JPH02500711A - フィルタの構成と制御 - Google Patents

Abstract

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Description

【発明の詳細な説明】 フィルタの構成とｌ１ｌＪＩｌｌ 技術分野 本発明は、電気的に制御可能な能動フィルタの作成と制御の技術に関するもので あり、そこにおいてはそれの作成と制御は、本目的のために特別に発明された差 動式利得段の助けによって達成される。この差動式利得段は、そのようなフィル タをｌｌｌｔｍｌするための発振器中及び−次と二次の低域フィルタ中並びに高 域フィルタ中に含めて設けることができる。

背景技術 電気的に制御可能な能動フィルタのいくつかの異なる型式のものが、集積回路の 形での設計及び製造法と共に、よく知られている。与えられた周波数に固定され た外部の位相同期ループの助けによって能動フィルタの同調をとることも知られ ている。集積回路の形で電気的能動フィルタを実現するための設計と制御の一般 論については雑誌ｒ　ＲＥＶＵＥ　ＤＥ　ＰＨＹＳＩＱｕＥ　ＡＰＰＬＩＱＩＩ ＥＥ　Ｊ　（７）　１９８７年１月号（第１号）頁３−１４に掲載された論文ｒ ＬｓＩ及びＶＬＳＩ用のアナログ集積回路フィルタ及び連続時間フィルタ（Ａｎ ａｌｏｇ　ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　ｆｉｌｔｅｒｓ　ｏｒ　ｃｏｎｔｉｎｕｏｕ ｓ−ｔｉｍｅ　ｆｉｌｔｅｒｓ　ｆｏｒ　ＬＳＩ　ａｎｄ　ＶＬＳＩ）　Ｊに述 べられている。

能動フィルタの設計と制御についてのより詳しいことは同論文中の頁１３．１４ に与えられている参考文献中に述べられている。

米国特許第４２８８７５４号と第４３０６１９８号は電気的に動制御可能な能動 フィルタの設計において、直列接続されたダイオード群を備えた差動増幅器を用 いることを開示している。

米国特許第４３７９２６８号によると、フィルタ以外の他の用途に対して直列接 続されたダイオード群を備えた差動増幅器を用いることが示されている。

発明の開示 最近まで、５００８Ｈ２程度の高周波用の能動フィルタを設計し、電気的に制御 することは困難であった。しかし、もはやそのようなフィルタを設計し、能動ｔ ＋ＩＪＩｌすることは問題でなくなり、そのようなフィルタは低コストで集積回 路の形に製造できるようになる。更に、そのようなフィルタを比較的広い周波数 範囲にわたって同調可能とするように設計及び制御することも問題であった。

本発明の１つの目的は、ＶＨＦ及びｔＪＨＦ帯、望ましくは５００　ＨＨｚオー ダの周波数域において電気的にｔ１１１１１Ｏ可能な能動フィルタを作成及び制 御することを可能とすることである。

本発明の別の１つの目的は、５００８Ｈｚオーダの周波数域において電気的に制 御可能な能動フィルタを作成及び制御し、それによって、集積回路の形、望まし くはバイポーラ技術を用いて、製造を容易かつ安価に行うことができるようにす ることである。

本発明の更に他の１つの目的は、ＶＨＦ及びＵＨＦ帯、望ましくは５００　ＭＨ ｚオーダの周波数域において電気的に１ｉｌｌＩｌｌ可能な能動フィルタを作成 、制御し、それらのフィルタが比較的広い周波数範囲にわたって電気的に同調で きるようにすることである。

本発明の更に他の目的は、ＶＨＦ及びＵＨＦ帯において電気的に１ｌｌｔｉｌ可 能な能動フィルタを作成し、同調させ、そこにおいてこのフィルタが約５ボルト の供給電圧しか要求しないようにすることである。

これらの目的及びこれ以外の目的は、本発明に従ってこの目的のために特別に発 明された差動利得段を用いてフィルタの作成とｌ１１ｔｌＩｌを行うことによっ て達成される。

この段は２つの増幅部品、すくなくとも２つの直列接続されたダイオード群及び 特定の方法によって互につながれたすくなくとも１つの電流発生器を有しており 、ここにその差動利得段はこの目的に最適である。

本発明に従って作成されたフィルタはすくなくとも１つの差動利得段を含んでい る。２次およびより高次のフィルタは２またはそれより多い差動利得段を含むこ とができる。外部の位相同期ループを通してフィルタを１ＩＪｉＩｌするための 発振器は３つの差動利得段を含むことができる。

差動利得段の特徴は、この段を含むフィルタの作成と制御と共に請求の範囲に述 べである。本発明に従って差動利得段の助けによって電気的に＠御可能な能動フ ィルタを作成、ｉｉ！１１Ｉｌすることはいくつかの利点を有している。

