JPS62118631A - スイツチ型キヤパシタンスを有する同期フイルタ− - 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】 本発明はスイッチ型キャパシタンスを備えた同期フィル
ターに関するものである。本発明はまた、大きなバック
グラウンドノイズを伴なった有用な成分を有する信号の
濾波に適用するものである。

本発明によるフィルターは、入力信号の有用成分の周波
数に中心がある狭帯域を有する帯域通過型のものである
。この通過帯域の中心周波数は、キャパシタンスの切り
換えを制御するクロックパルスの周波数により決定され
る。前記フィルターはＮ対のチャネルを有し、各チャネ
ルは、切り換え可能な少なくとも１個のキャパシタンス
を有している。

本発明は他の信号と混合された周期的信号または巡回信
号の選択、調波解析、電気通信、核磁気共鳴における信
号処理、サーボ制御等に適用できる。

以下の更に詳細な説明において示されるように、高度に
選択性を有する帯域通過フィルターはＮ個の切り換え経
路を有する構造を使用することにより容易に作製するこ
とができ、その各々はコンデンサーおよびスイッチに結
合した抵抗体を有していることが知られている。これら
の構造は、Ｎ経路に等価な回路に簡単化され、この各経
路は２つのスイッチに接続された少なくとも１つのコン
デンサーを含み、すべての経路は共通の入力抵抗体に接
続されている。この等価回路はいわゆるキャパシタンス
スイッチ型のＮ経路を有するフィルタ−と呼ばれている
。この型のフィルターの主な利点はこのフィルターが「
コーム」応答、すなわち、調節可能な幅を有する通過帯
域があり、かつ外部基準クロックパルスに同調した周波
数である応答を有するという点である。

マイクロエレクトロニクスにおいては、この特性により
、積分可能な構造を有するフィルターを作製することが
可能となる。外部周波数基準によるフィルターは他のフ
ィルターを構成する素子の値の変動に対して敏感ではな
い。これらの同調波長の外部調整並びに外部信号による
これらの同期化は、簡単な方法で行なわれる。このよう
な「コーム」フィルターの応答曲線の主な歯部の中心波
長は外部クロックパルスの波長により決定される。

この型のフィルターを用いて非常に狭い通過帯域を得る
ためには、前記フィルターの経路の数Ｎの増加が必要で
ある。このコームフィルターの経路数の増加により、所
存の技術に対する。該フィルターの高周波数限界につな
がるような、外部制御クロック周波数の増加を導く。

これらの所見から、スイッチ型フィルターは通過帯域を
有し、この狭さは切り換え信号の周波数により限定され
るということが導かれる。

本発明の別の目的は、前記フィルターの入力信号とこれ
らの出力信号との間の位相変位を生ゼしめることなく、
寄生信号またはランアウト（ｒｕｎ　−ｏｕｔ）を除去
することである。

はとんどの公知のフィルターは、入力信号と出力信号の
間に位相変位をもたらす、しかしながら、いわゆる同期
スイッチ型キャパシタンスフィルターといわれるものに
おいては、同期化はフィルター経路の切り換え操作にお
ける制御クロックパルスの周波数により決定される。こ
れら公知のフィルターは「アイ・イー・イー・イー・ジ
ャーナル・オン・ソリッド・ステート・サーキッツノ（
“ＩＥＥＥＪＯＵＲＮＡＬ　ＯＦ　５ＯＬＩＤ　５ＴＡ
ＴＥ　ＣＩＲＣＵＩＴＳ”）、（１９８３，１２月、５
Ｃ１６，７５３〜７６１）に更に詳しく記載されている
。

これらのフィルターは、このような１つの帯域のかわり
に複数の通過帯域を有するという主とした特徴があり、
このことは、特定の応用においては非常に不利なことで
ある。かくして、通過帯域の一つがラン−アウト上に集
中する場合、該ラン−アウトが伝送され、これは特定の
応用においては非常に不利なことである。同期フィルタ
ーは、ロベルト　ミケール（Ｒｏｂｅｒｔ　Ｍｉｑｕｅ
ｌ）［ｒルフィルトラージヌーメリク」（“Ｌｅ　ｆｉ
ｌｔｉｒａｇｅ　ｎｕｍｅｒｉｑｕｅ”）エディテスト
（Ｅｄｉｔｅｓｔ）版、１９８５．２月、１４３頁］の
著書から明らかなように、同期的信号および不規則信号
に関しては同じ等価な通過帯域中を持たない。

