JPH02283115A - Active filter - Google Patents
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- JPH02283115A JPH02283115A JP10534089A JP10534089A JPH02283115A JP H02283115 A JPH02283115 A JP H02283115A JP 10534089 A JP10534089 A JP 10534089A JP 10534089 A JP10534089 A JP 10534089A JP H02283115 A JPH02283115 A JP H02283115A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、アクティブフィルタに関し、特に抵抗器、コ
ンデンサ、演算増幅器等で構成されるモノリシックLS
I内蔵のRC型のアクティブフィルタに関する。[Detailed Description of the Invention] [Field of Industrial Application] The present invention relates to an active filter, and particularly to a monolithic LS composed of resistors, capacitors, operational amplifiers, etc.
This relates to a built-in RC type active filter.
モノリシックLSI内部にRC型のアクティブフィルタ
を内蔵させる場合の最大の問題点は、コンデンサや抵抗
器の素子値の誤差が、ディスクリートな素子に比べて2
0%〜40%と、桁外れに大きいことである。これに対
して、同一チップ内での抵抗器、コンデンサの相対的な
誤差は、1%以下であり、絶対値の誤差に対して無視で
きる値である。The biggest problem when incorporating an RC type active filter inside a monolithic LSI is that the error in element values of capacitors and resistors is 2 times larger than that of discrete elements.
This is an extraordinarily large amount, ranging from 0% to 40%. On the other hand, the relative error between resistors and capacitors within the same chip is 1% or less, which is a value that can be ignored compared to the absolute value error.
従って、これらの抵抗器やコンデンサを使ってアクティ
ブフィルタを構成すると、カットオフ周波数が、大きく
ばらつくので、精度の要求されるフィルタの実現は非常
に困難である。例えば、素子値のばらつきを±3′0%
とすると、カットオフ周波数のばらつきは、−40%〜
+100%にも達する。Therefore, if an active filter is constructed using these resistors and capacitors, the cutoff frequency will vary greatly, making it extremely difficult to realize a filter that requires precision. For example, reduce the variation in element values by ±3'0%.
Then, the variation in cutoff frequency is -40%~
It reaches +100%.
以上のことから、モノリシックLSI内蔵するフィルタ
は、近年では、殆どスイッチトキャパシ型の回路で構成
される場合が多い。しかしながら、スイッチトキャパシ
タ型の回路は、サンプル値系で有するため、その前後に
、必ず、エイリアジング防止フィルタとスムージングフ
ィルタが必要である。これらのフィルタだけは、どうし
ても、RC型のアクティブフィルタで構成せざるを得す
、やはり、カットオフ周波数のばらつきが、設計上の問
題となっている。From the above, in recent years, filters built into monolithic LSIs are often constructed of switched capacitor type circuits. However, since the switched capacitor type circuit has a sample value system, an anti-aliasing filter and a smoothing filter are always required before and after the switched capacitor type circuit. These filters have no choice but to be constructed of RC type active filters, and variations in cutoff frequency are a design problem.
上述した従来のアクティブフィルタは、抵抗器やコンデ
ンサを備えた構成となっているので、モノリシックLS
Iに内蔵する場合には、これら抵抗器やコンデンサの素
子値のばらつきにより、カットオフ周波数の誤差が非常
に大きくなるという欠点がある。The conventional active filter described above has a structure equipped with resistors and capacitors, so it is not a monolithic LS.
When built into I, there is a drawback that the error in the cutoff frequency becomes very large due to variations in the element values of these resistors and capacitors.
本発明の目的は、カットオフ周波数の誤差を低減するこ
とができるアクティブフィルタを提供することにある。An object of the present invention is to provide an active filter that can reduce cutoff frequency errors.
〔課題を解決するための手段〕
本発明のアクティブフィルタは、切換信号が第1のレベ
ルのとき入力信号を伝達し第2のレベルのときパルス信
号を伝達する切換回路と、抵抗制御信号の値に応じて抵
抗値を切換える抵抗回路を備え、前記切換回路の出力信
号に対して所定のフィルタ処理を行うフィルタ部と、こ
のフィルタ部の出力信号のレベルを基準電圧と比較しこ
の比較結果を判定信号として出力するレベル判定部と、
所定の振幅、パルス幅及び周期の前記パルス信号を発生
するパルス信号発生器と、前記切換信号が第2のレベル
のとき前記判定信号に応じて値を変更する前記抵抗制御
信号を出力し第1のレベルのとき前記抵抗制御信号の値
を保持する抵抗制御回路とを有している。[Means for Solving the Problems] The active filter of the present invention includes a switching circuit that transmits an input signal when the switching signal is at a first level and a pulse signal when it is at a second level, and a value of a resistance control signal. a filter section that includes a resistance circuit that switches the resistance value according to the switching circuit, and performs a predetermined filtering process on the output signal of the switching circuit, and compares the level of the output signal of the filter section with a reference voltage and determines the comparison result. a level determination section that outputs as a signal;
a pulse signal generator that generates the pulse signal with a predetermined amplitude, pulse width, and period; and a first pulse signal generator that outputs the resistance control signal that changes its value in accordance with the determination signal when the switching signal is at a second level. and a resistance control circuit that holds the value of the resistance control signal when the resistance control signal is at the level of .
