JPH0846480A - Bandpass filter - Google Patents
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- JPH0846480A JPH0846480A JP17676194A JP17676194A JPH0846480A JP H0846480 A JPH0846480 A JP H0846480A JP 17676194 A JP17676194 A JP 17676194A JP 17676194 A JP17676194 A JP 17676194A JP H0846480 A JPH0846480 A JP H0846480A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 精度を劣化させることなく、Qを高くするこ
とができ、温度等の変動の影響の少ない帯域通過フィル
タを提供する。
【構成】 本発明は、容量12を介して入力信号が電圧
電流変換器8、9の結合点に入力され、アンプ7の出力
であるBPFの出力信号が容量13を介して前記結合点
に正帰還されて構成される。容量12、13の容量値
は、それぞれ、C3、C4の値を持つ。そして、図示B
PFの中心周波数W0を変えることなく、Qの値をNと
するためには、例えば、電圧電流変換器8、9の変換コ
ンダクタンスが等しいとすると、C3:(C3+C4)
=1:Nとすればよい。これにより、Qの値Nを大きく
しようとする場合にも、容量値C3、(C3+C4)の
比精度を高くすることが容易であり、所望の大きさのQ
の値を容易に得ることができる。電圧電流変換器8、9
は、BPFの入出力信号位相差が0゜になるように、位
相検波器を設けて制御することができ、これにより、B
PFの中心周波数を通過信号の中心周波数に一致させる
ことができる。
(57) [Abstract] [Purpose] To provide a bandpass filter capable of increasing Q without deteriorating accuracy and less affected by fluctuations in temperature and the like. According to the present invention, an input signal is input to a coupling point of voltage-current converters 8 and 9 via a capacitor 12, and an output signal of a BPF which is an output of an amplifier 7 is positively applied to the coupling point via a capacitor 13. Returned and configured. The capacitance values of the capacitors 12 and 13 have the values of C3 and C4, respectively. And illustration B
In order to set the value of Q to N without changing the center frequency W0 of PF, for example, if the conversion conductances of the voltage-current converters 8 and 9 are equal, C3: (C3 + C4)
= 1: N. As a result, even when the value N of Q is increased, it is easy to increase the ratio accuracy of the capacitance values C3 and (C3 + C4), and Q of a desired value is obtained.
The value of can be easily obtained. Voltage-current converter 8, 9
Can be controlled by providing a phase detector so that the phase difference between the input and output signals of the BPF becomes 0 °.
The center frequency of the PF can be matched with the center frequency of the passing signal.
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、帯域通過フィルタに係
り、特に、IC内に集積回路化した場合に急峻な周波数
特性を高精度に得ることができる帯域通過フィルタに関
する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a bandpass filter, and more particularly to a bandpass filter which can obtain a sharp frequency characteristic with high accuracy when integrated into an IC.
【0002】[0002]
【従来の技術】帯域通過フィルタ(以下、BPFとい
う)をIC内に集積回路化する従来技術として、例え
ば、「アクティブフィルタの設計」(産報出版)等に記
載された技術が知られている。2. Description of the Related Art As a conventional technique for integrating a bandpass filter (hereinafter referred to as BPF) in an IC, a technique described in, for example, "Design of active filter" (published by Kobo) is known. .
【0003】図10はこの従来技術によるBPFの回路
を示す図である。図10において、1は入力端子、2は
出力端子、3、6は容量、4、5、32は抵抗、7はア
ンプである。FIG. 10 is a diagram showing a circuit of a BPF according to this conventional technique. In FIG. 10, 1 is an input terminal, 2 is an output terminal, 3 and 6 are capacitors, 4, 5 and 32 are resistors, and 7 is an amplifier.
【0004】図10に示す従来技術によるBPFは、バ
ッファとして動作するアンプ7と、容量3、6と、転送
4、5、32とにより構成されるアクティブフィルタ回
路を使用して構成されている。しかし、この回路は、こ
のまま、IC内に集積化しても、IC内に構成される抵
抗の値、容量の値のばらつきにより、周波数特性のばら
つきの大きいものとなる。The BPF according to the prior art shown in FIG. 10 is constructed by using an active filter circuit composed of an amplifier 7 acting as a buffer, capacitors 3 and 6, and transfers 4, 5 and 32. However, even if this circuit is integrated in the IC as it is, the variation in the frequency characteristic is large due to the variation in the resistance value and the capacitance value formed in the IC.
【0005】図11は周波数特性のばらつきを改善した
集積化に好適な従来技術による2次BPFの回路を示す
図である。図11において、8、9は電圧電流変換器、
10、11は容量であり、他の符号は図10の場合と同
一である。FIG. 11 is a diagram showing a conventional second-order BPF circuit suitable for integration in which variations in frequency characteristics are improved. In FIG. 11, 8 and 9 are voltage-current converters,
Reference numerals 10 and 11 are capacities, and other reference numerals are the same as in the case of FIG.
【0006】図11に示す従来技術によるBPFは、電
圧電流変換コンダクタンスgm1を有する電圧電流変換
器8と、電圧電流変換コンダクタンスgm2を有する電
圧電流変換器9と、容量値C1、C2を有する容量1
0、11と、バッファとして動作するアンプ7とを備
え、前記第1の電圧電流変換器8、第2の電圧電流変換
器9と、アンプ7とが直列接続され、第1及び第2の電
圧電流変換器の接続点と入力端子との間に第1の容量が
接続され、第2の電圧電流変換器及びアンプの接続点と
接地との間に第2の容量が接続されて構成され、電圧電
流変換器8、9の変換コンダクタンスgm1、gm2を
制御することにより所望の周波数特性を得ることができ
るものである。The conventional BPF shown in FIG. 11 has a voltage-current converter 8 having a voltage-current conversion conductance gm1, a voltage-current converter 9 having a voltage-current conversion conductance gm2, and a capacitance 1 having capacitance values C1 and C2.
