JPH11251872A - フィルタ回路 - Google Patents

フィルタ回路

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JPH11251872A
JPH11251872A JP10045847A JP4584798A JPH11251872A JP H11251872 A JPH11251872 A JP H11251872A JP 10045847 A JP10045847 A JP 10045847A JP 4584798 A JP4584798 A JP 4584798A JP H11251872 A JPH11251872 A JP H11251872A
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circuit
signal
filter
amplifier circuit
differential amplifier
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JP10045847A
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Masato Sekine
正人 関根
Katsunori Sato
勝則 佐藤
Tomoyuki Hiura
智之 日浦
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Sony Corp
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Sony Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 アクティブフィルタを備えたフィルタ回路で
あって、アクティブフィルタのオフセット調整を行うこ
とができるフィルタ回路を提供する。 【解決手段】 フィルタ回路は、アクティブフィルタ1
と、オフセット調整回路2と、レベルシフト回路3とを
有する。オフセット調整回路2の増幅回路21は、アク
ティブフィルタ1の出力信号SB と第1の基準電圧e1
との差信号が所定範囲内の場合は差信号に比例する信号
を出力し、前記差信号が所定範囲を超える場合は所定の
固定値の信号を出力する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、アクティブフィル
タを備えるフィルタ回路に関し、特にアクティブフィル
タのオフセット調整を行うことが可能なフィルタ回路に
関する。
【0002】
【従来の技術】アクティブフィルタにおいては、アクテ
ィブフィルタを構成するトランジスタ等の各素子の特性
のバラツキにより、オフセットが発生する。アクティブ
フィルタを多段接続すると、オフセット電圧が累積し
て、一般的にアクティブフィルタのダイナミックレンジ
が狭くなる。アクティブフィルタ内で多重に帰還がかか
っている場合、ダイナミックレンジを越える電圧の信号
が入力されると、アクティブフィルタの増幅回路内の電
流源がカットオフして正常に動作しないことがある。
【0003】アクティブフィルタを多段接続する場合、
オフセット電圧が累積するため、ダイナミックレンジの
関係から入力信号の振幅が小さく制限され、S/N比が
低下するおそれがある。このため、アクティブフィルタ
を多段接続する場合、オフセット調整を行うことが望ま
れる。
【0004】図5は、アクティブフィルタを備えたフィ
ルタ回路の簡易ブロック図であり、このフィルタ回路は
アクティブフィルタ4のオフセット調整を行うことがで
きる。なお、図中の符号GNDは接地電位、すなわちア
−ス電位を表す。このフィルタ回路は、レベルシフト回
路3と、アクティブフィルタ4と、オフセット調整回路
5とを備えている。オフセット調整回路5は、アクティ
ブフィルタ4の出力信号SB と第1の基準電圧e1との
差に応じた信号SO を出力する増幅回路51と該増幅回
路51の出力端子とア−スとの間に設けられたキャパシ
タ52とを有する。レベルシフト回路3は、入力信号S
INをオフセット調整回路5の出力信号Scに応じてレベ
ルシフトさせてアクティブフィルタ4に印加する。
【0005】図5のフィルタ回路の入力端子TINに入力
信号SINが供給される。この入力端子TINはレベルシフ
ト回路3の入力端子T31に接続されている。レベルシ
フト回路3の制御端子T32は、オフセット調整回路5
の出力端子T52に接続されている。レベルシフト回路
3の出力端子T33は、アクティブフィルタ4の入力端
子T41に接続されている。
【0006】アクティブフィルタ4では、アクティブフ
ィルタ4の入力端子T41に差動増幅回路41の第1の
入力端子が接続されている。差動増幅回路41の第2の
