JPS6324328B2 - - Google Patents

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Publication number
JPS6324328B2
JPS6324328B2 JP3834380A JP3834380A JPS6324328B2 JP S6324328 B2 JPS6324328 B2 JP S6324328B2 JP 3834380 A JP3834380 A JP 3834380A JP 3834380 A JP3834380 A JP 3834380A JP S6324328 B2 JPS6324328 B2 JP S6324328B2
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JP
Japan
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transistor
capacitor
signal
charge
capacitors
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JP3834380A
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JPS56136018A (en
Inventor
Takahisa Tsucha
Mitsuo Soneda
Isa Nakamura
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
Priority to JP3834380A priority Critical patent/JPS56136018A/ja
Publication of JPS56136018A publication Critical patent/JPS56136018A/ja
Publication of JPS6324328B2 publication Critical patent/JPS6324328B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03HIMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H15/00Transversal filters
    • H03H15/02Transversal filters using analogue shift registers

Landscapes

  • Filters That Use Time-Delay Elements (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電荷転送素子(CTD)、例えばBBD
を用いたフイルタ回路に関し、カレントミラー回
路の伝達特性の変動を除去し、フイルタ特性のば
らつきを縮小するようにしたものである。
BBDは一般に第1図に示すように構成される。
図において、入力端子1がnpn形のトランジスタ
2のベースに接続され、このトランジスタ2のエ
ミツタが定電流源3を通じて接地され、コレクタ
が電源端子4に接続される。このトランジスタ2
のエミツタが逆方向のダイオード5を通じてコン
デンサC0の一端に接続され、このコンデンサC0
を通じてクロツク端子6に接続される。またコン
デンサC0の一端がnpn形のトランジスタQ1のエミ
ツタに接続され、このトランジスタQ1のコレク
タが次段のnpn形のトランジスタQ2のエミツタに
接続され、以下同様にnpn形のトランジスタQ2
Qoのコレクタとエミツタとが順次接続される。
これらのトランジスタQ1〜Qo-1のコレクタとベ
ースとの間にそれぞれコンデンサC1〜Co-1が接続
される。なおコンデンサC1〜Co-1の容量値は全て
コンデンサC0に等しく、Cとする。さらにサフ
イツクスが奇数のトランジスタQ1,Q3………の
ベースがクロツク端子7を通じて駆動回路8に接
続され、サフイツクスが偶数のトランジスタQ2
Q4………のベースがクロツク端子6を通じて駆
動回路8に接続される。
そしてクロツク端子6,7には、それぞれ第2
図A,Bに示すように、VDCとVDC+VPの電位を
取り、デユーテイー比が50%で、互いに、逆極性
になるクロツク信号φ1,φ2が供給される。なお
電圧VPは、電源端子4に供給される電源電圧VCC
に対して、 VCC>VDC+2VP とされる。
さらに入力端子1に供給される入力信号の電圧
