JPH0716142B2 - フィルター回路 - Google Patents

フィルター回路

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JPH0716142B2
JPH0716142B2 JP62307363A JP30736387A JPH0716142B2 JP H0716142 B2 JPH0716142 B2 JP H0716142B2 JP 62307363 A JP62307363 A JP 62307363A JP 30736387 A JP30736387 A JP 30736387A JP H0716142 B2 JPH0716142 B2 JP H0716142B2
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アドリアヌス・セムペル
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エヌ・ベー・フィリップス・フルーイランペンファブリケン
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    • HELECTRICITY
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    • H03H11/1213Frequency selective two-port networks using amplifiers with feedback using transistor amplifiers

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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、人力信号を受ける入力端子とアンプの入力端
子との間に第1と第2の抵抗を直列に配したフィルター
回路に関するもので、そのアンプはベースが入力端子に
接続されエミッタが電流源を介して第1の電源端子と第
1出力信号用の第1出力端子に接続されているトランジ
スタを有し、第1出力端子が第1キャパシタを介して第
1と第2の抵抗の接続点に接続され、そしてアンプの入
力端子が第2キャパシタを介して電源端子に接続されて
いるフィルター回路である。
このようなフィルター回路は一般的な目的に特に完全に
IC化されたテレビ受信機の使用に適している。
このようなフィルター回路は、Tietze及びSchenk著“Ha
lbleiter Schaltungstechnik"5版,1980,pp.295-296で知
られている。このフィルター回路は一般的にはSallen-K
eyフィルターと呼ばれ、出力信号をトランジスタのエミ
ッタから取り出す2次ローパスフィルター回路を構成し
ている。このトランジスタのコレクタは直接電源の正の
端子に接続されている。
2次ローパス特性を有する低周波信号以外に、2次ハイ
パス特性を有する高周波信号を必要とする場合が多い。
この目的のために2次ハイパスフィルターを別に用いる
ことも可能であるが、これにより部品点数が倍になり電
力消費が増大することになる。
ヨーロッパ特許明細書52.117には、第1トランジスタの
コレクタがキャパシタを介して参照電圧に接続され、さ
らに第2トランジスタのエミッタにも接続されていて、
その第2トランジスタのベースも当該参照電圧に接続さ
れ、第2トランジスタのコレクタがバイアス電流源と第
2キャパシタと第1トランジスタのベースに接続されて
いるフィルター回路が示されている。
このフィルター回路内のいくつかの点での電圧と電流
が、入力信号が印加される入力端となり得る各入力端に
対し、ローパス、ハイパス又はバンドパスのどの特性を
有するかを示すテーブルが示されている。このテーブル
によると、2つのケースでハイパス特性を有する信号と
ローパス特性を有する信号の両方が得られる。入力電圧
が第1トランジスタのエミッタに与えられる場合、この
テーブルによると、2次ローパス特性を有する電圧がこ
の第1のトランジスタのベースに発生し、第1トランジ
スタのコレクタ電流が2次のハイパス信号電流となる。
しかしながら、当該特許明細書の詳細な説明に示されて
いるように、この信号電流をさらに利用することは出来
ない。従って、信号電圧がエミッタに加えられる場合、
この回路はローパス特性を有する信号とハイパス特性を
有する信号の両方を発生させることはない。入力信号が
第2トランジスタのベースに加えられた場合、当該テー
ブルによると、2次ローパス特性を有する電圧は第2ト
ランジスタのエミッタで得られ、第2のトタンジスタの
コレクタ電流が2次ハイパス特性を有する信号電流を構
成する。しかしながら、この信号電流を利用しようとす
る場合には、並列にもう一つのトランジスタを第2トラ
ンジスタに配置して第2トランジスタのコレクタ線にダ