同期フィルターによる濾波の際、零波長において、また
入力信号の偶数調波においては、フィルターの応答が欠
如することはしばしば有用なことである。奇数調波の大
巾な減衰を得ることも有用なことである。これら公知の
スイッチ型同期フィルターは残念ながらこれらすべての
要求を満たすことはできない。

位相、偶数調波の消去、奇数調波の減衰およびラン−ア
ウトの除去に関する要求を一部でも満たすことのできる
公知のフィルターが下記雑誌に記載されている。すなわ
ち、 「ザ・ジャーナル・ニー・イー・シー−バンド２５」（
”Ｔｈｅ　ＪＯ［ＩＲＮＡＬ　ＡＧＥ−ＢＡＮＤ　２５
”）、（１９７１，Ｎａ４，１７３〜１５０）において
は、ストップ−ゴー型のＮ経路を有するスイッチ型フィ
ルターが記載されている。この型のフィルターは、数個
の通過帯域を有するということ、および入力信号と同位
相で濾波信号を得ることができないという主な欠点を有
している。

「アイ・イー・イー・イー・ジャーナル・オン・ソリッ
ド・ステート・サーキッツ」（“ＩＨＥＥ　ＪＯＵＲＮ
ＡＬ　ＯＦ　５ＯＬＩＤ　５ＴＡＴＥ　ＣＩＲＣＵＩＴ
Ｓ”Ｌ　（１９８０，６月、５Ｃ１５゜Ｎα３，３０１
〜３０５）においては、スイッチ型キャパシタンスを使
用したスイッチ型同期フィルターに関して記載されてい
るが、この構造では、位相および調波消去の要求を満足
させることができない。

「アイ・イー・イー・イー・トランザクションズ・オン
・サーキッツ・アンド・システムズ」（“ＩＥＩＩ！Ｅ
ＴＲＡＮＳＡＣＴＩＯＮＳ　ＯＮ　ＣＩＲＣＵＩＴＳＡ
ＮＤ　ＳＹＳＴＥＭＳ”Ｌ　（１９８２゜８月、ＣＡＳ
２９．　Ｎａ８，５５７〜５７２）においては、Ｎ経路
およびスイッチ型キャパシタンスを有するスイッチ型フ
ィルターが記載されている。この文献は、この型のフィ
ルターにおける前述の欠点を明示している。

本発明の目的は、スイッチ型フィルター特にＮ経路を有
するスイッチ型フィルターの上記欠点、並びにスイッチ
型キャパシタンスを使用したフィルターの特定の欠点を
除去することにある０本発明は各々のチャネルが少なく
とも１つのスイッチ型キャパシタンスを有し、かつ前記
Ｎチャネルの対が並列に接続しているようなＮチャネル
の対を有するフィルターを提供することを目的としてい
る。前記フィルターは前記入力信号の偶数調波を消去し
、Ｎ経路を有するフィルターまたは同期検波におけるよ
り大巾な減衰法則で奇数調波を減衰させることができる
。更に、前記フィルターは。

零波長において、入力信号の存在下で応答を欠如させる
ことができる。最後に、前記フィルターは。

シャノン（Ｓｈａｎｎｏｎ）限界周波数、すなわち１７
２Ｔで、周期すなわちサイクル周期Ｔの入力信号を抽出
することができる。前記フィルターは逆流防止装置（ａ
ｎｔｉ−ｔｕｔｎ　ｂａｃｋ　ｄｅｖｉｃｅ）の使用を
不要にする。

すなわち、この装置の使用はサンプリングフィルター、
すなわち入力の際に入カスベクトルをフィルターに戻し
、かつ出力の際に復帰装置を備えた装置をしばしば必要
とするフィルターを有する場合ではない。

本発明は、周期Ｔの濾波すべき信号を１つの入力として
受信し、かつそれぞれスイッチ型キャパシタンスを有す
る濾波手段を備えた濾波経路の入力側に接続された出力
側に前記信号を供給する整合手段と、前記濾波手段に接
続された該濾波手段の切り換え用手段と、出力に濾波信
号を供給するための、各経路の濾波手段の出力にそれぞ
れ接続された入力を有する加算手段と、濾波手段から切
り換え制御信号を切り換え手段に適用するための該切り
換え手段に接続されたサンプリング手段とを含む並列し
て接続されたスイッチ型濾波用キャパシタンスを有する
同期フィルターであって、各々の経路の前記濾波手段が
前記切り換え手段に接続されたキャパシタンスに対し二
つの同一の濾波チャネルを含み、前記切り換え制御信号
が各々の経路の前記二つのチャネルに対し対称であり、
前記信号が二つの連続した経路の間でＴ／２Ｎ変位した
位相を有し、かつそれぞれ２バに等しい、１つの経路に
おける二つのチャネルのサンプリング周期またはサイク
ルを有することを特徴とする上記同期フィルターに関す
るものである。

