JPS61278203A - 可変帯域幅フイルタ - Google Patents

可変帯域幅フイルタ

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JPS61278203A
JPS61278203A JP61120933A JP12093386A JPS61278203A JP S61278203 A JPS61278203 A JP S61278203A JP 61120933 A JP61120933 A JP 61120933A JP 12093386 A JP12093386 A JP 12093386A JP S61278203 A JPS61278203 A JP S61278203A
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JP
Japan
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filter
resistor
amplifier
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current
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JP61120933A
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English (en)
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JPH0245362B2 (ja
Inventor
Deii Ingurishiyu Jieemuzu
ジェームズ・ディー・イングリシュ
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Tektronix Japan Ltd
Original Assignee
Sony Tektronix Corp
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03GCONTROL OF AMPLIFICATION
    • H03G5/00Tone control or bandwidth control in amplifiers
    • H03G5/02Manually-operated control
    • H03G5/04Manually-operated control in untuned amplifiers
    • H03G5/10Manually-operated control in untuned amplifiers having semiconductor devices
    • 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

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  • Filters And Equalizers (AREA)
  • Networks Using Active 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。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、可変帯域幅フィルタ、特に帯域幅が変化して
も出力振幅を一定に維持する手段を有する可変帯域幅フ
ィルタに関する。
[従来の技術及び問題点コ 選択した帯域幅に関係なく一定振幅の出力信号を発生す
る可変帯域幅フィルタが望ましい多くの測定条件や測定
装置がある。スペクトラム・アナライザは、これら装置
の1つである。任意の帯域通過フィルタの帯域幅は、そ
の負荷やQを変化することにより可変できる。なお、こ
こで、Q=ωL/Rであり、帯域幅BW!fBWcc1
/Qである。しかし、補償を行わなければ、フィルタの
出力信号の振幅が変化する。いくつかの従来装置は連係
した帯域幅制御器及び利得制御器を具えていたが、2つ
の独立した回路は整合するのが困難であり、望ましくな
かった。
他の従来例がランキー(Ranky)のアメリカ合衆国
特許第3348161号に開示されている。
この従来例の構成を第3図に示す。この従来例は、フィ
ルタ12に接続された入力増幅器10を具えており、こ
のフィルタ12は任意の高いQの帯域通過フィルタ(例
えば、RLC又は水晶共振器)である。このフィルタ1
2の後段は低入力インピーダンス増幅器16であり、L
Cタンク回#!118が接地にシャントし−ている。こ
のタンク回路18は、フィルタ12の共振周波数に同調
しており、フィルタ12のシャント・コンデンサの影響
(R,LCフィルタの浮遊容量、及び水晶フィルタの等
価シャント容量)を相殺する。よって、タンク回路」8
は、フィルタ12の共振周波数内の信号において、接地
に対し非常な高インピーダンスを示し、フィルタ12の
周波数範囲外の信号において、接地に対し比較的低いイ
ンピーダンスを示す。フィルタ12及び増幅器16の一
方の入力端子間に抵抗値がRbwの可変抵抗器14を直
列接続する。増幅器16の出力信号及びノードNの信号
を加算器20により加算し、高入力インピーダンス増幅
器2−2に供給する。この増幅器22は、高インピーダ
ンス出力端子24及び低インピーダンス出力端子26に
