JPH0518123U

JPH0518123U - アクテイブフイルタ

Info

Publication number: JPH0518123U
Application number: JP6971391U
Authority: JP
Inventors: 壽伊藤
Original assignee: New Japan Radio Co Ltd
Current assignee: New Japan Radio Co Ltd
Priority date: 1991-08-06
Filing date: 1991-08-06
Publication date: 1993-03-05
Anticipated expiration: 2006-08-06
Also published as: JP2566596Y2

Abstract

(57)【要約】【目的】Ｇｍアンプ、マルチプライヤ及びコンデンサ
で形成したアクティブフィルタにおいて、Ｇｍアンプの
定電流源の電流とマルチプライヤの定電流源の電流との
比をあまり大きくしなくても、コンデンサ容量を少なく
できるようにすること。【構成】Ｇｍアンプの差動接続トランジスタの各々を２
コレクタタイプとして、その各トランジスタの各コレク
タをマルチプライヤの差動接続トランジスタの各トラン
ジスタの各ベースに分けて接続した。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、Ｇｍアンプ、マルチプライヤ及びコンデンサから構成したアクティブフィルタに係り、特にコンデンサ容量を少なくできるようにしてＩＣ（集積回路）内に取り込め、しかも低いカットオフ周波数を得ることがでるようにしたアクティブフィルタに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

図２に従来のアクティブフィルタ（ローパスフィルタ）の回路を示す。この回路は、電流が２Ｉａの定電流源１（第１の電流源）に同値の抵抗Ｒ１、Ｒ２を共通接続し、その抵抗Ｒ１、Ｒ２にトランジスタＱ１、Ｑ２（第１、第２トランジスタ）を差動接続してＧｍアンプＡを構成し、そのトランジスタＱ１、Ｑ２のコレクタにダイオード接続のトランジスタＱ３、Ｑ４を負荷として接続し、そのトランジスタＱ３、Ｑ４のエミッタを定電圧源２に接続している。

【０００３】そして、上記ＧｍアンプＡの両トランジスタＱ１、Ｑ２のコレクタ出力の差成分をトランジスタＱ５〜Ｑ８からなるマルチプライヤＢに出力している。このマルチプライヤＢのトランジスタＱ５、Ｑ６（第３、第４トランジスタ）はＧｍアンプＡの出力差成分を入力し、それらのコレクタには負荷としてカレントミラー接続のトランジスタＱ７、Ｑ８が接続される。３は電流が２Ｉｂの定電流源（第２の電流源）である。Ｃはコンデンサである。

【０００４】この回路では、トランジスタＱ１のベースの入力端子４に印加した入力電圧をＶｉ（ｓ）とし、出力端子５から得られる出力電圧をＶｏ（ｓ）とすると、伝達関数は、Ｖｏ（ｓ）＝Ｖｉ（ｓ）／（１＋ＳＣ／ＫＧｍ）・・（１）となる。Ｓは演算子（ｊｗ）、ＣはコンデンサＣの容量、ＧｍはＧｍアンプＡの相互コンダクタンス、Ｋは定数である。この式（１）から明らかなように、伝達関数（アクティブフィルタではカットオフ周波数が決る）を変化させずにコンデンサ容量Ｃを小さくするには、ＫやＧｍを小さくすれば良い。

【０００５】ここで、Ｇｍは限界まで小さくできたとする。そして、ダイオード接続トランジスタＱ３、Ｑ４のコレクタ間の電圧をＶｘ（但し、トランジスタＱ３のコレクタ側を正とする）とし、循環電流をｉａ、Ｖ_BE ₃ 、Ｖ_BE ₄ をトランジスタＱ３、Ｑ４のベース・エミッタ間電圧とすれば、Ｖ_BE ₃ ＝Ｖ_T・ｌ_n［（Ｉａ＋ｉａ）／Ｉｓ］・・（２）Ｖ_BE ₄ ＝Ｖ_T・ｌ_n［（Ｉａ−ｉａ）／Ｉｓ］・・（３）Ｖｘ＝Ｖ_BE ₃ −Ｖ_BE ₄ ＝Ｖ_T・ｌ_n［（Ｉａ＋ｉａ）／（Ｉａ−ｉａ）］・・（４）となる。Ｖ_Tはサーマル電圧、ｌ_nは自然対数、Ｉｓは飽和電流である。