0 and 11 and an amplifier 7 that operates as a buffer, the first voltage-current converter 8, the second voltage-current converter 9 and the amplifier 7 are connected in series, and first and second voltages are provided. A first capacitance is connected between a connection point of the current converter and the input terminal, and a second capacitance is connected between a connection point of the second voltage-current converter and the amplifier and ground. A desired frequency characteristic can be obtained by controlling the conversion conductances gm1 and gm2 of the voltage-current converters 8 and 9.
【0007】図11に示すBPFの回路の伝達関数V0
/V1、Q、及び、信号が減衰せずに通過する中心周波
数W0は、それぞれ、次式のように表すことができる。The transfer function V0 of the BPF circuit shown in FIG.
/ V1, Q, and the center frequency W0 through which the signal passes without being attenuated, can be respectively expressed by the following equations.
【0008】[0008]
【数1】 [Equation 1]
【0009】[0009]
【数2】 [Equation 2]
【0010】[0010]
【数3】 (Equation 3)
【0011】そして、この従来技術は、前記式(1)、
(2)により、中心周波数W0を変えることなく、Qの
値をNとするためには、例えば、gm1=gm2と仮定
すると、 C1:C2=1:N2 の容量値C1、C2の比が必要となるものである。This prior art is based on the above formula (1),
According to (2), in order to set the value of Q to N without changing the center frequency W0, assuming that gm1 = gm2, for example, the ratio of the capacitance values C1 and C2 of C1: C2 = 1: N 2 becomes It is necessary.
【0012】[0012]
【発明が解決しようとする課題】前述した従来技術は、
Qの値Nが大きくなるに従って、容量値C1、C2の比
精度を得ることが困難になり、所望の大きさのQの値を
得ることが困難になるという問題点を有している。DISCLOSURE OF THE INVENTION Problems to be Solved by the Invention
As the Q value N increases, it becomes difficult to obtain the ratio accuracy of the capacitance values C1 and C2, and it becomes difficult to obtain a desired Q value.
【0013】また、前述の従来技術は、BPFを構成す
る電圧電流変換器がトランジスタ、IC内蔵抵抗により
構成され、これらの構成素子の特性、値が、IC毎にば
らつくので、所望の周波数特性を得るために、IC毎に
外部から電圧電流変換器の電圧電流変換コンダクタンス
を調整する必要があり、また、IC毎の調整が容易に可
能であるとしても、IC内素子の温度変化が大きく、こ
のため、周波数特性が変動するという問題点わも有して
いる。Further, in the above-mentioned conventional technique, the voltage-current converter which constitutes the BPF is composed of the transistor and the resistor with the built-in IC, and the characteristics and values of these constituent elements vary from IC to IC, so that a desired frequency characteristic is obtained. In order to obtain it, it is necessary to externally adjust the voltage-current conversion conductance of the voltage-current converter for each IC, and even if the adjustment can be easily performed for each IC, the temperature change of the elements in the IC is large. Therefore, there is also a problem that the frequency characteristic fluctuates.
【0014】本発明の目的は、前記従来技術の問題点を
解決し、精度を劣化させることなくQを高くすることが
でき、温度、素子の特性、値等のばらつきによる変動の
影響を受けることの少ない2次の帯域通過フィルタフィ
ルタを提供することにある。The object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art, to increase the Q without degrading the accuracy, and to be affected by fluctuations due to variations in temperature, element characteristics, values and the like. It is to provide a second-order bandpass filter with less noise.
【0015】[0015]
【課題を解決するための手段】本発明によれば前記目的
は、2次BPFの出力から入力側に正帰還を掛ける手段
を備えることにより、さらに、入力信号と出力信号との
位相差を検出し、その結果に基づいて2次BPFの周波
数特性を制御する手段を備えることにより達成される。According to the present invention, the above object is further provided with means for applying positive feedback from the output of the secondary BPF to the input side, thereby further detecting the phase difference between the input signal and the output signal. It is achieved by providing a means for controlling the frequency characteristic of the secondary BPF based on the result.
【0016】さらに、前記目的は、前記構成の2次BP
Fを単位BPFとして多段に接続してN段直列接続BP
Fを構成し、このN段直列接続BPFの入力信号と出力
信号との位相差を検出し、その結果に基づいてN段直列
接続BPFを構成する各単位BPFの周波数特性を制御
する手段を備えることにより達成される。Further, the above-mentioned object is the secondary BP of the above construction.
N in series connection BP by connecting F in multiple stages as a unit BPF
And means for detecting the phase difference between the input signal and the output signal of the N-stage series-connected BPF and controlling the frequency characteristic of each unit BPF constituting the N-stage series-connected BPF based on the result. It is achieved by
【0017】[0017]
【作用】本発明は、前述の手段を備えることにより、2
次BPFの中心周波数付近で出力から入力への正帰還量
を増大させてピーキングすることが可能となり、2次B
PFのQを高くすることができる。また、2次BPFの
入出力信号の位相差が0゜になるように、位相検波器に
より2次BPFを制御しているので、2次BPFの通過
信号の中心周波数と2次BPFの中心周波数とを一致さ
せることができ、通過信号に対して最適の周波数特性を
持つ2次BPFを得ることができる。The present invention provides the following two means by providing the above-mentioned means.
It becomes possible to increase the amount of positive feedback from the output to the input in the vicinity of the center frequency of the second-order BPF to perform peaking, and the second-order BPF
The Q of PF can be increased. Further, since the secondary BPF is controlled by the phase detector so that the phase difference between the input and output signals of the secondary BPF becomes 0 °, the center frequency of the pass signal of the secondary BPF and the center frequency of the secondary BPF are Can be made to coincide with each other, and a second-order BPF having an optimum frequency characteristic for the passing signal can be obtained.
