JPH04211508A - 積分回路 - Google Patents
積分回路Info
- Publication number
- JPH04211508A JPH04211508A JP3061664A JP6166491A JPH04211508A JP H04211508 A JPH04211508 A JP H04211508A JP 3061664 A JP3061664 A JP 3061664A JP 6166491 A JP6166491 A JP 6166491A JP H04211508 A JPH04211508 A JP H04211508A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- circuit
- electrode
- integrating circuit
- field effect
- effect transistor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims abstract description 30
- 230000005669 field effect Effects 0.000 claims description 27
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 25
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 9
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 8
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 5
- 230000007850 degeneration Effects 0.000 description 5
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 2
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 2
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 2
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000001934 delay Effects 0.000 description 1
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 1
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920005591 polysilicon Polymers 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H11/00—Networks using active elements
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06G—ANALOGUE COMPUTERS
- G06G7/00—Devices in which the computing operation is performed by varying electric or magnetic quantities
- G06G7/12—Arrangements for performing computing operations, e.g. operational amplifiers
- G06G7/18—Arrangements for performing computing operations, e.g. operational amplifiers for integration or differentiation; for forming integrals
- G06G7/184—Arrangements for performing computing operations, e.g. operational amplifiers for integration or differentiation; for forming integrals using capacitive elements
-
- 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
- H03H11/0422—Frequency selective two-port networks using transconductance amplifiers, e.g. gmC filters
- H03H11/0433—Two integrator loop filters
-
- 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
- H03H11/0422—Frequency selective two-port networks using transconductance amplifiers, e.g. gmC filters
- H03H11/0444—Simulation of ladder networks
- H03H11/045—Leapfrog structures
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Software Systems (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- 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
[発明の目的]
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は積分回路に係り、特に
アクティブフィルタなどに応用される時定数可変の積分
回路に関する。
アクティブフィルタなどに応用される時定数可変の積分
回路に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、アクティブフィルタの高周波化お
よびIC化が進み、VTRやTV受像機などの映像機器
で使用されるビデオ周波数帯(数MHz)のアクティブ
フィルタをキャパシタを含めてICに内蔵させる試みが
なされている。また、アクティブフィルタの高周波化が
一層進めば、高精細TVで使用される20MHz〜30
MHzの高精度なローパスフィルタ、通信の分野で使用
される数十MHzで動作する高Qのバンドパスフィルタ
なども実現できると考えられる。
よびIC化が進み、VTRやTV受像機などの映像機器
で使用されるビデオ周波数帯(数MHz)のアクティブ
フィルタをキャパシタを含めてICに内蔵させる試みが
なされている。また、アクティブフィルタの高周波化が
一層進めば、高精細TVで使用される20MHz〜30
MHzの高精度なローパスフィルタ、通信の分野で使用
される数十MHzで動作する高Qのバンドパスフィルタ
なども実現できると考えられる。
【0003】数MHz以上の周波数帯のアクティブフィ
ルタを実現する場合、二段の増幅段で構成されるオペア
ンプ形式のものは、位相補償の必要から良好な周波数特
性が得られにくい。そこで、このような高い周波数帯の
アクティブフィルタを実現する場合には、キャパシタを
負荷とした差動増幅回路によって構成される積分回路が
用いられている。アクティブフィルタを構成する積分回
路に要求される性能としては、次の項目が挙げられる。 a.IC内臓のキャパシタの容量値のばらつきを補正で
きるように、積分回路の時定数が可変であること。 b.アクティブフィルタを構成した場合、SN比(S/
N)が良好であること。 C.歪率が低いこと。が挙げられる。ここで、bの要求
を満たすために、積分回路にどのような性能が要求され
るかについて説明を加える。
ルタを実現する場合、二段の増幅段で構成されるオペア
ンプ形式のものは、位相補償の必要から良好な周波数特
性が得られにくい。そこで、このような高い周波数帯の
アクティブフィルタを実現する場合には、キャパシタを
負荷とした差動増幅回路によって構成される積分回路が
用いられている。アクティブフィルタを構成する積分回
路に要求される性能としては、次の項目が挙げられる。 a.IC内臓のキャパシタの容量値のばらつきを補正で
きるように、積分回路の時定数が可変であること。 b.アクティブフィルタを構成した場合、SN比(S/
N)が良好であること。 C.歪率が低いこと。が挙げられる。ここで、bの要求
を満たすために、積分回路にどのような性能が要求され
るかについて説明を加える。
【0004】S/Nは、式(1) に示されるように積
分回路を構成する差動増幅回路の入力レベル範囲(Vr
とする)と、フィルタから出力される出力雑音電圧の二
乗平均値の平方根
分回路を構成する差動増幅回路の入力レベル範囲(Vr
とする)と、フィルタから出力される出力雑音電圧の二
乗平均値の平方根
【0005】
【数1】
【0006】は文献1:“High frequenc
y CMOS continuous−time fi
lters ”に示されている解析結果から、等価入力
雑音電圧Vinの二乗平均値、フィルタのQと中心周波
数foに比例し、二次のフィルタの場合、次式で示され
る。
y CMOS continuous−time fi
lters ”に示されている解析結果から、等価入力
雑音電圧Vinの二乗平均値、フィルタのQと中心周波
数foに比例し、二次のフィルタの場合、次式で示され
る。
【0007】
【数2】
式(1) ,式(2) の結果から、Vr と等価入力
雑音電圧Vinとの比が大きい積分回路を用いれば、ア
クティブフィルタのS/Nを大きくできることが分かる
。
雑音電圧Vinとの比が大きい積分回路を用いれば、ア
クティブフィルタのS/Nを大きくできることが分かる
。
【0008】図23はアクティブフィルタ用の積分回路
