JPH0563487A - 可変周波数フイルタと該フイルタに結合される終端回路 - Google Patents

可変周波数フイルタと該フイルタに結合される終端回路

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JPH0563487A
JPH0563487A JP3222899A JP22289991A JPH0563487A JP H0563487 A JPH0563487 A JP H0563487A JP 3222899 A JP3222899 A JP 3222899A JP 22289991 A JP22289991 A JP 22289991A JP H0563487 A JPH0563487 A JP H0563487A
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JP
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filter
diode
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voltage
terminating
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JP3222899A
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Masaaki Ono
正明 小野
Akira Shimizu
章 清水
Hiroyasu Nakada
裕康 中田
Mayumi Muraishi
真弓 村石
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Fujitsu Ltd
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Fujitsu Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 可変周波数フィルタと該フィルタに結合され
る終端回路に関し、外部からの制御信号でフィルタ特性
(中心周波数、帯域幅、カットオフ周波数)を可変制御
し、また該帯域幅等に応じてリップルのないフィルタ特
性となるよう終端回路の抵抗値を可変制御することを目
的とする。 【構成】 可変容量ダイオードD1 ,D2 に印加する電
圧VC1,VC2を制御することによりバンドパスフィルタ
の中心周波数が変更され、また可変容量ダイオードD3
に印加する電圧VC3を制御することによりその帯域幅が
変更される。また該帯域幅に応じて複数の抵抗とダイオ
ードからなる終端回路の、該ダイオードに印加される電
圧が選択制御される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は特定周波数帯域のみを通
過又は阻止させるフィルタ装置、ならびに該フィルタ装
置と結合される終端回路に関する。
【0002】
【従来の技術】一般にこの種のフィルタ装置として、信
号を高速でトラッキングする(フィルタの通過帯域幅を
順次狹めて行って所定周波数の信号を見つけ出す)こと
などのために、中心周波数や通過帯域幅を容易に変更で
きるフィルタが要望されている。
【0003】この場合、従来技術においては、特性の異
なるフィルタを数個使用し、それらをスイッチングする
ことによりその変更がなされていた。このため装置が全
体として大型化し、コストアップの要因となるなどの問
題点があった。また該フィルタと結合される終端回路の
抵抗値が固定されていたため、上記フィルタの帯域幅等
が変更された場合、該フィルタ特性にリップルが出てフ
ラットな特性とすることができないという問題点もあっ
た。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる課題を
解決するためになされたもので、外部からの制御信号で
フィルタ特性を容易に変更できるような小型で廉価なフ
ィルタ装置を得ることを目的とする。またかかるフィル
タ特性の帯域幅等が変更された場合にも、それに応じて
外部からの制御信号でその抵抗値を容易に変更すること
ができ、該フィルタ特性をリップルのないフラットな特
性とすることができるような終端回路を得ることをも目
的としている。
【0005】
【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
めに本発明においては、インダクタンス素子と、線路に
