JPS61199308A - ダイナミツクフイルタ - 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】 産業上の利用分野 この発明は、超音波診断装置などに用いられるダイナミ
ックフィルタに関する。

従来の技術 超音波診断装置に用いられるダイナミックフィルタとし
て、従来より、第５図に示すように、ＦＥＴとコンデン
サＣとを多段にカスケード接続し、ＦＥＴのＯＮ抵抗が
ゲート電圧により変化することを利用して周波数特性を
制御するＣＲ型型ダイナラツクフィルタ知られている。

また、第６図に示すように、可変容量ダイオード（バリ
キャップ：ＶＣ）とインダクタンスＬとを用い、この／
へりキャップを周波数制御のための可変素子としたＬＣ
型ダイナミックフィルタも知られている。

発明が解決しようとする問題点 ところで、第５図のＣＲ型型ダイナラツクフィルタ場合
、良好な特性をもたせるためには多段のカスケード接続
が必要であり、その分、信号の減衰が大きいばかりか、
ゲート電圧−ＯＮ抵抗の特性のそろった多数のＦＥＴを
選別することが必要になったり、あるいは、１段毎にＦ
ＥＴの特性に合わせてゲート７１ｉ圧を調整することが
必要になったりして、製造上問題があった。

また、第６図のＬＣ型ダイナミックフィルタでは、パリ
キャンプが信号端子と制御電圧端子とが共通な２端子型
素子であることに基づく問題がある。つまり、／ヘリキ
ャップの一端に加えられる制御電圧が他端の信号中に現
われることになり、特に周波数制御を速くしようとする
と出力信号から制御信号の成分を分離することが難しく
、このことが大きな障害となる。また、逆に信号電圧に
よってへリキャツプの静電容量が変化することになり、
そのため出力信号に歪みが生じ、この歪みを避けなけれ
ばならないので信号レベルが非常に小さい場合しか適用
できない。

この発明は、上記の問題を解決し、制御電圧が信号中に
現われず周波数制御の応答速度を速くすることができ、
しかも信号歪みが小さくて比較的大きな信号レベルにも
適用でき、さらに素子の選別や各素子毎の電圧調整など
も不要として生産性を高めた、ダイナミックフィルタを
提供することを目的とする。

問題点を解決するための手段 この発明によるダイナミックフィルタは、相互に逆方向
に並列接続された２個のバリキャー２プを有し、これら
バリキャップの各々に相互に逆位相の制御電圧を加える
ようにして構成されている。

作　　　　用 相互に逆方向に並列接続された２個のバリキャップの各
々に相互に逆位相の制御電圧を加えるようにしているた
め、この制御電圧によって定まる各々のバリキャップの
静電容量は同じものとなって制御電圧による容量制御・
周波数特性制御を行ないつつ、これら相互に逆位相の制
御電圧を互いに打ち消し合わせて信号中に現われないよ
うにすることができる。他方、信号は相互に逆方向に並
列接続された２個のバリキャップの各々に同相で加わる
ので、この信号による各へリキャツプでの容量変化は一
方で増えれば他方で減るというように差動的になり、結
果として信号による容量変動が少なくなるので、比較的
信号レベルが大きくても適用できる。

実施例 第１図はこの発明を適用したＬＣ型ダイナミックローパ
スフィルタを示すもので、互いに逆方向に並列接続され
た２個のバリキャップ１．２と、２個のインダクタンス
３．４と、位相反転回路５とが用いられている。ｅＳｌ
は入力信号、ｅｓｏは出力信号、ｅｃは制御電圧を示す
。

一方のバリキャップ１には制御電圧ｅｃがそのまま加え
られているが、他方のバリキャップ２には位相反転回路
５により反転させられた逆位相の制御電圧が加えられて
いる。このようにバリキャップ１，２に加えられる制御
電圧は相互に位相が逆なだけで大きさは同じで、バリキ
ャップ１．２自体の方向が互いに逆になっているため、
これらの制御電圧によって各々定められるバリキャップ
ｌ、２の静電容量は同じになる。このようにバリキャッ
プ１．２の一端に加えられる制御電圧が相互に逆位相で
あるから、他端側つまりＡ点では互いに打ち消し合う関
係になり、制御電圧ｅｃがＡ点に現われることがない。