【0018】[0018]
【実施例】以下、本発明による帯域通過フィルタの実施
例を図面により詳細に説明する。Embodiments of the bandpass filter according to the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.
【0019】図1は本発明の第1の実施例による2次B
PF構成を示す回路図である。図1において、12、1
3は容量であり、他の符号は図11の場合と同一であ
る。この本発明の第1の実施例は、出力から入力へ正帰
還をかけた2次BPFの構成例である。FIG. 1 is a secondary B according to the first embodiment of the present invention.
It is a circuit diagram which shows PF structure. In FIG. 1, 12, 1
Reference numeral 3 is a capacity, and other symbols are the same as those in FIG. The first embodiment of the present invention is a configuration example of a secondary BPF in which positive feedback is applied from the output to the input.
【0020】図1に示す本発明の第1の実施例は、図1
1により説明した従来技術による2次BPFに対して、
容量12を介して入力信号を電圧電流変換器8、9の結
合点に入力し、容量13を介して出力信号を前記結合点
に正帰還して構成したものである。容量12、13の容
量値は、それぞれ、C3、C4の値を持つものとする。
そして、この本発明の第1の実施例によるBPFは、そ
の中心周波数を図11に示した従来技術によるBPFの
場合と同一にするため、容量11の容量値をC2とし、
従来技術の回路における容量10の容量値C1と容量1
2、13の容量値C3、C4との関係が、 C1=C3+C4 となるように設定されている。The first embodiment of the present invention shown in FIG.
For the secondary BPF according to the conventional technique described in 1,
The input signal is input to the connection point of the voltage-current converters 8 and 9 via the capacitor 12, and the output signal is positively fed back to the connection point via the capacitor 13. The capacitance values of the capacitors 12 and 13 have the values of C3 and C4, respectively.
In the BPF according to the first embodiment of the present invention, in order to make its center frequency the same as that of the conventional BPF shown in FIG.
The capacitance value C1 and the capacitance 1 of the capacitance 10 in the circuit of the related art
The relationship between the capacitance values C3 and C4 of 2 and 13 is set so that C1 = C3 + C4.
【0021】この場合、図1に示す本発明の第1の実施
例によるBPFの伝達関数V0/V1、Q、中心周波数
W0は、それぞれ、次式のように表すことができる。In this case, the transfer functions V0 / V1 and Q of the BPF and the center frequency W0 of the BPF according to the first embodiment of the present invention shown in FIG. 1 can be respectively expressed by the following equations.
【0022】[0022]
【数4】 [Equation 4]
【0023】[0023]
【数5】 (Equation 5)
【0024】[0024]
【数6】 (Equation 6)
【0025】そして、この実施例は、前記式により、中
心周波数W0を変えることなく、Qの値をNとするため
には、例えば、gm1=gm2と仮定すると、 C3:(C3+C4)=1:N とすればよいことが判る。In this embodiment, in order to set the value of Q to N without changing the center frequency W0 by the above equation, for example, assuming that gm1 = gm2, C3: (C3 + C4) = 1: It turns out that N is enough.
【0026】前述した本発明の第1の実施例によれば、
容量値C3、(C3+C4)の比精度を高くすることが
容易であり、従って、Qの値Nを大きくしようとする場
合にも、所望の大きさのQの値を容易に得ることができ
る。According to the first embodiment of the present invention described above,
It is easy to increase the ratio accuracy of the capacitance values C3 and (C3 + C4). Therefore, even when the Q value N is to be increased, a desired Q value can be easily obtained.
【0027】図2は本発明の第2の実施例による2次B
PFの構成を示す回路図、図3は2次BPFの入出力位
相差周波数特性を説明する図、図4は位相検波器の入出
力特性を説明する図である。図2において、14は位相
検波器、16は2次BPFであり、他の符号は図1の場
合と同一である。この本発明の第2の実施例は、図1に
より説明した2次BPF16の入力信号と出力信号との
位相差を検出し、2次BPF16の周波数特性を変化さ
せるようにしたものである。FIG. 2 is a secondary B according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a circuit diagram showing a configuration of a PF, FIG. 3 is a diagram for explaining input / output phase difference frequency characteristics of a secondary BPF, and FIG. 4 is a diagram for explaining input / output characteristics of a phase detector. In FIG. 2, 14 is a phase detector, 16 is a second-order BPF, and other reference numerals are the same as in FIG. In the second embodiment of the present invention, the phase difference between the input signal and the output signal of the secondary BPF 16 described with reference to FIG. 1 is detected and the frequency characteristic of the secondary BPF 16 is changed.
【0028】図2に示す本発明の第2の実施例におい
て、位相検波器14は、2次BPF16の入力端子1か
らの入力信号と出力端子2からの出力信号とが入力さ
れ、その位相差を検波出力信号15として出力する。検
波出力信号15は、電圧電流変換器8、9の電圧電流変
換コンダクタンスgm1、gm2を制御するために電圧
電流変換器8、9に入力される。In the second embodiment of the present invention shown in FIG. 2, the phase detector 14 receives the input signal from the input terminal 1 and the output signal from the output terminal 2 of the secondary BPF 16 and outputs the phase difference between them. Is output as the detection output signal 15. The detection output signal 15 is input to the voltage-current converters 8 and 9 for controlling the voltage-current conversion conductances gm1 and gm2 of the voltage-current converters 8 and 9.
【0029】次に、前述したように構成される本発明の
第2の実施例の動作を、2次BPF16の周波数−入出
力位相差特性を示す図3と、位相検波器14の入力信号
位相差−位相検波出力(8、9の電圧電流変換コンダク
タンスgm)特性を示す図4とを参照して説明する。Next, the operation of the second embodiment of the present invention configured as described above will be described with reference to FIG. 3 showing the frequency-input / output phase difference characteristic of the secondary BPF 16 and the input signal level of the phase detector 14. The phase difference-phase detection output (voltage-current conversion conductance gm of 8 and 9) characteristics will be described with reference to FIG.
