比較的大きな時定数が望まれる場合には、コンデ
ン−サの容量値をかなり大きくしなければならない。し
かし、コンデンサの容量値は、そのコンデンサの充電及
び放電電流が小さければ、そのコンデンサを回路の他の
コンポーネントを含む集積回路に組込めるので小さくす
るのが良い。このために、回路に構成が多少複雑で、適
度な強度の電流を極めて小さな電流に変換する電流ミラ
ー回路を設けることが提案されている。しかし、これら
の回路は集積回路にてかなり大きな面積を占めることに
なる。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は前述したような回路は、時定数の値が左程問題
にならなくて、集積回路に左程大きな表面積を必要とし
ない非常に簡単な回路でも十分であるために前述したよ
うな電流の減衰を正確にする必要のない用途にとっては
必要でないと云う認識に基いて威したものである。本発
明は冒頭にて述べた種類のフィルタ回路において、第１
バイポーラトランジスタのベースーエξツタ通路を前記
増幅素子の出力電極と前記コンデンサとの間の第１電流
通路に組込み、第２バイポーラトランジスタのベースー
エミッタ通路を第２電流通路に組込み、前記第２トラン
ジスタのベースを前記コンデンサに接続し、前記２つの
バイポーラトランジスタのコレクタを前記給電源の適切
な端子に結合させ、作動時に前記第１トランジスタのベ
ース電流が前記コンデンサに対する一方向の充電電流と
なり、且つ前記第２トランジスタのベース電流が前記コ
ンデンサに対する他方向の充電電流となるようにしたこ
とを特徴とする。

トランジスタは通常大きな増幅率β、即ち１００〜数百
程度の増幅率を有するため、コンデンサの充電及び放電
電流は所望されるように極めて小さくなる。本発明によ
る回路は構或が極めて簡単で、しかも臨界的なコンポー
ネントを有するものでもない。

時定数の値が臨界的とならない或る用途への好適例では
、２つのパルス状入力信号による一致段の出力信号に応
じて前記入力電圧を２つの電圧値の間で切換えることが
でき、前記電流源が前記入力信号の内の一方の入力信号
のパルス発生期間中にのみ作動するようにする。

本発明のさらに他の好適例では、前記第２バイポーラト
ランジスタの工ξシタを第２増幅素子の第１入力電極と
出力電極とに接続し、該第２増幅素子の第２入力電極を
最初に述べた第１増幅素子の第２入力電極と第１電流源
とに接続し、前記第２トランジスタのエミッタに第２電
流源も接続する。さらに他の好適例では、第２増幅素子
の第１入力電極を基準電圧に接続し、該第２増幅素子の
第２電極を前記最初に述べた第１増幅素子の第２入力電
極と第１電流源とに接続し、前記第２増幅素子の出力電
極を給電源の端子に接続し、前記第２バイポーラトラン
ジスタのエミッタを第２電流源と回路の出力端子とに接
続する。

〔実施例〕 以下図面を参照して本発明を実施例につき説明するに、
第１図は本発明によるフィルタ回路の基本回路図であり
、ここに示すＴ１及びＴ２は２個の増幅素子、例えばｎ
ｐｎ形のバイポーラトランジスタである。これらの各ト
ランジスタのペースは第１入力電極を構威し、工果ツタ
は第２入力電極を、又コレクタは出力電極をそれぞれ構
威する。トランジスタＴ１及びＴ２のエミッタを相互接
続し、これを別のｎｐｎ形のトランジスタ５のコレクタ
に接続する。トランジスタＴＩのコレクタをｎｐｎ　　
トランジスタ１のエミッタに接続し、このトランジスタ
１のコレクタを給電源ｖｌの正端子に接続し、そのベー
スをｐｎｐ　　｝ランジスタ３のベースに接続する。

トランジスタ３のエミッタを前記給電源ｖｌの正端子に
接続し、コレクタを別のｐｎｐトランジスタ４の工ξツ
タに接続する。トランジスタＴ２のコレクタをｎｐｎト
ランジスタ２のエミッタに接続し、トランジスタ２のコ
レクタを前記正端子に接続し、このトランジスタ２のベ
ースをコンデンサＣと、トランジスタ４のベースと、Ｎ
ＭＯＳタイプの電界効果トランジスタ６のゲートとに接
続する。トランジスタ６のドレインを前記正端子に接続
し、ソースをトランジスタＴ２のベースと抵抗７とに接
続する。コンデンサＣ及び抵抗７の他端並びに給電源ｖ
ｌｌの負端子及びトランジスタ４のコレクタを接地する
。トランジスタ５の工ξツタを抵抗８に接続し、このト
ランジスタのベースを２個の抵抗９と１０との接続点に
接続する。抵抗９の他端を正の直流電圧源に接続する。