次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する
。Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
第1図は本発明の第1の実施例を示すブロック図である
。FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of the present invention.
この実施例は、切換信号■sが低レベルのとき入力信号
■lを伝達し高レベルのときパルス信号VPを伝達する
切換回路1と、抵抗制御信号V、。This embodiment includes a switching circuit 1 that transmits an input signal 1 when the switching signal s is at a low level and transmits a pulse signal VP when the switching signal s is at a high level, and a resistance control signal V.
の値に応じて抵抗値を切換える抵抗回路21、演算増幅
器22、及びコンデンサC1を備え、切換回路1の出力
信号に対して所定のフィルタ処理を行うフィルタ部2と
、比較器31及びD−フリップフロップ32を備え、こ
のフィルタ部2の出力信号のレベルを基準電圧vRと比
較しこの比較結果を判定信号VJとして出力するレベル
判定部3と、所定の振幅、パルス幅及び周期のパルス信
号VPを発生するパルス信号発生器4と、ANDゲート
51及びアップダウンカウンタ52を備え、切換信号v
sが高レベルのとき判定信号■Jに応じて値を変更する
抵抗制御信号vRcを出力し低レベルのとき抵抗制御信
号VRCの値を保持する抵抗制御回路5とを有する構成
となっている。A filter unit 2 includes a resistor circuit 21, an operational amplifier 22, and a capacitor C1, and performs predetermined filter processing on the output signal of the switching circuit 1, a comparator 31, and a D-flip-flop. a level determination unit 3 which compares the level of the output signal of the filter unit 2 with a reference voltage vR and outputs the comparison result as a determination signal VJ; It includes a pulse signal generator 4 that generates a pulse signal, an AND gate 51, and an up/down counter 52, and a switching signal v
The resistance control circuit 5 outputs a resistance control signal vRc whose value changes according to the determination signal J when s is at a high level, and holds the value of the resistance control signal VRC when s is at a low level.
次に、この実施例の動作について説明する。Next, the operation of this embodiment will be explained.
LSIの電源がオンになった直後や、スタンバイ状態で
フィルタとしての動作が不要な間は、外部からの切換信
号■sが高レベルとなり、フィルタ部2には、パルス信
号発生器4からのパルス信号VPが入力される。Immediately after the power of the LSI is turned on or while it is in standby mode and does not need to operate as a filter, the external switching signal s is at a high level, and the filter unit 2 receives pulses from the pulse signal generator 4. Signal VP is input.
レベル判定部3は、パルス信号VPの各パルスの立上が
りから一定時間経過f& <この実施例ではパルスの立
下り)のフィルタ部2の出力波形を基準電圧VRと比較
し、大小の判定結果を判定信号VJとして出力する。The level determination unit 3 compares the output waveform of the filter unit 2 with the reference voltage VR when a certain period of time has elapsed from the rise of each pulse of the pulse signal VP &<the fall of the pulse in this embodiment), and determines the magnitude determination result. Output as signal VJ.
第2図にフィルタ部2のパルス信号VPに対する応答特
性を示す。FIG. 2 shows the response characteristics of the filter section 2 to the pulse signal VP.
パルス信号VPの立上りから一定時間後(T秒)のフィ
ルタ部2の出力信号VOの波高値Vtはフィルタ2の利
得を「IJとして、
Vt=Vr (1−evp (−T/R−C))・・・
く1)
但し、Vr:パルス信号VPの波高値
R:抵抗回路21の抵抗値
C:コンデンサC1の容量値
で表される。The peak value Vt of the output signal VO of the filter section 2 after a certain period of time (T seconds) from the rise of the pulse signal VP is expressed as follows, where the gain of the filter 2 is "IJ", Vt=Vr (1-evp (-T/R-C) )...
1) However, Vr: the peak value of the pulse signal VP R: the resistance value of the resistor circuit 21 C: the capacitance value of the capacitor C1.
