JPH0514572Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、周波数特性可変フイルタ装置に関す
るものであり、詳しくは周波数特性が高速に切り
換えられるフイルタ装置に関するものである。

（従来の技術） 例えば、周波数を測定するのにあたつては、測
定対象とする上限周波数に対応するカツトオフ周
波数を有するローパスフイルタを介して測定信号
を周波数測定器に加えることが多い。

ところが、測定対象の上限周波数が例えば
100MHz，1MHz，10MHzまでというように広い範
囲に渡つている場合には、測定対象に応じてロー
パスフイルタのカツトオフ周波数を切り換えるこ
とが望ましい。

そこで、従来から、このような周波数特性可変
フイルタ装置として、第３図や第４図に示すよう
な装置が用いられている。

第３図において、T_ioは測定信号の入力端子で
あり、T_putは出力端子である。これら入力端子
T_ioと出力端子T_putの間には、抵抗R₁とバツフア
B₁と抵抗R₂とが直列接続されるとともに抵抗R₁
とバツフアB₁との接続点およびバツフアB₁と抵
抗R₂との接続点がそれぞれコンデンサC₁，C₂を
介して共通電位点に接続され、それぞれ異なる上
限カツトオフ周波数に設定された複数ｎ個のロー
パスフイルタがスイツチSW₁，SW₂を介して並列
に接続されている。なお、これらローパスフイル
タと出力端子T_putの間にはバツフアB₂が直列に接
続されている。

このような構成において、スイツチSW₁₁〜
SW_1oおよびSW₂₁〜SW_2oはいずれかの１系統が
連動して選択的にオン駆動され、他の系統はオフ
状態に保持される。これにより、入力端子T_ioと
出力端子T_putの間には、所望の上限カツトオフ周
波数を有するローパスフイルタが選択的に接続さ
れることになる。

第４図は、抵抗R₁，R₂およびバツフアB₁は１
系統にし、抵抗R₁とバツフアB₁との接続点と共
通電位点およびバツフアB₁と抵抗R₂との接続点
と共通電位点にそれぞれ接続されるコンデンサ
C₁，C₂として、容量の異なる複数ｎ個のコンデ
ンサC₁₁〜C_1oおよびC₂₁〜C_2oの中から連動して駆
動されるスイツチSW₁およびSW₂を介して選択的
に接続するようにしたものである。

このように構成することにより、スイツチSW₁
およびSW₂の切り換えに応じて抵抗R₁とコンデ
ンサC₁および抵抗R₂とコンデンサC₂との時定数
が変化することになり、ローパスフイルタの上限
カツトオフ周波数を所望の値に限定することがで
きる。

ところで、これらのフイルタでは、スイツチ
SW₁，SW₂として、一般にリレーやアナログスイ
ツチが用いられている。なお、アナログスイツチ
としては、第５図に示すようなMOS FETや第
６図に示すようなダイオードスイツチが用いられ
る。

（考案が解決しようとする問題点） しかし、リレーには、単価が比較的高いことか
ら切換段数やフイルタの次数が増加するとコスト
高になること、切換時間が数ms程度と比較的遅
いことなどの問題がある。

これに対し、アナログスイツチを用いることに
よりリレーの問題は解消できるが、電気的な問題
が発生する。

すなわち、MOS FETのオン抵抗は数10Ωと比
較的高い。また、ゲート、ドレイン間およびケー
ト、ソース間に等価的に静電容量が入つているこ
とから、フイルタの時定数に影響を及ぼすことに
なり、フイルタの周波数特性が変化することにな
る。

一方、ダイオードスイツチのオン抵抗は数Ω以
下になるが、ダイオードの特性のバラツキによつ
て入出力に直流オフセツト電圧が発生してレベル
シフトを生じることになる。

本考案は、これらの問題点に着目してなされた
ものであり、その目的は、比較的安価な構成で、
フイルタの周波数特性の高速切換が行え、入出力
に直流オフセツト電圧によるレベルシフトが発生
しない周波数特性可変フイルタ装置を実現するこ
とにある。

（問題点を解決するための手段） このような問題点を解決する本考案は、所望の
周波数特性設定範囲の下限周波数に対応した上限
カツトオフ周波数を有するローパフイルタと、 このローパスフイルタの上限カツトオフ周波数
よりも低い下限カツトオフ周波数からこのローパ
スフイルタの上限カツトオフ周波数よりも高い周
波数特性設定範囲の上限周波数に対応した任意の
上限カツトオフ周波数までの通過帯域を有し、ス
イツチを介して前記ローパスフイルタと選択的に
並列に接続される複数のバンドパスフイルタ、と
で構成されたことを特徴とする。

