JPH06252704A - Active filter - Google Patents

Active filter

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JPH06252704A
JPH06252704A JP3865793A JP3865793A JPH06252704A JP H06252704 A JPH06252704 A JP H06252704A JP 3865793 A JP3865793 A JP 3865793A JP 3865793 A JP3865793 A JP 3865793A JP H06252704 A JPH06252704 A JP H06252704A
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JP
Japan
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filter
frequency
circuit
information
division ratio
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Application number
JP3865793A
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Japanese (ja)
Inventor
Satoru Taniguchi
悟 谷口
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Kobe Steel Ltd
Original Assignee
Kobe Steel Ltd
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Publication date
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Publication of JPH06252704A publication Critical patent/JPH06252704A/en
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Abstract

PURPOSE:To improve the stability of a frequency characteristic against an environmental change and a secular change. CONSTITUTION:The filter is formed by externally mounting required resistors R3-R6 and a capacitor C3 to a filter forming IC 21 having a state variable type filter circuit section formed by connecting a summing amplifier circuit and a switched capacitor filter circuit in cascade. The frequency characteristic is decided by a clock pulse executing switching control of the switched capacitor filter circuit. The clock pulse is generated by frequency-dividing a reference pulse generated by a crystal oscillator 3 at a preset frequency division ratio at a frequency divider 4 to improve the stability of a frequency characteristic against an environmental change and a secular change.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、アクティブ・フィルタ
の構成に係り、特にスイッチト・キャパシタを用いたス
イッチト・キャパシタ・フィルタの構成に関するもので
ある。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a structure of an active filter, and more particularly to a structure of a switched capacitor filter using a switched capacitor.

【0002】[0002]

【従来の技術】図8は、従来のアクティブ・フィルタの
回路構成図である。同図に示すアクティブ・フィルタ
は、ローパスフィルタ11とハイパスフィルタ12とを
縦続接続して構成したバンドパスフィルタである。上記
ローパスフィルタ11は、スイッチト・キャパシタを用
いたアクティブ・フィルタ構成用のIC13に所定の固
定抵抗R5、半固定抵抗R4,R6、コンデンサC3及
びパルス発生回路14を外部接続して構成されている。
なお、抵抗R3は、入力抵抗である。
2. Description of the Related Art FIG. 8 is a circuit diagram of a conventional active filter. The active filter shown in the figure is a bandpass filter configured by connecting a lowpass filter 11 and a highpass filter 12 in cascade. The low-pass filter 11 is configured by externally connecting a predetermined fixed resistor R5, semi-fixed resistors R4 and R6, a capacitor C3, and a pulse generation circuit 14 to an IC 13 for forming an active filter using a switched capacitor. .
The resistor R3 is an input resistor.

【0003】パルス発生回路14は、インバータ14
1、可変抵抗R1及びコンデンサC5からなり、該可変
抵抗R1とコンデンサC5とで定まる時定数τ1=R1
・C5により出力パルスの周波数f1が決定されてい
る。
The pulse generation circuit 14 includes an inverter 14
1, a variable resistor R1 and a capacitor C5, and a time constant τ1 = R1 determined by the variable resistor R1 and the capacitor C5.
The frequency f1 of the output pulse is determined by C5.

【0004】上記フィルタ構成用IC13は3種の出力
端子LP,HP,BPを有し、各出力端子からそれぞれ
ローパス出力、ハイパス出力及びバンドパス出力が得ら
れるようになっている。各出力の遮断周波数及び中心周
波数はCLK端子から外部入力されるクロック周波数f
1〔Hz〕と外部抵抗R4,R6,R8,R10等とによ
り決定され、ローパスフィルタ11の遮断周波数F1
は、 F1=f1√(R4/R6)/100 〔Hz〕 で表わされる。
The filter configuration IC 13 has three types of output terminals LP, HP and BP, and low-pass output, high-pass output and band-pass output can be obtained from the respective output terminals. The cutoff frequency and center frequency of each output are the clock frequency f externally input from the CLK terminal.
1 [Hz] and the external resistors R4, R6, R8, R10, etc., and the cutoff frequency F1 of the low-pass filter 11 is determined.
Is expressed by F1 = f1√ (R4 / R6) / 100 [Hz].

