JPH0714135B2 - フィルタ回路 - Google Patents
フィルタ回路Info
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- JPH0714135B2 JPH0714135B2 JP62280852A JP28085287A JPH0714135B2 JP H0714135 B2 JPH0714135 B2 JP H0714135B2 JP 62280852 A JP62280852 A JP 62280852A JP 28085287 A JP28085287 A JP 28085287A JP H0714135 B2 JPH0714135 B2 JP H0714135B2
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- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 3
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 238000012886 linear function Methods 0.000 description 1
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- H03F3/4508—Differential amplifiers with semiconductor devices only characterised by the way of implementation of the active amplifying circuit in the differential amplifier using bipolar transistors as the active amplifying circuit
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Description
【発明の詳細な説明】 この発明は、広い時定数可変範囲を有するフィルタ回路
に関する。
に関する。
更に詳細に述べると、この発明は、反転入力端、非反転
入力端、反転出力端および非反転出力端を有する平衡増
幅器と、第１および第２の信号入力端子と、第１の容量
素子を有し前記非反転出力端と反転入力端との間に介挿
される第１の帰還回路と、前記第１の容量素子に略等し
い第２の容量素子を有し前記反転出力端と非反転入力端
との間に介挿される第２の帰還回路と、を具備するフィ
ルタ回路に関する。
入力端、反転出力端および非反転出力端を有する平衡増
幅器と、第１および第２の信号入力端子と、第１の容量
素子を有し前記非反転出力端と反転入力端との間に介挿
される第１の帰還回路と、前記第１の容量素子に略等し
い第２の容量素子を有し前記反転出力端と非反転入力端
との間に介挿される第２の帰還回路と、を具備するフィ
ルタ回路に関する。
従来のこの種のフィルタ回路は、例えば、米国特許第4,
509,019号の明細書に開示されている。このフィルタ回
路は、積分器を構成しており、その２個の信号入力端子
と増幅器の２個の入力端との間には、２個のMOSトラン
ジスタからなる抵抗が配されている。そして、これら抵
抗の抵抗値が上記MOSトランジスタのゲートに印加され
る制御電圧により調整し得るようになっている。このよ
うに、制御電圧によって、上記抵抗およびコンデンサに
より決まるRC時定数を所望の値に調整することができ
る。
509,019号の明細書に開示されている。このフィルタ回
路は、積分器を構成しており、その２個の信号入力端子
と増幅器の２個の入力端との間には、２個のMOSトラン
ジスタからなる抵抗が配されている。そして、これら抵
抗の抵抗値が上記MOSトランジスタのゲートに印加され
る制御電圧により調整し得るようになっている。このよ
うに、制御電圧によって、上記抵抗およびコンデンサに
より決まるRC時定数を所望の値に調整することができ
る。
また、平衡入力電圧はこのフィルタ回路の前記第１およ
び第２の信号入力端子に印加され、平衡出力電圧が前記
増幅器の反転および非反転出力端に得られる。ところ
で、この出力電圧には、前記MOS抵抗の非直線性に起因
する偶数次高調波歪は殆ど含まれない。これは、これら
高調波歪が、回路の対称構成および平衡駆動により相殺
されるからである。
び第２の信号入力端子に印加され、平衡出力電圧が前記
増幅器の反転および非反転出力端に得られる。ところ
で、この出力電圧には、前記MOS抵抗の非直線性に起因
する偶数次高調波歪は殆ど含まれない。これは、これら
高調波歪が、回路の対称構成および平衡駆動により相殺
されるからである。
上記のような従来のフィルタ回路の欠点は、MOSトラン
ジスタの抵抗値が比較的狭い範囲でしか変化させられな
いため、該フィルタ回路の時定数も比較的狭い範囲内で
しか調整することができない点にある。
ジスタの抵抗値が比較的狭い範囲でしか変化させられな
いため、該フィルタ回路の時定数も比較的狭い範囲内で
しか調整することができない点にある。
従って、この発明の目的は、比較的広い範囲にわたって
時定数を調整することが出来るフィルタ回路を提供する
ことにある。
時定数を調整することが出来るフィルタ回路を提供する
ことにある。
この発明によるフィルタ回路は、可変相互コンダクタン
スの相互コンダクタンス回路を有する入力回路を更に具
備し、この相互コンダクタンス回路がこのフィルタ回路
の前記信号入力端子に接続された２個の入力端と、前記
増幅器の反転および非反転入力端に接続された２個の出
力端とを有していることを特徴としている。この相互コ
ンダクタンス回路は、平衡入力電圧を平衡出力電流に変
換する電圧制御型電流源である。この場合、出力電流と
入力電圧との間の比例係数は、（1/R）なる相互コンダ
クタンスで与えられる。一般に、この様な相互コンダク
タンスは比較的広い範囲にわたって変化させることがで
きるから、このフィルタ回路の時定数も比較的広い範囲
にわたって変化させることができる。
