JPS58131811A - 電気素子シュミレータを有する積分器／フィルタ回路 - 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】 技術分野 本発明は１気素子シユミレータに関するものである。

電気素子をシュミレートすることはよく知られている。

このようなシュミレートされた素子は精密に制御可能な
周波数特性が要求される能動積分器や能動フィルタに応
用される。

背景技術 シュミレートされた電気素子のよく知られた１つの形は
シュミレートされた電気抵抗である。このシュミレート
された電気抵抗はいわゆるスイッチ付コンデンサ回路で
つくられる。このことについては次の２つの論文を参照
されたい。

Ｒ、（）ｒ　ｅｇｏｒ　ｉａｎおよびＲ，Ｇｒｅｇｏｒ
ｉａｎおよびＷ、Ｅ、Ｎ１−ｃｈｏｌｓｏｎ　Ｊｎｒ、
のＭｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ　Ｊｏｕｒｎａｌ
第１１巻第２号１６〜２５頁のＩ−Ｆｉｌｔｅｒｉｎｇ
　ｔｅｃｈｎｉＬｗｉｔｈ　５ｗ１ｔｃｈｅｄ　−ｃａ
ｐａｃｉｔｏｒ　ｃｉｒｃｕｉｔｓ　Ｊおよび［ＭＯＳ
　ｓａｍｐｌｅｄ　−ｄａｔａ　ｈｉｇｈ　−ｐａｓｓ
　ｆｉｌｔ−！ｒ５ｕｓｉｎｇ　５ｗ１ｔｃｈｅｄ　−
ｃａｐａｃｉｔｏｒ　ｉｎｔｅｇｒａｔｏｒｓ　Ｊであ
る。

前記スイッチ付コンデンサ回路の問題点はこれらは金属
酸化物半導体（Ｍ、Ｏ，Ｓ　）技術を用いて製造するの
に王として適しており、全体的に云ってバイポーラ技術
に適用できない点である。より高いスイッチング周波数
が要求される時、たとえば、ＭＨｚ領域のラジオ周波数
で用いられる時、バイポーラ装置を用いなくてはならな
い。

発明の要約 本発明はノ々イポーラ技術で製造するのに適した電気素
子シュミレータを得ようとするものである。

本発明により、第１接続点と、第２接続点と基準電位と
の間に接続された第１コンデンサと、第６接続点と基準
電位との間に接続された７１ｇ２コンデンサと、前記第
１１＃続点と前記第６接続点との間に接続された抵抗器
と、開状態にある時前記第１接続点と前記第２接続点が
相互に１気的に分離されそして閉状態にある時前記第１
接続点と前記第２接続点が相互に磁気的に接続するよう
に配置された第１電気スイツチと、開状態にある時前記
第２接続点と前記第６接続点が相互に電気的に分離され
そして閉状態にある時前記第２接続点と前記第３接続点
を相互に磁気的に接続するように配置された第２心気ス
イツチと、前記第１スイツチと前記第２スイツチの状態
を予め定められた時間率で相互に同期して反転させる装
置とを有し、前記第１スイツチと前記第２スイツチの一
方が開状態にある時他方が閉状態にあり、前記第１スイ
ツチと前記第２スイツチが予め定められた時間率で相互
に同期して状態を反転することにより予め定められた′
電流が前記第１接続点に供給されるのに応答して前記接
続点に時間と共に増加する１圧が現われる電気素子シュ
ミレータかえられる。

したがって、第１接続点におけるこの増加する電圧は第
１接続点に接続されたコンデンサを充電するために電流
を加える効果のシュミレーションである。

第１接続点と第１スイツチとの間にバッファ増幅器を接
続することができる。

抵抗器は第１接続点に直接に接続することができ、およ
び第３バツフア増幅器を通して第６接続点に接続するこ
とができる。

発明の実施態様 第１図の入力端子１はこのシュミレータの第１接続点で
あって、利得１のバッファ増幅器２を通′して入力電流
を供給する。スイッチ３はコンデンサ４を充電するため
のものである。このコンデンサの１つの端子はこの回路
の第２接続点５に接続され、そして第２端子はアース基
準電位に接続される。

