JPH0572129B2 - - Google Patents

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JPH0572129B2
JPH0572129B2 JP62253488A JP25348887A JPH0572129B2 JP H0572129 B2 JPH0572129 B2 JP H0572129B2 JP 62253488 A JP62253488 A JP 62253488A JP 25348887 A JP25348887 A JP 25348887A JP H0572129 B2 JPH0572129 B2 JP H0572129B2
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JP
Japan
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filter
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JP62253488A
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English (en)
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JPS63103506A (ja
Inventor
Eru Adeisu Jon
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Tektronix Inc
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Tektronix Inc
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Publication date
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Publication of JPS63103506A publication Critical patent/JPS63103506A/ja
Publication of JPH0572129B2 publication Critical patent/JPH0572129B2/ja
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F3/00Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • H03F3/50Amplifiers in which input is applied to, or output is derived from, an impedance common to input and output circuits of the amplifying element, e.g. cathode follower
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03HIMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H11/00Networks using active elements
    • H03H11/02Multiple-port networks
    • H03H11/04Frequency selective two-port networks

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Networks Using Active Elements (AREA)
  • Amplifiers (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は能動フイルタ装置、特に広帯域集積回
路(IC)用の能動フイルタ装置に関する。
〔従来の技術及び発明が解決しようとする問題点〕
IC化回路にはしばしばフイルタを必要とする。
ある場合には斯る回路を作るにはIC外部に固定
のインダクタやコンデンサを用いて構成する必要
がある。この従来構成では高価なハイブリツド回
路技法を必要とし、しかもIC自体に付加インタ
ーフエース回路を設ける必要がある。IC上又は
その外部にある演算増幅器を含む能動フイルタの
場合には、演算増幅器の帯域幅が狭いという欠点
がある。
回路に依つては、多くのフイルタを含み、命令
により選択的にこれを信号路内に挿入する。スイ
ツチング型フイルタの他の問題としては、低周波
利得に差があるという点である。信号路中に次々
とフイルタを挿入すると、その利得差は通過帯域
内の出力信号振幅を変化させるという欠点があつ
た。
従つて、本発明の目的はIC内の能動素子のト
ランジシヨン周波数のかなりの部分を占める帯域
のIC化した能動フイルタを提供することである。
本発明の他の目的は斯るフイルタの簡単な設計
を提供することである。
本発明の更に他の目的は各々同じ低周波利得を