本発明の他の特徴によれば、各々の経路における前記二
つの濾波チャネルが、共通の抵抗体を含み、該抵抗体の
一つの端子が整合手段の前記出力に接続しており、前記
切り換え手段は第一および第二の二位置スイッチを含み
、これらチャネルの各々はコンデンサーを含み、また該
コンデンサーの一つの電極は基準アースに接続しており
、二つのチャネルのうちの第一チャネルのコンデンサー
のもう一つの電極は第一の二位置スイッチの第一端子お
よび第二の二位置スイッチの第一端子に接続し、前記二
つのチャネルのうち第二のチャネルのコンデンサーのも
う一つの電極は第一のスイッチの第二端子および第二の
スイッチの第二端子に接続し、第一スイッチの二位置に
共通の端子は、前記共通抵抗体のもう一つの端子に接続
しており。

また、第一スイッチの二位置に共通の端子は前記加算手
段の対応する入力に接続し、前記スイッチは前記制御信
号受信用のサンプリング手段に接続した制御入力を有し
ている。

本発明の別の特徴によれば、各々の経路の前記二つの濾
波チャネルが共通の抵抗体を含み、該抵抗体の一つの端
子が前記整合手段の出力に接続し、前記二つの濾波チャ
ネルは二つの電極を備えたロータリーコンデンサーを含
み、前記コンデンサーの回転の間に、第一の電極は前記
共通抵抗体のもう一つの端子および前記加算手段の対応
する入力に接続し、また第二の電極は、基準アースに接
続し、前記回転により、これら電極の切り換えを行ない
、これにより前記第二の電極を前記抵抗体の別の端子お
よび前記加算手段の対応する入力に接続させかつ第一の
電極を前記基準アースに接続させ、かつ前記切り換え手
段が、前記制御信号受信用サンプリング手段に接続され
た制御入力を有する、ロータリーコンデンサー用の回転
制御手段を備えている。

本発明の更に別の特徴によれば、各々の経路の前記二つ
の濾波チャネルがこれら二つのチャネルに共通の演算増
幅器を含み、該増幅器の第一の入力が前記共用抵抗体の
もう一つの端子に接続し、該増幅器の第二の入力が基準
アースに接続し、前記演算増幅器の出力は前記加算手段
の対応する入力および二つの電極を備えたロータリーコ
ンデンサーに接続し、前記コンデンサーの回転の間に。

第一の電極は前記演算増幅器の第一の入力に接続し、第
二の電極は前記増幅器の出力に接続され、回転によりこ
れらの電極の切り換えを行ない、第二の電極を前記増幅
器の第一の入力に、また第一の電極を前記増幅器の出力
に接続し、かつ前記切り換え手段が前記制御信号受信用
サンプリング手段に接続された制御入力を有するロータ
リーコンデンサーの回転制御手段を備えている。

本発明の別の特徴によれば、前記共通の抵抗体は純抵抗
体である。

本発明の別の特徴によれば、前記共通抵抗体はキャパシ
タンス切り換えによりシミュレーションされる抵抗体で
ある。

本発明の別の特徴によれば、前記スイッチ型キャパシタ
ンスは制御信号を切り換える前記経路の周波数より高い
周波数を有するロータリーコンデンサーである。

第１図は本発明による、並列に接続したＮ個の対のチャ
ネルを有するフィルターを図式的に示す。

前記フィルターは、整合手段１を含み、該手段は以下に
示されるように、インピーダンス整合増幅器によって構
成されている。これらの手段は、周期すなわちサイクル
Ｔの、例えば正弦波型の濾波すべき信号を入力Ｅとして
受信する。この信号は、同時に整合手段１の出力２によ
って濾波経路ｐｔｔＰａｔ・・・・・・・・・１Ｐｆｌ
の入力に適用される。これらの濾波経路は、いくつかの
対の濾波チャネルＭ１ｔＭ２９・・・・・・・・・ｔＭ
ｒｌを有し、それぞれについては、以下に更に詳しく述
べる。各々はまた前記チャネルに接続されるチャネル切
り換え手段Ｉ工、■、、・・・・・・・・・、工、を含
む、加算手段３は同時に前記経路の出力側に接続され、
出力Ｓとして濾波信号を供給する。前記フィルターはま
た、前記切り換え手段ＩｔｔＬｔ・・・・・・・・・＋
ＩＮに接続されるサンプリング手段４を含み、それに以
下に述べるチャネル切り換え制御信号を適用する。

