JPH04230588A - 圧伸電流モード・トランスコンダクタ・コンデンサ積分器 - Google Patents

圧伸電流モード・トランスコンダクタ・コンデンサ積分器

Info

Publication number
JPH04230588A
JPH04230588A JP3256602A JP25660291A JPH04230588A JP H04230588 A JPH04230588 A JP H04230588A JP 3256602 A JP3256602 A JP 3256602A JP 25660291 A JP25660291 A JP 25660291A JP H04230588 A JPH04230588 A JP H04230588A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
output
transistor
current
terminal
capacitor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP3256602A
Other languages
English (en)
Inventor
Evert Seevinck
エフェルト シーフィンク
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Koninklijke Philips NV
Original Assignee
Philips Gloeilampenfabrieken NV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Philips Gloeilampenfabrieken NV filed Critical Philips Gloeilampenfabrieken NV
Publication of JPH04230588A publication Critical patent/JPH04230588A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06GANALOGUE COMPUTERS
    • G06G7/00Devices in which the computing operation is performed by varying electric or magnetic quantities
    • G06G7/12Arrangements for performing computing operations, e.g. operational amplifiers specially adapted therefor
    • G06G7/18Arrangements for performing computing operations, e.g. operational amplifiers specially adapted therefor for integration or differentiation; for forming integrals
    • G06G7/184Arrangements for performing computing operations, e.g. operational amplifiers specially adapted therefor for integration or differentiation; for forming integrals using capacitive elements

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Software Systems (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Networks Using Active Elements (AREA)
  • Amplifiers (AREA)