有する多数の能動フイルタを信号路中に切換え挿
入する能動フイルタ装置を提供することである。
本発明の別の目的は、電圧利得が1の能動フイ
ルタ装置を提供することである。
本発明の更に別の目的は、複数の特性のフイル
タを切り替える際に電子スイツチ等を用いること
なく、切り替えが容易にできる能動フイルタ装置
を提供することである。
本発明の更に別の目的は、能動フイルタのエミ
ツタフオロワにより通過信号に生じる位相遅れを
相殺し、位相特性の良好な能動フイルタ装置を提
供することである。
〔問題点を解決するための手段及び作用〕
本発明の能動フイルタは入力信号を所定帯域で
通過させフイルタするフイルタ手段及び通過した
信号をアイソレートしてフイルタ手段に帰還する
フオロワ手段を具えている。通過信号は入力信号
に位相シフトを生じ、フイルタのポールを所望位
置にずらせる。フオロワ手段に結合したブートス
トラツプ手段が設けられ、通過した信号をアイソ
レートしてフオロワ手段に帰還して通過信号に関
するフオロワ手段の容量性効果を低減する。
本発明の一実施例に依ると、フイルタ手段は低
域通過(LP)抵抗コンデンサ(RC)構成であ
り、フオロワ手段はエミツタフオロワである。
本発明の能動フイルタ装置では、本発明による
能動フイルタを複数個信号路両端に接続し、その
うちの1つを選択的に信号路内に挿入する。各能
動フイルタは同じ利得を生じるように設計されて
いるので、信号路内にフイルタを挿入しても出力
信号の通過帯域内では利得変化を生じることがな
い。
〔実施例〕 図は本発明による能動フイルタ装置10の一実
施例を示す。図の左側を参照すると、入力信号電
圧Viを装置10の入力端子12に受ける。この
入力端子12には多数の能動フイルタ(図中では
1つのみを示す)が結合され、これは全通過フイ
ルタ増幅器を含む。このフイルタ増幅器はエミツ
タフオロワ14及びフイルタ段18a−18bと
直列に利得1のバツフア16より成る多(マル
チ)ポール型低域通過フイルタ(LPF)を含ん
でいる。別のフイルタは信号路22と24の延長
で示す如く信号路に並列に結合される。この信号
路22は入力信号Viを伝達し、信号路24は選
択されたフイルタからの出力信号Voを出力端子
25に伝える。後述する如く、一時には信号路に
ただ1つのフイルタのみがスイツチング挿入さ
れ、Viが選択されたフイルタを通り出力Voを生
じる。
多ポール型LPFを更に詳細に検討すると、そ
の初段は利得1(単位利得)のバツフア16より
成り、エミツタフオロワ26のベースに入力信号
を受けてバツフアの出力端28に単位電圧利得で
Viを再現する。バツフア16は主に次段のフイ
ルタ段18a,18bのインピーダンスによる
Viの負荷を防止する作用をする。単位利得はト
ランジスタ30、ダイオード32及び34を含む
ブートストラツプ回路により保証される。トラン
ジスタ30は入力信号をエミツタフオロワ26の
コレクタに印加してエミツタフオロワ26の利得
を改善する。第1ダイオード32は入力電圧信号
のバイアスレベルを持ち上げてフイルタ段の入出
力間の電圧降下を最小にする。第2ダイオード3
4は入力信号電圧のDCバイアス電圧を上方にシ
フトしてトランジスタ30のバイアスを行う。バ
ツフア16の電流は上方電流源29及び下方電流
源35から供給される。電流源29はダイオード
32,34とトランジスタ30のバイアスを行
う。電流源35はバツフア16からの電流路を完
成する。
ノード28の電圧信号はフイルタの為にフイル
タ段18aに流れる。フイルタ18aは抵抗器3
6,38とコンデンサ42,44のRC構成等に
よるフイルタ手段より成る。エミツタフオロワ4
6のベースはRC構成に接続されて通過した信号
を設け、この通過信号をコンデンサ42に帰還す
る。通過信号は入力信号に位相シフトを生じさせ
る。RC構成もまた抵抗器47をコンデンサ44
と直列に含み、エミツタフオロワ46の不完全性
により通過信号に生じる位相遅れを相殺する。
エミツタフオロワ46もまた回路にコレクタ・
ベース接合容量を持ち込み、これがViの振幅を
変化する。このキヤパシタンスの影響を低減して
フイルタ段18aの帯域幅を増加する為に、通過
した入力信号をブートストラツプする手段が設け
られる。この実施例では、ブートストラツプ回路
は、ベースが1対のダイオード52,54を介し
てエミツタフオロワ46のエミツタに結合された
トランジスタ48を有する。トランジスタ48の
エミツタは、エミツタフオロワ46のコレクタに
供給されて通過した入力信号をコレクタに伝達す
る。トランジスタ46のコレクタ信号はベースの
信号と同相であり、コレクタ・ベース接合の容量
を低減する。単位利得のバツフア16と同様に、
トランジスタ48とエミツタフオロワ46によ
り、フイルタ段18aの出力ノード55における
信号電圧に単位電圧利得が与えられる。ダイオー
ド32と同様に、ダイオード54はバイアス電圧
を上方へシフトさせてフイルタ段の入力から出力
への電圧シフトを最小にする。またダイオード3
4と同様に、ダイオード52は電圧信号DCバイ
アス電圧を上方にレベルシフトしてブートストラ
ツプ・トランジスタ48をバイアスする。バツフ
ア16の電流源と同様に、フイルタ段18aの電
