KR930002996B1

KR930002996B1 - 능동 필터회로

Info

Publication number: KR930002996B1
Application number: KR1019900010506A
Authority: KR
Inventors: 박현주
Original assignee: 금성일렉트론 주식회사; 문정환
Priority date: 1990-07-11
Filing date: 1990-07-11
Publication date: 1993-04-16
Also published as: KR920003638A

Abstract

내용 없음.

Description

능동 필터회로

제 1 도는 종래 능동 필터회로도.

제 2 도 a 및 b는 제 1 도에 따른 등가회로도.

제 3 도는 본 발명에 다른 능동필터회로도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

11, 12 : 차동 증폭부 13 : 출력부

14 : 전류미러부

본 발명은 능동필터회로에 관한 것으로 특히, 차단주파수를 일정하게 보상할 수 있도록 한 능동필터회로에 관한 것이다.

종래의 능동필터회로는 제 1 도에 도시한 바와같이 저항(R2), (R3)을 콜렉터에 연결하여 전원전압(Vcc)을 공급받는 트랜지스터(Q1), (Q2)의 에미터를 공통으로 에미터를 접지한 트랜지스터(Q3)의 콜렉터에 연결하고, 상기 트랜지스터(Q2)의 베이스에 기준전압(Vref)을 인가하며, 입력신호(Vin)를 저항(R1)을 통해 상기 트랜지스터(Q1)의 베이스에 입력하여 상기 트랜지스터(Q1)의 콜렉터의 출력을 에미터팔로워출력을 하는 트랜지스터(Q4)의 베이스에 인가하고, 이 트랜지스터(Q4)의 에미터출력을 콘덴서(C1)를 통해 상기 입력저항(R1)과 차동증폭부(1)의 트랜지스터(Q1) 베이스 접속점에 인가하여 그 접속점을 통해 최종출력(Vout)하도록 하며, 전원전압(Vcc)을 저항(R5)을 통해 트랜지스터(Q5)의 베이스 및 콜렉터에 인가함과 아울러 상기 트랜지스터(Q3)의 베이스에 인가하여 구성되었다.

이와같이 구성된 종래 능동필터회로의 작용 및 문제점을 설명하면 다음과 같다. 제 2 도 a 및 b는 제 1 도 종래 능동필터회로에 따른 능가회로도로서, a는 입력신호(Vin)는 저항(R1)을 통해 차동증폭기(OP1)의 반전입력단자(-)에 인가되고, 비반전입력단자(+)는 기준전압인 접지에 연결되며, 그 차동증폭기(OP1)의 출력이 콘덴서(C1)를 통해 상기 비반전입력단자(-)에 피드백됨과 아울러 그 접속점에서 최종출력(Vout)이 된다. b는 입력신호(Vin)가 저항(R1)을 통한 후 접지콘덴서(C)를 통한 후 최종출력(Vout)이 되는데, 이때 콘덴서(C)는 상기 증폭기(OP1)의 이득과 콘덴서(C1)의 용량을 갖게 된다. 따라서, 입력신호(Vin)는 저항(R1)을 통해 차동증폭부(1)의 트랜지스터(Q1)의 베이스에 인가되어 타 트랜지스터(Q2)의 베이스에 인가되는 기준전압(Vref)과 비교된 후 이에 따라 입력신호(Vin)는 트랜지스터(Q1)의 콜렉터를 통해 출력된다. 이 차동증폭부(1)에서 기준전압(Vref)과 비교되어 입력신호(Vin)는 기준전압(Vref) 이상에서만 출력되는데, 이 출력은 트랜지스터(Q4)를 통해 그이 에미터에서 콘덴서(C1)를 다시 통한 후 상기 트랜지스터(Q1)의 베이스 접점에 피드백됨과 아울러 최종 출력된다.

여기서, 제 2 도의 a에 도시한 등가회로와 같이 입력신호(Vin)에서 기준전압(Vref)에 따른 차단주파수(fc)가 있는 필터작용을 하는데, 이때 차단주파수(fc)는

fc=

이다.

(단 A1은 차동증폭기의 이득)

또한, 제 1 도에서 차동증폭부(1)의 이득(A1)은

A1=

Vcc(단, V_BE는Q1, Q2의 문턱전압)

∴ fc=

이 된다.

트랜지스터(Q1), (Q2)의 문턱전압(V_BE)과 저항(R1-R3) 및 콘덴서(C1)값에 의해 차단주파수(fc)가 결정된다. 그러나, 저항값 및 콘덴서의 절대값과 트랜지스터의 문턱전압은 온도변화나 기타 외부 영향에 의해 그 값이 변동될 수 있어 차단주파수의 온도특성이 좋지 않게 되는 문제점이 있다.