ここでカットオフ周波数をfcとすると、fc = 1
/R、C−(2>
であるから、結局、
Vt=Vr (1−evp (2π・fc −T))
・・・(3)となる。Here, if the cutoff frequency is fc, then fc = 1
/R, C-(2>, so in the end, Vt=Vr (1-evp (2π・fc -T))
...(3).
即ち、Vtを測定すればf。の値がわかる。That is, if you measure Vt, f. The value of is known.
逆に、基準のカットオフ周波数をfc とし、(3)
式にこれを第入して求めた値を■t′とすると、
f c > f c ’ならば、vt>vt’fC<f
C’ならば、vt<vt’
であることは明らかである。Conversely, if the standard cutoff frequency is fc, (3)
If the value obtained by entering this into the formula is t', then if f c > f c ', then vt >vt' f C < f
If C', it is clear that vt<vt'.
レベル判定部3はこの原理を利用して、カットオフ周波
数の大小判定を行なう。この実施例の場合、Vtが、基
準の電位vt’より高いときに「1」、低いときに「0
」の判定結果が判定信号VJとして出力される。The level determining section 3 uses this principle to determine the magnitude of the cutoff frequency. In this embodiment, when Vt is higher than the reference potential vt', it is "1", and when it is lower, it is "0".
” is output as the determination signal VJ.
抵抗制御回路5は、この実施例の場合、アップダウンカ
ウンタ52で実現しており、フィルタ部2の出力信号■
o波高値Vtが高い場合(即ち、カットオフ周波数が高
い場合で判定信号VJが「1」)には、アップカウント
し抵抗回路21の抵抗値を上げ、低い場合(即ち、カッ
トオフ周波数が低い場合で、判定信号V、が「0」の場
合〉には、ダウンカウントして抵抗値をさげるように働
く。In this embodiment, the resistance control circuit 5 is realized by an up/down counter 52, and the output signal of the filter section 2 is
When the o-wave height value Vt is high (that is, when the cutoff frequency is high and the judgment signal VJ is "1"), it counts up and increases the resistance value of the resistor circuit 21, and when it is low (that is, when the cutoff frequency is low), the resistance value of the resistance circuit 21 is increased. In this case, if the determination signal V is "0", it counts down and works to lower the resistance value.
カットオフ周波数fcは、抵抗回路21の抵抗値に反比
例するから、結局、カットオフ周波数fcが基準の周波
数より低い時は周波数を上げるように、また高いときは
周波数を下げるように働くことが分かる。Since the cutoff frequency fc is inversely proportional to the resistance value of the resistor circuit 21, it can be seen that when the cutoff frequency fc is lower than the reference frequency, it works to increase the frequency, and when it is higher, it works to lower the frequency. .
抵抗回路21の具体的な回路を第3図に示す。A specific circuit of the resistance circuit 21 is shown in FIG.
この回路では、抵抗器Ro(抵抗値ro)に2進重み付
けされた抵抗器R+(抵抗値r)〜R6(抵抗値32r
)が直列に接続された形になっており、各抵抗器R1〜
R6にアナログスイッチSI〜S6が並列に接続されて
いる。In this circuit, resistors R+ (resistance value r) to R6 (resistance value 32r) are binary weighted to resistor Ro (resistance value ro).
) are connected in series, and each resistor R1~
Analog switches SI to S6 are connected in parallel to R6.
抵抗制御回路5からの抵抗制御信号■Rcでアナログス
イッチ81〜S6を駆動することにより入力端・出力端
間の抵抗値を変えることが出来る。By driving the analog switches 81 to S6 with the resistance control signal Rc from the resistance control circuit 5, the resistance value between the input terminal and the output terminal can be changed.
ANDゲート51は、切換信号■sが高レベルの間だけ
カットオフ周波数の調整が行われるように挿入され、通
常動作時はアップダウンカウンタ52は停止して直前の
値を保持している。The AND gate 51 is inserted so that the cutoff frequency is adjusted only while the switching signal s is at a high level, and during normal operation, the up/down counter 52 stops and holds the previous value.
第4図は本発明の第2の実施例を示すブロック図である
。FIG. 4 is a block diagram showing a second embodiment of the present invention.
この実施例は、フィルタ部2Aをサレン・キー型フィル
タとし、2つの抵抗回路21A、21aによりカットオ
フ周波数を調整するようにしたものである。In this embodiment, the filter section 2A is a Sallen-Key type filter, and the cutoff frequency is adjusted by two resistor circuits 21A and 21a.
