KR100326334B1 - 고주파용 능동저역필터 - Google Patents
고주파용 능동저역필터 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 고주파용 능동 저역통과필터로서, 커패시터 C1과 C2가 직렬로 연결되고 상기 C1과 C2의 접속점과 그라운드와의 사이에 저항 R1이 접속되어진 고역통과필터부와, 저항 R2와 R3가 직렬적으로 연결되고 그 접속점과 제 1연산증폭기 (10)의 출력단과의 사이에 커패시터 C4가 접속된 구성의 저역통과필터부와, 제 1연산증폭기(10)와 상기 제 1연산증폭기의 비반전(+) 및 반전(-)입력단자에 연결된 저항 R4, R5 및 R6로 구성된 신호증폭부를 포함하며, 또한 커패시터 C3는 고역통과수단의 출력단과 제 1연산 증폭기의 비반전 입력단과의 접속점과 그라운드와의 사이에 접속되어져 저항 R3와 또 하나의 저역통과필터부를 형성하도록 구성된 제 1저역통과필터(100)와,
상기 제 1저역통과필터(100)가 복수개로 직렬로 연결되어 제 2저역통과필터( 200)를 형성하며, 상기 제 2저역통과필터(200)의 출력단과 직렬로 연결되며 군지연보상부와 신호증폭부로 구성되는 등화기를 포함하는 구성으로 본 발명의 상기 구성에 의하면 평탄한 군지연특성과 감쇄대역에서의 급격한 감쇄특성을 함께 실현하는 것이 가능하다.
Description
본 발명은 고주파용 능동저역필터에 관한 것으로 급격한 컷-오프(cut-off)특성과 평탄한 군지연특성을 실현하기 위한 것에 관한 것이다.
종래의 저역통과필터로는 버터워즈 필터, 체비쉐프 필터, 베셀필터로 구분할 수 있다. 버터워즈 필터는 통과대역에서의 지연과 메치(match)에 유용하며 특히 저주파에서 중요하며, 저역통과 응답의 모양은 통과대역에서 차단주파수의 3dB까지 단조롭게 증가하는 감쇄로 특징지워진다. 하지만 버터워즈 필터는 통과역에서의 평탄한 특성에도 불구하고 감쇄대역에서의 급격한 감쇄특성을 실현하기 어려운 단점을 지니고 있다.
또한 체비세프 필터는 반사손실 리플과 통과대역 감쇄가 중요하지 않을 때 유용하며 저역통과 응답은 차단주파수에서의 리플에 의한 감쇄와 함께 통과대역에서의 동일한 감쇄리플에 의해 특징지워진다. 체비세프 필터는 상기와 같이 감쇄대역에서는 급격한 감쇄특성을 실현할 수 있으나 통과역에서 리플에 의한 감쇄로 평탄한 특성을 얻을 수 없는 단점이 지적된다.
또한 베셀 필터는 주파수영역에서 최대한 평탄한 군지연 특성을 실현하는 것이 가능하지만, 버터워즈 필터에서와 마찬가지로 감쇄대역에서 급격한 감쇄특성을 실현하는 것이 어려운 단점이 있다.
상기와 같이 종래의 기술로는 평탄한 군지연특성과 감쇄대역에서의 급격한 감쇄특성을 함께 실현하는 것이 어렵고 또한 이에 대한 보완책도 마련되어 오지 못하고 있는 실정이다.
상기와 같은 종래기술이 지니는 문제점을 해결하기 위하여 본 발명자는 저항과 커패시터 및 연산증폭기로 구성되어 상기 컷-오프 특성과 군지연특성의 제 요구조건을 수용하는 새로운 회로를 개시하고자 한다.
따라서 본 발명의 목적은 급격한 컷-오프 특성과 평탄한 군지연특성을 실현하는 신규한 고주파용 능동 저역통과필터를 제공하는 데 있다.
도 1은 본 발명을 구성하는 제 1저역통과필터의 회로도.
도 2는 제 1저역통과필터와 동일한 구성의 제 2저역통과필터를 연결하여 형성된 구성의 회로도.
도 3은 본 발명의 전체 회로구성도.
본 발명은 고주파용 능동 저역통과필터로서 저항과 커패시터 및 연산증폭기를 포함하여 구성된다.
상기 본 발명의 고주파용 능동 저역통과필터는 제 1저역통과필터와 상기 제 1저역통과필터가 복수개 직렬로 연결되어 구성되는 제 2저역통과필터를 포함하며, 상기 제 2저역통과필터의 출력단은 다시 2개의 연산증폭기를 포함하는 등화기(이퀄라이져) 회로의 입력단과 연결되어 구성된다.
이하 본 발명의 내용을 첨부도면을 통해 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 급격한 컷-오프 특성을 얻기 위한 제 1저역통과필터(100)의 회로도로서 상기 제 1저역통과필터는 커패시터 C1과 C2가 직렬로 연결되고 C1과 C2의 접속점과 그라운드와의 사이에 저항 R1이 접속되어진 고역통과필터부와 저항 R2와 R3가 직렬적으로 연결되고 그 접속점과 제 1연산증폭기(10)의 출력단과의 사이에 커패시터 C4가 접속된 구성의 저역통과필터부를 포함하며, 제 1연산증폭기(10)와 상기 제 1연산증폭기의 비반전(+) 및 반전(-)입력단자에 연결된 저항 R4, R5 및 R6로 구성된 신호증폭부를 포함한다. 상기 고역통과필터부는 저역통과필터부의 기능을 보강하기 위한 것으로 저역통과필터부만에 의한 감쇄대역에서의 급격한 감쇄특성을 실현하는데 따르는 어려움을 보완해주는 기능을 수행한다.