５　Ｑ　Ｑ　ＭＨｚオーダの非常に島い周波数に対してフィルタを作成できる。

フィルタを集積回路で製造することができる。フィルタは比較的広い周波数範囲 にわたって同調するように１１１１１できる。フィルタは約５ボルトの供給電圧 専用として作成でき、それのみで制御することができる。ｌ１１１１］は、フィ ルタと同様にして作成された発振器を用いて行うことができ、それによってフィ ルタ及びそれのＩ！１１１Ｉｌ装置は単一の集積回路として製造でき、従って温 度の効果を補償することができる。その他の特長は好適実施例の説明を読むこと により当業者には理解されるであろう。

図面の簡単な説明 第１図は、本発明に従った、能動フィルタ中に用いるための直列接続されたダイ オード群を備えた差動利得段の第１の実施例を示す。

第２図は、本発明に従った、能動フィルタ中に用いるための差動利得段の第２の 実施例を示す。

第３図は、本発明に従った、能動フィルタ中に用いるための差動増幅器段の第３ の実施例を示す。

第４図は、第１図に従う差動利得段の助けによって、本発明に従って作成された 一次の１ｉＩＩＩＩＤ可能な低域フィルタを示す。

第５図は、第１図に従う差動増幅器段の助けによって、本発明に従って作成され た一次の制御可能な高域フィルタを示す。

第６図は、第１図に従う差動利得段の助けによって、本発明に従って作成された バターワース型（Ｂｕｔｔｅｒｗｏｒｔｈ　ｔｙｐｅ）の２次の制御可能な低域 フィルタを示す。

第７ａ図、第７ｂ図は、能動フィルタを制御する従来技術を示す。

第８図は、第１図に従った差動増幅器段の助けによって、本発明に従ってフィル タを制御するために作成された発振器を示す。

発明を実施する最適な形態 第１図には、能動フィルタの作成と制御に用いるための差動利得段を示しである 。この段には、ベース、エミッタ、コレクタ電極をもつ２個の類似のＮＰＮトラ ンジスタの形の、第１の増幅部品Ｑ１１１と第２の増幅部品ＱＩ２１とを含んで いる。これらの増幅部品のベース電極は差動利得段の差動入力へ直接的に交差接 続され、ベース電極間の電位差が、差動入力間の電圧■１Ｈの大きさの増大と共 に増大するようになっている。

第１図の差動増幅器段は、部品Ｑ”１２１と同様のＮＰＮＩ−ランジスタの形の 複数個のダイオードＱ、１１゜ＱＬ１□、・・・、ＱＬｌｌ、Ｑ　、Ｑ　、・・ ・、ＱＬ２１１・Ｌ２１　Ｌ２２ Ｑ　、・・・、Ｑ　、Ｑ　、・・・”１２ｎを含んでいる。

１１２　１１ｎ　１２２ しかし、ダイオード部品であるこれらトランジスタはそれらのベース電極を直接 コレクタ電極へつながれている。

こうして、各ダイオード部品は増幅部品中のベース−エミッタ電圧に対応した順 方向電圧締下を有している。

ダイオード部品ＱＬ１１　”　１１２　、・・・、ＱＬｌｍは直列に接続されて 、ｍ個のダイオード部品から成る第１のグループを構成している。ダイオード部 品ＱＬ２１　、ＱＬ２２−から成る第２のグループを構成している。

第１のダイオード部品グループと第１の増幅部品とは、ダイオード部品Ｑ、、Ｑ 　と共に第１の直列口＋１２　”’　１１ｎ 路中に含まれている。第２のダイオード部品と第２の増幅部品とは、ダイオード 部品Ｑ　、・・・、Ｑ１２ｏと共に第２の直列回路中に含まれている。

第１及び第２の直列回路は並列になって、第１の電流発生器Ｑ１と正のあるいは 比較的高い電源電圧ｖｃｃとへつながれている。このｔａ電流発生器比較的低い Ｎ源電圧またはアースへつながれ、増幅部品を通る電流の和を一定に保つように 働く。

差動利得段はそれの差動出力を、増幅部品のコレクタ電極の間に有している。ダ イオード部品の第１のグループは供給電圧■ＣＣと差動出力の一方の極との間へ 接続され、一方ダイオード部品の他のグループは供給電圧ｖＣｃと差動出力の他 方の極との間へ接続されている。このように第１と第２のグループは差動出力へ 直接的に交差接続されている。

負荷のない差動出力に対しては、第１のグループを流れる電流の大きさは、第１ の増幅部品を流れる電流と本質的に一致し、また第２のグループを流れる電流の 大きさは第２の増幅部品を流れる電流と本質的に一致する。

更に、第１と第２のグループを流れる電流の和は本質的に一定である。更に、特 定の範囲内で、差動出力間の差動利得段出力電圧■。Ｕｌと差動入力間の投入力 電圧との間には本質的に線型な関係がある。この関係は直列回路中のダイオード 部品の数に依存しており、ｎｘＶｏＵ■−ｍ　ｘ　Ｖ　、Ｎｋ書き表わされる。