イオードを置くなどの付加的な手段が必要となる。そう
なるとこの回路を構成するのにかなり多くの部品が必要
となって来る。
従って、本発明の目的は、構成部品数が最小で、2次ロ
ーパス特性を有する出力信号と2次ハイパス特性を有す
る出力信号の両方が得られるフィルター回路を提供する
ことにある。最初のパラグラフで定義したような本発明
のフィルター回路の特徴は、トランジスタのコレクタが
第2出力信号用の第2出力端子に接続されている点にあ
る。本発明は、第1キャパシタを通る電流が2次ハイパ
ス特性を有しているという事実の認識に基づいている。
この電流はトランジスタのエミッタに印加されるので、
ほとんど全ての電流もこのトランジスタのコレクタに流
れ込む。そしてこのコレクタ電流は第2出力信号を発生
させるのに利用される。このフィルター回路はたった1
個のトランジスタから構成される。そのため、構成部品
数を最小にすることができまた非常に小さいチップ領域
に集積化することが可能となる。さらに、このフィルタ
ー回路の必要電源電圧は非常に低き、電流消費も少な
い。
本発明のフィルター回路の第1実施例の特徴は、コレク
ターが第3抵抗によって第2電源端子に接続されている
ということが出来よう。その第3抵抗の両端にかかる信
号電圧が2次ハイパス特性を有する出力信号となる。
本発明のフィルター回路の第2実施例の特徴は、アンプ
回路が第2のトランジスタを有し、その第2トランジス
タのベースを第1トランジスタのベースに接続させ、第
2トランジスタのエミッタを第1電流源と同一の第2電
流源を介してて第1電源端子に接続させ、第2トランジ
スタのコレクタを第1抵抗と同一の第4抵抗を介して第
2電源端子と第3出力端子に接続させ、第2出力信号を
第2出力端子と第3出力端子の間で得られるようにした
点にある。これらの手段を講じたため、電源電圧の変動
とバイアス電流の変動の結果生じる出力電圧中の不必要
な電圧成分が大きく減少した。これによりいわゆる阻止
帯域に於ける信号電圧の阻止特性が大きく改善された。
本発明のフィルター回路の第3実施例の特徴は、トラン
ジスタのコレクタが第1電流源と実質上同一である第2
電流源を介して第2電源端子に接続されている点にある
といえよう。第2電流源が第1電流源からの電流を補償
するので、第1キャパシタを通る信号電流を直接第2出
力端子から取り出すことが出来る。
本発明のフィルター回路の第4実施例の特徴は、第2キ
ャパシタが第5抵抗を介して電源端子と第3出力信号用
の出力端子に接続されている点にあるといえよう。第2
キャパシタを流れる電流は1次バンドパス特性を有して
いる。抵抗を第2キャパシタと直列に配置することによ
って、その抵抗の両端に1次バンドパス特性を有する出
力電圧を発生させるので、この電流を使用することが可
能となる。
本発明の実施例を、図面を参照しながら、さらに詳細に
説明する。
第1図は本発明のフィルター回路の最も単純な実施例を
示す。この実施例では、この回路はトランジスタT1を有
するアンプ1を具備し、そのトランジスタT1のベースは
アンプ入力端子2に接続されており、そのエミッタは第
1出力端子3に接続されると共に電流源I1を介して負の
電源端子、この場合はアース、に接続されていて、その
コレクタは第2出力端子4に接続されると共に抵抗R3
介して正の電源端子に接続されている。
2個の直列の抵抗R1とR2が信号入力端子5とアンプ1の
入力端子2との間に接続されている。これらの抵抗の接
続点6は第1キャパシタC1を介して第1出力端子3に接
続されている。アンプ1の入力端子2はキャパシタC2
介して負の電源端子に接続されている。このキャパシタ
を正の電源端子に接続してもよいことに注目されたい。
抵抗R3出力端子4が存在しない回路、つまり、トランジ
スタT1のコレクタが直接正の電源端子に接続されている
回路自体は、既知の2次ローパスフィルター回路であ
る。この場合には出力信号はトランジスタT1のエミッタ
から取り出される。簡単には、この既知の回路は次のよ
うに動作する。キャパシタC1とC2のリアクタンスは、低
周波数に対して非常に大きいので、これらのキャパシタ
はこの回路の動作に影響を与えない。この場合、出力端
子3の信号電圧は、入力端子5のそれと実質的に等しく
なる。周波数が高くなるにつれてキャパシタC1とC2のリ
アクタンスは減少する。キャパシタC2が機能して、この
回路は6dB/octaveの減衰特性の信号出力を出力端子3に
発生させる1次RCフィルターとして機能する。周波数が
高くなると出力端子3での信号電圧は非常に小さくなる
ので、この出力は実際上アースとみなされる。この結果
キャパシタC1はアースに接続される。この場合この回路
は実質上12dB/octaveの減衰特性を有する信号電圧を出
力端子3に発生させる2次RCフィルターとなる。
この回路の出力端子3への伝達函数は次のようにして導