【0005】上記ハイパスフィルタ12も上記ローパス
フィルタ11と同様に、フィルタ構成用IC13に所定
の固定抵抗R9、半固定抵抗R8,R10、コンデンサ
C4及びパルス発生回路15を外部接続して構成されて
いる。なお、ローパスフィルタ11のローパス出力は抵
抗R7を介してハイパスフィルタ12の入力端子INV
に入力されている。
Like the low-pass filter 11, the high-pass filter 12 is also constructed by externally connecting a predetermined fixed resistor R9, semi-fixed resistors R8 and R10, a capacitor C4, and a pulse generation circuit 15 to the filter constituting IC 13. . The low-pass output of the low-pass filter 11 is input to the input terminal INV of the high-pass filter 12 via the resistor R7.
Has been entered in.

【0006】パルス発生回路15もインバータ151、
可変抵抗R2及びコンデンサC6により上記パルス回路
13と同様の構成で構成され、可変抵抗R2とコンデン
サC6とで定まる時定数τ2=R2・C6により出力パ
ルスの周波数f2が決定されている。そして、ハイパス
フィルタ12の遮断周波数F2は、 F2=f2√(R8/R10)/100 〔Hz〕 で表され、バンドパスフィルタのフィルタ特性は、可変
抵抗R1及びR2により両遮断周波数F1,F2を調整
して行われている。
The pulse generation circuit 15 is also an inverter 151,
The variable resistor R2 and the capacitor C6 have the same configuration as the pulse circuit 13, and the frequency f2 of the output pulse is determined by the time constant τ2 = R2 · C6 determined by the variable resistor R2 and the capacitor C6. The cut-off frequency F2 of the high-pass filter 12 is expressed by F2 = f2√ (R8 / R10) / 100 [Hz], and the filter characteristic of the band-pass filter is that the cut-off frequencies F1 and F2 are set by the variable resistors R1 and R2. It is being coordinated.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】上記従来のアクティブ
・フィルタでは、可変抵抗R1及びコンデンサC5によ
り決定される時定数τ1と可変抵抗R2及びコンデンサ
C6により決定される時定数τ2とによりフィルタ特性
が決定されており、可変抵抗R1,R2及びコンデンサ
C5,C62のバラツキによりフィルタ特性が大きく影
響を受け、フィルタ間の特性バラツキが大きくなる欠点
がある。また、可変抵抗R1,R2及びコンデンサC
5,C6の経時変化によりフィルタ特性が容易に変化
し、高い信頼性を得ることが困難である。
In the above conventional active filter, the filter characteristic is determined by the time constant τ1 determined by the variable resistor R1 and the capacitor C5 and the time constant τ2 determined by the variable resistor R2 and the capacitor C6. However, there is a drawback that the filter characteristics are greatly affected by the variations of the variable resistors R1 and R2 and the capacitors C5 and C62, and the variations in the characteristics between the filters become large. Also, the variable resistors R1 and R2 and the capacitor C
It is difficult to obtain high reliability because the filter characteristics easily change due to the changes of 5 and C6 with time.

【0008】また、可変抵抗R1又はR2を調整するこ
とによりフィルタ特性の調整や異なるフィルタ特性に変
更することも可能であるが、調整のための別の装置が必
要になるとともに、長時間の調整時間を要し、実用的で
ない。
It is also possible to adjust the filter characteristic or change to a different filter characteristic by adjusting the variable resistor R1 or R2, but another device for adjustment is required and the adjustment for a long time is required. It takes time and is not practical.

【0009】本発明は、上記課題に鑑みてなされたもの
であり、安定かつ高精度のフィルタ特性を有するアクテ
ィブ・フィルタを提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide an active filter having stable and highly accurate filter characteristics.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は、
加算増幅回路とスイッチト・キャパシタ・フィルタ回路
とを縦続接続してなる状態変数型フィルタ部と、基準パ
ルスを発生する水晶発振部と、上記水晶発振部で発生さ
れた基準パルスを予め設定された分周比で分周して上記
スイッチト・キャパシタ・フィルタ回路のスイッチング
制御を行うためのクロックパルスを生成する分周部とか
らなるものである。
The invention according to claim 1 is
A state variable type filter unit in which a summing amplifier circuit and a switched capacitor filter circuit are connected in series, a crystal oscillation unit that generates a reference pulse, and a reference pulse generated by the crystal oscillation unit is preset. And a frequency division section for generating a clock pulse for performing switching control of the above-mentioned switched capacitor filter circuit by frequency division by a frequency division ratio.

【0011】また、請求項2記載の発明は、上記アクテ
ィブ・フィルタにおいて、上記分周比を設定する分周比
設定手段を備えたものである。
According to the second aspect of the present invention, the active filter is provided with frequency division ratio setting means for setting the frequency division ratio.