入力端子は、ノ−ドN44,N43に接続されている。
差動増幅回路41の出力端子は、ノ−ドN41および差
動増幅回路43の第1の入力端子に接続されており、ノ
−ドN41はキャパシタ42を介して接地されている。
差動増幅回路43の第2の入力端子はノ−ドN44に接
続されている。差動増幅回路43の出力端子は、ノ−ド
N42およびバッファ回路45の入力端子に接続されて
おり、ノ−ドN42はキャパシタ44を介して接地され
ている。バッファ回路45の出力端子は、ノ−ドN43
を介してアクティブフィルタ4の出力端子T42に接続
されている。アクティブフィルタ4の出力端子T42
は、ノ−ドN13、端子TOUT およびオフセット調整回
路5の入力端子T51に接続されている。端子TOUT
らは、アクティブフィルタ1の出力信号SB を得ること
ができる。
【0007】オフセット調整回路5の入力端子T51
は、差動増幅回路51の第1の入力端子に接続されてい
る。差動増幅回路51の第2の入力端子は、第1の基準
電圧e1を供給する定電圧源53に接続されている。差
動増幅回路51の出力端子は、オフセット調整回路5の
出力端子T52およびノ−ドN51に接続されており、
ノ−ドN51はキャパシタ52を介して接地されてい
る。差動増幅回路51は、アクティブフィルタ4の出力
信号SB と第1の基準電圧e1との差信号の全範囲につ
いて、差信号に比例する信号を出力する。
【0008】差動増幅回路51は、アクティブフィルタ
4の出力電圧から第1の基準電圧e1を差し引いた差電
圧VINに対応する出力信号SO を生成する。差動増幅回
路51の出力信号SO は、キャパシタ52が接続された
ノ−ドN51を経てオフセット調整回路5の出力信号S
C としてレベルシフト回路3に供給される。レベルシフ
ト回路3は、入力信号SINがレベルシフトされた信号S
A を生成し、この信号SA をアクティブフィルタ4の入
力信号としてアクティブフィルタ4の入力端子T41に
供給する。アクティブフィルタ4では、レベルシフトさ
れた信号SA を入力して、アクティブフィルタ4のオフ
セット調整が行われる。
【0009】このようにして、アクティブフィルタ4
と、オフセット調整回路5と、レベルシフト回路3とを
用いて、アクティブフィルタ4のオフセット調整を行う
フィルタ回路を形成することができる。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】直流オフセット調整を
行うためのオフセット調整回路5では、アクティブフィ
ルタ4の入出力信号に影響を及ぼさないような充分に低
いカットオフ周波数が必要なため、差動増幅回路51の
相互コンダクタンスgm を小さくするか、キャパシタ5
2の静電容量を大きくする必要がある。しかし、相互コ
ンダクタンスgm を小さくした場合には、差動増幅回路
51のオフセット電圧が大きくなり易く、オフセット調
整回路5自体のオフセット電圧が大きくなり易いので、
相互コンダクタンスgm を小さくすることには限度があ
る。また、差動増幅回路で相互コンダクタンスgm を小
さくするには、差動対に接続された両トランジスタ間の
抵抗素子の抵抗値を大きくする必要があるが、IC上で
大きな抵抗値を形成することには限度がある。
【0011】一方、キャパシタ52の静電容量を大きく
する場合は、フィルタ回路をICチップ上に形成すると
きにはキャパシタ用の大きな電極面積がICチップ上で
必要となるため、集積化の観点から好ましくない。差動
増幅回路51の出力信号をICパッケ−ジの出力ピンに
供給し、この出力ピンにキャパシタ52を接続して(外
付けして)キャパシタ52の静電容量を大きくすること
ができるが、出力ピンとICチップとをワイヤボンディ
ング等により接続するためのボンディングパッド等のパ
ッドがICチップ上に必要となるためICチップの面積
を大きくする必要が生じたり、ICパッケ−ジの入出力
ピンがキャパシタ52の接続に使われてその分他の信号
を入出力するための入出力ピンが減ったりする。一方、
アクティブフィルタをカップリングキャパシタを介して
接続することで、アクティブフィルタを多段接続する場
合にオフセット電圧の累積を防止できるが、カップリン
グキャパシタの静電容量の点について上記と同様な課題
がある。
【0012】本発明の目的は、アクティブフィルタと、
該アクティブフィルタの出力信号と第1の基準電圧との
差に応じた信号を出力する増幅回路と、該増幅回路の出
力端子とア−スとの間に設けられたキャパシタとを有す
るオフセット調整回路と、入力信号を該オフセット調整
回路の出力信号に応じてレベルシフトさせて前記アクテ
ィブフィルタに印加するレベルシフト回路とを有するフ
ィルタ回路において、オフセット調整回路のキャパシタ
の静電容量を小さくし、カットオフ周波数を低くして、