スの相互コンダクタンス回路を有する入力回路を更に具
備し、この相互コンダクタンス回路がこのフィルタ回路
の前記信号入力端子に接続された２個の入力端と、前記
増幅器の反転および非反転入力端に接続された２個の出
力端とを有していることを特徴としている。この相互コ
ンダクタンス回路は、平衡入力電圧を平衡出力電流に変
換する電圧制御型電流源である。この場合、出力電流と
入力電圧との間の比例係数は、（1/R）なる相互コンダ
クタンスで与えられる。一般に、この様な相互コンダク
タンスは比較的広い範囲にわたって変化させることがで
きるから、このフィルタ回路の時定数も比較的広い範囲
にわたって変化させることができる。
また、本発明によるフィルタ回路の他の例は、前記入力
回路が前記相互コンダクタンス回路の両出力端の間に介
挿された負荷回路をさらに有し、この負荷回路が、前記
相互コンダクタンス回路の両出力端の間に直列に介挿さ
れた２個の抵抗と、各コレクタが前記相互コンダクタン
ス回路の各出力端に各々接続され、各ベースが前記２個
の抵抗の接続点の信号に基づいて駆動される第１および
第２の電流源用トランジスタと、を具備していることを
特徴としている。この場合、前記相互コンダクタンス回
路の出力電流は前記増幅器の入力端に各々直接供給され
る。また、前記負荷回路は前記相互コンダクタンス回路
の出力端における直流電圧を正確に規定するので、信号
電流のみがこれら出力端に送られる。
回路が前記相互コンダクタンス回路の両出力端の間に介
挿された負荷回路をさらに有し、この負荷回路が、前記
相互コンダクタンス回路の両出力端の間に直列に介挿さ
れた２個の抵抗と、各コレクタが前記相互コンダクタン
ス回路の各出力端に各々接続され、各ベースが前記２個
の抵抗の接続点の信号に基づいて駆動される第１および
第２の電流源用トランジスタと、を具備していることを
特徴としている。この場合、前記相互コンダクタンス回
路の出力電流は前記増幅器の入力端に各々直接供給され
る。また、前記負荷回路は前記相互コンダクタンス回路
の出力端における直流電圧を正確に規定するので、信号
電流のみがこれら出力端に送られる。
また、本発明によるフィルタ回路の他の例は、前記相互
コンダクタンス回路が、各ベースが前記第１および第２
の信号入力端子に各々接続され、各コレクタが当該相互
コンダクタンス回路の前記出力端に各々接続され、かつ
各エミッタが共通接続された２個のトランジスタと、こ
れらトランジスタの共通エミッタに接続された可変型の
電流源とを含む差動増幅器を具備していることを特徴と
している。差動増幅器は、相互コンダクタンス回路の最
も簡素な形である。このような回路の相互コンダクタン
スは、前記共通エミッタ電流源により供給される電流を
変えることにより変化させることができる。この様な相
互コンダクタンス回路においては、比較的狭い範囲にお
いてのみ、信号電流が入力電圧の直接関数として変化す
るから、その相互コンダクタンスも入力電圧の比較的狭
い範囲でのみ一定である。本発明によるフィルタ回路の
広いリニアな入力電圧範囲を持つ相互コンダクタンス回
路の一例を、略同一構成の第１および第２の差動増幅器
を具備すると共に、これら差動増幅器の各々が、互いの
エミッタ面積が異なる２個のトランジスタと、これらト
ランジスタのエミッタに共通接続された可変電流源とを
有し、前記第１の差動増幅器の２個のトランジスタのう
ちの一方のトランジスタと前記第２の差動増幅器の２個
のトランジスタのうちの上記一方のトランジスタに対し
てエミッタ面積が異なるトランジスタとの各ベースを前
記両信号入力端子の一方に接続すると共に各コレクタを
当該相互コンダクタンス回路の両出力端の一方に接続
し、かつ前記第１の差動増幅器の他方のトランジスタと
前記第２の差動増幅器の上記他方のトランジスタに対し
てエミッタ面積が異なるトランジスタとの各ベースを前
記両信号入力端子の他方に接続すると共に各コレクタを
当該相互コンダクタンス回路の両出力端の他方に接続し
たことを特徴としている。この場合、前記エミッタ面積
の比を適切に選択すれば、この相互コンダクタンス回路
のリニアな範囲は、単一の差動増幅器の場合の略５倍と
なる。
コンダクタンス回路が、各ベースが前記第１および第２
の信号入力端子に各々接続され、各コレクタが当該相互
コンダクタンス回路の前記出力端に各々接続され、かつ
各エミッタが共通接続された２個のトランジスタと、こ
れらトランジスタの共通エミッタに接続された可変型の
電流源とを含む差動増幅器を具備していることを特徴と
している。差動増幅器は、相互コンダクタンス回路の最
も簡素な形である。このような回路の相互コンダクタン
スは、前記共通エミッタ電流源により供給される電流を
変えることにより変化させることができる。この様な相
互コンダクタンス回路においては、比較的狭い範囲にお
いてのみ、信号電流が入力電圧の直接関数として変化す
るから、その相互コンダクタンスも入力電圧の比較的狭
い範囲でのみ一定である。本発明によるフィルタ回路の
広いリニアな入力電圧範囲を持つ相互コンダクタンス回
路の一例を、略同一構成の第１および第２の差動増幅器
を具備すると共に、これら差動増幅器の各々が、互いの
エミッタ面積が異なる２個のトランジスタと、これらト
ランジスタのエミッタに共通接続された可変電流源とを
有し、前記第１の差動増幅器の２個のトランジスタのう
ちの一方のトランジスタと前記第２の差動増幅器の２個
のトランジスタのうちの上記一方のトランジスタに対し
てエミッタ面積が異なるトランジスタとの各ベースを前
記両信号入力端子の一方に接続すると共に各コレクタを
当該相互コンダクタンス回路の両出力端の一方に接続
し、かつ前記第１の差動増幅器の他方のトランジスタと
前記第２の差動増幅器の上記他方のトランジスタに対し
てエミッタ面積が異なるトランジスタとの各ベースを前
記両信号入力端子の他方に接続すると共に各コレクタを
当該相互コンダクタンス回路の両出力端の他方に接続し
たことを特徴としている。この場合、前記エミッタ面積
の比を適切に選択すれば、この相互コンダクタンス回路
のリニアな範囲は、単一の差動増幅器の場合の略５倍と
なる。