各々のチャネルの濾波チャネルｌ’１ｚｔＬｔ・・・・
・・・・・。

ｈは対応する切り換え手段に接続する二つの同一の濾波
チャネルＶ、、Ｖ２から構成される。以下に示されるよ
うに、サンプリング手段４によって供給される前記チャ
ネルの切り換え制御信号は、それぞれ、各々の経路の二
つのチャネルに対し対称な信号である。これらの信号は
、二つの連続した経路間でＴ／２Ｎ変位した位相を有し
、この際前記二つのチャネルのサンプリング周期は、Ｔ
／２に等しい。

理解を容易にするため、図に示されたチャネルの数は３
つの限定した。

第２図は、第１図のフィルターにおけるチャネルの切り
換え制御またはサンプリング信号のタイミングダイヤグ
ラムである。これらの信号はサンプリング手段４によっ
て供給され、かつ各々の経路のチャネル切り換え制御用
の切り換え手段Ｉ、＋Ｉｌｌ・・・・・・・・・、Ｉｎ
に適用される。前記フィルターの周期的入力信号がその
周期すなわちサイクルＴを有する場合、経路における各
々のチャネルのサンプリング周期すなわちサイクルはＴ
／２に等しい。第２図の線図（ａ）はサンプリング手段
４によって制御された切り換え手段工、によって、濾波
チャネルＶ１．Ｖ、の各々に適用された切り換え制御信
号を表わす。線図（ｂ）および（ｃ）はそれぞれ制御手
段工２によって経路Ｐ２の２つのチャネルに、および制
御手段工、によって経路Ｐｒ１の２つのチャネルに適用
される切り換え制御信号を表わす。同一の経路における
二つのチャネルの切り換え制御信号は対称性を有し、該
信号は二つの連続した経路間でＴ／２Ｎ変位していると
いうことが知られている。この例においては、前記フィ
ルターは二つのチャネルを有する三つの経路を含み、経
路Ｐ２およびＰｒＩの切り換え制御信号は、それぞれ経
路Ｐ１におけるチャネルの切り換え制御信号に関してＴ
／６および２Ｔ／６変位した位相を有する。

これらの信号は、濾波すべき信号に関して変位した位相
を有してもよいし、そうでなくても良い。

この図に示される例においては、これらの信号は濾波す
べき信号と比較して、ΔＴ変位した位相を有すると仮定
している。この位相変位にかかわらず、出力時の信号は
入力信号と同位相である。

第３図は、本発明ｉよるフィルターの最初の具体例を示
す。第１図同様、同じ要素には同じ参照番号を記す。整
合手段１に関して、ここではより詳細に示す。これらは
例えば、抵抗体７を経由して、入力端子６として濾波す
べき信号を受信する演算増幅器によっ′て構成される。

この演算増幅器の他の入力端子８は基準アースＭに接続
している。

前記増幅器の入力端子６および出力端子２は、抵抗体９
に接続している。この整合回路は公知であるので、この
操作はここでは詳細には述べない。

Ｅは前記フィルター人力を示す。

加算手段３は二つのチャネルを有する経路Ｐ工。

ＰＫ？・・・・・・・・・１ＰＩｔの出力に接続された
入力を有している。これらの加算手段は、例えば、それ
ぞれ前記経路の出力側に接続した抵抗体１０，１１．１
２により構成されている。これらの抵抗体はすべて同じ
値を有し、演算増幅器１４の入力端子１３に接続してい
る。