【0012】なお、上記分周比設定手段は、入力情報を
予め設定された論理式に基づき該入力情報より桁数の大
きい情報に変換して出力する情報変換手段と、上記入力
情報を設定する複数個のスイッチとから構成するとよ
い。
The frequency division ratio setting means sets the input information and the information converting means for converting the input information into information having a digit number larger than the input information based on a preset logical expression and outputting the information. It may be composed of a plurality of switches.

【0013】[0013]

【作用】請求項1記載の発明によれば、状態変数型フィ
ルタ部で形成されるフィルタ回路の遮断周波数はスイッ
チト・キャパシタ・フィルタ回路のスイッチング制御を
行うためのクロックパルスの周波数により決定される。
上記クロックパルスは、水晶発振部で発生した基準パル
スを所定の分周比で分周して生成され、環境特性や経時
変化に対して安定した周波数特性を有し、上記フィルタ
回路の周波数特性の精度及び安定性も向上する。
According to the first aspect of the present invention, the cutoff frequency of the filter circuit formed by the state variable filter section is determined by the frequency of the clock pulse for performing the switching control of the switched capacitor filter circuit. .
The clock pulse is generated by dividing the reference pulse generated in the crystal oscillating unit by a predetermined division ratio, has a stable frequency characteristic with respect to environmental characteristics and aging, and has a frequency characteristic of the filter circuit. Accuracy and stability are also improved.

【0014】請求項2記載の発明によれば、設定された
分周比によりクロックパルスの周波数が決定され、これ
によりフィルタ回路の周波数特性も決定される。
According to the second aspect of the invention, the frequency of the clock pulse is determined by the set frequency division ratio, and thus the frequency characteristic of the filter circuit is also determined.

【0015】請求項3記載の発明によれば、状態設定ス
イッチで設定入力された入力情報は、情報変換手段によ
り予め設定された論理式に基づき該入力情報より桁数の
大きい情報に変換されて出力される。この出力情報は分
周比情報として分周部に入力され、少ない情報量で所望
の分周比の設定が可能となる。
According to the third aspect of the present invention, the input information set and input by the state setting switch is converted into information having a larger number of digits than the input information based on the logical expression preset by the information converting means. Is output. This output information is input to the frequency division unit as frequency division ratio information, and a desired frequency division ratio can be set with a small amount of information.

【0016】[0016]

【実施例】図1は、本発明に係るアクティブ・フィルタ
の第1実施例の回路構成図である。また、図2は、上記
アクティブ・フィルタに適用される汎用フィルタICの
等価回路を示す図である。
1 is a circuit configuration diagram of a first embodiment of an active filter according to the present invention. 2 is a diagram showing an equivalent circuit of a general-purpose filter IC applied to the active filter.

【0017】同図に示すアクティブ・フィルタ1は、外
部入力されるクロックパルスによりフィルタ特性が制御
可能な汎用フィルタ部2と上記クロックパルスを生成す
るための基準パルスを発生する水晶振動子を用いた水晶
発振器3と該水晶発振器3から出力された基準パルスを
分周して所望のクロックパルスを生成する分周器4とか
ら構成されたバンドパスフィルタである。
The active filter 1 shown in the figure uses a general-purpose filter section 2 whose filter characteristics can be controlled by a clock pulse input externally and a crystal oscillator which generates a reference pulse for generating the clock pulse. It is a bandpass filter composed of a crystal oscillator 3 and a frequency divider 4 that divides a reference pulse output from the crystal oscillator 3 to generate a desired clock pulse.

【0018】上記汎用フィルタ部2は、スイッチト・キ
ャパシタを用いた汎用フィルタIC(Integrated Circu
it)21に所要の抵抗R3〜R6及びコンデンサC3を
外部接続して構成されている。汎用フィルタIC21
は、加算器211及びスイッチト・キャパシタを用いた
積分器212,213を縦続接続させてなる状態変数型
フィルタの構成回路を有し、ローパス、ハイパス及びバ
ンドパスの基本的な3種類のフィルタ関数出力LP,H
P,BPが出力可能になっている。214,215はス
イッチト・キャパシタで、積分器212,213の時定
数を決定するための等価抵抗を形成するものである。
The general-purpose filter section 2 is a general-purpose filter IC (Integrated Circu) using a switched capacitor.
It) 21 is formed by externally connecting required resistors R3 to R6 and a capacitor C3. General-purpose filter IC21
Has a configuration circuit of a state variable type filter in which an adder 211 and integrators 212 and 213 using switched capacitors are connected in series, and three basic filter functions of low pass, high pass and band pass are provided. Output LP, H
P and BP can be output. Reference numerals 214 and 215 denote switched capacitors, which form equivalent resistances for determining the time constants of the integrators 212 and 213.

