JPH06164312A - 演算トランスコンダクタンス増幅器・キャパシタ対用の周波数同調システム - Google Patents
演算トランスコンダクタンス増幅器・キャパシタ対用の周波数同調システムInfo
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- JPH06164312A JPH06164312A JP5184212A JP18421293A JPH06164312A JP H06164312 A JPH06164312 A JP H06164312A JP 5184212 A JP5184212 A JP 5184212A JP 18421293 A JP18421293 A JP 18421293A JP H06164312 A JPH06164312 A JP H06164312A
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- amplifier
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- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
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- H03H11/02—Multiple-port networks
- H03H11/04—Frequency selective two-port networks
- H03H11/0422—Frequency selective two-port networks using transconductance amplifiers, e.g. gmC filters
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- H03H11/02—Multiple-port networks
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- H03H11/0422—Frequency selective two-port networks using transconductance amplifiers, e.g. gmC filters
- H03H11/0433—Two integrator loop filters
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、演算トランスコンダクタンス増幅
器OTAと基準キャパシタZを含み、増幅器のトランス
コンダクタンスを所望の値に同調する同調信号を発生
し、そのキャパシタンス値と所望のトランスコンダクタ
ンス値の比率が増幅器の選択された基準周波数に実質上
比例するように選択されている簡単な構成で部品が少
く、高い基準周波数を使用できる同調システムことを目
的とする。 【構成】 整合手段MMおよび第1、第2の同調通路を
含み、第1の同調通路は出力信号が同調される前記トラ
ンスコンダクタンスを示す増幅器OTAを含み、第2の
同調通路はキャパシタンスZを含み、基準周波数でキャ
パシタンスZの電圧対電流比を示す基準信号を発生し、
整合手段MMは出力信号と前記基準信号とを比較し、そ
れによって同調信号VTFを発生することを特徴とする
同調信号発生用の同調システム。ことを特徴とする。
器OTAと基準キャパシタZを含み、増幅器のトランス
コンダクタンスを所望の値に同調する同調信号を発生
し、そのキャパシタンス値と所望のトランスコンダクタ
ンス値の比率が増幅器の選択された基準周波数に実質上
比例するように選択されている簡単な構成で部品が少
く、高い基準周波数を使用できる同調システムことを目
的とする。 【構成】 整合手段MMおよび第1、第2の同調通路を
含み、第1の同調通路は出力信号が同調される前記トラ
ンスコンダクタンスを示す増幅器OTAを含み、第2の
同調通路はキャパシタンスZを含み、基準周波数でキャ
パシタンスZの電圧対電流比を示す基準信号を発生し、
整合手段MMは出力信号と前記基準信号とを比較し、そ
れによって同調信号VTFを発生することを特徴とする
同調信号発生用の同調システム。ことを特徴とする。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、演算トランスコンダク
タンス増幅器(OTA)のトランスコンダクタンスを所
望のトランスコンダクタンス値に同調する同調信号を発
生するための同調システムに関し、前記同調システムは
基準キャパシタのキャパシタンス値に対する前記所望の
トランスコンダクタンス値の比率が実質上前記増幅器の
選択された基準周波数に比例するように選択された基準
キャパシタを含む。
タンス増幅器(OTA)のトランスコンダクタンスを所
望のトランスコンダクタンス値に同調する同調信号を発
生するための同調システムに関し、前記同調システムは
基準キャパシタのキャパシタンス値に対する前記所望の
トランスコンダクタンス値の比率が実質上前記増幅器の
選択された基準周波数に比例するように選択された基準
キャパシタを含む。
【0002】
【従来の技術】このような同調システムは既に文献(M.
Steyaert とJ. Silva-Martinez による“A 10.7 MHz C
MOS OTA-R-C bandpass filter with 68 dB dynamic ran
ge andon-chip automatic tuning ”、ISSCC 、1992年
2月、66〜67頁)から知られている。この文献は特に、
OTA−Cフィルタとして通常知られる演算トランスコ
ンダクタンス増幅器OTAおよび関連するキャパシタC
によって構成されたフィルタに関する。このタイプのフ
ィルタの使用は特に集積回路アナログフィルタのドメイ
ンで有益であることが発見されている。このようなフィ
ルタの1つの利点は組込まれたOTAのトランスコンダ
クタンスの制御能力から得られる。これらのトランスコ
ンダクタンスを同調することによりフィルタの周波数応
答特性は同調されることができる。この同調は第1に回
避できない構成の不正確にかかわらず非常に正確な周波
数応答特性を提供するために使用されている。
Steyaert とJ. Silva-Martinez による“A 10.7 MHz C
MOS OTA-R-C bandpass filter with 68 dB dynamic ran
ge andon-chip automatic tuning ”、ISSCC 、1992年
2月、66〜67頁)から知られている。この文献は特に、
OTA−Cフィルタとして通常知られる演算トランスコ
ンダクタンス増幅器OTAおよび関連するキャパシタC
によって構成されたフィルタに関する。このタイプのフ
ィルタの使用は特に集積回路アナログフィルタのドメイ
ンで有益であることが発見されている。このようなフィ
ルタの1つの利点は組込まれたOTAのトランスコンダ
クタンスの制御能力から得られる。これらのトランスコ
ンダクタンスを同調することによりフィルタの周波数応
答特性は同調されることができる。この同調は第1に回
避できない構成の不正確にかかわらず非常に正確な周波
数応答特性を提供するために使用されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、特にこのよ
うなOTA−Cフィルタを制御する同調システムに関す
る。
うなOTA−Cフィルタを制御する同調システムに関す
る。
【0004】このような同調システムは共通してマスタ
−スレ−ブ原理により動作され、この原理ではデ−タ処
理路に含まれる少なくとも1つのマスタ−フィルタが同
調信号にり同調され、例えば前述したようにトランスコ
ンダクタンスを同調する同調電圧がこのマスタ−フィル
タの少なくとも1部分のレプリカを含む同調システムに
より発生される。このレプリカはスレ−ブフィルタと呼
ばれ、前述の同調可能なフィルタに対応する。同調信号
はスレ−ブフィルタの周波数応答特性が所望の応答特性
と整合するように発生されなければならない。
−スレ−ブ原理により動作され、この原理ではデ−タ処
理路に含まれる少なくとも1つのマスタ−フィルタが同
調信号にり同調され、例えば前述したようにトランスコ
ンダクタンスを同調する同調電圧がこのマスタ−フィル
タの少なくとも1部分のレプリカを含む同調システムに
より発生される。このレプリカはスレ−ブフィルタと呼
ばれ、前述の同調可能なフィルタに対応する。同調信号
はスレ−ブフィルタの周波数応答特性が所望の応答特性
と整合するように発生されなければならない。
【0005】前述の文献では総合的フィルタの品質係数
とフィルタに含まれるOTA−C積分器の時定数を別々
に同調することによりこの周波数応答を決定することが
提案されている。周波数同調に匹敵する後者の同調は特
に題名「周波数の自動同調」(“Automatic tuning of
the frequency ”)で記載されており、本発明の主題で
ある。品質係数の同調は本発明と同一の発明者の別の特
許出願明細書が参照される(発明の名称“Quality fact
or tuning system and current rectifier used therei
n ”)。
とフィルタに含まれるOTA−C積分器の時定数を別々
に同調することによりこの周波数応答を決定することが
提案されている。周波数同調に匹敵する後者の同調は特
に題名「周波数の自動同調」(“Automatic tuning of
the frequency ”)で記載されており、本発明の主題で
ある。品質係数の同調は本発明と同一の発明者の別の特
許出願明細書が参照される(発明の名称“Quality fact
or tuning system and current rectifier used therei
n ”)。
【0006】周波数同調では既知の文献では同調システ
ムのマスタ−フィルタの前述のOTA−C積分器のレプ
リカを含むことが提案されている。OTAのレプリカは
前述の増幅器であり、Cのレプリカはマスタ−フィルタ
の対応する積分器に供給される同調信号を発生するため
に使用される前述の基準キャパシタである。同調信号は
予め定められた比率が増幅器のトランスコンダクタンス
と基準キャパシタのキャパシタンス値との間に存在する
ように調節される。参照の文献では既知のスイッチドキ
ャパシタ技術により製造された同調システムを使用する
ことをさらに提案している。しかし後者の技術は前述の
文献から証明されるようにやや複雑な同調システムに導
かれる。提案された同調システムは比較的多くのハ−ド
ウェアを必要とするだけでなくスイッチドキャパシタ技
術を行うことを必要とするオ−バ−ラップしないクロッ
クの誘導がこのシステムの構造を困難にし、ハ−ドウェ
ア価格を増加する。さらに前述の技術は同調システムで
使用される前述の基準周波数が比較的高いとき適してい
ない。その場合、含まれるスイッチングは同調システム
の性能に悪影響をもたらす。しかしフィルタが高い周波
数帯域通過フィルタである場合、同調がこのようなOT
A中で回避不可能に存在する周波数依存寄生をよく考慮
することができるのでこのような高い基準周波数はよい
同調を提供するのに必要である。
ムのマスタ−フィルタの前述のOTA−C積分器のレプ
リカを含むことが提案されている。OTAのレプリカは
前述の増幅器であり、Cのレプリカはマスタ−フィルタ
の対応する積分器に供給される同調信号を発生するため
に使用される前述の基準キャパシタである。同調信号は
予め定められた比率が増幅器のトランスコンダクタンス
と基準キャパシタのキャパシタンス値との間に存在する
ように調節される。参照の文献では既知のスイッチドキ
ャパシタ技術により製造された同調システムを使用する
ことをさらに提案している。しかし後者の技術は前述の
文献から証明されるようにやや複雑な同調システムに導
かれる。提案された同調システムは比較的多くのハ−ド
ウェアを必要とするだけでなくスイッチドキャパシタ技
術を行うことを必要とするオ−バ−ラップしないクロッ
クの誘導がこのシステムの構造を困難にし、ハ−ドウェ
ア価格を増加する。さらに前述の技術は同調システムで
使用される前述の基準周波数が比較的高いとき適してい
ない。その場合、含まれるスイッチングは同調システム
の性能に悪影響をもたらす。しかしフィルタが高い周波
数帯域通過フィルタである場合、同調がこのようなOT
A中で回避不可能に存在する周波数依存寄生をよく考慮
することができるのでこのような高い基準周波数はよい
同調を提供するのに必要である。
【0007】本発明の目的は前述の既知のタイプの同調
システムであるが、設計が簡単で、必要なハ−ドウェア
