JPH04105410A - アクティブフィルタ - Google Patents
アクティブフィルタInfo
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- JPH04105410A JPH04105410A JP22261290A JP22261290A JPH04105410A JP H04105410 A JPH04105410 A JP H04105410A JP 22261290 A JP22261290 A JP 22261290A JP 22261290 A JP22261290 A JP 22261290A JP H04105410 A JPH04105410 A JP H04105410A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
［産業上の利用分野１
本発明は、周波数特性を自動調整するアクティブフィル
タのＩＣ化に係り、調整回路部を変更することなく通過
域利得を変更できるアクティブフィルタの構成法に関す
る。 ［従来の技術１ アクティブフィルタに関しては、例えば「続ＯＰアンプ
回路の設計（１９７８年）第２３５頁から第２４７頁」
に述べられている。第２図にその一例を示す。第２図は
１次特性の低域通過フィルタである。増幅器の利得が十
分大きいとすると、フィルタのカットオフ周波数ｆｃと
通過域利得Ｇｐは、 ｆ ｃ ＝ １ ／ （２ｘ Ｘ Ｒ２Ｘ Ｃ２）ＧＰ
＝Ｒ２／Ｒ３ となる。ここで、第２図の素子名と上式の素子値が対応
している。通過域利得を固定してカットオフ周波数を変
更するにはＣ２のみの値を変えれば良い。逆にＲ３のみ
の値を変えると、カットオフ周波数を固定して通過域利
得を変更することができる。
タのＩＣ化に係り、調整回路部を変更することなく通過
域利得を変更できるアクティブフィルタの構成法に関す
る。 ［従来の技術１ アクティブフィルタに関しては、例えば「続ＯＰアンプ
回路の設計（１９７８年）第２３５頁から第２４７頁」
に述べられている。第２図にその一例を示す。第２図は
１次特性の低域通過フィルタである。増幅器の利得が十
分大きいとすると、フィルタのカットオフ周波数ｆｃと
通過域利得Ｇｐは、 ｆ ｃ ＝ １ ／ （２ｘ Ｘ Ｒ２Ｘ Ｃ２）ＧＰ
＝Ｒ２／Ｒ３ となる。ここで、第２図の素子名と上式の素子値が対応
している。通過域利得を固定してカットオフ周波数を変
更するにはＣ２のみの値を変えれば良い。逆にＲ３のみ
の値を変えると、カットオフ周波数を固定して通過域利
得を変更することができる。
現在、ＣＭＯ３等のデバイス／回路技術を用いてアクテ
ィブフィルタのＩＣ化が行われている。 ＩＣ化での問題点の一つに、抵抗、容量等の受動素子の
製造バラツキが挙げられる。個別部品で構成する場合に
は組立て後の部品交換などで、容易にフィルタ特性を調
整できる。しかし、−旦構成したＩＣの内部素子値を変
更するには、調整回路の追加等が必要となる。また、安
定性を考慮すると製造バラツキの大きい受動素子をＩＣ
に内蔵せずに個別部品で構成する方法もあるが、ＩＣ化
の利点である集積化の効果が発揮できない。 そこでＩＣの特徴である集積化を利用して自動調整機能
を付加する方法がある。−例として第２図の１次低域通
過フィルタの自動調整法を述べる。 第２図の回路をＩＣ化すると、固定抵抗Ｒ２、Ｒ３と固
定容量Ｃ３の製造バラツキによって所望の周波数特性と
は異なることがある。同一チップ内であれば抵抗Ｒ２、
Ｒ３の比抵抗のバラツキは小さく、通過域利得ＧＰの偏
差は小さくできる。 方、固定抵抗Ｒ２と固定容量Ｃ３で決まるカットオフ周
波数は、画素子のバラツキによって大きな偏差が発生す
る。通過域利得が安定であることから、何らかの方法で
容量値を変更することでカットオフ周波数を調整するこ
とになる。 第３図はその一例を示すものである。ＩＣ内に基準信号
源４とレベル検出器５と定数調整器６と２つのスイッチ
Ｓ１、Ｓ２を付加する。基準信号源４の発振周波数と出
力レベルが安定であれば、フィルタが所望の周波数特性
を有するときの特性から出力端２での出力レベルの期待
値が求まる。 初めにスイッチＳ１を開き、入力端子１からの外部信号
を遮断してスイッチＳ２を閉じて基準信号源４からの信
号を入力する。レベル検出器５でこの時の出力レベルを
求める。レベル検出器５の結果に応じて定数調整器６を
用いて可変容量Ｃ２の値を変更し、最終的に出力レベル
と期待値が一致するように可変容量Ｃ２の値を調整する
。これによって周波数特性すなわちカットオフ周波数の
調整が達成できる。次に、最終の可変容量Ｃ２の値を保
持したままスイッチＳ２を開いてスイッチＳ１を閉じる
ことで、所望のカットオフ周波数ならびに通過域利得を
有するアクティブフィルタが構成できる。 ここで、ＩＣの利用範囲を考慮すると、カットオフ周波
数ならびに通過域利得を容易に変更できることが望まし
い。調整すべきカットオフ周波数を変更するには、レベ
