JPH0454012A - ローパスフィルタ回路 - Google Patents
ローパスフィルタ回路Info
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- JPH0454012A JPH0454012A JP16269090A JP16269090A JPH0454012A JP H0454012 A JPH0454012 A JP H0454012A JP 16269090 A JP16269090 A JP 16269090A JP 16269090 A JP16269090 A JP 16269090A JP H0454012 A JPH0454012 A JP H0454012A
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- Japan
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- resistance
- filter circuit
- switch
- circuit
- lsi
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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
【発明の詳細な説明】
(概 要〕
遮断周波数の調整が可能なローパスフィルタ回路、特に
アナログLSIに適用して好適なローパスフィルタ回路
に関し、 フィルタの遮断周波数を調整し得るようにするとともに
、フィルタ定数を定める抵抗をLSI内部に構成するこ
とを可能にするフィルタ回路を提供することを目的とし
、 増幅器の出力端にそのl端が接続されるとともに複数の
抵抗素子に分割された負荷抵抗を有し、これらの抵抗素
子間の接続点を選択的に供給電源に接続するスイッチ素
子および上記増幅器の出力端と上記供給電源との間に接
続されたコンデンサとによってローパスフィルタ回路を
構成した。
アナログLSIに適用して好適なローパスフィルタ回路
に関し、 フィルタの遮断周波数を調整し得るようにするとともに
、フィルタ定数を定める抵抗をLSI内部に構成するこ
とを可能にするフィルタ回路を提供することを目的とし
、 増幅器の出力端にそのl端が接続されるとともに複数の
抵抗素子に分割された負荷抵抗を有し、これらの抵抗素
子間の接続点を選択的に供給電源に接続するスイッチ素
子および上記増幅器の出力端と上記供給電源との間に接
続されたコンデンサとによってローパスフィルタ回路を
構成した。
本発明は、遮断周波数の調整が可能なローパスフィルタ
回路、特にアナログLSIに適用して好適なローパスフ
ィルタ回路に関する。
回路、特にアナログLSIに適用して好適なローパスフ
ィルタ回路に関する。
コンピュータ周辺装置の小型化を図るために、使用され
るアナログ回路もLSI化が進められているが、アナロ
グ回路をLSIとして構成する場合、半導体基板に構成
される抵抗の絶対精度は低いけれども相対精度は比較的
良好なために、構成された回路の性能がこの抵抗の相対
精度のみに依存するような回路構成をとるようにしてい
る。
るアナログ回路もLSI化が進められているが、アナロ
グ回路をLSIとして構成する場合、半導体基板に構成
される抵抗の絶対精度は低いけれども相対精度は比較的
良好なために、構成された回路の性能がこの抵抗の相対
精度のみに依存するような回路構成をとるようにしてい
る。
しかしながら、RCフィルタ回路においては、フィルタ
定数を定める抵抗およびコンデンサの絶対精度によって
その特性が定まるため、抵抗値の絶対精度を得ることが
困難なLSIにおいてはこの抵抗をLSI内部に構成す
ることができず、この抵抗を外部に実装するようにして
いるために小型化の要求に充分応じることができなかっ
た。
定数を定める抵抗およびコンデンサの絶対精度によって
その特性が定まるため、抵抗値の絶対精度を得ることが
困難なLSIにおいてはこの抵抗をLSI内部に構成す
ることができず、この抵抗を外部に実装するようにして
いるために小型化の要求に充分応じることができなかっ
た。
本発明は、フィルタの遮断周波数を調整し得るようにす
るとともに、フィルタ定数を定める抵抗をLSI内部に
構成することを可能にするフィルタ回路を提供すること
を目的とする。
るとともに、フィルタ定数を定める抵抗をLSI内部に
構成することを可能にするフィルタ回路を提供すること
を目的とする。
第1図の原理図を参照すれば、増幅器への出力端にその
1端が接続されるとともに複数の抵抗素子R6R1,R
2,−−−−R−に分割された負荷抵抗を有し、これら
の抵抗素子間の接続点を選択的に供給電源Vに接続する
スイッチ素子S 、、 S 2.−S 。