として広く用いられているゲインセルによる積分回路を
示している。この積分回路は、例えば文献2:特開昭5
8−161413号公報に記載された多目的フィルタに
用いられている。エミッタデジェネレーション抵抗RE
による局部帰還により、トランジスタQ3のトランス
コンダクタンスgmとRE との積が1より十分大きい
とき(gm・RE >>1)、トランジスタQ1,Q2
による差動増幅回路の非線形性が改善され、線形な入出
力特性を有すると共に、エミッタデジェネレーション抵
抗RE がない場合に比較してgm・RE 倍の広い入
力レベル範囲(100mVpp×gm・RE )が得ら
れる。
として広く用いられているゲインセルによる積分回路を
示している。この積分回路は、例えば文献2:特開昭5
8−161413号公報に記載された多目的フィルタに
用いられている。エミッタデジェネレーション抵抗RE
による局部帰還により、トランジスタQ3のトランス
コンダクタンスgmとRE との積が1より十分大きい
とき(gm・RE >>1)、トランジスタQ1,Q2
による差動増幅回路の非線形性が改善され、線形な入出
力特性を有すると共に、エミッタデジェネレーション抵
抗RE がない場合に比較してgm・RE 倍の広い入
力レベル範囲(100mVpp×gm・RE )が得ら
れる。
【0009】ゲインセルのトランスコンダクタンスGm
は、エミッタデジェネレーション抵抗RE の逆数と電
流I1 ,I2 の比との積、つまり(1/RE )・
(I1 /I2)となる。アクティブフィルタに使用さ
れる積分回路では、フィルタの特性(主としてカットオ
フ周波数または中心周波数)を変えるために、その時定
数が可変であることが要求される。
は、エミッタデジェネレーション抵抗RE の逆数と電
流I1 ,I2 の比との積、つまり(1/RE )・
(I1 /I2)となる。アクティブフィルタに使用さ
れる積分回路では、フィルタの特性(主としてカットオ
フ周波数または中心周波数)を変えるために、その時定
数が可変であることが要求される。
【0010】図23の積分回路においては、差動増幅回
路の出力をトランジスタQ5により対数圧縮した後、ト
ランジスタQ3により伸長を行って出力信号Vout
を取出す構成とし、I2 またはI1 の電流値により
全体のトランスコンダクタンスを可変として、時定数を
変えられるようにしている。従って、この積分回路では
圧縮/伸長の過程で雑音が増幅され、等価入力雑音電圧
の二乗平均値
路の出力をトランジスタQ5により対数圧縮した後、ト
ランジスタQ3により伸長を行って出力信号Vout
を取出す構成とし、I2 またはI1 の電流値により
全体のトランスコンダクタンスを可変として、時定数を
変えられるようにしている。従って、この積分回路では
圧縮/伸長の過程で雑音が増幅され、等価入力雑音電圧
の二乗平均値
【0011】
【数3】
比較のため、RE の無い最も基本的な差動増幅回路の
等価入力雑音電圧
等価入力雑音電圧
【0012】
【数4】
ここで、二種のトランスコンダクタンスGm,gm’
の値が同じとして、式(3) と式(4) の結果を比
較すると、RB による熱雑音は電圧値で
の値が同じとして、式(3) と式(4) の結果を比
較すると、RB による熱雑音は電圧値で
【0013】
【数5】
に増幅されるため、入力レベル範囲を拡大するとともに
雑音が増幅されてしまい、S/N改善効果は捗々しくな
い。
雑音が増幅されてしまい、S/N改善効果は捗々しくな
い。
【0014】図24は文献3:“Gyrator Vi
deo FilterIC with Automat
ic Tuning ”IEEEJOURNAL OF
SOLID−STATE CIRCUITS,VOL
SC−15,DECEMBER,1980,pp96
5,Fig.7,1980に示された積分回路である。 この回路はエミッタデジェネレーション抵抗RE によ
り線形性の改善を行ったのみで、図23に示したゲイン
セルのような対数圧縮/伸長を行わないため雑音は増幅
されない。このときの等価入力雑音電圧の二乗平均値
deo FilterIC with Automat
ic Tuning ”IEEEJOURNAL OF
SOLID−STATE CIRCUITS,VOL
SC−15,DECEMBER,1980,pp96
5,Fig.7,1980に示された積分回路である。 この回路はエミッタデジェネレーション抵抗RE によ
り線形性の改善を行ったのみで、図23に示したゲイン
セルのような対数圧縮/伸長を行わないため雑音は増幅
されない。このときの等価入力雑音電圧の二乗平均値
【0015】
【数6】
であり、ゲインセルと比較すると、出力される雑音は格
段に小さく、入力レベル範囲を拡大(n→大)しても雑
音は増加しない。
段に小さく、入力レベル範囲を拡大(n→大)しても雑
音は増加しない。
【0016】この図24の積分回路では、例えばI1
の電流値を変えてもトランスコンダクタンスGm’ は
変化しないため、同図に示すように負荷要領にバラクタ
ダイオードVDを用い、バイアス電圧VB を変えて容
量を可変することにより積分回路の時定数を制御する必
要がある。しかし、このようにすると必然的に入力信号
によって負荷要領が変化してしまうので、歪の発生は避
けられない。また、バラクタダイオードは一般に容量の
可変範囲を広くすることが難しいため、積分回路の時定
数の可変範囲も狭い。従って、この積分回路を用いてア
クティブフィルタを構成すると、カットオフ周波数のば
らつきを希望の周波数に補正できない場合がしばしば起
こる。 バラクタダイオードの容量可変範囲を広くしようとする
と、入力信号による負荷容量変化に起因する歪は増大し
てしまう。
の電流値を変えてもトランスコンダクタンスGm’ は
変化しないため、同図に示すように負荷要領にバラクタ
ダイオードVDを用い、バイアス電圧VB を変えて容
量を可変することにより積分回路の時定数を制御する必
要がある。しかし、このようにすると必然的に入力信号
によって負荷要領が変化してしまうので、歪の発生は避
けられない。また、バラクタダイオードは一般に容量の
可変範囲を広くすることが難しいため、積分回路の時定
数の可変範囲も狭い。従って、この積分回路を用いてア
クティブフィルタを構成すると、カットオフ周波数のば
らつきを希望の周波数に補正できない場合がしばしば起
こる。 バラクタダイオードの容量可変範囲を広くしようとする
と、入力信号による負荷容量変化に起因する歪は増大し
てしまう。
【0017】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
のゲインセルによる積分回路では差動増幅回路のトラン
スコンダクタンスを変えることで時定数を容易にかつ広
範囲に変えることができるが、雑音を増幅してしまうと
いう問題があり、またバラクタダイオードを用いて積分
回路の時定数を変えるものでは、時定数の可変範囲が狭
く、可変範囲を広げようとすると歪が増大するという問
題があった。
のゲインセルによる積分回路では差動増幅回路のトラン
スコンダクタンスを変えることで時定数を容易にかつ広
範囲に変えることができるが、雑音を増幅してしまうと
いう問題があり、またバラクタダイオードを用いて積分
回路の時定数を変えるものでは、時定数の可変範囲が狭
く、可変範囲を広げようとすると歪が増大するという問
題があった。
【0018】本発明はこのような問題を解決するために
なされたもので、広範囲にわたりトランスコンダクタン
スを変えて、歪の増大を伴わずに時定数を可変すること
ができ、しかも雑音を増幅することがない積分回路を提
供することを目的とする。[発明の構成]
なされたもので、広範囲にわたりトランスコンダクタン
スを変えて、歪の増大を伴わずに時定数を可変すること
ができ、しかも雑音を増幅することがない積分回路を提
供することを目的とする。[発明の構成]
【0019】
【課題を解決するための手段】本発明は、少なくとも二
つのバイポーラトランジスタを増幅素子とする差動増幅
回路の負荷としてキャパシタを接続して構成された積分
回路において、二つのバイポーラトランジスタのエミッ
タ電極間に電界効果トランジスタのソース電極およびド
レイン電極を接続し、この電界効果トランジスタのゲー
ト電極を制御端子に接続してなることを特徴とする。
つのバイポーラトランジスタを増幅素子とする差動増幅
回路の負荷としてキャパシタを接続して構成された積分
回路において、二つのバイポーラトランジスタのエミッ
タ電極間に電界効果トランジスタのソース電極およびド
レイン電極を接続し、この電界効果トランジスタのゲー
ト電極を制御端子に接続してなることを特徴とする。
【0020】差動増幅回路は、ベース電極を入力端とし
、少なくとも一方のコレクタ電極を出力端とする第1お
よび第2のバイポーラトランジスタと、コレクタ電極が
第1のバイポーラトランジスタのエミッタ電極に接続さ
れ、ベース電極が第2のバイポーラトランジスタのエミ
ッタ電極に接続された第3のバイポーラトランジスタ、
およびコレクタ電極が第2のバイポーラトランジスタの
エミッタ電極に接続され、ベース電極が第1のバイポー
ラトランジスタのエミッタ電極に接続された第4のバイ
ポーラトランジスタを増幅素子としてもよい。この場合
、上記と同様に差動増幅回路の負荷としてキャパシタを
接続することにより、積分回路が構成される。そして、
第3および第4のバイポーラトランジスタのエミッタ電
極間に電界効果トランジスタのソース電極およびドレイ
ン電極を接続し、ゲート電極を制御端子に接続する、ま
た差動増幅回路は上記のようにバイポーラトランジスタ
で構成するのではなく、電界効果型のトランジスタで構
成しても良い。この場合は電界効果型トランジスタのド
レイン間に電界効果トランジスタの他固定抵抗を設ける
ことが良い。
、少なくとも一方のコレクタ電極を出力端とする第1お
よび第2のバイポーラトランジスタと、コレクタ電極が
第1のバイポーラトランジスタのエミッタ電極に接続さ
れ、ベース電極が第2のバイポーラトランジスタのエミ
ッタ電極に接続された第3のバイポーラトランジスタ、