（実施例） 以下、図面を用いて本考案の実施例を詳細に説
明する。

第１図は、本考案の一実施例を示すブロツク図
である。第１図において、１は周波数特性設定範
囲の下限カツトオフ周波数_Lに対応した上限カツ
トオフ周波数を有するローパスフイルタである。
２₁〜２_oはこのローパスフイルタ１の下限カツト
オフ周波数_Lに対応した上限カツトオフ周波数よ
りも低い下限カツトオフ周波数からこのローパス
フイルタ１の上限カツトオフ周波数よりも高い周
波数特性設定範囲の上限周波数に対応した任意の
上限カツトオフ周波数₁〜_oまでの通過帯域を有
するパンドパスフイルタであり、これらパンドパ
スフイルタ２₁〜２_oはスイツチ３₁〜３_oを介して
ローパスフイルタ１と選択的に並列に接続されて
いる。

第２図は第１図の具体例を示す回路図であり、
第１図および第３図と同一部分には同一符号を付
けている。第２図において、スイツチSW₁₁〜
SW_1oおよびSW₂₁〜SW_2oとしては、第６図に示
すようなダイオードスイツチが用いられている。
入力端子T_ioと各スイツチSW₁₁〜SW_1oの間には
それぞれコンデンサC₃₁〜C_3oが接続され、各
SW₂₁〜SW_2oと出力端子T_putとの間にはそれぞれ
コンデンサC₄₁〜C_4oが接続されている。ローパス
フイルタ１を構成する抵抗R₂とバツフアB₃との
間には抵抗R₃が接続されている。なお、各バン
ドパスフイルタ２₁〜２_oにおけるコンデンサC₃₁
〜C_3oによるカツトオフ周波数は、出力点の信号
が通過帯域でフラツトになるようにするために、
コンデンサC₄₁〜C_4oによるカツトオフ周波数より
も充分低くなるように設定されている。

このような構成において、バンドパスフイルタ
２₁〜２_oを選択する動作は第３図のローパスフイ
ルタの選択動作と同様であるが、ローパスフイル
タ１のみを選択する場合にはすべてのスイツチを
オフする。

ここで、ｍ（ｍ：１〜ｎ）番目のバンドパスフ
イルタ２_nが選択された状態での動作が以下のよ
うになる。

直流から周波数特性設定範囲の下限カツトオフ
周波数近傍までの信号成分はローパスフイルタ１
が通過させ、このローパスフイルタ１の上限のカ
ツトオフ周波数を含む周波数帯域からバンドパス
フイルタ２_nの上限カツトオフ周波数_nに至る周
波数帯域ではコンデンサC_3nとC_4nのインピーダ
ンスが充分低くなつてバンドパスフイルタ２_nが
この周波数帯域の信号を通過させることになり、
フイルタ装置全体としてはバンドパスフイルタ２
_ｎ単体と等しい動作をすることになる。

このように構成することにより、各バンドパス
フイルタ２₁〜２_oをローパスフイルタ１と選択的
に並列に接続するスイツチ３₁〜３_oとしてアナロ
グスイツチを用いることができ、高速切換が行
え、安価に構成できる。そして、各バンドパスフ
イルタの入出力がコンデンサで結合されているの
で、直流レベルシフトが発生することはなく、直
流特性は劣るが交流特性は優れているダイオード
スイツチなどを用いることができる。

（考案の効果） 以上説明したように、本考案によれば、ローパ
スフイルタと並列にバンドパスフイルタをスイツ
チを介して選択的に接続する比較的安価な構成
で、フイルタの周波数特性の高速切換が行え、入
出力に直流オフセツト電圧によるレベルシフトが
発生しない周波数特性可変フイルタ装置が実現で
き、実用上の効果は大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を示すブロツク図、
第２図は第１図の具体例を示す回路図、第３図お
よび第４図は従来の周波数特性可変ローパスフイ
ルタ装置の一例を示す回路図、第５図および第６
図はアナログスイツチの説明図である。 １……ローパスフイルタ、２……バンドパスフ
イルタ、３……スイツチ、T_io……入力端子、
T_put……出力端子。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 所望の周波数特性設定範囲の下限周波数に対応
   した上限カツトオフ周波数を有するローパスフイ
   ルタと、 このローパスフイルタの上限カツトオフ周波数
   よりも低い下限カツトオフ周波数からこのローパ
   スフイルタの上限カツトオフ周波数よりも高い周
   波数特性設定範囲の上限周波数に対応した任意の
   上限カツトオフ周波数までの通過帯域を有し、ス
   イツチを介して前記ローパスフイルタと選択的に
   並列に接続される複数のバンドパスフイルタ、 とで構成されたことを特徴とする周波数特性可変
   フイルタ装置。