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。

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【産業上の利用分野】本発明は、入力信号の積分値に比
例する少なくとも一つの出力信号を発生させるトランス
コンダクタ・コンデンサ積分器であって、前記入力信号
を受信するための第1入力端子と、前記出力信号を供給
するための第1出力端子と、第1コンデンサと、該第1
コンデンサに結合された入力端子及び出力端子を有する
トランスコンダクタとを具える積分器に関するものであ
る。 【0002】 【従来の技術】このようなトランスコンダクタ・コンデ
ンサ積分器は、特に1988年6月のソリッドステート
回路のIEEEジャーナル”A 4−MHz CMOS
 Continuous−Time Filter  
  with On−Chip Automatic 
Tuning”Vol.23,No.3,pp.750
−758より既知である。 連続時間フィルタは、 オ
ーディオ、 ビデオ信号処理の分野における多様なフィ
ルタ機能にとって、 またデジタルあるいはスイッチ・
コンデンサ・システムのアンチ・アリアス・ フィルタ
として好適である。 連続時間フィルタは、 調整する
ことのできる線形トランスコンダクタを有するトランス
コンダクタ・コンデンサ積分器を必要とする。  【0003】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、容量の
調整と線形性の調整とを容易に組み合わせることは不可
能である。更にトランスコンダクタ・コンデンサ積分器
は電流モードで動作する必要がある、すなわち入力信号
及び出力信号として、電流を用いる。この必要性は、低
電源電圧に移行する傾向、及びフィルタシステムの高周
波数特性の改善を求めることによって、 更に高まった
。 電圧モードに優る電流モードの利点は、特に1989年
6月8日の”All current−mode fr
equency selective circuit
s”,      Electronics Lett
ers,Vol.25,No.12,pp.759−7
61 に記載されている。  【0004】本発明の目的は、電流モードで作動すると
ともに、非線形トランスコンダクタを用いて線形積分機
能を発揮する、調整可能トランスコンダクタ・コンデン
サ積分器を提供せんとするにある。 【0005】 【課題を解決するための手段】本発明は、入力信号の積
分値に比例する少なくとも一つの出力信号を発生させる
トランスコンダクタ・コンデンサ積分器であって、前記
入力信号を受信するための第1入力端子と、前記出力信
号を供給するための第1出力端子と、第1コンデンサと
、該第1コンデンサに結合された入力端子及び出力端子
を有するトランスコンダクタとを具える積分器において
、 ・前記入力信号を入力電流とし、前記出力信号を出力電
流とし、 ・前記トランスコンダクタの入力端子を前記第1コンデ
ンサに結合し、その出力端子を前記第1出力端子に結合
し、前記第1コンデンサの両端にかかる電圧を前記出力
電流に変換し、且つ前記積分器が更に、・前記出力電流
に比例するフィードバックの、前記第1コンデンサの両
端にかかる電圧についての微分値に比例する微分電流を
発生させる微分器と、 ・前記第1入力端子における入力信号を、前記微分信号
で割り算した商に比例する商電流を、前記第1コンデン
サに供給する電流除算器とを具えていることを特徴とす
る。 【0006】トランスコンダクタの非線形電圧−電流特
性の結果として生じる出力電流のひづみは、微分器によ
って測定されるとともに、微分電流として電流除算器に
供給される。この電流除算器は、入力電流を微分電流で
割り算した商に比例する商電流を、コンデンサに供給す
る。このコンデンサの両端にかかる電圧は、積分によっ
て生じ、トランスコンダクタによって出力電流に変換さ
れる。このようにして構成されるループは、トランスコ
ンダクタの電圧−電流特性に関して完全に独立な電流積
分機能を有する。従って、このトランスコンダクタの特
性を非線形,例えば伸張特性とし、電流除算器の商電流
が圧縮特性を呈するようにすることができる。出力電流
の所定の変化に対するコンデンサの両端にかかる電圧の
変化は、線形トランスコンダクタの場合よりもかなり小
さい。このような圧伸(伸張及び圧縮)電流−モード積
分器は、低電源電圧において極めて好適である。 【0007】本発明によるトランスコンダクタ・コンデ
ンサ積分器の一例は、前記微分器を、前記フィードバッ
ク電流と前記微分電流との直接電流通路とし、且つ前記
トランスコンダクタの電圧−電流変換を指数の関係とし
、前記出力電流が、前記第1コンデンサの両端にかかる
電圧の指数に比例するようにすることを特徴とする。 【0008】指数的な関係を選択することによって、 
微分電流をフィードバック電流に等しくし、微分器を直
接接続することができる。 【0009】前記トランスコンダクタが第1及び第2主
電極及び制御電極を有する第1出力トランジスタを具え
、その第2主電極を前記第1出力端子に結合し、前記制
御電極と前記第1主電極とによって構成される接続を、
前記第1コンデンサと並列に配置することを特徴とする
本発明によるトランスコンダクタ・コンデンサ積分器を
用いて更に簡略化することができる。 【0010】それぞれ、ベース、エミッタ及びコレクタ
が制御電極、第1主電極及び第2主電極に対応するバイ
ポーラトランジスタ、又は弱反転モードで動作し、それ
ぞれゲート、ソース及びドレインが上記電極に対応する
単極性MOS トランジスタを選択することができる。 これらの種類のトランジスタの、トランジスタを流れる