ル検出器５の期待値をそのままにして基準信号源４の発
振周波数または出力レベルを変更する方法がある。ある
いは基準信号源４の出力信号をそのままにしてレベル検
出器５に記憶させる期待値を変更する方法がある。また
、通過域利得を変更するには、固定抵抗Ｒ２、Ｒ３の少
なくとも一方を可変型にする。 通過域利得を自動調整する場合を考えると、第３図の回
路構成では基準信号源４の発振周波数を通過域内にしな
ければならす、カットオフ周波数の調整とは別の周波数
となり、周波数切替等の回路を追加する必要がある。幸
い、通過域利得が抵抗Ｒ２、Ｒ３の抵抗比で決まり、同
一チップ内では安定である。従って、上記のような利得
調整機能を付加しなくても、複数の抵抗を内蔵してスイ
ッチでその組合せを変えて抵抗比を決定するなど、ＩＣ
製造後に外部入力のスイッチ制御信号等で比較的容易に
抵抗比を変更できる。しかし、基準信号源４の出力信号
に対する利得が変更になるため、カットオフ周波数の変
更と同様の回路変更／切替が必要となる。 本発明の目的は、上記の周波数特性自動調整フィルタの
通過域利得に関し、容易に通過域利得を変更できるアク
ティブフィルタを提供することにある。
ィブフィルタのＩＣ化が行われている。 ＩＣ化での問題点の一つに、抵抗、容量等の受動素子の
製造バラツキが挙げられる。個別部品で構成する場合に
は組立て後の部品交換などで、容易にフィルタ特性を調
整できる。しかし、−旦構成したＩＣの内部素子値を変
更するには、調整回路の追加等が必要となる。また、安
定性を考慮すると製造バラツキの大きい受動素子をＩＣ
に内蔵せずに個別部品で構成する方法もあるが、ＩＣ化
の利点である集積化の効果が発揮できない。 そこでＩＣの特徴である集積化を利用して自動調整機能
を付加する方法がある。−例として第２図の１次低域通
過フィルタの自動調整法を述べる。 第２図の回路をＩＣ化すると、固定抵抗Ｒ２、Ｒ３と固
定容量Ｃ３の製造バラツキによって所望の周波数特性と
は異なることがある。同一チップ内であれば抵抗Ｒ２、
Ｒ３の比抵抗のバラツキは小さく、通過域利得ＧＰの偏
差は小さくできる。 方、固定抵抗Ｒ２と固定容量Ｃ３で決まるカットオフ周
波数は、画素子のバラツキによって大きな偏差が発生す
る。通過域利得が安定であることから、何らかの方法で
容量値を変更することでカットオフ周波数を調整するこ
とになる。 第３図はその一例を示すものである。ＩＣ内に基準信号
源４とレベル検出器５と定数調整器６と２つのスイッチ
Ｓ１、Ｓ２を付加する。基準信号源４の発振周波数と出
力レベルが安定であれば、フィルタが所望の周波数特性
を有するときの特性から出力端２での出力レベルの期待
値が求まる。 初めにスイッチＳ１を開き、入力端子１からの外部信号
を遮断してスイッチＳ２を閉じて基準信号源４からの信
号を入力する。レベル検出器５でこの時の出力レベルを
求める。レベル検出器５の結果に応じて定数調整器６を
用いて可変容量Ｃ２の値を変更し、最終的に出力レベル
と期待値が一致するように可変容量Ｃ２の値を調整する
。これによって周波数特性すなわちカットオフ周波数の
調整が達成できる。次に、最終の可変容量Ｃ２の値を保
持したままスイッチＳ２を開いてスイッチＳ１を閉じる
ことで、所望のカットオフ周波数ならびに通過域利得を
有するアクティブフィルタが構成できる。 ここで、ＩＣの利用範囲を考慮すると、カットオフ周波
数ならびに通過域利得を容易に変更できることが望まし
い。調整すべきカットオフ周波数を変更するには、レベ
ル検出器５の期待値をそのままにして基準信号源４の発
振周波数または出力レベルを変更する方法がある。ある
いは基準信号源４の出力信号をそのままにしてレベル検
出器５に記憶させる期待値を変更する方法がある。また
、通過域利得を変更するには、固定抵抗Ｒ２、Ｒ３の少
なくとも一方を可変型にする。 通過域利得を自動調整する場合を考えると、第３図の回
路構成では基準信号源４の発振周波数を通過域内にしな
ければならす、カットオフ周波数の調整とは別の周波数
となり、周波数切替等の回路を追加する必要がある。幸
い、通過域利得が抵抗Ｒ２、Ｒ３の抵抗比で決まり、同
一チップ内では安定である。従って、上記のような利得
調整機能を付加しなくても、複数の抵抗を内蔵してスイ
ッチでその組合せを変えて抵抗比を決定するなど、ＩＣ
製造後に外部入力のスイッチ制御信号等で比較的容易に
抵抗比を変更できる。しかし、基準信号源４の出力信号
に対する利得が変更になるため、カットオフ周波数の変
更と同様の回路変更／切替が必要となる。 本発明の目的は、上記の周波数特性自動調整フィルタの
通過域利得に関し、容易に通過域利得を変更できるアク
ティブフィルタを提供することにある。
上記目的を達成するために、入力端子ならびに基準信号
源と増幅器入力間に配置する受動素子とスイッチに関し
、基準信号源と増幅器入力間の素子値を固定したまま入
力端子と増幅器入力間の素子値のみが可変となる構成に
したものである。 第１の手段は入力端子ならびに基準信号源と増幅器入力