第１図に従う差動利得段の等価的出力抵抗は電流発生器を流れる電流によって変 化し、更に入力電圧の大きさによっても変化する。出力抵抗が電流と共に変化す ることは、差動増幅段を用いて、フィルタの制御を行うためには望ましいことで ある。他方入力電圧によって出力抵抗が変化することは望ましくない。それは、 高調和ひずみを減らし、周波数ドリフトを避けるために信号振幅を低レベルに限 定しなければならなくなるからである。その場合は、差動利得段の使用できるダ イナミックレンジが限られたものとなってしまう。

差動利得段のダイナミックレンジを増大する方法は、各々の直列回路中のダイオ ード部品の数を増やすことである。もし、この段を駆動するのが約５ボルトの供 給電圧に限定されるとすれば、ダイオード部品を第１図に従ってつなぐとした場 合各画列回路中のダイオードと増幅部品の数は４よりも大きくすることはできな い。

第２図には差動利得段の第２の実施例が示されており、この場合にはいくつかの ダイオード、部品は第１図に従う差動利得段の場合とは違ったように接続されて おり、それによってダイオード部品の総数とこの差動利得段のダイナミックレン ジとがより大きくなっている。

第２図に従う差動増幅段は、ベース、エミッタ、コレクタ電極を有する２個の同 様なＮＰＮトランジスタの形の、第１の増幅部品Ｑ１１１と第２の増幅部品Ｑ１ ２１とを含んでいる。これら増幅部品のベース電極は差動利得段の差動入力へ直 接的に交差接続されている。

ｎ−１個の直列接続されたダイオード部品Ｑ１１２’・・・。

Ｑｌｌｎの第１グループは第１の増幅部品と共に第１の直列回路を構成する。ｎ −１個の直列接続されたダイオード部品Ｑ　、・・・、Ｑ１２ｏの第２グループ は第２の増幅部品と共に第２の直列回路を構成する。この第１及び第２の直列回 路は並列につながれて第１の電流発生器Ｑ１へつながれ、それが比較的低い供給 電圧へつながれており、直列回路を通る電流の和を本質的に一定にするように作 動する。

第２の電流発生器Ｑ２と比較的低い供給電圧との間にｍ個の直列接続されたダイ オード部品ＱＬ１１−・・・。

Ｑ、１．の第３のグループがつながれている。第１の増幅部品のコレクタ電極は また第２の電流発生器へつながれている。差動増幅器段の差動出力の一方の極も また第２の電流発生器へ直接的につながれている。

第３のｔｉ発生ＢＱ３と比較的低い供給電圧との間にｍ個の直列接続されたダイ オード部品ＱＬ２１．・・・。

Ｑ１０．の第４のグループがつながれている。第２の増幅部品のコレクタ電極は また第３の電流発生器へつながれている。差動利得段の差動出力の第２の極もま た第３の電流発生器へ直接的につながれている。

第２の′Ｒ電流発生器比較的高い供給電圧ｖｃｃへつながれて、負荷のない差動 人力に対して、第１の直列回路を流れる電流と第３のグループを流れる電流との 和を一定に保つように作動する。第３の電流発生器は比較的高い供給電圧■。Ｃ へつながれて、負荷のない差動出力に対して、第２の直列回路を流れる電流と第 ４のグループを流れる電流との和を一定に保つように作動する。第１．第２、第 ３の電流発生器は本質的に同等の大きい％ｉ流を発生するように設定されている 。負荷のない差動出力に対して、第１の増幅部品を流れる電流の大きさは第４の グループを流れる電流の大きざと本質的に等しくなる。負荷のない差動出力に対 して、第２の増幅部品を流れる電流の大きさは、第３のグループを流れるｌｉｌ の大きさと本質的に等しくなる。

第１．第２．第３．第４のグループ中の各ダイオード部品は増幅部品と同じ型の トランジスタであるが、そのヘ−スミ極とコレクタ電極とが互に接続されている 。従って第１と第４のグループ中での各ダイオード部品での順方向電圧降下は第 １の増幅部品のベース−エミッタ電圧と一致する。更に、第２と第３のグループ 中での各ダイオード部品での順方向電圧降下は第２の増幅部品のベース−エミッ タ電圧と本質的に一致する。従って、第２図に従う差動増幅器についても、一定 の限度内で、差動出力端子間の差動利得段出力電圧ＶＯＵＴと差動入力端子関係 が存在する。この関係は第３と第４グループ内のダイオード部品の数と第１と第 ２のグループ内のダイオード部品の数との関係に依存しており、次式％式％ 約５ボルトという小さい最大供給電圧に対して、第２図の第３と第４グループ内 のダイオード部品の数はたかだか４個までである。同時に、第１と第２のグルー プ内のダイオード部品の数は２個までである。このように、５ボルトという供給 電圧に対しては、第２図に従う差動利得段に対するダイオード部品の数は、第１ 図に従う同様段に対するそれよりも本質的に多くしうる。従って、第２図に従う 差動増幅器の使用可能なダイナミックレンジは第１図に従う増幅器のものよりも より広くとることができる。