前記増幅器の他の入力端子１５は基準アースに接続して
いる。それ自体公知の方法で、前記加算手段はまた前記
増幅器入力端子１３および出力Ｓに接続した抵抗体１６
を有している。各々の経路における前記濾波チャネルＶ
工ｔ　Ｖ２はそれぞれ１図に示されるように、コンデン
サー１７．１８および共通の抵抗体１９を含む、同様に
、経路Ｐ２はコンデンサー２０゜２１および共通の抵抗
体２２により構成される２つの濾波チャネルを有してい
る。経路Ｐ１もまた、コンデンサー２３　、２４および
共通抵抗体２５により構成される２つの濾波チャネルを
有している。各々の共通抵抗体の１つの端子は、前記整
合手段の出力端子２に接続され、かつすべての共通の抵
抗体は同じ値を有している。この具体例において、前記
切り換え手段は、前記経路の各々に対し、第一および第
二の、二位置スイッチを含んでいる。かくして、経路Ｐ
１に対し、第一のスイッチは、２６で示され、一方第二
のスイッチは２７で示される。前記チャネルの各々にお
いて、例えばｌフのような各々のコンデンサーは基準ア
ースに接続した電極２８を含んでいる。第一のチャネル
に対する前記コンデンサーのもう一つの電極２９は、第
一の二位置スイッチ２６の第一の端子３０に接続してい
る。第二のチャネルｖ２に対しても同様に、コンデンサ
ー１８の一つの電極３３は基準アースに接続しており、
一方前記コンデンサーのもう一つの電極３２は前記第一
のスイッチ２６の第二端子３１に接続している。コンデ
ンサー１７の電極２９もまた第二の二位置スイッチ２７
の第一端子３４に接続し、かつコンデンサー１８の電極
３２は前記第二のスイッチ２７の第二端子３５に接続し
ている。第一スイッチ２６の共通端子３６は前記共通抵
抗体１９のもう一つの端子に接続しており、一方前記第
二スイッチ２７の共通端子３７は前記加算手段３の前記
対応する抵抗体ｌＯに接続している。これらのスイッチ
は１例えば電子的に作動し得るが。

前述の制御信号受信用サンプリング手段４の対応する出
力に接続された制御入力を有している。図示されるその
他の経路ｐ、、ｐｒＬは、同様に構成されたものであり
、詳しくは述べない。各々のパスにおける前記チャネル
の第一および第二スイッチは独立して作動する。前記第
一スイッチが最初の位置３０に閉じられると、第二スイ
ッチも最初の位置３４に閉じられる。同様に、第一スイ
ッチが第二の位［３１に閉じられると、第二スイッチも
第二の位置３５に閉じられる。

第４図は、本発明によるフィルターの二番目の具体例を
図式的に示す、第３図に示すように、同じ要素は同じ参
照番号を示す。この具体例においては、整合手段１およ
び加算手段３は、第３図と同様なものである。各々の経
路ＰｉまたはＰ２・・・・・・・・・。

Ｐｌは２つの切り換えチャネルを有し、該チャネルはそ
れぞれ、例えば２つの電極４１．４２を有するコンデン
サー４０のような、いわゆるロータリーコンデンサーに
接続された共通の抵抗体を含んでいる。

各々のチャネルは、対応するコンデンサーの二つの位置
のうちの一つにより限定される。各々の共通抵抗体は整
合手段１の出力２に接続した端子を有している。コンデ
ンサー４０が回転する間、第１の電極４１は共通の抵抗
体１９のもう一つの端子、並びに加算手段３の対応する
入力に接続している。

図に示されるこの具体例においては、この入力は抵抗体
１０の端子の一つである。コンデンサー４０の第二の電
極４２は基準アースに接続している。このとき、前記コ
ンデンサーの回転により、電極４１゜４２の切り換えが
おこり、この結果、前記第二の電極４２は共通抵抗体１
９の別の端子および加算手段の前記対応人力↓こ接続し
、更に前記第一の電極４１は基準アースに接続する。こ
の第二の具体例での経路Ｐｉ　ｔＰ２　ｅＰｎの前記切
り換え手段は、それぞれロータリーコンデンサー４０．
４６．４７の回転制御手段４３゜４４、４５により構成
されている。これらの回転制御手段は、前記サンプリン
グ手段４によって供給される前記切り換え制御信号を受
信する。この具体例においては、前記ロータリーコンデ
ンサーの各々の電極は共通抵抗体１９の端子から前記基
準アースへ、別々に切り換えられる。増幅器５の基準電
位に関して同じ電位が適用されるという条件では。

前記基準アースは零電位ではない。

前記各々のロータリーコンデンサーの「回転」は、実際
は、このコンデンサーの操作の想像的表現である。かく
して、前記電極またはコンデンサー極板は固定され、前
記回転は前記電極またはコンデンサー極板の切り換えに
擬せられうる。