出力信号を発生する。
抵抗器14の抵抗値(Rbw)を増加すると、回路の全
体的なqが下がり、フィルタ12に重い負荷を負わせ、
全体的な応答又は帯域幅を広げる。
同時に、Rbwの値の増加により、増幅器16の利得も
増加する。帰還抵抗器17の固定抵抗値を適当に選択す
ることにより、抵抗器14(R’bw)が変化しても、
増幅器16の利得変化を整合して、重い負荷を負わされ
たフィルタ12の減衰変化を補償できる。よって、帯域
幅の変化範囲にわたって、加算器20の出力信号の振幅
は共振において一定である。この回路構成の大きな欠点
は、抵抗器14  (Rbw)に生じるノイズ電圧の影
響である。このノイズ電圧Vnoiseの2乗は少なく
とも次式と等価である。
V’noise  =  4KTBRbw      
 (1)ここで、Kはボルツマン定数、Tは絶対温i 
”K。
Bは次段の回路の帯域幅、Rbwは抵抗器14の抵抗値
Ωである。このノイズ電圧は、フィルタ12からの出力
信号と共に増幅器16により増幅される。このように、
従来の回路は、低入力インピーダンス増幅器の利得及び
フィルタの全体的な帯域幅を制御する可変抵抗器Rbw
に発生するノイズ電圧によりその動作が悪影響を受ける
ので望ましくない。
したがって本発明の目的は、従来回路の如くノイズ電圧
による悪影響を受けることなく、出力振幅を一定に維持
しながら、フィルタの帯域幅を可変できる単一の制御素
子を用いた可変帯域幅フィルタの提供にある。
[問題点を解決するための手段及び作用]本発明による
振幅補償を行った可変帯域幅フィルタは、単一のユーザ
用可変素子を具えており、この可変素子は、この素子に
発生するノイズ電圧により影響されることなく出力信号
の振幅を略一定に維持したまま、全体的な帯域幅を可変
する。
本発明のフィルタは、低インピーダンス出力端子を有す
る入力増幅手段を具えており、この出力端子は可変抵抗
手段を介して高いQの(以下、高Qという)受動フィル
タに結合されている。この可変抵抗手段の抵抗値を変化
させると、フィルタのQが変化する。更に本発明のフィ
ルタは電流源を具えており、その出力電流レベルは入力
増幅器の出力電圧に応答する。この出力電流を高Qフィ
ルタ及び可変抵抗手段間のノードに供給する。このよう
にするので、総ての選択した帯域幅に対し、共振におい
て一定振幅の電流が高Qフィルタに流れるので、この高
Qフィルタの他端からの信号振幅は一定に維持できる。
[実施例] 以下、添付図を参照して本発明の好適な実施例を説明す
る。第1図は本発明の好適な一実施例のブロック図であ
る。この回路は、電圧源である増幅器(入力増幅手段)
30、デQイング(deQing)抵抗器32(Rbw
)、受動フィルタ36、及び出力増幅器38のカスケー
ド配列を具えている。
更に、デQイング抵抗器32及びフィルタ36間のノー
ドMに補充電流を供給する可変電流源34を設ける。増
幅器30は利得がAであり、出力インピーダンスは低い
。出力増幅器38(よ入力インピーダンスが低く、フィ
ルタ36は任意の高Q帯域通過フィルタ(例えば、RL
C又は水晶共振器)である。
デQイング抵抗器32の抵抗値が増加すると、回路のq
が下がり、帯域幅が増加する。更に、フィルタ36の電
流が比例的に減少するので、回路応答の電圧振幅が下が
る。また、入力増幅器30の出力インピーダンスが低い
ので、次段の回路に必要な電流の減少により、増幅器3
0の出力電圧AVoが比例的に増加する。この出力信号
振幅の損失を補償するため、増幅器30の出力電圧AV
oにより制御される可変電流源34がノードMに電流I
 compを注入する。よって、デQイング抵抗器32
の選択された値Rbw、即ち、フィルタ36の全体的な
帯域幅に関係なく、フィルタ36の等価抵抗Rsを流れ
る共振電流を一定に維持する。このため、帯域幅と独立
して回路全体の応答の振幅が一定になる。この結果を得
るため、補償回路は次の等式を満足しなければならない
Ieomp  =  AVo/Rs        (
2)ここで、I compは電流源34からの電流、A
V。
は増幅器30の出力電圧の値、Rsはフィルタ36の等
価直列抵抗器の値である。デQイング抵抗器32を流れ
る電流値I Rbwは、次のようになる。
I Rbw  =  A V o / (RS + R
b w )   (3)この電流を重畳することにより
、ノードMの、即ち、共振の電圧は、デQイング抵抗器
32の値Rbwと独立したAVoに等しくなる。よって
、Rsにより、デQイング抵抗器32に発生する任意の
ノイズ電圧をシャントする。したがって、本発明の回路
は、それ自体のノイズ・フィルタである。しかし、次の
等式(4)に示すごとく、デQイング抵抗器が回路の全
体的な帯域幅を制御する。
BW  =  (Rbw十Rs)/2yrL   (4
)ここで、Lはフィルタ36の等価インダクタンスの値
である。
従来の回路構成(第3図)に対し、本発明の回路構成(
第1図)のノイズの減少について説明したが、更にこれ
ら両回路の同様な点のノイズ電圧について考察する。こ
の比較のために、各回路の最終段へのノイズ電圧を求め
る。第3図の従来回路において、抵抗器14及びフィル
タ12の共通筐続点に於けるノイズ電圧の2乗は次の通
りである。
V”noise  =:  KT/Cp       
   (5)ここで、K及びTは等式(1)と同じであ
り、Cpばフィルタ12の等価シャント容量の値である
。本発明の回路において、増幅器38の入力端子に於け