【０００６】この電圧ＶｘはマルチプライヤＢのトランジスタＱ５、Ｑ６のベース間の電圧でもあるので、そこの循環電流をｉｓ、Ｖ_BE ₅ 、Ｖ_BE ₆ をトランジスタＱ５、Ｑ６のベース・エミッタ間電圧とすれば、Ｖ_BE ₅ ＝Ｖ_T・ｌ_n［（Ｉｂ＋ｉｂ）／Ｉｓ］・・（５）Ｖ_BE ₆ ＝Ｖ_T・ｌ_n［（Ｉｂ−ｉｂ）／Ｉｓ］・・（６）Ｖｘ＝Ｖ_BE ₅ −Ｖ_BE ₆ ＝Ｖ_T・ｌ_n［（Ｉｂ＋ｉｂ）／（Ｉｂ−ｉｂ）］・・（７）となる。

【０００７】よって、式（４）と（７）とから、（Ｉａ＋ｉａ）／（Ｉａ−ｉａ）＝（Ｉｂ＋ｉｂ）／（Ｉｂ−ｉｂ）・・（８）となるので、ｉａ＝ｉｂ・Ｉａ／Ｉｂ・・（９）となる。よって、定数ＫをＫ＝ｉｂ／ｉａ・・（１０）とすれば、この定数Ｋは、Ｋ＝Ｉｂ／Ｉａ・・（１１）となる。つまり、定数Ｋを小さくするためには、ＧｍアンプＡの定電流源１の電流２Ｉａの値をマルチプライヤＢの定電流源２Ｉｂの値よりも大きく設定すれば良いことになる。

【０００８】

【考案が解決しようとする課題】

しかながら、このような［Ｉｂ／Ｉａ］の値には限界があり、ある限度以下にすることはできない。それは、［Ｉｂ／Ｉａ］による大きな電流比を得ることは精度上困難であること、マルチプライヤＢの出力がＧｍアンプＡの入力に帰還されているのでＩｂ／Ｉａの電流比が大きすぎる場合、ＧｍアンプＡのベース電流の影響が大きくなるためである。

【０００９】本考案の目的は、上記したような制約を受けずにＫの値を更に小さくできるようにして、コンデンサ容量を少なくできるようにしたアクティブフィルタを提供することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】

このために本考案は、第１の電流源に第１、第２トランジスタを差動接続して構成したＧｍアンプと、該第１、第２の各トランジスタの負荷に各々接続した第１、第２のダイオードと、上記第１、第２トランジスタの出力差成分を入力するよう第２の電流源に第３、第４のトランジスタを差動接続し、該第３、第４のトランジスタにカレントミラーを負荷として接続したマルチプライヤと、該マルチプライヤの出力と接地間に接続したコンデンサとからなり、上記第１トランジスタのベースを入力端子に、上記第２トランジスタのベース及び上記マルチプライヤの出力を出力端子に接続して構成したアクティブフィルタにおいて、

【００１１】上記第１、第２トランジスタを２コレクタトランジスタとし、上記第１トランジスタの第１コレクタと上記第２トランジスタの第２コレクタを上記第１のダイオードに接続し、上記第１トランジスタの第２コレクタと上記第２トランジスタの第１コレクタを上記第２ダイオードに接続して構成した。