き出すことが出来る。入力電圧Viと出力電圧Voに対し、
抵抗R1を流れる電流をi1、キャパシタC1を流れる電流を
i2、抵抗R2を流れる電流をi3とすると、次の式が成り立
つ。
i1=i2+i3 (1) 抵抗R1とR2の接続点6に於ける電圧をV1、入力端子2に
於ける電圧をVoと仮定すると、式(1)は のように書ける。なお、pは複素周波数である。もしト
ランジスタT1のベース電流を無視するならば、電流i3
すべてキャパシタC2を流れるので、 となり、これを式(2)に代入すると、伝達函数は、 となる。なお、T1=R1C1及びT2=R2C2である。
式(4)は2次ローパスフィルター回路の伝達函数の特
性を示している。
キャパシタC1を通る電流は、 i2=(V1−Vo)PC1=P2C1T2Vo (5) となる。
この電流と入力電圧との関係は、 となる。
この式は2次ハイパスフィルター回路の伝達函数の特性
を示す。本発明は電流i2が2次ハイパス特性を有する信
号であるという事実の認識に基づいている。本発明によ
ると、この電流の使用により同一のフィルター回路によ
って、2次ローパスフィルターを通った出力信号に加え
て2次ハイパスフィルターを通った出力も得ることが出
来る。電流i2は、ベース電流が無視できる場合には、ト
ランジスタT1のエミッタに入って、このトランジスタの
コレクタに流れる。この実施例ではコレクタは抵抗R3
介して正の電源端子に接続される。この抵抗によって信
号電圧 が発生する。電圧Vo′は出力端子4に現れる。
第2図は本発明のフィルター回路の第2実施例を示し、
第1図と同一部分には同じ参照番号が付されている。ト
ランジスタT2はトランジスタT1と並列に配置され、その
エミッタは電流源I1と同一の電流源I2を介してアースに
接続されていて、そのコレクタは抵抗R3と同一の抵抗R4
を介して正の電源端子に接続されている。トランジスタ
T2のコレクタは出力端子7にも接続されている。この場
合、出力電圧は出力端子4と7とから差動的に取り出さ
れる。これには次のようなメリットがある。電源電圧が
変動するとその反動によってトランジスタT1を流れる電
流に変動が生じる。電流源I1はその出力インピーダンス
が有限であるので、トランジスタT2のエミッタでの低周
波の電圧変動によってもトランジスタT1を通る電流に変
動が生じる。これらの2種類の電流変化によって出力端
子4に望ましくない電圧が発生する。その結果、電源電
圧の変動を抑制する特性と出力端子4での阻止帯域での
阻止特性が低下する。トランジスタT1のコレクタに現れ
る望ましくない電圧は、トランジスタT2のコレクタにも
現れることになる。このような望ましくない電圧はハイ
パスフィルターを通過した信号の差をとることにより強
く抑制される。
第3図は、本発明のフィルター回路の第3実施例を示
す。この図に於いても、第1図と同一部分には同様な数
字が付されている。この実施例では、トランジスタT1
コレクタは抵抗ではなく電流源I3を介して正の電源端子
に接続されている。電流源I3は電流源I1からの電流を補
償している。従って信号電流i2(式(6)参照)を出力
端子4から直接取り出すことができる。
第4図は、本発明のフィルター回路の第4実施例を示
し、第1図と同一部分には同様な数字が付されている。
この実施例が第1図のそれと異なる点は、抵抗R5がキャ
パシタC2と直列に配置されている点である。キャパシタ
C2を流れる電流は、 i3=VopC2 (8) であるので、 となる。式(9)は1次のバンドパスフィルター特性の
伝達函数である。電流i3によって抵抗R5に電圧が発生
し、この電圧は出力端子8から取り出すことが出来る。
この電圧V″とViとの関係は となる。もしキャパシタC2が正の電源端子に接続される
ならば、抵抗R5も又正の電源端子に接続されることに注
意されたい。
本発明はここに示した実施例に限定されない。本発明の
範囲内で当業者によって多くの変形が考えられる。例え
ば、これらの実施例に於いては、アンプは1個のトラン
ジスタのみで構成されている。しかしながら、アンプは
ダーリントンのトランジスタから構成されてもよい。さ
らに、第1図の実施例に於いては、高周波信号は正の電
源端子側の出力端子4に現れるが、トランジスタT1のコ
レクタ電流をまずカレントミラー回路で処理し、次いで
この電流を抵抗R3の両端の電圧に変換して、出力端子4
に於いて信号をアース側で得るようにすることも可能で
ある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明のフィルター回路の第1実施例を示し、 第2図は本発明のフィルター回路の第2実施例を示し、 第3図は本発明のフィルター回路の第3実施例を示し、 第4図は本発明のフィルター回路の第4実施例を示す。 1…アンプ、2…アンプ入力端子、3…第1出力端子、
4…第2出力端子、5…信号入力端子、6…接続点、7
…出力端子、8…第3出力端子

