JPS6012814A - Active filter - Google Patents

Active filter

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Publication number
JPS6012814A
JPS6012814A JP11829683A JP11829683A JPS6012814A JP S6012814 A JPS6012814 A JP S6012814A JP 11829683 A JP11829683 A JP 11829683A JP 11829683 A JP11829683 A JP 11829683A JP S6012814 A JPS6012814 A JP S6012814A
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JP
Japan
Prior art keywords
diode
circuit
frequency
changed
flowing
Prior art date
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Pending
Application number
JP11829683A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazuhiko Hikasa
和彦 日笠
Yoshiharu Nagayama
永山 義治
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Filing date
Publication date
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Publication of JPS6012814A publication Critical patent/JPS6012814A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03HIMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H11/00Networks using active elements
    • H03H11/02Multiple-port networks
    • H03H11/04Frequency selective two-port networks
    • H03H11/12Frequency selective two-port networks using amplifiers with feedback
    • H03H11/1213Frequency selective two-port networks using amplifiers with feedback using transistor amplifiers

Abstract

PURPOSE:To use a high-frequency active filter properly by using a diode as a bias circuit of an amplifier circuit and varying frequency transmitting characteristics in accordance with current flowing into the diode. CONSTITUTION:When a current I1 flowing into the diode D1 is varied, the charging/discharging conditions of a feedback capacitor C1 are changed and the frequency characteristics are also changed. However, the potential difference between both the ends of the diode D1 is almost kept constant by the forward characteristic of the diode D1 even if the current I1 flowing into the diode D1 is changed. Consequently, the bias voltage applied to the base input side of the succeeding TR Q2 is almost fixed in spite of the change of the current I1 flowing into the diode D1. Therefore, amplification characteristics or the like are not almost changed and only the frequency characteristics are changed. The change of the frequency characteristics can be obtained only by operating the constant current value I1 of a circuit 10.

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明は、アナログ技術さらには周波数フィルタに適用
して特に有効な技術に関するもので、たとえば、半導体
集積回路における高周波アクティブフィルタに利用して
有効な技術に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field] The present invention relates to a technology that is particularly effective when applied to analog technology and also to frequency filters, for example, to a technology that is effective when applied to high frequency active filters in semiconductor integrated circuits. It is something.

〔背景技術〕[Background technology]

本発明者は、アナログ技術、特に、高周波のフィルタ技
術について以下に述べるような技術を開発した。
The present inventor has developed the following technology regarding analog technology, particularly high frequency filter technology.

すなわち、増幅回路の時定数によって特定の周波数伝達
特性をもつアクティブフィルタを構成するというもので
ある。これについて、さらに詳細に説明すると以下のと
おりである。
That is, an active filter having a specific frequency transfer characteristic is configured by the time constant of the amplifier circuit. This will be explained in more detail below.

第1図は高周波アクティブフィルタの一例を示す。同図
に示すフィルタは、低域通過型の、いわゆるローパスフ
ィルタを構成する。このフィルタは、バイポーラトラン
ジスタQl 、Q2.抵抗R1゜R2,コンデンサC1
,定電流回路10.12によって構成され、電源Vcc
、Veeによって動作する。トランジスタQl、Q2は
それぞれエミッタフォロワタイプの増幅回路を構成する
。そして。
FIG. 1 shows an example of a high frequency active filter. The filter shown in the figure constitutes a low-pass type, so-called low-pass filter. This filter consists of bipolar transistors Ql, Q2 . Resistor R1゜R2, capacitor C1
, constant current circuit 10.12, and the power supply Vcc
, Vee. Transistors Ql and Q2 each constitute an emitter follower type amplifier circuit. and.

主に半導体集積回路装置の内部回路として構成される。It is mainly configured as an internal circuit of a semiconductor integrated circuit device.

トランジスタQ1は1段目のj11幅回路を構成する。Transistor Q1 constitutes a first stage j11 width circuit.

そのエミッタ側には、抵抗R1および定電流回路10が
直列に接続される。定電流回路lσは。
A resistor R1 and a constant current circuit 10 are connected in series to the emitter side. The constant current circuit lσ is.

その定電流値T1が可変操作可能に構成されている。The constant current value T1 is configured to be variable.