直列に接続される第1の容量素子と、線路に並列に接続
される第2の容量素子とをそなえるバンドパスフィルタ
であって、該第1および第2の容量素子の少くとも1部
がそれぞれ可変容量ダイオードによって構成され、該各
可変容量ダイオードに印加する電圧を制御することによ
って、その中心周波数および通過帯域幅が可変制御され
ることを特徴とする可変周波数フィルタが提供される。
【0006】また本発明においては、ハイパスフィルタ
又はロウパスフィルタであって、該容量素子の少くとも
1部が可変容量ダイオードによって構成され、該可変容
量ダイオードに印加する電圧を制御することによって、
そのカットオフ周波数が可変制御されることを特徴とす
る可変周波数フィルタが提供される。更にまた本発明に
おいては、上記可変周波数フィルタと結合される終端回
路であって、複数の抵抗と、該抵抗の少くとも1つに直
列又は並列に接続された少くとも1つのダイオードとを
そなえ、該ダイオードに電圧を印加して該ダイオードを
オン状態とするか否かによって、合成抵抗値としての終
端抵抗値が可変制御されることを特徴とする終端回路が
提供される。
【0007】
【作用】上記構成によれば、上記各可変容量ダイオード
に印加する電圧を制御することによって、該バンドパス
フィルタの中心周波数および通過帯域幅、あるいは該ハ
イパスフィルタ又はロウパスフィルタのカットオフ周波
数を可変制御することができる。また上記ダイオードに
電圧を印加して該ダイオードをオン状態とするか否かに
よって、該終端回路の終端抵抗値(終端インピーダン
ス)を、該フィルタのリップルをなくすように可変制御
することができる。
【0008】
【実施例】図5は本発明にかかる可変周波数フィルタF
(この場合バンドパスフィルタ)の原理説明図であっ
て、X1 およびX2 は圧電振動子である(この圧電振動
子は特定の周波数領域においてL素子として機能するも
のであるが、通常のL素子(インダクタンス素子)を用
いてもよい)。C1 およびC2 は線路に直列に接続され
た可変容量素子であり、またC3 は線路に並列に接続さ
れた可変容量素子であって、本発明では後述するよう
に、これらの可変容量素子が可変容量ダイオードによっ
て構成されており、該可変容量ダイオードに印加される
電圧Vの値によって、その容量値Cが図6(C)に示さ
れるように変化する。
【0009】そして該可変容量素子C1 およびC2 は、
図6(A)および6(B)に示すように該バンドパスフ
ィルタの中心周波数fo を決定するもので、該素子の容
量値C1 およびC2 が減少するにしたがって、図6
(B)に示すように該中心周波数fo が増大し、該フィ
ルタの周波数特性が図6(A)に示されるように変化す
る。なお該図6(A)の縦軸ATTは減衰量(以下の図
においても同じ)を示しており、該フィルタ特性曲線の
底部のフラットな部分が通過周波数帯域となる。
【0010】また該可変容量素子C3 は、図7(B)に
示すように該バンドパスフィルタの帯域幅(バンド幅)
BWを決定するもので、該素子の容量値C3 が減少する
にしたがって、図7(B)に示すように該バンド幅BW
が増大する。なお図7(A)には該バンド幅BWの定義
が示されており、該図7(A)に示されるように、該フ
ィルタ特性曲線の底部から3dB上昇した点の2つの周
波数(例えばf1 およびf2 )をもとにして、例えばB
W2=2(f2 −f1 )/(f1 +f2 )として定義さ
れる。
【0011】また上記図5におけるフィルタFの電源側
(Gは電源を示す)および負荷側(Lは負荷を示す)に
接続される終端回路(ターミネータ)Tの抵抗値(終端
抵抗値)R1 およびR2 は、図8および図9に示すよう
に、該フィルタ特性におけるリップルrの度合や挿入損
失IL(該フィルタに信号を入力させた場合において出
力側で減衰される度合)と関係する。
【0012】すなわち図8(A)および(C)に示され
るように該抵抗値R1 ,R2 が所定の抵抗値RO (その
値は上記フィルタのバンド幅BWや上記インダクタンス
素子(L素子)の値などによって決まる)より大きいか
又は小さいときは、該フィルタ特性にはかなりのリップ
ルr1又はr3を生じ、一方該抵抗値R1 ,R2 がとも
に上記RO に等しいとき(所謂マッチング時)には、図
8(B)に示されるように該リップルr2はきわめて少
なくなる。更に図9に示されるように該終端抵抗値Rが
上記RO と等しくなったとき(上記マッチング時)に
は、該リップルrが最小になるとともに、該挿入損失I
Lも最小となる。
【0013】そして通常はこれらの定数(C1 , 2
3 ,R1 ,R2 など)は固定化されており、したがっ