また、本発明によるフィルタ回路の更に広いリニアな入
力電圧範囲を持つ相互コンダクタンス回路の一例は、各
ベースが前記第１および第２の信号入力端子に各々接続
され、各コレクタが当該相互コンダクタンス回路の出力
端に各々接続され、かつ各エミッタが可変電流源に共通
接続された２個のトランジスタを有する差動増幅器を具
備すると共に、前記差動増幅器の２個のトランジスタの
両ベース間に介挿された分圧回路と、各ベースが前記分
圧回路の分圧出力点に接続され、各エミッタが前記可変
電流源に共通接続され、かつ各コレクタが当該相互コン
ダクタンス回路の出力端に各々接続された２個のトラン
ジスタとを更に具備することを特徴としている。
力電圧範囲を持つ相互コンダクタンス回路の一例は、各
ベースが前記第１および第２の信号入力端子に各々接続
され、各コレクタが当該相互コンダクタンス回路の出力
端に各々接続され、かつ各エミッタが可変電流源に共通
接続された２個のトランジスタを有する差動増幅器を具
備すると共に、前記差動増幅器の２個のトランジスタの
両ベース間に介挿された分圧回路と、各ベースが前記分
圧回路の分圧出力点に接続され、各エミッタが前記可変
電流源に共通接続され、かつ各コレクタが当該相互コン
ダクタンス回路の出力端に各々接続された２個のトラン
ジスタとを更に具備することを特徴としている。
また、本発明における相互コンダクタンス回路は、バイ
ポーラトランジスタの代わりに電界効果トランジスタを
有してもよい。本発明のこの様な実施例においては、前
記相互コンダクタンス回路が、各ゲートが前記第１およ
び第２の信号入力端子に各々接続され、各ソースが第１
の電流源に共通接続され、かつ各ドレインが当該相互コ
ンダクタンス回路の出力端に各々接続された第１および
第２の電界効果トランジスタを有する第１の差動増幅器
と、各ゲートが前記第１および第２の信号入力端子に各
々接続され、各ソースが第２の電流源に共通接続され、
かつ各ドレインが前記第１および第２の電界効果トラン
ジスタのドレインに交差接続された第３および第４の電
界効果トランジスタを有する第２の差動増幅器と、を具
備することを特徴としている。
ポーラトランジスタの代わりに電界効果トランジスタを
有してもよい。本発明のこの様な実施例においては、前
記相互コンダクタンス回路が、各ゲートが前記第１およ
び第２の信号入力端子に各々接続され、各ソースが第１
の電流源に共通接続され、かつ各ドレインが当該相互コ
ンダクタンス回路の出力端に各々接続された第１および
第２の電界効果トランジスタを有する第１の差動増幅器
と、各ゲートが前記第１および第２の信号入力端子に各
々接続され、各ソースが第２の電流源に共通接続され、
かつ各ドレインが前記第１および第２の電界効果トラン
ジスタのドレインに交差接続された第３および第４の電
界効果トランジスタを有する第２の差動増幅器と、を具
備することを特徴としている。
また、本発明によるフィルタ回路の平衡増幅器の一例
は、差動トランジスタ対を構成するよう結合され、ベー
スが前記非反転入力端および反転入力端に印加される信
号に応じて各々駆動され、かつコレクタが前記反転出力
端および非反転出力端に各々接続された２個のトランジ
スタと、前記非反転出力端と反転出力端との間に直列に
介挿された略同一抵抗値の２個の負荷用抵抗を有する一
方、コレクタが前記非反転出力端および反転出力端に各
々接続されかつベースが共通接続されると共に前記両負
荷用抵抗の接続点の信号に基づいて駆動される第３およ
び第４の電流源用トランジスタを有する負荷用回路と、
を具備してなることを特徴としている。
は、差動トランジスタ対を構成するよう結合され、ベー
スが前記非反転入力端および反転入力端に印加される信
号に応じて各々駆動され、かつコレクタが前記反転出力
端および非反転出力端に各々接続された２個のトランジ
スタと、前記非反転出力端と反転出力端との間に直列に
介挿された略同一抵抗値の２個の負荷用抵抗を有する一
方、コレクタが前記非反転出力端および反転出力端に各
々接続されかつベースが共通接続されると共に前記両負
荷用抵抗の接続点の信号に基づいて駆動される第３およ
び第４の電流源用トランジスタを有する負荷用回路と、
を具備してなることを特徴としている。
一般に、本発明による上記のようなフィルタ回路は、当
該フィルタ回路が第２のフィルタ回路に接続されるよう
な回路において用いられる。本発明の他の実施例によれ
ば、第２のフィルタ回路の信号入力端子が、第１のフィ
ルタ回路の増幅器の負荷用回路における前記負荷用抵抗
の各中間接続点に各々接続される。
該フィルタ回路が第２のフィルタ回路に接続されるよう
な回路において用いられる。本発明の他の実施例によれ
ば、第２のフィルタ回路の信号入力端子が、第１のフィ
ルタ回路の増幅器の負荷用回路における前記負荷用抵抗
の各中間接続点に各々接続される。
以下、この発明の実施例を図面を参照して詳細に説明す
る。
る。
第１図は、この発明によるフィルタ回路の一実施例の構
成を示す基本回路図である。このフィルタ回路は、非反
転入力端２、反転入力端３、反転出力端４および非反転
出力端５を有する増幅器１を具備している。このフィル
タ回路は、更に相互コンダクタンス回路10を有してい
る。この相互コンダクタンス回路10の最も単純な形は２
個のトランジスタT1およびT2を有してなる差動増幅器で
あり、これらトランジスタのベースはこのフィルタ回路
の信号入力端子６および７に各々接続されて、エミッタ
は可変型の共通電流源11に接続されている。また、これ
らのトランジスタT1およびT2のコレクタはこの相互コン
ダクタンス回路10の出力端11および12を構成し、かつ前
記増幅器１の入力端２および３に各々接続されている。
相互コンダクタンス回路10の出力端11および12の間に
は、負荷回路が設けられている。この負荷回路は、直列
接続された略同一抵抗値の２個の抵抗R1およびR2を有
し、これら抵抗の接続点は、ダイオードD1によって、２
個のPNPトランジスタT3およびT4の共通ベースに接続さ
れている。また、これらPNPトランジスタT3、T4のエミ
ッタは正電源端子に接続され、コレクタは前記相互コン