およびコレクタ電極が第2のバイポーラトランジスタの
エミッタ電極に接続され、ベース電極が第1のバイポー
ラトランジスタのエミッタ電極に接続された第4のバイ
ポーラトランジスタを増幅素子としてもよい。この場合
、上記と同様に差動増幅回路の負荷としてキャパシタを
接続することにより、積分回路が構成される。そして、
第3および第4のバイポーラトランジスタのエミッタ電
極間に電界効果トランジスタのソース電極およびドレイ
ン電極を接続し、ゲート電極を制御端子に接続する、ま
た差動増幅回路は上記のようにバイポーラトランジスタ
で構成するのではなく、電界効果型のトランジスタで構
成しても良い。この場合は電界効果型トランジスタのド
レイン間に電界効果トランジスタの他固定抵抗を設ける
ことが良い。
【0021】
【作用】本発明の積分回路では、新たに設けられた電界
効果トランジスタ(以下、FETという)のソース・ド
レイン電極間の抵抗値をゲート電極に印加するゲート電
圧により変化させることにより、ゲインセルによる積分
回路と同様に差動増幅回路のトランスコンダクタンスが
広範囲に変化し、それによって積分回路の時定数が変化
する。この積分回路をアクティブフィルタに用いた場合
、積分回路の時定数の変化により例えばカットオフ周波
数を変化させることが可能となる。
効果トランジスタ(以下、FETという)のソース・ド
レイン電極間の抵抗値をゲート電極に印加するゲート電
圧により変化させることにより、ゲインセルによる積分
回路と同様に差動増幅回路のトランスコンダクタンスが
広範囲に変化し、それによって積分回路の時定数が変化
する。この積分回路をアクティブフィルタに用いた場合
、積分回路の時定数の変化により例えばカットオフ周波
数を変化させることが可能となる。
【0022】FETが発生する雑音は、低周波で用いる
場合には1/f雑音などが無視できなくなるが、本発明
の積分回路を例えばビデオ周波数帯である数MHzで使
用するフィルタに応用する場合を考えると、FETのソ
ース・ドレイン電極間の抵抗値に対応した熱雑音が支配
的である。従って、等価入力雑音電圧の二乗平均値は従
来の雑音増幅作用を有しない積分回路とほぼ同等であり
、ゲインセルによる積分回路に比較して格段に低雑音と
なる。
場合には1/f雑音などが無視できなくなるが、本発明
の積分回路を例えばビデオ周波数帯である数MHzで使
用するフィルタに応用する場合を考えると、FETのソ
ース・ドレイン電極間の抵抗値に対応した熱雑音が支配
的である。従って、等価入力雑音電圧の二乗平均値は従
来の雑音増幅作用を有しない積分回路とほぼ同等であり
、ゲインセルによる積分回路に比較して格段に低雑音と
なる。
【0023】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。
する。
【0024】図1に本発明に係る積分回路の一実施例を
示す。同図において、差動増幅回路は第1および第2の
バイポーラトランジスタ(以下、単にトランジスタとい
う)11,12 と、その各コレクタ電極と電源Vcc
との間に接続された負荷としての電流源13,14 と
、トランジスタ11,12のエミッタ電極とグラウンド
GNDとの間に接続された、差動増幅回路の電流値を決
定する電流源15,16 とで構成される。トランジス
タ11,12 のベース電極は入力端子IN1,IN2
にそれぞれ接続され、コレクタ電極はOUT1,OU
T2 にそれぞれ接続されている。この差動増幅回路の
負荷として、トランジスタ11,12 のコレクタ電極
間にキャパシタ17が接続されることによって、積分回
路が構成される。
示す。同図において、差動増幅回路は第1および第2の
バイポーラトランジスタ(以下、単にトランジスタとい
う)11,12 と、その各コレクタ電極と電源Vcc
との間に接続された負荷としての電流源13,14 と
、トランジスタ11,12のエミッタ電極とグラウンド
GNDとの間に接続された、差動増幅回路の電流値を決
定する電流源15,16 とで構成される。トランジス
タ11,12 のベース電極は入力端子IN1,IN2
にそれぞれ接続され、コレクタ電極はOUT1,OU
T2 にそれぞれ接続されている。この差動増幅回路の
負荷として、トランジスタ11,12 のコレクタ電極
間にキャパシタ17が接続されることによって、積分回
路が構成される。
【0025】そして、トランジスタ11,12 のエミ
ッタ電極間に、電界効果トランジスタ(以下、FET
という)18のソース電極およびドレイン電極が接続さ
れている。このFET18 のゲート電極は、制御端子
19に接続されている。FET18 は可変抵抗素子と
して用いられるもので、ソース・ドレイン電極間の抵抗
値は、制御端子19を介してゲート電極に印加される制
御電圧Vc によって制御される。FET18 として
はMOSFET、接合型FET のいずれを用いてもよ
い。
ッタ電極間に、電界効果トランジスタ(以下、FET
という)18のソース電極およびドレイン電極が接続さ
れている。このFET18 のゲート電極は、制御端子
19に接続されている。FET18 は可変抵抗素子と
して用いられるもので、ソース・ドレイン電極間の抵抗
値は、制御端子19を介してゲート電極に印加される制
御電圧Vc によって制御される。FET18 として
はMOSFET、接合型FET のいずれを用いてもよ
い。
【0026】入力信号は入力端子IN1,IN2 間に
印加され、それによってトランジスタ11,12のコレ
クタ電流が変化する。このコレクタ電流の変化に応じた
出力信号が、出力端子OUT1,OUT2 から差動出
力として取出される。
印加され、それによってトランジスタ11,12のコレ
クタ電流が変化する。このコレクタ電流の変化に応じた
出力信号が、出力端子OUT1,OUT2 から差動出
力として取出される。
【0027】このように構成された積分回路では、FE
T18 が差動増幅回路におけるエミッタデジェネレー
ション抵抗として働くため、そのゲート電極に印加する
制御電圧Vc によりソース・ドレイン電極間の抵抗値
を変えることによって、差動増幅回路のトランスコンダ
クタンスを変化させることができる。この結果、差動増
幅回路のトランスコンダクタンスとキャパシタ17の容
量とで決まる積分回路の時定数が変化する。このように
本発明の積分回路によれば、トランスコンダクタンスの
可変により時定数を広範囲に変化させることが可能であ
る。この場合、バラクタダイオードを用いて時定数を可
変する図24に示した従来例のように歪の発生を伴うこ
とがない。
T18 が差動増幅回路におけるエミッタデジェネレー
ション抵抗として働くため、そのゲート電極に印加する
制御電圧Vc によりソース・ドレイン電極間の抵抗値
を変えることによって、差動増幅回路のトランスコンダ
クタンスを変化させることができる。この結果、差動増
幅回路のトランスコンダクタンスとキャパシタ17の容
量とで決まる積分回路の時定数が変化する。このように
本発明の積分回路によれば、トランスコンダクタンスの
可変により時定数を広範囲に変化させることが可能であ
る。この場合、バラクタダイオードを用いて時定数を可
変する図24に示した従来例のように歪の発生を伴うこ
とがない。
【0028】また、この積分回路は図23に示した従来
例のような雑音増幅作用がないため、等価入力雑音電圧
の二乗平均値は図24に示した従来例と同等であり、入
力レベル範囲を増大、すなわちn=gm・RE (gm
はトランジスタのトランスコンダクタンス、RE はこ
の場合FET18 のソース・ドレイン電極間の抵抗値
)を大きくしても雑音は増加しない。
例のような雑音増幅作用がないため、等価入力雑音電圧
の二乗平均値は図24に示した従来例と同等であり、入
力レベル範囲を増大、すなわちn=gm・RE (gm
はトランジスタのトランスコンダクタンス、RE はこ
の場合FET18 のソース・ドレイン電極間の抵抗値
)を大きくしても雑音は増加しない。
【0029】本発明の積分回路は、後述するようにアク
ティブフィルタに好適である。アクティブフィルタフィ
ルタを高周波帯で動作させる場合、カットオフ周波数を
高くするために差動増幅回路のトランスコンダクタンス
Gmを高くする必要がある。このため、差動増幅回路に
使用するトランジスタのトランスコンダクタンスgmを
大きくする必要がある。本発明の積分回路では、差動増
幅回路の増幅素子にバイポーラトランジスタ11,12
を用いているため、容易に高Gm化を達成できる。
ティブフィルタに好適である。アクティブフィルタフィ
ルタを高周波帯で動作させる場合、カットオフ周波数を
高くするために差動増幅回路のトランスコンダクタンス
Gmを高くする必要がある。このため、差動増幅回路に
使用するトランジスタのトランスコンダクタンスgmを
大きくする必要がある。本発明の積分回路では、差動増
幅回路の増幅素子にバイポーラトランジスタ11,12
を用いているため、容易に高Gm化を達成できる。
【0030】すなわち、差動増幅回路の増幅素子として
バイポーラトランジスタとMOSFETを用いた場合と
を比較すると、MOSFETに常識的なディメンジョン
を用いる限り、同じ動作電流ではMOSFETの方がg
mが一桁低いので、バイポーラトランジスタと同じgm
を得るためには、10倍程度の電流を必要とする。これ
は消費電流および発熱の点で好ましくない。従って、高
周波帯で動作するアクティブフィルタへの応用を考えた
場合、積分回路を構成する差動増幅回路には、バイポー
ラトランジスタを用いることが有利である。
バイポーラトランジスタとMOSFETを用いた場合と
を比較すると、MOSFETに常識的なディメンジョン
を用いる限り、同じ動作電流ではMOSFETの方がg
mが一桁低いので、バイポーラトランジスタと同じgm
を得るためには、10倍程度の電流を必要とする。これ
は消費電流および発熱の点で好ましくない。従って、高
周波帯で動作するアクティブフィルタへの応用を考えた
場合、積分回路を構成する差動増幅回路には、バイポー
ラトランジスタを用いることが有利である。
【0031】次に、本発明の他の実施例を説明する。図