1端が接続されるとともに複数の抵抗素子R6R1,R
2,−−−−R−に分割された負荷抵抗を有し、これら
の抵抗素子間の接続点を選択的に供給電源Vに接続する
スイッチ素子S 、、 S 2.−S 。
および上記増幅器Aの出力端と上記供給電源との間に接
続されたコンデンサCとを設けてローパスフィルタ回路
を構成した。
続されたコンデンサCとを設けてローパスフィルタ回路
を構成した。
増幅器Aの遮断周波数fは、負荷回路りの抵抗素子R1
,Rt、・−・・・・・R1の合成抵抗およびコンデン
サCの値をそれぞれRおよびCとしたとき、増幅器Aの
トランジスタTの内部抵抗およびそのエミッタ回路の抵
抗などを無視すれば、下記の式に示すようになる。
,Rt、・−・・・・・R1の合成抵抗およびコンデン
サCの値をそれぞれRおよびCとしたとき、増幅器Aの
トランジスタTの内部抵抗およびそのエミッタ回路の抵
抗などを無視すれば、下記の式に示すようになる。
f=1/2πRC
したかって、第1図のスイッチS、が閉路している状態
では抵抗素子R,とコンデンサCとの並列回路が負荷回
路りを構成しており、その遮断周波数f、は f、=1/2πR+C になる。
では抵抗素子R,とコンデンサCとの並列回路が負荷回
路りを構成しており、その遮断周波数f、は f、=1/2πR+C になる。
また、抵抗素子Rt、・・・・・・・・R1の抵抗値か
すへてこの抵抗素子R1の値と等しいと仮定すると、ス
イッチS1が開路してスイッチS2が閉路しているとき
の遮断周波数f2は f2=1/2π(Ro + R+ ) C=l/4πR
oC となってスイッチS1が閉路しているときの遮断周波数
の1/2になる。
すへてこの抵抗素子R1の値と等しいと仮定すると、ス
イッチS1が開路してスイッチS2が閉路しているとき
の遮断周波数f2は f2=1/2π(Ro + R+ ) C=l/4πR
oC となってスイッチS1が閉路しているときの遮断周波数
の1/2になる。
上記抵抗素子R3およびコンデンサCの値によって定ま
るフィルタ定数を所要の遮断周波数に対して1/(1+
最大抵抗誤差率)となるような値に選んでおけば、LS
I内に構成される抵抗素子R1の誤差が正方向に最大で
あるときには上記のようにスイッチS1を閉路すること
によって、フィルタ定数を定める抵抗として抵抗素子R
1のみが使用されて所要の遮断周波数が得られる。
るフィルタ定数を所要の遮断周波数に対して1/(1+
最大抵抗誤差率)となるような値に選んでおけば、LS
I内に構成される抵抗素子R1の誤差が正方向に最大で
あるときには上記のようにスイッチS1を閉路すること
によって、フィルタ定数を定める抵抗として抵抗素子R
1のみが使用されて所要の遮断周波数が得られる。
なお、この最大抵抗誤差率は、LSI内に構成される抵
抗素子を生成する際に予測される最大誤差の割合を示す
ものであり、抵抗値が高くなる方向の誤差を正方向誤差
、抵抗値が低くなる方向の誤差を負方向誤差という。
抗素子を生成する際に予測される最大誤差の割合を示す
ものであり、抵抗値が高くなる方向の誤差を正方向誤差
、抵抗値が低くなる方向の誤差を負方向誤差という。
一方、スイッチS、、S、、・・・・・−8,−3をす
べて開路してスイッチS、のみを閉路すれば、抵抗素子
R2〜R,が上記抵抗R1と直列に接続されるので、L
SI内に構成される抵抗素子R8に負方向の最大誤差が
あるときに所要の遮断周波数か得られるような値にこれ
らの抵抗素子R9〜R1の合成抵抗、すなわちRI+
Rt+・・・・・・・・十R,の値を選んでおくように
する。
べて開路してスイッチS、のみを閉路すれば、抵抗素子
R2〜R,が上記抵抗R1と直列に接続されるので、L
SI内に構成される抵抗素子R8に負方向の最大誤差が
あるときに所要の遮断周波数か得られるような値にこれ
らの抵抗素子R9〜R1の合成抵抗、すなわちRI+
Rt+・・・・・・・・十R,の値を選んでおくように
する。
すなわち、LSI内に構成される抵抗素子Rに正方向の
最大誤差があるときにはこの抵抗素子R1のみによって
、また、LSI内に構成される抵抗素子R1に負方向の
最大誤差があるときには抵抗素子Rl”’−R−の合成
抵抗、すなわちR,+R2+・・・・・・・+R,をそ
れぞれフィルタ定数を定める抵抗値として用いることに
よって、LSI内に構成される抵抗素子R3に誤差が生
じた場合でも所要のフィルタ定数を得ることができる。
最大誤差があるときにはこの抵抗素子R1のみによって
、また、LSI内に構成される抵抗素子R1に負方向の
最大誤差があるときには抵抗素子Rl”’−R−の合成
抵抗、すなわちR,+R2+・・・・・・・+R,をそ
れぞれフィルタ定数を定める抵抗値として用いることに
よって、LSI内に構成される抵抗素子R3に誤差が生
じた場合でも所要のフィルタ定数を得ることができる。