電流と、制御電極と第1主電極との間の電位差との関係
が、指数関数であることは既知である。 【0011】本発明によるトランスコンダクタ・コンデ
ンサ積分器の第2の例では、前記トランスコンダクタが
更に、第1及び第2主電極及び制御電極を有する第2出
力トランジスタを具え、該第2出力トランジスタの第1
主電極及び制御電極を、それぞれ対応する前記第1出力
トランジスタの第1主電極及び制御電極に接続し、前記
第2出力トランジスタの第2主電極を、前記フィードバ
ック電流の出力端子とすることを特徴とする。従って、
出力電流に比例するフィードバック電流が、第2出力ト
ランジスタによって供給される。 【0012】本発明によるトランスコンダクタ・コンデ
ンサ積分器の第3の例では、前記電流除算器が:・各々
第1及び第2主電極及び制御電極を有する、第1、第2
、第3及び第4トランジスタを具え、前記第1トランジ
スタの制御電極を前記第2トランジスタの第1主電極に
接続し、前記第2及び第3トランジスタの制御電極をノ
ードに接続し、前記第3トランジスタの第1主電極を前
記第4トランジスタの制御電極に接続し、前記第1トラ
ンジスタの制御電極を前記第1入力端子に結合し、前記
第1トランジスタの第2主電極を前記ノードに結合し、
前記第1及び第4トランジスタの第1主電極を第1電源
端子に接続し、前記第2及び第3トランジスタの第2主
電極を第2電源端子に結合し、更に前記電流除算器が ・前記ノードに結合した第1バイアス電流源と、・前記
第4トランジスタの第2主電極に結合された第1電流端
子と、前記第1出力トランジスタの制御電極に結合され
た第2電流端子とを有する電流ミラーとを具え、且つ前
記第1及び第2出力トランジスタの第1主電極を、第1
電源端子に接続することを特徴とする。 【0013】第1〜第4トランジスタを、トランスリニ
アループに配置する。ここで、第1トランジスタを流れ
る電流と第2トランジスタを流れる電流との積は、第3
トランジスタを流れる電流と第4トランジスタを流れる
電流との積に等しい。この結果、電流ミラーを介してコ
ンデンサに供給される第4トランジスタを流れる電流は
、入力電流をフィードバック電流で割り算した商に比例
する。この比例定数は、出力電流を制御し、積分器を調
整することのできるバイアス電流源によって規定される
。 【0014】トランスリニアループの第3トランジスタ
の機能及び第4トランジスタの機能を置き換えることに
よって、 電流除算器を簡略化することができる。この
ようにして、本発明によるトランスコンダクタ・コンデ
ンサ積分器の第4の例では、前記電流除算器が:・各々
第1及び第2主電極及び制御電極を有する、第1、第2
及び第3トランジスタを具え、前記第1トランジスタの
制御電極を前記第2トランジスタの第1主電極に接続し
、前記第2及び第3トランジスタの制御電極をノードに
おいて相互接続し、前記第3トランジスタの第1主電極
を前記第1出力トランジスタの制御電極に接続し、前記
第1トランジスタの制御電極を前記第1入力端子に結合
し、前記第1トランジスタの第2主電極を前記ノードに
結合させ、前記第1トランジスタの第1主電極を第1電
源端子に接続し、前記第2及び第3トランジスタの第2
主電極を第2電源端子に結合し;前記電流除算器が更に
、 ・前記ノードに結合された第1バイアス電流源とを具え
、且つ前記第1出力トランジスタの第1主電極を前記第
1電源端子に接続することを特徴とする。これによって
、 電流ミラー、第4トランジスタ及び第2出力トラン
ジスタを省略することができる。 【0015】更にこの第4の例では、前記積分器が更に
、各々第1及び第2主電極及び制御電極を有する他の第
1及び第2トランジスタを具え、該他の第1トランジス
タの制御電極及び第1主電極を前記第1トランジスタの
制御電極及び第1主電極にそれぞれ接続し、前記他の第
2トランジスタの制御電極及び第1主電極を前記第1出
力トランジスタの制御電極及び第1主電極にそれぞれ接
続し、前記他の第1トランジスタの第2主電極を前記第
1出力トランジスタの制御電極に接続し、前記他の第2
トランジスタの第2主電極を前記第1トランジスタの制
御電極に接続することを特徴とすることができる。 【0016】前記他の第1及び第2トランジスタは、コ
ンデンサの放電電流通路を構成する。この例では、積分
器は極めて低い電源電圧で動作、すなわちバイポーラト
ランジスタを選択する場合、極めて低い2個のベース−
エミッタ接続電圧で動作し、容易にカスケード接続する
ことができる。その理由は、入力電流と出力電流とが等
しい電圧値だからである。 【0017】更に本発明によるトランスコンダクタ・コ
ンデンサ積分器の第4の例では、前記積分器が更に:・
他の入力電流を受信するための第2入力端子、及び他の
出力電流を供給するための第2出力端子と;・前記コン
デンサと容量がほぼ等しい第2コンデンサと; ・前記第1バイアス電流源の供給する電流とほぼ等しい
電流を供給する第2バイアス電流源と;・各々第1及び
第2主電極及び制御電極を有する、第4、第5及び第6
トランジスタを具え、前記第1、第2及び第3トランジ
スタ及び前記第1出力トランジスタのそれぞれに対応す
る電極と同様に、第4、第5及び第6トランジスタ及び
第2出力トランジスタの電極を、互いに接続するととも
に、前記第2入力端子と、前記第2出力端子と、前記第
2コンデンサと、前記第2バイアス電流源と、前記第1
電源端子と、前記第2電源端子とに接続し、前記積分器
が更に、 ・少なくとも1個の他の出力トランジスタから成る第1
グループを具え、各々の出力トランジスタが、前記第1
出力トランジスタの対応する電極に接続されている第1
主電極及び制御電極と、第2主電極とを有し、該第2主
電極の1個を前記第2出力トランジスタの制御電極に結