【0030】2次BPF16の入出力の位相差は、図3
に示すように、BPFの中心周波数W0において、0゜
となる性質をもっている。このBPF16に、平均周波
数W1(W1>W0と仮定する)の信号が入力される
と、BPF16の入出力位相差はθ1となる。この位相
差θ1が、図4に示す特性を持つ位相検波器14に入力
されると、位相検波器14の検波出力信号15の大きさ
が上昇する。The phase difference between the input and output of the secondary BPF 16 is shown in FIG.
As shown in (1), it has a property of becoming 0 ° at the center frequency W0 of the BPF. When a signal having an average frequency W1 (assuming W1> W0) is input to the BPF 16, the input / output phase difference of the BPF 16 becomes θ1. When this phase difference θ1 is input to the phase detector 14 having the characteristics shown in FIG. 4, the magnitude of the detection output signal 15 of the phase detector 14 increases.
【0031】この結果、電圧電流変換器8、9の電圧電
流変換コンダクタンスgm1、gm2が大きくなり、式
6に示すように、BPF16の中心周波数W0が上が
り、中心周波数W0は、入力周波数W1に近づくことに
なる。すなわち、位相検波器14を含む回路は、BPF
16の中心周波数W0を、入力周波数W1に近づけよう
とする負帰還ループとして作用する。As a result, the voltage-current conversion conductances gm1 and gm2 of the voltage-current converters 8 and 9 become large, and the center frequency W0 of the BPF 16 rises and the center frequency W0 approaches the input frequency W1 as shown in the equation (6). It will be. That is, the circuit including the phase detector 14 is
The center frequency W0 of 16 acts as a negative feedback loop that tries to approach the input frequency W1.
【0032】前述した本発明の第2の実施例は、位相検
波器14の位相差−gmのゲインを充分に高く設定する
ことにより、BPF16の中心周波数W0と入力周波数
W1とを一致させることができる。そして、本発明の第
2の実施例は、これにより、入力信号W1を減衰させる
ことなく通過させることができ、周波数W0、すなわ
ち、W1から離れたの不要な周波数信号を減衰させるこ
とができる。In the second embodiment of the present invention described above, the center frequency W0 of the BPF 16 and the input frequency W1 can be matched by setting the gain of the phase difference -gm of the phase detector 14 sufficiently high. it can. Then, the second embodiment of the present invention can pass the input signal W1 without attenuating it, and can attenuate the frequency W0, that is, the unnecessary frequency signal distant from W1.
【0033】図5は本発明の第3の実施例による2次B
PFの構成を示すブロック図である。図5において、1
7、18は移相器、19は位相検波器であり、他の符号
は図2の場合と同一である。FIG. 5 shows a secondary B according to the third embodiment of the present invention.
It is a block diagram which shows the structure of PF. In FIG. 5, 1
Reference numerals 7 and 18 are phase shifters, 19 is a phase detector, and other reference numerals are the same as those in FIG.
【0034】図5に示す本発明の第3の実施例は、図2
により説明した本発明の第2の実施例における位相検波
器14を、移相器17と、この移相器17に対してさら
に90゜位相を変える移相器18と、入力信号の位相差
が90゜のときその出力が0となる位相検波器19とに
より構成したものである。The third embodiment of the present invention shown in FIG. 5 is shown in FIG.
The phase detector 14 according to the second embodiment of the present invention described above is composed of a phase shifter 17, a phase shifter 18 that changes the phase by 90 ° with respect to the phase shifter 17, and a phase difference between input signals. It is composed of a phase detector 19 whose output becomes 0 at 90 °.
【0035】このように構成される本発明の第3の実施
例は、移相器17、18に入力されるBPF16の出力
信号と入力信号との位相差が0゜のとき、移相器17、
18の出力間位相差が90゜となり、位相器19の出力
が0となる。そして、この本発明の第3の実施例は、移
相器17、18、及び位相器19を含む位相検波器14
が図2に示す位相検波器14と等価となり、本発明の第
2の実施例と同様な効果を奏することができるる。The third embodiment of the present invention thus constructed has the phase shifter 17 when the phase difference between the output signal of the BPF 16 input to the phase shifters 17 and 18 and the input signal is 0 °. ,
The phase difference between the outputs of 18 becomes 90 °, and the output of the phase shifter 19 becomes 0. The third embodiment of the present invention is the phase detector 14 including the phase shifters 17, 18 and the phase shifter 19.
Is equivalent to the phase detector 14 shown in FIG. 2, and the same effects as those of the second embodiment of the present invention can be obtained.
【0036】図6は本発明の第4の実施例による2次B
PFの構成を示すブロック図である。図6において、2
0、21は振幅制限器であり、他の符号は図5の場合と
同一である。FIG. 6 is a secondary B according to the fourth embodiment of the present invention.
It is a block diagram which shows the structure of PF. In FIG. 6, 2
Reference numerals 0 and 21 are amplitude limiters, and other symbols are the same as those in FIG.
【0037】図6に示す本発明の第4の実施例は、図5
により説明した本発明の第3の実施例における移相器1
7、18と位相検波器19との間に振幅制限器21、2
0を挿入して構成されている。The fourth embodiment of the present invention shown in FIG. 6 is shown in FIG.
Phase shifter 1 in the third embodiment of the present invention described by
Amplitude limiters 21, 2 are provided between 7, 18 and the phase detector 19.
It is configured by inserting 0.
【0038】このように構成される本発明の第4の実施
例は、振幅制限器20、21の作用により、位相検波器
19に対する入力信号の振幅を一定値とすることがで
き、BPFに入力される入力信号の振幅変動による位相
検波出力信号15の変動を無くすことができ、安定なB
PF特性を得ることができる。In the fourth embodiment of the present invention constructed as above, the amplitude of the input signal to the phase detector 19 can be made a constant value by the action of the amplitude limiters 20 and 21, and it can be input to the BPF. The fluctuation of the phase detection output signal 15 due to the fluctuation of the amplitude of the input signal can be eliminated, and stable B
PF characteristics can be obtained.