第５図は本発明によるフィルターの３番目の具体例を図
式的に示している。第３図および第４図に示される同じ
要素は同じ参照番号を示している。

既に述べた整合手段１および加算手段３はここではもう
述べない、ここで、経路Ｐ１ｆＰ２？・・・・・・・・
・ｅＰｈの各々は、各々に対して、共通の抵抗体を含む
二つの濾波チャネルを有している。これら共通の抵抗体
は、　１９，２２．２５で示される。経路Ｐ１の二つの
濾波チャネルは、例えば演算増幅器を含み、その出力は
ロータリーコンデンサーにより前記入力の一つに接続し
ている。前記コンデンサーの二位置のうちの一つは、濾
波チャネルに限定する。図に示されるこの具体例の前記
濾波チャネルの演算増幅器は、５０，５１．５２で示さ
れる。一方、これに結合するロータリーコンデンサーは
５３，５４．５５で示される。

前述の具体例におけるように、共通の抵抗体１９゜２２
、２５は整合手段１の出力に接続した端子を含む。

前記抵抗体の各々、例えば抵抗体１９は、対応する演算
増幅器５０の第一の入力５６に接続したもう一つの端子
を含む。前記演算増幅器の第二の入力５７は基準アース
に接続している。前記増幅器の出力は、前記加算手段３
の入力の一つ（抵抗体１０の端子の一つ）に接続してい
る。対応する共通の抵抗体１９゜２２、２５に関して、
前記ロータリーコンデンサー５３゜５４．５５は各々の
経路における二つの濾波チャネルを構成する。例えば、
コンデンサー５３の回転の間。

該コンデンサーの第一の電極５８は前記演算増幅器５０
の第一の入力５６に接続し、−労咳コンデンサーの第二
の電極５９は前記増幅器の出力に接続している。このと
き、前記コンデンサーの回転により。

これらの電極の切り換えがおこり、前記第二の電極５９
が前記演算増幅器の第一の入力５６に接続し。

かつ前記第一の電極５８が前記増幅器５０の出力に接続
する。第二の具体例におけるように、前記切り換え手段
はロータリーコンデンサー５３．５４．５５の回転制御
手段６０，６１．６２によフて構成され得る。これらの
制御手段は、前記切り換え制御信号の受信用サンプリン
グ手段４に接続された入力を有する。

前述の具体例のように、前記ロータリーコンデンサーの
電極は、対応する演算増幅器の第一人力およびその出力
間で別々に切り換えられる。

第３．４および５図の具体例においては、共通の抵抗体
１９，２２．２５は純抵抗体であると仮定されてきた。

第６図は本発明によるフィルターの各々の経路中に使用
されている前記共通の濾波抵抗体１９゜２２、２５の別
の具体例を示している。

かくして、前述の具体例において、前記共通の抵抗体１
９，２２．２５をいわゆるコンデンサーによってシミュ
レーションされた抵抗体の回路または接続によっておき
かえることは可能であり、その一つの例を第６図に示す
。この場合には、前記共通の抵抗体はロータリーコンデ
ンサー７０によってシミュレーションされる。前記端子
の一つ７１は整合手段１の出力２に接続し、一方もう一
つの端子７３は各々の経路における二つのチャネルの共
通点に接続している。この共通点は第３図の第一スイッ
チのうちの一つか、この「骨組」の二つの部分の一つか
、第４図の二番目の具体例における対応するコンデンサ
ー極板かまたは第５図の具体例における対応する演算増
幅器の入力のいずれかの共通端子であり得る。前記コン
デンサーの切り換えは、入カフ５としてサンプリング制
御または切り換え制御信号またはサンプリング信号を受
信する制御手段７４により制御される。抵抗体をシミュ
レーションするこれらコンデンサーの操作は公知である
ので詳細には述べない。別の抵抗体シミュレーション手
段も考えられることは明らかである。入カフ５に適用さ
れるサンプリング信号によって、コンデンサーにより抵
抗体をシミュレーションすることが可能となる。これら
の信号は、サンプリング手段４により供給される。これ
らの信号の周波数は。

前記チャネルおよびフィルターの経路の切り換え制御を
可能にする周波数より高い。

前述の具体例のすべてにおいて、前記二つのチャネルの
フィルター要素各々は、実際には、二段階で作動するニ
チャネルのサンプリング−平均化手段を構成する。各々
の要素フィルターは前述のように、同じ周波数であるが
、経路数に依存した異なる位相でサンプリングされる。

一般的に、すべての時定数は等しい、各々の経路におけ
る二つのチャネルを構成する純共通抵抗体およびロータ
リーコンデンサーを使用した前記具体例においては、操
作は下記のように行なわれる。入力信号の半サイクルＴ
／２の間、各々の経路におけるロータリーコンデンサー
により、対応する共通抵抗体と共に、入力信号の平均値
を得ることが可能となり、前記コンデンサーは前記半サ
イクルの平均値を蓄える。前記半サイクルの終点におい
て、前記コンデンサーの端子での電位は例えばＶ工に等
しい。