【0019】スイッチト・キャパシタ214は、FET
等からなる一対のスイッチング素子S1a,S1bから
なるスイッチS1とコンデンサC1とから構成され、ス
イッチング素子S1a,S1bはそれぞれCLK端子か
ら外部入力されるクロックパルスにより互いに反対の状
態となるようにオン・オフ制御されるようになってい
る。このスイッチング制御によりスイッチング素子S1
aのオン期間(スイッチング素子S1bはオフ期間)に
コンデンサC1に充電された充電電荷は、スイッチング
素子S1aがオフ期間(スイッチング素子S1bはオン
期間)にオペアンプOP1の反転入力に放電され、この
充放電をクロックパルスの周期で行うことにより入力信
号がオペアンプOP1に入力される。なお、スイッチト
・キャパシタ215は、FET等からなる一対のスイッ
チング素子S2a,S2bからなるスイッチS2とコン
デンサC2とから構成され、スイッチト・キャパシタ2
14と同様の動作及び機能を行う。
The switched capacitor 214 is a FET
The switch S1 is composed of a pair of switching elements S1a and S1b and the capacitor C1. The switching elements S1a and S1b are turned on / off so that they are in mutually opposite states by a clock pulse externally input from the CLK terminal. It is controlled. By this switching control, the switching element S1
The charge charged in the capacitor C1 during the ON period of a (the switching element S1b is the OFF period) is discharged to the inverting input of the operational amplifier OP1 during the OFF period of the switching element S1a (the ON period of the switching element S1b), and this charge / discharge is performed. Is performed in the cycle of the clock pulse, the input signal is input to the operational amplifier OP1. The switched capacitor 215 includes a switch S2 including a pair of switching elements S2a and S2b including FETs and a capacitor C2.
The same operation and function as 14 are performed.

【0020】そして、バンドパスフィルタ1の中心周波
数F0は、上記クロックパルスの周波数f1に直接依存
し、F0=f1/100で表される。
The center frequency F0 of the bandpass filter 1 directly depends on the frequency f1 of the clock pulse and is represented by F0 = f1 / 100.

【0021】なお、上記抵抗R3は入力抵抗、INV端
子とBP端子間に接続された抵抗R5及びINV端子と
LP端子間に接続されたコンデンサC3はフィルタのQ
(先鋭度)及びゲイン等の特性を調整するためのもので
ある。
The resistor R3 is an input resistor, the resistor R5 connected between the INV terminal and the BP terminal and the capacitor C3 connected between the INV terminal and the LP terminal are the Q of the filter.
It is for adjusting characteristics such as (sharpness) and gain.

【0022】上記分周器4は、8桁のプログラマブルダ
ウンカウンタ41で構成されている。ダウンカウンタ4
1の入力端子J0〜J7はカウント値を設定する入力端
子で、抵抗アレイ42を介してプルアップされ、スイッ
チ43により状態が反転されるようになっている。分周
比Nは、2進数NBに変換して上記スイッチ43を操作
することにより入力される。例えばN=64の場合、N
B=1000000となるから、「0」に対応するJ2
〜J7の桁のスイッチをオン状態にすると、カウント値
N=64が設定される。
The frequency divider 4 is composed of an 8-digit programmable down counter 41. Down counter 4
The input terminals J0 to J7 of 1 are input terminals for setting the count value, which are pulled up through the resistor array 42 and the state is inverted by the switch 43. The frequency division ratio N is input by converting it into a binary number N B and operating the switch 43. For example, when N = 64, N
B = 1,000,000, so J2 corresponding to "0"
The count value N = 64 is set when the switches for the digits J7 to J7 are turned on.

【0023】なお、上記スイッチ43は、好ましくはD
IPスイッチやDIP型ロータリースイッチで構成する
とよいが、分周比Nが固定の場合は、例えばプリント基
板上の上記スイッチ43に相当する部分にジャンパピン
を設けてダウンカウンタ41に所定の設定値NBを設定
するようにしてもよい。
The switch 43 is preferably D
It may be configured by an IP switch or a DIP type rotary switch. However, when the frequency division ratio N is fixed, for example, a jumper pin is provided at a portion corresponding to the switch 43 on the printed circuit board so that the down counter 41 has a predetermined set value N. B may be set.