間に配置する受動素子を２つ準備する。 一方を固定素子とし、他方を可変素子にする。増幅器入
力側を２分岐し、入力端子と分岐点間に可変素子とスイ
ッチを直列接続して挿入する。また、基準信号源と分岐
点間に固定素子とスイッチを直列接続して挿入する。 第２の手段は入力端子ならびに基準信号源と増幅器入力
間に３端子素子を挿入する。３端子素子の特性として、
例えば半固定抵抗器のように特定の端子間の素子値が一
定で他の端子間では素子値が可変であるものを使用する
。基準信号源と増幅器入力間の素子値が固定で入力端子
と増幅器入力間の素子値が可変となるように配置し、入
力端子ならびに基準信号源と３端子素子間の各々にスイ
ッチを挿入する。
源と増幅器入力間に配置する受動素子とスイッチに関し
、基準信号源と増幅器入力間の素子値を固定したまま入
力端子と増幅器入力間の素子値のみが可変となる構成に
したものである。 第１の手段は入力端子ならびに基準信号源と増幅器入力
間に配置する受動素子を２つ準備する。 一方を固定素子とし、他方を可変素子にする。増幅器入
力側を２分岐し、入力端子と分岐点間に可変素子とスイ
ッチを直列接続して挿入する。また、基準信号源と分岐
点間に固定素子とスイッチを直列接続して挿入する。 第２の手段は入力端子ならびに基準信号源と増幅器入力
間に３端子素子を挿入する。３端子素子の特性として、
例えば半固定抵抗器のように特定の端子間の素子値が一
定で他の端子間では素子値が可変であるものを使用する
。基準信号源と増幅器入力間の素子値が固定で入力端子
と増幅器入力間の素子値が可変となるように配置し、入
力端子ならびに基準信号源と３端子素子間の各々にスイ
ッチを挿入する。
第２図で説明したアクティブフィルタを例にとると、入
力端子ならびに基準信号源と増幅器入力間に挿入する素
子は抵抗である。この場合、第１の手段においてフィル
タが正規動作時の通過域利得は入力端子側に接続した可
変抵抗と、増幅器の入出力間に配置した固定抵抗との抵
抗比で決まる。 一方、基準信号源側を接続して周波数特性を調整してい
る時には、通過域利得は基準信号源側に接続した固定抵
抗と、増幅器の入出力間に配置した固定抵抗との抵抗比
で決まり、入力端子側に接続した可変抵抗の素子値と無
関係に一定となる。 第２の手段は、上記の第１の手段における変形であり、
入力端子ならびに基準信号源と増幅器入力間に挿入する
素子が同一の機能を持つことを利用したものである。上
記の第１の手段に関する説明において、入力端子ならび
に基準信号源と増幅器入力間に挿入する素子は共に抵抗
である。１つの抵抗素子を増幅器入力端に一方を接続す
る。基準信号源はスイッチを介して抵抗素子の特定の位
置に固定する。入力端子も同様にスイッチを介して抵抗
素子と接続するが、接続位置を可変にする。 この結果、基準信号源と増幅器入力間の抵抗値は固定で
、入力端子と増幅器入力間のみ可変となる。 基準信号源と入力端子はスイッチを介して抵抗素子と接
続しているため、２つのスイッチを同時に閉じないかぎ
り互いに干渉することはない。そのため、各々に要求さ
れた動作を行うことができる。 従って、第１の手段と同様に各々に要求された動作を行
うことができ、回路構成上は入力端子ならびに基準信号
源と増幅器入力間に３端子素子と２つのスイッチを挿入
した形になる。
力端子ならびに基準信号源と増幅器入力間に挿入する素
子は抵抗である。この場合、第１の手段においてフィル
タが正規動作時の通過域利得は入力端子側に接続した可
変抵抗と、増幅器の入出力間に配置した固定抵抗との抵
抗比で決まる。 一方、基準信号源側を接続して周波数特性を調整してい
る時には、通過域利得は基準信号源側に接続した固定抵
抗と、増幅器の入出力間に配置した固定抵抗との抵抗比
で決まり、入力端子側に接続した可変抵抗の素子値と無
関係に一定となる。 第２の手段は、上記の第１の手段における変形であり、
入力端子ならびに基準信号源と増幅器入力間に挿入する
素子が同一の機能を持つことを利用したものである。上
記の第１の手段に関する説明において、入力端子ならび
に基準信号源と増幅器入力間に挿入する素子は共に抵抗
である。１つの抵抗素子を増幅器入力端に一方を接続す
る。基準信号源はスイッチを介して抵抗素子の特定の位
置に固定する。入力端子も同様にスイッチを介して抵抗
素子と接続するが、接続位置を可変にする。 この結果、基準信号源と増幅器入力間の抵抗値は固定で
、入力端子と増幅器入力間のみ可変となる。 基準信号源と入力端子はスイッチを介して抵抗素子と接
続しているため、２つのスイッチを同時に閉じないかぎ
り互いに干渉することはない。そのため、各々に要求さ
れた動作を行うことができる。 従って、第１の手段と同様に各々に要求された動作を行
うことができ、回路構成上は入力端子ならびに基準信号
源と増幅器入力間に３端子素子と２つのスイッチを挿入
した形になる。
以下、本発明の一実施例を第１図を用いて説明する。第
１図は低域通過アクティブフィルタであって周波数特性