ダクタンス回路10の出力端11および12に各々接続されて
いる。
成を示す基本回路図である。このフィルタ回路は、非反
転入力端２、反転入力端３、反転出力端４および非反転
出力端５を有する増幅器１を具備している。このフィル
タ回路は、更に相互コンダクタンス回路10を有してい
る。この相互コンダクタンス回路10の最も単純な形は２
個のトランジスタT1およびT2を有してなる差動増幅器で
あり、これらトランジスタのベースはこのフィルタ回路
の信号入力端子６および７に各々接続されて、エミッタ
は可変型の共通電流源11に接続されている。また、これ
らのトランジスタT1およびT2のコレクタはこの相互コン
ダクタンス回路10の出力端11および12を構成し、かつ前
記増幅器１の入力端２および３に各々接続されている。
相互コンダクタンス回路10の出力端11および12の間に
は、負荷回路が設けられている。この負荷回路は、直列
接続された略同一抵抗値の２個の抵抗R1およびR2を有
し、これら抵抗の接続点は、ダイオードD1によって、２
個のPNPトランジスタT3およびT4の共通ベースに接続さ
れている。また、これらPNPトランジスタT3、T4のエミ
ッタは正電源端子に接続され、コレクタは前記相互コン
ダクタンス回路10の出力端11および12に各々接続されて
いる。
この場合、上記のダイオードD1に代えて、抵抗R1および
R2の接続点を、制御電極に基準電圧が印加されたトラン
ジスタあるいは、一方の入力端が前記抵抗R1およびR2の
接続点に接続されかつ他方の入力端に基準電圧が印加さ
れた演算増幅器によって、前記トランジスタT3およびT4
の共通ベースに接続してもよい。
R2の接続点を、制御電極に基準電圧が印加されたトラン
ジスタあるいは、一方の入力端が前記抵抗R1およびR2の
接続点に接続されかつ他方の入力端に基準電圧が印加さ
れた演算増幅器によって、前記トランジスタT3およびT4
の共通ベースに接続してもよい。
トランジスタT3およびT4の共通ベースは、これら抵抗R
1、R2およびダイオードD1によって、これらトランジス
タT3およびT4がトランジスタT1およびT2の直流電流を供
給するように、駆動される。したがって、相互コンダク
タンス回路10の出力端11、12における直流電圧は、正電
源電圧から１ダイオード電圧と１ベースエミッタ間電圧
とを減じた値に等しい。また、出力端11および12の直流
電圧は互いに等しいから、抵抗R1およびR2を介して直流
電流が流れることはない。このフィルタ回路では、平衡
入力電圧が、信号入力端子６および７に印加される。相
互コンダクタンス回路10は、この入力電圧を互いに逆位
相の２つの信号電流に変換し、これらの信号電流がトラ
ンジスタT1およびT2を介して流れる直流電流に重畳され
る。この場合、負帰還が掛けられた増幅器１が入力端２
および３間の信号電圧を極めて低いものにするので、抵
抗R1、R2を介して流れる信号電流は極めて小さくなる。
このように、負帰還された増幅器１のため、トランジス
タT1およびT2のコレクタに流れ込む信号電流のほとんど
全てがコンデンサC1およびC2に供給される。結果とし
て、増幅器１の出力端４および５に、積分された平衡出
力電圧が現れる。この場合、回路の非直線性に起因する
偶数次高調波歪は、このフィルタ回路の対称構成および
平衡駆動により、略相殺される。この結果、出力電圧が
入力電圧の直線関数として増加する範囲が、比較的広く
なる。この回路の時定数は、コンデンサC1およびC2の容
量と相互コンダクタンス回路10の相互コンダクタンスの
逆数との積に等しい。そして、相互コンダクタンス回路
10の相互コンダクタンスは電流源I1の電流を変えること
により広い範囲にわたって変化させることができるか
ら、広範囲な時定数可変範囲が得られる。
1、R2およびダイオードD1によって、これらトランジス
タT3およびT4がトランジスタT1およびT2の直流電流を供
給するように、駆動される。したがって、相互コンダク
タンス回路10の出力端11、12における直流電圧は、正電
源電圧から１ダイオード電圧と１ベースエミッタ間電圧
とを減じた値に等しい。また、出力端11および12の直流
電圧は互いに等しいから、抵抗R1およびR2を介して直流
電流が流れることはない。このフィルタ回路では、平衡
入力電圧が、信号入力端子６および７に印加される。相
互コンダクタンス回路10は、この入力電圧を互いに逆位
相の２つの信号電流に変換し、これらの信号電流がトラ
ンジスタT1およびT2を介して流れる直流電流に重畳され
る。この場合、負帰還が掛けられた増幅器１が入力端２
および３間の信号電圧を極めて低いものにするので、抵
抗R1、R2を介して流れる信号電流は極めて小さくなる。
このように、負帰還された増幅器１のため、トランジス
タT1およびT2のコレクタに流れ込む信号電流のほとんど
全てがコンデンサC1およびC2に供給される。結果とし
て、増幅器１の出力端４および５に、積分された平衡出
力電圧が現れる。この場合、回路の非直線性に起因する
偶数次高調波歪は、このフィルタ回路の対称構成および
平衡駆動により、略相殺される。この結果、出力電圧が
入力電圧の直線関数として増加する範囲が、比較的広く
なる。この回路の時定数は、コンデンサC1およびC2の容
量と相互コンダクタンス回路10の相互コンダクタンスの
逆数との積に等しい。そして、相互コンダクタンス回路
10の相互コンダクタンスは電流源I1の電流を変えること
により広い範囲にわたって変化させることができるか
ら、広範囲な時定数可変範囲が得られる。
第２図は、第１図のフィルタ回路に用いられる相互コン
ダクタンス回路の他の例を示し、この回路に於て第１図
の各部に対応する部分には同一の符号を付してある。こ
の図に示す相互コンダクタンス回路自体は、プロシーデ
ィングスECCTD“83"、1983年９月版の第107ないし110頁
の「アナログジャイレータとラゲール型フィルタ（相互
コンダクタンス回路−容量フィルタ）のバイポーラ集積
化」なる記事から既知である。この相互コンダクタンス
回路10は、ベースが信号入力端子６および７に各々接続
