JPS58123220A - スイツチト・キヤパシタ・フイルタ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は演算増幅器（オペアンプ）、キャパシタおよび
スイッチとから構成されるスイッチト・キャパシタ・フ
ィルタに関する。

スイッチト・キャパシタ・フィルタは、オペアンプから
雑音が発生するため、高い８７ＮＩＩＩＩ性を要求する
システムへの適用が困難となっている。

従来、このオペアンプの雑音を低減するため、それぞれ
のオペアンプの入力側に変調器を設は出力＠に復調器を
設けている。しかし、このような構成は、オペアンプ毎
に変復調器を必要とするため、フィルタの構成が複雑に
なるという欠点を有している。

本発明の目的は上述の欠点を除去したスイッチトーキャ
パシタ・フィルタ装置を提案するととＫある。

次に図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図である。図
において、本実施例に示す伝達関数Ｈ（Ｚ）を有するス
イッチト・キャパシタ・フィルタ装置は、入力信号Ｘ　
（ｎ）を変調波φ伽）で変調（Ｘ”（ｎ）　’）する変
調器３と、この変調器出力Ｘ”（ｎ）をフィルタリング
（Ｙ”（ロ））する伝達関数Ｈ（−Ｚ）を有するスイッ
チト嗜キャパイタ・フィルタ２と、このフィルタ出力Ｙ
〜）を復調波φ（ロ）で復調（Ｙ（ｎ））する復調器４
とから構成されている。このような構成により伝達関数
Ｈ（イ）のフィルタが持っている低域における雑音を抑
圧している。

なお、スイッチト・キャパシタ・フィルタの詳細は特開
昭５５−１１５７１３号公報を参照できるので詳細は省
く。

なお、フィルタ２の伝達関数Ｈ（−Ｚ）は伝達関数Ｈ（
Ｚ）をｆ、／２　ｊｌｄ波数シフトしたものである。

すなわち、Ｚ＝ｅｘｐ（３２ｇｆ／ｆｓ）とすると、Ｈ
（Ｚ）をｆａ／２シフトすると Ｚ＝　ｅｘｐ（ｊ２ｇ（ｆ−ｆａ／２））＝ｅｘｐ（−
ｊｇ）・ｅｘｐ（ｊ２ｇｆ／ｆ１３）＝−１＠Ｚ＝−Ｚ となり、Ｈ（Ｚ）はＨ（−Ｚ）となる。

次に第２図（ａ）から（ｆ）を参照して本発明のフィル
タ装置により低域雑音が抑圧できることを説明する。

第２図（ａ）から（ｆ）において、入力信号Ｘ（ｎ）、
出力信号Ｙ（ｎ）、変調巻出信号Ｘ”（ｎ）および復調
器出力Ｙ”（ｎ）はいずれも標本化された時間域信号で
あＭｓｎは標本点を表わす。これらを７−リエ変換した
もノヲ各＊　Ｘ（Ｚ）　、　Ｙ（Ｚ）　、　Ｘ”（Ｚ）
　、　Ｙ”（Ｚ）　トスル。

ここで、Ｚ　−ｅｘｐ（ｊｍＴ　）であり、Ｔは標本間
隔である。第２図（ａ）および（ｂ）は、変復調器を持
たない伝達関数Ｈ（Ｚ）のフィルタの周波数特性を示す
。

第２図中破線で示したものがオペアンプの雑音特性であ
る。この第２図（ａ）から明らかなように低域通過フィ
ルタの場合、この雑音を抑圧することはできない。

第２図（Ｃ）は変調波形φ（ｎ）を示す。φ（ｎ）のフ
ーリエ変換をΦ（Ｚ）としたとき、これはｗＴ＝πに位
置するスペクトルとなる。ｘ”（ｚ）は第２図（ｄ）に
示すように、Ｘ（Ｚ）をπだけシフトしたものであり、
伝達関数Ｈ（−Ｚ）もＨ（Ｚ）をπだけシフトしたもの
である。従って、Ｘ（Ｚ）をＨ（Ｚ）で処理する代わり
に、　Ｘ’（Ｚ）をＨ（−Ｚ）で処理（第２図（ｅ）　
）　Ｌ、この処理出力Ｙ”（Ｚ）　門’φ、（ｎ）で復
調してπだけシフトするととＫより　Ｙ　（Ｚ）を得る
ことができる（第２図（０）。第２図（ｄ）から明らか
なようにオペアンプの雑音は主としてＨ（−Ｚ）の阻止
域に分布しているため、Ｈ（−Ｚ）の出力においてこの
雑音は十分に抑圧される。

第３図は第１図に使用される変調器の兵体的構成を示す
。ｔＩＡ３図において、変調器２は、オペアンプ５と、
変調信号φ（ｎ）Ｋよシ制御されるスイッチ７および８
と、抵抗６とから構成されている。

φ（ｒｌ）が１のとき、スイッチ８がＯＮ（導通）して
入力信号Ｘ　（ｎ）がそのまま出力され（入力信号に１
を乗じたこと上等価）、φ（ｎ）が−１のときには、ス
イッチ７がＯＮして、オペアンプ５によりアースからＸ
　（ｎ）を引算した出力−Ｘ　（ｎ）が得られる（Ｘ（
ｎ）に−１を乗じたことと等価）。なお、復調器４も変
調器３と同様に構成できるので、ここでＦｉ脱有する帯
域通過フィルタ実現のための伝達関数Ｈ（Ｚ）を考える
こと龜可能である。

以上のように１本発明では従来回路のようにオペアンプ
毎に変復調器を設ける代わりにスイッチト・キャパシタ
・フィルタの入力および出力に変調器および復調器を設
けているため、回路規模の小さなスイッチト・キャパシ
タ・フィルタが得うれる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すプロ、り図。 第２図（ａ）〜（ｆ）は本発明の詳細な説明する図およ
び第３図は変調器の構成を示す回路図である。 第１図および第３図において、２・・・・・・スイ、テ
ト・キャパシタ・フィルタ、３・・・・・・変調器、４
・・・・・・復調器、５・・・−・・オペアンプ、７，
８・・・・・・スイッチ。 Ｌ　ｆ図 １，２図 ＶＴ　− 一、ｆｌＪ”ＬｒＬ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 標本化周期Ｔの入力信号と標本化周期２Ｔ４０変調波と
   の乗算を行う第１の乗算手段１．と、この第１の乗算手
   段の出力を予め定めたフィルタリングを行、う伝達９Ｉ
   数Ｈ（−Ｚ）　（Ｚｓ−ｅｘｐ　（ｊｖＴ）　）を有す
   るスイ、チト・キャＡシタ・フィルタと、このフィルタ
   出力と鉤記変調波との乗算を行う第２の乗算手段とから
   構成されたことを特徴とす伝達関数Ｈ（Ｚ）を有するス
   イ、テト・キャパシタ９フイルタ＠甑。