トランジスタQ2は2段目の増幅回路を構成する。その
コレクタ側には負荷としての抵抗R2が。
Transistor Q2 constitutes a second stage amplifier circuit. There is a resistor R2 as a load on the collector side.

そのエミッタ側には定電流回路12がそれぞれ直列に接
続されている。また、そのコレクタからベースにかけて
フィードバック用コンデンサc1が接続されている。
Constant current circuits 12 are connected in series to each emitter side. Further, a feedback capacitor c1 is connected from the collector to the base.

1段目の増幅回路の出力は、2段目の増幅回路の入力に
直結されている。上記抵抗R1,R2などはそれぞれ増
幅定数の一部として作用するとともに、周波数伝達特性
を定める時定数としても作用する。従って、それらの定
数丁なわち抵抗R1゜R2などの値を変えれば、フィル
タとしての特性、特に遮断周波数を変えることができる
The output of the first stage amplifier circuit is directly connected to the input of the second stage amplifier circuit. The resistors R1, R2, etc. act as part of the amplification constant, and also act as a time constant that determines the frequency transfer characteristic. Therefore, by changing the values of these constants, such as the resistances R1 and R2, the characteristics of the filter, especially the cutoff frequency, can be changed.

しかしかかる技術においては1周波数特性だけを独立し
て簡単に可変することができないという問題点が生ずる
ということが本発明者によってあきらかとされた。つま
り、8波数特性(周波数伝達特性)を定める抵抗R1、
R2などの時定数は。
However, the inventors have found that this technique has a problem in that it is not possible to easily vary only one frequency characteristic independently. In other words, the resistor R1 that determines the 8 wave number characteristics (frequency transfer characteristics),
Time constants such as R2.

同時に増幅定数の一部としても作用するため、例えば遮
断周波数を変え6ために、抵抗R1,R2あるいは定電
流回路10の定電流値■1を変えると、/#波数特性と
ともに増幅特性まで変わってしまうのである。さらに、
第1図に示したごとき2段直結型の増幅回路では、その
回路定数を変えると、バイアス条件2%に2段目のトラ
ンジスタQ2のベース入力側のバイアス条件が狂って、
増幅回路あるいはアクティブフィルタとして正常に動作
することさえもできなくなってしまうという問題が生じ
る。
At the same time, it also acts as part of the amplification constant, so if you change the resistors R1 and R2 or the constant current value ■1 of the constant current circuit 10 in order to change the cutoff frequency, for example, the amplification characteristics will change as well as the /# wave number characteristics. It's put away. moreover,
In a two-stage direct-coupled amplifier circuit as shown in Figure 1, if the circuit constants are changed, the bias condition on the base input side of the second stage transistor Q2 will be deviated from the bias condition of 2%.
A problem arises in that it is no longer possible to operate normally as an amplifier circuit or an active filter.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

この発明の目的は1周波数伝達特性を簡単に可変できる
ようにしたフィルタ技術を提供するものである。
An object of the present invention is to provide a filter technique that allows one frequency transfer characteristic to be easily varied.

また、増幅特性に影響を及ぼすことなく周波数特性だけ
を独立して可変できるようにしたフィルタ技術を提供す
るものである。
Furthermore, the present invention provides a filter technology that allows only the frequency characteristics to be independently varied without affecting the amplification characteristics.

さらに、遮断周波数を簡単に円節することができる高周
波アクティブフィルタ技術を提供するものである。
Furthermore, the present invention provides a high frequency active filter technology that allows the cutoff frequency to be easily adjusted.

この発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴に
ついては1本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。
The above and other objects and novel features of the present invention will become apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を簡単に説明すれば、下記のとおりである。
A brief overview of typical inventions disclosed in this application is as follows.

すなわち、アクティブフィルタの回路定数の一部をダイ
オードで構成することにより1周波数特性を簡単に可変
できるようにするという目的を達成するものである。
That is, by configuring a part of the circuit constant of the active filter with a diode, the purpose of making it possible to easily vary one frequency characteristic is achieved.

〔実施例〕〔Example〕

以下、この発明の代表的な実施例を図面を参照しながら
説明する。
Hereinafter, typical embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

なお1図面において同一あるいは相当する部分は同一符
号で示す。
In one drawing, the same or corresponding parts are indicated by the same reference numerals.

第2図は、この発明によるアクティブフィルタの一実施
例を示す。
FIG. 2 shows an embodiment of an active filter according to the invention.