2〜図6はそれぞれ本発明の他の実施例に係る積分回路
である。図1と同一部分に同一符号を付して相違点のみ
を述べる。
2〜図6はそれぞれ本発明の他の実施例に係る積分回路
である。図1と同一部分に同一符号を付して相違点のみ
を述べる。
【0032】図2の実施例は、第3および第4のトラン
ジスタ21,22 による正帰還回路を付加することに
よって、入力の線形範囲を拡大させた積分回路に本発明
を適用した例である。すなわち、第3のトランジスタ2
1はコレクタ電極が第1のトランジスタ11のエミッタ
電極に接続され、ベース電極が第2のトランジスタ12
のエミッタ電極に接続されており、第4のトランジスタ
22はコレクタ電極が第2のトランジスタ12のエミッ
タ電極に接続され、ベース電極が第1のトランジスタ1
1のエミッタ電極に接続されている。差動増幅回路の電
流値を決定する電流源15,16 は、トランジスタ2
1,22 のエミッタ電極とグラウンドGND間に接続
されている。そして、この実施例ではトランジスタ21
,22 のエミッタ電極間にFET18 のソース電極
およびドレイン電極を接続している。なお、このように
第3および第4のトランジスタ21,22 による正帰
還回路を設けることによってバイポーラトランジスタの
電圧−電流特性の非線形性を改善できることは公知であ
る。
ジスタ21,22 による正帰還回路を付加することに
よって、入力の線形範囲を拡大させた積分回路に本発明
を適用した例である。すなわち、第3のトランジスタ2
1はコレクタ電極が第1のトランジスタ11のエミッタ
電極に接続され、ベース電極が第2のトランジスタ12
のエミッタ電極に接続されており、第4のトランジスタ
22はコレクタ電極が第2のトランジスタ12のエミッ
タ電極に接続され、ベース電極が第1のトランジスタ1
1のエミッタ電極に接続されている。差動増幅回路の電
流値を決定する電流源15,16 は、トランジスタ2
1,22 のエミッタ電極とグラウンドGND間に接続
されている。そして、この実施例ではトランジスタ21
,22 のエミッタ電極間にFET18 のソース電極
およびドレイン電極を接続している。なお、このように
第3および第4のトランジスタ21,22 による正帰
還回路を設けることによってバイポーラトランジスタの
電圧−電流特性の非線形性を改善できることは公知であ
る。
【0033】図3の実施例は差動増幅回路の負荷として
、新たにトランジスタ11,12 のコレクタ電極間に
直流利得可変用のFET23 のソース電極およびドレ
イン電極を接続している。FET23 のゲート電極は
制御端子24に接続されている。この制御端子24に印
加する制御電圧によりFET23 のソース・ドレイン
電極間の抵抗値を変えることによって直流利得が変るの
で、これにより低周波のポールを変化させて、望ましく
ない高周波の位相遅れを補償することができる。この手
法は例えば先に紹介した文献1にも記載されている。図
4の実施例は、図2の実施例と図3の実施例を組み合わ
せて、両実施例の効果を併せ持つようにした例である。
、新たにトランジスタ11,12 のコレクタ電極間に
直流利得可変用のFET23 のソース電極およびドレ
イン電極を接続している。FET23 のゲート電極は
制御端子24に接続されている。この制御端子24に印
加する制御電圧によりFET23 のソース・ドレイン
電極間の抵抗値を変えることによって直流利得が変るの
で、これにより低周波のポールを変化させて、望ましく
ない高周波の位相遅れを補償することができる。この手
法は例えば先に紹介した文献1にも記載されている。図
4の実施例は、図2の実施例と図3の実施例を組み合わ
せて、両実施例の効果を併せ持つようにした例である。
【0034】以上の実施例では、出力信号を二つの出力
端子OUT1,OUT2 から差動出力、すなわち平衡
出力として取出したが、例えばトランジスタ11,12
のコレクタに接続されている負荷である電流源13,
14 の一方(例えば13)を取り除いてトランジスタ
11のコレクタと電源Vccとを直結し、トランジスタ
12のコレクタとグラウンドGND間から不平衡出力と
して取出すようにしてもよい。 また、差動増幅回路におけるトランジスタ11,12
の負荷として、カレントミラー回路を用いてもよい。
端子OUT1,OUT2 から差動出力、すなわち平衡
出力として取出したが、例えばトランジスタ11,12
のコレクタに接続されている負荷である電流源13,
14 の一方(例えば13)を取り除いてトランジスタ
11のコレクタと電源Vccとを直結し、トランジスタ
12のコレクタとグラウンドGND間から不平衡出力と
して取出すようにしてもよい。 また、差動増幅回路におけるトランジスタ11,12
の負荷として、カレントミラー回路を用いてもよい。
【0035】図5の実施例は、FET23 の両端に抵
抗29a,29bを付加することにより、FET のソ
ース電極、ドレイン電極間にかかる電圧を、図1と比較
すると小さくできるため、FET23 がより線形な領
域で動作するため、出力端子OUT1,OUT2 から
出力される歪みを低減させた例である。
抗29a,29bを付加することにより、FET のソ
ース電極、ドレイン電極間にかかる電圧を、図1と比較
すると小さくできるため、FET23 がより線形な領
域で動作するため、出力端子OUT1,OUT2 から
出力される歪みを低減させた例である。
【0036】端子Vc にかかる電圧は、電子情報通信
学会論文誌 1988 /2 Vol.71−A No
.2『NICにより特性を改善した平衡形積分器とその
フィルタへの応用』に示されているように、フェイズロ
ックループ(PLL) を用いて、制御する方法が一般
的である。図1の回路ではVc に掛る電圧によって、
ソース電極、ドレイン電極間の抵抗値が設計値に対して
、極端に小さくなる場合がありうる。そのとき、積分回
路の時定数も設計値から大きく異なり、PLL による
引き込みが難しくなる。図5のように、適切な値に設定
した抵抗器29a,29b を付加すれば、FETのソ
ース、ドレイン電極間の抵抗値が小さくなっても、抵抗
器29a,29b の抵抗値によって時定数の上限が設
定できるので、時定数が設計値から大きく異なった値に
なることを防ぐ事ができる。尚、抵抗器はICに内蔵し
た拡散抵抗やポリシリコン抵抗により構成することがで
きる。
学会論文誌 1988 /2 Vol.71−A No
.2『NICにより特性を改善した平衡形積分器とその
フィルタへの応用』に示されているように、フェイズロ
ックループ(PLL) を用いて、制御する方法が一般
的である。図1の回路ではVc に掛る電圧によって、
ソース電極、ドレイン電極間の抵抗値が設計値に対して
、極端に小さくなる場合がありうる。そのとき、積分回
路の時定数も設計値から大きく異なり、PLL による
引き込みが難しくなる。図5のように、適切な値に設定
した抵抗器29a,29b を付加すれば、FETのソ
ース、ドレイン電極間の抵抗値が小さくなっても、抵抗
器29a,29b の抵抗値によって時定数の上限が設
定できるので、時定数が設計値から大きく異なった値に
なることを防ぐ事ができる。尚、抵抗器はICに内蔵し
た拡散抵抗やポリシリコン抵抗により構成することがで
きる。
【0037】図6の実施例は、FET23 に並列に抵
抗29を接続して、図5と同様にFET23 の非線形
性の出力端子OUT1,OUT2に対する影響を小さく
し、出力の歪みを低減させた例である。
抗29を接続して、図5と同様にFET23 の非線形
性の出力端子OUT1,OUT2に対する影響を小さく
し、出力の歪みを低減させた例である。
【0038】図6の回路は、Vc に掛かる電圧によっ
てソース電極、ドレイン電極間の抵抗値がおおきくなっ
た場合でも、抵抗29の値により、積分回路の時定数の
下限を設定することができる。図5と図6を合わせて、
図7または、図8のようにすれば、時定数の下限、上限
を共に決めることができるので、PLL による引き込
みを容易に行うことができる。図9はFET をアナロ
グ的な抵抗素子として用いるのではなく、単にスイッチ
として用い、積分回路の時定数をデジタル的に切り替え
る構成とした例である。
てソース電極、ドレイン電極間の抵抗値がおおきくなっ
た場合でも、抵抗29の値により、積分回路の時定数の
下限を設定することができる。図5と図6を合わせて、
図7または、図8のようにすれば、時定数の下限、上限
を共に決めることができるので、PLL による引き込
みを容易に行うことができる。図9はFET をアナロ
グ的な抵抗素子として用いるのではなく、単にスイッチ
として用い、積分回路の時定数をデジタル的に切り替え
る構成とした例である。
【0039】図10は、図7のバイポーラトランジスタ
をFET に置き換えた積分回路の例である。図7のよ
うに、抵抗29a,b により、線形性を改善する効果
と、PLL による引き込みを容易にする効果を有する
。IEE ELECTRONICS LETTER
S 27ht Feb.1986 Vol.22
No.5 pp.245−246
をFET に置き換えた積分回路の例である。図7のよ
うに、抵抗29a,b により、線形性を改善する効果
と、PLL による引き込みを容易にする効果を有する
。IEE ELECTRONICS LETTER
S 27ht Feb.1986 Vol.22
No.5 pp.245−246
【0040】“MOS TRANSCONDUCTO
RS AND INTEGRATORS WIT
H HIGH LINEALITY ”に2つの
差動増幅回路の出力電流を、逆相に接続することによっ
て線形性を改善する回路が示されている。第11図は、
その回路にたいして、抵抗29a,b,c,d を加え
る事により、線形性をさらに改善する効果と、PLL
による引き込みを容易にする効果を有する。図12は、
線形素子として、
RS AND INTEGRATORS WIT
H HIGH LINEALITY ”に2つの
差動増幅回路の出力電流を、逆相に接続することによっ