또한 상기 도 1의 구성 중 커패시터 C3는 고역통과수단의 출력단과 제 1연산 증폭기의 비반전 입력단과의 접속점과 그라운드와의 사이에 접속되어지고 저항 R3와 함께 또 하나의 저역통과필터부를 형성함으로써 저역통과여파기능을 한층 강화하는 수단을 제공한다.
도 2는 제 1저역통과필터(100)와 동일한 구성의 복수개의 필터를 연결하여 구성되는 제 2저역통과필터(200)를 보여주고 있다. 제 2저역통과필터의 회로는 제1저역통과필터의 그것과 동일한 복수개의 구성이므로 자세한 설명은 피하기로 한다. 상기에서 제 1저역통과필터의 출력단은 제 2저역통과필터의 입력단과 직렬적으로 구성되며, 상기 구성은 단일 구성의 제 1저역통과필터만(100)을 적용하는 것에 비해 저역통과필터로서의 제반 특성(컷-오프 특성 등)을 강화하는 데 바람직하다. 따라서 상기 저역통과필터는 반드시 두 개의 동일 필터만으로 구성되는 것에 한정되는 것은 아니고 필요에 따라 그 이상의 연결도 가능하다.
도 3은 상기 도 2의 제 2저역통과필터(200)를 등화기 회로에 직렬적으로 연결한 구성으로 상기 필터의 출력단은 신호가 상기 도 2의 제 2저역통과필터를 통과할 때 발생하는 군지연(Group delay)을 보상하기 위한 군지연 보상부의 입력단과 연결되어진다.
상기 군지연 보상부는 저항 R1'과 커패시터 C1'이 직렬적으로 연결되며 그 사이의 접속점과 제 3연산증폭기(30)의 출력단과의 사이에 커패시터 C2'이 접속되어지며, 상기 C1'과 제 3연산증폭기(30)의 반전(-)입력단자와의 접속점과 제 3연산증폭기의 출력단과의 사이에 R3'가 접속되고, 저역통과필터의 출력단과 제 4연산증폭기(40)의 반전입력단자와의 사이에 R2'가 접속되어진 구성을 포함한다.
상기 군지연보상부를 거친 신호파형은 제 3연산증폭기의 출력단과 직렬접속을 이루며 제 4연산증폭기(40)의 반전입력단자와의 사이에 저항 R4'가 접속되고, 상기 저항 R4'와 R5'으로 구성되는 신호증폭부의 작용에 의하여 증폭이 이루어지고 출력단으로 출력이 이루어진다. 상기 구성에 의하면 커패시터 및 저항값의 조정에 의해 평탄한 군지연 특성을 실현하는 것이 가능하다.
본 발명에 의하면 적용주파수 영역이 최고 20MHz부근으로 주파수 영역이 종래보다 약 100배로 확장이 되며, 고정도 특성, 특히 위상직선성이 양호하며, 상호변조왜율이 작으며, 입출력 임피던스의 설정에 유연성이 있다. 또한 현재 사용중인 수동필터의 단점인 삽입손실이 거의 없으며, 평탄힌 이득을 얻는 것이 가능하다.
Claims (2)
- 저항, 커패시터 및 연산증폭기로 구성되는 고주파용 능동 저역통과필터에 있어서, 커패시터 C1과 C2가 직렬로 연결되고 상기 C1과 C2의 접속점과 그라운드와의 사이에 저항 R1이 접속되어진 고역통과필터부와, 저항 R2와 R3가 직렬적으로 연결되고 그 접속점과 제 1연산증폭기(10)의 출력단과의 사이에 커패시터 C4가 접속된 구성의 저역통과필터부와, 제 1연산증폭기(10)와 상기 제 1연산증폭기의 비반전(+) 및 반전(-)입력단자에 연결된 저항 R4, R5 및 R6로 구성된 신호증폭부를 포함하며, 또한 커패시터 C3는 고역통과수단의 출력단과 제 1연산 증폭기의 비반전 입력단과의 접속점과 그라운드와의 사이에 접속되어져 저항 R3와 또 하나의 저역통과필터부를 형성하도록 구성된 제 1저역통과필터(100)와,상기 제 1저역통과필터(100)가 복수개로 직렬로 연결되어 제 2저역통과필터( 200)를 형성하며, 상기 제 2저역통과필터(200)의 출력단과 직렬로 연결되며 군지연보상부와 신호증폭부로 구성되는 등화기를 포함하는 것을 특징으로 하는 고주파용 능동 저역통과필터.
- 제 1항에 있어서, 상기 군지연 보상부는 저항 R1'과 커패시터 C1'이 직렬로 연결되며 그 사이의 접속점과 제 3연산증폭기(30)의 출력단과의 사이에 커패시터 C2'이 접속되어지며, 상기 커패시터 C1'과 제 3증폭연산기(30)의 반전(-)입력단자와의 접속점과 제 3연산증폭기의 출력단과의 사이에 저항 R3'가 접속되고, 제 2저역통과필터의 출력단과 제 4연산증폭기(40)의 반전입력단자와의 사이에 저항 R2'가 접속되어지며,신호증폭부는 상기 제 3연산증폭기의 출력단과 직렬접속을 이루며 제 4연산증폭기(40)의 반전입력단자와의 사이에 저항 R4'가 접속되고, 상기 저항 R4'와 R5'으로 구성되는 것을 특징으로 하는 고주파용 능동 저역통과필터.
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