先ず、同図に示すアクティブフィルタは、半導体集積回
路装置の内部回路として構成される。また、主に数百M
Hzの周波数領域にて動作させられる高周波フィルタと
して構成される。さらに。
First, the active filter shown in the figure is configured as an internal circuit of a semiconductor integrated circuit device. Also, mainly several hundred M
It is configured as a high frequency filter that operates in the Hz frequency range. moreover.

低域通過型の、いわゆるローパスフィルタを構成する。It constitutes a low-pass type, so-called low-pass filter.

上記フィルタは、トランジスタQ1.Q2.ダイオード
D1.抵抗R2、コンデンサCI、定電流回路10.1
2によって構成され、電源VCC。
The above filter includes transistors Q1. Q2. Diode D1. Resistor R2, capacitor CI, constant current circuit 10.1
2, the power supply VCC.

Vee によって動作する。ノ(イボーラトランジスタ
Ql、Q2はそれぞれエミッタフォロワタイプの増幅回
路を構成する。
Operated by Vee. (Ibora transistors Ql and Q2 each constitute an emitter follower type amplifier circuit.

トランジスタQ1は1段目の増幅回路を構成する。その
エミッタ側には、ダイオードD1および定電流回路lO
が直列に接続される。この定電流回路10は、その定電
流値11が可変操作できるように構成されている。
Transistor Q1 constitutes a first stage amplifier circuit. On its emitter side, there is a diode D1 and a constant current circuit lO.
are connected in series. This constant current circuit 10 is configured so that its constant current value 11 can be varied.

トランジスタQ2は2段目の増幅回路を構成する。その
コレクタ側には負荷としての抵抗R2が、そのエミッタ
側には定電流回路12がそれぞれ直列に接続されている
。また、そのコレクタからベースKかけてフィードバッ
ク用コンデンサC1が接続されている。
Transistor Q2 constitutes a second stage amplifier circuit. A resistor R2 as a load is connected in series to the collector side, and a constant current circuit 12 is connected to the emitter side. Further, a feedback capacitor C1 is connected from the collector to the base K.

1段目の増幅回路の出力は、2段目の増幅回路の入力に
直結されている。上記ダイオードD1、抵抗R2などは
それぞれ増幅定数の一部として作用するとともに1周波
数伝達特性を定める時定数としても作用する。従って、
それらの定数すなわちダイオードDI、抵抗R2などの
値を変えれば。
The output of the first stage amplifier circuit is directly connected to the input of the second stage amplifier circuit. The diode D1, resistor R2, etc. each act as a part of the amplification constant, and also act as a time constant that determines one frequency transfer characteristic. Therefore,
If you change those constants, ie, the values of diode DI, resistor R2, etc.

フィルタとしての特性、特に遮断周波数を変えることが
できる。
Characteristics as a filter, especially the cutoff frequency, can be changed.

ここで、上記1段目のトランジスタQ1のエミッタ側に
直列に挿入されたダイオードD1は、電源Vcc、 ■
eeに対して順方向に接続されている。
Here, the diode D1 inserted in series on the emitter side of the first stage transistor Q1 is connected to the power supply Vcc,
It is connected in the forward direction to ee.

このダイオードD1を流れる電流11は上記定電流回路
10によって制限される。この定電流回路10は、上述
したように、その定電流値11が可変操作可能である。
The current 11 flowing through this diode D1 is limited by the constant current circuit 10. As described above, the constant current value 11 of the constant current circuit 10 can be varied.

従って、ダイオードDIに流れる電流11も、その定電
流回路lOによって可変調節される。ダイオードD1に
流れる電流IIを変えると、これにより上記フィードバ
ック用コンデンサCIの充放電条件が変わり、これによ
って上記周波数特性は変化する。ところが、注目すべき
ことに、そのダイオードD1に流れる電流■1を変えて
も、そのダイオードD1の両端における電位差は、該ダ
イオードD1の順方向特性によって、はぼ一定に保たれ
る。これにより、2段目のトランジスタQ2のペース入
力側に与えられるバイアス電圧は、ダイオードDIK流
れる電流11の変化にも拘らずほぼ一定となる。この結
果、増幅特性あるいは他の動作条件はほとんど変化せず
に、フィルタの周波数特性だけが変化させられるように
なるつしかも、その周波数特性の変化は。
Therefore, the current 11 flowing through the diode DI is also variably adjusted by the constant current circuit IO. When the current II flowing through the diode D1 is changed, the charging and discharging conditions of the feedback capacitor CI change, thereby changing the frequency characteristics. However, it should be noted that even if the current 1 flowing through the diode D1 is changed, the potential difference across the diode D1 remains almost constant due to the forward characteristics of the diode D1. As a result, the bias voltage applied to the pace input side of the second stage transistor Q2 remains approximately constant despite changes in the current 11 flowing through the diode DIK. As a result, only the frequency characteristics of the filter can be changed without changing the amplification characteristics or other operating conditions.

