JPS5839108A - 特性可変スイッチド・キャパシタ・フィルタの利得調整方式 - Google Patents
特性可変スイッチド・キャパシタ・フィルタの利得調整方式Info
- Publication number
- JPS5839108A JPS5839108A JP13606981A JP13606981A JPS5839108A JP S5839108 A JPS5839108 A JP S5839108A JP 13606981 A JP13606981 A JP 13606981A JP 13606981 A JP13606981 A JP 13606981A JP S5839108 A JPS5839108 A JP S5839108A
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- Japan
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- filter
- gain
- switched capacitor
- characteristic variable
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- Pending
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- 239000003990 capacitor Substances 0.000 title claims abstract description 26
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 3
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 3
- 238000012887 quadratic function Methods 0.000 description 2
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H19/00—Networks using time-varying elements, e.g. N-path filters
- H03H19/004—Switched capacitor networks
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Filters That Use Time-Delay Elements (AREA)
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。
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、２次０７４ルタ伝達関数毎に構成する特性可
変スイッチド・キャパシタ・フィルタの構成法に関する
もので、具体的にはフィルタの利得を別に付加した増幅
器等の利得調整手段で制御し、２次フィルタの利得を決
める係数をｔｏに固定するととくよって、他のフィルタ
係数を高精度に実現できるようにするものである。
変スイッチド・キャパシタ・フィルタの構成法に関する
もので、具体的にはフィルタの利得を別に付加した増幅
器等の利得調整手段で制御し、２次フィルタの利得を決
める係数をｔｏに固定するととくよって、他のフィルタ
係数を高精度に実現できるようにするものである。
一般にスイッチド・キャパシタ・フィルタ（ＳＣＦ）は
、ゴンデンナ、スイッチ及び演算増幅器から構成される
可聴周波数帯域のフィルタであって、ＭＯ８集積回路と
して製造するＯＫ好都合であシ１構成部品であるキャパ
シタの容量比によってフィルタ特性を変えるヒとができ
るという特徴を有する。
、ゴンデンナ、スイッチ及び演算増幅器から構成される
可聴周波数帯域のフィルタであって、ＭＯ８集積回路と
して製造するＯＫ好都合であシ１構成部品であるキャパ
シタの容量比によってフィルタ特性を変えるヒとができ
るという特徴を有する。
第１図には、２次スイッチド・キャパシタ・フィルタ（
８ＣＦ）回路の一般形を示す０図中８Ｗ１゜８Ｗ２が付
加されたスイッチド・キャパシタ（２つの２Ｃ１）は、
入力信号に遅延を与えるための回路であり、他のスイッ
チド・キャパシタが周波数ｆｅで動作するとき、８Ｗ１