が少なく、高い基準周波数の使用を可能にする同調シス
テムを提供することである。
システムであるが、設計が簡単で、必要なハ−ドウェア
が少なく、高い基準周波数の使用を可能にする同調シス
テムを提供することである。
【0008】
【課題を解決するための手段】この目的は、同調システ
ムが整合手段と同様に第1、第2の同調通路を含み、前
記第1の同調通路は出力信号が同調される前記トランス
コンダクタンスの指示である増幅器を含み、前記第2の
同調通路は前記キャパシタを含み前記基準周波数の前記
キャパシタの電圧対電流比を示す基準信号を発生し、前
記整合手段は前記出力信号と前記基準信号を比較し、対
応して前記同調信号を発生することにより達成される。
ムが整合手段と同様に第1、第2の同調通路を含み、前
記第1の同調通路は出力信号が同調される前記トランス
コンダクタンスの指示である増幅器を含み、前記第2の
同調通路は前記キャパシタを含み前記基準周波数の前記
キャパシタの電圧対電流比を示す基準信号を発生し、前
記整合手段は前記出力信号と前記基準信号を比較し、対
応して前記同調信号を発生することにより達成される。
【0009】本発明は、基準周波数におけるキャパシタ
の電圧対電流比率がこの基準周波数とキャパシタンス値
の積に等しいという既知の事実を使用する。それ故電圧
対電流比率又はOTAの利得と同じであるトランスコン
ダクタンスは前述した2つの電圧対電流比率の整合を提
供する所望の値に実証可能に同調される。後述するよう
に整合手段は簡単な方法で設計され、比較的必要なハ−
ドウェアが少ない。その上このような同調システムはア
ナログ信号のみが存在するように設計され、その結果比
較的低い基準周波数に対する前述の制限が除去されるこ
とができる。
の電圧対電流比率がこの基準周波数とキャパシタンス値
の積に等しいという既知の事実を使用する。それ故電圧
対電流比率又はOTAの利得と同じであるトランスコン
ダクタンスは前述した2つの電圧対電流比率の整合を提
供する所望の値に実証可能に同調される。後述するよう
に整合手段は簡単な方法で設計され、比較的必要なハ−
ドウェアが少ない。その上このような同調システムはア
ナログ信号のみが存在するように設計され、その結果比
較的低い基準周波数に対する前述の制限が除去されるこ
とができる。
【0010】前述の同調システムはフィルタに含まれる
OTA−C積分器の周波数の同調に制限されない。基準
キャパシタの適切なキャパシタンス値と適切な基準周波
数を選択することにより、OTAのトランスコンダクタ
ンスを所望の値に同調する同調信号はこの同調システム
により発生される。この特性はさらに後述するような発
明的に使用される。同調システムの増幅器および基準キ
ャパシタがOTAの正確なレプリカと、同調されるマス
タ−フィルタの積分器に含まれる関連するキャパシタと
異なっていることを特に許容する。
OTA−C積分器の周波数の同調に制限されない。基準
キャパシタの適切なキャパシタンス値と適切な基準周波
数を選択することにより、OTAのトランスコンダクタ
ンスを所望の値に同調する同調信号はこの同調システム
により発生される。この特性はさらに後述するような発
明的に使用される。同調システムの増幅器および基準キ
ャパシタがOTAの正確なレプリカと、同調されるマス
タ−フィルタの積分器に含まれる関連するキャパシタと
異なっていることを特に許容する。
【0011】本発明の別の特徴は、前記同調システムが
前記基準周波数を有する基準入力信号を発生する信号発
生手段も含むことであり、前記入力信号は第1、第2の
同調通路の両者に供給される。
前記基準周波数を有する基準入力信号を発生する信号発
生手段も含むことであり、前記入力信号は第1、第2の
同調通路の両者に供給される。
【0012】基準周波数のこの入力信号を両者の同調通
路に供給することにより整合手段はできるだけ比例係数
によって基準信号の振幅と出力信号の振幅と比較する必
要のあるときのみ非常に簡単に維持されることができ
る。これらの振幅の間の相対的な差は前述の電圧対電流
比の差に比例する。
路に供給することにより整合手段はできるだけ比例係数
によって基準信号の振幅と出力信号の振幅と比較する必
要のあるときのみ非常に簡単に維持されることができ
る。これらの振幅の間の相対的な差は前述の電圧対電流
比の差に比例する。
【0013】本発明の別の重要な面は、第2の同調通路
がトランスコンダクタンスが低下するインピ−ダンスと
して含まれる前記基準キャパシタにより決定される第2
の演算トランスコンダクタンス増幅器を含み、前記電圧
対電流比が前記第2の増幅器のトランスコンダクタンス
であり、この第2の増幅器のトランスコンダクタンスの
値が実質上前記基準周波数と前記キャパシタンス値の積
に比例することである。この簡単な方法で基準キャパシ
タに関して電圧対電流比を実現することによって第2の
演算トランスコンダクタンス増幅器の差動出力電流とし
て容易に測定される。さらに、そのことを実行すると出
力および基準信号の両者は各差動端子に現れる差動出力
電流である。これは同様の方法で両者の同調通路の端部
としての整合手段の設計を簡単にする。2つの通路の同
様の構成ブロックは使用され、これは集積回路技術が使
用されるとき特に設計する手間を省く。
がトランスコンダクタンスが低下するインピ−ダンスと
して含まれる前記基準キャパシタにより決定される第2
の演算トランスコンダクタンス増幅器を含み、前記電圧
対電流比が前記第2の増幅器のトランスコンダクタンス
であり、この第2の増幅器のトランスコンダクタンスの
値が実質上前記基準周波数と前記キャパシタンス値の積
に比例することである。この簡単な方法で基準キャパシ
タに関して電圧対電流比を実現することによって第2の
演算トランスコンダクタンス増幅器の差動出力電流とし
て容易に測定される。さらに、そのことを実行すると出
力および基準信号の両者は各差動端子に現れる差動出力
電流である。これは同様の方法で両者の同調通路の端部
としての整合手段の設計を簡単にする。2つの通路の同
様の構成ブロックは使用され、これは集積回路技術が使
用されるとき特に設計する手間を省く。
【0014】基準キャパシタのキャパシタンス値および
基準周波数が第2のOTAのトランスコンダクタンスが
効率的に前述の積により与えられるように選択されるこ
とに注目すべきである。これはこの積が第2のOTAに
含まれる入力トランジスタのトランスコンダクタンスを
無視できる程小さいことを必要とする。
基準周波数が第2のOTAのトランスコンダクタンスが
効率的に前述の積により与えられるように選択されるこ
とに注目すべきである。これはこの積が第2のOTAに
含まれる入力トランジスタのトランスコンダクタンスを
無視できる程小さいことを必要とする。
【0015】本発明の別の特徴は前記第1、第2の同調
通路が電圧対電流変換を行い、前記同調通路の出力電流
がさらに前記整合手段に含まれるそれぞれ第1、第2の
電流整流器により第1および第2のシングルエンドの整
流された電流に変換され、前記整流された電流は前記整
合手段にまた含まれている整合キャパシタを充電および
放電し、前記整合キャパシタを充電する同調手段の1つ
は前記キャパシタンス上の電圧が前記同調信号を決定す
るために使用されることにある。
通路が電圧対電流変換を行い、前記同調通路の出力電流
がさらに前記整合手段に含まれるそれぞれ第1、第2の
電流整流器により第1および第2のシングルエンドの整
流された電流に変換され、前記整流された電流は前記整
合手段にまた含まれている整合キャパシタを充電および
放電し、前記整合キャパシタを充電する同調手段の1つ
は前記キャパシタンス上の電圧が前記同調信号を決定す
るために使用されることにある。
【0016】このような非常に簡単な回路で整合キャパ
シタ上の電圧は第1、第2の同調通路の電圧対電流比の
差の尺度であることが立証できる。充電された整流電流
に対応する同調通路はキャパシタ上の後者の電圧が既に
必要な負のフィ−ドバック同調信号を構成するように選
択される。
シタ上の電圧は第1、第2の同調通路の電圧対電流比の
差の尺度であることが立証できる。充電された整流電流
に対応する同調通路はキャパシタ上の後者の電圧が既に
必要な負のフィ−ドバック同調信号を構成するように選
択される。
【0017】第1の同調通路では電圧対電流比率が原理
上、位相シフトなしに達成され第2の同調通路では基準
キャパシタが常に約90°の位相シフトとなるので、整合
キャパシタ上の電圧は常に立証可能に大きなリップルを
有する。しかし電流の整流のためにこの回避できないリ
ップル電圧は前述の基準周波数より大きい信号周波数を
有し、それ故通過帯域周波数領域の外に位置される。マ
スタ−フィルタ又は第1の増幅器へのこのリップルの漏
洩は従って実際の状況では周波数応答特性を妨害しな
い。しかし安全上は非臨界的なロ−パスフィルタにより
同調信号をロ−パスフィルタ処理することが可能であ
る。このようなロ−パスフィルタは実際集積回路の信号
の伝送ラインによる寄生効果として既に達成されてい
る。
上、位相シフトなしに達成され第2の同調通路では基準
キャパシタが常に約90°の位相シフトとなるので、整合
キャパシタ上の電圧は常に立証可能に大きなリップルを
有する。しかし電流の整流のためにこの回避できないリ
ップル電圧は前述の基準周波数より大きい信号周波数を
有し、それ故通過帯域周波数領域の外に位置される。マ
スタ−フィルタ又は第1の増幅器へのこのリップルの漏
洩は従って実際の状況では周波数応答特性を妨害しな
い。しかし安全上は非臨界的なロ−パスフィルタにより
同調信号をロ−パスフィルタ処理することが可能であ
る。このようなロ−パスフィルタは実際集積回路の信号
の伝送ラインによる寄生効果として既に達成されてい
る。
【0018】本発明の重要な特徴は、最初に述べた演算
トランスコンダクタンス増幅器が入力および出力段を含
み、前記入力段が第1の差動増幅器とこの第1の増幅器
の入力端子である第1の入力端子からなり、前記第1の
増幅器のトランスコンダクタンス特性は減結合抵抗によ
り線形化され、前記第1の増幅器の出力端子は前記出力
段のそれぞれの入力端子に接続され、前記出力段は2つ
の増幅器分岐の共通の結合点に接続された電流源を含む
第2の差動増幅器を有し、前記電流源は前記同調信号に
より制御され、前記第2の増幅器の出力端子は前記第1
の演算トランスコンダクタンス増幅器の出力端子であ
る。
トランスコンダクタンス増幅器が入力および出力段を含
み、前記入力段が第1の差動増幅器とこの第1の増幅器
の入力端子である第1の入力端子からなり、前記第1の
増幅器のトランスコンダクタンス特性は減結合抵抗によ
り線形化され、前記第1の増幅器の出力端子は前記出力
段のそれぞれの入力端子に接続され、前記出力段は2つ
の増幅器分岐の共通の結合点に接続された電流源を含む
第2の差動増幅器を有し、前記電流源は前記同調信号に
より制御され、前記第2の増幅器の出力端子は前記第1
の演算トランスコンダクタンス増幅器の出力端子であ
る。
【0019】このような本発明のOTAは優れた線形性
を有するトランスコンダクタ特性を示すので特に有効で
あり、この線形はOTAの同調により影響を受けない。
入力段は差動増幅器のよく知られた減結合技術により非
常に線形であり、一方この線形は制御可能な電流源によ
り発生される電流に比例する係数で信号を増幅する出力
段により悪影響を受けない第1近似値にある。
を有するトランスコンダクタ特性を示すので特に有効で
あり、この線形はOTAの同調により影響を受けない。
入力段は差動増幅器のよく知られた減結合技術により非
常に線形であり、一方この線形は制御可能な電流源によ
り発生される電流に比例する係数で信号を増幅する出力
段により悪影響を受けない第1近似値にある。
【0020】このOTAはさらに同調システムがデ−タ
処理路に含まれるOTAのトランスコンダクタンスの同
調に使用されることを可能にし、同調システムに含まれ
るOTAのトランスコンダクタンスと同一ではない。こ
れらのOTAが前述のタイプであるとトランスコンダク
タンスは減結合抵抗の抵抗値に反比例する。これらがさ
らに同じ同調信号により同調されるならば、この比例は
対応する劣化抵抗の抵抗値の比率として種々のOTAと
の間で実証可能に達成される。このような抵抗比は電子
チップの高い正確度もよって得られ、後者の特徴もこの
ような電子チップの設計上非常に有益である。
処理路に含まれるOTAのトランスコンダクタンスの同
調に使用されることを可能にし、同調システムに含まれ
るOTAのトランスコンダクタンスと同一ではない。こ
れらのOTAが前述のタイプであるとトランスコンダク
タンスは減結合抵抗の抵抗値に反比例する。これらがさ
らに同じ同調信号により同調されるならば、この比例は
対応する劣化抵抗の抵抗値の比率として種々のOTAと
の間で実証可能に達成される。このような抵抗比は電子