され、エミッタが共通電流源12に接続され、かつコレク
タが出力端11および12に各々接続された２個のトランジ
スタT5およびT6からなる第１の差動増幅器を有してい
る。この場合、トランジスタT5のエミッタ面積は、トラ
ンジスタT6のエミッタ面積の４倍となっている。この相
互コンダクタンス回路10は、更に、ベースが前記トラン
ジスタT5およびT6のベースに各々接続され、エミッタが
前記共通電流源I2と同一構成の共通電流源I3に接続さ
れ、かつコレクタが前記トランジスタT5およびT6のコレ
クタに各々接続された２個のトランジスタT7およびT8か
らなる第２の差動増幅器を有している。この場合、トラ
ンジスタT8のエミッタ面積は、トランジスタT7のエミッ
タ面積の４倍となっている。上記の様なトランジスタの
エミッタ面積の比によれば、相互コンダクタンス回路10
のリニアな範囲が第１図に示した相互コンダクタンス回
路のものの約５倍であることが解った。
ダクタンス回路の他の例を示し、この回路に於て第１図
の各部に対応する部分には同一の符号を付してある。こ
の図に示す相互コンダクタンス回路自体は、プロシーデ
ィングスECCTD“83"、1983年９月版の第107ないし110頁
の「アナログジャイレータとラゲール型フィルタ（相互
コンダクタンス回路−容量フィルタ）のバイポーラ集積
化」なる記事から既知である。この相互コンダクタンス
回路10は、ベースが信号入力端子６および７に各々接続
され、エミッタが共通電流源12に接続され、かつコレク
タが出力端11および12に各々接続された２個のトランジ
スタT5およびT6からなる第１の差動増幅器を有してい
る。この場合、トランジスタT5のエミッタ面積は、トラ
ンジスタT6のエミッタ面積の４倍となっている。この相
互コンダクタンス回路10は、更に、ベースが前記トラン
ジスタT5およびT6のベースに各々接続され、エミッタが
前記共通電流源I2と同一構成の共通電流源I3に接続さ
れ、かつコレクタが前記トランジスタT5およびT6のコレ
クタに各々接続された２個のトランジスタT7およびT8か
らなる第２の差動増幅器を有している。この場合、トラ
ンジスタT8のエミッタ面積は、トランジスタT7のエミッ
タ面積の４倍となっている。上記の様なトランジスタの
エミッタ面積の比によれば、相互コンダクタンス回路10
のリニアな範囲が第１図に示した相互コンダクタンス回
路のものの約５倍であることが解った。
第３図は、第１図のフィルタ回路に用いられる相互コン
ダクタンス回路の更に他の例を示している。この相互コ
ンダクタンス回路は、本出願人が先に出願した特願昭62
−35994号に記載されているものである。この相互コン
ダクタンス回路10は、ベースが信号入力端子６および７
に各々接続され、エミッタが共通電流源I5に接続され、
かつコレクタが出力端11および12に各々接続された２個
のトランジスタT10およびT11からなる差動増幅器を有し
ている。これらトランジスタT10およびT11のベースの間
には、略同一抵抗値の２個の抵抗R3およびR4を有してな
る分圧器が設けられている。これら抵抗R3およびR4の接
続点は、２個のトランジスタT12およびT13のベースに接
続され、これらのトランジスタT12およびT13のエミッタ
は前記トランジスタT10およびT11のエミッタに接続さ
れ、コレクタは出力端11および12に接続されている。こ
の場合、トランジスタT12およびT13のエミッタ面積は、
トランジスタT10およびT11のエミッタ面積の２倍となっ
ている。このエミッタ面積間の比によれば、この相互コ
ンダクタンス回路のリニアな電圧範囲は、第２図に示し
た相互コンダクタンス回路の約２倍になることが解っ
た。
ダクタンス回路の更に他の例を示している。この相互コ
ンダクタンス回路は、本出願人が先に出願した特願昭62
−35994号に記載されているものである。この相互コン
ダクタンス回路10は、ベースが信号入力端子６および７
に各々接続され、エミッタが共通電流源I5に接続され、
かつコレクタが出力端11および12に各々接続された２個
のトランジスタT10およびT11からなる差動増幅器を有し
ている。これらトランジスタT10およびT11のベースの間
には、略同一抵抗値の２個の抵抗R3およびR4を有してな
る分圧器が設けられている。これら抵抗R3およびR4の接
続点は、２個のトランジスタT12およびT13のベースに接
続され、これらのトランジスタT12およびT13のエミッタ
は前記トランジスタT10およびT11のエミッタに接続さ
れ、コレクタは出力端11および12に接続されている。こ
の場合、トランジスタT12およびT13のエミッタ面積は、
トランジスタT10およびT11のエミッタ面積の２倍となっ
ている。このエミッタ面積間の比によれば、この相互コ
ンダクタンス回路のリニアな電圧範囲は、第２図に示し
た相互コンダクタンス回路の約２倍になることが解っ
た。
バイポーラトランジスタにより構成される相互コンダク
タンス回路によれば、その相互コンダクタンスは電流供
給源の電流に概ね比例する。したがって、この電流を、
例えば２進方法に基づく、プログラム可変構成にすれ
ば、プログラム可能なフィルタを構成することができ
る。
タンス回路によれば、その相互コンダクタンスは電流供
給源の電流に概ね比例する。したがって、この電流を、
例えば２進方法に基づく、プログラム可変構成にすれ
ば、プログラム可能なフィルタを構成することができ
る。
第４図は、第１図のフィルタ回路に用いられる相互コン
ダクタンス回路10の他の例を示し、この回路に於て第２
図の各部に対応する部分には同一の符号を付してある。
この相互コンダクタンス回路は、バイポーラトランジス
タの代わりにMOSトランジスタを有してなっている。な
お、この図に示す相互コンダクタンス回路自体は、ESSC
IRC、1985年９月版の第292頁の「LSIおよびVLSI用アナ
ログ集積フィルタまたは連続時間フィルタ」なる記事か
ら既知である。この相互コンダクタンス回路10は、ゲー
トが信号入力端子６および７に各々接続され、ソース電
極が第１の電流源I2に接続され、かつドレイン電極が出
