JPS62183209A - バンドパス・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１ 本発明は、所定の帯域の信号を通過ゼしめるためのバン
ドパス・フィルタに関し、とくに演算増幅器と対称形ツ
インＴ回路を用いた、Ｑと通過帯域の増幅度の設定か容
易なバンドパス・フィルタに関する。

具体的には、音声帯域においてとくに有用な改良された
アクティブ・フィルタを提供するものである。

［従来の技術］ 演算増幅器と非対称形ツインＴ回路を用いた従来のバン
ドパス・フィルタを第２図に示し、これを用いて、説明
する。

ここで、５は入力信号が印加される入力端、７は出力端
、９は増幅度の十分に大きな演算増幅器である。

この演算増幅器の同相入力端子は接地されており、逆相
入力端子には入力端子５から抵抗１４（（氏抗１直Ｒａ
〉とコンデン番少２４（容ｉｃａ＞を介して入力信号か
印加される。

さらに、この逆相入力端と、出力端子７に接続された演
算増幅器９の出力端との間には、直列接続された抵抗１
１（抵抗値Ｒ１）および１２（抵抗値Ｒ２）が接続され
、両抵抗１１と１２の中点はコンデンサ２３（容ＩＣ３
＞によって接地された、いわゆるＴ形回路を形成してい
る。同様にして、演算増幅器９の逆相入力端と出力端と
の間には、直列接続されたコンデンサ２１（容ｉｃ１．
＞とコンデンサ２２（容量Ｃ２）とが直列接続され）て
おり、両コンデンサ２１と２２の中点は、抵抗１３（抵
抗値Ｒ３〉によって接地されて、いわゆるＴ形回路を形
成している。

このツインＴ形回路を通して演算増幅器９の出力の一部
が、その逆相入力端にフィードバックされるからバンド
パス特性を示すようになる。この特性を、入力端子５と
出力端子７との間の伝達間となる。ここで、 Ａは通過帯域にあける増幅度、 ｋは適当な定数 ｆｏはフィルタの中心周波数 α＝１／Ｑ　　　　　　　　　　　　　　　　（１−１
’）ｂ＝　（２，５−α）　（１＋α）／（２＋α）（
１−２＞ ｈ＝Ａ／Ｑ　　　　　　　　　　　　　　　　（１−３
＞ωｏ＝２πｆｏ　　　　　　　　　　　（１−４＞Ｃ
−ｈｋ／′ωｏ　　　　　　　　　　（１−５＞Ｃ，＝
ｂｋ／ωｏ　　　　　　　　　　（１−６＞Ｃ２＝ｂｋ
／　（（ｂ−１”）ωｏ）　　　　（１−７）Ｃ３＝ｂ
２　ｋ／　（（ｂ−１＞（１＋α）Ｃ０）（１−８＞ Ｒａ　＝１　／　（ｔ）ｋ　）　　　　　　　　　　（
１９）Ｒｔ　＝’Ｉ／’　（ｂｋ）　　　　　　　　　
（１１０）Ｒ２＝（ｂ−１＞／（ｂｋ）　　　　（１−
１ＨＲ３＝（ｂ−１＞（α＋１）／（ｂ２ｋ＞ここにお
いて、ｃｌ、ｃ２．ｃ３．Ｒｉ　、Ｒ２。

Ｒ３は、（１−６＞式、（１−７＞式、（１−８＞式、
（１−１０＞式、（１−１１＞式、　　（１−１２）式
、が（１−１＞式、（１−２＞式、および（１−３）式
で表わされるα、ｂおよびｈを含んでいるから、Ｑの値
が変わるとこれらの値も変わり、しかも、ｃｌ、Ｃ２、
ｃ３は、その値がおのおの異なるものであった。