IC化に適したフィルタ回路を提供することにある。本
発明の他の目的は、アクティブフィルタを多段接続した
場合でも、アクティブフィルタのオフセット調整を充分
に行うことができるフィルタ回路を提供することにあ
る。
【0013】
【課題を解決するための手段】本発明のフィルタ回路で
は、オフセット調整回路の増幅回路は、アクティブフィ
ルタの出力信号と第1の基準電圧との差信号が所定範囲
内の場合は差信号に比例する信号を出力し、前記差信号
が所定範囲を超える場合は所定の固定値の信号を出力す
る。
【0014】本発明のフィルタ回路では、好適には、オ
フセット調整回路の増幅回路は、差動対に接続された2
個のトランジスタと、該トランジスタを動作させる第1
の定電流源と、前記差信号に比例する出力信号を提供し
得る第2の定電流源とを有する。
【0015】本発明のフィルタ回路では、好適には、レ
ベルシフト回路は、前記入力信号が印加される抵抗素子
と、該抵抗素子の出力端子に設けられた信号加え合せ部
と、差動増幅回路とを有し、該差動増幅回路の第1の入
力端子には前記オフセット調整回路の出力信号が供給さ
れ、第2の入力端子には第2の基準電圧が供給され、出
力端子が前記信号加え合せ部に接続されている。
【0016】本発明のフィルタ回路では、好適には、ア
クティブフィルタは、差動増幅回路と、該差動増幅回路
の出力端子とア−スとの間に設けられたキャパシタとを
有し、差動増幅回路の第1の入力端子に前記レベルシフ
ト回路の出力信号が供給され、差動増幅回路の第2の入
力端子に該差動増幅回路の出力信号が供給される。
【0017】本発明のフィルタ回路では、さらに好適に
は、前記アクティブフィルタは、複数のアクティブフィ
ルタが直列接続されて構成されている。
【0018】本発明のフィルタ回路では、オフセット調
整回路の増幅回路は、前記差信号が所定範囲内の場合は
前記差信号に比例した信号を出力し、前記差信号が所定
範囲を超える場合は所定の固定値の信号を出力するの
で、前記差信号が所定範囲を超える場合はオフセット調
整回路の増幅回路の出力信号レベルを所定の固定値に抑
えることができる。
【0019】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、添
付図面に基づいて説明する。図1は、本発明に係るフィ
ルタ回路の一実施形態を説明する簡易ブロック図であ
る。なお、図中の符号GNDは接地電位、すなわちア−
ス電位を表す。
【0020】このフィルタ回路は、アクティブフィルタ
1と、オフセット調整回路2と、レベルシフト回路3と
を有する。オフセット調整回路2は、アクティブフィル
タ1の出力信号SB と第1の基準電圧e1との差に応じ
た信号SO を出力する増幅回路21と、該増幅回路21
の出力端子とア−スとの間に設けられたキャパシタ22
とを有する。また、オフセット調整回路2は、第1の基
準電圧e1を供給する定電圧源23を有する。増幅回路
21は差動増幅回路からなる。レベルシフト回路3は、
入力信号SINを該オフセット調整回路2の出力信号SC
に応じてレベルシフトさせて前記アクティブフィルタ1
に印加する。
【0021】入力信号SINが供給される入力端子T
INは、レベルシフト回路3の入力端子T31に接続され
ている。レベルシフト回路3の制御端子T32は、オフ
セット調整回路2の出力端子T22に接続されている。
レベルシフト回路3の出力端子T33は、アクティブフ
ィルタ1の入力端子T11に接続されている。
【0022】アクティブフィルタ1では、アクティブフ
ィルタ1の入力端子T11に差動増幅回路11の第1の
入力端子が接続されている。差動増幅回路11の第2の
入力端子は、ノ−ドN12に接続されている。差動増幅
回路11の出力端子は、ノ−ドN11,N12およびア
クティブフィルタ1の出力端子T12に接続されてお
り、ノ−ドN11はキャパシタ12を介して接地されて
いる。アクティブフィルタ1の出力端子T12は、ノ−
ドN13、端子TOUT およびオフセット調整回路2の入
力端子T21に接続されている。端子TOUT からはアク
ティブフィルタ1の出力信号SB を得ることができる。
【0023】オフセット調整回路2の入力端子T21
は、差動増幅回路21の第1の入力端子に接続されてい
る。差動増幅回路21の出力端子は、オフセット調整回
路2の出力端子T22およびノ−ドN21に接続されて
おり、ノ−ドN21はキャパシタ22を介して接地され
ている。
【0024】差動増幅回路21は、アクティブフィルタ
1の出力電圧から第1の基準電圧e1を差し引いた差電
圧VINに対応する出力信号SO を生成する。差動増幅回
路21の出力信号SO は、キャパシタ22が接続された
ノ−ドN21を経て、オフセット調整回路2の出力信号
C としてレベルシフト回路3に供給される。レベルシ