Ａ点に信号ｅｓが現われている状態を考える。

このときの等両回路は第２図のようになる。バリキャッ
プｌの両端にかかる電圧をｖｌ、バリキャップ２の両端
にかかる電圧をＶ２とすると、この電圧Ｖｌ、Ｖ２でバ
リキャップｌ、２の静電容量がそれぞれ定まるが、この
電圧■１、ｖ２自体は制御電圧ｅｃと信号電圧ｅｓとに
よって決まる。なお、制御電圧ｅｃは一般に信号電圧ｅ
ｓより周波数が低いので、ここでは変動しないもの、つ
まり直流として表現している。そして、バリキャップ１
．２の方向は相互に逆方向であるため、それらの、信号
電圧ｅｓに対する静電容量特性は逆のものとなる。つま
り、第３図に示すように、電圧−静電容量特性はハリキ
ャップ１でカーブ６のようになるとするとバリキャップ
２ではカーブ７のようになる。信号電圧ｅｓは直流のバ
イアス電圧ｅｃに重畳したようになるため、信号電圧ｅ
ｓによる／＜リキャツプｌでの静電容量の変動はカーブ
６に基づきカーブＣＩのようになり、バリキャップ２で
の静電容量の変動はカーブ７に基づきカーブＣ２のよう
になり、信号電圧ｅｓによりバリキャップ１で容量が増
えればバリキャップ２では減るというように差動的な変
化となる。

これらのバリキャップ１．２は並列接続されているため
、この差動的な静電容量変動が相互に打ち消し合い、ト
ータルの静電容量変動はカーブＣ３のようになって、結
局、信号電圧ｅｓによる静電容量変動を少なくすること
ができる。したがって、同じ静電容量変動を許容する信
号レベルは大きなものとなる。

第４図はこの発明の第２の実施例を示す、この実施例は
ＬＣ型ダイナミックローパスフィルタ８とＬＣ型ダイナ
ミックバイパスフィルタ９とを直列に接続したダイナミ
ックバンドパスフィルタで、これらＬＣ型ダイナミック
ローパスフィルタ８とＬＣ型ダイナミックバイパスフィ
ルタ９は。

それぞれ、互いに逆方向に並列接続された２個のバリキ
ャップの組を含んでいる。そしてこれらの組で各バリキ
ャップは制御電圧ｅｃおよびこの制御電圧ｅｃを位相反
転回路１０で反転した制御電圧によりそれぞれ制御され
ているので、上記と同様に、制御電圧ｅｃが信号中に混
入する−とを避は且つ信号電圧による容量変動を少なく
し大きな信号レベルにまで適用できるようにしている。

さらにこの第４図のダイナミックフィルタでは、入力側
および出力側に、それぞれＰ型ＦＥＴとＮ型ＦＥＴとを
並列接続したＣ−ＭＯ５回路１１．１２を接続し、これ
ら各ＦＥＴをバリキャップの制御電圧ｅｃに関連するゲ
ート制ｕ４電圧ｅｃ′およびこれを位相反転回路１３で
反転したゲート制御電圧で制御するようにしている。こ
うして、制御電圧ｅｃによってバリキャップの静電容量
が変化し、その結果ダイナミックフィルタの入力インピ
ーダンスおよび出力インピーダンスが変化するとき、そ
のインピーダンス変化を補償するようにしている。つま
り、Ｃ−ＭＯ３回路１１．１２は、ダイナミックフィル
タのインピーダンス変動を補償するための入出力インピ
ーダンス整合用可変抵抗回路として機能している訳であ
る。こうして、第４図のダイナミックフィルタ全体とし
て抵抗変動を小さくし、大きな信号レベルにまで適用で
きるという利点を一層生かすようにしたのである。

なお、この第４図の変形例として、入出力インピーダン
ス整合用可変抵抗回路はＣ−ＭＯＳ回路でなく、ダイオ
ードやトランジスタの直列回路、並列回路、直並列回路
などにより構成することも考えられる。

また、第１図および第４図に共通に言えることであるが
、バリキャップの制御電圧や、ダイナミックフィルタの
インピーダンス整合用可変抵抗素子の制御電圧に０Ｎ−
ＯＦＦ電圧を重畳させてダイナミックフィルタ自体のＯ
Ｎ・ＯＦＦ機能をもたせるようにすることもできる。

発明の効果 この発明のダイナミックフィルタでは、互いに逆位相の
制御電圧を加えこれらを相互に打ち消し合わせているの
で、制御電圧が信号中にほとんど混入することがない。

そのため周波数制御の応答速度を速くすることが可能と
なる。また、信号による静電容量変化が少ないため、信
号歪みが小さくなる。そのため、比較的大きな信号レベ
ルの場合でもこのダイナミックフィルタを適用できる。

さらに、素子の選別や各素子毎の電圧調整なども不要で
あるから生産性が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の回路図、第２図は同回路
の等価回路、第３図は電圧−静電容量特性図、第４図は
第２の実施例の回路図、第５図および第５図はそれぞれ
従来例の回路図である。 １．２・・・バリキャップ ３．４・・・インダクタンス

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）相互に逆方向に並列接続された２個の可変容量ダ
   イオードを有し、これら可変容量ダイオードの各々に相
   互に逆位相の制御電圧を加えるようにしたダイナミック
   フィルタ。