JPH08307207A - 複数入力フィルタ回路 - Google Patents
複数入力フィルタ回路Info
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- JPH08307207A JPH08307207A JP10511095A JP10511095A JPH08307207A JP H08307207 A JPH08307207 A JP H08307207A JP 10511095 A JP10511095 A JP 10511095A JP 10511095 A JP10511095 A JP 10511095A JP H08307207 A JPH08307207 A JP H08307207A
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- operational amplifier
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- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims abstract description 34
- 238000012888 cubic function Methods 0.000 claims abstract description 13
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
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- Networks Using Active Elements (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 オペアンプＯＰの必要個数を１個としてプリ
ント板の実装効率を向上させた３次関数の複数入力ハイ
パスフィルタを提供する。 【構成】 一端が各々共通接続された複数の入力コンデ
ンサＣ11〜Ｃ1nと、該入力コンデンサＣ11〜Ｃ1nの共通
接続点とコモンライン間に接続された抵抗Ｒ1と、前記
入力コンデンサＣ11〜Ｃ1nの共通接続点と前記オペアン
プＯＰの入力端子との間に直列接続されたコンデンサＣ
2，Ｃ3と、該コンデンサＣ2，Ｃ3の共通接続点とオペア
ンプＯＰの出力端子との間に接続された抵抗Ｒ2と、オ
ペアンプＯＰの入力端子とコモンライン間に接続された
抵抗Ｒ3とを設ける。
ント板の実装効率を向上させた３次関数の複数入力ハイ
パスフィルタを提供する。 【構成】 一端が各々共通接続された複数の入力コンデ
ンサＣ11〜Ｃ1nと、該入力コンデンサＣ11〜Ｃ1nの共通
接続点とコモンライン間に接続された抵抗Ｒ1と、前記
入力コンデンサＣ11〜Ｃ1nの共通接続点と前記オペアン
プＯＰの入力端子との間に直列接続されたコンデンサＣ
2，Ｃ3と、該コンデンサＣ2，Ｃ3の共通接続点とオペア
ンプＯＰの出力端子との間に接続された抵抗Ｒ2と、オ
ペアンプＯＰの入力端子とコモンライン間に接続された
抵抗Ｒ3とを設ける。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、計測回路や保護継電器
の入力回路に使用され、３次関数で表現されるハイパス
フィルタに係り、特にアナログ入力が複数あるフィルタ
回路に関する。
の入力回路に使用され、３次関数で表現されるハイパス
フィルタに係り、特にアナログ入力が複数あるフィルタ
回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、オペアンプ（演算増幅器）を使用
した３次関数で表現されるハイパスフィルタは多数の種
類があるが、良く使用される回路の代表としては、オペ
アンプについては１個のみで実現できる正帰還形のハイ
パスフィルタがある。この正帰還形のハイパスフィルタ
は図２に示すように、オペアンプＯＰと、該オペアンプ
ＯＰの入力端子に直列接続されたコンデンサＣ1，Ｃ2，
Ｃ3と、該コンデンサＣ1およびＣ2の共通接続点と接地