．８Ｗ２は、その１７２０周波数でかつ位相が１８０度
ずれたクロックパルスで動作する。
８ＣＦ）回路の一般形を示す０図中８Ｗ１゜８Ｗ２が付
加されたスイッチド・キャパシタ（２つの２Ｃ１）は、
入力信号に遅延を与えるための回路であり、他のスイッ
チド・キャパシタが周波数ｆｅで動作するとき、８Ｗ１
．８Ｗ２は、その１７２０周波数でかつ位相が１８０度
ずれたクロックパルスで動作する。
第２図は第１図の等価回路を示すものである。
ここで町は容量比Ｃ１／ＣＢ（ｊ＝１〜６）で１、ｚ−
１＝＠−ｊＷＴ （’［’ ；１ ／ ｆＣ） テある
。第２図から電圧Ｖ１ ｓ Ｖ２’ ＊ ９２ 間に
は次の関係が得られる。
１＝＠−ｊＷＴ （’［’ ；１ ／ ｆＣ） テある
。第２図から電圧Ｖ１ ｓ Ｖ２’ ＊ ９２ 間に
は次の関係が得られる。
Ｖ；−（（＊１ｚ−’＋＊ｚ）Ｖ１＋ａｓＶｚ）（−Ｚ
）／（１−Ｚ ）・・・・・・・・・（１） Ｖｌ−（”ｉ Ｖｌ−Ｉ’ｍ Ｖ２＋ ’ａ Ｖｔ ）
−（−Ｚ−’）／（ｘ −ｚ−１）・・・・−・・・（
２） （１） 、 （２）式よｐ伝達関数（ｖ２／ ｖ、 ）
を求めると、次式となる。
）／（１−Ｚ ）・・・・・・・・・（１） Ｖｌ−（”ｉ Ｖｌ−Ｉ’ｍ Ｖ２＋ ’ａ Ｖｔ ）
−（−Ｚ−’）／（ｘ −ｚ−１）・・・・−・・・（
２） （１） 、 （２）式よｐ伝達関数（ｖ２／ ｖ、 ）
を求めると、次式となる。
・・・・・・・・・（３）
ｖＰ性可変８０Ｆでは（３）式の１ を可変することに
より、特性を変えられるようにしている。帽の可変方法
としては、それに対応する容量Ｏｉ を複数個用意し、
その組合せを変えて行なうのが一般的である。
より、特性を変えられるようにしている。帽の可変方法
としては、それに対応する容量Ｏｉ を複数個用意し、
その組合せを変えて行なうのが一般的である。
係数（容量比）＃Ｉは、２次の８０Ｆの利得を決める係
数であ！Ｄ、＋３３式に示すように８０Ｆ伝達関数をＣ
５が全体に掛かる形として表わすことができる。フィル
タにおいてフィルタ全体の利得を１．０にしようとする
とＣ３は「１」よシかなり小さくなる場合が多い、（３
）式の分子ＯＺ、Ｚの係数がａ２ｇ、 ／ ａ、 、
ｅｘ、α／ ６ｓｊの形で表わされているため、これ
らの値がある値に決まっている時に、ａ が小さいとＣ
２”４ ｅ ”１α６ も小さくしなければならないた
めである。−例として、ａ −α０１、ｅｘａ／ｅｘ
＝０．９のとき＆、 ＆６ｓ
１ ６ ３＝１００９となぁ、α＝ｔＱとすれば、
α、＝０、 ＯＯ９となり、Ｃ１／ＣＢ＝ｗｏｏ９とし
なければならないことを意味する。従ってＣＢをＩＣ化
実現上の限度に近１．ｑＣＢ ＝ ２０ ＰＦとしても
（１＝α１８ＰＦという非常に小さな値にしなくてはな
らない、一般に特性可変８ＣＦ４／ｌ：訃いて、このよ
うな小さな容量まで精度よく実現できるように可変容量
を準備しておくことはＩＣのチップサイズ、精度の点で
不可能なことである。
数であ！Ｄ、＋３３式に示すように８０Ｆ伝達関数をＣ
５が全体に掛かる形として表わすことができる。フィル
タにおいてフィルタ全体の利得を１．０にしようとする
とＣ３は「１」よシかなり小さくなる場合が多い、（３
）式の分子ＯＺ、Ｚの係数がａ２ｇ、 ／ ａ、 、
ｅｘ、α／ ６ｓｊの形で表わされているため、これ
らの値がある値に決まっている時に、ａ が小さいとＣ
２”４ ｅ ”１α６ も小さくしなければならないた
めである。−例として、ａ −α０１、ｅｘａ／ｅｘ
＝０．９のとき＆、 ＆６ｓ
１ ６ ３＝１００９となぁ、α＝ｔＱとすれば、
α、＝０、 ＯＯ９となり、Ｃ１／ＣＢ＝ｗｏｏ９とし
なければならないことを意味する。従ってＣＢをＩＣ化
実現上の限度に近１．ｑＣＢ ＝ ２０ ＰＦとしても
（１＝α１８ＰＦという非常に小さな値にしなくてはな
らない、一般に特性可変８ＣＦ４／ｌ：訃いて、このよ
うな小さな容量まで精度よく実現できるように可変容量
を準備しておくことはＩＣのチップサイズ、精度の点で
不可能なことである。
前述したように従来方式の８ＣＦにおいては、フィルタ
全体の利得を「１」とするためＣ３，ａ。
全体の利得を「１」とするためＣ３，ａ。
等の係数を小さくせねばならず、フィルタの要素を構成
するキャパシタの値が小さいものとなり、容量値を精度
よく実現することが難しく、ろ波特性の優れた８ＣＦが