てフィルタ特性も、該固定化された定数に応じて固定化
して使用される。一方本発明では、上述したように、上
記図5における可変容量素子C1 ,C2 およびC3 の部
分に可変容量ダイオードを挿入し、外部から該可変容量
ダイオードに印加される制御電圧によって、該バンドパ
スフィルタの中心周波数および帯域幅(ハイパスフィル
タ又はロウパスフィルタの場合はカットオフ周波数)を
任意に変化させうるようにしている。
【0014】また上記帯域幅などを変化させることによ
って、上記終端回路の終端抵抗(終端インピーダンス)
を変更する必要がある場合(すなわち上記フィルタ特性
に生ずるリップルが問題となり、該リップルのないフラ
ットな特性が必要な場合)には、終端回路に設けられた
ダイオードに印加される制御電圧によって、該終端抵抗
値を変更させうるようにしている。
【0015】図1は本発明の1実施例としてのバンドパ
スフィルタの回路構成を示すもので、X1 ,X2 は上記
圧電振動子、D1 ,D2 、およびD3 は可変容量ダイオ
ードであって、上記図5の可変容量素子C1 ,C2 、お
よびC3 に対応する。なおCは通常の容量素子、R1
至R5 は抵抗である。ここで外部から電圧VC1,VC2
印加すると、その電圧値によってそれぞれ可変容量ダイ
オードD1 ,D2 の容量値が上記図6(C)に示される
ように変化する。そして該ダイオードD1 ,D2 の容量
変化に応じて該バンドパスフィルタの中心周波数が上記
図6(A)および(B)に示すように変化する。一方、
電圧V C3を印加するとその電圧値によって可変容量ダイ
オードD3の容量値が変化し、該ダイオードD3 の容量
変化に応じて該バンドパスフィルタの帯域幅が上記図7
(A)および(B)に示すように変化する。
【0016】図2は本発明の1実施例としてのハイパス
フィルタ(図2(A))とロウパスフィルタ(図2(B))
の回路構成を示すもので、Dが上記可変容量ダイオー
ド、Lは通常のインダクタンス素子である。そして該ダ
イオードDに印加する電圧VC の値によって、図11に
示されるようにして、該フィルタのカットオフ周波数f
c を可変制御することができる。すなわち図11(A)
は上記図2(A)に示されるハイパスフィルタの場合
で、該電圧VC の値を大きくするほど、該ダイオードD
の容量値が小となり、そのフィルタ特性が実線側から点
線側に移行し、該カットオフ周波数がfc からfc ′側
に移行する。同様に図11(B)は上記図2(B)に示
されるロウパスフィルタの場合で、この場合も該電圧V
C の値を大きくするほど、そのフィルタ特性が実線側か
ら点線側に移行する。
【0017】また図12は上記ロウパスフィルタの場合
において、終端回路の終端抵抗値に応じてその周波数特
性(リップル特性)が変化する状況を示しており、上記
図8で述べたバンドパスフィルタの場合と同様に、終端
抵抗値Rが上記所定の抵抗値RO と等しいとき(すなわ
ちマッチング時)には、図12(B)に示すように通過
帯域がフラットとなって該リップルを生じないが、該終
端抵抗値Rが上記抵抗値RO より小さいとき又は大きい
ときには、図12(A)又は(C)に示されるようなリ
ップルを生ずる。一方、図13は、上記ハイパスフィル
タの場合において、該終端抵抗値に応じてそのリップル
特性が変化する状況を示しており、この場合にも図13
(B)に示すマッチング時には該リップルを生じない
が、該終端抵抗値Rが上記抵抗値RO より小さいとき又
は大きいときには、図13(A)又は(C)に示される
ようなリップルを生ずる。
【0018】図3は本発明の1実施例としての終端回路
の回路構成を示すもので、例えば上記図5におけるフィ
ルタFの負荷側に接続される並列形ターミネータTのよ
うに、線路に並列に接続される終端抵抗の抵抗値が、ダ
イオードD1,D2 、あるいはD3 に印加される外部電
圧VC1,VC2、あるいはVC3によって可変制御される。
すなわち図3(A)の場合には、外部電圧VC1を印加す
ることによってダイオードD1 をオンとすれば、上記終
端抵抗値はR1 となり、同様に外部電圧VC2又はVC3
印加することによってダイオードD2 又はD3 をオンと
すれば上記終端抵抗値はそれぞれR2 又はR3 となる。
なお上記外部電圧を2つ以上同時に印加することによっ
て、上記抵抗R1 乃至R3 の並列抵抗値をうることも可
能である。なおCは直流カット用のコンデンサである。
【0019】また図3(B)の場合には、外部電圧VC1
を印加することによってダイオードD1 をオンとすれ
ば、上記終端抵抗値はR1 となり、同様に外部電圧VC2