なお、上述したところから明らかなように、抵抗素子R
2〜R1は抵抗素子R3に生じた誤差を補償するための
抵抗素子であり、これらの抵抗素子R2〜R1による合
成抵抗R2+ ・−・+K、を分割する数、すなわち抵
抗素子R2〜R1の数はフィルタ定数を定める精度を高
くするためには多くし、また低い精度で足りる場合には
その数を少なくすることができる。
2〜R1は抵抗素子R3に生じた誤差を補償するための
抵抗素子であり、これらの抵抗素子R2〜R1による合
成抵抗R2+ ・−・+K、を分割する数、すなわち抵
抗素子R2〜R1の数はフィルタ定数を定める精度を高
くするためには多くし、また低い精度で足りる場合には
その数を少なくすることができる。
第2図は二点鎖線で示すようにLSI上に構成された差
動増幅器に本発明を適用したフィルタ回路の実施例を示
す図である。
動増幅器に本発明を適用したフィルタ回路の実施例を示
す図である。
このフィルタ回路は、定電流回路ユニットF、入力端子
および出力端子を備える増幅器ユニットA、この増幅器
Aの利得を定めるための利得設定抵抗ユニットG、フィ
ルタ定数を定めるためのコンデンサを含むフィルタ定数
回路ユニットC1それぞれ等しい値を有する一対の抵抗
素子を含むフィルタ定数補正抵抗ユニットR、、R、、
−一・・・R1−1R1およびスイッチユニットS 、
、 S 2.・・・・・・S、−2S9によって構成さ
れている。
および出力端子を備える増幅器ユニットA、この増幅器
Aの利得を定めるための利得設定抵抗ユニットG、フィ
ルタ定数を定めるためのコンデンサを含むフィルタ定数
回路ユニットC1それぞれ等しい値を有する一対の抵抗
素子を含むフィルタ定数補正抵抗ユニットR、、R、、
−一・・・R1−1R1およびスイッチユニットS 、
、 S 2.・・・・・・S、−2S9によって構成さ
れている。
増幅器ユニットAの2つのトランジスタTa。
T a 2は利得設定抵抗ユニットGの抵抗Rgおよび
定電流回路ユニットFとを含めて差動増幅器を構成して
おり、これらトランジスタT a + 、 T a 2
の負荷となる上記フィルタ定数補正抵抗ユニットR+
、 R2,−・・・−・・・R、−、、R、内の一対の
抵抗素子、例えばユニットR4およびR2の抵抗rl、
r2およびrl、、r22は前述した第1図の抵抗R3
R7,・−・・・・にそれぞれ相当するものであって、
これら抵抗の合成抵抗値とフィルタ定数回路ユニットC
のコンデンサとによって遮断周波数、すなわちフィルタ
定数が定まる。
定電流回路ユニットFとを含めて差動増幅器を構成して
おり、これらトランジスタT a + 、 T a 2
の負荷となる上記フィルタ定数補正抵抗ユニットR+
、 R2,−・・・−・・・R、−、、R、内の一対の
抵抗素子、例えばユニットR4およびR2の抵抗rl、
r2およびrl、、r22は前述した第1図の抵抗R3
R7,・−・・・・にそれぞれ相当するものであって、
これら抵抗の合成抵抗値とフィルタ定数回路ユニットC
のコンデンサとによって遮断周波数、すなわちフィルタ
定数が定まる。
具体的には、フィルタ回路の所要の遮断周波数かFのと
き、F=1/ (2πX2CxR)となるような抵抗値
Rを求め、最大抵抗誤差率をKとしたときフィルタ定数
補正抵抗ユニットR1内の一対の負荷抵抗素子rl+、
r2+のそれぞれ値rを r + =R/ (1+K) となるように設定しておく。
き、F=1/ (2πX2CxR)となるような抵抗値
Rを求め、最大抵抗誤差率をKとしたときフィルタ定数
補正抵抗ユニットR1内の一対の負荷抵抗素子rl+、
r2+のそれぞれ値rを r + =R/ (1+K) となるように設定しておく。
また、フィルタ定数補正抵抗ユニットRl、 R2−−
−R,内の抵抗素子r 1 、、 r l t、 −r
l 、あるいはr 2 +、r 2 L −−−r
2 、の合成抵抗値に′すなわち、 K’ = r + + r 2−1−−+ r =
を、 K’ =R/ (1−K) となるように設定しておく。
−R,内の抵抗素子r 1 、、 r l t、 −r
l 、あるいはr 2 +、r 2 L −−−r
2 、の合成抵抗値に′すなわち、 K’ = r + + r 2−1−−+ r =
を、 K’ =R/ (1−K) となるように設定しておく。
抵抗誤差が正方向に最大のとき、LSIのセレクト入力
端子SWlに低い電位“L″を、他のセレクト入力端子
SW、〜SW、に高い電位“H″を印加すると、スイッ
チユニットS、の2つのトランジスタTsL、 Ts2
+は導通して電源Vccからの電流を上記ユニットR,
の抵抗r】1.r2+を介して増幅器ユニットAの2つ
のトランジスタT a 、、Ta、のコレクタに供給し
、他のスイッチユニットSt、・・・−・−・−s a
−L s 、内の各トラ、ンジスタTs1.〜Ts1.