スイッチ３は開状態と閉状態を有している。このスイッ
チが開状態の時、接続点１と接続点５は電気的に分離さ
れ、一方間状態の時、コンデンサ４はバッファ増幅器２
を通して充電される。

第２接続点５はまた、利得１の第２バツフア増幅器６と
スイッチ７を通して、第３接続点８に接続される。この
第６接続点はまた第２コンデンサ９０１つの端子に接続
される。この第２コンデンサの他の端子はまたアース基
準電位に接続される。

抵抗器１００１つの端子は第１接続点１に接続され、他
の端子は利得１の第６ノ々ツ７ア増幅器１１を通して第
３接続点８に接続される。

スイッチ３が開状態にある時スイッチ７が閉状態にある
ように、そしてまたこの逆の状態にあるように、スイッ
チ３．７が構成される。これらのスイッチの状態は、ク
ロック人力１２に供給されるクロック信号によって、予
め定められた時間率で反転される。このクロック入力は
、点線で示された線路１３および１４によって、それぞ
れスイッチ３および７に接続され、それらをクロックす
る。

第１図と第２図の両方を見てみる。時刻ｔ−＝　Ｑに、
コンデンサ４，９は帯電していなく、スイッチ３が閉状
態にあり、一方スイッチ７が開状態にあるとする。また
、この時刻に、第２図ａに示された電流エエＮがこの回
路の第１接続点である端子１に加えられるとする。

電流エエＮが抵抗器１０を流れ、接続点１の電位はΔＶ
＝Ｉ工ＮＨになるであろう。ここで、Ｒは抵抗器１０の
抵抗値である。また、コンデンサ４が充電され、第２接
続点５は接続点１と同じ電位ΔＶ　になるであろう。

時間Δを後に、クロック信号が端子１２に加えられたと
する。すると、スイッチ３．７の状態が反転し、スイッ
チ３が開状態になり、そしてスイッチ７が閉状態になる
。接続点５のぽ圧はに、Ｅ値ΔＶ　のままＣあり、そし
て接続点８の４圧、すなわち、コンデンサ９の電圧はま
たΔ■になる。すると、接続点１の電圧は、ノ々ツファ
増幅器１１と抵抗器１０を通して接続点８に接続されて
いるので、新しい電圧値ＩＩＮ　Ｒ十ΔＶ、すなわち、
２ΔＶになるＱあろう。

端子１２にクロック信号が加えられているので、時間間
隔Δを毎に、スイッチ３．７が逐次に逆転し、したがっ
て、接続点１の電圧は、第２図すに示されているように
、時間に比例して階段形に増加するであろう。

接続点１の電圧の平均増加率は 氾−１団Ｒ− ａ　ｔ−１丁’　ＩＮ　”ＦＣ１０Ｃ］（によって与え
られる。ここで、Ｆｃ１ｏｃｋ　は端子１２に刃口えら
れるクロック信号の周波数であり、Δｔ　はクロック時
間間隔である。

Ｖ Ｃは電気容量として、Ｉ＝Ｃ’■であるから、第１図の
装置は接続点１に接続されたコンデンサをシュミレート
し、そしてこのシュミレートされたコンデンサの値は によって与えられる。

したがって、第１図を参照して説明されたシュミレータ
はコンデンサをシュミレートし、このコンデンサの電気
容量値はこのシュミレータに用いられたコンデンサ４，
９の電気容量値と無関係である。このコンデンサの電気
容量ｔは抵抗器１０の抵抗値と、スイッチ３，７をクロ
ックするのに用いられたクロック信号の周波数とだけに
依存する。

バッファ増幅器のどれか１つまたは全部を省略すること
ができるが、その場合には、シュミレートされたコンデ
ンサの電気容量値は変わるであろうし、そしてコンデン
サ４および９の電気容量値にも依存するようになる。