間に接続された抵抗Ｒ1と、コンデンサＣ2およびＣ3の
共通接続点とオペアンプＯＰの出力端子間に接続された
抵抗Ｒ2と、オペアンプＯＰの入力端子および接地間に
接続された抵抗Ｒ3とで構成されている。
した３次関数で表現されるハイパスフィルタは多数の種
類があるが、良く使用される回路の代表としては、オペ
アンプについては１個のみで実現できる正帰還形のハイ
パスフィルタがある。この正帰還形のハイパスフィルタ
は図２に示すように、オペアンプＯＰと、該オペアンプ
ＯＰの入力端子に直列接続されたコンデンサＣ1，Ｃ2，
Ｃ3と、該コンデンサＣ1およびＣ2の共通接続点と接地
間に接続された抵抗Ｒ1と、コンデンサＣ2およびＣ3の
共通接続点とオペアンプＯＰの出力端子間に接続された
抵抗Ｒ2と、オペアンプＯＰの入力端子および接地間に
接続された抵抗Ｒ3とで構成されている。
【０００３】図２において＋ＫはオペアンプＯＰを非反
転形接続した場合のゲインを表現し、オペアンプＯＰの
電源端子や反転入力端子、非反転入力端子、ゲイン＋Ｋ
に関する具体的回路は図示省略している。
転形接続した場合のゲインを表現し、オペアンプＯＰの
電源端子や反転入力端子、非反転入力端子、ゲイン＋Ｋ
に関する具体的回路は図示省略している。
【０００４】図２の正帰還形の回路の伝達関数は次式で
表される。
表される。
【０００５】
【数１】
【０００６】前記式（１）において、Ｇ（ω）は伝達関
数、Ｖ1は入力電圧、ＶOは出力電圧、Ｓ＝ｊωであり、
ｊは虚数単位、ωは入力電圧Ｖ1の角周波数、ωaは１次
部分のしゃ断角周波数、ωOは２次部分のしゃ断角周波
数、Ｑは尖鋭度である。
数、Ｖ1は入力電圧、ＶOは出力電圧、Ｓ＝ｊωであり、
ｊは虚数単位、ωは入力電圧Ｖ1の角周波数、ωaは１次
部分のしゃ断角周波数、ωOは２次部分のしゃ断角周波
数、Ｑは尖鋭度である。
【０００７】また従来のオペアンプを使用した複数入力
用の加算回路は例えば図３のように構成されていた。図
３において、オペアンプＯＰの入力端子には、複数の入
力抵抗Ｒ11，Ｒ12…Ｒ1nの各一端が共通接続されてい
る。オペアンプＯＰの入、出力端子間には抵抗Ｒｆが接
続されている。図中、Ｖ11〜Ｖ1nは入力電圧、ＶOは出
力電圧、−∞はオペアンプＯＰを反転増幅器として使用
した回路であることを示し、反転入力端子、非反転入力
端子、電源端子等は図示省略している。
用の加算回路は例えば図３のように構成されていた。図
３において、オペアンプＯＰの入力端子には、複数の入
力抵抗Ｒ11，Ｒ12…Ｒ1nの各一端が共通接続されてい
る。オペアンプＯＰの入、出力端子間には抵抗Ｒｆが接
続されている。図中、Ｖ11〜Ｖ1nは入力電圧、ＶOは出
力電圧、−∞はオペアンプＯＰを反転増幅器として使用
した回路であることを示し、反転入力端子、非反転入力
端子、電源端子等は図示省略している。
【０００８】前記図３の回路の出力電圧ＶOはよく知ら
れているように、
れているように、
【０００９】
【数２】
【００１０】（但しＲ11〜Ｒ1n，Ｒfは各々の抵抗値を
示す）なる式で表現される。
示す）なる式で表現される。
【００１１】また、入力が複数ある場合の、３次関数で
表現されるハイパスフィルタは、前記図２の回路の前段
に、図３に示す加算回路を直列接続し、図４のようにオ
ペアンプを２個使用して構成していた。この図４の回路
の出力電圧ＶOは前記式（１）、（２）より、
表現されるハイパスフィルタは、前記図２の回路の前段
に、図３に示す加算回路を直列接続し、図４のようにオ
ペアンプを２個使用して構成していた。この図４の回路
の出力電圧ＶOは前記式（１）、（２）より、
【００１２】
【数３】
【００１３】となり、明らかに複数入力形の３次ハイパ
スフィルタとなっている。
スフィルタとなっている。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】図４の回路で述べたよ
うに、従来は、オペアンプについては２個を使用し、３
次関数で表現される複数入力形ハイパスフィルタを構成
していた。また図４以外の他の方法による回路（図示省
略）も、オペアンプについては２個以上を使用してい