【0024】ダウンカウンタ41は、水晶発振器3から
入力される基準パルスをカウントダウンし、カウント値
が0になると、パルス信号を出力するとともに、カウン
ト値を初期設定値に設定する。そして、この動作を繰り
返すことにより基準パルスの周波数f0を分周比Nで分
周した分周周波数f0/N(=f1)のクロックパルス
を出力する。このクロックパルスは、上記汎用フィルタ
IC21のCLK端子に入力される。これによりバンド
パスフィルタ1の中心周波数F0は、F0=f0/(1
00N)となり、分周比Nを変更することにより所望の
フィルタ特性を有するバンドパスフィルタを簡単に得る
ことができる。
The down counter 41 counts down the reference pulse input from the crystal oscillator 3, and when the count value becomes 0, outputs a pulse signal and sets the count value to an initial setting value. Then, by repeating this operation, the frequency f0 of the reference pulse is divided by the division ratio N to output the clock pulse of the divided frequency f0 / N (= f1). This clock pulse is input to the CLK terminal of the general-purpose filter IC 21. As a result, the center frequency F0 of the bandpass filter 1 is F0 = f0 / (1
00N), the bandpass filter having desired filter characteristics can be easily obtained by changing the frequency division ratio N.

【0025】例えばボイラや工業用炉のバーナ炎の監視
装置においては、150〜960Hzの燃焼音を抽出して
燃焼状態を監視する方法が知られているが、かかる監視
装置に上記バンドパスフィルタ1を適用する場合、発振
周波数6.144MHzの水晶発振器3を用い、分周器4
の分周比Nを1/64〜1/410の範囲で可変するよ
うにするとよい。
For example, in a burner flame monitoring device for a boiler or an industrial furnace, there is known a method of monitoring combustion state by extracting combustion sound of 150 to 960 Hz. When applying, the crystal oscillator 3 with an oscillation frequency of 6.144 MHz is used and the frequency divider 4
It is advisable to change the frequency division ratio N in the range of 1/64 to 1/410.

【0026】上記のように、スイッチト・キャパシタを
用いた汎用フィルタ部2のフィルタ特性を制御するクロ
ックパルスを水晶発振器3と分周器4とにより生成する
ようにしているので、従来のRC発振器で生成されるク
ロックパルスを用いたものよりもフィルタ特性の精度及
び環境変化に対する安定性を格段に向上させることが可
能となる。
As described above, since the clock pulse for controlling the filter characteristic of the general-purpose filter unit 2 using the switched capacitor is generated by the crystal oscillator 3 and the frequency divider 4, the conventional RC oscillator is used. It is possible to significantly improve the accuracy of the filter characteristics and the stability against environmental changes, as compared with the case of using the clock pulse generated in Step 1.

【0027】図3は、本発明に係るアクティブ・フィル
タの第2実施例の回路構成図である。第2実施例は、ロ
ーパスフィルタとハイパスフィルタとを組み合わせてバ
ンドパスフィルタを構成したものである。そして、図3
は、図1において、バンドパスフィルタ用の汎用フィル
タ部2をバンドパスフィルタ用の汎用フィルタ部5に置
き換えたものである。
FIG. 3 is a circuit configuration diagram of a second embodiment of the active filter according to the present invention. In the second embodiment, a bandpass filter is constructed by combining a lowpass filter and a highpass filter. And FIG.
In FIG. 1, the general-purpose filter unit 2 for bandpass filter is replaced with the general-purpose filter unit 5 for bandpass filter.

【0028】汎用フィルタ部5は上記汎用フィルタ部2
と同一構成のローパスフィルタ用の汎用フィルタ部51
とハイパスフィルタ用の汎用フィルタ部52とを縦続接
続したものである。汎用フィルタ部51のLP端子から
出力されるローパス出力は抵抗R7を介して汎用フィル
タ部52のINV端子に入力され、汎用フィルタ部52
のHP端子からフィルタ出力が取り出されている。ま
た、汎用フィルタ部5152のCLK端子には、分周器
4から出力されるクロックパルスが入力されている。
The general-purpose filter unit 5 is the general-purpose filter unit 2 described above.
General-purpose filter unit 51 for low-pass filter having the same configuration as
And a general-purpose filter section 52 for high-pass filter are connected in cascade. The low-pass output output from the LP terminal of the general-purpose filter unit 51 is input to the INV terminal of the general-purpose filter unit 52 via the resistor R7, and the general-purpose filter unit 52
The filter output is taken out from the HP terminal of. The clock pulse output from the frequency divider 4 is input to the CLK terminal of the general-purpose filter unit 5152.