【００１２】

【実施例】

以下、本考案の実施例について説明する。図１はその一実施例のアクティブフィルタの回路図である。図２で説明したものと同一のものには同一の符号を付した。この図１は、ＧｍアンプＡを構成する差動接続のトランジスタＱ９、Ｑ１０を２コレクタタイプのＰＮＰトランジスタとし、一方のコレクタ９ａ、１０ａ（図２のトランジスタＱ１、Ｑ２のコレクタと同一面積）を図２と同様にダイオード接続のトランジスタＱ３、Ｑ４のコレクタに接続し、他方のコレクタ９ｂ、１０ｂ（コレクタ面積比が一方のコレクタ９ａ、１０ａのＭ倍）をクロス状に他方側のダイオード接続トランジスタＱ４、Ｑ３のコレクタに接続したものである。

【００１３】この回路では、前記と同様にＧｍアンプＡの循環電流をｉａ、マルチプライヤＢの循環電流をｉｂとすると、次の関係式が成立する。［Ｉａ＋ｉａ＋（Ｉａ−ｉａ）Ｍ］／［Ｉａ−ｉａ＋（Ｉａ＋ｉａ）Ｍ］＝（Ｉｂ＋ｉｂ）／（Ｉｂ−ｉｂ）・・（１２）この式（１２）からｉａを求めると、ｉａ＝［（１＋Ｍ）／（１−Ｍ）］・［Ｉａ／Ｉｂ］・ｉｂ・・（１３）となる。前記式（１０）からＫ＝ｉｂ／ｉａであるので、式（１３）から、Ｋ＝［Ｉｂ／Ｉａ］・［（１−Ｍ）／（１＋Ｍ）］・・（１４）となる。つまり、定数Ｋの値は、定電流源１、３の電流２Ｉａ、２Ｉｂのみならず、トランジスタＱ９、Ｑ１０の２コレクタの面積比Ｍの値よっても変化する。

【００１４】従って、定電流源１、３の電流比をある範囲内に抑えて前記した問題の発生を防止しながら、このＭの値を０＜Ｍ＜１の範囲でできるだけ１に近い値に設定することにより、Ｋを値をより小さな値に設定することができ、その分コンデンサＣの容量を小さくできるので、ＩＣ内への組み込みが容易となる。

【００１５】

【考案の効果】

以上から本考案によれば、Ｇｍアンプの電流源の電流とマルチプライヤの電流源の電流との比を特別に大きくせずとも、Ｋの値を小さい値に設定させることができるので、電流比の精度上の問題やＧｍアンプのベース電流の問題等を発生させることなく、ＩＣ内部に組み込むコンデンサ容量を小さくすることができるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例のアクティブフィルタの回
路図である。

【図２】従来のアクティブフィルタの回路図である。

【符号の説明】

Ａ：Ｇｍアンプ、Ｂ：マルチプライヤ、Ｃ：コンデン
サ、１：定電流源、２：定電圧源、３：定電流源。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】第１の電流源に第１、第２トランジス
タを差動接続して構成したＧｍアンプと、該第１、第２
の各トランジスタの負荷に各々接続した第１、第２のダイオードと、上記第１、第２トランジスタの出
力差成分を入力するよう第２の電流源に第３、第４のト
ランジスタを差動接続し、該第３、第４のトランジスタ
にカレントミラーを負荷として接続したマルチプライヤ
と、該マルチプライヤの出力と接地間に接続したコンデ
ンサとからなり、上記第１トランジスタのベースを入力
端子に、上記第２トランジスタのベース及び上記マルチ
プライヤの出力を出力端子に接続して構成したアクティ
ブフィルタにおいて、上記第１、第２トランジスタを２コレクタトランジスタ
とし、上記第１トランジスタの第１コレクタと上記第２
トランジスタの第２コレクタを上記第１のダイオードに
接続し、上記第１トランジスタの第２コレクタと上記第
２トランジスタの第１コレクタを上記第２ダイオードに
接続したことを特徴とするアクティブフィルタ。
【請求項２】上記第１、第２トランジスタの上記第
１コレクタと上記第２コレクタの比Ｍを０＜Ｍ＜１の範
囲で、且つより１に近い値に設定したことを特徴とする
請求項１に記載のアクティブフィルタ。