力端11および12に各々接続された２個のMOSトランジス
タT15およびT16を具備する第１の差動増幅器を有してい
る。この相互コンダクタンス回路10は、更に、ソース電
極が第２の電流源I3に接続された２個のMOSトランジス
タT17およびT18を具備する第２の差動増幅器を有してい
る。この場合、トランジスタT17のゲートはトランジス
タT15のゲートに接続され、トランジスタT18のゲートは
トランジスタT16のゲートに接続されている。また、ト
ランジスタT17のドレインはトランジスタT16のドレイン
に接続され、トランジスタT18のドレインはトランジス
タT15のドレインに接続されている。そして、これらト
ランジスタT15、T16、T17およびT18は、互いに同一の構
成となっている。この相互コンダクタンス回路も比較的
広いリニアな電圧範囲を有している。
ダクタンス回路10の他の例を示し、この回路に於て第２
図の各部に対応する部分には同一の符号を付してある。
この相互コンダクタンス回路は、バイポーラトランジス
タの代わりにMOSトランジスタを有してなっている。な
お、この図に示す相互コンダクタンス回路自体は、ESSC
IRC、1985年９月版の第292頁の「LSIおよびVLSI用アナ
ログ集積フィルタまたは連続時間フィルタ」なる記事か
ら既知である。この相互コンダクタンス回路10は、ゲー
トが信号入力端子６および７に各々接続され、ソース電
極が第１の電流源I2に接続され、かつドレイン電極が出
力端11および12に各々接続された２個のMOSトランジス
タT15およびT16を具備する第１の差動増幅器を有してい
る。この相互コンダクタンス回路10は、更に、ソース電
極が第２の電流源I3に接続された２個のMOSトランジス
タT17およびT18を具備する第２の差動増幅器を有してい
る。この場合、トランジスタT17のゲートはトランジス
タT15のゲートに接続され、トランジスタT18のゲートは
トランジスタT16のゲートに接続されている。また、ト
ランジスタT17のドレインはトランジスタT16のドレイン
に接続され、トランジスタT18のドレインはトランジス
タT15のドレインに接続されている。そして、これらト
ランジスタT15、T16、T17およびT18は、互いに同一の構
成となっている。この相互コンダクタンス回路も比較的
広いリニアな電圧範囲を有している。
なお、第１図のフィルタ回路には、図示した相互コンダ
クタンス回路以外の他の相互コンダクタンス回路を使用
してもよいことはいうまでもない。
クタンス回路以外の他の相互コンダクタンス回路を使用
してもよいことはいうまでもない。
次に、第５図は、第１図のフィルタ回路に用いて好適な
増幅器１の一例を示している。この増幅器１は、トラン
ジスタT21およびT22を具備する差動トランジスタ対を有
し、これらトランジスタT21およびT22の各ベースは非反
転入力端２および反転入力端３を構成し、各コレクタは
正電源端子に接続され、各エミッタはトランジスタT25
およびT26の各ベースに接続されている。これらトラン
ジスタT25およびT26も差動トランジスタ対を構成し、そ
れらのコレクタはベースに交差結合され、各エミッタは
共通抵抗R5を介して電流源I6に接続されている。また、
この増幅器１は、差動トランジスタ対として構成された
トランジスタT23およびT24を有し、これらトランジスタ
T23およびT24の各ベースはトランジスタT21およびT22の
各エミッタに接続され、各エミッタは前記電流源I6に接
続されている。そして、トランジスタT23およびT24のコ
レクタは、この増幅器１の反転出力端４および非反転出
力端５を構成している。これら出力端４および５の間に
は負荷用回路が設けられている。この負荷用回路は、エ
ミッタが正電源端子に接続され、コレクタが出力端４に
接続され、ベースがPNPトランジスタT28のベースに接続
されたPNPトランジスタT27を有している。このトランジ
スタT28のエミッタは正電源端子に接続され、コレクタ
は出力端５に接続されている。また、トランジスタT27
およびT28の共通ベースは、出力端４および５の間に設
けられた同値の抵抗R6およびR7の接続点にダイオードD2
を介して接続されている。このダイオードD2の代わり
に、ベースに基準電圧が印加されたトランジスタを用い
るか、あるいは一方の入力端が抵抗R6およびR7の接続点
に接続され他方の入力端が基準電圧線に接続された演算
増幅器を用いることも可能である。
増幅器１の一例を示している。この増幅器１は、トラン
ジスタT21およびT22を具備する差動トランジスタ対を有
し、これらトランジスタT21およびT22の各ベースは非反
転入力端２および反転入力端３を構成し、各コレクタは
正電源端子に接続され、各エミッタはトランジスタT25
およびT26の各ベースに接続されている。これらトラン
ジスタT25およびT26も差動トランジスタ対を構成し、そ
れらのコレクタはベースに交差結合され、各エミッタは
共通抵抗R5を介して電流源I6に接続されている。また、
この増幅器１は、差動トランジスタ対として構成された
トランジスタT23およびT24を有し、これらトランジスタ
T23およびT24の各ベースはトランジスタT21およびT22の
各エミッタに接続され、各エミッタは前記電流源I6に接
続されている。そして、トランジスタT23およびT24のコ
レクタは、この増幅器１の反転出力端４および非反転出
力端５を構成している。これら出力端４および５の間に
は負荷用回路が設けられている。この負荷用回路は、エ
ミッタが正電源端子に接続され、コレクタが出力端４に
接続され、ベースがPNPトランジスタT28のベースに接続
されたPNPトランジスタT27を有している。このトランジ
スタT28のエミッタは正電源端子に接続され、コレクタ
は出力端５に接続されている。また、トランジスタT27
およびT28の共通ベースは、出力端４および５の間に設
けられた同値の抵抗R6およびR7の接続点にダイオードD2
を介して接続されている。このダイオードD2の代わり
に、ベースに基準電圧が印加されたトランジスタを用い