次の半サイクルでは、前に蓄えられた平均値ｖ２を保持
しながら、前記ロータリーコンデンサーが逆転し、各々
の電極が交替する。対応する共通の抵抗体と共に、この
コンデンサーはこのとき、前に蓄えられた平均値ｖ１か
らはじめて、次の半サイクルの間の入力信号の平均値を
得ることができるが、この値は逆転した値（−Ｖｌ）と
なる、このように、サイクルＴの入力信号を前記要素フ
ィルターの入力に適用する場合、該信号はシャノン（Ｓ
ｈａｎｎｏｎ）限界周波数において抽出される。この信
号が厳密に前記サンプリング信号と同位相である場合、
各々のコンデンサーは前記入力信号の半交番の間。

該信号の平均値に充電される。前記入力信号が前記サン
プリング信号に対し直角位相である場合。

前記ロータリーコンデンサーに蓄えられた平均値は零で
ある。

一般的に、二つのチャネルを有するＮ個の経路を並列に
配置することにより、これらの経路の各々は、同じサン
プリングサイクルＴ／２であるが、Ｔ／２Ｎずれた時間
で前記入力信号を抽出する。出力Ｓとして得られた前記
濾波信号は、入力信号の１サイクルあたり、ＴＮの数の
ステップを有する準正弦波型を有している。

前記フィルターは同様に、前記サンプリング周波数の反
復同期信号を賦与し、ノイズ信号を除去し、これらの周
波数すべてにおいて平均値を零にするが故に、同期フィ
ルターとしても作用する。

得られた信号は、前記入力信号と同位相で復帰し、この
とき前記サンプリングサイクルは前記入力信号の半サイ
クルに等しくなる。しかしながら、前記フィルターは、
Ｎ経路を有する公知フィルターと比較して、一つの重大
な差異を有している。すなわち、前記フィルターは、零
周波数では偶数調波へのいかなる応答も与えず、特に第
４および５図の具体例に対してはそうである。前記奇数
調波は公知同期フィルターに関して得られる以上の割合
で減衰される。

公知のＮ経路を有する同期フィルターと比較してもう一
つの利点は、本発明においては前記要素フィルターは同
時に機能するものであり、連続的に機能するものではな
いということである。このような同時作動は、前記フィ
ルターの感度を増大させることができる。

前述のフィルターは、大きなバックグラウンドノイズか
ら周期的信号を得ること、および前記入力信号と同位相
で基本信号を復帰させることができる。このフィルター
は周囲温度が変化する際、いかなる寄生位相変位ももた
らさないという利点を有している。このフィルターに関
する実験的な研究において、３０℃の温度変化によりも
たらされる前記位相変位は、１ミリラジアン以下である
。

前記フィルターはこの成分の積分により作製されうる。

【図面の簡単な説明】

本発明は、これにより制限されることのない具体例に関
して以下添付図面を参照し、より詳細に説明される。 第１図は本発明によるＮスイッチ型経路を有するフィル
ターを図式的に示した図であり、第２図は前記フィルタ
ーの経路およびチャネルの切り換え制御信号のタイミン
グダイヤグラムであり、第３図は、本発明によるフィル
ターの第一の具体例を図式的に示した図であり、第４図
は本発明によるフィルターの第二の具体例を図式的に示
した図であり、第５図は、本発明によるフィルターの第
三の具体例を図式的に示した図であり、第６図は、本発
明によるフィルターの各々のパスに使用される濾波抵抗
体の別の具体例を図式的に示す図である。 １・・・整合手段　　　２・・・整合手段出力３・・・
加算手段　　　４・・・サンプリング手段５．１４，５
０，５１．５２・・・演算増幅器６．１３．５６・・・
演算増幅器入カ フ・・・演算増幅器出力 ８　、１５．５７・・・演算増幅器入力（アース）９　
、１０．１１．１２．１６．１９．２２．２５・・・抵
抗体’１７．１８．２０．２１．２３．２４・・・コン
デンサー２６、２７・・・スイッチ