調整機能を持つ。入力端子１と増幅器３の入力間にスイ
ッチＳ１を介して可変抵抗Ｒ１を接続する。増幅器３の
入出力端子間に固定抵抗Ｒ２と可変容量Ｃ２を並列にし
て接続する。 増幅器３の出力に出力端子２を設ける。また、基準信号
源４と増幅器３の入力間にスイッチＳ２を介して固定抵
抗Ｒ３を接続する。さらに、増幅器３の出力にレベル検
出器５を設け、レベル検出器５の出力結果に応して可変
容量Ｃ２の容量値を変更する定数調整器６を設ける。 正規のフィルタとして動作させる時には、スイッチＳ１
を閉じてスイッチＳ２を開く。周波数特性を調整する場
合は、スイッチＳ１を開いてスイッチＳ２を閉じる。こ
こで周波数特性の調整としてカットオフ周波数の調整を
指す。 具体的な周波数特性の調整手順に関しては、前記第３図
に示したアクティブフィルタの動作説明と同一である。 初期状態でカットオフ周波数を調整した後に正規のフィ
ルタとして動作させる、あるいは適当な時間間隔で上記
動作を繰り返すことによって、周波数特性の自動調整が
可能となる。 第３図に示したアクティブフィルタとの差異は、スイッ
チＳ１を閉じてスイッチＳ２を開いたときと、スイッチ
Ｓ１を開いてスイッチＳ２を閉じたときで、通過域利得
が異なる点である。以下、２つのスイッチの状態に応じ
てカットオフ周波数と通過域利得について説明する。 初めに、スイッチＳ１を開いてスイッチＳ２を閉したと
きを述べる。第１図のアクティブフィルタは低域通過型
であり、通過域利得Ｇｐｌは直流利得で代表できる。カ
ットオフ周波数ｆｃｌと共に次式となる。 ｆ ｃ １＝１／（２πＸＲ２ＸＣ２）Ｇｐｌ＝Ｒ２／
Ｒ３ ここで、通過域利得を決定する抵抗が共に固定抵抗であ
るため、可変容量Ｃ２の容量値を変更してカットオフ周
波数を変更しても、通過域利得は変化しない。 次に、スイッチＳ１を閉じてスイッチＳ２を開いたとき
を述べる。この場合の通過域利得Ｇｐ １’とカットオ
フ周波数ｆｃｌは次式となる。 ｆ ｃ１＝１／（２ｇＸＲ２ＸＣ２） Ｇｐ １’＝Ｒ２／Ｒ１ 上式のように、可変抵抗Ｒ１の抵抗値を変更して通過域
利得を変更しても、カットオフ周波数は変化しない。 本実施例においては、スイッチＳ１を閉じ、スイッチＳ
２を開いてカットオフ周波数を調整する時には通過域利
得が一定で、スイッチＳ１を閉じ、スイッチＳ２を開い
て正規のフィルタとして動作させる時に通過域利得を変
更できるため、周波数特性の調整系に回路の追加や変更
を行わずに構成できる。また、通過域利得が２つの抵抗
の抵抗比で決まるため、ＩＣに適用した場合、同一の構
造で同一チップ内であれば両者の抵抗率の偏差が小さく
抵抗比の安定度は高い。 可変抵抗Ｒ１の調整法の一例を説明する。 第１の方法はＩＣ製造時に行うものであり、同一の通過
域利得を有するＩＣを大量に製造する場合に有効である
。あらかじめ複数の抵抗を配置するとともに配線用マス
クのみを複数用意する。配線工程時に、目的の通過域利
得になる可変抵抗Ｒ１を選択する配線用マスクを使用す
る。同種の方法として、複数の接続可能部を有する１本
の抵抗を可変抵抗Ｒ１として配置し、配線工程時に目的
の通過域利得になる抵抗値を選択する配線用マスクを使
用する方法もある。 第２の方法はＩＣ製造後に行うものであり、多種の通過
域利得を有するＩＣを製造する場合に有効である。ＩＣ
チップ上には、複数の抵抗あるいは複数の接続可能部を
有する１本の抵抗を配置すると共に複数のスイッチを設
ける。ＩＣ製造後に外部入力端子を介してスイッチを切
替えて抵抗の組合せを決定する。スイッチの形態として
ヒユーズ等を用いてパッケージ実装以前に溶断による０
Ｎ１０ Ｆ Ｆ調整を行い、パッケージ実装品としては
外部入力端子を省略する方法もある。なお、スイッチＳ
１と可変抵抗Ｒ１、ならびにスイッチＳ２と固定抵抗Ｒ
３の配置を逆にしても構わないが、寄生容量等の影響を
考慮した回路の分離の点では第１図に示した配置が望ま
しい。 第１図に示した実施例では２つの独立した抵抗素子、す
なわち固定抵抗Ｒ３と可変抵抗Ｒ１を必要とするため、
第３図の従来例と比較して抵抗素子が増えている。第１
図に示した実施例において固定抵抗Ｒ３と可変抵抗Ｒ１
を半固定抵抗等の３端子素子に置き換えると、素子数の
低減が可能となる。個別回路で構成した場合、素子種類
によっては面積の点で有利でないこともある。しかし、
ＩＣ構造の場合に抵抗素子の面積を考えると、第１図に
示した実施例では可変抵抗Ｒ１の最大値と固定抵抗Ｒ３
の和が２つの抵抗の面積となるのに対して、半固定抵抗
を用いれば可変抵抗Ｒ１の最大値と固定抵抗Ｒ３のいず
れか大きい方が抵抗の面積となる。すなわち、可変抵抗
Ｒ１と固定抵抗Ｒ３の一部を共用することで抵抗の占め
る総面積を低減することができる。 この点に着目した第２の実施例を第４図を用いて説明す
る。第４図に示した実施例は、第１図に示した実施例の
可変抵抗Ｒ１と固定抵抗Ｒ３を３端子の可変抵抗Ｒ４に
置き換えた。但し、固定抵抗の値が可変抵抗の最大値よ