チップの高い正確度もよって得られ、後者の特徴もこの
ような電子チップの設計上非常に有益である。
【0021】特に前述のタイプのOTAを使用すること
により、同調システムのOTAは基準周波数と基準キャ
パシタのキャパシタンス値が以下明らかにされるように
決定される限り、異なった減結合抵抗を使用することに
よりデ−タ処理路のOTAと異なることができる。後者
の利点は同調システムのパラメ−タ即ち基準キャパシタ
と基準周波数を選択することに使用され、その結果より
よい性能が達成されるかまたは前述の抵抗比が同じ同調
信号に基づく所望のトランスコンダクタンスを達成する
ように予め定められるデ−タ処理路で異なったOTAの
間で同調システムを共有する。
により、同調システムのOTAは基準周波数と基準キャ
パシタのキャパシタンス値が以下明らかにされるように
決定される限り、異なった減結合抵抗を使用することに
よりデ−タ処理路のOTAと異なることができる。後者
の利点は同調システムのパラメ−タ即ち基準キャパシタ
と基準周波数を選択することに使用され、その結果より
よい性能が達成されるかまたは前述の抵抗比が同じ同調
信号に基づく所望のトランスコンダクタンスを達成する
ように予め定められるデ−タ処理路で異なったOTAの
間で同調システムを共有する。
【0022】さらにこの演算トランスコンダクタンス増
幅器の特徴は前記第1の増幅器が2つの増幅器分岐を含
み、それぞれ前記減結合抵抗と第1、第2のダイオ−ド
のそれぞれ1つの間で結合される入力トランジスタを含
み、前記各ダイオ−ドの1つと前記入力トランジスタの
各連結点は前記第1の増幅器の前記出力端子を構成し、
最後に述べた増幅器分岐は少なくとも1つの定電流源に
より供給され、最初に述べた増幅器分岐のそれぞれは前
記共通の連結点との間と前記第2の増幅器の前記各出力
端子の1つに接続されており、前記ダイオ−ドはダイオ
−ド接続されたトランジスタにより構成される。
幅器の特徴は前記第1の増幅器が2つの増幅器分岐を含
み、それぞれ前記減結合抵抗と第1、第2のダイオ−ド
のそれぞれ1つの間で結合される入力トランジスタを含
み、前記各ダイオ−ドの1つと前記入力トランジスタの
各連結点は前記第1の増幅器の前記出力端子を構成し、
最後に述べた増幅器分岐は少なくとも1つの定電流源に
より供給され、最初に述べた増幅器分岐のそれぞれは前
記共通の連結点との間と前記第2の増幅器の前記各出力
端子の1つに接続されており、前記ダイオ−ドはダイオ
−ド接続されたトランジスタにより構成される。
【0023】入力段階の定電流源の使用はこの入力段の
電圧対電流比を固定し線形に維持し、一方ダイオ−ドの
使用は入力段の出力信号が出力段階へ通過されるときの
歪みを最少化する。
電圧対電流比を固定し線形に維持し、一方ダイオ−ドの
使用は入力段の出力信号が出力段階へ通過されるときの
歪みを最少化する。
【0024】さらに本発明の別の観点は、前記整合キャ
パシタ上の前記電圧がロ−パスフィルタに供給され、こ
のロ−パスフィルタの出力信号は前記第1の増幅器と、
前記第1の演算トランスコンダクタンス増幅器と同様の
動作特性を有する少なくとも1つの第3の演算トランス
コンダクタンス増幅器に供給される同調信号であり、前
記第3の演算トランスコンダクタンス増幅器はフィルタ
に含まれ、ここで前記第3の増幅器と共に積分器を形成
する第3のキャパシタに関連され、前記第3の増幅器の
トランスコンダクタンスは最初に述べた増幅器のトラン
スコンダクタンスに比例し、前記第3のキャパシタのキ
ャパシタンス値と前記積分器の特性周波数の積は実質上
前記基準周波数と前記基準キャパシタのキャパシタンス
値の積に比例し、2つの比例の比例係数は実質上等し
い。
パシタ上の前記電圧がロ−パスフィルタに供給され、こ
のロ−パスフィルタの出力信号は前記第1の増幅器と、
前記第1の演算トランスコンダクタンス増幅器と同様の
動作特性を有する少なくとも1つの第3の演算トランス
コンダクタンス増幅器に供給される同調信号であり、前
記第3の演算トランスコンダクタンス増幅器はフィルタ
に含まれ、ここで前記第3の増幅器と共に積分器を形成
する第3のキャパシタに関連され、前記第3の増幅器の
トランスコンダクタンスは最初に述べた増幅器のトラン
スコンダクタンスに比例し、前記第3のキャパシタのキ
ャパシタンス値と前記積分器の特性周波数の積は実質上
前記基準周波数と前記基準キャパシタのキャパシタンス
値の積に比例し、2つの比例の比例係数は実質上等し
い。
【0025】以下に証明される前述の観点は、本発明の
広範囲の応用と、前述のパラメ−タが最適の性能を達成
するように選択された自由度を示す。その上これらのパ
ラメ−タと同調システムで使用されるOTAのタイプを
注意深く選択することにより単一の同調システムは前述
したようにデ−タ処理路に含まれる異なったOTAとの
間で共有されることができる。
広範囲の応用と、前述のパラメ−タが最適の性能を達成
するように選択された自由度を示す。その上これらのパ
ラメ−タと同調システムで使用されるOTAのタイプを
注意深く選択することにより単一の同調システムは前述
したようにデ−タ処理路に含まれる異なったOTAとの
間で共有されることができる。
【0026】本発明の別の特徴は前記フィルタが帯域通
過フィルタであり、前記基準周波数は前記フィルタの帯
域通過周波数領域の中心周波数に等しく、前記信号発生
手段は前記フィルタの品質係数と前記フィルタに含まれ
る少なくとも1つの第3の増幅器のトランスコンダクタ
ンスとの両者を同調するために使用される。
過フィルタであり、前記基準周波数は前記フィルタの帯
域通過周波数領域の中心周波数に等しく、前記信号発生
手段は前記フィルタの品質係数と前記フィルタに含まれ
る少なくとも1つの第3の増幅器のトランスコンダクタ
ンスとの両者を同調するために使用される。
【0027】この方法で基準周波数を選択することによ
り、前述の周波数依存寄生は最初に述べたOTA増幅器
がフィルタまたは第3の増幅器、即ちフィルタの通過帯
域周波数領域で重要な周波数領域で同調されるとき同調
システムで最適に消去される。さらに前述の別出願特許
明細書から明らかなように、信号発生手段が2つの同調
システム、即ち品質係数同調システムと存在する周波数
の同調システムの間で共有されることを可能にする。
り、前述の周波数依存寄生は最初に述べたOTA増幅器
がフィルタまたは第3の増幅器、即ちフィルタの通過帯
域周波数領域で重要な周波数領域で同調されるとき同調
システムで最適に消去される。さらに前述の別出願特許
明細書から明らかなように、信号発生手段が2つの同調
システム、即ち品質係数同調システムと存在する周波数
の同調システムの間で共有されることを可能にする。
【0028】本発明の前述した目的および他の目的およ
び特徴は添付図面を伴った後述の実施例の説明を参照し
て十分に理解されるであろう。
び特徴は添付図面を伴った後述の実施例の説明を参照し
て十分に理解されるであろう。
【0029】
【実施例】図1で示されている同調可能な4次フィルタ
BIQUADは通常接頭符号OTAで示された演算トラ
ンスコンダクタンス増幅器と通常接頭符号Cで示された
キャパシタとをそれぞれ含む対により構成されているア
ナログ連続時間フィルタである。このようなOTA−C
の対は既知のOTA−Cフィルタ形態の基本的なブロッ
クを形成し、これらの対は古典的な基本的積分器にほか
ならない。OTA−Cフィルタは有益な特性が認められ
ており、それ故例えば自動車通信分野等のアナログオン
チップフィルタで広く使用されている。このタイプのフ
ィルタの特別の利点はそこに含まれるOTAのトランス
コンダクタンスを同調することにより簡単に同調できる
ことである。この同調は構成の不正確にもかかわらず満
足な性能を達成するのに臨界的である。
BIQUADは通常接頭符号OTAで示された演算トラ
ンスコンダクタンス増幅器と通常接頭符号Cで示された
キャパシタとをそれぞれ含む対により構成されているア
ナログ連続時間フィルタである。このようなOTA−C
の対は既知のOTA−Cフィルタ形態の基本的なブロッ
クを形成し、これらの対は古典的な基本的積分器にほか
ならない。OTA−Cフィルタは有益な特性が認められ
ており、それ故例えば自動車通信分野等のアナログオン
チップフィルタで広く使用されている。このタイプのフ
ィルタの特別の利点はそこに含まれるOTAのトランス
コンダクタンスを同調することにより簡単に同調できる
ことである。この同調は構成の不正確にもかかわらず満
足な性能を達成するのに臨界的である。
【0030】前述した文献ではこのようなOTA−Cフ
ィルタの周波数応答特性は2つの分離した同調システム
により所望の応答に同調できることが開示されている。
第1の同調システムは前述の積分器に含まれるOTAの
トランスコンダクタンスに対する周波数同調信号を発生
する。
ィルタの周波数応答特性は2つの分離した同調システム
により所望の応答に同調できることが開示されている。
第1の同調システムは前述の積分器に含まれるOTAの
トランスコンダクタンスに対する周波数同調信号を発生
する。
【0031】所望の特性の積分周波数を達成するため積
分器に含まれるOTAのトランスコンダクタンスを同調
するこのような周波数同調システムは後述されているよ
うに本発明の主題である。第2の同調システムはフィル
タの品質係数を所望の値に同調するように使用される別
の同調信号を発生する。システムを同調する特定の品質
係数は前述の別出願特許明細書(発明の名称“Quality
factor tuning systemand current rectifier used the
rein ”)に記載されている。
分器に含まれるOTAのトランスコンダクタンスを同調
するこのような周波数同調システムは後述されているよ
うに本発明の主題である。第2の同調システムはフィル
タの品質係数を所望の値に同調するように使用される別
の同調信号を発生する。システムを同調する特定の品質
係数は前述の別出願特許明細書(発明の名称“Quality
factor tuning systemand current rectifier used the
rein ”)に記載されている。
【0032】このような同調システムは共通してマスタ
−スレ−ブ原理により動作する。これは前述の同調信号
が情報デ−タ処理のデ−タ路に含まれ“マスタ−”フィ
ルタと呼ばれる少なくとも1つのフィルタに供給され、
同調システム自体はこのマスタ−フィルタの少なくとも
一部の“スレ−ブ”フィルタと呼ばれるレプリカを含
む。スレ−ブフィルタは同調信号を発生するための基準
として同調システムにより使用される。ここで説明した
周波数同調システムではマスタ−フィルタは図1で示さ
れているフィルタBIQUADであり、スレ−ブフィル
タはこのフィルタBIQUAD即ちOTA3−C1また
はOTA5−C2の1つの積分部分のレプリカとして考
えられる。同調の正確性を改良するため同一の電子チッ
プ上の同調システムとマスタ−フィルタを集積すること
は普通のことである。
−スレ−ブ原理により動作する。これは前述の同調信号
が情報デ−タ処理のデ−タ路に含まれ“マスタ−”フィ
ルタと呼ばれる少なくとも1つのフィルタに供給され、
同調システム自体はこのマスタ−フィルタの少なくとも
一部の“スレ−ブ”フィルタと呼ばれるレプリカを含
む。スレ−ブフィルタは同調信号を発生するための基準
として同調システムにより使用される。ここで説明した
周波数同調システムではマスタ−フィルタは図1で示さ
れているフィルタBIQUADであり、スレ−ブフィル
タはこのフィルタBIQUAD即ちOTA3−C1また
はOTA5−C2の1つの積分部分のレプリカとして考
えられる。同調の正確性を改良するため同一の電子チッ
プ上の同調システムとマスタ−フィルタを集積すること
は普通のことである。
【0033】しかし本発明による周波数同調システムは
積分器に含まれるOTAのトランスコンダクタンスの上
記同調に限定されないが、同調システムに含まれるOT
Aはレプリカであることに注意すべきである。この同調
システムはより通常ではOTAのトランスコンダクタン
スを基準キャパシタのキャパシタンスと基準周波数を適
切な値に選択することにより所望の値に同調するのに応
用可能である。さらに以下に明らかなように、同調シス
テムが高く限定される周波数同調システムとして使用さ
れる場合に、OTAも基準キャパシタもデ−タ処理路で
同調されるために積分器のそれぞれ対応する装置の正確
なレプリカである必要はない。
積分器に含まれるOTAのトランスコンダクタンスの上
記同調に限定されないが、同調システムに含まれるOT
Aはレプリカであることに注意すべきである。この同調
システムはより通常ではOTAのトランスコンダクタン
スを基準キャパシタのキャパシタンスと基準周波数を適