合し、その他の前記第2主電極を、前記第1出力端子に
おける出力電流に比例する電流を供給するその他の各出
力端子に結合させ、前記積分器が更に、・少なくとも1
個の他の出力トランジスタから成る第2グループを具え
、各々の出力トランジスタが、前記第2出力トランジス
タの対応する電極に接続されている第1主電極及び制御
電極と、第2主電極とを有し、該第2主電極の1個を前
記第1出力トランジスタの制御電極に結合し、その他の
前記第2主電極を、前記第2出力端子における出力電流
に比例する電流を供給するその他の各出力端子に結合さ
せることを特徴とする。 【0018】この例は、差動入出力電流に好適であり、
高い同位相除去性を有し、入出力電流が等しい電圧値で
ある。このことによって、 この平衡積分器を容易にカ
スケード接続し、4乗ベキフィルタ段を構成できる。 
更に入力端子が、仮想アースポイントを構成し、直列抵
抗によって、 入力電圧を容易に入力電流に変換するこ
とができる。 【0019】 【実施例】以下図面を参照して実施例を説明するに、各
図面の対応する部分には、同一の参照番号を付す。図1
は、本発明による圧伸トランスコンダクタ・コンデンサ
積分器を示す基本ブロック図である。入力端子1におけ
る積分されるべき入力電流iinと、微分器3で微分さ
れた微分電流id とが、電流除算器9の入力端子5及
び7にそれぞれ供給される。この電流除算器9は、その
出力端子11において: 【数1】 の関係を有する、入力電流iinと入力電流id との
割り算の商に比例する商電流iq を供給する。ここで
、Io は、定電流である。 【0020】電流除算器9の出力端子11を、容量Cの
コンデンサ13と、トランスコンダクタ17の入力端子
15に接続する。このトランスコンダクタ17の出力端
子19には、出力電流iout が流れる。トランスコ
ンダクタ17は、電圧−電流関数f(v): 【数2】 に従って、コンデンサ13の両端の電圧vを、出力電流
iout に変換する。この関数は、一般的に非線形で
あり、出力電流iout に望ましくない信号ひづみを
供給してしまう。トランスコンダクタ17は更に、出力
電流iout に比例あるいは、これに等しいフィード
バック電流if を供給するための第2出力端子21を
具えている。フィードバック電流if と電圧vとが、
微分器3の入力端子23及び25にそれぞれ供給され、
この微分器3の出力端子27に、微分された電流id 
が: 【数3】 に従って供給される。ここでVo は、定電圧である。 更にここで: 【数4】 であると仮定する。ここでKは、定数である。これによ
って、等式(3) は: 【数5】 となる。また、商電流iq がコンデンサ13に流れる
ことから、等式(1) を用いて、 【数6】 と書くことができる。連鎖法則(合成関数の微分公式)
より: 【数7】 となる。等式(5) 及び(6) を、等式(7) に
代入することによって: 【数8】 となる。等式(8) を時間に対して積分すると:【数
9】 となる。 【0021】出力電流iout は、入力電流iinの
積分値に比例し、トランスコンダクタ17の電圧−電流
関数f(v)とは完全に独立している。トランスコンダ
クタ17の非線形性の結果生じる出力電流iout の
信号歪が除去される。f(v)を、伸張関数とすると、
商電流iq は、圧縮特性を有する。この場合、出力電
流iout が所定の変化をする場合のコンデンサ13
の両端の電圧vの変化は、トランスコンダクタ17の関
数f(v)が、線形の場合よりも小さくなる。したがっ
て、この積分器は、圧伸(すなわち、伸張及び圧縮)電
流モード積分器として機能し、低供給電圧の場合に極め
て好適である。 【0022】トランスコンダクタ17の関数f(v)と
して、種々の関数を、用いることができる。実際には、
図2に示されているように、微分器3を、その入力端子
23と出力端子27との単なる相互接続によって、置き
換えることができるように、関数f(v)を選択する。 この場合、【数10】 でなければならない。等式(5)を、等式(10) に
代入することによって、 【数11】 となり、これをvに対して積分すると、【数12】 となる。ここで、Isは、定電流である。トランスコン
ダクタ17の電圧−電流関数として、指数関数を選択す
ると、微分器3を、相互接続で置き換えることができる
。 等式(12) に従う指数変換関数を有するトランスコ
ンダクタを、バイポーラトランジスタ、あるいは弱反転
モードで動作する単極性MOS トランジスタで実現す
ることができる。 【0023】図3aは、バイポーラトランジスタから成
る一例を示しており、図3bは、弱反転モードで動作す
るMOS トランジスタから成る一例を示している。図
3aにおいて、トランスコンダクタ17は、第1出力ト
ランジスタT1と、第2出力トランジスタT2とを具え
、該第2出力トランジスタT2のベース−エミッタ接続
を、コンデンサ13と並列に配置している。第1出力ト
ランジスタT1のコレクタを、出力端子19に結合させ
、出力電流iout を供給する。第2出力トランジス
タT2のコレクタを、出力端子21に接続させ、iou
t に比例する電流if を、電流除算器9の入力端子
7に供給する。この比率は、トランジスタT1及びT2
の相対的な寸法によって規定される。図3bに示されて
いる例は、図3aに示されている例と類似しているが、
これは、弱反転モードで動作する第1及び第2単極性M
OS トランジスタから成り、ベース、エミッタ及びコ
レクタの代わりにゲート、ソース及びドレインをそれぞ
れ具えているものである。 【0024】以下の例においては、単にバイポーラトラ
ンジスタを用いているものだけを示す。しかしながら、
それぞれの場合において、バイポーラトランジスタを、