【0029】なお、汎用フィルタ部52における抵抗R
8,R9,R10及びコンデンサC4は、上記抵抗R
4,R5,R6及びコンデンサC3に対応するもので、
ハイパスフィルタのフィルタ特性に応じた所定の抵抗値
と容量値とが設定されている。
The resistance R in the general-purpose filter section 52 is
8, R9, R10 and the capacitor C4 are the resistors R
It corresponds to 4, R5, R6 and capacitor C3,
Predetermined resistance values and capacitance values are set according to the filter characteristics of the high-pass filter.

【0030】第2実施例では、ローパスフィルタとハイ
パスフィルタのクロックパルスを共用し、同一のクロッ
クパルスでローパスフィルタの遮断周波数F0Lとハイ
パスフィルタの遮断周波数F0Hとを設定するようにし
ているので、F0L≒F0Hとなり、狭帯域の帯域通過フ
ィルタを得ることができる。
In the second embodiment, the clock pulses of the low-pass filter and the high-pass filter are shared, and the cut-off frequency F0 L of the low-pass filter and the cut-off frequency F0 H of the high-pass filter are set by the same clock pulse. , F0 L ≈F0 H , and a narrow band pass filter can be obtained.

【0031】また、2段構成にしているので、1段構成
の第1実施例と比較して減衰特性が改善される。例えば
Q値が1の場合、1段構成のフィルタの減衰特性がオク
ターブ当たり−20dBとすると、2段構成のフィルタ
ではオクターブ当たり−40dBの減衰特性を得ること
が可能となる。
Further, since the two-stage configuration is adopted, the damping characteristic is improved as compared with the first embodiment having the one-stage configuration. For example, if the Q value is 1, and the attenuation characteristic of the filter of the one-stage configuration is -20 dB per octave, the attenuation characteristic of -40 dB per octave can be obtained with the filter of the two-stage configuration.

【0032】図4は、本発明に係るアクティブ・フィル
タの第3実施例の回路構成図である。第3実施例は、第
2実施例におけるハイパスフィルタの遮断周波数F0H
とローパスフィルタの遮断周波数F0Lとを異ならせ、
所望の帯域が得られるようにしたものである。そして、
図4は、図3において、分周器6を追加するとともに、
分周器4に換えて該分周器6から出力されるクロックパ
ルスをハイパスフィルタ用の汎用フィルタ部52へ入力
するようにしたものである。なお、水晶発振器3から出
力される基準パルスは、分周器6にも入力されている。
FIG. 4 is a circuit configuration diagram of a third embodiment of the active filter according to the present invention. In the third embodiment, the cutoff frequency F0 H of the high pass filter in the second embodiment is used.
And the cut-off frequency F0 L of the low-pass filter are made different,
This is to obtain a desired band. And
4 is the same as FIG. 3 except that the frequency divider 6 is added.
Instead of the frequency divider 4, the clock pulse output from the frequency divider 6 is input to the general-purpose filter unit 52 for high-pass filter. The reference pulse output from the crystal oscillator 3 is also input to the frequency divider 6.

【0033】分周器4,6の各分周比をそれぞれN1,
N2とし、各出力信号の周波数をf1,f2とすると、
遮断周波数F0L,F0Hは、F0L=f0/(100N
1)、F0H=f0/(100N2)となり、通過帯域
ΔF=(F0H−F0L)のバンドパスフィルタが簡単に
得られる。
The frequency division ratios of the frequency dividers 4 and 6 are respectively set to N1,
N2 and the frequencies of the output signals are f1 and f2,
The cutoff frequencies F0 L and F0 H are F0 L = f0 / (100N
1), F0 H = f0 / (100N2), and a bandpass filter with a pass band ΔF = (F0 H −F0 L ) can be easily obtained.