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】入力信号を受ける入力端子とアンプの入力
    端子との間に少なくとも第1と第2の抵抗体を直列に配
    置し、前記アンプが有する第1トランジスタのベースを
    前記アンプの入力端子に接続し、この第1トランジスタ
    のエミッタを第1出力信号用の第1出力端子に接続する
    と共に、第1電流源を介して第1電源端子に接続し、前
    記第1出力端子を前記第1抵抗と前記第2抵抗の接続点
    に第1キャパシタを介して接続し、前記アンプの入力端
    子を第2キャパシタを介して電源端子に接続させたフィ
    ルター回路に於いて、前記第1トランジスタのコレクタ
    を第2出力信号用の第2出力端子に接続したことを特徴
    とするフィルター回路。
  2. 【請求項2】前記コレクタが第3抵抗を介し第2電源端
    子に接続されていることを特徴とする特許請求の範囲第
    1項記載のフィルター回路。
  3. 【請求項3】前記アンプが、そのベースを前記第1トラ
    ンジスタのベースに接続させ、そのエミッタを前記第1
    電流源と同一の第2電流源を介して前記第1電源端子に
    接続させ、そのコレクタを第3出力端子に接続させると
    共に、前記第3抵抗と同一の第4抵抗を介して前記第2
    電源端子に接続させた第2トランジスタを更に有し、前
    記第2出力信号を前記第2出力端子と前記第3出力端子
    との間で得ることを特徴とする特許請求の範囲第2項記
    載のフィルター回路。
  4. 【請求項4】前記第1トランジスタの前記コレクタが前
    記第1電流源と略同一である第2電流源を介して第2電
    源端子に接続されていることを特徴とする特許請求の範
    囲第1項記載のフィルター回路。
  5. 【請求項5】前記第2キャパシタが第3出力信号用の出
    力端子に接続されると共に、第5抵抗を介して電源端子
    に接続されていることを特徴とする特許請求の範囲第
    1、2、3又は4項記載のフィルター回路。
JP62307363A 1986-12-11 1987-12-04 フィルター回路 Expired - Lifetime JPH0716142B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

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NL8603152A NL8603152A (nl) 1986-12-11 1986-12-11 Filterschakeling.
NL8603152 1986-12-11

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Publication Number Publication Date
JPS63157515A JPS63157515A (ja) 1988-06-30
JPH0716142B2 true JPH0716142B2 (ja) 1995-02-22

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ID=19848981

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JP62307363A Expired - Lifetime JPH0716142B2 (ja) 1986-12-11 1987-12-04 フィルター回路

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US (1) US4877979A (ja)
EP (1) EP0274784B1 (ja)
JP (1) JPH0716142B2 (ja)
KR (1) KR880008518A (ja)
DE (1) DE3773361D1 (ja)
HK (1) HK78593A (ja)
NL (1) NL8603152A (ja)
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