抵抗８及び１０の他端は接地する。

トランジスタＴＬのベースをこのフィルタ回路の入力端
子Ｉに接続する。作動時にはこの端子を直流電圧Ｖに接
続する。トランジスタ５及び抵抗８は電流源Ｓｌとして
作動し、トランジスタ６はコンデンサＣの両端間の電圧
をトランジスタＴ２のベースに帰還させると共にコンデ
ンサＣ間の電圧にほぼ等しい回路の出力電圧をトランジ
スタ６のソースと、トランジスタＴ２のヘースと、抵抗
７との接続点に接続される出力端子○にて人手できるよ
うにするバッファ回路として作動する。トランジスタＴ
１及びＴ２は差動増幅器の一部を形戒する。これにより
コンデンサＣ間の電圧は電圧Ｖ（！：絶えず比較される
。電流ｉ，はトランジスタＴｌのコレクタ及びトランジ
スタ１のエミッタを経て流れ、電流１２はトランジスタ
Ｔ２のコレクタ及びトランジスタ２の工ξツタを経て流
れ、これらの電流ｉ，とｉｔとの和は常に電流源Ｓ１の
電流に等しい。ｎｐｎ　　｝ランジスタｌの電流利得率
をβ７とすると、トランジスタ１のベースには１１／β
。の電流が流れる。同様に、トランジスタ２のベースに
はコンデンサＣの放電電流である電流，／β７が流れる
。トランジスタ１のベース電流はトランジスタ３のベー
ス電流でもあるため、トランジスタ３のコレクタ電流（
これはトランジスタ４の工Ｑ　７夕電流でもある）の値
はβ１１２／β７・β３となり、ここにβ，はｐｎｐ　
　トランジスタ３の電流利得率である。コンデンサＣの
充電電流であり、しかも値がトランジスタ４の工ξツタ
電流よりもβ２倍小さい電流がトランジスタ４のベース
からコンデンサＣに流れる。

なお、この場合には同一の集積回路に組込まれるトラン
ジスタ１と２が同じ電流利得率β、を有し、しかもトラ
ンジスタ３と４が同じ理由で同じ電流利得率βいを有す
るものとする。又、第１図の全てのトランジスタに対し
、工くツタ電流とコレクタ電流との差は無視できる程度
に小さく、しかもトランジスタ６のゲート電流は０であ
るものとする。前述した所から明らかなように、充電電
流の値はＬ＋／βアてあり、即ちこの電流はトランジス
タ１のベース電流に等しく、この表現にはβ９は存在し
ない。

トランジスタＴ１及びＴ２のベース電圧が等しくない場
合には、コンデンサＣが電流（ｉ．−ｉ，）　／β７に
よって充電又は放電される。β、の値が大きいため、こ
の電流は極めて小さい。コンデンサＣ間の電圧は電流の
差ｉｚ−ｉ，の極性に応じて増減し、電流１１及び１２
の一方が大きくなると、他方が小さくなる。この結果、
電流差ｉｚ−ｉｌは小さくなり、或る時間後にその差は
ほぼＯとなる。この場合に達する平衡状態ではコンデン
サＣ間の電圧がほぼＶに等しくなる。上述した所から明
らかなように、第１図の回路は所定の時定数を有する回
路として作用し、従って帰還によりほぼ１の利得を有す
る増幅器を有する低域通過フィルタとして作用する。

トランジスタ１及び２は電流、即ちエミッタに供給され
る電流のβ７倍小さい電流をベースに供給する素子と見
なすことができる。同様に、トランジスタ４は入力電流
をβ，倍小さい出力電流に変換する。トランジスタ１゛
及び３はトランジスタＴｉのコレクタ電流を反映する電
流ξラ−回路と見なすことができ、又トランジスタ３及
び４はトランジスタ１のベース電流を反映する電流ミラ
ー回路と見なすことができる。コンポーネント間のハラ
ツキや、温度の影響、エージング等により、電流利得率
βが良好に規定されないため、時定数も良好に規定され
なくなる。従って、第１図の回路は正確な時定数が要求
されない用途にしか使用できない。