【0034】図5は、本発明に係るアクティブ・フィル
タの第4実施例の回路構成図である。図5は、図1にお
いて、抵抗アレイ42及びスイッチ43に換えてプログ
ラマブルロジックデバイス7、抵抗アレイ71及びスイ
ッチ72によりプログラマブルダウンカウンタ41のカ
ウント値設定手段を構成したものである。なお、スイッ
チ7は、スイッチ43と同様、DIPスイッチやDIP
型ロータリースイッチで構成するとよい。
FIG. 5 is a circuit configuration diagram of a fourth embodiment of the active filter according to the present invention. In FIG. 5, the programmable logic device 7, the resistor array 71 and the switch 72 in place of the resistor array 42 and the switch 43 in FIG. 1 constitute a count value setting means of the programmable down counter 41. The switch 7 is a DIP switch or a DIP switch, like the switch 43.
Type rotary switch is recommended.

【0035】プログラマブルロジックデバイス7には、
4ビットの情報を所定の8ビットの情報に変換するロジ
ック回路が設けられており、スイッチ72により設定さ
れた4ビットの情報を上記ロジック回路にプログラミン
グされた論理式に従って所定の8ビットの情報(カウン
ト値)に変換してプログラマブルダウンカウンタ41の
データ入力端子J0〜J7に出力する。プログラマブル
ダウンカウンタ41は、上述したように、設定されたカ
ウント値に基づき水晶発振器3から入力された基準パル
スを分周して汎用フィルタ部2のCLK端子に出力す
る。
The programmable logic device 7 includes
A logic circuit for converting 4-bit information into predetermined 8-bit information is provided, and the 4-bit information set by the switch 72 is converted into predetermined 8-bit information (according to the logical expression programmed in the logic circuit). It is converted into a count value) and output to the data input terminals J0 to J7 of the programmable down counter 41. As described above, the programmable down counter 41 frequency-divides the reference pulse input from the crystal oscillator 3 based on the set count value and outputs the divided reference pulse to the CLK terminal of the general-purpose filter unit 2.

【0036】第4実施例では、ユーザーが所望の論理式
を実現するロジック回路を任意に構成し得るので、該ロ
ジック回路のみを変更することにより簡単にフィルタの
中心周波数F0を変更することができる利点がある。
In the fourth embodiment, the user can arbitrarily configure a logic circuit that realizes a desired logical expression. Therefore, the center frequency F0 of the filter can be easily changed by changing only the logic circuit. There are advantages.

【0037】ところで、上記実施例では、分周器4の分
周比Nの設定をスイッチ43,72で行うようにしてい
たが、図6及び図7に示すように、マイクロコンピュー
タ等からなる制御部から出力される4ビット若しくは8
ビットの制御信号により行うようにしてもよい。このよ
うにすると、リアルタイムでアクティブ・フィルタ1の
中心周波数F0を自在に制御することができ、より複雑
なフィルタ特性の制御が可能となる。
By the way, in the above embodiment, the frequency division ratio N of the frequency divider 4 is set by the switches 43 and 72. However, as shown in FIGS. 4 bits or 8 output from the section
It may be performed by a bit control signal. In this way, the center frequency F0 of the active filter 1 can be freely controlled in real time, and more complicated filter characteristics can be controlled.

【0038】[0038]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
スイッチト・キャパシタ・フィルタ回路を用いた状態変
数型フィルタ部で構成されるフィルタ回路の遮断周波数
若しくは中心周波数を決定するクロックパルスを水晶発
振部で発生した基準パルスを分周して生成するようにし
たので、極めて安定したクックパルスが得られ、フィル
タ特性の環境変化や経時変化に対する安定性が向上す
る。
As described above, according to the present invention,
Generate a clock pulse that determines the cutoff frequency or center frequency of the filter circuit that is composed of the state variable type filter section using the switched capacitor filter circuit by dividing the reference pulse generated in the crystal oscillation section. As a result, an extremely stable cook pulse can be obtained, and the stability of the filter characteristics against environmental changes and changes over time is improved.

【0039】また、分周比の設定手段を設けたので、簡
単に所望のフィルタ特性を有するフィルタ回路を構成す
ることができる。特に、分周比の設定手段を、入力情報
を予め設定された論理式に基づき入力情報より桁数の大
きい情報に変換して出力する情報変換手段と上記入力情
報を設定する複数個の状態設定スイッチとから構成した
ので、少ない情報量で簡単かつ確実に所望のフィルタ特
性を有するフィルタ回路を構成することができる。
Since the frequency division ratio setting means is provided, a filter circuit having desired filter characteristics can be easily constructed. In particular, the dividing ratio setting means converts the input information into information having a digit number larger than that of the input information based on a preset logical expression and outputs the information, and a plurality of status settings for setting the input information. Since it is composed of a switch, it is possible to easily and surely construct a filter circuit having a desired filter characteristic with a small amount of information.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明に係るアクティブ・フィルタの第1実施
例の回路構成図である。
FIG. 1 is a circuit configuration diagram of a first embodiment of an active filter according to the present invention.