切な値に選択することにより所望の値に同調するのに応
用可能である。さらに以下に明らかなように、同調シス
テムが高く限定される周波数同調システムとして使用さ
れる場合に、OTAも基準キャパシタもデ−タ処理路で
同調されるために積分器のそれぞれ対応する装置の正確
なレプリカである必要はない。
【0034】図1で示されているフィルタは5個のトラ
ンスコンダクタンス増幅器OTA1〜OTA5と2個の
キャパシタC1、C2を備えた4次フィルタBIQUA
Dである。フィルタBIQUADは同様の名称の信号V
Iが供給される差動電圧入力端子VIを有し、同様の名
称の電圧出力端子VOを横切るフィルタされた差動出力
電圧VOを発生する。BIQUADの全ての中間信号は
2つの対応する端子に差動的に供給される平衡信号であ
り、BIQUADの構成部分はこれらの差動信号で動作
することに注意すべきである。このことは以下の説明を
通して包含的に理解される。
ンスコンダクタンス増幅器OTA1〜OTA5と2個の
キャパシタC1、C2を備えた4次フィルタBIQUA
Dである。フィルタBIQUADは同様の名称の信号V
Iが供給される差動電圧入力端子VIを有し、同様の名
称の電圧出力端子VOを横切るフィルタされた差動出力
電圧VOを発生する。BIQUADの全ての中間信号は
2つの対応する端子に差動的に供給される平衡信号であ
り、BIQUADの構成部分はこれらの差動信号で動作
することに注意すべきである。このことは以下の説明を
通して包含的に理解される。
【0035】電圧入力端子VIはフィルタの通過帯域利
得Gを決定する入力トランスコンダクタンス増幅器OT
A1の入力に接続される。OTA1の出力端子を横切っ
て第1のキャパシタC1が接続され、この出力端子はさ
らに電圧出力端子VOならびに第1の制動演算トランス
コンダクタンス増幅器OTA2の入力端子の両者に接続
される。増幅器OTA2の出力端子はOTA1の出力端
子、即ち電圧出力端子VOと第1のフィルタ演算トラン
スコンダクタンス増幅器OTA3の入力端子との両方に
接続されている。OTA3の出力端子を横切って第2の
キャパシタC2は接続され、この出力端子はさらに第2
の制動演算トランスコンダクタンス増幅器OTA4に接
続されている。OTA4の出力端子はOTA3の出力端
子と第2のフィルタ演算トランスコンダクタンス増幅器
OTA5の入力端子との両者に接続され、第2のフィル
タの演算トランスコンダクタンスの増幅器OTA5の出
力端子はフィルタBIQUADの出力端子VOである。
得Gを決定する入力トランスコンダクタンス増幅器OT
A1の入力に接続される。OTA1の出力端子を横切っ
て第1のキャパシタC1が接続され、この出力端子はさ
らに電圧出力端子VOならびに第1の制動演算トランス
コンダクタンス増幅器OTA2の入力端子の両者に接続
される。増幅器OTA2の出力端子はOTA1の出力端
子、即ち電圧出力端子VOと第1のフィルタ演算トラン
スコンダクタンス増幅器OTA3の入力端子との両方に
接続されている。OTA3の出力端子を横切って第2の
キャパシタC2は接続され、この出力端子はさらに第2
の制動演算トランスコンダクタンス増幅器OTA4に接
続されている。OTA4の出力端子はOTA3の出力端
子と第2のフィルタ演算トランスコンダクタンス増幅器
OTA5の入力端子との両者に接続され、第2のフィル
タの演算トランスコンダクタンスの増幅器OTA5の出
力端子はフィルタBIQUADの出力端子VOである。
【0036】トランスコンダクタンスを変更することに
よりOTA2、OTA4は制御可能な制動を発生する。
この制動はOTA2、OTA4の両者に接続された同じ
名称の同調端子VTQに供給される品質係数同調電圧V
TQにより同調される。後者の同調電圧VTQの発生は
前述の別出願特許明細書の主題である。
よりOTA2、OTA4は制御可能な制動を発生する。
この制動はOTA2、OTA4の両者に接続された同じ
名称の同調端子VTQに供給される品質係数同調電圧V
TQにより同調される。後者の同調電圧VTQの発生は
前述の別出願特許明細書の主題である。
【0037】OTA3、OTA5、C1、C2は実際の
フィルタ作用を行い、OTA3、OTA5のトランスコ
ンダクタンスはフィルタBIQUADの同じ名称の同調
端子VTFに供給され、OTA3、OTA5、OTA1
に接続された周波数同調電圧VTFにより同調される。
OTA3−C1とOTA5−C2の対は積分器を構成す
ることが知られている。周波数同調システムは本発明の
主題であり前述のトランスコンダクタンスにより対応す
る特徴積分周波数を好ましい値に同調する。後者の特徴
周波数は関連するキャパシタのキャパシタンス値に対す
るトランスコンダクタンスの値にすぎない。これらの特
徴周波数は後述するように共に帯域通過フィルタBIQ
UADの前述した中心周波数を決定する。既に説明した
ようにOTA1はまた周波数同調電圧VTFにより制御
され、その理由は後述する。VTFとVTQは共に前述
の好ましい周波数応答特性を有するようにフィルタBI
QUADを同調することに注意する必要がある。
フィルタ作用を行い、OTA3、OTA5のトランスコ
ンダクタンスはフィルタBIQUADの同じ名称の同調
端子VTFに供給され、OTA3、OTA5、OTA1
に接続された周波数同調電圧VTFにより同調される。
OTA3−C1とOTA5−C2の対は積分器を構成す
ることが知られている。周波数同調システムは本発明の
主題であり前述のトランスコンダクタンスにより対応す
る特徴積分周波数を好ましい値に同調する。後者の特徴
周波数は関連するキャパシタのキャパシタンス値に対す
るトランスコンダクタンスの値にすぎない。これらの特
徴周波数は後述するように共に帯域通過フィルタBIQ
UADの前述した中心周波数を決定する。既に説明した
ようにOTA1はまた周波数同調電圧VTFにより制御
され、その理由は後述する。VTFとVTQは共に前述
の好ましい周波数応答特性を有するようにフィルタBI
QUADを同調することに注意する必要がある。
【0038】OTA1〜OTA5はそれぞれ図2でより
詳細に示されている同一のブロックに対応し、通常演算
トランスコンダクタンス増幅器OTAと呼ばれる。制御
可能な制動を提供するため演算トランスコンダクタンス
増幅器OTA2、OTA4を使用することにより、2つ
の本質的な利点はBIQUADのために得られる。最初
に電子チップの集積は設計される必要のある異なったブ
ロックが少ない程簡単であり、第2に能動要素による制
動がこの制動によりエネルギを導入することを可能に
し、必然的な寄生制動における消費に反作用し、この寄
生制動により設定される上記制限に品質係数の高めるこ
とを可能にすることを考慮する。後者はトランスコンダ
クタンスも負に作られており即ちOTA2、OTA4が
エネルギをBIQUADに供給することを意味する負性
抵抗を含むことに等しい。OTAの詳細な説明は図2を
参照して後述することを示す。
詳細に示されている同一のブロックに対応し、通常演算
トランスコンダクタンス増幅器OTAと呼ばれる。制御
可能な制動を提供するため演算トランスコンダクタンス
増幅器OTA2、OTA4を使用することにより、2つ
の本質的な利点はBIQUADのために得られる。最初
に電子チップの集積は設計される必要のある異なったブ
ロックが少ない程簡単であり、第2に能動要素による制
動がこの制動によりエネルギを導入することを可能に
し、必然的な寄生制動における消費に反作用し、この寄
生制動により設定される上記制限に品質係数の高めるこ
とを可能にすることを考慮する。後者はトランスコンダ
クタンスも負に作られており即ちOTA2、OTA4が
エネルギをBIQUADに供給することを意味する負性
抵抗を含むことに等しい。OTAの詳細な説明は図2を
参照して後述することを示す。
【0039】それぞれgm1〜gm5でOTA1〜OT
A5のトランスコンダクタンスを表して、フィルタBI
QUADの動作を以下詳細に説明する。第1にダイナミ
ック領域を最大にするためにC1、C2は同一のキャパ
シタンス値Cを有するキャパシタとして設けられる。こ
のようにしてフィルタBIQUADで生じた全ての信号
は同様の振幅を有し、ダイナミック領域がより高い振幅
でフィルタ部分の非線形効果により制限されることを回
避する。さらに同一のトランスコンダクタンスを有する
ように、即ちgm3=gm5=gmrにOTA3および
OTA5を構成するとき、フィルタBIQUADの設計
は一層簡単でありOTA3とOTA5が前述した高さと
して積分器の部分を形成するからである。同様にOTA
2とOTA4は同一のトランスコンダクタンス、即ちg
m2=gm4=gmdとして構成される。gmdは制動
トランスコンダクタンスを示す。後者の同一性はOTA
2とOTA4との両者がVTQにより制御されるので各
トランスコンダクタンスの同調を維持し、一方OTA
3、OTA5の両者ともVTFにより制御される。さら
にワ−ド周波数は周波数を示すか或いは通常知られてい
るように定数2Piにより周波数が関連される対応する
パルスを示すためにワ−ド周波数は識別不可能に使用さ
れることにも注意すべきである。
A5のトランスコンダクタンスを表して、フィルタBI
QUADの動作を以下詳細に説明する。第1にダイナミ
ック領域を最大にするためにC1、C2は同一のキャパ
シタンス値Cを有するキャパシタとして設けられる。こ
のようにしてフィルタBIQUADで生じた全ての信号
は同様の振幅を有し、ダイナミック領域がより高い振幅
でフィルタ部分の非線形効果により制限されることを回
避する。さらに同一のトランスコンダクタンスを有する
ように、即ちgm3=gm5=gmrにOTA3および
OTA5を構成するとき、フィルタBIQUADの設計
は一層簡単でありOTA3とOTA5が前述した高さと
して積分器の部分を形成するからである。同様にOTA
2とOTA4は同一のトランスコンダクタンス、即ちg
m2=gm4=gmdとして構成される。gmdは制動
トランスコンダクタンスを示す。後者の同一性はOTA
2とOTA4との両者がVTQにより制御されるので各
トランスコンダクタンスの同調を維持し、一方OTA
3、OTA5の両者ともVTFにより制御される。さら
にワ−ド周波数は周波数を示すか或いは通常知られてい
るように定数2Piにより周波数が関連される対応する
パルスを示すためにワ−ド周波数は識別不可能に使用さ
れることにも注意すべきである。
【0040】前述のことを考慮してフィルタBIQUA
Dの伝達関数は以下のようにラプラスドメインで次のよ
うに書かれることが実証される。
Dの伝達関数は以下のようにラプラスドメインで次のよ
うに書かれることが実証される。
【0041】
【数1】 式(1)では異なった係数a,b,WO,Z,Jは以下
のようなBIQUADの前述の限定されたパラメ−タに
関連される。
のようなBIQUADの前述の限定されたパラメ−タに
関連される。
【0042】
【数2】 よく知られたアナログフィルタ理論から、前述の係数は
以後説明するように解釈できる。しかし以下の式はBI
QUADの品質係数Qが例えば10より大きいように比較
的大きいときに有効であることだけが明白である。しか
し後者の事実は以後説明する理論に限定されるものでは
なく、明瞭にする目的のみである。以下ではワ−ド周波
数は周波数を示すか或いは通常知られているように周波
数が定数2Piにより関連される対応するパルスを示す
ように識別不能に使用されることがさらに示される。
以後説明するように解釈できる。しかし以下の式はBI
QUADの品質係数Qが例えば10より大きいように比較
的大きいときに有効であることだけが明白である。しか
し後者の事実は以後説明する理論に限定されるものでは
なく、明瞭にする目的のみである。以下ではワ−ド周波
数は周波数を示すか或いは通常知られているように周波
数が定数2Piにより関連される対応するパルスを示す
ように識別不能に使用されることがさらに示される。
【0043】OTA3、OTA5、C1、C2からなる
共振器の特性周波数はWOでありこのWOもOTA3−
C1およびOTA5−C2の対の両者が同調されるより
高い前述の特徴共振器周波数である。このWOはさらに
以下の関係により帯域通過フィルタBIQUADの中心
周波数に関連される。
共振器の特性周波数はWOでありこのWOもOTA3−
C1およびOTA5−C2の対の両者が同調されるより
高い前述の特徴共振器周波数である。このWOはさらに
以下の関係により帯域通過フィルタBIQUADの中心
周波数に関連される。
【0044】
【数3】 ここでSqrtは平方根演算子を示す。
【0045】前述の式(7)から前述の別出願特許明細
書で詳細に説明されているように品質係数および制御可
能な制動gmdを所望の値に同調することにおいてBI
QUADの特定の中心周波数を達成するためにgmrを