第２図は第１図の回路に由来するフィルタ回路Ｆを用い
る回路のブロック図であり、これは画像表示装置、例え
ばテレビジョン受像機における所謂一致検出器である。

斯種の一致検出器については本願人の出願に係る欧州特
許明細書第９１．７１９号及びオランダ国特許出願第８
６００９４５号に′記載されている．これら双方の内容
を参考までにここに含めるものとする。これらに記載さ
れている検出器は容量値が大きいコンデンサを必要とす
る第２図のＡＮＤはＡＮＤ機能をする段、即ち同期信号
分離段によって到来するビデオ信号から取出されるライ
ン同期信号ＬＳとライン発振器からのゲート信号ＧＳと
の２つのパルス状信号を受信する一致段を示す．画像表
示装置は図示してはないが多数の部分を具えており、特
にライン発振器の信号をライン同期信号ＬＳで既知の方
法にて同期させるライン同期回路を具えている。ゲート
信号ＧＳのパルスは信号ＬＳのパルスと同じ繰返し周波
数、例えば欧州テレビジョン標準規格によれば１５．６
２５　ｋＨｚの繰返し周波数を有し、しかもその接続時
間は信号ＬＳのパルスの接続時間よりも多少長く、例え
ば４．７μｓと比べると５μｓである．ゲー｝　ＡＮＤ
の出力はスイッチ訓を作動させ、このスイッチの主接点
は第１図の回路の入力端子に接続する。スイッチＳＷの
第１選択接点は直流電圧ｖ１に接続し、第２選択接点は
Ｖ．よりも低い直流電圧ｖ２に接続する。信号ＧＳはフ
ィルタ回路Ｆにも供給して、このフィルタ回路における
差動増幅器がゲートパルスの発生期間中のみ作動するよ
うにする。フィルタ回路Ｆの出力端子は増幅器ｃｐの非
反転入力端子に接続し、この増幅器の反転入力端子は直
流電圧Ｖ，に接続する。増幅器ＣＰはフィルタ回路Ｆの
出力電圧を直流電圧ν３と比較して、その差に応じた信
号を供給する比較段として既知のように作動する。

ゲー｝　ＡＮＤにパルスが同時に供給される場合には、
スイッチＳ一は第２図に示す状態となり、電圧ｖ１が差
動増幅器に供給される。ゲートパルスが発生する時は常
にフィルタ回路Ｆの出力電圧が高くなり、この電圧はゲ
ートパルスが発生している間殆ど変化しない．従って、
コンデンサＣは保持機能を有する。一致が存在する場合
に、回路Ｆの出力電圧は或る時間後に目標値ｖｌに達し
、ついで一定値のままとなる．電圧Ｖ，の値はｖＩとｖ
２との間の値とする。回路Ｆの出力電圧の値がＶ，以上
となる瞬時に増幅器ｃｐはライン同期回路（図示せず）
に正の信号を供給して、この同期回路の所定の部分を既
知の方法で切換える．ゲートＡＮＤの両入力信号が一致
しない場合には、スイッチ仙が図示の状態とは反対とな
り、電圧ｖ２が回路Ｆに供給される．回路Ｆの出力の最
終値はほぼＶ！に等しくなる。この場合、又は最初に優
先している一致状態が失われる場合に、増幅器ｃｐの出
力信号は負となる．第２図の回路の作動はつぎの数値例
を参照して説明することができる。コンデンサＣの容量
値は、このコンデンサを回路の他のコンポーネントと同
じ集積回路に組込めるように２５ｐＦの値に選定する。

回路Ｆが３００ライン周期の反応時間を有するものとし
、しかも電圧ｖｌとｖ２との差が２Ｖに等しいものとす
る場合には次式が或立する。

１”Δｔ＝ｃ”ΔＶ ここに、■はコンデンサＣの充電又は放電電流であり、
Δｔ　＝３００　”　５　ｐｓ　，　　Ｃ　＝２５ｐＦ
、ΔＶ＝２Ｖである．従って、■は約３３ｎＡに等しい
。β７＝２００とする場合、これは約７μＡのコレクタ
電流に相当する．一致が初めて達成された後に増幅器Ｃ
Ｐの出力端子にスイッチング信号を発生させる期間は電
圧Ｖ，を選定することによって調整することができ、こ
の期間は上述した用途にとっては何等臨界的なものでは
ない。