. Ts2+〜Ts2.は遮断状態になるので他のフィ
ルタ定数補正抵抗ユニットRt、”−・−・−R,−+
、R−は切り離される。
端子SWlに低い電位“L″を、他のセレクト入力端子
SW、〜SW、に高い電位“H″を印加すると、スイッ
チユニットS、の2つのトランジスタTsL、 Ts2
+は導通して電源Vccからの電流を上記ユニットR,
の抵抗r】1.r2+を介して増幅器ユニットAの2つ
のトランジスタT a 、、Ta、のコレクタに供給し
、他のスイッチユニットSt、・・・−・−・−s a
−L s 、内の各トラ、ンジスタTs1.〜Ts1.
. Ts2+〜Ts2.は遮断状態になるので他のフィ
ルタ定数補正抵抗ユニットRt、”−・−・−R,−+
、R−は切り離される。
これによって、増幅器ユニットAは、フィルタ定数補正
抵抗ユニットR0内の抵抗素子rl+、r2、を負荷抵
抗として入力端子1.、I、からの信号の差動増幅を行
って出力端子0..02に差動信号を出力するが、この
ときの増幅器Aの遮断周波数f1はこのフィルタ定数補
正抵抗ユニットR。
抵抗ユニットR0内の抵抗素子rl+、r2、を負荷抵
抗として入力端子1.、I、からの信号の差動増幅を行
って出力端子0..02に差動信号を出力するが、この
ときの増幅器Aの遮断周波数f1はこのフィルタ定数補
正抵抗ユニットR。
内の負荷抵抗素子rl+、r2+の値r1とフィルタ定
数回路ユニットCのコンデンサの値Cとによって L =1/ (2πX2CXr+ )=1/ (2π
x2CxR)=F となってフィルタ回路の所要の遮断周波数か得られる。
数回路ユニットCのコンデンサの値Cとによって L =1/ (2πX2CXr+ )=1/ (2π
x2CxR)=F となってフィルタ回路の所要の遮断周波数か得られる。
また、LSIのセレクト入力端子SW、に低い電位“L
”を、他のセレクト入力端子SW、〜SW、 。
”を、他のセレクト入力端子SW、〜SW、 。
に高い電位“H”を印加すると、スイッチユニットS、
の2つのトランジスタTs1.. T s2.は導通し
て、電源Vccからの電流を上記ユニットR1〜R1の
抵抗素子rl、〜rl、およびr2.〜r2、を介して
増幅器ユニットAの2つのトランジスタTa、、Ta、
のコレクタに供給するので、増幅器ユニッ)Aはフィル
タ定数補正抵抗ユニットR5〜R1内の抵抗素子rl、
〜r1.およびr2、〜r2.を負荷抵抗として入力端
子1.、I2からの信号を差動増幅して出力端子0..
02に差動信号を出力する。
の2つのトランジスタTs1.. T s2.は導通し
て、電源Vccからの電流を上記ユニットR1〜R1の
抵抗素子rl、〜rl、およびr2.〜r2、を介して
増幅器ユニットAの2つのトランジスタTa、、Ta、
のコレクタに供給するので、増幅器ユニッ)Aはフィル
タ定数補正抵抗ユニットR5〜R1内の抵抗素子rl、
〜r1.およびr2、〜r2.を負荷抵抗として入力端
子1.、I2からの信号を差動増幅して出力端子0..
02に差動信号を出力する。
このときの増幅器Aの遮断周波数f、は、前記(2)式
の抵抗値r、にフィルタ定数補正抵抗ユニットR1〜R
1内の抵抗素子r12〜r1.あるいはr22〜r2.