第３図には、第２図の差動利得段よりもより多いダイオード部品を含み、より広 いダイナミックレンジを有する、差動増幅器段の第３の実施例が示されている。

第３図の差動段は、ダイオード部品Ｑ１１２　、Ｑ１１３の第１のグループと共 に第１の直列回路中に含まれる第１の増幅部品Ｑ１１１’ダイオード部品Ｑ１２ １．ＱＩ２３の第２のグループと共に第２の直列回路中に含まれる第２の増幅部 品ＱＩ２１、直列に接続されたダイオード部品ＱＬ１１゜ＱＬ１２　、ＱＬ２３ の第３グループ、直列に接続されたダイオード部品Ｑ　、Ｑ　、Ｑ、３の第４グ ループ、直列に接続されたダイオード部品Ｑ、Ｑ１１５　”　１１Ｇの第５グル ープ、直列に接続されたダイオード部品Ｑ　、Ｑ　、Ｑ１２６の第６グループ、 直列に接続されたダイオード部品Ｑ”　”Ｌｉ２．ＱＬ１７のＬ１４　Ｌ１５ 第７グループ、直列に接続されたダイオード部品ＱＬ２４−ＱＬ２５　、ＱＬ２ ６　、ＱＬ２□の第８グループ、第１．第２゜第３．第４．第５．第６．第７の 電流発生器Ｑ、Ｑ２゜Ｑ３．Ｑ４．Ｑ５．Ｑ６．Ｑ７、を含んでいる。

第１の直列回路と第３のグループは並列につながれて第２の電流発生器Ｑ２へつ ながれている。第２の直列回路と第４グループとは並列になって第３の電流発生 器Ｑ３へつながれている。第５グループと第６グループは並列になって第１の電 流発生器Ｑ１へつながれている。

第１の直列回路と第５グループとは並列になって第４の電流発生器Ｑ４へつなが れている。第２の直列回路と第６グループとは並列になって第５の電流発生器へ つながれている。第３グループと第７グループとは並列になって第６の電流発生 器Ｑ６へつながれている。第４グループと第８グループとは並列になって第７の 電流発生器Ｑ７へつながれている。

第１、第２、第３の′Ｒ電流発生器比較的高い供給電圧■ｃｃへつながれ、他方 第４、第５、第６、第７の電流発生器は比較的低い供給電圧またはアースへつな がれている。これらの電流発生器は同等に大きい電流を発生するように作動する 。

増幅部品Ｑ１１１とＱ１２１はそれらの制Ｗ電極を差動利得段の差動人力ＩＮへ 直接交差接続されており、それらのコレクタ電極を差動利得段の差動出力ＯＵＴ へ直接交差接続されている。第３グループと第４グループもまた差動出力へ直接 的に交差接続されている。

ダイオード部品は互に類似したものであって、各々第１、第２の増幅部品と同じ 型式の増幅部品を含んでいるが、ベース電極とコレクタ電極とを互に接続されて いる。

従って、各ダイオード部品は、増幅部品のベース−エミッタ電圧と同様に電流に 依存する順方向電圧降下を有している。

第３図中の差動利得段は、第１図や第２図のそれらと同様に作動するが、より多 いダイオード部品を有し、より広い使用可能なダイナミックレンジを有している 。第２図と第３図中の差動利得段は第１図の差動利得段とくらべて単に利得を有 するのみではない。増幅段の複雑度はより大きく、より大きい浮遊容量を持って いるため、この差動利得段の助けによって作成されるフィルタとしては高周波数 において性能劣化につながる。電流発生器の特定のものに対してはＰＮＰ型のト ランジスタが必要とされるが、ダイオード部品と増幅部品とにはＮＰＮ型トラン ジスタのみが要求される。！ｊｉＪ造工程に依存して、ＰＮＰとＮＰＮの両方ト ランジスタを必要とする電流発生器の場合には、それらの中に望ましくない容量 性負荷を持込むことになる。そのような容量性負荷は、この差動利得段を含んだ フィルタの高周波特性を劣化させる。

従って第１図の差動利得段は、その他のことは劣っているにしても、すくなくと も高周波特性が重要な場合には、特定のフィルタには望ましいものとなりうる。

第４図には、第１図に従う差動利得段の助けによって作成された一次の低域フィ ルタが示されている。この低域フィルタがそのような差動利得段と原理的に異な るのは、差動出力端子間につながれたコンデンサＣの形の容量性部品だけである 。こうしてこの低域フィルタは、２個のダイオード部品の第１グループと第１の 増幅部品ともう１個のダイオード部品を含む第１の直列回路を有している。更に 、この低域フィルタは、２個のダイオード部品の第２グループと第２の増幅部品 ともう１１！ｌのダイオード部品を含む第２の直列回路を有している。これら直 列回路は、比較的高い供給電圧と電流発生器との間に並列につながれている。

第４図の低域フィルタは、−次のＲＣフィルタと本質的に同じ伝達機能を有して いる。差動利得段の出力抵抗はダイオード部品を流れる電流に依存するので、こ の低域フィルタの出力抵抗従って限界周波数は電流発生器を流れる電流を制御す ることによって＠ＩＯすることができる。