るノイズ電圧の2乗は次の通りである。
V’noise  =  AvKT/L       
 (6)ここで、Ayは増幅器38の利得であり、K及
びTは等式(1)と同じであり、Lはフィルタ36の等
価直列インダクタンスの値である。よって、ノイズ電圧
の2乗の比は次のようになる。
式(6)  (A v K T / L )  A v
 Cp−=          = −(7)式(5)
  (KT/Cp)    Lこの比に於けるこれら3
つの変数の合理的な値において、本発明の回路ζよ従来
例に対しノイズを60dbから90db減らす。
第2図は本発明の好適な実施例の具体的回路図である。
第1図の低出力インピーダンス増幅器30を通常設計の
電力源として示す。第1図のデQイング抵抗器32は、
普通の光密閉容器40内にLED42と共に設けたカド
ミウム(CAD)  ・セルで実現する。この組合せ素
子は市販されている。更に、通常設計のLED駆動回路
46が、ユーザの供給した帯域幅選択信号に応じてLE
Dを駆動する。よって、LED42の輝度レベルが変化
すると、CADセル44の抵抗値が比例して変化する。
可変電流源34では、増幅器30の出力電圧AVoがベ
ース接地トランジスタ48に供給され、このトランジス
タ48の後段にエミッタ接地トランジスタ50を接続す
る。このトランジスタ50ば、い(つかのエミッタ・デ
ジエネレショーン(degeneration) 、及
び出カドランス52を有する。このトランス52の2次
巻線の出力電流は、上述したI compである。フィ
ルタ36としては、ユーザが、リレー56及び共振器選
択リレー制御器を用いてRLC共振器又は水晶共振器を
選択できる。出力増幅器38は、ペース接地トランジス
タ増幅器である。
更に、中和回路は、1: 1の反転トランス60と直列
の可変コンデンサ58を有し、フィルタ36をシャント
する。この中和回路の目的は、フィルタ36のシャント
・コンデンサ、即ち、RLCフィルタの浮遊容量又は水
晶の等価シャント容量の影響を中和する。フィルタをシ
ャントする容量と略等しくなるようにコンデンサ58の
値を選択して、この中和を行う。トランス60は、コン
デンサ58を流れる電流の位相をフィルタの電流位相か
ら変更する。望ましくないフィルタのシャント容量及び
コンデンサ58の組合せが、フィルタ36と同じ周波数
で共振するように、トランス52のインダクタンスを選
択する。よって、従来例に於けるタンク回路と同様に、
所望の中和を実現できる。
[発明の効果] 上述のごとく本発明の可変帯域幅フィルタによれば、ノ
イズの影響を無くせ、また帯域幅に関係なく出力振幅を
一定に維持できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の好適な実施例のブロック図、第2図は
本発明の好適な実施例の回路図、第3図は従来例のブロ
ック図である。 図において、30は入力増幅手段、32は可変抵抗手段
、34は可変電流源手段、36は受動フィルタである。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】  入力信号を増幅する入力増幅手段と、 受動フィルタと、 上記入力増幅手段の出力端及び上記受動フィルタの一端
    間に接続された可変抵抗手段と、 上記入力増幅手段の出力信号に応じて上記受動フィルタ
    に電流を供給する可変電流源手段とを具え、 上記受動フィルタの他端から出力信号を得ることを特徴
    とする可変帯域幅フィルタ。
JP61120933A 1985-06-03 1986-05-26 可変帯域幅フイルタ Granted JPS61278203A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US740380 1985-06-03
US06/740,380 US4568886A (en) 1985-06-03 1985-06-03 Amplitude compensated variable bandwidth filter

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS61278203A true JPS61278203A (ja) 1986-12-09
JPH0245362B2 JPH0245362B2 (ja) 1990-10-09

Family

ID=24976272

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP61120933A Granted JPS61278203A (ja) 1985-06-03 1986-05-26 可変帯域幅フイルタ

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US (1) US4568886A (ja)
JP (1) JPS61278203A (ja)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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JPH0245362B2 (ja) 1990-10-09
US4568886A (en) 1986-02-04

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