【0039】図7は本発明の第5の実施例による2次B
PFの構成を示すブロック図である。図7において、2
2はN段直列接続2次BPFであり、他の符号は図6の
場合と同一である。FIG. 7 shows a secondary B according to the fifth embodiment of the present invention.
It is a block diagram which shows the structure of PF. In FIG. 7, 2
Reference numeral 2 is an N-stage series-connected secondary BPF, and other symbols are the same as those in FIG.
【0040】図7に示す本発明の第5の実施例は、前記
までに説明した2次BPF16を単位2次BPFとし、
これをN段直列接続して中心周波数W0のBPF特性を
持つN段直列接続2次BPF22を構成し、このN段直
列接続2次BPF22を位相検波器14により制御する
ように構成したものである。位相検波器14は、図2、
図5、図6により説明したと同様のものを使用すること
ができるが、ここでは、入力位相差がθのとき、検波出
力が0となるようなオフセットを持っているものとす
る。In the fifth embodiment of the present invention shown in FIG. 7, the secondary BPF 16 explained above is used as a unit secondary BPF,
These are connected in series in N stages to form an N-stage series-connected secondary BPF 22 having a BPF characteristic with a center frequency W0, and this N-stage series-connected secondary BPF 22 is controlled by the phase detector 14. . The phase detector 14 is shown in FIG.
Although the same ones as described with reference to FIGS. 5 and 6 can be used, it is assumed here that the offset is such that the detection output becomes 0 when the input phase difference is θ.
【0041】いま、図7に示す本発明の第5の実施例に
よるBPFの入力端子1に平均周波数W1の信号を入力
すると、図示回路は、変動した位相差θ分ずれた中心周
波数W0で、収束安定化する。N段直列接続2次BPF
22の周波数−入出力位相差特性は、図3により説明し
た1段の2次BPFの場合に比較して、その傾きがN倍
急峻なものになる。Now, when a signal having an average frequency W1 is inputted to the input terminal 1 of the BPF according to the fifth embodiment of the present invention shown in FIG. 7, the circuit shown in the drawing shows the center frequency W0 deviated by the varied phase difference θ, Convergence stabilizes. N-stage series connection secondary BPF
The frequency-input / output phase difference characteristic of 22 has a steep slope N times as compared with the case of the one-stage secondary BPF described with reference to FIG.
【0042】このため、本発明の第5の実施例は、その
中心周波数W0と、入力信号の平均周波数W1の差であ
るW1−W0を、図2により説明した本発明の第2の実
施例の回路に比較して、1/Nにすることができ、誤差
の少ない、高精度のBPF特性を得ることができる。Therefore, in the fifth embodiment of the present invention, the difference W1-W0 between the center frequency W0 and the average frequency W1 of the input signal is described with reference to FIG. Compared with the circuit of 1), it can be reduced to 1 / N, and highly accurate BPF characteristics with less error can be obtained.
【0043】図8は本発明の第6の実施例による2次B
PFの構成を示すブロック図である。図8において、2
3は加算器、24は制御信号源であり、他の符号は図7
の場合と同一である。FIG. 8 shows a secondary B according to the sixth embodiment of the present invention.
It is a block diagram which shows the structure of PF. In FIG. 8, 2
Reference numeral 3 is an adder, 24 is a control signal source, and other symbols are those shown in FIG.
Is the same as the case of.
【0044】図8に示す本発明の第6の実施例は、図7
により説明した本発明の第5の実施例において、N段直
列接続2次BPF22の中心周波数W0を、入力端子1
に入力される通過信号W1付近にする制御信号が与えら
れるように構成されている。このために、制御信号源2
4が設けられ、この制御信号源24からの固定値を持つ
制御信号が、位相検波器14からの出力信号と加算器2
3により加算されてN段直列接続2次BPF22に与え
られている。A sixth embodiment of the present invention shown in FIG. 8 is shown in FIG.
In the fifth embodiment of the present invention described above, the center frequency W0 of the N-stage series-connected secondary BPF 22 is set to the input terminal 1
A control signal for inputting to the pass signal W1 in the vicinity is provided. For this purpose, the control signal source 2
4 is provided, and the control signal having a fixed value from the control signal source 24 is used as an output signal from the phase detector 14 and the adder 2
It is added by 3 and given to the N-stage series-connected secondary BPF 22.
【0045】このような構成を備える本発明の第6の実
施例において、入力端子1に、通過させるべき周波数の
信号W1ではなく、除去したい周波数の不要信号W2が
入力されたとする。この場合、位相検波器14の出力
は、N段直列接続2次BPF22の中心周波数W0=W
2となるよに制御信号を出力するが、制御信号源24か
らの制御信号に比較して、位相検波器14の出力による
制御範囲を絞っておくことにより、加算器23からの出
力15をほとんど変動させないようにすることができ
る。これにより、不要信号W2は、単独で入力された場
合にも、充分に減衰させられることになる。In the sixth embodiment of the present invention having such a configuration, it is assumed that the input terminal 1 receives not the signal W1 having the frequency to be passed but the unnecessary signal W2 having the frequency to be removed. In this case, the output of the phase detector 14 is the center frequency W0 = W of the N-stage series-connected secondary BPF 22.
The control signal is output so that the output becomes 2. However, by comparing the control signal from the control signal source 24 with the control range by the output of the phase detector 14, the output 15 from the adder 23 is almost eliminated. It can be kept constant. As a result, the unnecessary signal W2 is sufficiently attenuated even when it is input alone.