て線形性を改善する回路が示されている。第11図は、
その回路にたいして、抵抗29a,b,c,d を加え
る事により、線形性をさらに改善する効果と、PLL
による引き込みを容易にする効果を有する。図12は、
線形素子として、
【0041】IEE ELECTRO
NICS LETTERS 22nd July 19
82 Vol.18 No.15 pp.678−67
9“FLOATINGVOLTAGE−CONTROL
LED RESISTORSIN CMOS TECH
NOLOGY”に示されている回路を用いた例である。 図1の様にFET を、1個だけ用いた場合より、線形
性な抵抗として動作する。抵抗の制御は端子19の直流
電位を変化させる事によって行う。
NICS LETTERS 22nd July 19
82 Vol.18 No.15 pp.678−67
9“FLOATINGVOLTAGE−CONTROL
LED RESISTORSIN CMOS TECH
NOLOGY”に示されている回路を用いた例である。 図1の様にFET を、1個だけ用いた場合より、線形
性な抵抗として動作する。抵抗の制御は端子19の直流
電位を変化させる事によって行う。
【0042】図13は、図12の回路に抵抗29a,2
9b を加える事によって、FET のソース電極、ド
レイン電極間にかかる電圧を小さくして、FET18a
,18bがより線形な領域で動作する様にした例である
。
9b を加える事によって、FET のソース電極、ド
レイン電極間にかかる電圧を小さくして、FET18a
,18bがより線形な領域で動作する様にした例である
。
【0043】次に、本発明の積分回路の応用例について
述べる。図14は本発明の積分回路を用いて構成される
二次の全差動構成のアクティブフィルタの実施例を示す
図である。このアクティブフィルタは、電圧制御電流源
(トランスコンダクタンスアンプともいう)を30〜3
3とキャパシタ34〜39からなる。電圧制御電流源3
1〜33は縦続接続され、電圧制御電流源33の出力側
は出力ポートPOに接続されるとともに、電圧制御電流
源31の入力側に帰還されている。キャパシタ34,3
5 は電圧制御電流源31,32 の出力側に負荷とし
て接続されている。電圧制御電流源30の入力側はポー
トP1に接続され、出力側は電圧制御電流源32の入力
側に接続されている。ポートP2はキャパシタ36,3
7 を介して電圧制御電流源32の入力側に、またポー
トP3はキャパシタ38,39 を介して電圧制御電流
源33の入力側にそれぞれ接続されている。
述べる。図14は本発明の積分回路を用いて構成される
二次の全差動構成のアクティブフィルタの実施例を示す
図である。このアクティブフィルタは、電圧制御電流源
(トランスコンダクタンスアンプともいう)を30〜3
3とキャパシタ34〜39からなる。電圧制御電流源3
1〜33は縦続接続され、電圧制御電流源33の出力側
は出力ポートPOに接続されるとともに、電圧制御電流
源31の入力側に帰還されている。キャパシタ34,3
5 は電圧制御電流源31,32 の出力側に負荷とし
て接続されている。電圧制御電流源30の入力側はポー
トP1に接続され、出力側は電圧制御電流源32の入力
側に接続されている。ポートP2はキャパシタ36,3
7 を介して電圧制御電流源32の入力側に、またポー
トP3はキャパシタ38,39 を介して電圧制御電流
源33の入力側にそれぞれ接続されている。
【0044】電圧制御電流源30〜33は、いずれも例
えば図15のように構成されている。基本的には図3に
示した実施例の積分回路から負荷のキャパシタ17を除
去した構成であり、入力端子IN1,IN2 とトラン
ジスタ11,12 のベース電極との間にトランジスタ
25,26 とそのエミッタ負荷としての電流源27,
28 とからなるエミッタフォロワがバッファとして接
続されている。図14のキャパシタ34,35 は図1
5のキャパシタ17に相当し、電圧制御電流源31とキ
ャパシタ34、積分回路32とキャパシタ35でそれぞ
れ積分回路を構成していることになる。なお、電圧制御
電流源33はターミネーション(終端)抵抗として働く
。
えば図15のように構成されている。基本的には図3に
示した実施例の積分回路から負荷のキャパシタ17を除
去した構成であり、入力端子IN1,IN2 とトラン
ジスタ11,12 のベース電極との間にトランジスタ
25,26 とそのエミッタ負荷としての電流源27,
28 とからなるエミッタフォロワがバッファとして接
続されている。図14のキャパシタ34,35 は図1
5のキャパシタ17に相当し、電圧制御電流源31とキ
ャパシタ34、積分回路32とキャパシタ35でそれぞ
れ積分回路を構成していることになる。なお、電圧制御
電流源33はターミネーション(終端)抵抗として働く
。
【0045】出力ポートPOへの出力信号をV0 、入
力ポートP1〜P3への入力信号V1 〜V3、キャパ
シタ34,35,36(37),38(39) の容量
をC1 〜C4、トランジスタのトランスコンダクタン
スをgmとすると、このアクティブフィルタの伝達関数
は、次式で表される。
力ポートP1〜P3への入力信号V1 〜V3、キャパ
シタ34,35,36(37),38(39) の容量
をC1 〜C4、トランジスタのトランスコンダクタン
スをgmとすると、このアクティブフィルタの伝達関数
は、次式で表される。
【0046】
【数7】
【0047】これから明らかなように、このアクティブ
フィルタはポートP1に信号V1 を入力(V2 ,V
3 は0)するとローパスフィルタ、ポートP2に信号
V2 を入力(V1 ,V2 は0)するとバンドパス
フィルタ、ポートP3に信号を入力(V1 ,V2 は
0)するとハイパスフィルタとなる。なお、各フィルタ
のモードにおいて、信号を入力しない入力ポートは、交
流的に接地状態にされる。
フィルタはポートP1に信号V1 を入力(V2 ,V
3 は0)するとローパスフィルタ、ポートP2に信号
V2 を入力(V1 ,V2 は0)するとバンドパス
フィルタ、ポートP3に信号を入力(V1 ,V2 は
0)するとハイパスフィルタとなる。なお、各フィルタ
のモードにおいて、信号を入力しない入力ポートは、交
流的に接地状態にされる。
【0048】図16は図15に示す電圧制御電流源を用
いて、図14のアクティブフィルタのうちバンドパスフ
ィルタに関する部分のみをトランジスタレベルまで具体
化した回路を示している。図15のFET18 のソー
ス・ドレイン電極間の抵抗値を制御電圧Vc により可
変することによって、バンドパスフィルタの中心周波数
(fo)を制御できる。また、図15のFET23のソ
ース・ドレイン電極間の抵抗値を制御電圧Vp により
可変することによってバンドパスフィルタの位相特性を
制御することで、望ましくない高周波の位相遅れを補償
することができる。
いて、図14のアクティブフィルタのうちバンドパスフ
ィルタに関する部分のみをトランジスタレベルまで具体
化した回路を示している。図15のFET18 のソー
ス・ドレイン電極間の抵抗値を制御電圧Vc により可
変することによって、バンドパスフィルタの中心周波数
(fo)を制御できる。また、図15のFET23のソ
ース・ドレイン電極間の抵抗値を制御電圧Vp により
可変することによってバンドパスフィルタの位相特性を
制御することで、望ましくない高周波の位相遅れを補償
することができる。
【0049】図14〜図15では平衡型構成のアクティ
ブフィルタについて示したが、図17のように不平衡型
のアクティブフィルタにも本発明を適用できる。図17
は二次の不平衡型アクティブフィルタであり、二つの不
平衡型の電圧制御電流源41,42 を縦続接続し、電
圧制御電流源41の非反転入力端子を入力ポートP1に
、電圧制御電流源42の出力端子を出力ポートP0にそ
れぞれ接続し、電圧制御電流源41,42 の出力端子
をキャパシタ43,44 を介して入力ポートP2,P
3 にそれぞれ接続している。また、電圧制御電流源4
2の出力端子から電圧制御電流源41,42 の反転入
力端子に帰還素子45,46 を介して負帰還を施して
いる。
ブフィルタについて示したが、図17のように不平衡型
のアクティブフィルタにも本発明を適用できる。図17
は二次の不平衡型アクティブフィルタであり、二つの不
平衡型の電圧制御電流源41,42 を縦続接続し、電
圧制御電流源41の非反転入力端子を入力ポートP1に
、電圧制御電流源42の出力端子を出力ポートP0にそ
れぞれ接続し、電圧制御電流源41,42 の出力端子
をキャパシタ43,44 を介して入力ポートP2,P
3 にそれぞれ接続している。また、電圧制御電流源4
2の出力端子から電圧制御電流源41,42 の反転入
力端子に帰還素子45,46 を介して負帰還を施して
いる。
【0050】電圧制御電流源41,42 は、いずれも
図18(a) または(b) のように構成されている
。基本的には図6に示した電圧制御電流源の回路を不平
衡型に変形したものであり、図18(a) では電流源
13を除去してトランジスタ11のコレクタを電源Vc
cに直接接続し、トランジスタ12のコレクタを出力端
子OUT に接続している。また、図18(b) にお
いてはトランジスタ11,12 の負荷をトランジスタ
51,52 からなるカレントミラー回路に置き換えて
いる。これらの場合、積分回路を構成するためのキャパ
シタ(例えば図17の43,44)は、出力端子OUT
に一端が接続される。
図18(a) または(b) のように構成されている
。基本的には図6に示した電圧制御電流源の回路を不平
衡型に変形したものであり、図18(a) では電流源
13を除去してトランジスタ11のコレクタを電源Vc
cに直接接続し、トランジスタ12のコレクタを出力端
子OUT に接続している。また、図18(b) にお
いてはトランジスタ11,12 の負荷をトランジスタ
51,52 からなるカレントミラー回路に置き換えて
いる。これらの場合、積分回路を構成するためのキャパ
シタ(例えば図17の43,44)は、出力端子OUT
に一端が接続される。