弱反転モードで動作する単極性MOS トランジスタで
置き換えることができる。この場合、ベース、エミッタ
及びコレクタを、それぞれゲート、ソース及びドレイン
に置き換えて読むものとする。 【0025】図4は、図3aに示されている積分器の変
形例を示す図である。電流除算器9は、ノード32に電
流Io を供給するバイアス電流源30と、電流ミラー
34と、トランスリニアループを構成する4個のトラン
ジスタT3,T4,T5及びT6とを具えている。トラ
ンジスタT3及びT4のベース−エミッタ直列接続と、
トランジスタT5及びT6のベース−エミッタ直列接続
とを、ノード32と、負の電源端子36との間に並列に
接続する。トランジスタT3及びT6のエミッタを、負
の電源端子に接続する。バイアス電流源と、トランジス
タT4及びT5のコレクタとを、正の電源端子38に結
合させる。トランジスタT4のエミッタと、トランジス
タT3のベースとを、電流除算器9の入力端子5に接続
し、電流iinが、トランジスタT4を流れるようにす
る。トランジスタT4のベースと、トランジスタT3の
コレクタとを、ノード32に接続し、電流io が、ト
ランジスタT3を流れるようにする。トランジスタT5
のエミッタと、トランジスタT6のベースとを、電流除
算器9の入力端子7に接続し、電流if が、トランジ
スタT5を流れるようにする。例えば、この電流if 
を、iout と等しくなるように選択する。電流ミラ
ー34の第1電流端子41を、電流除算器9の出力端子
11に結合させる。この出力端子11を、トランジスタ
T6のコレクタにも接続する。電流ミラー34の第2電
流端子42を、コンデンサ13の一方の端子に結合させ
、この他方の端子を、負の電源端子36に接続する。最
終的に、商電流iq が、トランジスタT6と、コンデ
ンサ13とを流れる。この商電流iq は、トランジス
タT3及びT4を流れる電流の積が、トランジスタT5
及びT6を流れる電流の積に等しい: 【数13】 ものとして知られているトランスリニアループ原理に従
うものである。この等式(13) は、id とiou
t とが等しい場合に等式(6)と一致する。バイアス
電流源30を調整することによって、この積分器を調整
することができる。こうしたことから、等式(6)が成
立する。 【0026】図5は、図4の変形例を示す図である。こ
こでは、トランジスタT6及びT2と、電流ミラー34
とが、省略されている。トランジスタT5のエミッタを
、電流除算器9の出力端子11に接続し、この出力端子
11を、トランスコンダクタ17の入力端子15を介し
て、トランジスタT1のベースに直接接続する。この結
果、図4のトランジスタT6の代わりにトランジスタT
1が、トランスリニアループ部分を構成する。結果とし
てここでは、図4のiout の代わりに電流iq が
、トランジスタT5を流れる。 しかし、結果は、最終的に等式(13)に依存している
。 【0027】図6は、コンデンサ13の放電通路を設け
ている一例を示す図である。2個のトランジスタT7及
びT8を、 図5に示されている積分器に加える。 ト
ランジスタT7及びT8のベース− エミッタ接続を、
 トランジスタT3及びT4のベース− エミッタ接続
とそれぞれ並列に配置し、 トランジスタT7のコレク
タ電流がトランジスタT3のコレクタ電流、 すなわち
Io と等しく、 且つトランジスタT8のコレクタ電
流がトランジスタT1のコレクタ電流、 すなわちio
ut と等しくなるようにする。 トランジスタT7の
コレクタを、 トランジスタT1のベースに接続し、 
トランジスタT8のコレクタを、 トランジスタT3の
ベースに接続する。この結果、 電流iin+ iou
t が、 トランジスタT4を流れ、 電流iq + 
Io が、 トランジスタT5を流れる。 最終的に、
以下の等式が成立する:  【数14】 等式(14)の両辺には、 重複項Io * iout
 を有し、 理論的に等式(14)は等式(13)と同
一である。 【0028】図7は、平衡入力電流iin
1 及びiin2 を受信するための入力端子1 及び
44と、 平衡出力電流iout1及びiout2を供
給するための出力端子19及び46とを有する平衡積分
器を示す図である。 この平衡積分器は、図5に示す種
類の2個の積分器を具えている。このうちの一方は、 
図5に示す積分器と同一であり、 他方は、 コンデン
サ48と、 バイアス電流源40と、 トランジスタT
11, T13, T14 及びT15 と、 入力端
子44と、 出力端子46とを具えている。これらの他
方の積分器のコンデンサなどを、 一方の積分器の対応
するコンデンサ13、 バイアス電流源30、 トラン
ジスタT1, T3, T4及びT5、 入力端子1、
出力端子19と同様に、 互いに接続するとともに、 
正の電源端子38及び負の電源端子36に接続する。更
にこの平衡積分器は、 トランジスタT16 とトラン
ジスタT17 とを具えている。トランジスタT16 
のベース− エミッタ接続を、 トランジスタT11 
のベース− エミッタ接続と並列に接続し、 トランジ
スタT16 のコレクタを、 トランジスタT1のベー
スに接続する。トランジスタT17 のベース− エミ
ッタ接続を、 トランジスタT1のベース− エミッタ
接続と並列に接続し、 トランジスタT17 のコレク
タを、 トランジスタT11 のベースに接続する。 【0029】電圧V1がコンデンサ13の両端に発生し
、 電圧V2がコンデンサ48の両端に発生する。 コ
ンデンサ48を、 コンデンサ13と同等のものと仮定
する。 電流iq1  がコンデンサ13を流れ、 電
流iq2がコンデンサ48を流れる。 本質的なことで
はないが、 トランジスタT16 及びT17 が、 