フト回路3は、オフセット調整回路2の出力信号SC
基づいて入力信号SINがレベルシフトされた信号SA
生成し、この信号SA をアクティブフィルタ1の入力信
号としてアクティブフィルタ1の入力端子T11に供給
する。このようにして、アクティブフィルタ1のオフセ
ット調整を行うことができる。
【0025】アクティブフィルタ1では、差動増幅回路
11は差電圧により出力電流を制御するgm アンプから
なり、差動増幅回路11の第2の入力端子にアクティブ
フィルタ1の出力端子が帰還接続されているので、差動
増幅回路11については実質的に抵抗素子として考える
ことができ、その後段のキャパシタ12と結合して1次
のRC低域通過フィルタを構成する。
【0026】差動増幅回路21は、アクティブフィルタ
1の出力信号SB と第1の基準電圧e1との差信号が所
定範囲内の場合は、差信号に比例した信号を出力し、前
記差信号が所定範囲を超える場合は、所定の固定値の信
号を出力する。具体的には、図2の差電圧VINと出力電
流IOUT の特性図に示すように、差動増幅回路21は、
第1の入力端子の電位から第2の入力端子の電位を差し
引いた差電圧VINが所定範囲内の場合は線形の電流出力
特性を有し、差電圧VINが前記所定範囲外の場合は飽和
した電流出力特性を有し、アクティブフィルタ1の出力
電圧から第1の基準電圧e1を差し引いた値がとり得る
範囲内に前記所定範囲を設けている。
【0027】図2では、差電圧VINの値がVL からVH
までの場合は、原点Oを通る比例特性を有する。差電圧
INの値がVH 以上の場合は、出力電流IOUT の大きさ
は固定値IH であり、飽和した特性である。このとき、
差動増幅回路21の出力端子から流出する電流の大きさ
はIH であり、定電流源として動作する。差電圧VIN
値がVL 以下の場合は、出力電流IOUT の大きさは固定
値IL であり、飽和した特性である。このとき、差動増
幅回路21の出力端子に流入する電流の大きさはIL
あり、定電流源として動作する。ここで、アクティブフ
ィルタ1の出力電圧から第1の基準電圧e1を差し引い
た値がとり得る最大値VMAX と最小値VMIN との間に、
L とVH とを設けることにより前記所定範囲を設けて
いる。オフセット調整回路2では、差動増幅回路21の
出力端子からの電流がキャパシタ22に流れ込み、キャ
パシタ22の端子電圧すなわちノ−ドN21の電位を上
昇させる。または、キャパシタ22からの電流が差動増
幅回路21の出力端子に流れ込み、ノ−ドN21の電位
を下降させる。このようにして、オフセット調整回路2
の出力電圧が変化する。
【0028】図2の特性図において電圧値VL および電
圧値VH の絶対値は、アクティブフィルタ1の出力電圧
から第1の基準電圧e1を差し引いた差信号の波高値の
平均値に比べて充分に小さい値としている。バイポ−ラ
トランジスタで形成した集積回路では、アクティブフィ
ルタのダイナミックレンジは0.2Vpp〜1Vpp程度に
設計することが多く、この場合には図2で電圧値VL
ら電圧値VH までの大きさ|VH −VL |はたとえば数
十mV程度とし、本実施形態では一例として50mV程
度とする。また、図2で飽和した電流値IL から電流値
H までの大きさ|IH −IL |は、たとえば数μAと
する。これにより、ICに適したフィルタ回路を得るこ
とができる。
【0029】差電圧VINが極めて小さい場合、すなわち
アクティブフィルタ1の出力電圧が第1の基準電圧e1
に等しいかほぼ等しい場合(小振幅動作時)、差動増幅
回路21の入出力特性は比例特性を有する。この場合、
差電圧VINに対応したレベルシフトがレベルシフト回路
3で行われる。図2の特性図の線形部分の傾きに対応す
る相互コンダクタンスgm の値を大きくすることによ
り、差動増幅回路21のオフセット電圧を小さくするこ
とができ、図1のフィルタ回路ではアクティブフィルタ
1のオフセット調整の精度を高めることができる。
【0030】図1のフィルタ回路では、差電圧VINが電
圧値VL から電圧値VH の範囲を超える場合(大振幅動
作時)、差動増幅回路21の入出力特性は飽和した特性
を有し、差動増幅回路21は定電流源として動作する。
このため、結果的にアクティブフィルタ1の出力信号S
B に歪みが生じるが、図2の飽和した電流値IL および
電流値IH の絶対値をたとえば数μA程度に小さく設定
することで、この歪みを小さくすることができる。な
お、レベルシフト回路3は、アクティブフィルタ1の構
成から予想されるオフセット電圧を調整することができ
ればよいので、レベルシフト回路3によるレベルシフト
量を制限することで、歪みをさらに小さくすることがで
きる。
【0031】図1のフィルタ回路では、差電圧VINが電
圧値VL から電圧値VH の範囲を超える場合(大振幅動