【0051】ここで、出力ポートP0への出力信号をV
0 、入力ポートP1〜P3への入力信号V1 〜V3
、キャパシタ43,44 の容量をC1 ,C2 、
帰還素子45,46 の帰還係数をそれぞれm0 ,m
1 とし、トランジスタのトランスコンダクタンスをg
mとすると、このアクティブフィルタの伝達関数は、次
式で表される。
0 、入力ポートP1〜P3への入力信号V1 〜V3
、キャパシタ43,44 の容量をC1 ,C2 、
帰還素子45,46 の帰還係数をそれぞれm0 ,m
1 とし、トランジスタのトランスコンダクタンスをg
mとすると、このアクティブフィルタの伝達関数は、次
式で表される。
【0052】
【数8】
【0053】従って、このアクティブフィルタは図14
のアクティブフィルタと同様、ポートP1に信号V1
を入力(V2 ,V3は0)するとローパスフィルタ、
ポートP2に信号V2 を入力(V1 ,V2 は0)
するとバンドパスフィルタ、ポートP3に信号を入力(
V1 ,V2 は0)するとハイパスフィルタとなる。
のアクティブフィルタと同様、ポートP1に信号V1
を入力(V2 ,V3は0)するとローパスフィルタ、
ポートP2に信号V2 を入力(V1 ,V2 は0)
するとバンドパスフィルタ、ポートP3に信号を入力(
V1 ,V2 は0)するとハイパスフィルタとなる。
【0054】図19は一次の不平衡型アクティブフィル
タの例であり、電圧制御電流源61の非反転入力端子を
入力ポートP1に接続し、電圧制御電流源61の出力端
子を出力ポートP0に接続するとともに、キャパシタ6
2を介して入力ポートP2にも接続している。また、電
圧制御電流源62の出力端子から反転入力端子に帰還を
施している。電圧制御電流源61は、図18(a) ま
たは(b) のように構成される。このアクティブフィ
ルタは、入力ポートP1に信号を入力したときローパス
フィルタ、入力ポートP2に信号を入力したときハイパ
スフィルタとなる。
タの例であり、電圧制御電流源61の非反転入力端子を
入力ポートP1に接続し、電圧制御電流源61の出力端
子を出力ポートP0に接続するとともに、キャパシタ6
2を介して入力ポートP2にも接続している。また、電
圧制御電流源62の出力端子から反転入力端子に帰還を
施している。電圧制御電流源61は、図18(a) ま
たは(b) のように構成される。このアクティブフィ
ルタは、入力ポートP1に信号を入力したときローパス
フィルタ、入力ポートP2に信号を入力したときハイパ
スフィルタとなる。
【0055】図20はLCを用いて構成された五次の格
子型ローパスフィルタの例であり、図21はこのフィル
タの回路から導いたシグナルフローグラフを基にして構
成された全差動構成のアクティブフィルタを示している
。 図21における電圧制御電流源70〜80は例えば図1
5に示したものであり、これに積分回路を構成するキャ
パシタ81〜85が組合わされている。
子型ローパスフィルタの例であり、図21はこのフィル
タの回路から導いたシグナルフローグラフを基にして構
成された全差動構成のアクティブフィルタを示している
。 図21における電圧制御電流源70〜80は例えば図1
5に示したものであり、これに積分回路を構成するキャ
パシタ81〜85が組合わされている。
【0056】以上の応用例では、アクティブフィルタに
ついて説明したが、本発明の積分回路は他の用途、例え
ば電圧制御発振器(VCO) にも応用することができ
る。図22はその一実施例であり、基本的には図16に
示したアクティブフィルタにおけるターミネーション抵
抗として用いられている電圧制御電流源33を除去する
ことにより、発振動作を行うように構成している。この
場合、図15のFET18 に印加する制御電圧Vc
を変えることで、各積分回路の時定数が変り、発振周波
数が変化する。すなわち、VCO として動作させる事
ができる。また、このVCO を用いてFM変調器など
を実現することもできる。
ついて説明したが、本発明の積分回路は他の用途、例え
ば電圧制御発振器(VCO) にも応用することができ
る。図22はその一実施例であり、基本的には図16に
示したアクティブフィルタにおけるターミネーション抵
抗として用いられている電圧制御電流源33を除去する
ことにより、発振動作を行うように構成している。この
場合、図15のFET18 に印加する制御電圧Vc
を変えることで、各積分回路の時定数が変り、発振周波
数が変化する。すなわち、VCO として動作させる事
ができる。また、このVCO を用いてFM変調器など
を実現することもできる。
【0057】
【発明の効果】本発明の積分回路は、高S/Nでありな
がら差動増幅回路のトランスコンダクタンスの可変によ
り時定数を変えることができ、高周波帯で使用されるア
クティブフィルタやVCO を実現する上で極めて好適
である。
がら差動増幅回路のトランスコンダクタンスの可変によ
り時定数を変えることができ、高周波帯で使用されるア
クティブフィルタやVCO を実現する上で極めて好適
である。
【図1】 本発明の一実施例にかかる積分回路を示す
回路図
回路図
【図2】 本発明の他の実施例にかかる積分回路を示
す回路図
す回路図
【図3】 本発明の他の実施例にかかる積分回路を示
す回路図
す回路図
【図4】 本発明の他の実施例にかかる積分回路を示
す回路図
す回路図
【図5】 本発明の他の実施例にかかる積分回路を示
す回路図
す回路図
【図6】 本発明の他の実施例にかかる積分回路を示
す回路図
す回路図
【図7】 本発明の他の実施例にかかる積分回路を示
す回路図
す回路図
【図8】 本発明の他の実施例にかかる積分回路を示
す回路図
す回路図
【図9】 本発明の他の実施例にかかる積分回路を示
す回路図
す回路図
【図10】 本発明の他の実施例にかかる積分回路を
示す回路図
示す回路図
【図11】 本発明の他の実施例にかかる積分回路を
示す回路図
示す回路図
【図12】 本発明の他の実施例にかかる積分回路を
示す回路図
示す回路図
【図13】 本発明の他の実施例にかかる積分回路を
示す回路図
示す回路図
【図14】 本発明の積分回路を用いたアクティブフ
ィルタの一実施例を示す図
ィルタの一実施例を示す図
【図15】 図14における電圧制御電流源の構成を
示す回路図
示す回路図
【図16】 図15におけるアクティブフィルタを具
体的に示す回路図
体的に示す回路図
【図17】 本発明の積分回路を用いたアクティブフ
ィルタの他の実施例を示す図
ィルタの他の実施例を示す図
【図18】 図14における電圧制御電流源を構成を
示す回路図
示す回路図
【図19】 本発明の積分回路を用いたアクティブフ
ィルタの別の実施例を示す図
ィルタの別の実施例を示す図
【図20】 5次の格子型ローパスフィルタの構成図
【図21】 図20のローパスフィルタを本発明の積
分回路を用いて実現した実施例を示す図
分回路を用いて実現した実施例を示す図
【図22】 本発明の積分回路を用いた電圧制御発振
器の回路図
器の回路図
【図23】 従来の積分回路を示す回路図
【図24】
従来の積分回路を示す回路図
従来の積分回路を示す回路図
11…第1のバイポーラトランジスタ、12…第2のバ
イポーラトランジスタ、17…キャパシタ、18…電界
効果トランジスタ、21…第3のバイポーラトランジス
タ、22…第4のバイポーラトランジスタ。
イポーラトランジスタ、17…キャパシタ、18…電界
効果トランジスタ、21…第3のバイポーラトランジス
タ、22…第4のバイポーラトランジスタ。
Claims (7)
- 【請求項1】 少なくとも二つのバイポーラトランジ
スタを増幅素子とする差動増幅回路と、この差動増幅回
路の負荷として設けられたキャパシタとを有する積分回
路において、前記二つのバイポーラトランジスタのエミ
ッタ電極間に電界効果トランジスタのソース電極および
ドレイン電極を接続し、この電界効果トランジスタのゲ
ート電極を制御端子に接続してなることを特徴とする積
分回路。 - 【請求項2】 前記積分回路の前記電界効果トランジ
スタのソース電極と前記バイポーラトランジスタのエミ
ッタ電極間に固定抵抗を直列に接続し、前記電界効果ト
ランジスタのドレイン電極と前記バイポーラトランジス
タのエミッタ電極間に固定抵抗を直列に接続し、前記電
界効果トランジスタのソース電極とドレイン電極に並列
に固定抵抗を接続することを特徴とする積分回路。 - 【請求項3】 少なくとも二つのバイポーラトランジ
スタを増幅素子とする差動増幅回路と、この差動増幅回
路の負荷として設けられたキャパシタとを有する積分回
路において、前記二つのバイポーラトランジスタのエミ
ッタ電極間に少なくとも電界効果トランジスタと抵抗を
含んだインピーダンス可変の回路網を接続してなること
を特徴とする積分回路。 - 【請求項4】 ベース電極を入力端とし、少なくとも
一方のコレクタ電極を出力端とする第1および第2のバ
イポーラトランジスタ、コレクタ電極が第1のバイポー
ラトランジスタのエミッタ電極に接続され、ベース電極
が第2のバイポーラトランジスタのエミッタ電極に接続
された第3のバイポーラトランジスタ、コレクタ電極が
第2のバイポーラトランジスタのエミッタ電極に接続さ
れ、ベース電極が第1のバイポーラトランジスタのエミ
ッタ電極に接続された第4のバイポーラトランジスタを
増幅素子とする差動増幅回路と、この差動増幅回路の負
荷として設けられたキャパシタとを有する積分回路にお
いて、第3および第4のバイポーラトランジスタのエミ
ッタ電極間に電界効果トランジスタのソース電極および
ドレイン電極を接続し、この電界効果トランジスタのゲ
ート電極を制御端子に接続してなることを特徴とする積
分回路。 - 【請求項5】 少なくとも二つの電界効果型トランジ
スタを増幅素子とする差動増幅器と、この差動増幅回路
の負荷として設けられたキャパシタとを有する積分回路
において、前記二つの電界効果型トランジスタのドレイ
ン電極間に少なくとも電界効果トランジスタと抵抗を含
んだインピーダンス可変の回路網を接続してなることを
特徴とする積分回路。 - 【請求項6】 前記インピーダンス可変の回路網は、
