JPH09167938A - Low-pass filter - Google Patents

Low-pass filter

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JPH09167938A
JPH09167938A JP32746095A JP32746095A JPH09167938A JP H09167938 A JPH09167938 A JP H09167938A JP 32746095 A JP32746095 A JP 32746095A JP 32746095 A JP32746095 A JP 32746095A JP H09167938 A JPH09167938 A JP H09167938A
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JP
Japan
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differential amplifier
output
output terminal
voltage
capacitor
Prior art date
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Pending
Application number
JP32746095A
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Japanese (ja)
Inventor
Satoshi Sekiguchi
智 関口
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Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide the IC circuit of an LPF without an external element. SOLUTION: This filter is provided with a first differential amplifier 1 on which an input signal is impressed, a second differential amplifier 2 whose one input terminal is connected with an output terminal, a resistance 3 to which the output terminals of the first and second differential amplifiers 1 and 2 are supplied, first and second diodes 4 and 5 performing voltage conversions for the output signals of the first and second differential amplifiers 1 and 2, a third differential amplifier 6 on which the output voltage of diodes 4 and 5 is applied and the capacitor 7 connected with the output terminal. The output terminal of the third differential amplifier 6 is connected with the output terminal and an LPF characteristic is obtained at the output terminal.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、オーディオ信号の
周波数帯に使用でき、IC化に好適なローパスフィルタ
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a low-pass filter that can be used in the frequency band of audio signals and is suitable for IC implementation.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、LPF(ローパスフィルター)回
路には、抵抗RとコンデンサーCとにより構成されるC
R型LPFや、抵抗Rの代わりにオペアンプを用いてL
PF特性を得るアクティブフィルタが知られている。こ
の様なCR型のLPF回路において、遮断周波数fc
は、fc=1/2π・C・Rとなる。また、アクティブ
フィルタの場合、オペアンプのコンダクタンスgmを抵
抗として用いているので、遮断周波数fc’は、fc’
=gm/2π・Cとなる。
2. Description of the Related Art Conventionally, an LPF (low-pass filter) circuit has a C composed of a resistor R and a capacitor C.
L-type LPF or L instead of R
An active filter that obtains a PF characteristic is known. In such a CR type LPF circuit, the cutoff frequency fc
Is fc = 1 / 2π · C · R. Further, in the case of the active filter, since the conductance gm of the operational amplifier is used as the resistance, the cutoff frequency fc ′ is fc ′.
= Gm / 2π · C.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
LPFをオーディオ信号の周波数帯(20〜20KH
z)で用いると、抵抗RまたはコンデンサーCのいずれ
か一方がIC化をすることができない値となり、抵抗R
及びコンデンサーCが外付け素子となっていた。その
為、IC化の際、ICの外付けピンが余計に増えるとい
う問題があった。また、オーディオ信号周波数帯でLP
Fを用いると、すべての素子をIC化することが困難で
あった。
However, the conventional LPF is used in the frequency band (20 to 20 KH) of the audio signal.
z), either the resistor R or the capacitor C becomes a value that cannot be integrated into an IC, and the resistor R
And the capacitor C was an external element. Therefore, there is a problem in that the number of external pins of the IC is increased when the IC is formed. Also, in the audio signal frequency band, LP
When F was used, it was difficult to make all the devices IC.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】本発明は上述の点に鑑み
成されたものであり、入力信号が印加される第1差動増
幅器と、一方の入力端が出力端子に接続された第2差動
増幅器と、前記第1及び第2差動増幅器の出力信号が供
給される抵抗と、前記第1及び第2差動増幅器の出力信
号を電圧変換する第1及び第2可変負荷と、電圧変換さ
れた前記第1及び第2差動増幅器の出力信号が印加され
た第3差動増幅器と、前記出力端子に接続されたコンデ
ンサーとを備え、前記第3差動増幅器の出力端を前記出
力端子に接続し、フィルター特性を得ることを特徴とす
る。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above points, and includes a first differential amplifier to which an input signal is applied and a second differential amplifier having one input end connected to an output terminal. A differential amplifier, a resistor to which the output signals of the first and second differential amplifiers are supplied, first and second variable loads for converting the output signals of the first and second differential amplifiers into a voltage, and a voltage A third differential amplifier to which the converted output signals of the first and second differential amplifiers are applied, and a capacitor connected to the output terminal are provided, and the output end of the third differential amplifier is output to the output. It is characterized by connecting to a terminal and obtaining a filter characteristic.