【図2】本発明に係るアクティブ・フィルタに適用され
る汎用フィルタICの等価回路を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing an equivalent circuit of a general-purpose filter IC applied to an active filter according to the present invention.

【図3】本発明に係るアクティブ・フィルタの第2実施
例の回路構成図である。
FIG. 3 is a circuit configuration diagram of a second embodiment of an active filter according to the present invention.

【図4】本発明に係るアクティブ・フィルタの第3実施
例の回路構成図である。
FIG. 4 is a circuit configuration diagram of a third embodiment of an active filter according to the present invention.

【図5】本発明に係るアクティブ・フィルタの第4実施
例の回路構成図である。
FIG. 5 is a circuit configuration diagram of a fourth embodiment of an active filter according to the present invention.

【図6】本発明に係るアクティブ・フィルタの第5実施
例の回路構成図である。
FIG. 6 is a circuit configuration diagram of a fifth embodiment of an active filter according to the present invention.

【図7】本発明に係るアクティブ・フィルタの第6実施
例の回路構成図である。
FIG. 7 is a circuit configuration diagram of a sixth embodiment of an active filter according to the present invention.

【図8】従来のアクティブ・フィルタの回路構成図であ
る。
FIG. 8 is a circuit configuration diagram of a conventional active filter.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 アクティブ・フィルタ 2,5,51,52 汎用フィルタ部 211 加算増幅器 212,213 積分器 214,215 スイッチト・キャパシタ 3 水晶発振器 4,6 分周器 41 プログラマブルダウンカウンタ 42,71 抵抗アレイ 43,72,S1,S2 スイッチ 7 プログラマブルロジックデバイス R3〜R10 抵抗 C1〜C4 コンデンサ OP1,OP2 オペアンプ S1a,S1b,S2,S2b スイッチング素子 1 Active Filter 2, 5, 51, 52 General-purpose Filter Unit 211 Summing Amplifier 212, 213 Integrator 214, 215 Switched Capacitor 3 Crystal Oscillator 4, 6 Divider 41 Programmable Down Counter 42, 71 Resistor Array 43, 72 , S1, S2 switches 7 programmable logic devices R3 to R10 resistors C1 to C4 capacitors OP1, OP2 operational amplifiers S1a, S1b, S2, S2b switching elements

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 加算増幅回路とスイッチト・キャパシタ
・フィルタ回路とを縦続接続してなる状態変数型フィル
タ部と、基準パルスを発生する水晶発振部と、上記水晶
発振部で発生された基準パルスを予め設定された分周比
で分周して上記スイッチト・キャパシタ・フィルタ回路
のスイッチング制御を行うためのクロックパルスを生成
する分周部とからなることを特徴とするアクティブ・フ
ィルタ。
1. A state variable filter section comprising a summing amplifier circuit and a switched capacitor filter circuit connected in cascade, a crystal oscillator section for generating a reference pulse, and a reference pulse generated by the crystal oscillator section. Is divided by a preset dividing ratio to generate a clock pulse for performing switching control of the switched capacitor filter circuit, and an active filter.
【請求項2】 請求項1記載のアクティブ・フィルタに
おいて、上記分周比を設定する分周比設定手段を備えた
ことを特徴とするアクティブ・フィルタ。
2. The active filter according to claim 1, further comprising frequency division ratio setting means for setting the frequency division ratio.
【請求項3】 上記分周比設定手段は、入力情報を予め
設定された論理式に基づき該入力情報より桁数の大きい
情報に変換して出力する情報変換手段と、上記入力情報
を設定する複数個のスイッチとからなることを特徴する
請求項2記載のアクティブ・フィルタ。
3. The frequency division ratio setting means sets the input information, and information conversion means for converting the input information into information having a digit number larger than that of the input information based on a preset logical expression and outputting the information. 3. The active filter according to claim 2, comprising a plurality of switches.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011171882A (en) * 2010-02-17 2011-09-01 Seiko Epson Corp High pass filter using switched capacitor circuit, and electronic device

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2011171882A (en) * 2010-02-17 2011-09-01 Seiko Epson Corp High pass filter using switched capacitor circuit, and electronic device

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