第５図には、高周波数にくらべて低周波数を約５ｄＢ減衰させるフィルタが示さ れている。第５図のフィルタは第１図に従う差動利得段を含んでいる。このフィ ルタがこの差動利得段と原理的に異なるのは、増幅部品の差動出力と反対側にあ る直列回路間に接続された容量性部品Ｃのみである。こうして増幅部品のｉｌＪ 　ＩＩ　Ｉｉ極はフィルタ入力へ直接的に交差接続され、他方増幅部品のコレク タ電極とダイオード部品グループはフィルタ出力へ直接的に交差接続されている 。

第６図には、バターワース型の２次の低域フィルタが示されている。このフィル タは第４図のそれに類似の第１のフィルタを含み、ここで入力ＩＮは低域フィル タ全体の入力を構成している。この第１の低域フィルタは、ダイオード部品Ｄ１ ．Ｄ２と増幅部品Ｑ１１１を含む第１の直列回路を含んでいる。この第１の低域 フィルタはまたダイオード部品Ｄ３．Ｄ４と増幅部品Ｑ１２１を含む第２の直列 回路を含んでいる。第１の低域フィルタ中の第１及び第２の直列回路は、高い供 給電圧■ＣＣとｉｌ流発生器Ｑ、Ｒ，との間に並列につながれている。容ａ性部 品Ｃ１は第１の低域フィルタの出力間につながれている。

第６図に従う低域フィルタはまた第４図の低域フィルタと類似の第２の低域フィ ルタを含んでおり、それの出力は低域フィルタ全体の出力を構成している。第２ の低域フィルタは、ダイオード部品Ｄ５．Ｄ６と増幅部品Ｑ１１２を含む第１の 直列回路を含んでいる。第２の低域フィルタはまたは、ダイオード部品Ｄ７．Ｄ ８と増幅部品ＱＩ２□を含む第２の直列回路を含んでいる。第２の低域フィルタ の第１及び第２の直列回路は高い供給電圧■ｃｃと電流発生器０２．Ｒ２との間 に並列につながれている。容量性部品Ｃは第２の低域フィルタの出力間につなが れている。

第１の低域フィルタの出力は第２の低域フィルタの入力へつながれている。更に 、２個の本質的に同じ直列回路が第１の低域フィルタの出力へつながれている。

それらの直列回路の１つは増ｌ１１ｇ１１品Ｑ１１３とダイオード部品Ｄ９を含 み、他方それらの直列回路の第２のものは増幅部品Ｑ１２３とダイオード部品Ｄ ＩＯを含んでいる。最後に述べた直列回路は両方共に並列的に電流発生器Ｑ３゜ Ｒ３へつながれている。増幅部品Ｑ１１３とＱ１２３の制御電極は第２の低域フ ィルタの出力へ直接的に交差接続されている。

第６図に従う低域フィルタにおいて、ダイオード部品Ｄ１からＤｌｏは同様のも ので、また増幅部品Ｑ１１１からＱ　とも同様のものである。ｍｙＬ発生器Ｑ４ ．Ｒ１とＱ、Ｒ３もまた同様のものであり、他方ｔｌｉ流発生器Ｑ２．Ｒ２は他 の２つのものとは異なっている。低域フィルタは、電流発生器を流れる電流を同 期して制御するために手段Ｑ、Ｒ，Ｑ５を含んでいる。これら及び制御手段は、 Ｑ　と０３を流れる電流が同じ程度に太きくなるように、他方Ｑ２を流れる電流 が２倍の大きざとなるように大きさをとっである。１！２Ｒ発生器を流れる電流 の大きさは１１１ｔＩ１１手段へ与えられる電ＩＩ。０．の助けによって制御さ れる。

第７ａ図と第７ｂ図には、発振器と周波数同期ループＦＬＬ、位相同期ループＰ ＬＬの助けによってフィルタを制御するための既知の原理についての簡約化され たブロック図が示されている。これらのｌｌ１ＩＩｌｌ原理はよく知られている のでここでは説明しない。それらを使用することによって、例えば第６図に従う フィルタ中の制御手段用に電ＩＩ。１１が発生する。

本発明に従って、フィルタを制御するために用いられる発振器が第８図に示され ている。これによってフィルタは第７図に示された既知の原理に従って制御でき る。

第８図に従う発振器は、第４図に示されたのと原理的に同じ型の第１．第２．第 ３の低域フィルタを含んでいる。これら低域フィルタの第１のものはダイオード 部品Ｄ１．Ｄ２．Ｄ３．Ｄ４．容量性部品Ｃ１，増幅部品Ｑ１１．Ｑ１２、電流 発生器Ｑ１．Ｒ１を含んでいる。これら低域フィルタの第２のものは、ダイオー ド部品Ｄ５゜Ｄ６．Ｄ７．Ｄ８．容量性部品Ｃ２，増幅部品Ｑ２１゜Ｑ　、電流 発生器Ｑ２　、Ｒ２を含んでいる。これら低域フィルタの第３のものは、ダイオ ード部品Ｄ９．ＤＩＯ。