所望の値に同調する周波数同調システム用に残されるこ
とが明白である。これは特定の対応するWOを得るため
gmrの同調を実際的に達成することができる。WOは
OTA−C積分器、OTA3−C1およびOTA5−C
2の両者の特性集積周波数であるので、図3を参照に後
述する本発明の同調システムはCとの比率がWOに等し
いようにトランスコンダクタンスgmrを同調する周波
数同調信号VTFを発生しなければならない。
書で詳細に説明されているように品質係数および制御可
能な制動gmdを所望の値に同調することにおいてBI
QUADの特定の中心周波数を達成するためにgmrを
所望の値に同調する周波数同調システム用に残されるこ
とが明白である。これは特定の対応するWOを得るため
gmrの同調を実際的に達成することができる。WOは
OTA−C積分器、OTA3−C1およびOTA5−C
2の両者の特性集積周波数であるので、図3を参照に後
述する本発明の同調システムはCとの比率がWOに等し
いようにトランスコンダクタンスgmrを同調する周波
数同調信号VTFを発生しなければならない。
【0046】さらにBIQUADの動作は既に説明した
別出願特許明細書で詳細に示されている。要約すると算
出されたgmrに等しいようにgmrをVTGで同調
し、gm1をVTFに同調し、最終的に中心周波数、す
なわちWcの通過帯域利得Gが所望の利得値と等しいよ
うにgmdを同調すると、BIQUADが所望の算出周
波数応答特性を有すると言うことができる。
別出願特許明細書で詳細に示されている。要約すると算
出されたgmrに等しいようにgmrをVTGで同調
し、gm1をVTFに同調し、最終的に中心周波数、す
なわちWcの通過帯域利得Gが所望の利得値と等しいよ
うにgmdを同調すると、BIQUADが所望の算出周
波数応答特性を有すると言うことができる。
【0047】本発明の観点によって、OTA1〜OTA
5で使用される線形で同調可能なOTAを図2を参照し
て以下詳細に説明する。このような多数のOTAは文献
から知られており、本発明を伴って全て使用できるが以
後説明されるOTAは特に有効であり、それ故本発明の
好ましい実施例で使用される。
5で使用される線形で同調可能なOTAを図2を参照し
て以下詳細に説明する。このような多数のOTAは文献
から知られており、本発明を伴って全て使用できるが以
後説明されるOTAは特に有効であり、それ故本発明の
好ましい実施例で使用される。
【0048】図2で示されている線形で同調可能なバイ
ポ−ラOTAは第1、第2の差動電圧入力端子V1、V
2を有しており、それに同じ名称の電圧がそれぞれ供給
される。OTAは後者の電圧を同じ名称の出力端子上の
第1、第2の差動出力電流I1、I2に変換する。後者
の変換は差動出力電流と差動入力電圧比率を決定するO
TAのトランスコンダクタンスgmにより特徴づけられ
る。gmは同じ名称の同調入力電圧が供給される同調入
力端子VTによって同調される。VTは図1のフィルタ
BIQUADのOTAの位置に応じてVTQと同様にV
TFにも対応する。
ポ−ラOTAは第1、第2の差動電圧入力端子V1、V
2を有しており、それに同じ名称の電圧がそれぞれ供給
される。OTAは後者の電圧を同じ名称の出力端子上の
第1、第2の差動出力電流I1、I2に変換する。後者
の変換は差動出力電流と差動入力電圧比率を決定するO
TAのトランスコンダクタンスgmにより特徴づけられ
る。gmは同じ名称の同調入力電圧が供給される同調入
力端子VTによって同調される。VTは図1のフィルタ
BIQUADのOTAの位置に応じてVTQと同様にV
TFにも対応する。
【0049】OTAは一方で第2の端部がパワ−供給端
子VDDに接続されている抵抗RDDの第1の端部に接
続され、他方が図2で示されている接地端子に接続され
ている入力段階を構成する2つの並列な分岐を含む。第
1の分岐はダイオ−ド接続npnトランジスタT3と、
V1により制御されるnpnトランジスタT1と、電流
I/2を発生する記号的に表された電流源との直列接続
を有する。同様に第2の分岐はダイオ−ド接続npnト
ランジスタT4と、V2により制御されるnpnトラン
ジスタT2と電流I/2を発生する第2の記号的に表さ
れた電流源との直列接続を有する。2つの前述の各電流
源はT1/T2のエミッタ電極と接地端子との間にそれ
ぞれ接続される。エミッタ減結合抵抗RはさらにT1、
T2のエミッタ電極の間に接続される。
子VDDに接続されている抵抗RDDの第1の端部に接
続され、他方が図2で示されている接地端子に接続され
ている入力段階を構成する2つの並列な分岐を含む。第
1の分岐はダイオ−ド接続npnトランジスタT3と、
V1により制御されるnpnトランジスタT1と、電流
I/2を発生する記号的に表された電流源との直列接続
を有する。同様に第2の分岐はダイオ−ド接続npnト
ランジスタT4と、V2により制御されるnpnトラン
ジスタT2と電流I/2を発生する第2の記号的に表さ
れた電流源との直列接続を有する。2つの前述の各電流
源はT1/T2のエミッタ電極と接地端子との間にそれ
ぞれ接続される。エミッタ減結合抵抗RはさらにT1、
T2のエミッタ電極の間に接続される。
【0050】OTAはさらに3つのnpnトランジスタ
T5、T6、T7のバイポ−ラ差動対である出力段を含
む。T5、T6はこの出力段の入力トランジスタであり
それぞれT3、T4のエミッタ電極で生じる電圧により
制御される。T5、T6のコレクタ電極はそれぞれ電流
出力端子I1とI2に接続され、一方それらのエミッタ
電極はT7のコレクタ電極に共通に接続されている。T
7は同調電圧VTにより制御された電流量を発生する電
流源として動作し、そのエミッタ電極は接地端子に接続
されている。T7により発生されVTにより制御される
電流はI+Dとして示されている。1次近似では図2で
示されているOTAの総合的なトランスコンダクタンス
gmは次の式(10)のように表される。
T5、T6、T7のバイポ−ラ差動対である出力段を含
む。T5、T6はこの出力段の入力トランジスタであり
それぞれT3、T4のエミッタ電極で生じる電圧により
制御される。T5、T6のコレクタ電極はそれぞれ電流
出力端子I1とI2に接続され、一方それらのエミッタ
電極はT7のコレクタ電極に共通に接続されている。T
7は同調電圧VTにより制御された電流量を発生する電
流源として動作し、そのエミッタ電極は接地端子に接続
されている。T7により発生されVTにより制御される
電流はI+Dとして示されている。1次近似では図2で
示されているOTAの総合的なトランスコンダクタンス
gmは次の式(10)のように表される。
【0051】
【数4】 ここで式(10)は抵抗Rの抵抗がトランジスタT1、T
2により決定される抵抗の抵抗値よりも非常に大きい、
即ち各トランスコンダクタンスの逆数より大きい条件か
ら得られる。後者の条件は実際にRが強くOTAの入力
段を線形化する状態である。式(10)はさらに出力段に
より後続される1/Rに等しい線形化した利得を有する
入力段として解釈され、出力段は実際に既知のギルバ−
ト利得セルに類似しており、さらに差動入力信号を係数
(I+D)/Iで増幅する。
2により決定される抵抗の抵抗値よりも非常に大きい、
即ち各トランスコンダクタンスの逆数より大きい条件か
ら得られる。後者の条件は実際にRが強くOTAの入力
段を線形化する状態である。式(10)はさらに出力段に
より後続される1/Rに等しい線形化した利得を有する
入力段として解釈され、出力段は実際に既知のギルバ−
ト利得セルに類似しており、さらに差動入力信号を係数
(I+D)/Iで増幅する。
【0052】ダイオ−ド接続されたトランジスタT3、
T4は入力段からの信号が式(10)から包含的に理解さ
れるように実質上歪みなしに出力段に伝送されることを
可能にすることが注目される。T3、T4の周波数依存
トランスコンダクタンスはOTAの出力段の入力トラン
ジスタT5、T6の周波数依存トランスコンダクタンス
を消去することを可能にすることが技術的に知られてい
る。
T4は入力段からの信号が式(10)から包含的に理解さ
れるように実質上歪みなしに出力段に伝送されることを
可能にすることが注目される。T3、T4の周波数依存
トランスコンダクタンスはOTAの出力段の入力トラン
ジスタT5、T6の周波数依存トランスコンダクタンス
を消去することを可能にすることが技術的に知られてい
る。
【0053】OTAのトランスコンダクタンスgmはこ
のようにして本質的に抵抗Rに反比例することがさらに
明白である。このようなOTAが電子チップ上に集積さ
れるとき、種々のトランスコンダクタンスは係数(I+
D)/Iが実質上これらの種々の全てのトランスコンダ
クタンスに等しいように同じ同調電圧でこれらが同調す
るならば比較的高い正確度で達成することができる。こ
の相対的な正確度は抵抗比率が電子チップ上で達成でき
る正確度から得られる。
のようにして本質的に抵抗Rに反比例することがさらに
明白である。このようなOTAが電子チップ上に集積さ
れるとき、種々のトランスコンダクタンスは係数(I+
D)/Iが実質上これらの種々の全てのトランスコンダ
クタンスに等しいように同じ同調電圧でこれらが同調す
るならば比較的高い正確度で達成することができる。こ
の相対的な正確度は抵抗比率が電子チップ上で達成でき
る正確度から得られる。
【0054】この比較的大きな正確度は周波数同調シス
テムのパラメ−タを選択する大きな自由度を可能にする
ので特に本発明に関連して便利である。gmtを同調シ
ステム(後述する)に含まれる演算トランスコンダクタ
ンス増幅器OTAのトランスコンダクタンス、CTを基
準キャパシタのキャパシタンス値、Wtを同調システム
に使用される基準周波数とすると、基準周波数Wtとキ
ャパシタンス値Ctとの積が比例定数Cと、所望の特性
の積分周波数との積に等しい所望の特性積分周波数に対
応して所望の値にgmtを同調するのに十分である。前
述の比例定数はさらに同調システムで使用されるOTA
がgmrに同調されるフィルタ増幅器OTA3/OTA
5と同じタイプである事実から“プロップ”ステムを示
す。結果としてプロップはフィルタ増幅器OTA3/O
TA5の減結合抵抗と図3で示されている同調システム
に含まれるOTAの減結合抵抗との比に対応する。
テムのパラメ−タを選択する大きな自由度を可能にする
ので特に本発明に関連して便利である。gmtを同調シ
ステム(後述する)に含まれる演算トランスコンダクタ
ンス増幅器OTAのトランスコンダクタンス、CTを基
準キャパシタのキャパシタンス値、Wtを同調システム
に使用される基準周波数とすると、基準周波数Wtとキ
ャパシタンス値Ctとの積が比例定数Cと、所望の特性
の積分周波数との積に等しい所望の特性積分周波数に対
応して所望の値にgmtを同調するのに十分である。前
述の比例定数はさらに同調システムで使用されるOTA
がgmrに同調されるフィルタ増幅器OTA3/OTA
5と同じタイプである事実から“プロップ”ステムを示
す。結果としてプロップはフィルタ増幅器OTA3/O
TA5の減結合抵抗と図3で示されている同調システム
に含まれるOTAの減結合抵抗との比に対応する。
【0055】前述の式は増幅器OTA3とOTA5のO
TAが図1で示されているのと同一の同調信号VTFに
対応して正確に同調されるならば妥当である以下の関係
から実証される。
TAが図1で示されているのと同一の同調信号VTFに
対応して正確に同調されるならば妥当である以下の関係
から実証される。
【0056】
【数5】 前述の3つの式は以下のように簡単に書替えることがで
きる。
きる。
【数6】 これは前述した式にすぎない。式(11)は与えられたよ
うに前述の同調方式を使用しWOとCを考慮すると、パ
ラメ−タWt、Ctと同調システムのプロップが非常に
自由に選択できることが非常に明らかであることを示し
ている。後者の自由度は例えば周波数同調システムの最
適の性能を達成するためにこれらのパラメ−タを決定す
るか或いは同一の電子チップのデ−タ処理路で使用され
る種々のOTAとの間の同一の同調システムを共有する
ことに有益に使用され、これは種々のトランスコンダク
タンス値に同調される。さらにパラメ−タとの間の前述
の関係により、後述するように基準周波数で入力信号を
発生する同じ信号発生手段は現存する周波数同調システ
ムと前述の別出願特許明細書の品質係数同調システムと
の両者で使用される。後者の特許明細書では品質係数同
調システムの好ましい実施例は帯域通過フィルタBIQ
UADの中心周波数Wcに等しい基準周波数を使用し、
従ってマスタ−フィルタ中の積分器の所望の特性積分周
波数と異なっているが、後者の品質係数同調システムの
基準周波数は、他のパラメ−タが前述の関係(11)を満
たすために変形されるならば後者の積分器を同調するた