作時)、差動増幅回路21は定電流源として動作するの
で、オフセット調整回路2のカットオフ周波数は理想的
には0Hzまたはこれに近い値となり、好ましい値とな
る。このため、大振幅動作時の差電圧VINの大部分は、
小振幅動作時におけるカットオフ周波数の影響を殆んど
受けることがなく、高周波成分が減衰された信号が差動
増幅回路21から出力されることとなる。
【0032】したがって、図1のフィルタ回路では、オ
フセット調整回路2のキャパシタ22の静電容量を小さ
くすることができ、キャパシタ22を小型にすることが
できる。これにより、オフセット調整回路2ひいてはフ
ィルタ回路を小型にすることができる。また、オフセッ
ト調整回路2の差動増幅回路21は、図2のように、ア
クティブフィルタ1の出力電圧から第1の基準電圧e1
を差し引いた電圧値の最大値VMAX よりも電圧値VH
充分に小さくし、最小値VMIN の絶対値よりも電圧値V
L の絶対値を充分に小さく設定すればよいので、差動増
幅回路21の設計が容易になる。さらには、オフセット
調整回路2の差動増幅回路21は、図2のように、飽和
した出力電流IL および出力電流IH の絶対値をたとえ
ば数μA程度の小さな値に設定することで、差動増幅回
路21のオフセットを小さくすることができ、アクティ
ブフィルタ1のオフセット調整の精度を高めることがで
きる。以上から、アクティブフィルタのオフセット調整
が可能なフィルタ回路であり、さらには集積回路に適し
たフィルタ回路を得ることができる。
【0033】ここで、従来のフィルタ回路と、図1のフ
ィルタ回路とを比較する。図1のフィルタ回路との対比
のため、図5のフィルタ回路のオフセット調整回路5に
おいて、差動増幅回路51とキャパシタ52とで構成さ
れる低域通過フィルタのカットオフ周波数fo とキャパ
シタ52の静電容量値(キャパシタンス)Cとの関係
は、次式で表される。 fo =gm /2πC または C=gm /2πfo 従来のフィルタ回路において、fo =100kHz,g
m =5μA/Vとすると、C≒8pFとなる。これに対
して、図1のフィルタ回路のオフセット調整回路2で
は、小振幅動作時についてのカットオフ周波数を高く設
定することができ、差動増幅回路21とキャパシタ22
とで構成される低域通過フィルタのカットオフ周波数f
o =1MHz,gm =5μA/Vとすると、上式からキ
ャパシタ22の静電容量値C≒0.8pFとなり、静電
容量値をほぼ1桁小さくすることができる。なお、ビデ
オ信号等の入力信号の周波数帯域は0.5MHz〜20
MHz程度とすることが好ましく、入力信号の内容によ
って必要なカットオフ周波数は変化する。
【0034】図3は、本発明に係るフィルタ回路の好適
な一実施形態を説明する簡易ブロック図である。なお、
図3において、図1と同様な構成部分を同様な符号で表
記する。
【0035】このフィルタ回路は、アクティブフィルタ
4と、オフセット調整回路2と、レベルシフト回路3と
を有する。オフセット調整回路2は、アクティブフィル
タ4の出力信号SB が第1の入力端子に供給されると共
に第1の基準電圧e1が第2の入力端子に供給される差
動増幅回路21と、この差動増幅回路21の出力端子と
ア−スとの間に設けられたキャパシタ22とを有する。
また、オフセット調整回路2は第1の基準電圧e1を供
給する定電圧源23を有する。
【0036】フィルタ回路の入力端子TINはレベルシフ
ト回路3の入力端子T31に接続されている。レベルシ
フト回路3の制御端子T32は、オフセット調整回路2
の出力端子T22に接続されている。レベルシフト回路
3の出力端子T33は、アクティブフィルタ4の入力端
子T41に接続されている。
【0037】アクティブフィルタ4では、アクティブフ
ィルタ4の入力端子T41に差動増幅回路41の第1の
入力端子が接続されている。差動増幅回路41の第2の
入力端子は、ノ−ドN44,N43に接続されている。
差動増幅回路41の出力端子は、ノ−ドN41および差
動増幅回路43の第1の入力端子に接続されており、ノ
−ドN41はキャパシタ42を介して接地されている。
差動増幅回路43の第2の入力端子はノ−ドN44に接
続されている。差動増幅回路43の出力端子は、ノ−ド
N42およびバッファ回路45の入力端子に接続されて
おり、ノ−ドN42はキャパシタ44を介して接地され
ている。バッファ回路45の出力端子は、ノ−ドN43
を介してアクティブフィルタ4の出力端子T42に接続
されている。アクティブフィルタ4の出力端子T42
は、ノ−ドN13、端子TOUT およびオフセット調整回
路2の入力端子T21に接続されている。端子TOUT
らはアクティブフィルタ4の出力信号SB を得ることが
できる。
【0038】オフセット調整回路2の入力端子T21