Ｄｉ　１．Ｄｉ　２．容量性部品Ｃ３，増幅部品Ｑ３１．Ｑ３４゜電流発生器Ｑ ３．Ｒ３を含んでいる。

低域フィルタの増幅部品Ｑ１１からＱ３□は同様のものである。ダイオード部品 Ｄ１からＤｉ２もまた同様のものであって、各ダイオード部品はＱｌｌ−Ｑ３２ と同種の増幅部品を含んでいるが、ベース電極とコレクタ電極とは互につながれ ている。電流発生器Ｑ、、Ｒ１と０２　、　Ｒ２とＱ、Ｒ３もまた同様のもので ある。発振器は電流発土器ノ同期的１ＩｉｌｌＩＩａノタメニ、ｉｌＪｍ手段Ｑ ４．Ｒ４，Ｑ５を有している。制御は制御手段へ供給される電流’ＣＴＬの助け によって発生する。

第８図の発振器において、第１の低域フィルタの出力は第２の低域フィルタの入 力へつながれている。第２の低域フィルタの出力は第３の低域フィルタの入力へ つながれている。第３の低域フィルタの出力は第１の低域フィルタの入力へつな がれている。

第４図の発振器は、この発振器といっしょに使用するためのフィルタと同じ型式 の差動利得段の助けによって作成された３個の低域フィルタを原理的に含んでい るため、温度安定性、経時変化、製造時の裕度等に関して特別な利点が得られて いや。

第４．５．６図と第８図には、第１図に示したより簡単な型の差動利得段の助け による作成とｉｉｌｌｗＪのものだけを示してきた。もちろん、第２図や第３図 に従う差動利得段を用いて同様にしてフィルタの作成と制御を行うことができる 。

第１図の差動利得段と第４．５．６図中のフィルタはベース、エミッタ、コレク タの電極を備えたＮＰＮトランジスタの形の増幅部品だけを含んでいるが、もち ろんこのことは必ずしも必要でない。本発明の範囲内において、ダイオード部品 の順方向電圧降下と増幅部品の電圧降下との間に望ましい関係が得られるような 種類の異種の差動増幅部品を用いることも当然考えられる。

