JPH0619216Y2 - アクティブフィルタ回路 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、アクティブフィルタ回路に関する。

（従来の技術） 第２図は従来例のアクティブフィルタ回路の回路図であ
る。第２図において、１はアクティブフィルタ回路、２
はアクティブフィルタ回路１の利得調整用に用いられる
増幅回路である。

アクティブフィルタ回路１は、第１入力部３、第２入力
部４および出力部５を有する演算増幅器６を備える。こ
のアクティブフィルタ回路１の入力端７と演算増幅器６
の第１入力部３との間に第１抵抗８と、第２抵抗９およ
び第１コンデンサ１０の直列回路とが並列に接続されて
いる。また、入力端７と演算増幅器６の第２入力部４と
の間に第４抵抗１１が接続され、その第２入力部４とア
ースとの間に第５抵抗１２が接続されている。演算増幅
器６の出力部５と第１入力部３との間に第３抵抗１３
が、第２抵抗９と第１コンデンサ１０との接続部と第３
抵抗１３と演算増幅器６の出力部５との接続部との間に
第２コンデンサ１４がそれぞれ接続されている。

（考案が解決しようとする問題点） ところで、入力電圧をVi、出力部５の出力電圧をVo、そ
れの利得をＨ、jωであらわされる角周波数をＳ、カッ
トオフ周波数をωc、伝達零点の周波数をωp、尖鋭度を
Ｑとした場合に、その電達関数Vo/Viの一般形が次式(1)
であらわされるアクティブフィルタ回路を上記構成のア
クティブフィルタ回路１に適用するとその伝達関数は次
式(2)であらわされる。

ただし、 Ｈ＝Ｈ′＝₅/(R₄＋R₅) ωP²＝Ｘ＝(1/C₁C₂R₂)・〔1/R₂−R₄/(R₅R₁)〕 ωc/Q＝Y₁＝(1/R₃)・(1/C₁＋1/C₂)＝(R₄/R₅) ・｛(1/R₁)・(1/C₁＋1/C₂)＋1/(C₂R₂)｝ ωc²＝Y₂＝1/(C₁C₂R₂R₃)、 したがって、上記両式(1)(2)から明らかなように上記構
成のアクティブフィルタ回路１における利得は、Ｈ′＝
R₅/(R₄＋R₅)であらわされることになる。このような利
得は必ず１よりも小さな値であるから、従来では第２図
に示すように実用上の見地から利得調整用の増幅回路２
をアクティブフィルタ回路１の出力部５に接続していた
のである。

そのため、従来のアクティブフィルタ回路１ではこのよ
うな増幅回路２をその出力部に設ける必要があるために
コスト的に高くつくものとなっていた。

そこで、本考案は、利得調整用の増幅回路を用いなくて
も十分な利得を得られるように構成してコスト的に安く
て済むアクティブフィルタ回路を提供することを目的と
している。

（実施例） 以下、本考案の実施例を図面を参照して詳細に説明す
る。第１図は本考案の実施例に係るアクティブフィルタ
回路の回路図であり、第２図と対応する部分には同一の
符号を付している。

このアクティブフィルタ回路２０は、第１入力部３、第
２入力部４および出力部５を有する演算増幅器６を用
い、入力端７と演算増幅器６の第１入力部３との間に第
１抵抗８と、第２抵抗９および第１コンデンサ１０の直
列回路とを並列に接続するとともに、入力端７と演算増
幅器６の第２入力部４との間に第４抵抗１１を接続し、
その第２入力部４とアースとの間に第５抵抗１２を接続
し、演算増幅器６の出力部５と第１入力部３との間に第
３抵抗１３と第６抵抗１５との直列回路を接続し、第２
抵抗９と第１コンデンサ１０との接続部と第３抵抗１３
と第６抵抗１５との接続部との間に第２コンデンサ１４
を接続するとともに、第３抵抗１３と第６抵抗１５との
接続部とアースとの間に第７抵抗１６を接続してなる。

第１ないし第７抵抗８〜１６の抵抗値をそれぞれR₁〜R₇
とし、前記第１および第２コンデンサ１０、１４の容量
をそれぞれC₁、C₂とおいた場合、当該アクティブフィル
タ回路の伝達関数Vo/Viは次式(3)であらわされる。

ただし、 Ｈ′′＝｛〔R₅/(R₄＋R₅)〕・〔(R₆＋R₇)/R₇〕 −〔R₄/(R₄＋R₅)〕・₆・(1/R₁＋1/R₂)｝、 A₁＝1/R₃−R₄/(R₅R₁)−(R₄R₆R₇)/〔R₅・(R₆＋R₇) ・R₁R₃〕、 A₂＝1/(C₁C₂R₂)、 A₃＝１−(R₄/R₅)・〔R₆R₇/(R₆＋R₇)〕・(1/R₁＋1/R₂)、 B₁＝(1/R₃)・(1/C₁＋1/C₂)、 B₂＝1/(C₁C₂R₂R₃)であり、かつ、 〔(R₅/R₄)・(1/R₃)−(1/R₁)〕・(C₁＋C₂)＝ ｛〔(R₆R₇)/(R₆＋R₇)〕・〔1/(R₁R₂R₃)〕｝・ ｛(R₁＋R₂)・(C₁＋C₂)＋C₂R₃｝＋C₁/R₂、 したがって、この伝達関数であらわされるアクティブフ
ィルタ回路２０にあっては、その利得Ｈ′′は、R₆とR₇
それぞれの値R₁とR₂とR₃との各値よりも十分に小さな値
に近似した場合は、次式(4)であらわされることにな
る。