定電流回路10の定電流値11を操作するだけでもって
得られるのである。
This can be obtained by simply manipulating the constant current value 11 of the constant current circuit 10.

以上のようにして、高周波アクティブフィルタの低域通
過特性、特にその遮断周波数が、他の動作条件にほとん
ど影響をおよぼすことなく、独立して、しかも簡単に可
変調節することができるようになる。
In this manner, the low-pass characteristics of the high-frequency active filter, in particular its cut-off frequency, can be variably adjusted independently and easily, with little influence on other operating conditions.

ここで、第2図に示すアクティブフィルタの動作を解析
すると、以下のようになる。
Here, the operation of the active filter shown in FIG. 2 is analyzed as follows.

先ず、遮断周波数fcは次式で示される。First, the cutoff frequency fc is expressed by the following equation.

fcocl/Re (1) ここで、RはダイオードD1の順方向抵抗であって1次
のようになる。
fcocl/Re (1) Here, R is the forward resistance of the diode D1 and is of first order.

R=KT/qI [2ま ただし、IはダイオードD1に流れる定電流値11、に
はボルツマン定数、Tは絶対温度、qは電気素量である
R=KT/qI [2 where I is the constant current value 11 flowing through the diode D1, is the Boltzmann constant, T is the absolute temperature, and q is the elementary charge.

また、Cは、1段目のトランジスタQ1側から見たコン
デンサCIのミラー効果による容量であって1次のよう
になる。
Further, C is the capacitance due to the Miller effect of the capacitor CI as seen from the first stage transistor Q1 side, and is of first order.

C= (1+Av )C113ま ただし、AMは2段目の増幅回路の利得(ミラー効果利
得)である。
C=(1+Av)C113 However, AM is the gain (Miller effect gain) of the second stage amplifier circuit.

上記(lハ2ハ3)から、遮断周波数fcは次のように
なる。
From the above (lc2c3), the cutoff frequency fc is as follows.

fcoeIQ/KT(1+Av)C 以上のように、遮断周波数fcは1回路の他の動作条件
に関係せずに、上記電流可変型定電流回路10の定電流
値11を可変操作するだけでもって、独立して、しかも
直線的に、簡単に変えることができるのである。そして
、その可変操作は。
fcoeIQ/KT(1+Av)C As described above, the cutoff frequency fc can be determined simply by varying the constant current value 11 of the variable current type constant current circuit 10, regardless of other operating conditions of one circuit. They can be easily changed independently and linearly. And its variable operation.

上記定電流値■1を制御することにより、外部からも簡
単に行なうことができる。
By controlling the constant current value (1), this can be easily performed from the outside.

〔効 果〕〔effect〕

(11回路定数の一部をダイオードとすることにより1
周波数伝達特性を簡単に可変することができるという効
果が得られる。
(11 By using a diode as a part of the circuit constant, 1
The effect is that the frequency transfer characteristics can be easily varied.

(21回路定数の一部、特に抵抗をダイオードで置換え
ることKより、増幅特性に影響を及ぼすことなく周波数
特性だけを独立して可変できるという効果が得られる。
(21) By replacing some of the circuit constants, especially the resistors, with diodes, it is possible to obtain the effect that only the frequency characteristics can be varied independently without affecting the amplification characteristics.

(3) 回路定数の一部、特に抵抗をダイオードで置換
え、さらにこのダイオードに流れる定電流値を可変操作
できるようにすることにより、遮断周波数を簡単に調1
節することができるという効果が得られる。
(3) The cutoff frequency can be easily adjusted by replacing some of the circuit constants, especially the resistors, with diodes and by making it possible to vary the constant current flowing through the diodes.
This has the effect of being able to make a knot.