得られないという問題点がある。
するキャパシタの値が小さいものとなり、容量値を精度
よく実現することが難しく、ろ波特性の優れた８ＣＦが
得られないという問題点がある。
本発明の目的は、前述の従来方式の問題点にかんがみ、
フィルタの利得調整は別に付加された利得可変手段によ
って行なうという着想に基づき、高精度が実現可能な容
量値のキャパシタでフィルタを構成し、高精度のフィル
タ係数を実現し、それにより高性能な、ろ波特性の優れ
た特性可変スイッチド・キャパシタΦフィルタを得るこ
とにある。
フィルタの利得調整は別に付加された利得可変手段によ
って行なうという着想に基づき、高精度が実現可能な容
量値のキャパシタでフィルタを構成し、高精度のフィル
タ係数を実現し、それにより高性能な、ろ波特性の優れ
た特性可変スイッチド・キャパシタΦフィルタを得るこ
とにある。
本発明においては、特性可変スイッチド・キャパシタ・
フーイルタの利得を該特性可変スイッチド・キャパシタ
・フィルタに付加した利得可変手段にようて調整で惠る
ようにし、該特性可変スイッチドＱキャパシタ・フィル
タ自身の利得は固定されたものとして構成される特性可
変スイッチド・キャパシタ・フィルタの利得調整方式が
提供される。
フーイルタの利得を該特性可変スイッチド・キャパシタ
・フィルタに付加した利得可変手段にようて調整で惠る
ようにし、該特性可変スイッチドＱキャパシタ・フィル
タ自身の利得は固定されたものとして構成される特性可
変スイッチド・キャパシタ・フィルタの利得調整方式が
提供される。
本発明〇一実施例としての特性可変スイッチド争キャパ
シタ・フィルタの利得調整方式を用いたフィルタが第５
図に示される０本フィルタは利得可変手段としての利得
調整回路１および町＝ｔＱで構成した第１図と同様な８
０Ｆ［１Ｍ２から構成されている０本フィルタの伝達関
数（ｖ２／ｖ１）はＣ３）式を参照して次のように与え
られる。
シタ・フィルタの利得調整方式を用いたフィルタが第５
図に示される０本フィルタは利得可変手段としての利得
調整回路１および町＝ｔＱで構成した第１図と同様な８
０Ｆ［１Ｍ２から構成されている０本フィルタの伝達関
数（ｖ２／ｖ１）はＣ３）式を参照して次のように与え
られる。
・・・・・・（４）
本実施例にお込てａ、ｋすなわち利得調整回路の利得ｋ
を（３）式のＣ５と同じ値に選ぶ、（４）式ではＺ−１
，Ｚ−２の係数はα、と無関係なのでキャパシタの高精
度が保持できるような大唇な値で実現できる。
を（３）式のＣ５と同じ値に選ぶ、（４）式ではＺ−１
，Ｚ−２の係数はα、と無関係なのでキャパシタの高精
度が保持できるような大唇な値で実現できる。
第４図には、本発明を２次の関数６個から成る１２次帯
域フィルタに適用した計算結果を周波数対減衰量の特性
図として示したものである０図中実線４１は係数ｍ１．
ａｔ 、Ｃ４、Ｃ５に誤差のないときの理想的なフ
ィルタ特性を、破＠４２は従来方式による８０Ｆの特性
を、実線に計算点を点で！−りした線４５は本発明を適
用した８ＣＦの周波数対減衰量特性を表わしている。
域フィルタに適用した計算結果を周波数対減衰量の特性
図として示したものである０図中実線４１は係数ｍ１．
ａｔ 、Ｃ４、Ｃ５に誤差のないときの理想的なフ
ィルタ特性を、破＠４２は従来方式による８０Ｆの特性
を、実線に計算点を点で！−りした線４５は本発明を適
用した８ＣＦの周波数対減衰量特性を表わしている。
この例では可変容量の組合せを変えることにより係数ａ
１．α２ 、Ｃ４，ａ、は２進数８ビツト（”” ＊
２−２＊・Φ・、２−ア＊２−’）の組合せ２５６種の
値がとれる本のと仮定し、Ｍａは２．ＯＫ固定しｐ ｇ
ｈ ａ ｓは４債の２次関数とも同じ値を与えガ＝ａ１
５アとし九。
１．α２ 、Ｃ４，ａ、は２進数８ビツト（”” ＊
２−２＊・Φ・、２−ア＊２−’）の組合せ２５６種の
値がとれる本のと仮定し、Ｍａは２．ＯＫ固定しｐ ｇ
ｈ ａ ｓは４債の２次関数とも同じ値を与えガ＝ａ１
５アとし九。
第４図によれば本発明による方式を用いた特性可変スイ
ッチド・キャパシタのフィルタが従来方式に比べ係数に
誤差のないときのフィルタ特性に、より一層近似してお
り、この方式の優れていることがわかる。
ッチド・キャパシタのフィルタが従来方式に比べ係数に
誤差のないときのフィルタ特性に、より一層近似してお
り、この方式の優れていることがわかる。