【0005】また、前記第3差動増幅器の動作電流を可
変にすることを特徴とする。
The operating current of the third differential amplifier is variable.

【0006】[0006]

【発明の実施の形態】図1は本発明の実施の形態を示す
図であり、(1)はトランジスタ(1a)及び(1b)
から成る第1差動増幅回路、(2)はトランジスタ(2
a)及び(2b)から成る第2差動増幅回路、(3)は
トランジスタ(1b)及び(2a)のベース間に接続さ
れた抵抗、(4)及び(5)は第1及び第2差動増幅器
(1)及び(2)の出力電流を電圧変換する第1及び第
2ダイオード、(6)はそれぞれのベースに第1及び第
2ダイオード(4)及び(5)の出力電圧が印加される
トランジスタ(6a)及び(6b)から成る第3差動増
幅回路、(7)はトランジスタ(6a)のコレクタに接
続されたコンデンサーである。
1 is a diagram showing an embodiment of the present invention, in which (1) is a transistor (1a) and (1b).
A first differential amplifier circuit, and (2) is a transistor (2
a) and a second differential amplifier circuit (2b), (3) a resistor connected between the bases of the transistors (1b) and (2a), (4) and (5) a first and a second difference. The first and second diodes for converting the output currents of the dynamic amplifiers (1) and (2) into a voltage, and the output voltages of the first and second diodes (4) and (5) are applied to their bases, respectively. A third differential amplifier circuit comprising transistors (6a) and (6b), and (7) is a capacitor connected to the collector of the transistor (6a).

【0007】図1において、入力信号は、トランジスタ
(1a)のベースに印加され、第1差動増幅回路(1)
で差動増幅される。第1差動増幅回路(1)の出力信号
はトランジスタ(8)のエミッタから発生し、トランジ
スタ(1b)のベースに帰還されると共に、第1ダイオ
ード(4)で電圧変換され、トランジスタ(6a)のベ
ースに印加される。一方、出力端子から発生する出力信
号は、第2差動増幅回路(2)のトランジスタ(2b)
に印加され、差動増幅される。第2差動増幅回路(2)
の出力信号はトランジスタ(9)のエミッタから発生
し、トランジスタ(2a)のベースに帰還されると共
に、第2ダイオード(5)で電圧変換され、トランジス
タ(6b)のベースに印加される。差動接続されるトラ
ンジスタ(6a)及び(6b)はトランジスタ(6a)
及び(6b)のベースの入力信号を差動増幅し、トラン
ジスタ(6a)のコレクタからトランジスタ(6a)及
び(6b)のベース間電圧に応じた出力電流が発生し、
前記出力電流に応じてコンデンサー(7)が充放電され
る。よって、出力端子にローパスフィルタ特性を有する
出力信号が得られる。
In FIG. 1, the input signal is applied to the base of the transistor (1a), and the first differential amplifier circuit (1).
Is differentially amplified. The output signal of the first differential amplifier circuit (1) is generated from the emitter of the transistor (8), is fed back to the base of the transistor (1b), and is voltage-converted by the first diode (4) to be the transistor (6a). Applied to the base of. On the other hand, the output signal generated from the output terminal is the transistor (2b) of the second differential amplifier circuit (2).
And is differentially amplified. Second differential amplifier circuit (2)
Is generated from the emitter of the transistor (9), fed back to the base of the transistor (2a), converted into a voltage by the second diode (5), and applied to the base of the transistor (6b). Transistors (6a) and (6b) that are differentially connected are transistors (6a)
And (6b) the base input signal is differentially amplified, and an output current corresponding to the base-to-base voltage of the transistors (6a) and (6b) is generated from the collector of the transistor (6a),
The capacitor (7) is charged and discharged according to the output current. Therefore, an output signal having a low-pass filter characteristic at the output terminal can be obtained.