VSがVDC+VP≦VS≦VDC+2VPの範囲とされる。
この装置において、初期状態では、コンデンサ
C0〜Co-1はすべて端子電圧がVPに充電されてい
る。また入力信号の電圧VSを直流成分VSDCと交
流成分VSACとに分けると、初期状態では交流成分
VSACのみ0になつている。
従つて初期状態において、サフイツクスが偶数
のコンデンサC0,C2………のホツトエンド側の
電位は、第2図Cに示すように、信号φ1がVDC
VPの期間に、一旦VDC+2VPまで上がつた後に
VSDCになり、信号φ2がVDC+VPの期間に、一旦
VSDC−VPまで下がつた後にVDC+VPになる。また
サフイツクスが奇数のコンデンサC1,C3………
のホツトエンド側は、第2図Dに示すように、信
号φ1がVDC+VPの期間に、一旦VSDC−VPまで下が
つた後にVDC+VPになり、信号φ2がVDC+VPの期
間に、一旦VDC+2VPまで上がつた後にVSDCにな
る。
そして入力信号が供給された直後の最初の信号
φ1がVDC+VPの期間において、このときの入力信
号の電圧をVS=VS1とするとコンデンサC0のホツ
トエンド側の電位は一旦VDC+2VPまで上がつた
後にVS1になる。すなわちコンデンサC0は放電し
て、{VS1−(VDC+VP)}Cの電荷を蓄える。この
ときトランジスタQ1はオフなので、コンデンサ
C1,C2………には変化はない。
次に、続く信号φ2がVDC+VPの期間において、
まず信号φ1の電位がVDCになるので、コンデンサ
C0のホツトエンド側の電位はVS1−(VDC+VP)+
VDC=VS1−VPになる。そしてトランジスタQ1
オンするので、コンデンサC0のホツトエンド側
の電位は最終的にトランジスタQ1のベース電位
(VDC+VP)まで上昇する。このときトランジス
タQ1は能動領域で動作しているので、コンデン
サC0の充電は、端子7→コンデンサC1→トラン
ジスタQ1のコレクタ・エミツタ→コンデンサC0
の経路で行われる。そしてコンデンサC0のホツ
トエンド側の電位がVS1−VPからVDC+VPに変化
するので、コンデンサC1のホツトエンド側から
コンデンサC0のホツトエンド側への電荷の移動
は、 {(VDC+VP)−(VS1−VP)}C=(VDC+2VP
VS1)C で与えられる。これに対してコンデンサC1には
最初VP・Cの電荷が蓄えられていたので、コン
デンサC1の最終電荷量は、 VP・C−(VDC+2VP−VS1)C={VS1−(VDC+V
P)}C となる。すなわち、信号φ1がVDC+VPの期間にコ
ンデンサC0がVS1−(VDC+VP)であつたものが、
信号φ2がVDC+VPの期間にコンデンサC1に移動
し、コンデンサC0はVDC+VPに戻る。なおトラン
ジスタQ2がオフであるので、コンデンサC2,C3
………には変化はない。
さらに、次の信号φ1がVDC+VPの期間におい
て、入力信号の電圧がVS=VS2とすると、コンデ
ンサC0はVS2−(VDC+VP)に充電され、コンデン
サC1はVDC+VPに戻され、コンデンサC2はVS1
(VDC+VP)に充電される。なおトランジスタQ3
がオフなのでコンデンサC3以降は変化しない。
以上の動作がくり返されて、信号は図面の左か
ら右へと、信号φ1,φ2に同期して移動される。
このようなBBDにおいて、さらに第3図A,
Bに示すようにクロツク信号φ1,φ2の立ち下が
りの傾斜を立ち上がりよりゆるやかにすると共
に、変化を直線にして転送を行う場合がある。
すなわちこのようなクロツク信号φ10,φ20を使
用した場合、例えばクロツク信号φ20がVDCから
VDC+VPに変化した時点t0において、サフイツク
スが奇数のコンデンサC1,C3………のホツトエ
ンド側の電位は、第3図Cに示すようにVDC
2VPになる。
これに対してサフイツクスが偶数のコンデンサ
C0,C2………のホツトエンド側の電位は、コー
ルドエンド側に供給されるクロツク信号φ10の立
ち下がりによつて、第3図Dに示すようにVS
ら徐々に低下される。
そして時点t1において、コンデンサC0,C2……
……のホツトエンド側の電位がVDC+VPになる
と、トランジスタQ1,Q3………がオンになる。
このトランジスタQ1,Q3………がオンになる
ことにより、コンデンサC0,C2………のホツト
エンド側の電位はVDC+VPに保持され、クロツク
信号φ10の立ち下がりによる電位の低下に対応す
る電荷がコンデンサC1,C3………から移動され
る。
ここで、電荷の移動はクロツク信号φ10の立ち