流は上方電流源56と下方電流源57とにより供
給される。
ノード55の電圧信号はフイルタ18aと同様
設計の第2フイルタ段18bを介して伝達され
る。抵抗器91,92及び95とコンデンサ93
及び94は抵抗器36,38、コンデンサ42,
44と異なる値として標準フイルタ設計技法によ
りフイルタの周波数特性をあつらえてもよい。主
な相違点はダイオード58の位置である。フイル
タ18aのダイオード54の位置と異なり、ダイ
オード58はフイルタの出力ノード60と第2ダ
イオード62間に結合される。ダイオードのこの
位置は多ポールLPFの出力バイアス電圧を低下
させて、エミツタフオロワ14のそれに合わせ
る。多ポールフイルタの総合利得はエミツタフオ
ロワ14より成る全帯域通過増幅器の低周波利得
と一致する。また、エミツタフオロワ64は出力
信号路24を低インピーダンスとして、この信号
路による多ポールフイルタの負荷を最小にする。
フイルタ段18aと同様に、フイルタ段18bは
上方電流源65と下方電流源66とを有する。
多ポールLPFの電流源は電流源駆動回路(ド
ライバ)67−68で駆動される。ドライバ67
は夫々単位利得バツフア16及びフイルタ18
a,18bの上方電流源29,56及び65にベ
ース電流を供給する。他方、ドライバ68はベー
ス電流を夫々下方電流源35,57及び66に供
給する。電流ドライバ68は信号入力70により
選択的にイネーブルされる。信号入力70は多ポ
ールフイルタを選択する為のデジタルスイツチン
グ信号を受ける。スイツチング信号が高レベルで
あると、正確な直流電流が入力70に流れ、電流
ドライバ67をイネーブルすると共にフイルタを
選択する。電流ドライバ68は電流ドライバ67
を制御する。電流ドライバ68がデイスエーブル
されると、下方電流源35,57及び66もデイ
スエーブルされて多ポールフイルタはオフにスイ
ツチングされる。プルダウン抵抗器72により多
ポールフイルタが選択されないとき、下方電流源
トランジスタのベース・エミツタ接合が順バイア
スされないようにする。しかし、電流ドライバ6
7は抵抗器74を流れる漏洩電流の為に完全には
オフとならない。この電流はドライバ67のベー
ス電流をセツトアツプして、上方電流源29,5
6及び65に伝達される。上方電流源29からの
電流は、エミツタフオロワ26のコレクタ電圧を
接地から固定電圧だけ上にクランプするダイオー
ド76を介して流れる。この電圧はエミツタフオ
ロワ26のコレクタ・ベース接合を逆バイアス
し、これによりエミツタフオロワ26が入力信号
路22に負荷されないようにする。
エミツタフオロワ14より成る全帯域増幅器は
入力信号のほぼ全周波数帯域成分をフイルタ装置
10の出力端子25に通過させる。エミツタフオ
ロワ14は電流源78のイネーブリングで選択さ
れ、エミツタフオロワをバイアスする。電流源7
8は全帯域通過増幅器を選択するデジタルスイツ
チング信号を受ける信号入力82で選択的にイネ
ーブルされる。スイツチング信号が論理高レベル
であれば、電流源78がイネーブルされる。全帯
域通過増幅器はまたプルアツプ抵抗器83を含ん
でおり、エミツタフオロワ14のエミツタ電圧を
プルアツプし且つエミツタフオロワ14が選択さ
れないときはそのベース・エミツタ接合を逆バイ
アスする。
装置全体の動作を説明する。フイルタ装置10
のフイルタ群の1つが選択されて、入力端子12
から出力端子25への入力信号をフイルタする。
入力信号電圧とエミツタフオロワ14,26等の
バイアスの為に、選択されたフイルタの出力電圧
信号は信号路24の電圧に対して負電圧である。
もし多ポールフイルタが選択されないと、その出
力電圧は信号路24に対して正になり、その値は
フイルタ段18aでは電流源56とエミツタフオ
ロワ46により設定され、フイルタ段18bでは
電流源65とエミツタフオロワ64により設定さ
れる。エミツタフオロワ14から成る全帯域通過
増幅器では、増幅器の出力電圧は接地レベルとな
り、これは信号路24の電圧に対してまだ正であ
る。選択されなかつたフイルタをアイソレートす
る為に、スイツチングダイオード84が全帯域増
幅器に結合され、またスイツチングダイオード8
6が多ポールLFPに結合されている。これらダ
イオード84,86は電流源88によりバイアス
されている。1つのフイルタが選択されると、ス
イツチングダイオードのカソード電圧が下がり、
電流源88が各ダイオードを順バイアスされて電
圧信号がダイオードを介して信号路24に通過す
る。フイルタが選択されないと、ダイオードのカ
ソード電位が出力信号路24の電圧以上に上昇す
る。この高電圧がスイツチングダイオードをオフ
としてフイルタをもオフとする。
〔発明の効果〕
上述の如く本発明による能動フイルタ装置によ
ると入力信号を受動(RC)フイルタ素子に入力
してその出力をブートストラツプ構成の能動素子
を含むフオロワ手段でアイソレートすると共にリ
アクテイブ素子Cを介してフイルタ素子へ帰還す
る構成としている。従つて、入出力間のDC及び
直流利得は1であり、またブートストラツプ構成
によりフオロワ手段のエミツタフオロワ入力トラ
ンジスタのベース・コレクタ接合容量がフイルタ