【0008】次に、出力端子に得られるLPF特性を具
体的に説明する。入力信号の交流電圧をVinとする
と、トランジスタ(2a)のベース電圧をVxとすれ
ば、抵抗(3)に流れる電流i1は、
Next, the LPF characteristic obtained at the output terminal will be specifically described. If the AC voltage of the input signal is Vin, and the base voltage of the transistor (2a) is Vx, the current i1 flowing through the resistor (3) is

【0009】[0009]

【数1】 [Equation 1]

【0010】となる。但し、Rは抵抗(3)の抵抗値で
ある。また、トランジスタ(6a)及び(6b)のベー
ス間電圧Vaは、第1ダイオード(3)のオン抵抗をr
e1とすると、
[0010] However, R is the resistance value of the resistor (3). Further, the base-to-base voltage Va of the transistors (6a) and (6b) is equal to the on-resistance of the first diode (3) r.
If we say e1,

【0011】[0011]

【数2】 (Equation 2)

【0012】となる。さらに、前記電圧Vaは、トラン
ジスタ(6a)及び(6b)の出力電流差をi2とし、
トランジスタ(6a)及び(6b)のエミッタ抵抗をr
e2とすると、
## EQU1 ## Further, regarding the voltage Va, the output current difference between the transistors (6a) and (6b) is i2,
The emitter resistance of the transistors (6a) and (6b) is r
If we say e2,

【0013】[0013]

【数3】 (Equation 3)

【0014】となる。式(1)乃至(3)より、## EQU1 ## From equations (1) to (3),

【0015】[0015]

【数4】 (Equation 4)

【0016】になる。電流i2はコンデンサー(7)に
供給されるので、コンデンサー(7)の端子電圧、即
ち、出力電圧Voutは、コンデンサー(7)の容量を
Cとすると、
[0016] Since the current i2 is supplied to the capacitor (7), the terminal voltage of the capacitor (7), that is, the output voltage Vout, is C, where the capacitance of the capacitor (7) is

【0017】[0017]

【数5】 (Equation 5)

【0018】となる。また、前記電圧Vxは、トランジ
スタ(2a)及び(2b)より、Vx=Voutとな
る。よって、式(4)及び(5)とVx=Voutとに
より、入力電圧Vin及び出力電圧Voutの関係は、
## EQU1 ## The voltage Vx is Vx = Vout from the transistors (2a) and (2b). Therefore, from the expressions (4) and (5) and Vx = Vout, the relationship between the input voltage Vin and the output voltage Vout is

【0019】[0019]

【数6】 (Equation 6)

【0020】となる。そして、その伝達特性は、## EQU1 ## And its transfer characteristic is

【0021】[0021]

【数7】 (Equation 7)

【0022】となる。よって、遮断周波数fcは、## EQU1 ## Therefore, the cutoff frequency fc is

【0023】[0023]

【数8】 (Equation 8)

【0024】となる。前記遮断周波数fcの時定数は所
定の値となり、前記時定数は抵抗(3)及びコンデンサ
ー(7)で定まる時定数(C・R)を、トランジスタ
(6a)及び(6b)のエミッタ抵抗と第1ダイオード
(4)のオン抵抗とで定まる定数(re2/re1)で
乗算した値となる。従って、単に抵抗とコンデンサーと
から成るLPFと比較して、図1のLPFでは抵抗及び
コンデンサーの値を小さくすることができる。但し、r
e2>re1という条件が必要となる。
## EQU1 ## The time constant of the cutoff frequency fc is a predetermined value, and the time constant is the time constant (CR) determined by the resistor (3) and the capacitor (7) and the emitter resistance of the transistors (6a) and (6b) and the It is a value multiplied by a constant (re2 / re1) determined by the ON resistance of one diode (4). Therefore, the LPF of FIG. 1 can reduce the values of the resistor and the capacitor as compared with the LPF that is simply composed of the resistor and the capacitor. However, r
The condition of e2> re1 is required.

【0025】より具体的に、例えば、図1のLPFの遮
断周波数を3.9KHzに設定しようとする場合、re
1=1.3KΩ、re2=26KΩとすると、コンデン
サー(7)の容量は100pFに、抵抗(3)の値は2
0KΩにすることができる。この様な値であれば、図1
のLPFをオーディオ信号の周波数帯でも、抵抗(3)
及びコンデンサー(7)もIC化できるので、外付け素
子のないLPFを形成することができる。
More specifically, for example, when setting the cutoff frequency of the LPF of FIG. 1 to 3.9 KHz, re
If 1 = 1.3 KΩ and re2 = 26 KΩ, the capacitance of the capacitor (7) is 100 pF and the value of the resistor (3) is 2
It can be 0 KΩ. With such a value,
Even if the LPF of the audio signal frequency band, resistance (3)
Also, since the capacitor (7) can be integrated into an IC, an LPF without external elements can be formed.