りも大きい場合である。３端子の可変抵抗Ｒ４の中で共
通端子を増幅器３の入力に接続する。可変抵抗Ｒ４の共
通端子に対して固定抵抗となる端子をスイッチＳ２を介
して基準信号源４に接続する。一方、可変抵抗Ｒ４の共
通端子に対して可変抵抗となる端子をスイッチＳ１を介
して入力端子１に接続する。 カットオフ周波数と通過域利得の調整手順は第１図に示
した実施例と同一である。いずれか一方のスイッチが閉
じているときのカットオフ周波数ｆｃは前述の式と等し
くなり、通過域利得ＧＰのみが異なる。スイッチ１を開
いてスイッチＳ２を閉したときの通過域利得Ｇｐ２は次
式となる。 Ｇｐ２＝Ｒ２／Ｒ４・・・・・・一定 また、スイッチＳ１を閉じてスイッチＳ２を開いたとき
の通過域利得Ｇｐ′は次式となる。 Ｇｐ ２’＝Ｒ２／Ｒ４’ ここで、Ｒ４’≦Ｒ４かつ可変である。入力端子１とス
イッチＳ１間の抵抗値の調整法については、第１図の実
施例において述べた方法等がある。 第４図に示した実施例は、固定抵抗の値が可変抵抗の最
大値よりも大きいことが条件となっている。可変抵抗の
最大値が固定抵抗の値よりも大きい場合の実施例を第５
図を用いて説明する。第４図に示した実施例との差異は
可変抵抗４に対する接続方法である。 可変抵抗の最大値が固定抵抗の値よりも大きいため、入
力端子１側に接続する可変抵抗の最大値を持つ可変抵抗
４が必要である。また、基準信号源４側に接続する固定
抵抗の値が可変抵抗４の最大値より小さいため、第５図
に示すようにタップを設けて増幅器３の入力と基準信号
源４間の抵抗値が所望の値になる位置に固定する。これ
により、増幅器３の入力に接続する抵抗を、入力端子１
側を可変抵抗に、基準信号源４側を固定抵抗にできる。 なお、カットオフ周波数と通過域利得の調整手順は第４
図に示した実施例と同一であるので、説明を省略する。 以上説明した実施例は、低域通過フィルタに関するもの
である。 次に本発明の高域通過フィルタへの実施例を第６図を用
いて説明する。高域通過特性にするために、第４図ある
いは第５図に示した回路図の抵抗と容量を取り替える。 すなわち、入力端子１ならびに基準信号源４と増幅器３
の入力に可変容量Ｃ１を設け、増幅器３の入出力端子間
に固定容量Ｃ３と可変抵抗Ｒ５を並列にして接続する。 カットオフ周波数と通過域利得の調整手順は第４図に示
した実施例と同一である。ただし、定数調整器の対象が
可変抵抗Ｒ５となり、調整後のカットオフ周波数ｆｃ３
は次式となる。 ｆ ｃ３＝１／（２ｉＸＲ５ＸＣ３） 通過域利得は容量比で決定され、スイッチ１を開いてス
イッチＳ２を閉じたときの通過域利得Ｇｐ３は次式とな
る。 Ｇ ｐ ３ ＝ ＣＩ ／ Ｃ３・・・・・・一定また
、スイッチＳ１を閉じてスイッチＳ２を開いたときの通
過域利得Ｇｐ３’ は次式となる。 Ｇ ｐ ３’＝Ｃ１’／Ｃ３ ここで、Ｃ１’は固定容量Ｃ１を基本に可変とする。容
量Ｃ１’の最大値≧０１であれば、基準信号源４と増幅
器３の入力に接続する固定容量を共通にして、入力端子
１と増幅器３の入力に接続する可変容量に対応する容量
を追加する構造とする。 Ｃ１’の最大値≦０１であれば、可変容量Ｃ１の最大値
を基準信号源４と増幅器３の入力に接続する固定容量値
に対応させ、入力端子１と増幅器３の入力に接続する可
変容量に関しては固定容量の一部を接続する構造とする
。 また、第６図に示した実施例と同様に、抵抗と容量を置
き換えて、第３＠に示した実施例の如き高域通過アクテ
ィブフィルタへ適用することもできる。
１図は低域通過アクティブフィルタであって周波数特性
調整機能を持つ。入力端子１と増幅器３の入力間にスイ
ッチＳ１を介して可変抵抗Ｒ１を接続する。増幅器３の
入出力端子間に固定抵抗Ｒ２と可変容量Ｃ２を並列にし
て接続する。 増幅器３の出力に出力端子２を設ける。また、基準信号
源４と増幅器３の入力間にスイッチＳ２を介して固定抵
抗Ｒ３を接続する。さらに、増幅器３の出力にレベル検
出器５を設け、レベル検出器５の出力結果に応して可変
容量Ｃ２の容量値を変更する定数調整器６を設ける。 正規のフィルタとして動作させる時には、スイッチＳ１
を閉じてスイッチＳ２を開く。周波数特性を調整する場
合は、スイッチＳ１を開いてスイッチＳ２を閉じる。こ
こで周波数特性の調整としてカットオフ周波数の調整を
指す。 具体的な周波数特性の調整手順に関しては、前記第３図
に示したアクティブフィルタの動作説明と同一である。 初期状態でカットオフ周波数を調整した後に正規のフィ
ルタとして動作させる、あるいは適当な時間間隔で上記
動作を繰り返すことによって、周波数特性の自動調整が
可能となる。 第３図に示したアクティブフィルタとの差異は、スイッ
チＳ１を閉じてスイッチＳ２を開いたときと、スイッチ
Ｓ１を開いてスイッチＳ２を閉じたときで、通過域利得
が異なる点である。以下、２つのスイッチの状態に応じ
てカットオフ周波数と通過域利得について説明する。 初めに、スイッチＳ１を開いてスイッチＳ２を閉したと