は、差動増幅回路21の第1の入力端子に接続されてい
る。差動増幅回路21の出力端子は、オフセット調整回
路2の出力端子T22およびノ−ドN21に接続されて
おり、ノ−ドN21はキャパシタ22を介して接地され
ている。オフセット調整回路2の出力端子T22は、レ
ベルシフト回路3の制御端子T32に接続されている。
差動増幅回路21は図2に示す特性を有し、電圧値VL
から電圧値VH までの大きさ|VH −VL |はたとえば
数十mV程度とし、本実施形態では一例として50mV
程度とする。また、図2で飽和した電流値IL から電流
値IH までの大きさ|IH −IL |は、たとえば数μA
とする。これにより、ICに適したフィルタ回路を得る
ことができる。
【0039】レベルシフト回路3は、レベルシフト用の
抵抗素子R34と差動増幅回路31と定電圧源33とを
備えている。レベルシフト回路3の制御端子T32は、
差動増幅回路31の第1の入力端子に接続されている。
差動増幅回路31の第2の入力端子には、定電圧源33
から第2の基準電圧e2が供給されている。レベルシフ
ト回路3の入力端子T31と出力端子T33はレベルシ
フト用の抵抗素子R34を介して接続されており、レベ
ルシフト用の抵抗素子R34と出力端子T33との中間
に設けたノ−ドN31に差動増幅回路31の出力端子が
接続されている。ノ−ドN31は信号加え合せ点を構成
している。レベルシフト回路3の出力端子T33は、ア
クティブフィルタ4の入力端子T41に接続されてい
る。
【0040】レベルシフト回路3は、レベルシフト用の
抵抗素子R34および差動増幅回路31の出力信号SR
により、入力信号SINがレベルシフトされた信号SA
生成する。アクティブフィルタ4は信号SA を入力し、
フィルタ処理が施された信号SBを出力する。オフセッ
ト調整回路2は、信号SB を入力して、信号SB と第1
の基準電圧e1との差電圧に応じた信号SC を生成し、
レベルシフト回路3に供給する。
【0041】図3のフィルタ回路では、オフセット調整
回路2において差電圧VINが電圧値VH から電圧値VL
の範囲を超える場合は、差動増幅回路21を定電流源と
して動作させることができる。したがって、図1のフィ
ルタ回路について述べたのと同様に、カットオフ周波数
を小さくすることができ、図3のキャパシタ22の静電
容量を小さくすることができる。図3のブロック図は、
図5のブロック図においてオフセット調整回路5をオフ
セット調整回路2に置き換えた構成である。キャパシタ
22の静電容量をキャパシタ52の静電容量に比べて小
さくすることができ、キャパシタを小型にすることがで
きる。したがって、図3のフィルタ回路を図5のフィル
タ回路よりも小型にすることができる。
【0042】また、図3のフィルタ回路は図1のフィル
タ回路に比べ、アクティブフィルタにおいて差動増幅回
路41,43が多段(2段)接続されており、キャパシ
タ42,44によって差動増幅回路41,43の各オフ
セット電圧が累積することになるが、オフセット調整回
路2によって充分にオフセット調整を行うことができ
る。したがって、アクティブフィルタがさらに多段直列
接続されたとしても、本発明によれば充分にオフセット
調整を行うことができる。
【0043】図4は、図3のフィルタ回路の具体的な回
路図である。図3中の符号を図4中に用い、図3と図4
との対応付けをしている。図中の符号VCCは電源電圧で
ある。図3のオフセット調整回路2における差動増幅回
路21は、図4の差動対に接続された2個のnpn型ト
ランジスタQ23,Q24と、抵抗素子R21,R22
およびpnp型トランジスタQ21,Q22からなるカ
レントミラ−回路と、定電流源I21とを備え、トラン
ジスタQ23,Q24のエミッタには定電流源I21を
接続した構成からなる。定電流源I21の駆動電流i4
の大きさはたとえば数μAとする。かかる構成とするこ
とで、差動増幅回路21について、図2の特性図を得る
ことができる。図2の特性図において、飽和した電流値
は駆動電流i4の大きさにより定めることができる。カ
レントミラ−回路は、2個のnpn型トランジスタQ2
3,Q24を動作させる第1の定電流源を構成する。定
電流源I21は、差信号に比例する信号を提供し得る第
2の定電流源を構成する。
【0044】図3のアクティブフィルタ4の差動増幅回
路41は、抵抗素子R43を介して差動対に接続された
2個のnpn型トランジスタQ43,Q44と、抵抗素
子R41,R42およびpnp型トランジスタQ41,
Q42からなるカレントミラ−回路と2個の定電流源I
41,I42とを備え、npn型トランジスタQ43,
Q44は定電流源I41,I42を介して各々接地され
ている。定電流源I41,I42の駆動電流は、両方と
もi1である。かかる構成とすることで、アクティブフ