このように従来の回路は値の異なるＲ１．Ｒ２、Ｃ１，
Ｃ，のような非対称形のツインＴ形回路が用いられてい
た。

［発明が解決しようとする問題点］ したがって従来の回路は、フィルタの中心周波数ｆ。を
決定した後に°、Ｑの値、あるいは通過帯域における増
幅度を調整しようとすると、Ｃ１〜Ｃ３，Ｒ１−Ｒ３の
多くの値を調整する必要があり、極めて多くの工数を要
する作業が必要であった。

抵抗１１〜１３（Ｒ１−Ｒ３〉やコンデンサ２１〜２３
（Ｃ１〜Ｃ３）は、それぞれ１１固のコンデンサや、１
個の抵抗で必要とされる値を実現することは困難である
ために、複数個の素子の組合せによって、それぞれの所
望の値を実現していたから、工数のみならず、部品点数
も多くなり、サイズも大きく、コスｉ〜上昇の要因とな
っていた。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は、これらの問題点を解決するためになされたも
のであり、１個の演算増幅器と、その入力端の間に対称
形ツインＴ形回路を設け、ざらにこの入出力端の間にツ
インＴ形回路の中心周波数「。と実質的に等しい遮断周
波数を有するように、１個の抵抗と１個のコンデンサを
直列接続した。

帰還直列回路と、この演算増幅器の入力端に、ｆｏと実
質的に等しい遮断周波数を有するように１個の抵抗と１
個のコンテン１ノを直列接続し、これを介して入力信号
を印加する入力直列回路を設け　ｌこ。

［作用］ この帰還直列回路により、バントパス・フーイルタのＱ
を任意に設定することができるようにし、ざらに、入力
直列回路と、この帰還直列回路により、増幅度を任意に
設定することができるようにした。

［実施例］ 本発明の一実施例を第１図に示し、これを用いて説明す
る。同図中、第２図に対応する要素については同一の記
号および番号を付した。

第１図において、抵抗１５（抵抗値Ｒｊ）とコンデンサ
２５（容量Ｃｂ）からなる直列回路（帰還直列回路）が
演算増幅器９の入出力端子間に接続され、入力信号の印
加される入力端子５と演算増幅器の逆相入力端との間に
は、抵抗１４とコンデンサ２４からなる直列回路（入力
直列回路）が接続されている。

ここで、フィルタの中心周波数（ノッヂ中心周波数）を
ｆ。とじ、つぎの“条件１′′に示す値となるようにツ
インＴ形回路の各素子を設定する。

′“峯件１″ ωｏ＝２π「０ Ｒ１＝Ｒ２＝２Ｒ３＝Ｒ０ Ｃ１＝Ｃ２＝Ｃ３／２＝ｃ。

１／（Ｃ□Ｒｏ＞＝ω０ つぎに、゛条件２′′に示すように定める。

“条件２゛ ω１＝１／（ＣａＲａ） ω２　＝　１／　（ＣＩ、　Ｒｂ＞ 入力端子５と出力端子７との間の伝達関数１１゜（１）
は、 Ｈ□（１）−（Ｒｂ／　Ｒａ） （（Ｓ＋ω。）／（Ｓ十ω１）） （ω０／ＱＣ３／ ［Ｓ２＋　（（Ｓ＋ωｏ）／（Ｓ十ω２））（ωｏ／Ｑ
）Ｓ＋ωｏ２］（２） となる。ここでＱ＝Ｒ１，／２Ｒ□とおいた。

′“条件２パのω１およびω２は（２）式において、そ
れぞれ１次高域フィルタの遮断周波数を表わしており、
つぎに示す “条件３パ ω１＝ω２＝ω０ となるようにＣａ、Ｒ３、Ｃｂ、Ｒｂの値を選ぶと、（
２）式に示した伝達関数Ｈ６（１）は次式のＨｌ　（Ｓ
）で表わすことができる。

この（３）式は、通過帯域の増幅度Ａ１およびバンドパ
ス・フィルタの０１が、 Ａ１＝−Ｒｂ／Ｒａ　　　　　　　　　（４）Ｑｌ　＝
Ｒｂ／２Ｒ□　　　　　　　　（５）であることを表わ
している。