きを述べる。第１図のアクティブフィルタは低域通過型
であり、通過域利得Ｇｐｌは直流利得で代表できる。カ
ットオフ周波数ｆｃｌと共に次式となる。 ｆ ｃ １＝１／（２πＸＲ２ＸＣ２）Ｇｐｌ＝Ｒ２／
Ｒ３ ここで、通過域利得を決定する抵抗が共に固定抵抗であ
るため、可変容量Ｃ２の容量値を変更してカットオフ周
波数を変更しても、通過域利得は変化しない。 次に、スイッチＳ１を閉じてスイッチＳ２を開いたとき
を述べる。この場合の通過域利得Ｇｐ １’とカットオ
フ周波数ｆｃｌは次式となる。 ｆ ｃ１＝１／（２ｇＸＲ２ＸＣ２） Ｇｐ １’＝Ｒ２／Ｒ１ 上式のように、可変抵抗Ｒ１の抵抗値を変更して通過域
利得を変更しても、カットオフ周波数は変化しない。 本実施例においては、スイッチＳ１を閉じ、スイッチＳ
２を開いてカットオフ周波数を調整する時には通過域利
得が一定で、スイッチＳ１を閉じ、スイッチＳ２を開い
て正規のフィルタとして動作させる時に通過域利得を変
更できるため、周波数特性の調整系に回路の追加や変更
を行わずに構成できる。また、通過域利得が２つの抵抗
の抵抗比で決まるため、ＩＣに適用した場合、同一の構
造で同一チップ内であれば両者の抵抗率の偏差が小さく
抵抗比の安定度は高い。 可変抵抗Ｒ１の調整法の一例を説明する。 第１の方法はＩＣ製造時に行うものであり、同一の通過
域利得を有するＩＣを大量に製造する場合に有効である
。あらかじめ複数の抵抗を配置するとともに配線用マス
クのみを複数用意する。配線工程時に、目的の通過域利
得になる可変抵抗Ｒ１を選択する配線用マスクを使用す
る。同種の方法として、複数の接続可能部を有する１本
の抵抗を可変抵抗Ｒ１として配置し、配線工程時に目的
の通過域利得になる抵抗値を選択する配線用マスクを使
用する方法もある。 第２の方法はＩＣ製造後に行うものであり、多種の通過
域利得を有するＩＣを製造する場合に有効である。ＩＣ
チップ上には、複数の抵抗あるいは複数の接続可能部を
有する１本の抵抗を配置すると共に複数のスイッチを設
ける。ＩＣ製造後に外部入力端子を介してスイッチを切
替えて抵抗の組合せを決定する。スイッチの形態として
ヒユーズ等を用いてパッケージ実装以前に溶断による０
Ｎ１０ Ｆ Ｆ調整を行い、パッケージ実装品としては
外部入力端子を省略する方法もある。なお、スイッチＳ
１と可変抵抗Ｒ１、ならびにスイッチＳ２と固定抵抗Ｒ
３の配置を逆にしても構わないが、寄生容量等の影響を
考慮した回路の分離の点では第１図に示した配置が望ま
しい。 第１図に示した実施例では２つの独立した抵抗素子、す
なわち固定抵抗Ｒ３と可変抵抗Ｒ１を必要とするため、
第３図の従来例と比較して抵抗素子が増えている。第１
図に示した実施例において固定抵抗Ｒ３と可変抵抗Ｒ１
を半固定抵抗等の３端子素子に置き換えると、素子数の
低減が可能となる。個別回路で構成した場合、素子種類
によっては面積の点で有利でないこともある。しかし、
ＩＣ構造の場合に抵抗素子の面積を考えると、第１図に
示した実施例では可変抵抗Ｒ１の最大値と固定抵抗Ｒ３
の和が２つの抵抗の面積となるのに対して、半固定抵抗
を用いれば可変抵抗Ｒ１の最大値と固定抵抗Ｒ３のいず
れか大きい方が抵抗の面積となる。すなわち、可変抵抗
Ｒ１と固定抵抗Ｒ３の一部を共用することで抵抗の占め
る総面積を低減することができる。 この点に着目した第２の実施例を第４図を用いて説明す
る。第４図に示した実施例は、第１図に示した実施例の
可変抵抗Ｒ１と固定抵抗Ｒ３を３端子の可変抵抗Ｒ４に
置き換えた。但し、固定抵抗の値が可変抵抗の最大値よ
りも大きい場合である。３端子の可変抵抗Ｒ４の中で共
通端子を増幅器３の入力に接続する。可変抵抗Ｒ４の共
通端子に対して固定抵抗となる端子をスイッチＳ２を介
して基準信号源４に接続する。一方、可変抵抗Ｒ４の共
通端子に対して可変抵抗となる端子をスイッチＳ１を介
して入力端子１に接続する。 カットオフ周波数と通過域利得の調整手順は第１図に示
した実施例と同一である。いずれか一方のスイッチが閉
じているときのカットオフ周波数ｆｃは前述の式と等し
くなり、通過域利得ＧＰのみが異なる。スイッチ１を開
いてスイッチＳ２を閉したときの通過域利得Ｇｐ２は次
式となる。 Ｇｐ２＝Ｒ２／Ｒ４・・・・・・一定 また、スイッチＳ１を閉じてスイッチＳ２を開いたとき
の通過域利得Ｇｐ′は次式となる。 Ｇｐ ２’＝Ｒ２／Ｒ４’ ここで、Ｒ４’≦Ｒ４かつ可変である。入力端子１とス
イッチＳ１間の抵抗値の調整法については、第１図の実
施例において述べた方法等がある。 第４図に示した実施例は、固定抵抗の値が可変抵抗の最
大値よりも大きいことが条件となっている。可変抵抗の
最大値が固定抵抗の値よりも大きい場合の実施例を第５
図を用いて説明する。第４図に示した実施例との差異は
可変抵抗４に対する接続方法である。 可変抵抗の最大値が固定抵抗の値よりも大きいため、入
力端子１側に接続する可変抵抗の最大値を持つ可変抵抗
４が必要である。また、基準信号源４側に接続する固定