第３図は第２図による例の一部を詳細に示した回路図で
あり、ここに第１及び２図に示す各素子と同一のものを
示すものには同一符号を付して示してある．第１図の例
と比較するに、この第３図のフィルタ回路Ｆでは抵抗９
を電源電圧でなく、ｎｐｎ　　トランジスタ１１のエミ
ッタに接続し、又抵抗８を接地せずに、別のｎｐｎ　　
｝ランジスタ１２のエミッタと抵抗１３とに接続し、こ
の抵抗の他端を接地する。トランジスタ１１のコレクタ
は正の直流電圧に接続し、ゲート信号ＧＳをベースに供
給する。トランジスタｌ２のベースはトランジスタ５の
ベースに接続し、トランジスタｌ２のコレクタは２個の
ｎｐｎトランジスタ１４及びＴ３のエミッタに接続する
。トランジスタＴ３のベースを正の直流電圧に接続し、
ライン同期信号ＬＳをトランジスタ１４のベースに供給
する。２つの供給される信号のパルスは正パルスである
。トランジスタｌ４のコレクタを電源Ｖ，の正端子に接
続する。抵抗Ｒの一端を電源Ｖ，の正端子に接続し、他
端をトランジスタＴ３のコレクタとトランジスタＴ１の
ベースとに接続する。

第３図から明らかなように、トランジスタ５及び１２は
ゲートパルスの発生期間中にターン・オンするだけであ
るため、回路Ｆはこの場合にしか作動しない。信号ＬＳ
のパルスが信号ＧＳのパルスと同時に発生する場合に、
信号ＬＳのパルスが発生している期間中トランジスタ１
２及び１４がターン・オンし、トランジスタＴ３はター
ン・オフする。トランジスタＴ１のベースには所定の電
圧が存在する。上記パルスが同時に発生しない場合には
、トランジスタＴ３がターン・オンし、トランジスタ１
４がターン・オフする。この場合にトランジスタＴ１の
ペースには最初に述べた所定電圧よりも低い電圧が現わ
れる。これらの電圧は上述した電圧Ｖ，及びＶ！であり
、又トランジスタｌ２及びＴ３はトランジスタＴ３のコ
レクタ電流をゲートの出力信号とする第２図のゲートＡ
ＮＤを構成する。

上述した回路の幾つかの細部は種々の方法で作製し得る
ことは明らかである。例えば、増幅素子ＴＩ，　Ｔ２及
びＴ３はバイポーラｎｐｎ　　｝ランジスタ以外の素子
、例えばｐｎｐまたは電界効果トランジスタと置換える
ことができる。第１図の回路は、コンデンサＣがベース
電流によって充電されたり、放電したりするも、全く異
なる機能をするように変更することもできる。第４図は
このような変更例の一部を示したものであり、第１図に
対する変更部分は、トランジスタＴ２のベースを回路の
出力端子に接続するのでなく、このトランジスタのコレ
クタと電流源Ｓ２とに接続し、又トランジスタＴ１のベ
ース入力電圧を直流電圧でなく、交流電圧、例えば負変
調の変調テレビジョン信号とする点にある。回路を適切
に設計する場合に、この回路は復調ビデオ信号を供給す
るピーク検出器として作用する。その理由は、コンデン
サＣはビデオ信号における同期パルスの発生期間中トラ
ンジスタ４のベース電流によって充電され、またその間
にトランジスタ２のベース電流によって放電されるから
である。このトランジスタ２のヘース電流は電流源Ｓ２
により決定され、これはほぼ一定である。

第５図はピーク検出器の他の例を示し、この場合には帰
還は用いられない。第１図の例と比較するに、この第５
図の場合には素子６及び７が省かれている。トランジス
タ２のエミッタは出力端子Ｏと電流源Ｓ３とに接続する
。トランジスタＴ２のベースは基準電圧Ｖｒｅ　ｒに接
続し、トランジスタＴ２及び２のコレクタは電１ｖａの
正端子に接続する。

この場合にもトランジスタ４のヘース電流によってコン
デンサＣの電荷が一方向に転送され、又トランジスタ２
のベース電流によって他方向に転送され、この電流はほ
ぼ一定である。いずれの場合にもコンデンサＣ間の電圧
はビデオ信号のピーク値に追従する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるフィルタ回路の基本回路図； 第２図は多少変更したフィルタ回路を含む一致検出器の
ブロック図； 第３図は第２図の数個所の部分を一層詳細に示した回路
図； 第４図は第１図のフィルタ回路の変形例を含むピーク検
出器を示す回路図： 第５図は第１図のフィルタ回路のさらに他の変形例を含
むピーク検出器を示す回路図である。 Ｔｌ，　Ｔ２・・・増幅素子（ｎｐｎバイポーラトラン
ジスタ）１，２，３，４．５・・・トランジスタ（１．
　３）．　　（３．　４）・・・電流ミラー６・・・電
界効果トランジスタ（バッファ回路）７，８，９．１０
・・・抵抗 Ｓｔ，　Ｓ２，　Ｓ３・・・電流源 Ｃ・・・コンデンサ Ｆ・・・フィルタ回路 ＡＮＤ・・・一致段（ゲート） Ｓ匈・・・スイッチ ｃｐ・・・増幅器 特 許 出 願 人 エヌ　ベー　フィリッブス フルーイランペンファプリケン