【0046】この後、通過させるべき信号W1が入力さ
れた場合、この信号W1の振幅が不用信号W2より大き
いため、前述した本発明の第6の実施例は、BPFの中
心周波数W0が信号W1の周波数となるように収束し、
不要信号W2に影響されることがない。After that, when the signal W1 to be passed is input, the amplitude of this signal W1 is larger than the unnecessary signal W2. Therefore, in the above-described sixth embodiment of the present invention, the center frequency W0 of the BPF is the signal W1. Converge to the frequency of
It is not affected by the unnecessary signal W2.
【0047】図9は本発明の第7の実施例による2次B
PFの構成を示すブロック図である。図9において、2
6は基準信号源、27はN段直列接続2次BPF、28
は位相検波器、29は2次BPF、30は入力端子、3
1は出力端子であり、他の符号は図8の場合と同一であ
る。FIG. 9 is a secondary B according to the seventh embodiment of the present invention.
It is a block diagram which shows the structure of PF. In FIG. 9, 2
6 is a reference signal source, 27 is an N-stage series-connected secondary BPF, 28
Is a phase detector, 29 is a secondary BPF, 30 is an input terminal, 3
Reference numeral 1 is an output terminal, and other symbols are the same as in the case of FIG.
【0048】図9に示す本発明の第7の実施例は、図8
により説明した本発明の第6の実施例における制御信号
源24を、クリスタル発振器のような発振周波数(W
s)が高精度の基準信号源26と、前述した実施例で説
明したN段直列接続2次BPF22と同等なN段直列接
続2次BPF27と、前述した実施例で説明した位相検
波器14と同等な位相検波器28とにより構成し、さら
に、入力端子30、出力端子31を有する、前述した実
施例で説明した容量、電圧電流変換器により構成される
1段の2次BPF16と同等な2次BPF29が付加さ
れて構成されている。この2次BPF29は、N段直列
接続2次BPF22を制御する加算器23の出力信号1
5により制御される。なお、前記2次BPF29は、L
段直列接続2次BPFであってもよい。A seventh embodiment of the present invention shown in FIG. 9 is shown in FIG.
The control signal source 24 according to the sixth embodiment of the present invention described by the
s) is a highly accurate reference signal source 26, an N-stage series-connected secondary BPF 27 equivalent to the N-stage series-connected secondary BPF 22 described in the above-described embodiment, and the phase detector 14 described in the above-described embodiment. It is composed of the equivalent phase detector 28, and further has an input terminal 30 and an output terminal 31, and is equivalent to the one-stage secondary BPF 16 composed of the capacity and voltage-current converter described in the above-mentioned embodiment. The next BPF 29 is added and configured. The secondary BPF 29 is an output signal 1 of the adder 23 that controls the N-stage series-connected secondary BPF 22.
Controlled by 5. The secondary BPF 29 is L
It may be a two-stage series-connected secondary BPF.
【0049】図9に示す本発明の第7の実施例は、N段
直列接続2次BPF27の中心周波数W0が、基準信号
源26からの基準信号周波数Wsと一致するように、位
相検波器28の出力により制御される。そして、N段直
列接続2次BPF22、27を構成する1段の2次BF
P16の数の比を、W1:Wsに設定するすると、位相
検波器28の出力信号は、N段直列接続2次BPF22
の中心周波数をW1の付近に制御することができる。す
なわち、位相検波器28の出力信号は、図8により説明
した制御信号源24からの固定値を持つ制御信号と等価
なものとなる。In the seventh embodiment of the present invention shown in FIG. 9, the phase detector 28 is arranged so that the center frequency W0 of the N-stage series-connected secondary BPF 27 matches the reference signal frequency Ws from the reference signal source 26. Controlled by the output of. Then, one-stage secondary BF that constitutes the N-stage series-connected secondary BPFs 22 and 27.
When the ratio of the numbers of P16 is set to W1: Ws, the output signal of the phase detector 28 is the N-stage series-connected secondary BPF22.
It is possible to control the center frequency of W1 to be near W1. That is, the output signal of the phase detector 28 is equivalent to the control signal having the fixed value from the control signal source 24 described with reference to FIG.
【0050】また、加算器23の出力で制御される2次
BPF29を、L段直列接続2次BPFとして構成した
場合、2次BPF29は、N段直列接続2次BPF22
との構成素子の比によって決まる所望の中心周波数を持
つBPFとして、動作可能となる。すなわち、図9に示
す本発明の第7の実施例によれば、N段直列接続2次B
PFの中心周波数を、制御信号源に含まれる多段直列接
続2次BPFの構成素子段数と、N段直列接続2次BP
Fの構成素子の段数Nとの比により決定することがで
き、かつ、高いQを持ったBPFを容易に構成すること
ができる。When the secondary BPF 29 controlled by the output of the adder 23 is configured as an L-stage series-connected secondary BPF, the secondary BPF 29 is an N-stage series-connected secondary BPF 22.
It becomes possible to operate as a BPF having a desired center frequency determined by the ratio of the components. That is, according to the seventh embodiment of the present invention shown in FIG. 9, N-stage series-connected secondary B
The center frequency of the PF is set to the number of constituent elements of the multi-stage series-connected secondary BPF included in the control signal source and the N-stage series-connected secondary BP.
It can be determined by the ratio with the number N of stages of the constituent elements of F, and a BPF having a high Q can be easily constructed.
【0051】[0051]
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、正
帰還を用いることで、BPFのQをM倍に高くするため
に、BPFを構成する素子の値の比をM2 する必要が
なく、単に、M倍とするするだけでよく、これにより、
大きな素子の値の比が不要となり、精度を向上させるこ
とができる。As described above, according to the present invention, it is necessary to make the ratio of the values of the elements constituting the BPF M 2 in order to increase the Q of the BPF M times by using the positive feedback. Instead, simply multiply by M, and
It is possible to improve accuracy by eliminating the need for a large element value ratio.