ィルタ4の差動増幅回路41とオフセット調整回路2の
差動増幅回路21とを、差動対のトランジスタ間の抵抗
素子の有無および定電流源の個数が相違するという類似
した構成とすることができる利点がある。
【0045】図3のアクティブフィルタ4の差動増幅回
路43は、抵抗素子R47を介して差動対に接続された
2個のnpn型トランジスタQ47,Q48と、抵抗素
子R45,R46およびpnp型トランジスタQ45,
Q46からなるカレントミラ−回路と2個の定電流源I
43,I44とを備え、npn型トランジスタQ47,
Q48は定電流源I43,I44を介して各々接地され
ている。定電流源I43,I44の駆動電流は、両方と
もi1である。
【0046】図3のレベルシフト回路3の差動増幅回路
31は、抵抗素子R33を介して差動対に接続された2
個のnpn型トランジスタQ33,Q34と、抵抗素子
R31,R32およびpnp型トランジスタQ31,Q
32からなるカレントミラ−回路と2個の定電流源I3
1,I32とを備え、npn型トランジスタQ33,Q
34は定電流源I31,I32を介して各々接地されて
いる。定電流源I31,I32の駆動電流は、両方とも
i3である。かかる構成とすることで、レベルシフト回
路3の差動増幅回路31とアクティブフィルタ4の差動
増幅回路41とを、類似した構成とすることができる利
点がある。また、かかる構成とすることで、レベルシフ
ト回路3の差動増幅回路31とオフセット調整回路2の
差動増幅回路21とを、差動対のトランジスタ間の抵抗
素子の有無および定電流源の個数が相違するという類似
した構成とすることができる利点がある。
【0047】オフセット調整回路2の差動増幅回路21
では、npn型トランジスタQ23,Q24を差動対に
接続して定電流源I21を介して接地しているので、n
pn型トランジスタQ23,Q24を抵抗素子を介して
差動対に接続して各々定電流源を介して接地する場合に
比べ、差動増幅回路21の相互コンダクタンスgm を大
きくすることができ、差動増幅回路21のオフセット電
圧を小さくすることができるとともに、抵抗素子および
定電流源の数を減らして簡単な回路構成とすることがで
きる。
【0048】アクティブフィルタ4は、差動増幅回路と
この差動増幅回路の出力端子とア−スとの間に設けられ
たキャパシタとからなる回路を多段接続した構成を有
し、具体的には、差動増幅回路41と差動増幅回路43
とが多段接続されている。かかる構成の場合、アクティ
ブフィルタ4ではオフセット電圧が累積する可能性があ
るが、その累積したオフセット電圧に対して本発明のフ
ィルタ回路によりオフセット調整することができる。
【0049】アクティブフィルタ4は、複数の差動増幅
回路を備えた多重帰還回路からなり、具体的には、バッ
ファ回路45の出力端子が差動増幅回路41,43の第
2の入力端子に各々接続されている。アクティブフィル
タ4内で多重に帰還がかかっている場合、ダイナミック
レンジを越える電圧の信号が入力されると、アクティブ
フィルタ4の差動増幅回路内の電流源がカットオフして
正常に動作しないことがあるが、本発明のフィルタ回路
によりアクティブフィルタのオフセット調整ができるの
で、ダイナミックレンジを従来よりも広くすることがで
き、この分ダイナミックレンジを越える電圧の信号の入
力を少なくすることができる。
【0050】アクティブフィルタ4はバッファ回路45
を備え、アクティブフィルタ4の出力はバッファ回路4
5を介して行われる。かかる構成とすることで、アクテ
ィブフィルタ4とオフセット調整回路2とのインピ−ダ
ンスのマッチングを行うことができる。バッファ回路4
5は、図4ではnpn型トランジスタQ49およびnp
n型トランジスタQ49のエミッタに接続された定電流
源I45によりコレクタ接地増幅回路を構成している。
定電流源I45の駆動電流の大きさはi2である。
【0051】本発明のフィルタ回路は、オフセット調整
回路2の差動増幅回路21に図2のような特性を持たせ
ているので、大振幅動作を行うような比較的に一定振幅
の再生信号の処理を行う装置、たとえばフレキシブルデ
ィスク等の読出信号を処理する飽和磁気記録再生装置
や、光ディスク等の読出信号を処理する光記録再生装置
やビデオ信号等を処理するビデオ信号処理装置に好適で
ある。なお、本発明のフィルタ回路の増幅回路は、カレ
ントミラ−回路を用いた差動増幅回路いわゆるgm アン
プにより構成することが望ましい。
【0052】また、上記実施形態は本発明の一例であっ
て、本発明は上記実施形態に限定されない。本発明のフ
ィルタ回路は、図示したアクティブフィルタに限らず、
各種のアクティブフィルタに対して適用することができ
る。
【0053】
【発明の効果】本発明のフィルタ回路によれば、オフセ
ット調整回路のキャパシタの静電容量を小さくすること