上記(1)〜(31により、さらに周波数特性が任意か
つ簡単に可変操作でき、しかもその操作は、電流を制御
することによって、外部からも簡単に行なうことが可能
なアクティブフィルタを構成できるという相乗効果が得
られる。
Due to the above (1) to (31), the frequency characteristics can be arbitrarily and easily varied, and furthermore, by controlling the current, it is possible to construct an active filter that can be easily performed from the outside. Effects can be obtained.

以上本発明番によってなされた発明を実施例にもとづき
具体的に説明したが、この発明は上記実施例に限定され
るものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更
可能であることはいうまでもない。例えば、上記ダイオ
ードは1通常の整流特性をもつもののほかに1例えばツ
ェナーダイオードのごとき定電圧素子であってもよい。
Although the invention made by the present invention number has been specifically explained above based on the examples, it goes without saying that this invention is not limited to the above-mentioned examples and can be modified in various ways without departing from the gist thereof. Nor. For example, the diode described above may be a constant voltage element such as a Zener diode, in addition to one having normal rectifying characteristics.

また、これらの素子は何らダイオードに限定されるもの
ではなく、第2図において、IIを変化させても、トラ
ンジスタQ2のペースバイアス条件が実質的に変化しな
いようなデバイスまたは回路ならなんでもよい。
Furthermore, these elements are not limited to diodes in any way, but may be any device or circuit that does not substantially change the pace bias condition of transistor Q2 even if II is changed in FIG.

〔利用分野〕[Application field]

以上の説明では主として本発明者によってなされた発明
をその背景となった利用分野である高周波アナログ技術
について説明したが、それに限定されるものではなく1
例えば、低周波アナ四グ技術などにも適用できる。りな
(ともアクティブフィルタの回路定数の一部をダイオー
ドで構成する条件のものには適用できる。
In the above explanation, the invention made by the present inventor was mainly explained in terms of high frequency analog technology, which is the field of application behind the invention, but it is not limited to this.
For example, it can be applied to low frequency analogue technology. Rina (also applicable to active filters where part of the circuit constants are composed of diodes).

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図はこの発明に先立ち本発明者が開発したアクティ
ブフィルタの一例を示す回路図、第2図はこの発明によ
るアクティブフィルタの一実施例を示す回路図である。 Ql、C2・・・増幅回路を構成するトランジスタ。 R1,R2・・・時定数(抵抗)、C1・・・時定数(
コンデンサ)、VCC2■ee ・・・電源、10・・
・電流可変型定電流回路、12・・・定電流回路、Vi
n・・・入力。 vO・・・出力、II・・・定電流値。
FIG. 1 is a circuit diagram showing an example of an active filter developed by the present inventor prior to the present invention, and FIG. 2 is a circuit diagram showing an example of an active filter according to the present invention. Ql, C2...Transistors forming the amplifier circuit. R1, R2... time constant (resistance), C1... time constant (
capacitor), VCC2■ee ... power supply, 10...
・Current variable type constant current circuit, 12...constant current circuit, Vi
n...Input. vO...output, II...constant current value.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、増幅回路の時定数によって特定の周波数伝達特性を
もたせられたアクティブフィルタであって。 上記増幅回路のバイアス回路にダイオードが使用され、
このダイオードに流す電流によって上記周波数伝達特性
が可変されるようにしたアクティブフィルタ。 2、上記ダイオードは、該ダイオードを介して上記増幅
回路の入力側のバイアス電位を与える禦子として使用さ
れていることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の
アクティブフィルタ。
[Claims] 1. An active filter that has a specific frequency transfer characteristic depending on the time constant of an amplifier circuit. A diode is used in the bias circuit of the above amplifier circuit,
An active filter whose frequency transfer characteristics are varied by the current flowing through the diode. 2. The active filter according to claim 1, wherein the diode is used as a gate that applies a bias potential to the input side of the amplifier circuit through the diode.
JP11829683A 1983-07-01 1983-07-01 Active filter Pending JPS6012814A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07260919A (en) * 1995-02-13 1995-10-13 Furuno Electric Co Ltd Receiver for position measurement signal
JP2002374126A (en) * 2001-06-14 2002-12-26 Toyo Commun Equip Co Ltd Piezoelectric oscillator

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