るか、あるいは一方の入力端が抵抗R6およびR7の接続点
に接続され他方の入力端が基準電圧線に接続された演算
増幅器を用いることも可能である。
上記の増幅器１（第５図）によれば、トランジスタT2
1、T22の各ベースすなわち入力端２および３に印加され
る平衡入力電圧は差動トランジスタ対T21、T22によって
平衡電流に変換される一方、差動トランジスタ対T25、T
26はこのフィルタ回路の相互コンダクタンスの増加をも
たらす。また、差動トランジスタ対T23、T24は付加的電
流利得を提供し、この利得の値は差動トランジスタ対T2
3、T24と差動トランジスタ対T25、T26とのバイアス電流
の比を決定する抵抗R5の値によって決まる。一方、前記
負荷用回路は、出力端４および５における直流電圧を正
確に一定に維持する。また、トランジスタT27およびT28
はトランジスタT23およびT24のバイアス電流の変動を補
償するので、出力端４および５には信号電流のみが現れ
る。さらに、出力端４および５に得られる信号電流は正
確に平衡状態に維持されるから、抵抗R6およびR7の接続
点に信号電圧が現れることはない。従って、この接続点
は、実質的に信号接地点となる。
1、T22の各ベースすなわち入力端２および３に印加され
る平衡入力電圧は差動トランジスタ対T21、T22によって
平衡電流に変換される一方、差動トランジスタ対T25、T
26はこのフィルタ回路の相互コンダクタンスの増加をも
たらす。また、差動トランジスタ対T23、T24は付加的電
流利得を提供し、この利得の値は差動トランジスタ対T2
3、T24と差動トランジスタ対T25、T26とのバイアス電流
の比を決定する抵抗R5の値によって決まる。一方、前記
負荷用回路は、出力端４および５における直流電圧を正
確に一定に維持する。また、トランジスタT27およびT28
はトランジスタT23およびT24のバイアス電流の変動を補
償するので、出力端４および５には信号電流のみが現れ
る。さらに、出力端４および５に得られる信号電流は正
確に平衡状態に維持されるから、抵抗R6およびR7の接続
点に信号電圧が現れることはない。従って、この接続点
は、実質的に信号接地点となる。
第６図は本発明によるフィルタ回路を２個結合してなる
フィルタ回路を示し、この図に於て第１図の各部に対応
する部分には同一の符号を付し、また後段の第２のフィ
ルタ回路の各部の符号にはダッシュを付してある。この
フィルタ回路の増幅器１および１′は第５図に示した増
幅器の負荷用回路と同様の負荷用回路を各々有している
が、それらの負荷用抵抗R6およびR7は各々中間接続点
（タップ）を有している。この場合、第２のフィルタ回
路の信号入力端子６′および７′は第１のフィルタ回路
の上記中間接続点に各々接続されている。全信号電圧は
負荷用抵抗R6およびR7の両端間に現れるが、相互コンダ
クタンス回路10′が過度に駆動されるのを防止するため
に、この電圧の一部だけが第２のフィルタ回路の信号入
力端子６′および７′に印加される。ところで、第２の
フィルタ回路の信号入力力端子は第１のフィルタ回路の
出力端に交差結合するようにしてもよい。
フィルタ回路を示し、この図に於て第１図の各部に対応
する部分には同一の符号を付し、また後段の第２のフィ
ルタ回路の各部の符号にはダッシュを付してある。この
フィルタ回路の増幅器１および１′は第５図に示した増
幅器の負荷用回路と同様の負荷用回路を各々有している
が、それらの負荷用抵抗R6およびR7は各々中間接続点
（タップ）を有している。この場合、第２のフィルタ回
路の信号入力端子６′および７′は第１のフィルタ回路
の上記中間接続点に各々接続されている。全信号電圧は
負荷用抵抗R6およびR7の両端間に現れるが、相互コンダ
クタンス回路10′が過度に駆動されるのを防止するため
に、この電圧の一部だけが第２のフィルタ回路の信号入
力端子６′および７′に印加される。ところで、第２の
フィルタ回路の信号入力力端子は第１のフィルタ回路の
出力端に交差結合するようにしてもよい。
なお、本発明は上述した実施例のみに限定されるもので
はなく、その趣旨を逸脱しない範囲に於て種々変更可能
である。例えば、図示した各実施例においては、増幅器
の入力端には一個の相互コンダクタンス回路のみが接続
されているが、これに代えて、増幅器の入力端に複数の
相互コンダクタンス回路を接続し、各相互コンダクタン
ス回路に平衡入力信号を印加するようにしてもよい。更
に、これらの相互コンダクタンス回路の負荷回路を複合
してもよい。また、１以上の同様に構成されたフィルタ
回路の出力端を増幅器の入力端に直接接続してもよい。
はなく、その趣旨を逸脱しない範囲に於て種々変更可能
である。例えば、図示した各実施例においては、増幅器
の入力端には一個の相互コンダクタンス回路のみが接続
されているが、これに代えて、増幅器の入力端に複数の
相互コンダクタンス回路を接続し、各相互コンダクタン
ス回路に平衡入力信号を印加するようにしてもよい。更
に、これらの相互コンダクタンス回路の負荷回路を複合
してもよい。また、１以上の同様に構成されたフィルタ
回路の出力端を増幅器の入力端に直接接続してもよい。
第１図は、この発明によるフィルタ回路の一実施例の基
本回路図、 第２図は、第１図のフィルタ回路に用いる相互コンダク
タンス回路の一例の回路図、 第３図は、第１図のフィルタ回路に用いる相互コンダク
タンス回路の他の例の回路図、 第４図は、第１図のフィルタ回路に用いる相互コンダク
タンス回路の更に他の例の回路図、 第５図は、第１図のフィルタ回路に用いる増幅器の一例
の回路図、 第６図は、この発明によるフィルタ回路を２個接続して
なるフィルタ回路の回路図である。 １……平衡増幅器、２……非反転入力端、３……反転入
力端、４……反転出力端、５……非反転出力端、６……
第１の信号入力端子、７……第２の信号入力端子、10…
…相互コンダクタンス回路、11,12……出力端、C1,C2…
…容量素子、I1〜I3,I5,I6……電流源、R1〜R4……抵
抗、T3,T4……第１および第２の電流源用トランジス