この（５）式をみると、Ｑｌは“条イ’＄２．３”のも
とで、ツインＴ形回路の定数を変えることなく、抵抗１
５の抵抗値Ｒｂを変えることにより自由に設定できるこ
とを意味している。

抵抗１５とコンデンサ２５は１次高域フィルタを構成し
ているから、遮断周波数ω２付近の信号伝達１ｊ性の変
化はゆるやかである。そこで、“条件３°′からはずれ
る１月合であっても、ω２がω０の近傍であれば、（２
）弐〇月−’０（ｓ）は（３）式のト１１（３）とみな
すことかできるので、抵抗１５とコンデンサ２５の値は
精度を要求されない。

（４）式から、バンドパス・フィルタの増幅度Ａ１も抵
抗１４（Ｒａ）と１５（Ｒ１，）により決定されるから
“条件２および３″のもとて自由に設定することができ
る。抵抗１４（Ｒａ）の値を変更することによっては、
Ｑの変動を招来することもないから、その調整は極めて
容易である。

［発明の効果］ 以上の説明から明らかなように、本発明によるツインＴ
形回路の各素子の値を“条件１″に承りように対称な関
係に設定するならば、バンドパス・フィルタのＱ　と増
幅度Ａ１はツイン−「形回路の定数を変更することなく
、それぞれ２組の直列接続された１次高域フィルタ（Ｒ
ａ、ＣａおよびＲｂ、Ｃｂ）で独立に設定することがで
き、本発明を構成する各素子の値は高精度を要求されな
いから、すくない部品点数で、小型に、すくない工数で
、低コストで実現することができるので本発明の効果は
極めて大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す回路図、第２図は従来
例を示す回路図である。 ５・・・入力端子　　　　　７・・・出力端子９・・・
演算増幅器　　　　１１〜１５・・・抵抗２１〜２５・
・・コンデンサ。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）実質的に等しい値の２つの抵抗が直列接続され、
   その直列接続した中点からコンデンサが接地された第１
   のＴ形回路と、 前記コンデンサの容量値の２分の１に実質的に等しい値
   の２つのコンデンサが直列接続され、その直列接続され
   た中点から、前記第１のＴ形回路の抵抗の抵抗値の２倍
   の値に実質的に等しい抵抗が接地された第２のＴ形回路
   と、 前記第１および第２のＴ形回路が並列接続された対称形
   をなすツィンＴ形回路のノッチ中心周波数と実質的に等
   しい遮断周波数を有するように抵抗とコンデンサが直列
   接続され、その一端が入力信号の印加される入力端子に
   接続された第１の直列回路と、 前記ノッチ中心周波数と実質的に等しい遮断周波数を有
   する抵抗とコンデンサが直列接続された第２の直列回路
   と、 同相入力端と逆相入力端と出力端とを有する演算増幅器
   とを具備し、 前記第１および第２のＴ形回路を並列接続した対称形を
   なすツィンＴ形回路と、前記第２の直列回路とが並列に
   前記演算増幅器の逆相入力端と出力端との間に接続され
   、前記逆相入力端に前記第１の直列回路の他端が接続さ
   れていることを特徴とするバンドパス・フィルタ。
2. （２）前記第２の直列回路の抵抗の抵抗値を変えること
   により、前記第２の直列回路の抵抗の抵抗値と前記第１
   のＴ形回路の抵抗の抵抗値の比にもとずいて定まるバン
   ドパス・フィルタのＱを決定できる特許請求の範囲第１
   項記載のバンドパス・フィルタ。
3. （３）前記第１の直列回路の抵抗の抵抗値を変えること
   により、前記第２の直列回路の抵抗の抵抗値と前記第１
   の直列回路の抵抗の抵抗値の比にもとずいて定まる通過
   帯域における増幅度を決定できる特許請求の範囲第１項
   記載のバンドパス・フィルタ。