前記電界効果型トランジスタのドレイン電極と前記電界
効果トランジスタのソース電極との間に固定抵抗を直列
に接続し、前記電界効果型トランジスタのドレイン電極
と前記電界効果トランジスタのドレイン電極との間に固
定抵抗を直列に接続して構成されることを特徴とする請
求項5記載の積分回路。 - 【請求項7】 前記電界効果トランジスタと抵抗を含
むインピーダンス可変の回路網は、前記電界効果トラン
ジスタのソース電極とドレイン電極との間に、前記電界
効果トランジスタと並列に固定抵抗を接続して構成され
ることを特徴とする請求項5記載の積分回路。
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3061664A JPH04211508A (ja) | 1990-06-15 | 1991-03-26 | 積分回路 |
US07/715,772 US5227681A (en) | 1990-06-15 | 1991-06-14 | Integration circuit |
EP91305416A EP0461922B1 (en) | 1990-06-15 | 1991-06-14 | Integration circuit |
DE69131531T DE69131531T2 (de) | 1990-06-15 | 1991-06-14 | Integrierschaltung |
KR1019910009921A KR960015677B1 (ko) | 1990-06-15 | 1991-06-15 | 적분 회로 |
US08/056,392 US5384501A (en) | 1990-06-15 | 1993-05-04 | Integration circuit including a differential amplifier having a variable transconductance |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2-155514 | 1990-06-15 | ||
JP15551490 | 1990-06-15 | ||
JP3061664A JPH04211508A (ja) | 1990-06-15 | 1991-03-26 | 積分回路 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04211508A true JPH04211508A (ja) | 1992-08-03 |
Family
ID=26402728
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3061664A Pending JPH04211508A (ja) | 1990-06-15 | 1991-03-26 | 積分回路 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5227681A (ja) |
EP (1) | EP0461922B1 (ja) |
JP (1) | JPH04211508A (ja) |
KR (1) | KR960015677B1 (ja) |
DE (1) | DE69131531T2 (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002198755A (ja) * | 2000-12-22 | 2002-07-12 | Texas Instr Japan Ltd | 可変利得増幅回路 |
JP2004088742A (ja) * | 2002-06-25 | 2004-03-18 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | オフセット制御回路及び信号処理装置 |
JP2007500966A (ja) * | 2003-07-31 | 2007-01-18 | スカイワークス ソリューションズ,インコーポレイテッド | 可変利得増幅器システム |
JP2013046417A (ja) * | 2011-08-25 | 2013-03-04 | Fujitsu Ltd | 可変調整精度を有する増幅器回路 |
JP2019071527A (ja) * | 2017-10-06 | 2019-05-09 | ザインエレクトロニクス株式会社 | 増幅回路 |
Families Citing this family (26)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3470818B2 (ja) * | 1992-04-30 | 2003-11-25 | アジレント・テクノロジーズ・インク | プログラム可能な充電電流と極性を有する単位利得正帰還積分器 |
EP0579876B1 (en) * | 1992-07-24 | 1998-09-02 | Alcatel | Frequency tuning system for an OTA-C pair |
US5600280A (en) * | 1993-12-17 | 1997-02-04 | Cirrus Logic, Inc. | Differential amplifier and variable delay stage for use in a voltage controlled oscillator |
US5489872A (en) * | 1994-01-25 | 1996-02-06 | Texas Instruments Incorporated | Transconductance-capacitor filter circuit with current sensor circuit |
US5424662A (en) * | 1994-05-31 | 1995-06-13 | International Business Machines Corporation | Differential current mode driver circuit with low common-mode noise |
US5684419A (en) * | 1994-12-01 | 1997-11-04 | Analog Devices, Inc. | n-bit analog-to-digital converter with n-1 magnitude amplifiers and n comparators |
DE69523281T2 (de) * | 1995-02-10 | 2002-07-11 | Alcatel Sa | Linearer abstimmbarer Gm-C Integrator |
US5612648A (en) * | 1995-03-14 | 1997-03-18 | Standard Microsystems Corporation | Transconductance-capacitance filter with extended control range |
US5570049A (en) * | 1995-05-30 | 1996-10-29 | Exar Corporation | Transconductor element for high speed GM-C integrated filters |
GB2319412A (en) * | 1996-11-12 | 1998-05-20 | Lsi Logic Corp | Differential output circuit |
JP3097598B2 (ja) * | 1997-04-25 | 2000-10-10 | 日本電気株式会社 | 差動増幅回路 |
US6266522B1 (en) * | 1998-02-04 | 2001-07-24 | Ericsson Inc. | Apparatus and methods for tuning bandpass filters |
US6016077A (en) * | 1998-04-07 | 2000-01-18 | Texas Instruments Incorporated | System for user programmable bandwidth of amplifier circuitry |
US6104236A (en) * | 1998-04-17 | 2000-08-15 | Advanced Micro Devices, Inc. | Apparatus and method for equalizing received network signals using a transconductance controlled biquadratic equalizer |
US6307427B1 (en) | 1998-08-06 | 2001-10-23 | Fujitsu Limited | Filter characteristic regulating apparatus and regulating method therefor |
JP2002076845A (ja) | 2000-09-04 | 2002-03-15 | Mitsubishi Electric Corp | 能動インダクタ |
FR2817090A1 (fr) * | 2000-11-21 | 2002-05-24 | Koninkl Philips Electronics Nv | Dispositif de modulation de la largeur d'impulsion de signaux tres hautes frequences |
US6850106B1 (en) * | 2003-07-08 | 2005-02-01 | Mohan Krishna Kunanayagam | Voltage controlled oscillator delay cell |
US6943608B2 (en) * | 2003-12-01 | 2005-09-13 | International Business Machines Corporation | Wide frequency range voltage-controlled oscillators (VCO) |