た。
うに、従来は、オペアンプについては２個を使用し、３
次関数で表現される複数入力形ハイパスフィルタを構成
していた。また図４以外の他の方法による回路（図示省
略）も、オペアンプについては２個以上を使用してい
た。
【００１５】しかしながら、近年、プリント板の実装密
度の向上、部品点数削減による信頼性向上およびコスト
ダウンの要求が強まってきており、３次関数の複数入力
ハイパスフィルタのオペアンプについては、１個のみの
使用で同等機能を有する回路の実現が望まれていた。
度の向上、部品点数削減による信頼性向上およびコスト
ダウンの要求が強まってきており、３次関数の複数入力
ハイパスフィルタのオペアンプについては、１個のみの
使用で同等機能を有する回路の実現が望まれていた。
【００１６】本発明は上記の点に鑑みてなされたもので
その目的は、オペアンプの必要個数を１個としてプリン
ト板の実装効率を向上させた３次関数の複数入力ハイパ
スフィルタを提供することにある。
その目的は、オペアンプの必要個数を１個としてプリン
ト板の実装効率を向上させた３次関数の複数入力ハイパ
スフィルタを提供することにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】本発明は、１個のオペア
ンプを有し、３次関数で表現されるハイパスフィルタに
おいて、一端が各々共通接続された複数の入力コンデン
サと、該入力コンデンサの共通接続点と共通電位線間に
接続された第１の抵抗と、前記入力コンデンサの共通接
続点と前記オペアンプの入力端子との間に直列接続され
た第１および第２のコンデンサと、該第１および第２の
コンデンサの共通接続点と前記オペアンプの出力端子の
間に接続された第２の抵抗と、前記オペアンプの入力端
子と共通電位線間に接続された第３の抵抗とを備えたこ
とを特徴としている。
ンプを有し、３次関数で表現されるハイパスフィルタに
おいて、一端が各々共通接続された複数の入力コンデン
サと、該入力コンデンサの共通接続点と共通電位線間に
接続された第１の抵抗と、前記入力コンデンサの共通接
続点と前記オペアンプの入力端子との間に直列接続され
た第１および第２のコンデンサと、該第１および第２の
コンデンサの共通接続点と前記オペアンプの出力端子の
間に接続された第２の抵抗と、前記オペアンプの入力端
子と共通電位線間に接続された第３の抵抗とを備えたこ
とを特徴としている。
【００１８】
【作用】本発明の回路は、複数個のオペアンプを用いな
くても、１個のオペアンプとコンデンサおよび抵抗によ
って、３次関数で表される複数入力ハイパスフィルタと
して動作する。
くても、１個のオペアンプとコンデンサおよび抵抗によ
って、３次関数で表される複数入力ハイパスフィルタと
して動作する。
【００１９】
【実施例】以下図面を参照しながら本発明の一実施例を
説明する。図１において、Ｃ11…Ｃ1nは一端が共通接続
された入力コンデンサである。これら入力コンデンサＣ
11…Ｃ1nの共通接続点とコモンラインとの間には抵抗Ｒ
1が接続されている。前記入力コンデンサＣ11…Ｃ1nの
共通接続点とオペアンプＯＰの入力端子との間にはコン
デンサＣ2，Ｃ3が直列に接続されている。コンデンサＣ
2，Ｃ3の共通接続点とオペアンプＯＰの出力端子との間
には抵抗Ｒ2が接続されている。オペアンプＯＰの入力
端子とコモンラインとの間には抵抗Ｒ3が接続されてい
る。
説明する。図１において、Ｃ11…Ｃ1nは一端が共通接続
された入力コンデンサである。これら入力コンデンサＣ
11…Ｃ1nの共通接続点とコモンラインとの間には抵抗Ｒ
1が接続されている。前記入力コンデンサＣ11…Ｃ1nの
共通接続点とオペアンプＯＰの入力端子との間にはコン
デンサＣ2，Ｃ3が直列に接続されている。コンデンサＣ
2，Ｃ3の共通接続点とオペアンプＯＰの出力端子との間
には抵抗Ｒ2が接続されている。オペアンプＯＰの入力
端子とコモンラインとの間には抵抗Ｒ3が接続されてい
る。
【００２０】図中ｉ11〜ｉ1n，ｉ2〜ｉ5は図示各矢印部
分を流れる電流、Ｖ11〜Ｖ1nは入力電圧、Ｖ2はコンデ