Ｖｃｃ　Ｖ（（ 国際調査報告 １ｍ＋−雫−１１ｅｅａｌｉｌ渉ｅ’ｔａｌｓ”４６ＰＣＴ／ＳＥεＥ１００２ ３９

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. １．能動フィルタに用いるための装置であって、前記装置が第１の差動入力と第 １の差動出力とを備えた第１の差動利得段を含み、前記第１の差動利得段が２個 の増幅部品（ＱＩ１１・ＱＩ２１）と、すくなくとも４個のダイオード部品と、 すくなくとも１個の電流発生噐を含み、首記増幅部品の各々が電流と順方向電圧 降下との間に本質的に同じ関係を有し、各々の増幅部品がそれの制御電極を第１ の差動入力へ直接的に交差接続されて有しており、それによって制御電極上の電 位差がそれの差動入力間の電圧（ＶＩＮ）の増大と共に増大するようになってお り、前記ダイオード部品の各々が増幅部品と同じように電流と順方向電圧降下と の間に本質的に同じ関係を有し、前記ダイオード部品がグループをなして直列接 続されて、それによって各グループ内にすくなくとも２個の直列接続されたダイ オード部品があり、それらグループのうちの第１のものが増幅部品の第１のもの と直列につながれ、他方第２のグルー７が増幅部品の第２のものと直列につなが れてむり、前記第２のグループが第１のグループと同じ数のダイオード部品を含 んでおり、前記第１及び第２の増幅部品が第１の差動出力へ直接的に交差接続さ れて、第１の差動出力間の電圧（ＶＯＵＴ）の大きさが、第１と第２の増幅部品 間の順方向電圧降下の差分によって変化するようになっており、ダイオード部品 の第１及び第２グループあるいは第３及び第４グループが第１の差動出力へ直接 的に交差接続され、適正な場合には前記第４のグループが第３のグループと同数 のダイオード部品を含み、増幅部品および／またはグループにすくなくとも１個 の電流発生器がつながれて、負荷のない第１の差動出力に対して第１のグルー７ と第４のグループを流れるそれぞれの電流の大きさが第１の増幅部品を流れる電 流の大きさと本質的に一致するようになっており、他方第２グループと第３グル ープをそれぞれ流れる電流の大きさが第２の増幅部品を流れる電流の大きさと本 質的に一致するようになっていることを特徴とする、装置。
2. ２．請求項１の装置であって、第１グループと第２グループが第１の差動出力へ 直接的に交差接続されていること、第１の増幅部品（ＱＩ１１）が第１のグルー プ（ＱＬ１１−ＱＬｍ）と共に第１の直列回路中に含まれ、一方第２の増幅部品 （ＱＩ２１）が第２のグループ（ＱＬ２１−ＱＬ２ｍ）と共に第２の直列回路中 に含まれていること、第１と第２の直列回路が並列につながれて第１の電流発生 器（Ｑ１）へっながれて第１と第２との増幅部品を流れる電流の和を本質的に一 定に保つようになっていること、を特徴とする装置。
3. ３．請求項１の装置であって、第３と第４のグループが第１の差動出力へ直接的 に交差接続されていること、第１の増幅部品（ＱＩ１１）が第１のグループ（Ｑ Ｉ１２−ＱＩ１ｎ）と共に第１の直列回路中へ含まれ、他方第２の増幅部品（Ｑ Ｉ２１）が第２のグループ（ＱＩ２２−ＱＩ２ｎ）と共に第２の直列回路中に含 まれていること、第１と第２の直列回路が並列につながれて第１の電流発生器（ Ｑ１）へっながれ、第１と第２との増幅部品を流れる電流の和が本質的に一定に なるようになっていること、第１の直列回路と第３のグループ（ＱＬ１１−ＱＬ １ｍ）が並列につながれて第２の電流発生器（Ｑ２）へっながれ、第１の増幅部 品と第３のグループとを流れる電流の和を、負荷のない差動出力に対して、本質 的に一定に保つようになっていること、第２の直列回路と第４のグループ（ＱＬ ２１−ＱＬ２ｍ）が並列につながれて第３の電流発生器（Ｑ２）へっながれて、 第２の増幅部品と第４のグループとを流れる電流の和を、負荷のない第１の差動 出力に対して、本質的に一定に保っていること、第１．第２．第３の電流発生書 が本質的に等しい大きい電流を発生するようになっていること、を特徴とする装 置。
4. ４．請求項１の装置であって、第３と第４のグループが第１の差動出力へ直接的 に交差接続されていること、第１の増幅部品（ＱＩ１１）が第１のグループ（Ｑ Ｉ１２・ＱＩ１３）と共に第１の直列回路中へ含まれ、他方第２の増幅部品（Ｑ Ｉ２１）が第２のグループ（ＱＩ２２・ＱＩ２３）と共に第２の直列回路中に含 まれていること、第１の直列回路と第３のグループ（ＱＬ１１・ＱＬ１２・ＱＬ １３）が並列につながれて第２の電流発生器（Ｑ３）へっながれて、第１の増幅 部品と第３のグルー７とを流れる電流の和を、負荷のない第１の差動出力に対し て本質的に一定に保っていること、第２の直列回路と第４のグループ（ＱＬ２１ ・ＱＬ２２・ＱＬ２３）が並列につながれて第３の電流発生器（Ｑ２）へっなが れ、第２の増幅部品と第４のグルー７とを流れる電流の和を、負荷のない第１の 差動出力に対して本質的に一定に保っていること、同数のダイオード部品を含む 第５と第６のグループが並列につながれて第１の電流発生器へつながれ、第５グ ループと第６グループとを流れる電流の和を本質的に一定に保っていること、第 １の直列回路と第５グループ（ＱＩ１４・ＱＩ１５・ＱＩ１６）が並列につなが れて第４の電流発生器（Ｑ４）へっながれ、第１の直列回路と第５のグループと を流れる電流の和を本質的に一定に保っていること、第２の直列回路と第６のグ ループ（ＱＩ２４・ＱＩ２５・ＱＩ２６）が並列につながれて第５の電流発生器 （Ｑ５）へっながれ、第２の直列回路と第６のグループとを流れる電流の和を本 質的に一定に保っていること、第１．第２，第３，第４，第５の電流発生器が本 質的に同じように大きい電流を発生するようになっていること、を特徴とする、 装置。
5. ５．請求項１から４のうちの任意の装置であって、差動利得段の差動出力（ＯＵ Ｔ）へ並列につながれた容量性部品（Ｃ）を含むことを特徴とする、装置。