を印加することによってダイオードD2 をオンとすれば
上記終端抵抗値は(R1 +R2 )となる。また該外部電
圧を印加しなければ上記終端抵抗値は(R1 +R2 +R
3 )となる。勿論制御の段数およびそのきざみは、上記
抵抗の抵抗値と数、およびダイオードの数と接続関係な
どを変えることにより、任意に設定することができる。
【0020】次に図4は本発明の他の実施例としての終
端回路の回路構成を示すもので、例えば上記図5におけ
るフィルタFの電源側に接続される直列形ターミネータ
Tのように、線路に直列に接続される終端抵抗の抵抗値
が、ダイオードD1 ,D2 、あるいはD3 に印加される
外部電圧VC1,VC2、あるいはVC3によって可変制御さ
れる。すなわち図4(A)の場合には、外部電圧VC1
印加することによってダイオードD1 をオンとすれば、
上記終端抵抗値はR1となり、同様に外部電圧VC2又は
C3を印加することによってダイオードD2 又はD3
オンとすれば上記終端抵抗値はそれぞれR2 又はR3
なる。この場合も外部電圧を2つ以上同時に印加するこ
とによって上記抵抗R1 乃至R3の並列抵抗値をうるこ
ともできる。また図4(B)の場合には、外部電圧VC1
を印加することによってダイオードD1 をオンとすれば
上記終端抵抗値はR1 となり、また外部電圧VC2を印加
することによってダイオードD2 をオンとすれば上記終
端抵抗値は(R1 +R2 )となる。また該外部電圧を印
加しなければ上記終端抵抗値は(R1 +R2 +R3 )と
なる。
【0021】図10は上記バンドパスフィルタの帯域幅
BWに応じて、上記終端回路における上記ダイオードに
対する印加電圧VC1,VC2、又はVC3などを選択して、
その終端抵抗値が上記所望の抵抗値RO の付近に設定さ
れる状況を示すもので、該帯域幅BWが増大するに伴っ
て該抵抗値RO が該図10に示されるように増大するこ
とにより、該帯域幅が例えばBW1とBW2の間にある
場合には該終端抵抗値をR1 に設定し、同様にしてBW
2とBW3の間にある場合には該抵抗値をR2 に設定
し、更に例えばBW3以上の場合には該抵抗値をR3
設定する。このようにして該フィルタの特性を、上述し
たようなリップルのほとんどないフラットな通過帯域を
有するものとすることができる。
【0022】図14は上記フィルタのフィルタ特性と終
端回路の終端抵抗値とがコントローラによって制御され
る状況を説明するもので、上述したように該フィルタの
可変容量ダイオードに印加される電圧をコントローラC
側で制御することによって、例えば図15中にAおよび
Bで示されるように、該フィルタ(この場合バンドパス
フィルタ)の中心周波数や通過帯域幅を制御することが
できる。
【0023】そして該設定された通過帯域幅に応じて、
該フィルタFからその両側の該終端回路(ターミネー
タ)側をみた終端インピーダンス(この場合、電源側の
終端インピーダンスは電源側の終端回路(ターミネー
タ)T自体の抵抗に電源自体の抵抗RG を含めたものと
なり、負荷側の終端インピーダンスは負荷側の終端回路
(ターミネータ)T自体の抵抗に負荷抵抗RL を含めた
ものとなる)が、それぞれ上記所望の抵抗値RO となる
ように、該コントローラ側から上記終端回路Tにおける
上記ダイオードに印加する制御電圧を選択して、該終端
回路の終端抵抗値を選択的に設定することができる。
【0024】
【発明の効果】本発明によれば、基本フィルタ1個を用
いるのみで、外部から該フィルタに印加する制御信号に
よって、フィルタ特性(バンドパスフィルタの中心周波
数およびその通過帯域幅、あるいはハイパスフィルタ又
はロウパスフィルタのカットオフ周波数)を任意に変更
することができ、しかもフィルタ全体としての形状を小
型化することができる。また本発明によれば、該フィル
タの通過帯域幅などに応じて、該フィルタと結合される
終端回路の終端抵抗値を、該フィルタ特性がリップルの
ないフラットな特性となるように、可変制御することが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の1実施例としてのバンドパスフィルタ
の回路構成図である。
【図2】本発明の1実施例としてのハイパスフィルタと
ロウパスフィルタの回路構成図である。
【図3】本発明の1実施例としての終端回路の回路構成
図である。
【図4】本発明の他の実施例としての終端回路の回路構
成図である。
【図5】図1に示されるバンドパスフィルタの原理説明
図である。
【図6】図5に示されるバンドパスフィルタの中心周波