トランジスタT11 及びT1と同一であると仮定する
と、 電流iq1+ iout2及び電流iq2 +i
out1が、 トランジスタT5及びT15 をそれぞ
れ流れる。 トランスリニアループT3,T4,T5及
びT6は:  【数15】 に従う。 トランスリニアループT13, T14, 
T15 及びT17 は:  【数16】 に従う。 等式(15)及び(16)を、 互いに引き
算し、 差電流iin1−iin2 をiinと等しい
ものとし、 差電流iout1 −iout2をiou
t と等しいものとすると、 等式(13)と同様の結
果となる。  【0030】トランスリニア原理より、 トランジスタ
電流が、 ゼロ入力値よりもかなり低い値であると仮定
することができる。 このことによって、 大きな動的
出力信号が得られる。 同位相電流を除去し、 積分器
を単にカスケード接続することができる。 その理由は
、 入力端子における電圧と、 出力端子における電圧
とが等しいからである。 入力端子1及び44は、 仮
想アースポイントであり、 入力電圧源を、 単に抵抗
を介して接続することができる。  【0031】図5,6及び7に示す回路は、 既に極め
て低電圧で動作する。 その理由は、 これらが、 電
源端子間にただ2個のベース− エミッタ接続を具えて
いるにすぎないからである。  【0032】付加的なトランジスタを、 図4,5,6
及び7にて示す積分器のトランジスタT1と並列に接続
するとともに、 図7のトランジスタT11 と並列に
接続することによって、 電流出力の数を増加させるこ
とができる。 並列トランジスタの寸法を適切に調整す
ることによって、 個々の出力電流に重みをかけること
ができる。 図7に示す平衡積分器では、 これらの付
加的なトランジスタには、 参照符号T18,T19,
T20, T21を付す。 このトランジスタT18 
及びT19 のベース− エミッタ接続を、 トランジ
スタT1のベース− エミッタ接続と並列に配置し、 
これらのコレクタを、 付加的な出力端子50及び52
にそれぞれ接続する。 また、 トランジスタT20,
T21 のベース− エミッタ接続を、 トランジスタ
T11 のベース− エミッタ接続と並列に接続し、 
これらのコレクタを、 付加的な出力端子54及び56
にそれぞれ接続する。 この平衡トランスコンダクタ・
 コンデンサ積分器を記号的に図8 に示す。 端子1
 を入力端子I とし、 端子44を反転入力端子NI
とし、 端子46,54,56を反転出力端子NO1,
NO2, NO3とし、 端子19, 50, 52を
出力端子O1, O2, O3とする。 【0033】
図9は、 2個の平衡積分器A及びBを用い、4乗ベキ
フィルタ段を実現する一例を示す図である。4乗ベキフ
ィルタ関数の係数を、 トランジスタ寸法の比率によっ
て規定する。 正の係数は、 同相電流を組み合わせ、
 信号電流を合計することによって得られる。 負の係
数は、 逆相の電流を組み合わせ、 信号電流を引き算
することによって得られる。 入力信号は、 フィルタ
入力端子60及び62に供給される。 出力信号は、 
フィルタ出力端子64及び66から得ることができる。  積分器Aの端子I 及びNIをそれぞれ、 フィルタ
入力端子60及び62と、 積分器Aの端子NO1 及
びO1と、 積分器Bの端子O3及びNO3 とに接続
する。 積分器Aの端子NO2 及びO2と、 積分器
Bの端子NO2 及びO2とを、 フィルタ出力端子6
4及び66に接続する。 積分器Aの端子NO3 及び
O3を、 積分器Bの端子I 及びNIに接続するとと
もに、 積分器Bの端子NO1 及びO1に接続する。   【0034】4乗ベキフィルタ段の周波数応答特性は、
 係数と、 図7に示す回路のコンデンサ13及び48
の値及びバイアス電流源30及び40の電流I0の大き
さとによって規定される。 4乗ベキフィルタ段のフィ
ルタ特性は、 電流源30及び40を制御することによ
って調整することができる。 
【図面の簡単な説明】 【図1】本発明によるトランスコンダクタ・コンデンサ
積分器を示す基本ブロック図である。 【図2】本発明によるトランスコンダクタ・コンデンサ
積分器の一例を示す基本ブロック図である。 【図3】本発明によるトランスコンダクタ・コンデンサ
積分器の他の一例を示す基本ブロック図である。 【図4】本発明によるトランスコンダクタ・コンデンサ
積分器を示す回路図である。 【図5】本発明によるトランスコンダクタ・コンデンサ
積分器を示す回路図である。 【図6】本発明によるトランスコンダクタ・コンデンサ
積分器を示す回路図である。 【図7】本発明によるトランスコンダクタ・コンデンサ
積分器を示す回路図である。 【図8】図7に示すトランスコンダクタ・コンデンサ積
分器を記号的に示す図である。  【図9】本発明による2個のトランスコンダクタ・コン
デンサ積分器から成る4乗ベキフィルタ段を示す図であ
る。  【符号の説明】 1  積分器の第1入力端子 3  微分器 5,7  電流除算器9の入力端子 9  電流除算器 11  電流除算器9の出力端子 13  第1コンデンサ 15  トランスコンダクタ17の入力端子17  ト
ランスコンダクタ 19  トランスコンダクタ17の第1出力端子(積分
器の第1出力端子) 21  トランスコンダクタ17の第2出力端子23,
25   微分器3の入力端子 27  微分器3の出力端子 30  第1バイアス電流源 32  ノード 34  電流ミラー 36  負の電源端子 38  正の電源端子 40  第2バイアス電流源 41  電流ミラー34の第1電流端子42  電流ミ
ラー34の第2電流端子44  積分器の第2入力端子 46  積分器の第2出力端子 48  第2コンデンサ