下がりに従つて行われる。このため立ち下がりの
傾斜が一定のときはこの電荷の移動も一定にな
り、それによる電流も一定になる。すなわち傾斜
を、VP/Δτ(但し、Δτはクロツク信号の立ち下が り時間)とすると、電流値ITは、 IT=VP/ΔτC の一定値になる。
そして時点t2において、クロツク信号φ10がVDC
になると、電荷の移動は終了される。
従つてこの回路において、時点t1〜t2の期間に
コンデンサC0,C2………のホツトエンド側の電
位は、本来VS−VPまで低下されるものが、VDC
VPに保持されるので、この間に {VDC+VP−(VS−VP)}C=(VDC+2VP−VS)C の電荷がコンデンサC1,C3………から移動され
る。これに対してコンデンサC1,C3………には
初めVPCの電荷が蓄えられていたので、コンデ
ンサC1,C3………の最終電荷量は VPC−(VDC+2VP−VS)C={VS−(VDC+VP)}
C となり、コンデンサC0,C2………の信号VSがコ
ンデンサC1,C3………に転送される。
さらに信号VSの値が変化すると、第3図Dに
示すようにコンデンサC0,C2………のホツトエ
ンド側の電位がVDC+VPに達するまでの時間が変
化し、第3図Eに示すように電流ITの流される時
間が変化して、信号VSの変化が伝達される。
そしてこれらの動作が、信号φ10がVDCからVDC
+VPに変化するときにも同様に行われて、コン
デンサC1,C3………の信号がコンデンサC2,C4
………に転送され、これらの動作がくり返され
て、信号は図面の左から右へと信号φ10,φ20に同
期して転送される。
このようなBBDを用いて、例えば巡回形と非
巡回形のトランスバーサルフイルタを構成して所
望の特性の信号を形成する場合に、以下のような
方法が提案されている。
すなわち第4図において、サフイツクスが奇数
のコンデンサC3,C5………が分割され、それぞ
れC3′,C3″,C5′,C5″………とされると共に、こ
れらの容量値がそれぞれa3C、(1−a3)C、
a5C、(1−a5)C………とされる。これらの分
割された一方のコンデンサC3′,C5′………のコー
ルドエンド側が互いに接続され、他方のコンデン
サC3″,C5″………のコールドエンド側が端子7に
接続される。
またコンプリメンタリーなトランジスタ11,
12のエミツタが互いに接続され、この接続点が
コンデンサC3′,C5′………の接続点に接続され
る。さらにトランジスタ11,12のベースが互
いに接続され、この接続点に端子7′を通じて発
振器8が接続され、この発振器8からは信号φ2
と同位相で、VDC−VBEとVDC+VP+VBE(但しVBE
はトランジスタのベース・エミツタ間電圧)の電
位を取る信号φ2′が供給される。そしてpnp形の
トランジスタ12のコレクタが接地され、npn形
のトランジスタ11のコレクタが、カレントミラ
ー回路M1を構成する一方のpnp形のトランジス
タ14のコレクタ及びベースに接続され、トラン
ジスタ14のエミツタが抵抗器15を通じて電源
端子4に接続される。
このカレントミラー回路M1を構成する他方の
pnp形のトランジスタ16のベースがトランジス
タ14のベースに接続され、トランジスタ16の
エミツタが抵抗器17を通じて電源端子4に接続
される。そしてトランジスタ16のコレクタが前
段のコンデンサC1のホツトエンド側に接続され
る。なお、抵抗器15,17はトランジスタ1
4,16のバランス用で抵抗値はほぼ等しい。
さらにコンプリメンタリーなトランジスタ1
8,19のエミツタが互いに接続され、この接続
点がコンデンサ20を通じて接地される。またト
ランジスタ18,19のベースが互いに接続さ
れ、この接続点が端子7′に接続される。そして
npn形のトランジスタ18のコレクタがコンデン
サC1のホツトエンド側に接続され、pnp形のトラ
ンジスタ19のコレクタが接地される。なおコン
デンサ20の容量値CXは、VPに対するVSDCの割
合をVSDC−(VDC+VP)=(1−k)VPとして CX=k(a3+a5+………)C とされる。
さらにサフイツクスが偶数のコンデンサC2
C4、………が分割され、それぞれC2′,C2″,C4′,
C4″………とされると共に、これらの容量値がそ
れぞれa2C、(1−a2)C、a4C、(1−a4)C…
……とされる。これらの分割された一方のコンデ
ンサC2′,C4′………のコールドエンド側が互いに
接続され、他方のコンデンサC2″,C4″………のコ
ールドエンド側が端子6に接続される。
またコンプリメンタリーなトランジスタ21,