【0052】また、本発明によれば、BPFの中心周波
数を通過信号の平均周波数と一致するように帰還を行う
ことができるので、通過信号に対して常に最適なBPF
特性を持たせることができる。さらに、帰還ループの制
御範囲をしぼることより、不要な信号に影響を受けるこ
との内BPFを構成することができる。Further, according to the present invention, since the feedback can be performed so that the center frequency of the BPF coincides with the average frequency of the passing signal, the BPF which is always optimum for the passing signal is obtained.
It can have characteristics. Further, by narrowing the control range of the feedback loop, it is possible to configure the BPF while being influenced by unnecessary signals.
【図1】本発明の第1の実施例による2次BPFの構成
を示す回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration of a secondary BPF according to a first embodiment of the present invention.
【図2】本発明の第2の実施例による2次BPFの構成
を示す回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram showing a configuration of a secondary BPF according to a second embodiment of the present invention.
【図3】2次BPFの入出力位相差周波数特性を説明す
る図である。FIG. 3 is a diagram illustrating input / output phase difference frequency characteristics of a secondary BPF.
【図4】位相検波器の入出力特性を説明する図である。FIG. 4 is a diagram illustrating input / output characteristics of a phase detector.
【図5】本発明の第3の実施例による2次BPFの構成
を示すブロック図である。FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of a secondary BPF according to a third exemplary embodiment of the present invention.
【図6】本発明の第4の実施例による2次BPFの構成
を示すブロック図である。FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of a secondary BPF according to a fourth exemplary embodiment of the present invention.
【図7】本発明の第5の実施例による2次BPFの構成
を示すブロック図である。FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of a secondary BPF according to a fifth embodiment of the present invention.
【図8】本発明の第6の実施例による2次BPFの構成
を示すブロック図である。FIG. 8 is a block diagram showing a configuration of a secondary BPF according to a sixth embodiment of the present invention.
【図9】本発明の第7の実施例による2次BPFの構成
を示すブロック図である。FIG. 9 is a block diagram showing a configuration of a secondary BPF according to a seventh embodiment of the present invention.
【図10】従来技術にによる2次BPFの回路を示す図
である。FIG. 10 is a diagram showing a circuit of a secondary BPF according to a conventional technique.
【図11】周波数特性のばらつきを改善した集積化に好
適な従来技術による2次BPFの回路を示す図である。FIG. 11 is a diagram showing a circuit of a secondary BPF according to the related art, which is suitable for integration in which variations in frequency characteristics are improved.
1、30 入力端子 2、31 出力端子 3、6、10〜13 容量 4、5、32 抵抗 7 アンプ 8、9 電圧電流変換器 14、19、28 位相検波器 16、29 2次BPF 17、18 移相器 20、21 振幅制限器 22、27 N段直列接続2次BPF 23 加算器 24 制御信号源 26 基準信号源 1, 30 Input terminal 2, 31 Output terminal 3, 6, 10-13 Capacitance 4, 5, 32 Resistance 7 Amplifier 8, 9 Voltage / current converter 14, 19, 28 Phase detector 16, 29 Secondary BPF 17, 18 Phase shifter 20, 21 Amplitude limiter 22, 27 N-stage series connection secondary BPF 23 Adder 24 Control signal source 26 Reference signal source
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大串 昭 茨城県勝田市稲田1410番地 株式会社日立 製作所AV機器事業部内 (72)発明者 水谷 啓一 茨城県勝田市稲田1410番地 株式会社日立 製作所AV機器事業部内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Akira Ogushi 1410 Inada, Katsuta City, Ibaraki Hitachi, Ltd. AV Equipment Division (72) Inventor Keiichi Mizutani 1410 Inada, Katsuta City, Ibaraki Hitachi Corporation AV Equipment Business Department
Claims (10)
変換器と、第2の電圧電流変換器の出力に接続され、そ
の出力を出力端子とするバッファとしてのアンプと、第
1及び第2の電圧電流変換器の接続点と入力端子との間
に接続される第1の容量と、第2の電圧電流変換器及び
アンプの接続点と接地との間に接続される第2の容量と
により構成される帯域通過フィルタにおいて、前記出力
端子と第1及び第2の電圧電流変換器の接続点との間に
第3の容量を接続したことを特徴とする帯域通過フィル
タ。1. A first and second voltage-current converter connected in series, an amplifier connected to the output of the second voltage-current converter and having the output as an output terminal, and an amplifier as a buffer. A first capacitor connected between the connection point of the second voltage-current converter and the input terminal, and a second capacitor connected between the connection point of the second voltage-current converter and the amplifier and ground. A band pass filter comprising a capacitor, wherein a third capacitor is connected between the output terminal and a connection point of the first and second voltage-current converters.
される位相検波器を備え、該位相検波器の出力により、
前記第1、第2の電圧電流変換器の電圧電流変換コンダ
クタンスを制御することを特徴とする請求項1記載の帯
域通過フィルタ。2. A phase detector to which signals of the input terminal and the output terminal are input, and an output of the phase detector
The bandpass filter according to claim 1, wherein the voltage-current conversion conductance of the first and second voltage-current converters is controlled.
それぞれが、第1及び第2の移相器を介して入力される
位相検波器を備え、該位相検波器の出力により、前記第
1、第2の電圧電流変換器の電圧電流変換コンダクタン
スを制御することを特徴とする請求項1記載の帯域通過
フィルタ。3. A phase detector is provided for inputting signals from the input terminal and the output terminal respectively via first and second phase shifters, and the output of the phase detector provides the first signal. The band-pass filter according to claim 1, wherein the voltage-current conversion conductance of the second voltage-current converter is controlled.
波器の入力との間に、第1、第2の振幅制限器が接続さ
れていることを特徴とする請求項3記載の帯域通過フィ
ルタ。4. The first and second amplitude limiters are connected between the outputs of the first and second phase shifters and the inputs of the phase detector. Bandpass filter as described.