ンサＣ11〜Ｃ1nの共通接続点電圧、Ｖ3はコンデンサ
Ｃ2，Ｃ3の共通接続点電圧、ＶO／Ｋ（＝Ｖ4）はオペア
ンプＯＰの入力端子の電圧、ＶOは出力電圧を各々示し
ている。またオペアンプＯＰの＋Ｋは、非反転形接続時
のゲインがＫであることを示している。またオペアンプ
の電源端子や反転入力端子、非反転入力端子は図示省略
している。
分を流れる電流、Ｖ11〜Ｖ1nは入力電圧、Ｖ2はコンデ
ンサＣ11〜Ｃ1nの共通接続点電圧、Ｖ3はコンデンサ
Ｃ2，Ｃ3の共通接続点電圧、ＶO／Ｋ（＝Ｖ4）はオペア
ンプＯＰの入力端子の電圧、ＶOは出力電圧を各々示し
ている。またオペアンプＯＰの＋Ｋは、非反転形接続時
のゲインがＫであることを示している。またオペアンプ
の電源端子や反転入力端子、非反転入力端子は図示省略
している。
【００２１】上記のように構成された回路においては、
次の関係式が成り立つ。
次の関係式が成り立つ。
【００２２】
【数４】
【００２３】
【数５】
【００２４】
【数６】
【００２５】
【数７】
【００２６】
【数８】
【００２７】
【数９】
【００２８】
【数１０】
【００２９】尚前記各式において、ｊは虚数単位、ωは
角周波数である。
角周波数である。
【００３０】ここでＣ1＝Ｃ11＋Ｃ12＋…Ｃ1nとおい
て、前記式（１０−１）〜（１０−ｎ）の総和、すなわ
ちｉ11＋ｉ12＋…＋ｉ1n＝ｉ2＋ｉ3を求めると、
て、前記式（１０−１）〜（１０−ｎ）の総和、すなわ
ちｉ11＋ｉ12＋…＋ｉ1n＝ｉ2＋ｉ3を求めると、
【００３１】
【数１１】
【００３２】これを整理すると、
【００３３】
【数１２】
【００３４】となる。
【００３５】今ここで、
【００３６】
【数１３】
【００３７】とおけば、
【００３８】
【数１４】
【００３９】となる。またＳ＝ｊωとおいてＶOについ
て整理すると、
て整理すると、
【００４０】
【数１５】
【００４１】となり、明らかに複数入力形３次ハイパス
フィルタとなることが判る。
フィルタとなることが判る。
【００４２】具体的定数は式（１３）〜（１５）を満足
するＣＲを決定すれば良いが、このままでは未知数が多
すぎるので、いまここで、
するＣＲを決定すれば良いが、このままでは未知数が多
すぎるので、いまここで、
【００４３】
【数１６】
【００４４】とすれば前記式（１３）〜（１５）は各
々、
々、
【００４５】
【数１７】
【００４６】となる。さらにここでＲ，Ｃ，ｎ3を適当
な値に仮定してみると、式（２１）より、
な値に仮定してみると、式（２１）より、
【００４７】
【数１８】
【００４８】この式（２２）を前記式（２０）に代入し
てｎ2について整理すると、
てｎ2について整理すると、
【００４９】
【数１９】
【００５０】となる。また前記式（２２）を式（１９）
に代入すると、
に代入すると、
【００５１】
【数２０】
【００５２】となり、前記式（２３）を式（２４）に代
入してｎ1について整理すると、
入してｎ1について整理すると、
【００５３】
【数２１】
【００５４】となる。即ち式（２５）でｎ1を求め、そ
れを式（２３）に代入してｎ2を求め、さらに式（２
２）に代入してｎ4を求め、それらを式（１８）に代入
して具体的なＣ，Ｒの各定数を算出すれば良い。
れを式（２３）に代入してｎ2を求め、さらに式（２
２）に代入してｎ4を求め、それらを式（１８）に代入
して具体的なＣ，Ｒの各定数を算出すれば良い。
【００５５】前記具体的定数算出の条件は式（１８）の
条件下でＣ，Ｒ，ｎ3を仮定した後に残りの定数を求め
ていたが、これに限らず他の算出方法を設定しても良
い。
条件下でＣ，Ｒ，ｎ3を仮定した後に残りの定数を求め
ていたが、これに限らず他の算出方法を設定しても良
い。
【００５６】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、１個のオ
ペアンプを有し、３次関数で表現されるハイパスフィル
タにおいて、一端が各々共通接続された複数の入力コン
デンサと、該入力コンデンサの共通接続点と共通電位線
間に接続された第１の抵抗と、前記入力コンデンサの共
通接続点と前記オペアンプの入力端子との間に直列接続