抵抗の値が可変抵抗４の最大値より小さいため、第５図
に示すようにタップを設けて増幅器３の入力と基準信号
源４間の抵抗値が所望の値になる位置に固定する。これ
により、増幅器３の入力に接続する抵抗を、入力端子１
側を可変抵抗に、基準信号源４側を固定抵抗にできる。 なお、カットオフ周波数と通過域利得の調整手順は第４
図に示した実施例と同一であるので、説明を省略する。 以上説明した実施例は、低域通過フィルタに関するもの
である。 次に本発明の高域通過フィルタへの実施例を第６図を用
いて説明する。高域通過特性にするために、第４図ある
いは第５図に示した回路図の抵抗と容量を取り替える。 すなわち、入力端子１ならびに基準信号源４と増幅器３
の入力に可変容量Ｃ１を設け、増幅器３の入出力端子間
に固定容量Ｃ３と可変抵抗Ｒ５を並列にして接続する。 カットオフ周波数と通過域利得の調整手順は第４図に示
した実施例と同一である。ただし、定数調整器の対象が
可変抵抗Ｒ５となり、調整後のカットオフ周波数ｆｃ３
は次式となる。 ｆ ｃ３＝１／（２ｉＸＲ５ＸＣ３） 通過域利得は容量比で決定され、スイッチ１を開いてス
イッチＳ２を閉じたときの通過域利得Ｇｐ３は次式とな
る。 Ｇ ｐ ３ ＝ ＣＩ ／ Ｃ３・・・・・・一定また
、スイッチＳ１を閉じてスイッチＳ２を開いたときの通
過域利得Ｇｐ３’ は次式となる。 Ｇ ｐ ３’＝Ｃ１’／Ｃ３ ここで、Ｃ１’は固定容量Ｃ１を基本に可変とする。容
量Ｃ１’の最大値≧０１であれば、基準信号源４と増幅
器３の入力に接続する固定容量を共通にして、入力端子
１と増幅器３の入力に接続する可変容量に対応する容量
を追加する構造とする。 Ｃ１’の最大値≦０１であれば、可変容量Ｃ１の最大値
を基準信号源４と増幅器３の入力に接続する固定容量値
に対応させ、入力端子１と増幅器３の入力に接続する可
変容量に関しては固定容量の一部を接続する構造とする
。 また、第６図に示した実施例と同様に、抵抗と容量を置
き換えて、第３＠に示した実施例の如き高域通過アクテ
ィブフィルタへ適用することもできる。
本発明によれば、周波数特性の調整機能を有するアクテ
ィブフィルタに対し、基準信号源出力レベルやレベル検
出器に記憶させる期待値等の調整用回路に変更を加えず
に、通過域利得を調整可能なアクティブフィルタを構成
できる効果がある。 次に、通過域利得を調整するための抵抗と周波数特性の
調整に使用する抵抗の一部を共用することによって、必
要とする抵抗の総面積を低減する効果がある。 また、通過域利得が同一素子の定数比で決まるため、本
発明によれば、一般的にチップ間の絶対偏差が大きいが
チップ内の相対偏差が小さいという特性を持つＩＣに適
用したときに、安定な通過域利得の制御ができる効果が
ある。
ィブフィルタに対し、基準信号源出力レベルやレベル検
出器に記憶させる期待値等の調整用回路に変更を加えず
に、通過域利得を調整可能なアクティブフィルタを構成
できる効果がある。 次に、通過域利得を調整するための抵抗と周波数特性の
調整に使用する抵抗の一部を共用することによって、必
要とする抵抗の総面積を低減する効果がある。 また、通過域利得が同一素子の定数比で決まるため、本
発明によれば、一般的にチップ間の絶対偏差が大きいが
チップ内の相対偏差が小さいという特性を持つＩＣに適
用したときに、安定な通過域利得の制御ができる効果が
ある。
第１図は本発明の一実施例を示す回路構成図、第２図は
１次アクティブフィルタの基本回路図、第３図は自動調
整機能を有する１次アクティブフィルタの回路構成図、
第４図は本発明の第２の実施例を示す回路構成図、第５
図は本発明の第３の実施例を示す回路構成図、第６図は
本発明の第４の実施例を示す回路構成図である。 符号の説明 １・・・・・・入力端子 ２・・・・出力端子３
・・・・・・増幅器 ４・・・・・・基準信号
源５・・・・・・レベル検出器 ６・・・・・・定数
調整器Ｒ２、Ｒ３・・・・・・・・・・・・固定抵抗Ｒ
１、Ｒ４、Ｒ５・・・可変抵抗
１次アクティブフィルタの基本回路図、第３図は自動調
整機能を有する１次アクティブフィルタの回路構成図、
第４図は本発明の第２の実施例を示す回路構成図、第５
図は本発明の第３の実施例を示す回路構成図、第６図は
本発明の第４の実施例を示す回路構成図である。 符号の説明 １・・・・・・入力端子 ２・・・・出力端子３
・・・・・・増幅器 ４・・・・・・基準信号
源５・・・・・・レベル検出器 ６・・・・・・定数
調整器Ｒ２、Ｒ３・・・・・・・・・・・・固定抵抗Ｒ
１、Ｒ４、Ｒ５・・・可変抵抗
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、増幅器の入力端および入出力間に受動素子を接続し
て構成した１次構成アクティブフィルタであって、増幅
器の入出力間に接続した受動素子の少なくとも１つの定
数値を変更して周波数特性を調整可能とし、増幅器入力
側に２つのスイッチを設け、第１のスイッチを介して可
変定数素子と外部入力端子を接続し、第２のスイッチを