の合成抵抗値r2+−・・−・・・+r。
の抵抗値r、にフィルタ定数補正抵抗ユニットR1〜R
1内の抵抗素子r12〜r1.あるいはr22〜r2.
の合成抵抗値r2+−・・−・・・+r。
を加えたr + + r 2 + −−−−+ r a
となるから、その遮断周波数f5は f。==1/(2πx2CX (r+ +rt +−+
r、)) = 1/ (2πX2CXR)=F になり、フィルタ回路の所要の遮断周波数か得られる。
となるから、その遮断周波数f5は f。==1/(2πx2CX (r+ +rt +−+
r、)) = 1/ (2πX2CXR)=F になり、フィルタ回路の所要の遮断周波数か得られる。
上述したところから明らかなように、中間のスイッチユ
ニット82〜S、−4のセレクト入力端子SW2〜SW
、、の1つSW、に“L′電位が与えられると、フィル
タ定数補正抵抗ユニットR3〜R1内の抵抗素子rl+
〜rl、およびr2.〜r2゜をフィルタ定数を定める
抵抗値として動作することはいうまでもない。
ニット82〜S、−4のセレクト入力端子SW2〜SW
、、の1つSW、に“L′電位が与えられると、フィル
タ定数補正抵抗ユニットR3〜R1内の抵抗素子rl+
〜rl、およびr2.〜r2゜をフィルタ定数を定める
抵抗値として動作することはいうまでもない。
このようにフィルタ定数補正抵抗ユニットR。
の抵抗素子r1の抵抗値が正方向の最大誤差を有すると
きにはセレクト入力端子SW1のみに“L”電位を与え
ることによってこのユニットR1の抵抗素子のみを用い
、また、この抵抗素子r、の抵抗値が正または負方向の
誤差を有するときにはフィルタ定数補正抵抗ユニットR
3から適当数のユニットの抵抗素子が上記ユニットR1
の抵抗素子と直列に接続されるようにセレクト入力端子
SW。
きにはセレクト入力端子SW1のみに“L”電位を与え
ることによってこのユニットR1の抵抗素子のみを用い
、また、この抵抗素子r、の抵抗値が正または負方向の
誤差を有するときにはフィルタ定数補正抵抗ユニットR
3から適当数のユニットの抵抗素子が上記ユニットR1
の抵抗素子と直列に接続されるようにセレクト入力端子
SW。
〜SW、のいずれか1つに“L″電位与えることによっ
て所要の遮断周波数を得ることができる。
て所要の遮断周波数を得ることができる。
本発明によれば使用する抵抗素子をスイッチによって選
択するだけでフィルタ回路の遮断周波数を変更すること
ができ、特にLSI化されたフィルタ回路に適用すれば
外付けした抵抗素子を用いることなく、所要の遮断周波
数を得ることができるという格別の効果が達成される。
択するだけでフィルタ回路の遮断周波数を変更すること
ができ、特にLSI化されたフィルタ回路に適用すれば
外付けした抵抗素子を用いることなく、所要の遮断周波
数を得ることができるという格別の効果が達成される。
第1図は本発明の原理を示す図、
第2図は本発明をLSIとして構成された差動増幅器に
適用した実施例を示す図である。 特許出願人 富士通株式会社 原理図 第1図
適用した実施例を示す図である。 特許出願人 富士通株式会社 原理図 第1図
Claims (1)
- 増幅器Aの出力端にその1端が接続されるとともに複数
の抵抗素子R_0,R_1,R_2,・・・・・・・・
R_mに分割された負荷抵抗を有し、これらの抵抗素子
間の接続点を選択的に供給電源Vに接続するスイッチ素
子S_1,S_2,・・・・・・・・S_mおよび上記
増幅器Aの出力端と上記供給電源との間に接続されたコ
ンデンサCとを備えることを特徴とするローパスフィル
タ回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16269090A JPH0454012A (ja) | 1990-06-22 | 1990-06-22 | ローパスフィルタ回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16269090A JPH0454012A (ja) | 1990-06-22 | 1990-06-22 | ローパスフィルタ回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0454012A true JPH0454012A (ja) | 1992-02-21 |
Family
ID=15759451
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16269090A Pending JPH0454012A (ja) | 1990-06-22 | 1990-06-22 | ローパスフィルタ回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0454012A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5629655A (en) * | 1992-10-27 | 1997-05-13 | Ericsson Inc. | Integrated distributed RC low-pass filters |
-
1990
- 1990-06-22 JP JP16269090A patent/JPH0454012A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5629655A (en) * | 1992-10-27 | 1997-05-13 | Ericsson Inc. | Integrated distributed RC low-pass filters |
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