された第１および第２のコンデンサと、該第１および第
２のコンデンサの共通接続点と前記オペアンプの出力端
子の間に接続された第２の抵抗と、前記オペアンプの入
力端子と共通電位線間に接続された第３の抵抗とを備え
たので、正帰還形を用いた３次関数の複数入力ハイパス
フィルタを、１個のオペアンプとコンデンサや抵抗で実
現することができる。
ペアンプを有し、３次関数で表現されるハイパスフィル
タにおいて、一端が各々共通接続された複数の入力コン
デンサと、該入力コンデンサの共通接続点と共通電位線
間に接続された第１の抵抗と、前記入力コンデンサの共
通接続点と前記オペアンプの入力端子との間に直列接続
された第１および第２のコンデンサと、該第１および第
２のコンデンサの共通接続点と前記オペアンプの出力端
子の間に接続された第２の抵抗と、前記オペアンプの入
力端子と共通電位線間に接続された第３の抵抗とを備え
たので、正帰還形を用いた３次関数の複数入力ハイパス
フィルタを、１個のオペアンプとコンデンサや抵抗で実
現することができる。
【００５７】このため（１）部品点数削減による信頼性
向上、（２）部品点数削減によるプリント板設計時間の
短縮、（３）部品点数削減によるプリント板の高密度化
回路の実現等の利点が生じ、信頼性向上、コストダウン
に大幅な効果が得られる。
向上、（２）部品点数削減によるプリント板設計時間の
短縮、（３）部品点数削減によるプリント板の高密度化
回路の実現等の利点が生じ、信頼性向上、コストダウン
に大幅な効果が得られる。
【図１】本発明の一実施例を示す回路図。
【図２】従来の３次関数で表されるハイパスフィルタの
回路図。
回路図。
【図３】従来の加算回路を示す回路図。
【図４】従来の入力数ｎ個の３次関数で表されるハイパ
スフィルタの回路図。
スフィルタの回路図。
Ｃ1，Ｃ2，Ｃ3，Ｃ11〜Ｃ1n…コンデンサ Ｒ1，Ｒ2，Ｒ3，Ｒf，Ｒ11〜Ｒ1n…抵抗 ＯＰ，ＯＰ1，ＯＰ2…オペアンプ
Claims (1)
- 【請求項１】 １個のオペアンプを有し、３次関数で表
現されるハイパスフィルタにおいて、 一端が各々共通接続された複数の入力コンデンサと、該
入力コンデンサの共通接続点と共通電位線間に接続され
た第１の抵抗と、前記入力コンデンサの共通接続点と前
記オペアンプの入力端子との間に直列接続された第１お
よび第２のコンデンサと、該第１および第２のコンデン
サの共通接続点と前記オペアンプの出力端子の間に接続
された第２の抵抗と、前記オペアンプの入力端子と共通
電位線間に接続された第３の抵抗とを備えたことを特徴
とする複数入力フィルタ回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10511095A JPH08307207A (ja) | 1995-04-28 | 1995-04-28 | 複数入力フィルタ回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10511095A JPH08307207A (ja) | 1995-04-28 | 1995-04-28 | 複数入力フィルタ回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08307207A true JPH08307207A (ja) | 1996-11-22 |
Family
ID=14398711
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10511095A Pending JPH08307207A (ja) | 1995-04-28 | 1995-04-28 | 複数入力フィルタ回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08307207A (ja) |
-
1995
- 1995-04-28 JP JP10511095A patent/JPH08307207A/ja active Pending
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