タ、T1,T2,T5〜T8,T10〜T13……トランジスタ、T15〜T1
8……電界効果トランジスタ。
本回路図、 第２図は、第１図のフィルタ回路に用いる相互コンダク
タンス回路の一例の回路図、 第３図は、第１図のフィルタ回路に用いる相互コンダク
タンス回路の他の例の回路図、 第４図は、第１図のフィルタ回路に用いる相互コンダク
タンス回路の更に他の例の回路図、 第５図は、第１図のフィルタ回路に用いる増幅器の一例
の回路図、 第６図は、この発明によるフィルタ回路を２個接続して
なるフィルタ回路の回路図である。 １……平衡増幅器、２……非反転入力端、３……反転入
力端、４……反転出力端、５……非反転出力端、６……
第１の信号入力端子、７……第２の信号入力端子、10…
…相互コンダクタンス回路、11,12……出力端、C1,C2…
…容量素子、I1〜I3,I5,I6……電流源、R1〜R4……抵
抗、T3,T4……第１および第２の電流源用トランジス
タ、T1,T2,T5〜T8,T10〜T13……トランジスタ、T15〜T1
8……電界効果トランジスタ。
Claims (8)
- 【請求項１】反転入力端、非反転入力端、反転出力端お
よび非反転出力端を有する平衡増幅器と、 第１および第２の信号入力端子と、 第１の容量素子を有し、前記非反転出力端と前記反転入
力端との間に介挿された第１の帰還回路と、 前記第１の容量素子に略等しい第２の容量素子を有し、
前記反転出力端と前記非反転入力端との間に介挿された
第２の帰還回路と、を具備してなるフィルタ回路におい
て、 前記第１および第２の信号入力端子に各々接続された２
個の入力端と、前記平衡増幅器の反転および非反転入力
端に各々接続された２個の出力端とを有する可変相互コ
ンダクタンス構成の相互コンダクタンス回路を含む入力
回路を更に設けたことを特徴とするフィルタ回路。 - 【請求項２】前記入力回路が前記相互コンダクタンス回
路の前記両出力端の間に介挿された負荷回路を更に有
し、この負荷回路が、 前記相互コンダクタンス回路の前記両出力端の間に直列
に介挿された２個の抵抗と、 各コレクタが前記相互コンダクタンス回路の前記各出力
端に各々接続され、各ベースが前記２個の抵抗の接続点
の信号に基づいて駆動される第１および第２の電流源用
トランジスタと、 を具備していることを特徴とする特許請求の範囲第１項
に記載のフィルタ回路。 - 【請求項３】前記相互コンダクタンス回路が、 各ベースが前記第１および第２の信号入力端子に各々接
続され、各コレクタが当該相互コンダクタンス回路の前
記出力端に各々接続され、かつ各エミッタが共通接続さ
れた２個のトランジスタと、 これらトランジスタの共通エミッタに接続された可変型
の電流源と、 を含む差動増幅器を具備していることを特徴とする特許
請求の範囲第１項または第２項に記載のフィルタ回路。 - 【請求項４】前記相互コンダクタンス回路が更に、 前記差動増幅器の前記２個のトランジスタの両ベース間
に介挿された分圧回路と、 各ベースが前記分圧回路の分圧出力点に接続され、各エ
ミッタが前記電流源に共通接続され、かつ各コレクタが
当該相互コンダクタンス回路の前記２個の出力端に各々
接続された２個のトランジスタと、 を具備していることを特徴とする特許請求の範囲第３項
に記載のフィルタ回路。 - 【請求項５】前記相互コンダクタンス回路が略同一構成
の第１および第２の差動増幅器を具備すると共に、これ
ら差動増幅器の各々が、互いのエミッタ面積が異なる２
個のトランジスタと、これらトランジスタのエミッタに
共通接続された可変電流源とを有し、前記第１の差動増
幅器の２個のトランジスタのうちの一方のトランジスタ
と前記第２の差動増幅器の２個のトランジスタのうちの
上記一方のトランジスタに対してエミッタ面積が異なる
トランジスタとの各ベースを前記両信号入力端子の一方
に接続すると共に各コレクタを当該相互コンダクタンス
回路の両出力端の一方に接続し、かつ前記第１の差動増
幅器の他方のトランジスタと前記第２の差動増幅器の上
記他方のトランジスタに対してエミッタ面積が異なるト
ランジスタとの各ベースを前記両信号入力端子の他方に
接続すると共に各コレクタを当該相互コンダクタンス回
路の両出力端の他方に接続したことを特徴とする特許請
求の範囲第１項または第２項に記載のフィルタ回路。 - 【請求項６】前記相互コンダクタンス回路が、 各ゲートが前記第１および第２の信号入力端子に各々接
続され、各ソースが第１の電流源に共通接続され、かつ
各ドレインが当該相互コンダクタンス回路の前記２個の
出力端に各々接続された第１および第２の電界効果トラ
ンジスタを有する第１の差動増幅器と、 各ゲートが前記第１および第２の信号入力端子に各々接
続され、各ソースが第２の電流源に共通接続され、かつ
各ドレインが前記第１および第２の電界効果トランジス
タのドレインに交差接続された第３および第４の電界効
果トランジスタを有する第２の差動増幅器と、 を具備することを特徴とする特許請求の範囲第１項また
は第２項に記載のフィルタ回路。 - 【請求項７】前記平衡増幅器が、 差動トランジスタ対を構成するよう結合され、ベースが
前記非反転入力端および反転入力端に印加される信号に
応じて各々駆動され、かつコレクタが前記反転出力端お
よび非反転出力端に各々接続された２個のトランジスタ
と、 前記非反転出力端と反転出力端との間に直列に介挿され
た略同一抵抗値の２個の負荷用抵抗を有する一方、コレ
クタが前記非反転出力端および反転出力端に各々接続さ
れかつベースが共通接続されると共に前記両負荷用抵抗
の接続点の信号に基づいて駆動される第３および第４の
電流源用トランジスタを有する負荷用回路と、 を具備してなることを特徴とする特許請求の範囲第１項
ないし第６項のいずれかに記載のフィルタ回路。 - 【請求項８】前記２個の負荷用抵抗が各々中間接続点を
有し、これら中間接続点を前記フィルタ回路に構成が略
等しい他のフィルタ回路の第１および第２の信号入力端
子に各々接続することを特徴とする特許請求の範囲第７
項に記載のフィルタ回路。
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