素子に与える影響を最小にすることにより高精度
高安定の能動フイルタが得られる。斯る能動フイ
ルタを多段構成(即ち縦続接続)とすることによ
り所望のフイルタ特性が得られる。更に、入出力
間に複数の能動フイルタを並列接続して、その能
動フイルタのエミツタフオロワの電流源を選択的
に動作させることにより、複数のフイルタ特性が
容易に選択可能である。更にまた、エミツタフオ
ロワ等の広帯域または全帯域通過増幅器と組合せ
使用することにより広帯域或いはLPFの選択が
可能となり、例えば広帯域オシロスコープの垂直
又はトリガ増幅回路に使用してその周波数帯域を
選択する所謂BANDWIDTH LIMIT回路に使用
することが可能である。また回路全体をIC化す
ることが可能である。また、能動フイルタのエミ
ツタフオロワにより通過信号に生じる位相遅れを
相殺し、位相特性の良好な能動フイルタ装置を提
供することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による能動フイルタ装置の一実
施例の回路図である。 38,47,44,92,94,96……フイ
ルタ素子、46,48,52,54,56,5
7,63,64,62,58,65,66……フ
オロワ手段、42,93……リアクタンス素子、
16……バツフア段増幅器、18a,18b……
フイルタ段。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 入力信号の通過帯域を選択する受動フイルタ
    と、該受動フイルタの出力側に接続され上記受動
    フイルタを出力端子から分離すると共に、通過信
    号を上記受動フイルタの一部を形成するリアクタ
    ンス素子を介して上記受動フイルタに帰還するブ
    ートストラツプ構成のフオロワ手段と、該フオロ
    ワ手段を差動させるために上記フオロワ手段に接
    続された電流源とで各々が構成される複数のフイ
    ルタ特性の異なつた能動フイルタを、入力端子及
    び出力端子間に並列に接続して成り、 上記電流源を選択的に作動させることにより、
    上記フオロワ手段を選択的に作動させて異なるフ
    イルタ特性を選択できるようにしたことを特徴と
    する能動フイルタ装置。 2 特許請求の範囲第1項記載の能動フイルタ装
    置において、上記受動フイルタは、上記入力端子
    及び上記フオロワ手段の入力端間に直列接続され
    た第1及び第2抵抗と、該第1及び第2抵抗の接
    続点に上記通過信号を帰還する上記リアクタンス
    素子としての第1コンデンサと、上記フオロワ手
    段の入力端及び基準電位源間に直列接続された第
    3抵抗及び第2コンデンサとを有し、上記第3抵
    抗は上記フオロワ手段による出力信号の位相遅れ
    を補償することを特徴とする能動フイルタ装置。
JP62253488A 1986-10-10 1987-10-07 能動フィルタ装置 Granted JPS63103506A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US917,626 1978-06-21
US06/917,626 US4713627A (en) 1986-10-10 1986-10-10 Active filter with bootstrapping

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS63103506A JPS63103506A (ja) 1988-05-09
JPH0572129B2 true JPH0572129B2 (ja) 1993-10-08

Family

ID=25439074

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP62253488A Granted JPS63103506A (ja) 1986-10-10 1987-10-07 能動フィルタ装置

Country Status (4)

Country Link
US (1) US4713627A (ja)
EP (1) EP0264161B1 (ja)
JP (1) JPS63103506A (ja)
DE (1) DE3782800T2 (ja)

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Also Published As

Publication number Publication date
JPS63103506A (ja) 1988-05-09
EP0264161B1 (en) 1992-11-25
DE3782800D1 (de) 1993-01-07
EP0264161A2 (en) 1988-04-20
US4713627A (en) 1987-12-15
EP0264161A3 (en) 1989-01-04
DE3782800T2 (de) 1993-06-17

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