JP4397255B2 (ja) * | 2004-03-08 | 2010-01-13 | Okiセミコンダクタ株式会社 | 振幅制限回路 |
EP1689082B1 (en) * | 2005-02-02 | 2008-07-23 | Stmicroelectronics SA | A low noise lowpass filter |
US7253707B2 (en) * | 2005-02-02 | 2007-08-07 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Tunable active inductor |
KR100654459B1 (ko) * | 2005-06-30 | 2006-12-06 | 삼성전자주식회사 | 광대역 저잡음 증폭기 및 상기 증폭기를 이용한 rf 신호증폭 방법 |
TW200906055A (en) * | 2007-07-27 | 2009-02-01 | Rafael Microelectronics Inc | Low noise amplify |
WO2011063873A1 (en) * | 2009-11-30 | 2011-06-03 | Stmicroelectronics S.R.L. | Driving method for obtaining a gain linear variation of a transconductance amplifier and corresponding driving circuit |
JP6503663B2 (ja) | 2014-09-10 | 2019-04-24 | 住友電気工業株式会社 | 差動増幅回路 |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS58161413A (ja) * | 1982-03-18 | 1983-09-26 | Sony Corp | 多目的フイルタ |
JPS63178611A (ja) * | 1987-01-20 | 1988-07-22 | Toshiba Corp | 利得制御回路 |
JP2766264B2 (ja) * | 1987-10-12 | 1998-06-18 | 株式会社東芝 | 差動増幅回路 |
JPH02142214A (ja) * | 1988-11-24 | 1990-05-31 | Nippon Motoroola Kk | オフセット電圧を補償したラッチングコンパレータ |
-
1991
- 1991-03-26 JP JP3061664A patent/JPH04211508A/ja active Pending
- 1991-06-14 US US07/715,772 patent/US5227681A/en not_active Expired - Fee Related
- 1991-06-14 DE DE69131531T patent/DE69131531T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1991-06-14 EP EP91305416A patent/EP0461922B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1991-06-15 KR KR1019910009921A patent/KR960015677B1/ko not_active IP Right Cessation
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002198755A (ja) * | 2000-12-22 | 2002-07-12 | Texas Instr Japan Ltd | 可変利得増幅回路 |
JP2004088742A (ja) * | 2002-06-25 | 2004-03-18 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | オフセット制御回路及び信号処理装置 |
JP2007500966A (ja) * | 2003-07-31 | 2007-01-18 | スカイワークス ソリューションズ,インコーポレイテッド | 可変利得増幅器システム |
JP2013046417A (ja) * | 2011-08-25 | 2013-03-04 | Fujitsu Ltd | 可変調整精度を有する増幅器回路 |
JP2019071527A (ja) * | 2017-10-06 | 2019-05-09 | ザインエレクトロニクス株式会社 | 増幅回路 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE69131531T2 (de) | 2000-03-23 |
EP0461922A2 (en) | 1991-12-18 |
US5227681A (en) | 1993-07-13 |
KR960015677B1 (ko) | 1996-11-20 |
DE69131531D1 (de) | 1999-09-23 |
EP0461922B1 (en) | 1999-08-18 |
KR920001828A (ko) | 1992-01-30 |
EP0461922A3 (en) | 1992-05-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JPH04211508A (ja) | 積分回路 | |
US5384501A (en) | Integration circuit including a differential amplifier having a variable transconductance | |
US4723110A (en) | Transconductance amplifier | |
US5345190A (en) | Modular low voltage filter with common mode feedback | |
US6335655B1 (en) | Filter circuit | |
US5465072A (en) | Tunable operational transcondunctance amplifier having high linearity | |
JP3316038B2 (ja) | 演算トランスコンダクタンス増幅器・キャパシタ対用の周波数同調システム | |
Mahattanakul et al. | Current-mode versus voltage-mode G/sub m/-C biquad filters: what the theory says | |
EP0561099B1 (en) | Circuit device for suppressing the dependence from temperature and production process variables of the transconductance of a differential transconductor stage | |
US5081423A (en) | Integrator and active filter including integrator with simple phase compensation | |
US6680645B2 (en) | Active filter circuit with operational amplifier | |
JPH04330817A (ja) | 集積フィルタ回路 | |
US6346804B2 (en) | Impedance conversion circuit | |
EP0365091B1 (en) | Filter circuit arrangement | |
US7123083B2 (en) | Active filter circuit with operational amplifier | |
JPH1075135A (ja) | BiCMOSトランスコンダクタ差動段および2番目の通過帯域フィルタ | |
Stefanelli et al. | A 2-mu m CMOS fifth-order low-pass continuous-time filter for video-frequency applications | |
Tsividis | Integrated continuous-time filter design | |
Muñoz et al. | Two new VHF tunable CMOS low-voltage linear transconductors and their application to HF gm-C filter design | |
US4598256A (en) | Tuned phase stable limiter amplifier | |
Çiçekli et al. | Current operational amplifier based voltage-mode MOS-C all-pass filter and its application | |
Elhallabi et al. | High frequency cmos gm-c bandpass filter with automatic on-chip tuning | |
JP2007519366A (ja) | 広帯域チューナ用の集積化可変周波数フィルタ | |
JP2919487B2 (ja) | 積分回路およびアクティブフィルタ | |
Singh et al. | Study of Analog Filters Employing Current-Mode Active Elements Suitable for Biomedical Applications |