【0026】また、第3差動増幅回路(6)に動作電流
を供給する可変電流源(10)を変化させれば、トラン
ジスタ(6a)及び(6b)のエミッタ抵抗re2が変
化するので、式(8)より遮断周波数fcを変化させる
ことができる。可変電流源(10)の出力電流を大きく
すると、エミッタ抵抗re2は小さくなるので、式
(8)より遮断周波数fcは高くなる。逆に、可変電源
(10)の出力電流を小さくすると、エミッタ抵抗re
2は大きくなるので、式(8)より遮断周波数fcは低
くなる。よって、可変電流源(10)の出力電流の大き
さを制御する構成とすれば、遮断周波数の可変なLPF
を構成することができる。
Further, when the variable current source (10) for supplying the operating current to the third differential amplifier circuit (6) is changed, the emitter resistance re2 of the transistors (6a) and (6b) is changed. The cutoff frequency fc can be changed from (8). When the output current of the variable current source (10) is increased, the emitter resistance re2 is decreased, so that the cutoff frequency fc is increased from the equation (8). Conversely, if the output current of the variable power supply (10) is reduced, the emitter resistance re
Since 2 becomes larger, the cutoff frequency fc becomes lower than that of the equation (8). Therefore, if the configuration is such that the magnitude of the output current of the variable current source (10) is controlled, the cutoff frequency of the LPF is variable.
Can be configured.

【0027】[0027]

【発明の効果】以上述べた如く、本発明によれば、LP
Fの遮断周波数は、抵抗及びコンデンサーによる時定数
に、ダイオードのオン抵抗及びトランジスタのエミッタ
抵抗の比を乗算することにより設定されるので、前記抵
抗及びコンデンサーの値を小さくすることができ、オー
ディオ信号の周波数帯において外付け素子のないIC化
LPFを構成することができる。
As described above, according to the present invention, the LP
The cutoff frequency of F is set by multiplying the time constant of the resistor and the capacitor by the ratio of the on resistance of the diode and the emitter resistance of the transistor, so that the value of the resistor and the capacitor can be reduced, and the audio signal It is possible to construct an IC-type LPF having no external element in the frequency band of.

【0028】また、差動増幅回路の動作電流を可変する
だけで、簡単に遮断周波数を可変できるLPFを提供す
ることができる。
Further, it is possible to provide an LPF in which the cutoff frequency can be easily changed only by changing the operating current of the differential amplifier circuit.

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

【図1】本発明の実施の形態を示す回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 第1差動増幅回路 2 第2差動増幅回路 3 抵抗 4、5 ダイオード 7 コンデンサー 10 可変電流源 1 1st differential amplifier circuit 2 2nd differential amplifier circuit 3 resistance 4, 5 diode 7 capacitor 10 variable current source

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】入力信号が印加される第1差動増幅器と、 一方の入力端が出力端子に接続された第2差動増幅器
と、 前記第1及び第2差動増幅器の出力信号が供給される抵
抗と、 前記第1及び第2差動増幅器の出力信号を電圧変換する
第1及び第2可変負荷と、 電圧変換された前記第1及び第2差動増幅器の出力信号
が印加された第3差動増幅器と、 前記出力端子に接続されたコンデンサーとを備え、前記
第3差動増幅器の出力端を前記出力端子に接続し、フィ
ルター特性を得ることを特徴とするローパスフィルタ。
1. A first differential amplifier to which an input signal is applied, a second differential amplifier whose one input terminal is connected to an output terminal, and output signals of the first and second differential amplifiers are supplied. A resistance, a first and second variable load for converting the output signals of the first and second differential amplifiers into a voltage, and a voltage-converted output signal of the first and second differential amplifiers A low-pass filter comprising a third differential amplifier and a capacitor connected to the output terminal, wherein an output end of the third differential amplifier is connected to the output terminal to obtain a filter characteristic.
【請求項2】前記第3差動増幅器の動作電流を可変にす
ることを特徴とする請求項1記載のローパスフィルタ。
2. The low pass filter according to claim 1, wherein the operating current of the third differential amplifier is variable.
JP32746095A 1995-12-15 1995-12-15 Low-pass filter Pending JPH09167938A (en)

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