JPH04148388A - 時定数可変形の微分器 - 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、演算増幅器等が多段接続されたアクティブ・
フィルタ回路に好適な時定数可変形の微分器に関するも
のである。

〔技術的背景〕

従来、微分器は、第６図にようにコンデンサＣ０を介し
て信号が入力される演算増幅器Ａ０の入出力端子間に抵
抗Ｒ０が接続されて構成されている。

時定数可変形の微分器を形成する場合は、抵抗Ｒ０を可
変抵抗器としなければならない。しかし、これらの回路
を用いてアクティブ・フィルタ回路、殊に低域通過フィ
ルタ等の如く多段に接続されて構成される半導体集積回
路化されたフィルタ回路を形成する場合は、外付の抵抗
等を可能な限り排除してワンチップ化し、形状を小型に
形成することが要求されている。

［発明が解決しようとする課題〕 従来の微分器は、抵抗とコンデンサと演算増幅器とが用
いられており、時定数可変形の微分器とする為には、外
付の可変抵抗器を用いなければならず、半導体集積回路
化には好ましくない。

又、関数器を用いた半導体集積回路化された微分器もあ
るが、その回路構成はきわめて複雑であって小型に形成
することは困難である。

本発明の主な目的は、半導体集積回路化が容易であって
、これらの回路を多段に接続しても小型化が達成し得る
時定数可変形の微分器を提供しようとするものである。

〔課題を解決する手段〕

本発明の時定数可変型の微分器は、コンデンサを介して
信号が入力される演算増幅器と、該演算増幅器の入出力
端子間に接続された相互コンダクタンスを可変し得る相
互コンダクタンス増幅器とから構成されている。

〔作用〕

本発明の時定数可変型の微分器は、可変抵抗器に代えて
演算増幅器の相互コンダクタンスを可変するようになさ
れた相互コンダクタンス増幅器を用いて微分の時定数を
可変するものである。

〔実施例〕

第１図は、本発明に係る時定数可変型の微分器の一例を
示す回路図である。

第１図に於いて、入力端子１にコンデンサＣ１が接続さ
れ、その他端が演算増幅器Ａ、の反転入力端子に接続さ
れ、その非反転入力端子は接地されている。演算増幅器
Ａ１の出力端が相互コンダクタンス増幅器Ａ２の正転入
力端子に接続され、相互コンダクタンス増幅器の出力端
子が演算増幅器Ａ１の反転入力端子に接続されており、
相互コンダクタンス増幅器Ａ２は、負帰還回路として作
用する。２は微分出力を得る出力端子である。

さて、第６図の従来の微分器の伝達関数は、第２図のブ
ロック図で示される。第２図及び第３図のブロック図に
基づき本発明の時定数可変型の微分器について説明する
。

第２図のブロック図に基づいて微分器の伝達関数を求め
、本発明に係る微分器を説明する。

入力端子１に供給される入力電圧を■１とし、フロック
３の出力電圧をｖｌとする。ブロック６の出力電圧を■
、とし、加算器４の出力電圧を■。

とし、出力端子２からの出力電圧を■２とする。

各ブロック３，５．６の変数を夫々α、γ、βとすると
、それらのブロックの入出力電圧の関係は次式のように
表される。

ｖ１＝　α　Ｖ　Ｉ−一−−−−−−−−−（１）Ｖ、
＝　　β　Ｖ２　　　−−−−−−−−−−−−（２）
Ｖ、＝Ｖ、＋Ｖゎ　・−−−−−−−−−−−−−（３
）Ｖｚ　　＝　　　ｒ　Ｖｃ　　　　　　−−−−−−
−−−−−−−（４）第２図のブロック図の伝達間数Ｖ
ｚ／Ｖ＋　を（１）乃至（４）式から求めると次式のよ
うに表される。

■２　　　　　　　α Ｖ、　　　　　１．／γ　−β （５）式から時定数の可変可能な微分器の伝達関数Ｖ　
ｔ　／　Ｖ　＋を＝ｓＣ／ｇｍとすると、（５）式は、
次式のように表される。

α　　　　　　　　　　　　　　５Ｃ １／Ｔ　−β　　　　　ｇｍ （６）式が成り立つには、各変数は以下のような関係と
なる。ａ＝ＳＣ，β＝ｇｍ、１／ｒ＝ｏ　（但し、ｒ−
−■）の関係であれば、時定数の可変可能な微分器が形
成できることになる。

即ち、第３図に示すブロック図の構成とすることによっ
て、時定数の可変可能な微分器が形成できることになる
。

第３図のブロック図からブロック３の変数ｓＣはコンデ
ンサＣ５に置き換えられ、ブロック５は略マイナス無限
大の利得を有する演算増幅器Ａ。

に置き換えることが可能であり、ブロック６の変数ｇｍ
は相互コンダクタンスの可変可能な相互コンダクタンス
増幅器Ａ２によって構成することが可能である。加算器
４は、微分器が電流動作とすれば、加算される部分に単
に接続すればよい。

第５図は微分器の入出力波形が示されており、第１図の
微分器の相互コンダクタンス増幅器Ａ２の相互コンダク
タンスを可変することによって、コンデンサＣ１と相互
コンダクタンス増幅器Ａｔの相互コンダクタンスとによ
る時定数τが可変されることを示している。

第５図（ａ）は、入力パルスの波形を示しており、第５
図（ｂ）がその出力波形を示している。

相互コンダクタンス増幅器Ａ２の相互コンダクタンスを
大きくするにつれて、微分波形は、Ｐｌ。

Ｐ２．Ｐ３のように時定数τが大きい微分波形を出力す
ることを示している。

第１図の実施例は、反転型の演算増幅器で構成されてい
るが、第４図の実施例は、正転型の演算増幅器で構成さ
れている他の実施例であり、微分出力波形は、第１図の
微分器と反転したものとなる。

〔効果〕

本発明の時定数可変型の微分器は、極めて簡単な回路に
よって形成できると共に、相互コンダクタンス増幅器の
で動作電流を調整することで、その相互コンダクタンス
を容易に変えることが可能であるので、微分器の時定数
τを容易に調整することが可能であるという特徴を有し
、然も演算増幅器と相互コンダクタンス増幅器で構成さ
れているので、半導体集積回路化が極めて容易である。

本発明の時定数可変型の微分器を用いれば、多段のアク
ティブ・フィルタ回路を構成したとしてもフィルタの形
状を極めて小さくすることが可能であり、多段に接続し
て形成される低域或いは帯域通過フィルタ回路等の提供
にきわめて効果的である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る時定数可変型の微分器の一寞施
例を示す回路図、第２図は、微分器を説明する為のブロ
ック図、第３図は、本発明の時定数可変型の微分器を説
明する為のブロック図、第４図は、本発明に係る時定数
可変型の微分器の他の実施例を示す回路図、第５図は、
微分器の動作波形を示す図、第６図は、従来の微分器の
一例を示す図である。 １：入力端子、２：出力端子、Ａ１　：演算増幅器。 Ａ２　：相互コンダクタンス増幅器、Ｃ１：コンデンサ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）コンデンサと相互コンダクタンスが可変されるよ
   うになされた相互コンダクタンス増幅器の相互コンダク
   タンスによって時定数が設定されたことを特徴とする時
   定数可変形の微分器。
2. （２）コンデンサを介して信号が入力される演算増幅器
   と、該演算増幅器の入力端子にその出力端子が接続され
   、該演算増幅器の出力端子にその入力端子が接続された
   相互コンダクタンスを可変するようになされた相互コン
   ダクタンス増幅器とからなることを特徴とする時定数可
   変形の微分器。