6. ６．請求項１から４のうちの任意の装置であって、直列接続回路の各々に対して 、各増幅部品の、差動利得段の差動出力（ＯＵＴ）と反対側でつながれた容量性 部品（Ｃ）を含んでいることを特徴とする、装置。
7. ７．請求項５の装置であって、第２の差動入力と第２の差動出力を備えた第２の 差動利得段によって特徴づけられ、前記第２の差動利得段が２個の自身の増幅部 品（ＱＩ１１・ＱＩ２１）と、すくなくとも４個の自身のダイオード部品とすく なくとも１個の自身の電流発生器を含み、首記自身の増幅部品の各々が電流と順 方向電圧との間に本質的に同一の関係を有し、各々の自身の増幅部品がそれの制 御電極を第２の差動入力へ直接的に交差接続されて有して、それによって制御電 極の電位の間の差分が第２の差動入力上の電圧（ＶＩＮ）の増加と共に増加する ようになっており、前記自身のダイオード部品の各々が電流と順方向電圧降下と の間に自身の増幅部品のものと本質的に同一の関係を有しており、前記自身のダ イオード部品がグループをなして直列接続されて、それによって各々のグルー７ 中にすくなくとも２個の自身の直列接続されたダイオード部品が含まれ、それら のグループのうち第１のものが自身の増幅部品の第１のものと直列につながれ、 他方第２のグループが自身の増幅部品の第２のものと直列につながれており、前 記第２のグループが第１のグループと同数のダイオード部品を含んでおり、前記 第１及び第２の自身の増幅器部品が第２の差動出力へ直接的に交差結合されてお り、それによって第２の差動出力上の電圧｛ＶＯＵＴ）の大きさが第１と第２の 自身の増幅器部品での順方向電圧降下の差分に依存して変化するようになってお り、自身のダイオード部品の第１と第２のグループまたは第３と第４のグループ が第２の差動出力へ直接的に交差接続されており、前記第４のグループが適切な 場合には第３のグループと同数のダイオード部品を含んでおり、自身の増幅器部 品および／またはグループに対してすくなくとも１個の自身の電流発生器がつな がれて、それによって、負荷のない第２の差動出力に対して、第１と第４のグル ープをそれぞれ流れる電流の大きさが第１の自身の増幅部品を流れる電流の大き さと本質的に一致するようになっており、他方第２と第３のグループをそれぞれ 流れる電流の大きさが第２の自身の増幅部品を流れる電流の大きさと本質的に一 致するようになっており、また更に本質的に類似の２個の直列回路によって特徴 づけられ、各々の直列回路が更に別の電流発生器（Ｑ３，Ｒ３）へっながれてお り、また各々第１の容量性部品の場合と同様にして第１の差動利得段においてそ れ自身の直列回路へつながれており、前記別の直列回路が名々制御電極を備えた 増幅部品（ＱＩ１３・ＱＩ２３）を有しており、第１の差動利得段の出力が第２ の差動利得段の入力へつながれており、第２の差動利得段の出力が前記２個の更 に別の直列回路中の増幅部品の制御電極へつながれているような、装置。
8. ８．請求項の装置であって、各々差動入力と差動出力を備えた第２と第３の差動 利得段によって特徴づけられ、前記第２と第３の差動利得段の各々が２個の自身 の増幅部品（ＱＩ１１・ＱＩ２１）すくなくとも４個の自身のダイオード部品、 すくなくとも１個の自身の電流発生器を含んでおり、段中の前記自身の増幅部品 が本質的に同一の電流、電圧降下関係を有しており、段中の各々の増幅部品がそ れの制御電極を問題の段の差動入力へ直接的に交差接続されて、それによって制 御電極上の電位差がその段の差動入力上の電圧（ＶＩＮ）の増加と共に増大する ようになっており、段中の前記ダイオード部品の各々が同じ段中の増幅部品と同 じ電流、電圧降下関係を有しており、段中の前記自身のダイオード部品がグルー プを作って直列接続されており、それらグループのうち第１のものがその段中の 増幅部品の第１のものと直列に接続されており、他方第２のグループがその段中 の増幅部品の第２のものと直列に接続されており、前記第２のグループが第１の グループと同数のダイオード部品を含んでおり、同じ段中の前記第１及び第２の 増幅部品がその段の第１の差動出力へ直接的に交差接続されており、それによっ てその段の差動出力上の電圧（ＶＯＵＴ）の大きさがその段中の第１と第２の増 幅部品各々の順方向電圧降下間の差に依存して変化するようになつており、段中 のダイオード部品の第１と第２のグループまたは第３と第４のグループがその段 の差動出力へ直接的に交差接続されており、前記第４のグループが適切な場合に は第３のグループと同数のダイオード部品を含んでおり、同じ段中の増幅部品お よび／またはグループへっながれだすくなくとも１個の自身の電流発生器があり 、それによって負荷のない差動出力に対して、第１と第４のグループ各々を流れ る電流の大きさが第１の増幅部品を流れる電流の大きさと本質的に一致し、他方 第２と第３のグループ各々を流れる電流の大きさが同じ段中の第２の増幅部品を 流れる電流の大きさと本質的に一致するようになっており、第２段の差動出力へ 並列につながれた第２の容量性部品（Ｃ２）によって特徴づけられ、また第３段 の容量性部品（Ｃ３）によって特徴づけられ、第１段の差動出力が第２段の差動 入力へつながれており、第２段の差動出力が第３段の差動入力へつながれており 、第３段の差動出力が第１段の差動入力へつながれているような、装置。
9. ９．請求項７または８の装置であって、差動増幅器段の電流発生器（Ｑ１・Ｒ１ ：Ｑ２・Ｒ２；Ｑ３・Ｒ３）を流れる電流を同期制御するための制御手段（Ｑ４ ・Ｒ４１Ｑ５）によって特徴づけられる装置。
10. １０．請求項１から９のうちの任意の装置であって、各直列回路中で直列接続さ れたダイオード部品と増幅部品の数の合計がせいぜい４であること、各グループ 中のダイオード部品の数（ｍ，ｎ）が多くても４であること、を特徴とする装置 。
11. １１．請求項１から１０のうちの任意の装置の使用であって、一次または二次の 低域フィルタヘの使用、一次の高域フィルタヘの使用、またそのようなフィルタ を制御するための発振器中へ使用すること。