介して固定定数素子と基準信号源を接続し、フィルタ出
力側にレベル検出器とレベル検出器出力結果に応じて上
記受動素子の定数値を変更する定数調整器を設け、第１
のスイッチを開き第２のスイッチを閉じたときに基準信
号源出力に対するフィルタの通過量をレベル検出器で求
め、定数調整器を介して受動素子の定数値を変更して所
望の周波数特性に調整した後、第２のスイッチを開き第
１のスイッチを閉じて外部信号に対するフィルタとして
動作させると共に、第１のスイッチと外部入力端子間の
可変定数素子の定数値を変更して通過域利得を変更する
ことを特徴とするアクティブフィルタ。 ２、上記記載の周波数特性を調整可能な１次構成アクテ
ィブフィルタにおいて、増幅器入力側に３端子素子回路
を設け、３端子素子回路の共通端子と他の２端子間素子
定数に関して一方を可変に他方を固定とし、定数可変素
子に第１のスイッチを介して外部入力端子を接続し、定
数固定素子に第２のスイッチを介して基準信号源を接続
し、第１のスイッチを開き第２のスイッチを閉じたとき
に基準信号源出力に対するフィルタの通過量をレベル検
出器で求め、定数調整器を介して受動素子の定数値を変
更して所望の周波数特性に調整した後、第２のスイッチ
を開き第１のスイッチを閉じて外部信号に対するフィル
タとして動作させると共に、３端子素子回路の増幅器側
の共通端子と第１のスイッチを介して外部入力端子と接
続した定数可変素子の定数値を変更して通過域利得を変
更することを特徴とするアクティブフィルタ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22261290A JPH04105410A (ja) | 1990-08-27 | 1990-08-27 | アクティブフィルタ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22261290A JPH04105410A (ja) | 1990-08-27 | 1990-08-27 | アクティブフィルタ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04105410A true JPH04105410A (ja) | 1992-04-07 |
Family
ID=16785187
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22261290A Pending JPH04105410A (ja) | 1990-08-27 | 1990-08-27 | アクティブフィルタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04105410A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100450932B1 (ko) * | 1999-06-24 | 2004-10-02 | 삼성전자주식회사 | 이중모드 단말기에서 가변대역 기저대역 필터링을 위한 아날로그 복조장치 |
| JP2006250821A (ja) * | 2005-03-11 | 2006-09-21 | Nagoya Institute Of Technology | トラッキング検出装置 |
| JP2007104145A (ja) * | 2005-09-30 | 2007-04-19 | Kenwood Corp | Ｐｌｌ周波数シンセサイザ |
| JP2009533903A (ja) * | 2006-04-07 | 2009-09-17 | クゥアルコム・インコーポレイテッド | 抵抗器およびキャパシタをチューンするための方法および装置 |
-
1990
- 1990-08-27 JP JP22261290A patent/JPH04105410A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100450932B1 (ko) * | 1999-06-24 | 2004-10-02 | 삼성전자주식회사 | 이중모드 단말기에서 가변대역 기저대역 필터링을 위한 아날로그 복조장치 |
| JP2006250821A (ja) * | 2005-03-11 | 2006-09-21 | Nagoya Institute Of Technology | トラッキング検出装置 |
| JP2007104145A (ja) * | 2005-09-30 | 2007-04-19 | Kenwood Corp | Ｐｌｌ周波数シンセサイザ |
| JP2009533903A (ja) * | 2006-04-07 | 2009-09-17 | クゥアルコム・インコーポレイテッド | 抵抗器およびキャパシタをチューンするための方法および装置 |
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