め現存する周波数同調システムで使用されることができ
る。
うに前述の同調方式を使用しWOとCを考慮すると、パ
ラメ−タWt、Ctと同調システムのプロップが非常に
自由に選択できることが非常に明らかであることを示し
ている。後者の自由度は例えば周波数同調システムの最
適の性能を達成するためにこれらのパラメ−タを決定す
るか或いは同一の電子チップのデ−タ処理路で使用され
る種々のOTAとの間の同一の同調システムを共有する
ことに有益に使用され、これは種々のトランスコンダク
タンス値に同調される。さらにパラメ−タとの間の前述
の関係により、後述するように基準周波数で入力信号を
発生する同じ信号発生手段は現存する周波数同調システ
ムと前述の別出願特許明細書の品質係数同調システムと
の両者で使用される。後者の特許明細書では品質係数同
調システムの好ましい実施例は帯域通過フィルタBIQ
UADの中心周波数Wcに等しい基準周波数を使用し、
従ってマスタ−フィルタ中の積分器の所望の特性積分周
波数と異なっているが、後者の品質係数同調システムの
基準周波数は、他のパラメ−タが前述の関係(11)を満
たすために変形されるならば後者の積分器を同調するた
め現存する周波数同調システムで使用されることができ
る。
【0057】既に述べたように図3は図2で示されてい
るタイプの第1の演算トランスコンダクタンス増幅器O
TAを含む周波数同調システムを示している。このOT
Aはデ−タ処理路に含まれるマスタ−フィルタBIQU
AD(図1)の2つのフィルタ増幅器OTA3とOTA
5に供給される周波数同調信号VTFで同調される。本
発明の実施例のOTAはOTA3とOTA5の正確なレ
プリカであり、実質上gmrに整合するトランスコンダ
クタンスを有する。
るタイプの第1の演算トランスコンダクタンス増幅器O
TAを含む周波数同調システムを示している。このOT
Aはデ−タ処理路に含まれるマスタ−フィルタBIQU
AD(図1)の2つのフィルタ増幅器OTA3とOTA
5に供給される周波数同調信号VTFで同調される。本
発明の実施例のOTAはOTA3とOTA5の正確なレ
プリカであり、実質上gmrに整合するトランスコンダ
クタンスを有する。
【0058】図1で示されているようにVTFはさらに
BIQUADの入力演算トランスコンダクタンス増幅器
OTA1に供給される。その理由は前述の別出願特許明
細書で明示されている。
BIQUADの入力演算トランスコンダクタンス増幅器
OTA1に供給される。その理由は前述の別出願特許明
細書で明示されている。
【0059】図3の同調システムはBIQUADの通過
帯域周波数領域中の基準周波数Wtで発振される前述の
信号発生手段LOを含む。この好ましい実施例では、こ
の基準周波数Wtは帯域通過フィルタBIQUADの中
心周波数Wcであるように選択される。結果としてLO
は前述したように基準品質係数同調システムと共有され
ることができる。LOは第1、第2の同調通路の平衡さ
れた入力端子に供給される平衡された出力電圧を有す
る。第1の同調通路は電圧対電流比またはgmrに実質
上等しい利得を有する第1の増幅器OTAを具備し、第
2の同調通路は第2の、平衡した演算トランスコンダク
タンス増幅器B−OTAを有する。後者の第2の増幅器
B−OTAは固定した電圧対電流比またはCtと基準周
波数Wtの積により決定される利得を有し、Ctは図4
で示されているようにB−OTAの減結合インピ−ダン
スとして結合されるキャパシタZのキャパシタンス値で
ある。前述のことからpropは実質上1に等しく、W
tは実質上Wcに等しく、その結果Ctは式(11)から
算出できることが知られていることに、注意すべきであ
る。
帯域周波数領域中の基準周波数Wtで発振される前述の
信号発生手段LOを含む。この好ましい実施例では、こ
の基準周波数Wtは帯域通過フィルタBIQUADの中
心周波数Wcであるように選択される。結果としてLO
は前述したように基準品質係数同調システムと共有され
ることができる。LOは第1、第2の同調通路の平衡さ
れた入力端子に供給される平衡された出力電圧を有す
る。第1の同調通路は電圧対電流比またはgmrに実質
上等しい利得を有する第1の増幅器OTAを具備し、第
2の同調通路は第2の、平衡した演算トランスコンダク
タンス増幅器B−OTAを有する。後者の第2の増幅器
B−OTAは固定した電圧対電流比またはCtと基準周
波数Wtの積により決定される利得を有し、Ctは図4
で示されているようにB−OTAの減結合インピ−ダン
スとして結合されるキャパシタZのキャパシタンス値で
ある。前述のことからpropは実質上1に等しく、W
tは実質上Wcに等しく、その結果Ctは式(11)から
算出できることが知られていることに、注意すべきであ
る。
【0060】OTA、B−OTAの差動出力電流は電流
整流器C−REC1、C−REC2により整流されたシ
ングルエンドの電流IO1、IO2に変換される。IO
1、IO2はC−REC1、C−REC2のそれぞれの
差動入力電流の絶対値であり、整合キャパシタンスCM
の第1の端部が接続した共通の結合点に供給され、CM
の第2の端部は接地端子に接続される。後述の説明から
明らかなように整流電流IO1、IO2の1つは常にC
Mを充電し、他はCMを放電する。
整流器C−REC1、C−REC2により整流されたシ
ングルエンドの電流IO1、IO2に変換される。IO
1、IO2はC−REC1、C−REC2のそれぞれの
差動入力電流の絶対値であり、整合キャパシタンスCM
の第1の端部が接続した共通の結合点に供給され、CM
の第2の端部は接地端子に接続される。後述の説明から
明らかなように整流電流IO1、IO2の1つは常にC
Mを充電し、他はCMを放電する。
【0061】前述の結合点に現れる電圧は第1の増幅器
OTAとマスタ−フィルタBIQUADとの両者に供給
される周波数同調電圧VTFを発生するためロ−パスフ
ィルタLPによりロ−パスフィルタ処理される。C−R
EC1、C−REC2、CM、LPは共に整合手段MM
を形成し、電圧対電流比または第1、第2の同調通路の
利得は整合キャパシタCMにより比較される。
OTAとマスタ−フィルタBIQUADとの両者に供給
される周波数同調電圧VTFを発生するためロ−パスフ
ィルタLPによりロ−パスフィルタ処理される。C−R
EC1、C−REC2、CM、LPは共に整合手段MM
を形成し、電圧対電流比または第1、第2の同調通路の
利得は整合キャパシタCMにより比較される。
【0062】実質上図3で表されているのは2つの同調
通路の利得を比較する簡単で効率的で正確な方法であ
る。
通路の利得を比較する簡単で効率的で正確な方法であ
る。
【0063】両者の同調通路の電流を整流することによ
りこれらの各通路は整合キャパシタCMを充電或いは放
電する。充電路の利得が放電路の利得よりも大きいとC
Mの電圧は増加しその逆も成立つ。負のフィ−ドバック
を達成するためにVTFが得られるこのCMの電圧は常
に2つの同調通路の間の利得の差を減少する。
りこれらの各通路は整合キャパシタCMを充電或いは放
電する。充電路の利得が放電路の利得よりも大きいとC
Mの電圧は増加しその逆も成立つ。負のフィ−ドバック
を達成するためにVTFが得られるこのCMの電圧は常
に2つの同調通路の間の利得の差を減少する。
【0064】放電路のOTAを含むことによりこのよう
な負のフィ−ドバックが達成されることが実証できる。
利得がB−OTAの利得を超過するとCMの電圧は減少
する。VTFは減少し、OTAの前述の説明から実証さ
れるようにOTAのトランスコンダクタンスは減少す
る。
な負のフィ−ドバックが達成されることが実証できる。
利得がB−OTAの利得を超過するとCMの電圧は減少
する。VTFは減少し、OTAの前述の説明から実証さ
れるようにOTAのトランスコンダクタンスは減少す
る。
【0065】しかしCMを横切る電圧は理想的な定常状
態のdc値に同調されない。第2の同調通路のキャパシ
タZによる90度の位相シフトは常に逆位相のIO1、I
O2を生じる。IO1、IO2間の差はIO1、IO2
の振幅が等しいときでも同一のゼロであることはない。
しかしCMの電圧のこのような特性は、この電圧のリッ
プルが後述したC−REC1、C−REC2の整流およ
び特性により高調波内容を有するとき信頼できるトラン
スコンダクタンス値を得るのに十分である。このリップ
ルはロ−パスフィルタLPにより容易にフィルタされる
か、同調信号VTFがBIQUADとOTAに伝送され
るラインの寄生的なロ−パスフィルタに依存することが
できる。いずれの場合でも整合手段MMの単純性は非常
に正確な定常状態を達成しない小さな欠点を超える利点
を示す。
態のdc値に同調されない。第2の同調通路のキャパシ
タZによる90度の位相シフトは常に逆位相のIO1、I
O2を生じる。IO1、IO2間の差はIO1、IO2
の振幅が等しいときでも同一のゼロであることはない。
しかしCMの電圧のこのような特性は、この電圧のリッ
プルが後述したC−REC1、C−REC2の整流およ
び特性により高調波内容を有するとき信頼できるトラン
スコンダクタンス値を得るのに十分である。このリップ
ルはロ−パスフィルタLPにより容易にフィルタされる
か、同調信号VTFがBIQUADとOTAに伝送され
るラインの寄生的なロ−パスフィルタに依存することが
できる。いずれの場合でも整合手段MMの単純性は非常
に正確な定常状態を達成しない小さな欠点を超える利点
を示す。
【0066】電流整流器と、平衡した演算トランスコン
ダクタンス増幅器の構造ブロックC−REC、B−OT
Aはそれぞれ図4を参照して詳細に説明される。これら
の構造ブロックはそれぞれC−REC1、C−REC
2、B−OTAとして図3の同調システムで使用されて
いる。
ダクタンス増幅器の構造ブロックC−REC、B−OT
Aはそれぞれ図4を参照して詳細に説明される。これら
の構造ブロックはそれぞれC−REC1、C−REC
2、B−OTAとして図3の同調システムで使用されて
いる。
【0067】平衡された演算トランスコンダクタンス増
幅器B−OTAは同じ名称の電圧が供給される差動電圧
入力端子V11、V12を有する。B−OTAはこれらの電
圧V11、V12を平衡した出力電流を共に形成する第1、
第2の電流に変換する。これらの第1、第2の電流は電
流整流器C−RECの第1、第2の電流入力端子に供給
される。本発明の観点によると、C−RECはこれらの
電流を同じ名称の整流電流出力端子で得られるシングル
エンドの整流電流IOに変換し、これは実質上電流入力
端子に存在する差動電流の完全値と等しい。この整流電
流IOは予め定められた符号を有し、即ち整流した電流
出力端子IOにより常にC−RECを“出る”又は常に
C−RECに“入る”。しかし電流整流器C−RECの
別の観点によると、この符号はC−RECの小部分によ
り決定され、後者の整流器は従って明白に後述するよう
に対応する相互接続パタ−ンでこれを構成することによ
り前述の品質係数同調システムで必要な充電または放電
のいずれかを行うのに適している。
幅器B−OTAは同じ名称の電圧が供給される差動電圧
入力端子V11、V12を有する。B−OTAはこれらの電
圧V11、V12を平衡した出力電流を共に形成する第1、
第2の電流に変換する。これらの第1、第2の電流は電
流整流器C−RECの第1、第2の電流入力端子に供給
される。本発明の観点によると、C−RECはこれらの
電流を同じ名称の整流電流出力端子で得られるシングル
エンドの整流電流IOに変換し、これは実質上電流入力
端子に存在する差動電流の完全値と等しい。この整流電
流IOは予め定められた符号を有し、即ち整流した電流
出力端子IOにより常にC−RECを“出る”又は常に
C−RECに“入る”。しかし電流整流器C−RECの
別の観点によると、この符号はC−RECの小部分によ
り決定され、後者の整流器は従って明白に後述するよう
に対応する相互接続パタ−ンでこれを構成することによ
り前述の品質係数同調システムで必要な充電または放電
のいずれかを行うのに適している。
【0068】B−OTAは入力電圧V11、V12によりそ
れぞれ制御される2つのバイポ−ラ入力トランジスタT
11、T12を含む。T11/T12のエミッタ電極は第2の端
部が接地端子に接続されている電流源I11/I12の第1
の端部に接続される。これらのエミッタ電極の間にキャ
パシタンス値Ctを有する前述の基準キャパシタである
エミッタ減結合インピ−ダンスZがトランスコンダクタ
ンス決定のため結合され、図2で示されている前述のO
TAの入力段のトランスコンダクタンスと同様にB−O
TAの利得が決定される。T11、T12のコレクタ電極は
電流整流器C−RECの前述の第1、第2の電流入力端
子を構成する。
れぞれ制御される2つのバイポ−ラ入力トランジスタT
11、T12を含む。T11/T12のエミッタ電極は第2の端