22のエミツタが互いに接続され、この接続点が
コンデンサC4′,C6′………の接続点に接続され
る。さらにトランジスタ21,22のベースが互
いに接続され、この接続点に端子6′を通じて発
振器8が接続され、この発振器8からは信号φ1
と同位相で、VDC−VBEとVDC+VP+VBEの電位を
取る信号φ1′が供給される。そしてpnp形のトラ
ンジスタ22のコレクタが接地され、npn形のト
ランジスタ21のコレクタが、カレントミラー回
路M2を構成する一方のpnp形のトランジスタ2
4のコレクタ及びベースに接続され、トランジス
タ24のエミツタが抵抗器25を通じて電源端子
4に接続される。
このカレントミラー回路M2を構成する他方の
pnp形のトランジスタ26のベースがトランジス
タ24のベースに接続され、トランジスタ26の
エミツタが抵抗器27を通じて電源端子4に接続
される。そしてトランジスタ26のコレクタが後
段のBBDbのコンデンサCb0のホツトエンド側に
接続される。なお、抵抗器25,27はトランジ
スタ24,26のバランス用で抵抗値はほぼ等し
い。
さらにコンプリメンタリーなトランジスタ2
8,29のエミツタが互いに接続され、この接続
点がコンデンサ30を通じて接地される。またト
ランジスタ28,29のベースが互いに接続さ
れ、この接続点が端子6′に接続される。そして
npn形のトランジスタ28のコレクタがコンデン
サCb0のホツトエンド側に接続され、pnp形のト
ランジスタ29のコレクタが接地される。なおコ
ンデンサ30の容量値CYは、 CY=k{(a4+a6+………)+1}C とされる。
この回路において、入力信号が供給されていな
いときは、コンデンサは全ての端子電圧がVP
なつている。
これに対して入力信号が供給された直後の信号
φ1がVDC+VPの期間において、この期間に供給さ
れた信号の電圧をVS=VS1とすると、コンデンサ
C0の端子電圧はVPからVS1−(VDC+VP)に変化
される。さらに1クロツク期間τ(=1/fc:fcはク ロツク周波数)後の信号φ1がVDC+VPの期間にコ
ンデンサC2の端子電圧がVPからVS1−(VDC+VP
に変化される。
そして1.5τ後の信号φ2がVDC+VPの期間におい
て、コンデンサC3′,C3″の端子電圧が共にVP
らVS1−(VDC+VP)に変化され、この間にコンデ
ンサC3′からa3CVP−a3C{VS1−(VDC+VP)}=a3C
{(VDC+2VP)−VS1}の電荷がトランジスタ11
のコレクタを通じて放電される。
さらに2.5τ後の信号φ2がVDC+VPの期間に、コ
ンデンサC5′が放電され、このときの放電電荷は、
a5CVP−a5C{VS1−(VDC+VP)}=a5C{(VDC
2VP)−VS1}となり、この電荷がトランジスタ1
1のコレクタを通じて放電される。
また3.5τ後の信号φ2がVDC+VPの期間に、コン
デンサC7′が放電され、このときの放電電荷は、
a7CVP−a7C{VS1−(VDC+VP)}=a7C{(VDC
2VP)−VS1}となり、この電荷がトランジスタ1
1のコレクタを通じて放電される。
そしてこれらの全ての放電電荷はトランジスタ
11のコレクタを通じて流されるので、トランジ
スタ11のコレクタを流れる電荷量Xは次のよう
になる。
X={(VDC+2VP)−VS}C(a3Z-1.5+a5Z-2.5
a7Z-3.5+………) 但し、Z-1=e-s〓 S=jω=2πf:fは入力信号の周波数 すなわちトランジスタ11のコレクタには、入
力信号を1.5τ遅延、2.5τ遅延、3.5τ遅延………し
た信号をそれぞれa3,a5,a7………で重み付け
し、これらを加算した値に対応する電荷が流され
る。
この電荷の流れによる電流の平均値IXは、 IX=X/τ=X・fC となる。そしてこの電流IXがトランジスタ14を
通じて流されることにより、これと等しい電流が
トランジスタ16を通じて流される。このためコ
ンデンサC1には対応する1クロツク期間(τ)
に電荷量Xの電荷が注入される。
従つてコンデンサC1にはトランジスタ16と
トランジスタQ2とから電荷が供給されることに
なり、コンデンサC2からトランジスタQ2を通じ
て移動される電荷量が、トランジスタ16から供
給される電荷量Xの分少なくされる。
すなわち電荷量Xによつて負帰還が掛けられ
る。そしてこの負帰還によつて、入力端からコン
デンサC1のホツトエンド側までの伝達関数H(Z)は H(Z)=Z-0.5/1+a3Z-1.5+……… になる。
なお帰還の際に、信号VSは交流成分VSACの他