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  入力信号の積分値に比例する少なくと
    も一つの出力信号を発生させるトランスコンダクタ・コ
    ンデンサ積分器であって、前記入力信号を受信するため
    の第1入力端子と、前記出力信号を供給するための第1
    出力端子と、第1コンデンサと、該第1コンデンサに結
    合された入力端子及び出力端子を有するトランスコンダ
    クタとを具える積分器において、 ・前記入力信号を入力電流とし、前記出力信号を出力電
    流とし、 ・前記トランスコンダクタの入力端子を前記第1コンデ
    ンサに結合し、その出力端子を前記第1出力端子に結合
    し、前記第1コンデンサの両端にかかる電圧を前記出力
    電流に変換し、且つ前記積分器が更に、・前記出力電流
    に比例するフィードバックの、前記第1コンデンサの両
    端にかかる電圧についての微分値に比例する微分電流を
    発生させる微分器と、 ・前記第1入力端子における入力信号を、前記微分信号
    で割り算した商に比例する商電流を、前記第1コンデン
    サに供給する電流除算器とを具えていることを特徴とす
    るトランスコンダクタ・コンデンサ積分器。
  2. 【請求項2】  前記微分器を、前記フィードバック電
    流と前記微分電流との直接電流通路とし、且つ前記トラ
    ンスコンダクタの電圧−電流変換を指数の関係とし、前
    記出力電流が、前記第1コンデンサの両端にかかる電圧
    の指数に比例するようにすることを特徴とする請求項1
    に記載のトランスコンダクタ・コンデンサ積分器。
  3. 【請求項3】  前記トランスコンダクタが、第1及び
    第2主電極及び制御電極を有する第1出力トランジスタ
    を具え、その第2主電極を前記第1出力端子に結合し、
    前記制御電極と前記第1主電極とによって構成される接
    続を、前記第1コンデンサと並列に配置することを特徴
    とする請求項2に記載のトランスコンダクタ・コンデン
    サ積分器。
  4. 【請求項4】  前記トランスコンダクタが更に、第1
    及び第2主電極及び制御電極を有する第2出力トランジ
    スタを具え、該第2出力トランジスタの第1主電極及び
    制御電極を、それぞれ対応する前記第1出力トランジス
    タの第1主電極及び制御電極に接続し、前記第2出力ト
    ランジスタの第2主電極を、前記フィードバック電流の
    出力端子とすることを特徴とする請求項3に記載のトラ
    ンスコンダクタ・コンデンサ積分器。
  5. 【請求項5】  前記電流除算器が: ・各々第1及び第2主電極及び制御電極を有する、第1
    、第2、第3及び第4トランジスタを具え、前記第1ト
    ランジスタの制御電極を前記第2トランジスタの第1主
    電極に接続し、前記第2及び第3トランジスタの制御電
    極をノードに接続し、前記第3トランジスタの第1主電
    極を前記第4トランジスタの制御電極に接続し、前記第
    1トランジスタの制御電極を前記第1入力端子に結合し
    、前記第1トランジスタの第2主電極を前記ノードに結
    合し、前記第1及び第4トランジスタの第1主電極を第
    1電源端子に接続し、前記第2及び第3トランジスタの
    第2主電極を第2電源端子に結合し、更に前記電流除算
    器が ・前記ノードに結合した第1バイアス電流源と、・前記
    第4トランジスタの第2主電極に結合された第1電流端
    子と、前記第1出力トランジスタの制御電極に結合され
    た第2電流端子とを有する電流ミラーとを具え、且つ前
    記第1及び第2出力トランジスタの第1主電極を、第1
    電源端子に接続することを特徴とする請求項4に記載の
    トランスコンダクタ・コンデンサ積分器。
  6. 【請求項6】  前記電流除算器が: ・各々第1及び第2主電極及び制御電極を有する、第1
    、第2及び第3トランジスタを具え、前記第1トランジ
    スタの制御電極を前記第2トランジスタの第1主電極に
    接続し、前記第2及び第3トランジスタの制御電極をノ
    ードにおいて相互接続し、前記第3トランジスタの第1
    主電極を前記第1出力トランジスタの制御電極に接続し
    、前記第1トランジスタの制御電極を前記第1入力端子
    に結合し、前記第1トランジスタの第2主電極を前記ノ
    ードに結合させ、前記第1トランジスタの第1主電極を
    第1電源端子に接続し、前記第2及び第3トランジスタ
    の第2主電極を第2電源端子に結合し;前記電流除算器
    が更に、 ・前記ノードに結合された第1バイアス電流源とを具え
    、且つ前記第1出力トランジスタの第1主電極を前記第
    1電源端子に接続することを特徴とする請求項3に記載
    のトランスコンダクタ・コンデンサ積分器。
  7. 【請求項7】  前記積分器が更に、各々第1及び第2
    主電極及び制御電極を有する他の第1及び第2トランジ
    スタを具え、該他の第1トランジスタの制御電極及び第
    1主電極を前記第1トランジスタの制御電極及び第1主
    電極にそれぞれ接続し、前記他の第2トランジスタの制
    御電極及び第1主電極を前記第1出力トランジスタの制
    御電極及び第1主電極にそれぞれ接続し、前記他の第1
    トランジスタの第2主電極を前記第1出力トランジスタ
    の制御電極に接続し、前記他の第2トランジスタの第2
    主電極を前記第1トランジスタの制御電極に接続するこ
    とを特徴とする請求項6に記載のトランスコンダクタ・
    コンデンサ積分器。
  8. 【請求項8】  前記積分器が更に: ・他の入力電流を受信するための第2入力端子、及び他
    の出力電流を供給するための第2出力端子と;・前記コ
    ンデンサと容量がほぼ等しい第2コンデンサと; ・前記第1バイアス電流源の供給する電流とほぼ等しい
    電流を供給する第2バイアス電流源と;・各々第1及び
    第2主電極及び制御電極を有する、第4、第5及び第6
    トランジスタを具え、前記第1、第2及び第3トランジ
    スタ及び前記第1出力トランジスタのそれぞれに対応す
    る電極と同様に、第4、第5及び第6トランジスタ及び
    第2出力トランジスタの電極を、互いに接続するととも
    に、前記第2入力端子と、前記第2出力端子と、前記第
    2コンデンサと、前記第2バイアス電流源と、前記第1
    電源端子と、前記第2電源端子とに接続し、前記積分器
    が更に、 ・少なくとも1個の他の出力トランジスタから成る第1
    グループを具え、各々の出力トランジスタが、前記第1
    出力トランジスタの対応する電極に接続されている第1
    主電極及び制御電極と、第2主電極とを有し、該第2主
    電極の1個を前記第2出力トランジスタの制御電極に結
    合し、その他の前記第2主電極を、前記第1出力端子に
    おける出力電流に比例する電流を供給するその他の各出
    力端子に結合させ、前記積分器が更に、・少なくとも1
    個の他の出力トランジスタから成る第2グループを具え
    、各々の出力トランジスタが、前記第2出力トランジス
    タの対応する電極に接続されている第1主電極及び制御
    電極と、第2主電極とを有し、該第2主電極の1個を前
    記第1出力トランジスタの制御電極に結合し、その他の
    前記第2主電極を、前記第2出力端子における出力電流
    に比例する電流を供給するその他の各出力端子に結合さ
    せることを特徴とする請求項6に記載のトランスコンダ
    クタ・コンデンサ積分器。
  9. 【請求項9】  前記積分器を、前記制御電極、前記第
    1主電極及び前記第2主電極がそれぞれベース、エミッ
    タ及びコレクタに対応するバイポーラトランジスタで構
    成することを特徴とする請求項3〜8のいづれか一項に
    記載のトランスコンダクタ・コンデンサ積分器。
  10. 【請求項10】  前記積分器を、前記制御電極、前記
    第1主電極及び前記第2主電極がそれぞれゲート、ソー
    ス及びドレインに対応する、弱反転モードで動作する単
    極性MOS トランジスタで構成することを特徴とする
    請求項3〜8のいづれか一項に記載のトランスコンダク
    タ・コンデンサ積分器。
  11. 【請求項11】  前記第1バイアス電流源が供給する
    電流の大きさを制御できるようにすることを特徴とする
    請求項5〜10のいづれか一項に記載のトランスコンダ
    クタ・コンデンサ積分器。
  12. 【請求項12】  請求項8〜11のいづれか一項に記
    載の第1及び第2積分器と、2個の相補フィルタ入力端
    子と、2個の相補フィルタ出力端子とを具えるフィルタ
    装置であって、前記積分器の各々が、前記第1入力端子
    と前記第2入力端子とにそれぞれ相当する非反転入力端
    子と相補反転入力端子とを有し、且つ前記第1出力端子
    と前記第1グループの他の2個の出力トランジスタの第
    2主電極にそれぞれ結合された他の2個の出力端子とに
    相当する第1、第2及び第3反転出力端子を有し、且つ
    前記第2出力端子と前記第2グループの他の2個の出力
    トランジスタの第2主電極にそれぞれ結合された他の2
    個の出力端子とに相当する、前記第1、第2及び第3反
    転出力端子をそれぞれ相補する第1、第2及び第3非反
    転出力端子を有し、且つ前記第1積分器の前記非反転入
    力端子及び前記第1反転出力端子と前記第2積分器の前
    記第1非反転出力端子とを、前記フィルタ入力端子の一
    方に接続し、且つ前記第1及び第2積分器の第2反転出
    力端子を、前記フィルタ出力端子の一方に接続し、且つ
    前記第1積分器の第3反転出力端子を、前記第2積分器
    の非反転入力端子及び第1反転出力端子に接続し、且つ
    残りのフィルタ入力端子と、フィルタ出力端子と、前記
    積分器の入力端子及び出力端子とを、相補的に対応する
    ように接続し、これによって、4乗ベキ変換関数を有す
    るフィルタ段を構成し、前記変換関数の係数を、積分器
    のトランジスタの相対的な寸法によって規定することを
    特徴とするフィルタ装置。
JP3256602A 1990-10-04 1991-10-03 圧伸電流モード・トランスコンダクタ・コンデンサ積分器 Pending JPH04230588A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL9002154A NL9002154A (nl) 1990-10-04 1990-10-04 Companderende stroom-modus transconductor-c integrator.
NL9002154 1990-10-04