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、増幅素子を有し、該増幅素子の入力電極が入力電圧
   受信用の入力端子に結合され、出力電極が給電源の端子
   に結合される増幅器と、該増幅器に結合されるコンデン
   サと、該コンデンサに結合され、出力電圧を取出せる出
   力端子とを具えているフィルタ回路において、第１バイ
   ポーラトランジスタのベース−エ ミッタ通路を前記増幅素子の出力電極と前記コンデンサ
   との間の第１電流通路に組込み、第２バイポーラトラン
   ジスタのベース−エミッタ通路を第２電流通路に組込み
   、前記第２トランジスタのベースを前記コンデンサに接
   続し、前記２つのバイポーラトランジスタのコレクタを
   前記給電源の適切な端子に結合させ、作動時に前記第１
   トランジスタのベース電流が前記コンデンサに対する一
   方向の充電電流となり、且つ前記第２トランジスタのベ
   ース電流が前記コンデンサに対する他方向の充電電流と
   なるようにしたことを特徴とするフィルタ回路。 ２、前記第１バイポーラトランジスタのベース−エミッ
   タ通路と直列に接続される電流ミラー回路を前記第１電
   流通路に組込んだことを特徴とする請求項１に記載のフ
   ィルタ回路。 ３、前記第１バイポーラトランジスタのエミッタを前記
   増幅素子の出力電極に接続すると共にベースを第３トラ
   ンジスタのベースに接続し、且つ第４トランジスタのエ
   ミッタを前記第３トランジスタのコレクタに接続すると
   共に該第４トランジスタのベースを前記コンデンサに接
   続し、前記第３トランジスタのエミッタ及び前記第４ト
   ランジスタのコレクタの各々を前記給電源の適切な端子
   にそれぞれ接続したことを特徴とする請求項２に記載の
   フィルタ回路。 ４、前記第１及び第２バイポーラトランジスタを所定の
   導電形のものとし、前記第３及び第４バイポーラトラン
   ジスタを反対導電形のものとしたことを特徴とする請求
   項３に記載のフィルタ回路。 ５、前記第２バイポーラトランジスタのエミッタを第２
   増幅素子の出力電極に接続し、前記第２バイポーラトラ
   ンジスタのベースと前記第２増幅素子の第１入力電極と
   の間に、前記コンデンサ間の電圧を前記第２増幅素子の
   第１入力電極に帰還させるバッファ回路を配置し、前記
   第１入力電極を回路の前記出力端子に接続し、前記第２
   増幅素子の第２入力電極を前記最初に述べた第１増幅素
   子の第２入力電極と電流源とに接続したことを特徴とす
   る請求項１に記載のフィルタ回路。 ６．２つのパルス状入力信号による一致段の出力信号に
   応じて前記入力電圧を２つの電圧値の間で切換えること
   ができ、前記電流源が前記入力信号の内の一方の入力信
   号のパルス発生期間中にのみ作動するようにしたことを
   特徴とする請求項５に記載のフィルタ回路。 ７、前記一致段が第３増幅素子を具え、該第３増幅素子
   が前記入力信号の内の他方の入力信号を受信する入力電
   極を有し、該第３増幅素子が前記他方の入力信号の発生
   期間中にのみ作動し、前記第３増幅素子の出力電極を抵
   抗と前記第１増幅素子の第１入力電極とに接続したこと
   を特徴とする請求項６に記載のフィルタ回路。 ８、前記出力端子を比較段に接続し、フィルタ回路の出
   力電圧を前記入力電圧の２つの値の間の電圧値と比較し
   て、切換え信号を発生させるようにしたことを特徴とす
   る請求項６に記載のフィルタ回路。 ９、前記第２バイポーラトランジスタのエミッタを第２
   増幅素子の第１入力電極と出力電極とに接続し、該第２
   増幅素子の第２入力電極を最初に述べた第１増幅素子の
   第２入力電極と第１電流源とに接続し、前記第２トラン
   ジスタのエミッタに第２電流源も接続したことを特徴と
   する請求項１に記載のフィルタ回路。 １０、第２増幅素子の第１入力電極を基準電圧に接続し
   、該第２増幅素子の第２電極を前記最初に述べた第１増
   幅素子の第２入力電極と第１電流源とに接続し、前記第
   ２増幅素子の出力電極を給電源の端子に接続し、前記第
   ２バイポーラトランジスタのエミッタを第２電流源と回
   路の出力端子とに接続したことを特徴とする請求項１に
   記載のフィルタ回路。