に直流成分VSDCも加算されるが、この直流成分
は、上述したトランジスタ18,19及びコンデ
ンサ20による直流補正回路にて除去される。
さらに、帰還信号が供給されてから0.5τ後の信
号φ1がVDC+VPの期間に、コンデンサC2′が放電
され、このときの放電電荷は、a2C{(VDC+2VP
−VX1}となり、この電荷がトランジスタ21の
コレクタを通じて放電される。なおVXは帰還信
号を含むBBDの転送信号を示す。
また1.5τ後の信号φ1がVDC+VPの期間に、コン
デンサC4′が放電され、このときの放電電荷は、
a4C{(VDC+2VP)−VX1}となり、この電荷がト
ランジスタ21のコレクタを通じて放電される。
さらに2.5τ後の信号φ1がVDC+VPの期間に、コ
ンデンサC6′が放電され、このときの放電電荷は、
a6C{(VDC+2VP)−VX1}となり、この電荷がト
ランジスタ21のコレクタを通じて放電される。
そしてこれらの全ての放電電荷はトランジスタ
21のコレクタを通じて流されるので、トランジ
スタ21のコレクタを流れる電荷量Yは帰還点を
基準として、次のようになる。
Y={(VDC+2VP)−VX}C(a2Z-0.5+a4Z-1.5
a6Z-2.5+………) すなわちトランジスタ21のコレクタには、入
力信号及び帰還信号を0.5τ遅延、1.5τ遅延、2.5τ
遅延………した信号をそれぞれa4,a6,a8………
で重み付けし、これらを加算した値に対応する電
荷が流される。
この電荷の流れによる電流の平均値IYは、 IY=Y/τ=Y・fC となる。そしてこの電流IYがトランジスタ24を
通じて流されることにより、これと等しい電流が
トランジスタ26を通じて流される。このためコ
ンデンサCb0からは対応する1クロツク期間
(τ)に電荷量Yの電荷が抽出され、この信号が
BBDbを転送される。
従つてこの回路において、入力端子1からコン
デンサCb0のホツトエンド側までの伝達関数H(Z)
は H(Z)=−Z-1(a2+a4Z-1+………)/1+a3Z-0.5+a
5Z-1.5+……… になる。
この回路において、クロツク信号の立ち下がり
のテーパを設けると、第3図に示したように転送
電流の値は信号VSの変化にかかわらず一定にな
る。
ところが、カレントミラー回路M1,M2を流れ
る電流IX,IYは、それぞれ接続されるコンデンサ
の分割の係数の和(a3+a5+………及びa2+a4
………)に比例した値となり、カレントミラー回
路M1,M2ごとに異なつた電流になる。
このためのバランス用抵抗器15,17及び2
5,27での降下電圧が異なり、トランジスタ1
4,16及び24,26のコレクタ・エミツタ間
電圧VCEが異なり、アーリー効果のためにカレン
トミラー回路M1,M2の伝達特性(利得)が異な
つてしまう。
これは、特に大規模なフイルタ装置を構成した
場合に、各カレントミラー回路の伝達特性が異な
つていると、設計上好ましくないと共に、素子の
ばらつきに対する追従性も悪くなつて、フイルタ
特性の安定化が困難になる。
また係数の和が大きくなると、カレントミラー
回路の出力側のトランジスタのVCEが小さくな
る。このため信号の直流電位を高くしたときに
VCEがサチユレーシヨンしてしまい、信号の直流
電位の自由度が小さくなると共に、信号のダイナ
ミツクレンジも小さくなつてしまう。
本発明はこのような点にかんがみ、簡単な構成
で上述の欠点を除去したものである。
そのため本発明においては、カレントミラー回
路のバランス用抵抗器の少なくとも出力側の抵抗
値を、係数の和に反比例する値に選定する。
すなわち第4図において、抵抗器15,17の
抵抗値をRX、抵抗器25,27の抵抗値をRY
したときに RX(a3+a5+………)=RY(a2+a4+………) となるようにRX、RYの値を選定する。
従つてこの回路において、抵抗器15,17,
25,27での降下電圧は全て等しくなり、各カ
レントミラー回路M1,M2の伝達特性が等しくな
る。このため設計が極めて容易になると共に、素
子のばらつきに強く、フイルタ特性も安定化でき
る。
また係数の和が大きいときは、抵抗値が小さく
なるので、カレントミラー回路の出力側のトラン
ジスタVCEが大きくなり、信号の直流電位の自由
度が大きくなると共に、信号のダイナミツクレン
ジも大きくできる。
こうしてフイルタ回路が構成されるわけである
が、本発明によれば、カレントミラー回路の伝達
特性が一致しているので、フイルタ特性の安定性
や、直流電位の自由度が増し、設計が極めて容易
になる。
なお本発明はnpn形のカレントミラー回路にも