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH04230588A true JPH04230588A (ja) 1992-08-19

Family

ID=19857762

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP3256602A Pending JPH04230588A (ja) 1990-10-04 1991-10-03 圧伸電流モード・トランスコンダクタ・コンデンサ積分器

Country Status (6)

Country Link
US (1) US5189321A (ja)
EP (1) EP0479374B1 (ja)
JP (1) JPH04230588A (ja)
KR (1) KR920008587A (ja)
DE (1) DE69127524T2 (ja)
NL (1) NL9002154A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7042304B2 (en) * 2002-11-28 2006-05-09 Stmicroelectronics S.R.L. Circuit device for realizing a non-linear reactive elements scale network
JP2012211809A (ja) * 2011-03-31 2012-11-01 Citizen Holdings Co Ltd 物理量センサ

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5235540A (en) * 1990-04-26 1993-08-10 Silicon Systems, Inc. Parasitic insensitive programmable biquadratic pulse slimming technique
US5311088A (en) * 1992-07-23 1994-05-10 At&T Bell Laboratories Transconductance cell with improved linearity
GB9303828D0 (en) * 1993-02-25 1993-04-14 Imperial College Switched-transconductance techniques
US5959871A (en) * 1993-12-23 1999-09-28 Analogix/Portland State University Programmable analog array circuit
US5966087A (en) * 1998-02-26 1999-10-12 Motorola, Inc. Apparatus providing a substantially equal transconductance ratio and method
US8184390B1 (en) * 2008-12-03 2012-05-22 Link—A—Media Devices Corporation Data pattern dependent amplitude adjustment

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4293820A (en) * 1979-08-23 1981-10-06 Centre De Recherche Industrielle Du Quebec Positive feedback biquad filter
US4374335A (en) * 1980-05-19 1983-02-15 Precision Monolithics, Inc. Tuneable I.C. active integrator
JPS58178725U (ja) * 1982-04-15 1983-11-30 東光株式会社 非線形積分回路
DE3408220A1 (de) * 1984-03-07 1985-09-12 Telefunken electronic GmbH, 7100 Heilbronn Steuerbarer integrator
IT1182562B (it) * 1985-09-23 1987-10-05 Cselt Centro Studi Lab Telecom Circuito integratore a larga banda
AU602031B2 (en) * 1986-12-29 1990-09-27 Sony Corporation Filter circuit
GB2231424A (en) * 1989-05-10 1990-11-14 Philips Electronic Associated Integrator circuit
US5012139A (en) * 1989-10-30 1991-04-30 Motorola Inc. Full wave rectifier/averaging circuit

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7042304B2 (en) * 2002-11-28 2006-05-09 Stmicroelectronics S.R.L. Circuit device for realizing a non-linear reactive elements scale network
JP2012211809A (ja) * 2011-03-31 2012-11-01 Citizen Holdings Co Ltd 物理量センサ

Also Published As

Publication number Publication date
DE69127524D1 (de) 1997-10-09
US5189321A (en) 1993-02-23
EP0479374B1 (en) 1997-09-03
KR920008587A (ko) 1992-05-28
DE69127524T2 (de) 1998-02-26
NL9002154A (nl) 1992-05-06
EP0479374A1 (en) 1992-04-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5227681A (en) Integration circuit
US5440264A (en) Frequency tuning system for tuning a center frequency of an analog bandpass filter
EP0561099B1 (en) Circuit device for suppressing the dependence from temperature and production process variables of the transconductance of a differential transconductor stage
JPH04230588A (ja) 圧伸電流モード・トランスコンダクタ・コンデンサ積分器
US4340868A (en) Current mode biquadratic active filter
NL8300954A (nl) Electronisch filter, meer in het bijzonder voor verschillende doeleinden.
US4404529A (en) Lowpass filter with electronic control of cutoff and resonance
US4748422A (en) Amplifier circuit suitable for use as an active filter circuit
US4017750A (en) Circuit arrangement for effectively making integrated impedances accurate
KR19990008229A (ko) 주파수 의존 저항기
Gunes et al. CFA based fully integrated n th-order lowpass filter
JP3411988B2 (ja) 可変電圧電流変換回路
JPH0648775B2 (ja) リープフロッグ・フィルタ
ISHIBASHI et al. A realization of low sensitivity RCCS-controlled monolithic integrators and their application to RC active filters
US3746889A (en) Transmission network exhibiting biquadratic transfer response
JPS63193710A (ja) 積分回路
JP2507010B2 (ja) フィルタ回路
EP0397945B1 (en) Variable impedance circuit
JPH0320086B2 (ja)
JPH11163676A (ja) フィルタ回路
JPH07240664A (ja) アナログフィルタ
JPH01311610A (ja) 可変リアクタンス回路
JPH04304012A (ja) フイルタ回路
JPH09331234A (ja) 時定数発生回路
JPH0775299B2 (ja) アクティブ・フィルタ回路