数が変化する状況を示す図である。
【図7】図5に示されるバンドパスフィルタの帯域幅が
変化する状況を示す図である。
【図8】図5に示される終端回路の抵抗値とバンドパス
フィルタのリップルとの関係を示す図である。
【図9】図5に示される終端回路の抵抗値と、バンドパ
スフィルタのリップルおよび挿入損失との関係を示す図
である。
【図10】バンドパスフィルタの帯域幅に応じて終端抵
抗値が選択される状況を説明する図である。
【図11】可変容量ダイオードへの印加電圧に応じてフ
ィルタのカットオフ周波数が変化する状況を説明する図
である。
【図12】ロウパスフィルタの場合において終端抵抗値
に応じてそのリップル特性が変化する状況を説明する図
である。
【図13】ハイパスフィルタの場合において終端抵抗値
に応じてそのリップル特性が変化する状況を説明する図
である。
【図14】フィルタ特性と終端回路の終端抵抗値とがコ
ントローラによって制御される状況を説明する図であ
る。
【図15】コントローラによってフィルタ特性が制御さ
れる状況を説明する図である。
【符号の説明】
1 ,X2 …圧電振動子 C1 ,C2 ,C3 …可変容量素子 D1 ,D2 ,D3 ,D…可変容量ダイオード又はダイオ
ード R1 ,R2 ,R3 ,R4 ,R5,R…抵抗 F…フィルタ T…終端回路(ターミネータ) VC1,VC2,VC3,VC …制御電圧
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 村石 真弓 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 インダクタンス素子と、線路に直列に接
    続される第1の容量素子と、線路に並列に接続される第
    2の容量素子とをそなえるバンドパスフィルタであっ
    て、該第1および第2の容量素子の少くとも1部がそれ
    ぞれ可変容量ダイオードによって構成され、該各可変容
    量ダイオードに印加する電圧を制御することによって、
    その中心周波数および通過帯域幅が可変制御されること
    を特徴とする可変周波数フィルタ。
  2. 【請求項2】 線路に並列に接続されるインダクタンス
    素子と、線路に直列に接続される容量素子とをそなえる
    ハイパスフィルタであって、該容量素子の少くとも1部
    が可変容量ダイオードによって構成され、該可変容量ダ
    イオードに印加する電圧を制御することによって、その
    カットオフ周波数が可変制御されることを特徴とする可
    変周波数フィルタ。
  3. 【請求項3】 線路に直列に接続されるインダクタンス
    素子と、線路に並列に接続される容量素子とをそなえる
    ロウパスフィルタであって、該容量素子の少くとも1部
    が可変容量ダイオードによって構成され、該可変容量ダ
    イオードに印加する電圧を制御することによって、その
    カットオフ周波数が可変制御されることを特徴とする可
    変周波数フィルタ。
  4. 【請求項4】 請求項1乃至3の何れか1項に記載され
    た可変周波数フィルタと結合される終端回路であって、
    複数の抵抗と、該抵抗の少くとも1つに直列又は並列に
    接続された少くとも1つのダイオードとをそなえ、該ダ
    イオードに電圧を印加して該ダイオードをオン状態とす
    るか否かによって、合成抵抗値としての終端抵抗値が可
    変制御されることを特徴とする終端回路。
JP3222899A 1991-09-03 1991-09-03 可変周波数フイルタと該フイルタに結合される終端回路 Withdrawn JPH0563487A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08321736A (ja) * 1995-05-24 1996-12-03 Nec Corp 可変帯域調整回路
US6018282A (en) * 1996-11-19 2000-01-25 Sharp Kabushiki Kaisha Voltage-controlled variable-passband filter and high-frequency circuit module incorporating same
JP2008093784A (ja) * 2006-10-12 2008-04-24 Disco Abrasive Syst Ltd 切削ブレードの振幅計測装置

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