このシュミレートされたコンデンサは、入力端子接続点
１を付加部品に接続することにより、例えばフィルタを
つくる場合には付加抵抗器に接続することにより、また
は積分器をつくる場合にはさらにバッファ増幅器を接続
することにより、能動積分器または能動フィルタをつく
るのに用いることができる。

第３図に示されているように、抵抗値Ｒ１の付加抵抗器
を通して、第１図に示されたおよび点線の枠１５で示さ
れたシュミレートされたコンデンサに電流を供給するこ
とにより、フィルタがつくられる。このフィルタの周波
数特性の３　ｄＢ点はしたがって、この３　　ａＢ周波
数値は、抵抗器Ｒ１の抵抗値とこのコンデンサ・シュミ
レータの抵抗器１０の抵抗値の比によって変わり、そし
てクロック周波数によって変わり、そしてコンデンサ４
および９の１気容量値によっては変わらない。

このように、本発明により、バイポーラ技術を用いて、
精密な周波数特性をもったプログラム可能フィルタをつ
くることができる。

本発明はバイポーラ技術を用いて実施される場合に限定
されるのではなく、ＭＯ８技術を用いて実施することも
できることがわかるはずである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による電気素子シュミレータ図であり、 第２図は波形の説明図であり、 第３図は第１図の素子シュミレータを用いたフイシタ図
である。 １　　　　　　第１接続点 ４　　　　　　第１コンデンサ ９　　　　　　　第２コンデンサ １０　　　　　抵抗器 ３　　　　　　第１成気スイツチ ７　　　　　　第２を気スイッチ １２　　　　　クロック入力（スイッチ反転装置に接続
される） ２．６．１１　　バッファ増幅器 代理人　　浅　村　　皓 １ ７２ ＦＩＧ）。 ＦＩＧ、３゜ 手続補正書（自発） 昭和５８年３　月３日 特許庁長官殿 １、事件の表示 昭η戸８　年特￥１−願第６７２９　　　号２、発明の
名称 電気菓子シュミレータ ３、補正をする者 事件との関係　特ご１°出願人 ４、代理人 ５、補正命令の日刊 昭和　　年　　月　　日 ６、補ｊＦＨにより増加する発明の数 ７、補正の対象 明細書

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）第１接続点と、第２接続点と基準電位との間に接
   続された第１コンデンサと、第３接続点と基準電位との
   間に接続された第２コンデンサと、前記第１接続点と前
   記第６接続点との間に接続された抵抗器と、開状態にあ
   る時前記第１接続点と前記１．第２接続点が相互に電気
   的に分離されそして閉状態にある時前記第１接続点と前
   記第２接続点が相互に電気的に接続するように配置され
   た第１電気スイツチと、開状態にある時前記第２接続点
   と前記第３接続点が相互に電気的に分離されそして閉状
   態にある時前記第２接続点と前記第６接続点が相互に電
   気的に接続するように配置された第２′電気スイツチと
   、一方・が開状態にあるとき他方は閉状態である前記第
   １スイツチと前記第２スイツチの状態を予め定められた
   時間率で相互に同期して反転させる装置と、を有し、予
   め定められた電流が前記第１接続点に供給されるのに応
   答してその接続点に時間と共に増加する電圧が現われる
   電気素子シュミレータ。 （２、特許請求の範囲第１項において、前記第１接続点
   と前記第１スイツチとの間に接続されたバッファ増幅器
   を有する心気素子ンユミレータ。 （３）特許請求の範囲第１項または第２項において、前
   記第２接続点と前記第２スイツチとの間に接続されたバ
   ッファ増幅器を有する心気素子シュミレータ。 （４）特許請求の範囲第１項、第２項または第３項にお
   いて、前記第６接続点とｍ記第１接続点との間に前記抵
   抗器と直列に接続されたバッファ増幅器を有する電気素
   子シュミレータ。 （５）　　特許請求の範囲第４項において、前記抵抗器
   が第１ａ続点に直接に接続されおよび前記抵抗器が直列
   接続された前記バッファ増幅器を通して前記第３接続点
   に接続された電気素子シュミレータ。