以上説明したように本発明は、切換信号によりフィルタ
部の抵抗回路の抵抗値を、このフィルタ部の出力信号の
レベルに応じて切換える構成とすることにより、自動的
にカットオフ周波数を所定の周波数にすることができる
ので、カットオフ周波数の誤差を低減することができる
効果がある。As explained above, the present invention is configured to use a switching signal to switch the resistance value of the resistance circuit of the filter section according to the level of the output signal of the filter section, thereby automatically changing the cutoff frequency to a predetermined frequency. This has the effect of reducing cutoff frequency errors.
第1図は本発明の第1の実施例を示すブロック図、第2
図は第1図に示された実施例の動作を説明するための各
部信号の波形図、第3図は第1図に示された実施例の抵
抗回路の具体例を示す回路図、第4図は本発明の第2の
実施例を示すブロック図である。
1・・・切換回路、2,2^・・・フィルタ部、3・・
・レベル判定部、4・・・パルス信号発生器、5・・・
抵抗制御回路、21.21A、21B・・・抵抗回路、
22・・・演算増幅器、31・・・比較器、32・・・
D−フリップフロップ、51・・・ANDゲート、52
・・・アップダウンカウンタ、C,、C2・・・コンデ
ンサ、Ro 、 R1〜R6・・・抵抗器、Sl〜s6
・・・アナログスイッチ。FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of the present invention;
The figures are waveform diagrams of various signals for explaining the operation of the embodiment shown in Fig. 1, Fig. 3 is a circuit diagram showing a specific example of the resistance circuit of the embodiment shown in Fig. 1, and Fig. The figure is a block diagram showing a second embodiment of the present invention. 1...Switching circuit, 2,2^...Filter section, 3...
- Level determination section, 4... Pulse signal generator, 5...
Resistance control circuit, 21.21A, 21B...resistance circuit,
22... operational amplifier, 31... comparator, 32...
D-flip-flop, 51...AND gate, 52
...up/down counter, C,, C2...capacitor, Ro, R1~R6...resistor, Sl~s6
...Analog switch.
Claims (1)
レベルのときパルス信号を伝達する切換回路と、抵抗制
御信号の値に応じて抵抗値を切換える抵抗回路を備え、
前記切換回路の出力信号に対して所定のフィルタ処理を
行うフィルタ部と、このフィルタ部の出力信号のレベル
を基準電圧と比較しこの比較結果を判定信号として出力
するレベル判定部と、所定の振幅、パルス幅及び周期の
前記パルス信号を発生するパルス信号発生器と、前記切
換信号が第2のレベルのとき前記判定信号に応じて値を
変更する前記抵抗制御信号を出力し第1のレベルのとき
前記抵抗制御信号の値を保持する抵抗制御回路とを有す
ることを特徴とするアクティブフィルタ。A switching circuit that transmits an input signal when the switching signal is at a first level and a pulse signal when the switching signal is at a second level, and a resistor circuit that switches the resistance value according to the value of the resistance control signal,
a filter section that performs predetermined filter processing on the output signal of the switching circuit; a level determination section that compares the level of the output signal of the filter section with a reference voltage and outputs the comparison result as a determination signal; , a pulse signal generator that generates the pulse signal with a pulse width and period, and a pulse signal generator that outputs the resistance control signal that changes its value in accordance with the determination signal when the switching signal is at a second level, and the resistance control signal is at a first level. and a resistance control circuit that holds the value of the resistance control signal.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1105340A JPH0834403B2 (en) | 1989-04-24 | 1989-04-24 | Active filter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1105340A JPH0834403B2 (en) | 1989-04-24 | 1989-04-24 | Active filter |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02283115A true JPH02283115A (en) | 1990-11-20 |
| JPH0834403B2 JPH0834403B2 (en) | 1996-03-29 |
Family
ID=14405007
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1105340A Expired - Fee Related JPH0834403B2 (en) | 1989-04-24 | 1989-04-24 | Active filter |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0834403B2 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04339407A (en) * | 1991-05-16 | 1992-11-26 | Nippon Precision Circuits Kk | Active filter |
| US7365588B2 (en) | 2004-02-25 | 2008-04-29 | Rohm Co., Ltd. | Automatic time constant adjustment circuit |
| JP2008535316A (en) * | 2005-03-25 | 2008-08-28 | フリースケール セミコンダクター インコーポレイテッド | Digital time constant tracking technology and equipment |
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-
1989
- 1989-04-24 JP JP1105340A patent/JPH0834403B2/en not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
| JPH0834403B2 (en) | 1996-03-29 |
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