ができ、カットオフ周波数を低くすることができ、集積
回路に適したフィルタ回路を提供することができる。ま
た、本発明のフィルタ回路によれば、アクティブフィル
タが多段接続された場合でも、充分オフセット調整を行
うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るフィルタ回路を説明する簡易ブロ
ック図である。
【図2】オフセット調整回路の差動増幅回路の特性図で
ある。
【図3】本発明に係るフィルタ回路を説明する簡易ブロ
ック図である。
【図4】本発明に係るフィルタ回路を説明する具体的な
回路図である。
【図5】従来のフィルタ回路を説明する簡易ブロック図
である。
【符号の説明】
1,4…アクティブフィルタ、2,5…オフセット調整
回路、3…レベルシフト回路、11,31,41,43
…差動増幅回路、21,51…差動増幅回路(増幅回
路)、22,42,44,52…キャパシタ、23,3
3,53…定電圧源、45…バッファ回路、e1…第1
の基準電圧、e2…第2の基準電圧、GND…接地電位
(ア−ス電位)、I21,I31,I32,I41,I
42,I43,I44,I45,I51,I52…定電
流源、N31…信号加え合せ点、Q21,Q22,Q3
1,Q32,Q41,Q42,Q45,Q46…pnp
型トランジスタ、Q23,Q24,Q33,Q34,Q
43,Q44,Q47,Q48,Q49…npn型トラ
ンジスタ、R21,R22,R31,R32,R33,
R34,R41,R42,R43,R45,R46,R
47…抵抗素子、TIN,TOUt ,T11,T12,T2
1,T22,T31,T32,T33,T41,T4
2,T51,T52…端子、Vcc…電源電圧、VIN…差
電圧、VMAX …最大値、VMIN …最小値。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 アクティブフィルタと、 該アクティブフィルタの出力信号と第1の基準電圧との
    差に応じた信号を出力する増幅回路と、該増幅回路の出
    力端子とア−スとの間に設けられたキャパシタとを有す
    るオフセット調整回路と、 入力信号を該オフセット調整回路の出力信号に応じてレ
    ベルシフトさせて前記アクティブフィルタに印加するレ
    ベルシフト回路とを有するフィルタ回路であって、 前記増幅回路は、前記アクティブフィルタの出力信号と
    第1の基準電圧との差信号が所定範囲内の場合は差信号
    に比例する信号を出力し、前記差信号が所定範囲を超え
    る場合は所定の固定値の信号を出力するフィルタ回路。
  2. 【請求項2】 前記オフセット調整回路の増幅回路は、 差動対に接続された2個のトランジスタと、 該トランジスタを動作させる第1の定電流源と、 前記差信号に比例する出力信号を提供し得る第2の定電
    流源とを有する請求項1記載のフィルタ回路。
  3. 【請求項3】 前記レベルシフト回路は、前記入力信号
    が印加される抵抗素子と、該抵抗素子の出力端子に設け
    られた信号加え合せ部と、差動増幅回路とを有し、 該差動増幅回路の第1の入力端子には前記オフセット調
    整回路の出力信号が供給され、第2の入力端子には第2
    の基準電圧が供給され、出力端子が前記信号加え合せ部
    に接続されている請求項1記載のフィルタ回路。
  4. 【請求項4】 前記アクティブフィルタは、差動増幅回
    路と、該差動増幅回路の出力端子とア−スとの間に設け
    られたキャパシタとを有し、 該差動増幅回路の第1の入力端子に前記レベルシフト回
    路の出力信号が供給され、該差動増幅回路の第2の入力
    端子に該差動増幅回路の出力信号が供給される請求項1
    記載のフィルタ回路。
  5. 【請求項5】 前記アクティブフィルタは、複数のアク
    ティブフィルタが直列接続されて構成されている請求項
    4記載のフィルタ回路。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014221108A (ja) * 2013-05-13 2014-11-27 オリンパス株式会社 信号処理回路およびカプセル内視鏡
JP2017067626A (ja) * 2015-09-30 2017-04-06 旭化成エレクトロニクス株式会社 磁性体検出装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014221108A (ja) * 2013-05-13 2014-11-27 オリンパス株式会社 信号処理回路およびカプセル内視鏡
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