部が接地端子に接続されている電流源I11/I12の第1
の端部に接続される。これらのエミッタ電極の間にキャ
パシタンス値Ctを有する前述の基準キャパシタである
エミッタ減結合インピ−ダンスZがトランスコンダクタ
ンス決定のため結合され、図2で示されている前述のO
TAの入力段のトランスコンダクタンスと同様にB−O
TAの利得が決定される。T11、T12のコレクタ電極は
電流整流器C−RECの前述の第1、第2の電流入力端
子を構成する。
【0069】前述よりB−OTAのトランスコンダクタ
ンスはコンダクタンスまたは基準周波数Wtにおけるキ
ャパシタンスCtを有する基準キャパシタZの電圧対電
流利得により理想的に与えられる結果となる。後者のコ
ンダクタンスは明白に前述の同調システムで必要なWt
とCtとの積にほかならない。B−OTAのトランスコ
ンダクタンスとZのコンダクタンスとの間の前述の式を
維持するために、WtにおけるZの抵抗値が技術でよく
知られているようにB−OTAの入力トランジスタT1
1、T12のトランスコンダクタンスの逆数よりも非常に
大きいことが必要であることに注意すべきである。しか
し式(11)から前述の状況が簡単に適合するようにC
t、Wtを選択するときに存在する大きな自由度が結果
として生じる。C−RECはパワ−供給端子VDDと前
述のそれぞれの第1、第2の電流入力端子との間に接続
される第1、第2の並列分岐を含む。第1の分岐は第1
の負荷抵抗RDD1とダイオ−ド接続されたpnpトラ
ンジスタT17との直列接続を含み、第2の分岐は第2の
負荷抵抗RDD2とpnpトランジスタT18との直列接
続を含み、このベ−ス電極はトランジスタT17のベ−ス
とコレクタ電極の接続部に接続されている。T17、T18
のコレクタ電極はnpnトランジスタT15/T16−T17
−T18とT13、T14のそれぞれを有する第1、第2のス
イッチ路によって第1、第2の入力端子に接続されてい
る。これらの第1、第2のスイッチ路はそれぞれ第1の
T15、T16と第2のT14、T13のスイッチ手段をそれぞ
れ含み、これらは第1のT15/T14と第2のT16/T13
をそれぞれ含み、後者のスイッチは4つの最後に述べた
npnトランジスタである。第1のスイッチ手段の第1
のT15、第2のT16スイッチは第1、第2の電流入力端
子をT17のコレクタ電極にそれぞれ接続し、第2のスイ
ッチ手段の第1のT14、第2のT13スイッチは第1、第
2の電流入力端子をT18のコレクタ電極にそれぞれに接
続する。結果としてT18のコレクタ電極は整流ノ−ドと
して動作し、C−RECの電流出力端子IOに対応す
る。
ンスはコンダクタンスまたは基準周波数Wtにおけるキ
ャパシタンスCtを有する基準キャパシタZの電圧対電
流利得により理想的に与えられる結果となる。後者のコ
ンダクタンスは明白に前述の同調システムで必要なWt
とCtとの積にほかならない。B−OTAのトランスコ
ンダクタンスとZのコンダクタンスとの間の前述の式を
維持するために、WtにおけるZの抵抗値が技術でよく
知られているようにB−OTAの入力トランジスタT1
1、T12のトランスコンダクタンスの逆数よりも非常に
大きいことが必要であることに注意すべきである。しか
し式(11)から前述の状況が簡単に適合するようにC
t、Wtを選択するときに存在する大きな自由度が結果
として生じる。C−RECはパワ−供給端子VDDと前
述のそれぞれの第1、第2の電流入力端子との間に接続
される第1、第2の並列分岐を含む。第1の分岐は第1
の負荷抵抗RDD1とダイオ−ド接続されたpnpトラ
ンジスタT17との直列接続を含み、第2の分岐は第2の
負荷抵抗RDD2とpnpトランジスタT18との直列接
続を含み、このベ−ス電極はトランジスタT17のベ−ス
とコレクタ電極の接続部に接続されている。T17、T18
のコレクタ電極はnpnトランジスタT15/T16−T17
−T18とT13、T14のそれぞれを有する第1、第2のス
イッチ路によって第1、第2の入力端子に接続されてい
る。これらの第1、第2のスイッチ路はそれぞれ第1の
T15、T16と第2のT14、T13のスイッチ手段をそれぞ
れ含み、これらは第1のT15/T14と第2のT16/T13
をそれぞれ含み、後者のスイッチは4つの最後に述べた
npnトランジスタである。第1のスイッチ手段の第1
のT15、第2のT16スイッチは第1、第2の電流入力端
子をT17のコレクタ電極にそれぞれ接続し、第2のスイ
ッチ手段の第1のT14、第2のT13スイッチは第1、第
2の電流入力端子をT18のコレクタ電極にそれぞれに接
続する。結果としてT18のコレクタ電極は整流ノ−ドと
して動作し、C−RECの電流出力端子IOに対応す
る。
【0070】C−RECはさらにnpnトランジスタT
19、T20と負荷抵抗RDD3とRDD4と電流源I13を
含む差動増幅装置を含む。この増幅装置のそれぞれの第
1、第2の入力端子であるT19、T20のベ−ス電極はC
−RECの第1、第2の電流入力端子から制御される。
19、T20と負荷抵抗RDD3とRDD4と電流源I13を
含む差動増幅装置を含む。この増幅装置のそれぞれの第
1、第2の入力端子であるT19、T20のベ−ス電極はC
−RECの第1、第2の電流入力端子から制御される。
【0071】図4より整流ノ−ドIOへの第1のスイッ
チ路はT15又はT16の主要なエミッタ・コレクタ路およ
びT17、T18により構成される電流ミラ−回路により発
生され、IOへの第2のスイッチ路はT13、T14の主通
路により発生されることが明白である。さらにこれらの
両者のスイッチ路は前述の2つの平衡電流により使用さ
れることも明白である。
チ路はT15又はT16の主要なエミッタ・コレクタ路およ
びT17、T18により構成される電流ミラ−回路により発
生され、IOへの第2のスイッチ路はT13、T14の主通
路により発生されることが明白である。さらにこれらの
両者のスイッチ路は前述の2つの平衡電流により使用さ
れることも明白である。
【0072】B−OTAは固定した電圧対電流比又は基
準キャパシタにより決定される利得を有し、前述の同調
システムで必要な利得に対応する第1、第2の電流を提
供する。
準キャパシタにより決定される利得を有し、前述の同調
システムで必要な利得に対応する第1、第2の電流を提
供する。
【0073】これらの電流はC−RECの入力における
電圧の低下を生成し、C−RECの電流入力端子におけ
る結果的な電圧は差動増幅装置T19、T20、RDD3、
RDD4、I13により増幅される。第1の電流即ちC−
RECの第1の入力端子の電流が最大で、増幅装置の利
得は十分大きいと、スイッチT15、T13は閉じられ、一
方スイッチT14、T16は開いている。第1および最大の
電流は前述の第1のスイッチ路により整流ノ−ドIOに
到達し、一方第2の、最小の電流は第2のスイッチ路に
よりIOに到達する。IOのこれらの2つの電流の引算
は進行方向の差動電流を生じる。同様に第2の電流、即
ちC−RECの第2の入力端子の電流が最大であると
き、T16を通過する第1のスイッチ路によりIOに到達
し、一方第1の、最小の電流がT14を通ってIOに到達
することが実証できる。前述のことから電流出力端子I
Oで整流した差動電流が出力方向で存在することが明白
である。電流ミラ−回路T17、T18を第1のスイッチ路
の代わりに第2のスイッチ路に含むことにおいて同一の
整流電流が入来方向でIOに提供されることが容易に実
証できる。後者の事実は図3で示された放電整流器C−
REC1と充電整流器C−REC2との両者を同様に設
計することを可能にする。前述の能動整流器C−REC
はさらに整流とシングルエンド電流への変換が同時に行
われる事実により使用するハ−ドウェアが非常に少な
い。
電圧の低下を生成し、C−RECの電流入力端子におけ
る結果的な電圧は差動増幅装置T19、T20、RDD3、
RDD4、I13により増幅される。第1の電流即ちC−
RECの第1の入力端子の電流が最大で、増幅装置の利
得は十分大きいと、スイッチT15、T13は閉じられ、一
方スイッチT14、T16は開いている。第1および最大の
電流は前述の第1のスイッチ路により整流ノ−ドIOに
到達し、一方第2の、最小の電流は第2のスイッチ路に
よりIOに到達する。IOのこれらの2つの電流の引算
は進行方向の差動電流を生じる。同様に第2の電流、即
ちC−RECの第2の入力端子の電流が最大であると
き、T16を通過する第1のスイッチ路によりIOに到達
し、一方第1の、最小の電流がT14を通ってIOに到達
することが実証できる。前述のことから電流出力端子I
Oで整流した差動電流が出力方向で存在することが明白
である。電流ミラ−回路T17、T18を第1のスイッチ路
の代わりに第2のスイッチ路に含むことにおいて同一の
整流電流が入来方向でIOに提供されることが容易に実
証できる。後者の事実は図3で示された放電整流器C−
REC1と充電整流器C−REC2との両者を同様に設
計することを可能にする。前述の能動整流器C−REC
はさらに整流とシングルエンド電流への変換が同時に行
われる事実により使用するハ−ドウェアが非常に少な
い。
【0074】最後に、スイッチおよび増幅装置の動作が
理想的でないため、C−RECにより発生される整流電
流は正確な整流電流からややずれることが明白である。
しかしこの効果は前述の利得比較に悪影響を及ぼすこと
無く同調電圧VTFのリップルを高周波数帯域に押すの
みであることが立証できる。結果としてこの効果は本発
明による同調システムに欠点よりも利点をもたらす。
理想的でないため、C−RECにより発生される整流電
流は正確な整流電流からややずれることが明白である。
しかしこの効果は前述の利得比較に悪影響を及ぼすこと
無く同調電圧VTFのリップルを高周波数帯域に押すの
みであることが立証できる。結果としてこの効果は本発
明による同調システムに欠点よりも利点をもたらす。
【0075】本発明の原理が特定の装置に関連して前述
されたがこの説明は単なる例示であり本発明の技術的範
囲を限定するものではない。
されたがこの説明は単なる例示であり本発明の技術的範
囲を限定するものではない。
【図1】本発明による同調システムにより同調されるよ
うに構成された4次フィルタBIQUADの概略図。
うに構成された4次フィルタBIQUADの概略図。
【図2】図1で示されたフィルタBIQUADのブロッ
クOTA1−5で使用される演算トランスコンダクタン
ス増幅器OTAの回路図。
クOTA1−5で使用される演算トランスコンダクタン
ス増幅器OTAの回路図。
【図3】図1のブロックOTA1、OTA3、OTA5
のトランスコンダクタンス同調のための本発明による同
調システムの概略図。
のトランスコンダクタンス同調のための本発明による同
調システムの概略図。
【図4】図3の同調システムで使用される平衡された演
算トランスコンダクタンス増幅器B−OTAと電流整流
器C−RECの詳細図。
算トランスコンダクタンス増幅器B−OTAと電流整流
器C−RECの詳細図。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 マーク・ゲリット・ステフェン・ヨゼフ・ ファン・ペメル ベルギー国、ビー − 2980 ゼルセル、 ドゥ・ハルステン 8
Claims (6)
- 【請求項1】 演算トランスコンダクタンス増幅器と基
準キャパシタとを具備し、演算トランスコンダクタンス
増幅器のトランスコンダクタンスを所望の値に同調する
同調信号を発生し、基準キャパシタのキャパシタンス値
と前記所望のトランスコンダクタンス値の比率が前記増
幅器の選択された基準周波数に実質上比例するように選
択されている同調システムにおいて、 整合手段および第1、第2の同調通路を含み、前記第1
の同調通路は出力信号が同調される前記トランスコンダ
クタンスを示す前記増幅器を含み、前記第2の同調通路
は前記キャパシタンスを含み、前記基準周波数で前記キ
ャパシタンスの電圧対電流比を示す基準信号を発生し、
前記整合手段は前記出力信号と前記基準信号とを比較
し、それによって前記同調信号を発生することを特徴と
する同調信号発生用の同調システム。 - 【請求項2】 同調システムは前記基準周波数を有する
基準入力信号を発生する信号発生手段を含み、前記入力
信号は前記第1、第2の両同調通路に供給される請求項
1記載の同調システム。 - 【請求項3】 第2の同調通路は、トランスコンダクタ
ンスが減結合インピ−ダンスとして含まれる前記基準キ
ャパシタにより決定される第2の演算トランスコンダク
タンス増幅器を含み、前記電圧対電流比が前記第2の増
幅器のトランスコンダクタンスであり、この第2の増幅
器のトランスコンダクタンスの値は実質上前記キャパシ
タンス値と前記基準周波数の積に比例する請求項2記載