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. （１）周期Ｔの濾波すべき信号を１つの入力として受信
   し、かつそれぞれスイッチ型キャパシタンスを有する濾
   波手段を備えた濾波経路の入力側に接続された出力側に
   前記信号を供給する整合手段と、前記濾波手段に接続さ
   れた該濾波手段の切り換え用手段と、出力に濾波信号を
   供給するための、各経路の濾波手段の出力にそれぞれ接
   続された入力を有する加算手段と、濾波手段から切り換
   え制御信号を切り換え手段に適用するための該切り換え
   手段に接続されたサンプリング手段とを含む並列して接
   続されたスイッチ型濾波用キャパシタンスを有する同期
   フィルターであって、各々の経路の前記濾波手段が前記
   切り換え手段に接続されたキャパシタンスに対し二つの
   同一の濾波チャネルを含み、前記切り換え制御信号が各
   々の経路の前記二つのチャネルに対し対称であり、前記
   信号が二つの連続した経路の間でＴ／２Ｎ変位した位相
   を有し、かつそれぞれ２／Ｔに等しい、１つの経路にお
   ける二つのチャネルのサンプリング周期またはサイクル
   を有することを特徴とする上記同期フィルター。
2. （２）各々の経路における前記二つの濾波チャネルが、
   共通の抵抗体を含み、該抵抗体の一つの端子が整合手段
   の前記出力に接続しており、前記切り換え手段は第一お
   よび第二の二位置スイッチを含み、これらチャネルの各
   々はコンデンサーを含み、また該コンデンサーの一つの
   電極は基準アースに接続しており、二つのチャネルのう
   ちの第一チャネルのコンデンサーのもう一つの電極は第
   一の二位置スイッチの第一端子および第二の二位置スイ
   ッチの第一端子に接続し、前記二つのチャネルのうち第
   二のチャネルのコンデンサーのもう一つの電極は第一の
   スイッチの第二端子および第二のスイッチの第二端子に
   接続し、第一スイッチの二位置に共通の端子は、前記共
   通抵抗体のもう一つの端子に接続しており、また、第一
   スイッチの二位置に共通の端子は前記加算手段の対応す
   る入力に接続し、前記スイッチは前記制御信号受信用の
   サンプリング手段に接続した制御入力を有していること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項に記載のフィルター
   。
3. （３）各々の経路の前記二つの濾波チャネルが共通の抵
   抗体を含み、該抵抗体の一つの端子が前記整合手段の出
   力に接続し、前記二つの濾波チャネルは二つの電極を備
   えたロータリーコンデンサーを含み、前記コンデンサー
   の回転の間に、第一の電極は前記共通抵抗体のもう一つ
   の端子および前記加算手段の対応する入力に接続し、ま
   た第二の電極は、基準アースに接続し、前記回転により
   、これら電極の切り換えを行ない、これにより前記第二
   の電極を前記抵抗体の別の端子および前記加算手段の対
   応する入力に接続させかつ第一の電極を前記基準アース
   に接続させ、かつ前記切り換え手段が、前記制御信号受
   信用サンプリング手段に接続された制御入力を有する、
   ロータリーコンデンサー用の回転制御手段を備えている
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載のフィル
   ター。
4. （４）各々の経路の前記二つの濾波チャネルがこれら二
   つのチャネルに共通の演算増幅器を含み、該増幅器の第
   一の入力が前記共用抵抗体のもう一つの端子に接続し、
   該増幅器の第二の入力が基準アースに接続し、前記演算
   増幅器の出力は前記加算手段の対応する入力および二つ
   の電極を備えたロータリーコンデンサーに接続し、前記
   コンデンサーの回転の間に、第一の電極は前記演算増幅
   器の第一の入力に接続し、第二の電極は前記増幅器の出
   力に接続され、回転によりこれらの電極の切り換えを行
   ない、第二の電極を前記増幅器の第一の入力に、また第
   一の電極を前記増幅器の出力に接続し、かつ前記切り換
   え手段が前記制御信号受信用サンプリング手段に接続さ
   れた制御入力を有するロータリーコンデンサーの回転制
   御手段を備えていることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項に記載のフィルター。
5. （５）前記共通抵抗体が純抵抗体であることを特徴とす
   る特許請求の範囲第２項〜第４項のいずれか１項に記載
   のフィルター。
6. （６）前記共通抵抗体がキャパシタンス切り換えにより
   シミュレーションされた抵抗体であることを特徴とする
   特許請求の範囲第２項〜第４項のいずれか１項に記載の
   フィルター。
7. （７）前記共通抵抗体をシミュレーションするスイッチ
   型キャパシタンスが、前記経路におけるチャネルの切り
   換えを制御するサンプリング手段により供給される信号
   の周波数より高い周波数で動作するロータリーコンデン
   サーであることを特徴とする特許請求の範囲第６項に記
   載のフィルター。