Ｈ′′＝［R₅/(R₄＋R₅)］・［(R₆＋R₇)/R₇］ ……(4) そうすると、このアクティブフィルタ回路２０において
は、その利得は［R₅/(R₄＋R₅)］に１より大きい［(R₆＋
R₇)/R₇］を乗算した値となり、従来に比して大きな値と
なる結果、従来のようにアクティブフィルタ回路の出力
の利得調整に用いていた増幅回路を省略できるようにな
る。

なお、上記近似をしなくても各抵抗とコンデンサの抵抗
値および容量値とを適宜設定することでもそのアクティ
ブフィルタ回路２０の出力の利得を１よりも大きな値に
することができる。

また、実施例の回路構成では、第６抵抗１５と第７抵抗
１６との互いの抵抗値の比率を可変調整することにより
アクティブフィルタ回路２０の周波数特性の許容範囲内
での利得調整が可能となる。さらに、実施例のアクティ
ブフィルタ回路２０における尖鋭度Ｑの値は従来例のそ
れと同様であり、かつ、実施例のアクティブフィルタ回
路２０ではその尖鋭度が第６抵抗１５および第７抵抗１
６には関与しないためにその周波数特性がずれても第１
抵抗８、第６抵抗１５および第７抵抗１７により再調整
が可能である。

（効果） 以上説明したことから明らかなように本考案によれば、
単に演算増幅器の出力部に抵抗を２つ追加するだけの簡
単な回路構成でもって、利得調整用の増幅回路を用いな
くても十分な利得を得られるようにしたから、コスト的
に安くて済むアクティブフィルタ回路を提供することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例に係るアクティブフィルタ回
路の回路図、第２図は従来例のアクティブフィルタ回路
の回路図である。 ３…第１入力部、４…第２入力部、５…出力部、６…演
算増幅器、７…入力端、８，９，１１，１２，１３，１
５，１６…抵抗、１０，１４…コンデンサ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】入力電圧をVi、出力電圧をVo、利得をＨ、
   ｊωであらわされる角周波数をＳ、カットオフ周波数を
   ωｃ、伝達零点の周波数をωｐ、尖鋭度をＱとした場合
   に、その伝達関数Vo/Viが、 であらわされる特性を実現するアクティブフィルタ回路
   であって、 第１入力部、第２入力部および出力部を有する演算増幅
   器を用い、入力端と演算増幅器の第１入力部との間に第
   １抵抗と、第２抵抗および第１コンデンサの直列回路と
   を並列に接続するとともに、入力端と演算増幅器の第２
   入力部との間に第４抵抗を接続し、その第２入力部とア
   ースとの間に第５抵抗を接続し、演算増幅器の出力部と
   第１入力部との間に第３抵抗と第６抵抗との直列回路を
   接続し、第２抵抗と第１コンデンサとの接続部と第３抵
   抗と第６抵抗との接続部との間に第２コンデンサを接続
   するとともに、第３抵抗と第６抵抗との接続部とアース
   との間に第７抵抗を接続してなり、 前記第１ないし第７抵抗の抵抗値をそれぞれR₁〜R₇と
   し、前記第１および第２コンデンサの容量をそれぞれ
   C₁、C₂とおいた場合、当該アクティブフィルタ回路の伝
   達関数Vo/Viは次式であらわされ、 ただし、 Ｈ′′＝｛〔R₅/(R₄＋R₅)〕・〔(R₆＋R₇)/R₇〕 −〔R₄/(R₄＋R₅)〕・R₆・(1/R₁＋1/R₂)｝、 A₁＝1/R₃−R₄/(R₅R₁)−(R₄R₆R₇)/〔R₅・(R₆＋R₇) ・R₁R₃〕、 A₂＝1/(C₁C₂R₂)、 A₃＝１−(R₄/R₅)・〔R₆R₇/(R₆＋R₇)〕・(1/R₁ ＋1/R₂)、 B₁＝(1/R₃)・(1/C₁＋1/C₂)、 B₂＝1/(C₁C₂R₂R₃)であり、かつ、 〔(R₅/R₄)・(1/R₃)−(1/R₁)〕・(C₁＋C₂) ＝｛〔(R₆R₇)/(R₆＋R₇)〕・〔1/(R₁R₂R₃)〕｝ ・｛(R₁＋R₂)・(C₁＋C₂)＋C₂R₃｝＋C₁/R₂、 そして、前記両式(1)(2)におけるＨ＝Ｈ′′の関係とＳ
   の係数とがそれぞれ一致するように前記容量および抵抗
   値を選定していることを特徴とするアクティブフィルタ
   回路。