の同調システム。 - 【請求項4】 前記第1、第2の同調通路が電圧対電流
変換を行い、前記同調通路の出力電流がさらに前記整合
手段に含まれたそれぞれの第1、第2の電流整流器によ
り第1、第2のシングルエンドの整流された電流に変換
され、前記整流した電流は前記整合手段に含まれる整合
キャパシタを充電および放電し、前記整合キャパシタを
充電する同調通路の1つは前記整合キャパシタの電圧が
前記同調信号を決定するために使用できるように決定さ
れる請求項1記載の同調システム。 - 【請求項5】 前記整合キャパシタの前記電圧は、出力
信号が前記同調信号であるロ−パスフィルタに供給さ
れ、前記同調信号は前記第1の増幅器に供給され、前記
第の演算トランスコンダクタンス増幅器と同様の動作特
性を有する少なくとも1つの第3の演算トランスコンダ
クタンス増幅器に供給され、 前記第3の演算トランスコンダクタンス増幅器はフィル
タに含まれ、前記第3の増幅器と共に積分器を形成する
第3のキャパシタに関連し、 前記第3の増幅器のトランスコンダクタンスは前記第1
の増幅器のトランスコンダクタンスに比例し、前記積分
器の特性周波数と前記第3のキャパシタのキャパシタン
ス値との積は実質上前記基準キャパシタのキャパシタン
ス値と前記基準周波数との積に比例し、2つの比例の比
例係数は実質上等しいことを特徴とする請求項4記載の
同調システム。 - 【請求項6】 前記フィルタは帯域通過フィルタであ
り、前記基準周波数は前記フィルタの帯域通過周波数領
域の中心周波数に等しく、前記信号発生手段は前記フィ
ルタの品質係数と前記フィルタに含まれる少なくとも1
つの前記第3の増幅器のトランスコンダクタンスとの両
者の同調に使用される請求項2乃至5のいずれか1項記
載の同調システム。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP92202293A EP0579876B1 (en) | 1992-07-24 | 1992-07-24 | Frequency tuning system for an OTA-C pair |
| BE92202293:4 | 1992-07-24 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06164312A true JPH06164312A (ja) | 1994-06-10 |
| JP3316038B2 JP3316038B2 (ja) | 2002-08-19 |
Family
ID=8210807
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18421293A Expired - Fee Related JP3316038B2 (ja) | 1992-07-24 | 1993-07-26 | 演算トランスコンダクタンス増幅器・キャパシタ対用の周波数同調システム |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5440264A (ja) |
| EP (1) | EP0579876B1 (ja) |
| JP (1) | JP3316038B2 (ja) |
| DE (1) | DE69226862T2 (ja) |
| ES (1) | ES2123538T3 (ja) |
| FI (1) | FI108585B (ja) |
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|---|---|---|---|---|
| JP3208975B2 (ja) * | 1993-12-28 | 2001-09-17 | 株式会社日立製作所 | アクティブフィルタ制御方式 |
| US5625317A (en) * | 1994-08-08 | 1997-04-29 | Texas Instruments Incorporated | Tuning method for integrated continuous-time filters |
| DE69523281T2 (de) * | 1995-02-10 | 2002-07-11 | Alcatel, Paris | Linearer abstimmbarer Gm-C Integrator |
| US5650747A (en) * | 1995-10-05 | 1997-07-22 | Chen; Xiaole | Circuit technique for implementing programmable zeros in high speed CMOS filters |
| GB2307626B (en) * | 1995-11-24 | 2000-06-07 | Nokia Mobile Phones Ltd | A signal receiver |
| KR100187200B1 (ko) * | 1996-07-12 | 1999-04-15 | 김광호 | 트랜스 컨덕턴스를 이용한 차단 주파수 안정화 장치 |
| US6266522B1 (en) | 1998-02-04 | 2001-07-24 | Ericsson Inc. | Apparatus and methods for tuning bandpass filters |
| US6310512B1 (en) | 1999-11-22 | 2001-10-30 | Cardiac Pacemakers, Inc. | Integrated self-adjustable continuous time band pass filter based upon Gm cell with bipolar transistors |
| US6287263B1 (en) | 1999-02-08 | 2001-09-11 | Cardiac Pacemakers, Inc. | System for processing bursted amplitude modulated signals using an impedance sensor |
| AU3485200A (en) * | 1999-02-08 | 2000-08-25 | Boris Briskin | Signal processing system using improved transconductance cell |
| US6137375A (en) * | 1999-05-28 | 2000-10-24 | The Trustees Of Columbia University In The City Of New York | Loss control loop circuit for controlling the output voltage of a voltage-controlled oscillator |
| US6954774B1 (en) * | 2001-12-20 | 2005-10-11 | Rockwell Collins | Bandpass filter with ability to tune a pass frequency, passband gain and filter Q |
| US6600373B1 (en) | 2002-07-31 | 2003-07-29 | Agere Systems, Inc. | Method and circuit for tuning a transconductance amplifier |
| US6917252B1 (en) | 2003-04-28 | 2005-07-12 | Adam S. Wyszynski | Fully integrated automatically-tuned RF and IF active bandpass filters |
| US7486338B1 (en) | 2003-04-28 | 2009-02-03 | Wyszynski Adam S | Fully integrated terrestrial TV tuner architecture |
| US7098731B1 (en) * | 2004-01-13 | 2006-08-29 | Wyszynski Adam S | Synthesis method for an active polyphase filter |
| US7400212B1 (en) | 2005-06-07 | 2008-07-15 | Vishinsky Adam S | Self-tuned active bandpass filters |
| FR2892872B1 (fr) * | 2005-11-02 | 2008-01-04 | Atmel Corp | Filtre passe-bande complexe |
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| US7622991B2 (en) * | 2007-08-22 | 2009-11-24 | Don Roy Sauer | Transconductance signal capacity format |
| US8390371B2 (en) * | 2010-07-30 | 2013-03-05 | Tialinx, Inc. | Tunable transconductance-capacitance filter with coefficients independent of variations in process corner, temperature, and input supply voltage |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US4340868A (en) * | 1980-05-12 | 1982-07-20 | Motorola, Inc. | Current mode biquadratic active filter |
| NL8401370A (nl) * | 1984-05-01 | 1985-12-02 | Philips Nv | Filterschakeling. |
| JPH0648775B2 (ja) * | 1989-05-24 | 1994-06-22 | 東光株式会社 | リープフロッグ・フィルタ |
| US5117205A (en) * | 1990-05-01 | 1992-05-26 | U.S. Philips Corporation | Electrically controllable oscillator circuit, and electrically controllable filter arrangement comprising said circuits |
| JPH04211508A (ja) * | 1990-06-15 | 1992-08-03 | Toshiba Corp | 積分回路 |
| US5124593A (en) * | 1990-09-26 | 1992-06-23 | National Semiconductor Corporation | Continuous-time filter tuning circuit and method |
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1992
- 1992-07-24 ES ES92202293T patent/ES2123538T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1992-07-24 DE DE69226862T patent/DE69226862T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1992-07-24 EP EP92202293A patent/EP0579876B1/en not_active Expired - Lifetime
-
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- 1993-07-22 FI FI933310A patent/FI108585B/fi active
- 1993-07-26 JP JP18421293A patent/JP3316038B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1994
- 1994-12-07 US US08/350,705 patent/US5440264A/en not_active Expired - Fee Related
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