본 발명은 이와같은 종래의 문제점을 감안하여 온도변화에 따른 차단주파수의 특성저하를 방지하고 안정된 필터링을 하기 위해 차동증폭부를 추가하고, 이 차동증폭부와 전류미러의 출력단을 통해 피드백 출력하도록 하여 차단주파수를 보상해 주므로써, 차단주파수를 콘덴서 및 저항값에 의해서만 결정할 수 있도록 한 능동필터회로를 창안한 것으로, 이를 첨부한 도면을 참조해 상세히 설명하면 다음과 같다. 제 3 도는 본 발명에 따른 능동필터회로도로서, 이에 도시한 바와같이 입력신호(Vin)를 저항(R1)을 통해 트랜지스터(Q1)의 베이스에 인가하고, 기준전압(Vref1)을 트랜지스터(Q2)의 베이스에 인가하며, 그 트랜지스터(Q1)(Q2)의 에미터를 각기 저항(R2), (R3)을 통한 후 공통으로 전류원 작용의 트랜지스터(Q5)에 연결하고, 상기 트랜지스터(Q1), (Q2)의 콜렉터에, 베이스에 공통으로 기준전압(Verf2)을 인가받아 전류원작용을 하는 트랜지스터(Q3), (Q4)를 각기 연결함과 아울러 그 접속점을 통해 출력하는 제 1 차동증폭부(11)와, 그 차동증폭부(11)의 두 출력을 각기 트랜지스터(Q6), (Q7)의 베이스에 인가하고, 그 트랜지스터(Q6), (Q7)의 에미터를 공통으로 전류원 작용의 트랜지스터(Q8)에 연결하며, 상기 트랜지스터(Q7)의 콜렉터를 피앤피 트랜지스터(Q12)의 콜렉터 및 베이스에 연결하여 이 접속점을 통해 출력하는 제 2 차동증폭부(12)와, 이 제 2 차동증폭부(12)의 출력을 베이스에 인가하는 피앤피트랜지스터(Q13)의 콜렉터를 트랜지스터(Q9)의 베이스에 연결하여 그의 에미터 출력을 콘덴서(C1)를 통한 후 상기 트랜지스터(Q1)의 베이스에 인가함과 아울러 이 접속점을 통해 최종출력(Vout)을 하는 출력부(13)와, 저항(R7), (R8)을 통해 각기 트랜지스터(Q10), (Q11)의 콜렉터 및 베이스 접속점에 전원전압(Vcc)을 인가하여 상기 차동증폭부(12), (11)의 트랜지스터(Q8), (Q7)와 전류미러작용을 하는 전류미러부(14)로 구성하였다.

이와같이 구성한 본 발명의 작용 및 효과를 설명하면 다음과 같다. 입력신호(Vin)는 트랜지스터(Q1)의 베이스에 인가되어 트랜지스터(Q2)의 베이스에 인가되는 기준전압(Vref1)과 비교되어 차동 증폭되는데, 저항(R2), (R3)은 트랜지스터(Q1), (Q2)의 에미터특성을 안정시키기 위함이고, 그 트랜지스터(Q1), (Q2)의 콜렉터에는 트랜지스터(Q3), (Q4)가 베이스에 공통으로 기준전압(Verf2)을 인가받아 전류원 작용으로 상기 트랜지스터(Q1), (Q2)의 콜렉터측에 전원전압(Vcc)을 공급하므로 제 1 차동증폭부(11)의 출력이 안정되게 된다. 이 제 1 차동증폭부(11) 트랜지스터(Q1), (Q2)의 콜렉터측의 출력은 제 2 차동증폭부(12) 트랜지스터(Q6), (Q7)의 베이스에 인가되어 트랜지스터(Q7)의 콜렉터에 연결된 전류원작용의 피앤피 트랜지스터(Q12)의 콜렉터 및 베이스 접속점을 통해 출력되어 출력부(13)의 피앤피 트랜지스터(Q13)의 베이스에 인가된다.