本発明によれば、高精度のフィル′り係数を実現するこ
とができ、それによ）高性能な、ろ波特性の優れた特性
可変スイッチド・キャパシターフィルタを得ることがで
きる。
とができ、それによ）高性能な、ろ波特性の優れた特性
可変スイッチド・キャパシターフィルタを得ることがで
きる。
第１図は従来方式の２次の特性可変スイッチド・キャパ
シタ・フィルタの回路図、第２図は第１図の回路の等価
回路を示すプルツク回路図、第３図は本発明の一実施例
としての特性可変スイッチド・キャパシタ・フィルタの
利得調整方式を行なうフィルタの回路図、第４図は本発
明を適用した特性可変スイッチド・キャパシタ・フィル
タの特性を説明する図である。 １・・・・利得調整回路、 ２・・、、８０７回路（α、＝１）、 １１１２・・嗜・演算増幅器、 ２Ｃ１，Ｃ２，Ｃ４，Ｃ４，Ｃ！５．Ｃ６，ＣＢ 、＠
・・キャパシタ、 ＳＷｌ 、８Ｗ２．８Ｗ！、ＳＷ４．８Ｗ５．ＳＷ６゜
８Ｗ７ ＳＷ８ ８Ｗ９ ・←Ｉスイッチ１ｖ１−・
・・入力電圧、 ｖ２・・・φ出力電圧、 α α α 信 ａ α ・・・・容量比。
シタ・フィルタの回路図、第２図は第１図の回路の等価
回路を示すプルツク回路図、第３図は本発明の一実施例
としての特性可変スイッチド・キャパシタ・フィルタの
利得調整方式を行なうフィルタの回路図、第４図は本発
明を適用した特性可変スイッチド・キャパシタ・フィル
タの特性を説明する図である。 １・・・・利得調整回路、 ２・・、、８０７回路（α、＝１）、 １１１２・・嗜・演算増幅器、 ２Ｃ１，Ｃ２，Ｃ４，Ｃ４，Ｃ！５．Ｃ６，ＣＢ 、＠
・・キャパシタ、 ＳＷｌ 、８Ｗ２．８Ｗ！、ＳＷ４．８Ｗ５．ＳＷ６゜
８Ｗ７ ＳＷ８ ８Ｗ９ ・←Ｉスイッチ１ｖ１−・
・・入力電圧、 ｖ２・・・φ出力電圧、 α α α 信 ａ α ・・・・容量比。
Claims (1)
- 特性可変スイッチド＄キャパシタ・フィルタの利得をｌ
＊特性可変スイッチド・キャパシタ・フィルタに付加し
九利得可変手段によって調整できるようにし、誼特性可
変スイッチド・キャパシタ春フィルタ自身の利得は固定
されたものとして構成される特性可変スイッチド・キャ
パシタ・フィルタの利得調整方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13606981A JPS5839108A (ja) | 1981-09-01 | 1981-09-01 | 特性可変スイッチド・キャパシタ・フィルタの利得調整方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13606981A JPS5839108A (ja) | 1981-09-01 | 1981-09-01 | 特性可変スイッチド・キャパシタ・フィルタの利得調整方式 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5839108A true JPS5839108A (ja) | 1983-03-07 |
Family
ID=15166485
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13606981A Pending JPS5839108A (ja) | 1981-09-01 | 1981-09-01 | 特性可変スイッチド・キャパシタ・フィルタの利得調整方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5839108A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62254510A (ja) * | 1986-04-28 | 1987-11-06 | Nec Corp | スイツチトキヤパシタ回路 |
-
1981
- 1981-09-01 JP JP13606981A patent/JPS5839108A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62254510A (ja) * | 1986-04-28 | 1987-11-06 | Nec Corp | スイツチトキヤパシタ回路 |
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