変換器、第2の電圧電流変換器の出力に接続され、その
出力を出力端子とするバッファとしてのアンプ、第1及
び第2の電圧電流変換器の接続点と入力端子との間に接
続される第1の容量、第2の電圧電流変換器及びアンプ
の接続点と接地との間に接続される第2の容量、及び、
前記出力端子と第1及び第2の電圧電流変換器の接続点
との間に接続された第3の容量により構成される単位帯
域通過フィルタを複数段直列接続したN段直列接続帯域
通過フィルタと、該N段直列接続帯域通過フィルタの入
力端子及び出力端子の信号が入力される位相検波器とを
備え、該位相検波器の出力により、前記複数の単位帯域
通過フィルタのそれぞれの中の前記第1、第2の電圧電
流変換器の電圧電流変換コンダクタンスを制御すること
を特徴とする帯域通過フィルタ。5. An amplifier as a buffer, which is connected to the outputs of the first and second voltage-current converters and the second voltage-current converters connected in series, and uses the output as an output terminal, the first and second amplifiers. A first capacitance connected between the connection point of the voltage-current converter and the input terminal, a second capacitance connected between the connection point of the second voltage-current converter and the amplifier and ground, and ,
An N-stage series-connected bandpass filter in which a plurality of unit bandpass filters each having a third capacitance connected between the output terminal and a connection point of the first and second voltage-current converters are connected in series; A phase detector to which the signals of the input terminal and the output terminal of the N-stage series-connected bandpass filter are input, and the output of the phase detector causes the first bandpass filter in each of the plurality of unit bandpass filters to be output. A band-pass filter which controls the voltage-current conversion conductance of the first and second voltage-current converters.
それぞれが、第1及び第2の移相器を介して前記位相検
波器に入力されることを特徴とする請求項5記載の帯域
通過フィルタ。6. The bandpass according to claim 5, wherein each of the signals from the input terminal and the output terminal is input to the phase detector via first and second phase shifters. filter.
波器の入力との間に、第1、第2の振幅制限器が接続さ
れていることを特徴とする請求項6記載の帯域通過フィ
ルタ。7. The first and second amplitude limiters are connected between the outputs of the first and second phase shifters and the inputs of the phase detector. Bandpass filter as described.
器の出力に前記制御信号源からの固定値信号を加算して
前記複数の単位帯域通過フィルタのそれぞれの中の前記
第1、第2の電圧電流変換器に対する制御信号とするこ
とを特徴とする請求項5、6または7記載の帯域通過フ
ィルタ。8. A control signal source is further provided, and a fixed value signal from said control signal source is added to an output of said phase detector to add said fixed value signal from each of said plurality of unit band pass filters. 8. The bandpass filter according to claim 5, wherein the control signal is used as a control signal for the voltage-current converter.
及び第2の電圧電流変換器、第2の電圧電流変換器の出
力に接続され、その出力を出力端子とするバッファとし
てのアンプ、第1及び第2の電圧電流変換器の接続点と
入力端子との間に接続される第1の容量、第2の電圧電
流変換器及びアンプの接続点と接地との間に接続される
第2の容量、及び、前記出力端子と第1及び第2の電圧
電流変換器の接続点との間に接続された第3の容量によ
り構成される単位帯域通過フィルタを複数段直列接続し
たN段直列接続帯域通過フィルタと、該N段直列接続帯
域通過フィルタの入力端子及び出力端子の信号が入力さ
れ、その出力により、前記複数の単位帯域通過フィルタ
のそれぞれの中の前記第1、第2の電圧電流変換器の電
圧電流変換コンダクタンスを制御する位相検波器と、前
記入力端子に接続される基準信号源とにより構成され、
前記位相検波器の出力を前記固定値信号とすることを特
徴とする請求項8記載の帯域通過フィルタ。9. The control signal source is a first serially connected first control signal source.
And a second voltage-current converter, an amplifier connected to the outputs of the second voltage-current converter and having the output as an output terminal, a connection point of the first and second voltage-current converters, and an input terminal A first capacitance connected between the first and second capacitances, a second capacitance connected between the connection point of the second voltage-current converter and the amplifier and the ground, and the output terminal and the first and second capacitances. An N-stage series-connected bandpass filter having a plurality of unit bandpass filters connected in series connected to a connection point of the voltage-current converter, and an N-stage series-connected bandpass filter. A phase detector that receives signals from an input terminal and an output terminal, and controls the voltage-current conversion conductance of the first and second voltage-current converters in each of the plurality of unit bandpass filters by the output thereof. , Connect to the input terminal Is constituted by a reference signal source which,
9. The band pass filter according to claim 8, wherein the output of the phase detector is the fixed value signal.
前記位相検波器の出力との加算信号は、他のフィルタの
電圧電流変換器の電圧電流変換コンダクタンスに対する
制御信号として使用されることを特徴とする請求項8ま
たは9記載の帯域通過フィルタ。10. A fixed value signal from the control signal source,
10. The band pass filter according to claim 8, wherein the addition signal with the output of the phase detector is used as a control signal for the voltage-current conversion conductance of the voltage-current converter of another filter.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17676194A JPH0846480A (en) | 1994-07-28 | 1994-07-28 | Bandpass filter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17676194A JPH0846480A (en) | 1994-07-28 | 1994-07-28 | Bandpass filter |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0846480A true JPH0846480A (en) | 1996-02-16 |
Family
ID=16019355
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17676194A Pending JPH0846480A (en) | 1994-07-28 | 1994-07-28 | Bandpass filter |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0846480A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPWO2024225271A1 (en) * | 2023-04-24 | 2024-10-31 |
-
1994
- 1994-07-28 JP JP17676194A patent/JPH0846480A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPWO2024225271A1 (en) * | 2023-04-24 | 2024-10-31 |
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