상기 피앤피 트랜지스터(Q12), (Q13)는 트랜지스터(Q7)에 따라 전류원이 결정되어 상호 전류미러 작용을 하며, 이 피앤피 트랜지스터(Q13)의 콜렉터 출력은 트랜지스터(Q9)의 베이스에 인가되어 그의 에미터를 통해 출력되며, 이 출력은 콘덴서(C1)를 통해 상기 트랜지스터(Q1)의 베이스에 피드백됨과 아울러 그 접속점에서 최종출력(Vout)을 한다. 트랜지스터(Q10), (Q11)는 각기 저항(R7), (Q8)을 통해 전원전압(Vcc)을 베이스와 콜렉터 접속점에 인가받음과 아울러 그 접속점이 상기 차동증폭부(12), (11) 전류원 트랜지스터(Q8), (Q5)의 베이스에 각기 연결되므로 각기 전류미러 작용을 한다. 따라서 저항(R7), (R8)을 조절하면 차동증폭부(12), (11)의 전류량을 조절할 수 있게 된다.

여기서, 차단주파수(fc)는

fc=

………………………………식(1) (A1 : 차동증폭부의 이득)

A1=

=

………………………………………………………………식(2)

(단, R2〉 Re1, Re3=

Re7=

Re는 내부저항, V는 문턱전압, Ic는 전류)

윗 식(2)를 식(1)에 대입하면

fc=

=

………………………………………………식(3)

이 된다.

따라서, 차단주파수(fc)는 콘덴서(C1)의 용량과 저항비로서 결정되는데,

은 집적소자의 내부저항으로 설계하므로 극히 양호한 비저항 특성을 가질 수 있고, 저항(R8)을 외부저항으로 하여 차단주파수(fc)의 용량편차를 조절할 수 있다.

이상에서 설명한 바와같이 본 발명은 차단주파수를 콘덴서 용량 및 저항비로 결정할 수 있으므로 온도변화등에 따른 트랜지스터의 문턱전압변화에 영향을 받지 않게 되어 온도특성이 안정해지는 효과와 저항비에 따른 용량편차를 외부저항을 통해 조정해 줄 수 있어 차단주파수를 안정되게 조절할 수 있는 효과가 있다.

Claims

차단주파수를 갖는 능동필터회로에 있어서, 입력신호(Vin)를 저항(R1)을 통해 일측 입력으로 인가받는 제 1 차동증폭부(11)에서 타측 입력인 기준전압(Vref1)과 상기 입력신호(Vin)에 따른 차동증폭 후 두 출력을 제 2 차동증폭부(12)의 각 입력으로 하여 그 제 2 차동증폭부(12)를 통해 차동증폭하고, 상기 차동증폭부(11), (12)를 각기 전류미러부(14)의 저항(R8), (R7) 및 트랜지스터(Q11), (Q10)에 의한 전류원과 전류미러가 되도록 하여 저항편차에 대한 용량편차를 상기 외부저항(R8)을 통해 조절하도록 함과 아울러 온도특성을 높이도록 하며, 상기 제 2 차동증폭부(12)의 출력을 에미터 팔로워 출력하는 출력부(13)를 통해 출력하여 콘덴서(C1)를 통한 후 상기 제 1 차동증폭부(11)의 일측 입력에 피드백함과 아울러 최종출력(Vout)을 하도록 구성한 것을 특징으로 하는 능동필터회로.
제 1 항에 있어서, 입력신호(Vin)를 저항(R1)을 통해 베이스에 인가받는 제 1 차동증폭부(11)의 트랜지스터(Q1)와 베이스에 기준전압(Vref1)을 인가받는 트랜지스터(Q2)의 에미터를 각기 저항(R2), (R3)을 통해 전류미러부(14)와 전류미러를 이루는 트랜지스터(Q5)에 연결하고, 상기 트랜지스터(Q1), (Q2)의 콜렉터에는 기준전압(Vref2)을 베이스에 공통인가받는 트랜지스터(Q3), (Q4)를 통해 전원전압(Vcc)을 인가받고, 그 콜렉터를 각기 제 2 차동증폭부(12) 트랜지스터(Q6), (Q7)의 베이스에 연결하며, 그 트랜지스터(Q6), (Q7)의 에미터는 공통으로 상기 전류미러부(14)와 전류미러를 이루는 트랜지스터(Q8)에 연결하고, 상기 트랜지스터(Q7)의 콜렉터에 피앤피 트랜지스터(Q12)의 콜렉터 및 베이스를 공통 연결함과 아울러 출력부(13)의 피앤피 트랜지스터(Q13)의 베이스에 연결하며, 그 피앤피 트랜지스터(Q13)의 콜렉터를 에미터 팔로워 출력을 하는 트랜지스터(Q9)의 베이스에 연결하여 구성한 것을 특징으로 하는 능동필터회로.