適用できる。また一つの回路中にpnp形のカレン
トミラー回路とnpn形のカレントミラー回路とが
混在している場合には、それぞれpnp形同士ある
いはnpn形同士で反比例になつていればよく、そ
のとき比例定数は等しくなくてもよい。
さらに第5図に示すような帰還形のカレントミ
ラー回路を用いて、回路の応答を早めた場合にも
適用できる。またこの場合にもpnp形とnpn形を
使つた場合の効果は上述の通常のカレントミラー
回路の場合と同等である。
また上述の各例において、抵抗値は出力側のト
ランジスタに接続された抵抗器のみ選定された値
になつていればよい。
さらに本発明は、クロツク信号の立ち下がりに
テーパを設けた場合に限らず、立ち上がりにテー
パを設けた場合やテーパを設けない場合にも同様
の効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図〜第3図はBBDの説明のための図、第
4図は本発明の一例の説明のための図、第5図は
他の例の説明のための図である。 1は入力端子、15,17,25,27は抵抗
器、M1,M2はカレントミラー回路、C1,C2……
はコンデンサ、Q1,Q2……はトランジスタであ
る。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 電荷転送素子の複数段の容量を夫々所望比に
    分割し、該比によつて上記分割された容量は係数
    による重み付けがなされ、分割された一方の容量
    のコールドエンド側にクロツク信号を供給し、他
    の容量のコールドエンド側を夫々所定の組合せで
    互いに接続して第1及び第2の接続点を設け、制
    御電極同士及び被制御電極同士を共通に接続した
    第1の一対の相補型能動素子と第2の一対の相補
    型能動素子とを設け、上記クロツク信号と同位相
    の信号を上記第1及び第2の一対の相補型能動素
    子の制御電極に供給し、これら第1及び第2の一
    対の相補型能動素子の被制御電極を上記第1及び
    第2の接続点に夫々接続し、上記第1及び第2の
    一対の相補型能動素子を流れる電流を検出して出
    力を得るようになし、上記第1、第2の一対の相
    補型能動素子に夫々接続される第1及び第2のカ
    レントミラー回路のバランス用抵抗器のうち、少
    なくとも検出電流の出力側の抵抗値を上記係数の
    和に反比例する値に選定するようにしたことを特
    徴とするフイルタ回路。
JP3834380A 1980-03-26 1980-03-26 Filter circuit Granted JPS56136018A (en)

Priority Applications (1)

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JP3834380A JPS56136018A (en) 1980-03-26 1980-03-26 Filter circuit

Applications Claiming Priority (1)

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JP3834380A JPS56136018A (en) 1980-03-26 1980-03-26 Filter circuit

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS56136018A JPS56136018A (en) 1981-10-23
JPS6324328B2 true JPS6324328B2 (ja) 1988-05-20

Family

ID=12522631

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP3834380A Granted JPS56136018A (en) 1980-03-26 1980-03-26 Filter circuit

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JP (1) JPS56136018A (ja)

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JPS56136018A (en) 1981-10-23

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