JPH0964687A - アクティブフィルタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 平衡出力された電気信号にも適用可能なアク
ティブフィルタを簡単な構成で実現する。 【解決手段】 抵抗４２，４５とコンデンサ４１，４
３，４４とで構成された４端子回路網４０は、入力信号
Ｖｉ_- の周波数成分のうち、それらの抵抗とコンデンサ
で設定される高周波成分のみを通過させてろ波信号Ｓ４
０を演算増幅器６０に出力する。抵抗５２，５５とコン
デンサ５１，５３，５４とで構成された４端子回路網５
０は、入力信号Ｖｉ₊ の周波数成分のうち、それらの抵
抗とコンデンサで設定される高周波成分のみを通過させ
てろ波信号Ｓ５０を演算増幅器６０に出力する。演算増
幅器６０は、各信号Ｓ４０，Ｓ５０の差に応じた差信号
Ｓ６０を生成し、差信号Ｓ６０を４端子回路網４０を介
してフィードバック入力し、特定周波数以上の周波数成
分のみの出力信号Ｖｏを出力する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、センサ等によって
検出された電気信号から、必要な情報を取り出すための
アクティブフィルタに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】光、音、磁気、変位等の物理量を検出す
るセンサから出力された電気信号に対し、フィルタ回路
は不要な周波数成分を除去する。フィルタ回路は、能動
素子を含まないパッシブフィルタと、能動素子を含むア
クティブフィルタとに大別される。アクティブフィルタ
は、パッシブフィルタに対して設計の自由度が大きく、
パッシブフィルタでは実現困難な特性を持たせることが
可能である。演算増幅器を用いた従来のアクティブフィ
ルタには、その構成について種々の方式がある。図２
は、従来の電圧ソース（以下、ＶＣＶＳという）型ロー
パスフィルタを示す回路図である。このローパスフィル
タは、入力端子に一端が接続された抵抗１と、該抵抗１
の他端に一端が接続された抵抗２とを備えている。抵抗
２の他端は、コンデンサ３を介して接地されると共に、
演算増幅器４の非反転端子（＋）に接続されている。抵
抗１と抵抗２の接続点はコンデンサ５を介して演算増幅
器４の反転端子（−）に接続されている。演算増幅器４
の出力側は、該演算増幅器４の反転端子にフィードバッ
ク接続されている。

【０００３】このローパスフィルタは、入力信号Ｖｉに
対して低域通過ろ波回路として動作し、入力信号Ｖｉか
ら高域成分を除去した出力信号Ｖｏを出力する。ローパ
スフィルタの伝達関数Ｇ（ｓ）は、各抵抗１，２の抵抗
値Ｒ₁ ，Ｒ₂ と各コンデンサ３，５の容量値Ｃ₃ ，Ｃ₅
とによって設定される。伝達関数Ｇ（ｓ）は、次の
（１）式となる。 Ｇ（ｓ）＝１／（１＋Ｔ・ｓ／Ｑ＋Ｔ² ・ｓ² ） ・・・（１） 但し、Ｔ＝√（Ｃ₃ ・Ｃ₅ ・Ｒ₁ ・Ｒ₂ ） Ｑ＝√（Ｃ₃ ・Ｒ₁ ・Ｒ₂ ／Ｃ₅ ）／（Ｒ₁ ＋Ｒ₂ ） ｓ＝ｊω 図３は、従来の多重帰還型ハイパスフィルタを示す回路
図である。このハイパスフィルタは、入力信号Ｖｉを一
方の電極に入力するコンデンサ１１を備えている。コン
デンサ１１の他方の電極には、コンデンサ１２とコンデ
ンサ１３の一方の電極が共通に接続されると共に、抵抗
１４の一端が接続されいる。抵抗１４の他端は接地さ
れ、コンデンサ１２の他方の電極は、抵抗１５の一端に
接続されている。コンデンサ１３の他方の電極は、抵抗
１５の他端に接続されると共に、演算増幅器１６の反転
端子に接続されている。演算増幅器１６の非反転端子は
接地され、この演算増幅器１６の出力側は、コンデンサ
１２と抵抗１５の接続点にフィードバック接続されてい
る。このハイパスフィルタは、入力信号Ｖｉに対する高
域通過ろ波回路として動作し、入力信号Ｖｉから低域成
分を除去した出力信号Ｖｏを出力する。このハイパスフ
ィルタの伝達関数Ｇ（ｓ）は、各抵抗１４，１５の抵抗
値Ｒ₁₄，Ｒ₁₅と各コンデンサ１１，１２，１３の容量値
Ｃ₁₁，Ｃ₁₂，Ｃ₁₃とによって設定される。伝達関数Ｇ
（ｓ）は、次の（２）式となる。

【０００４】 Ｇ（ｓ）＝Ａ・Ｔ² ・ｓ² ／（１＋Ｔ・ｓ／Ｑ＋Ｔ² ・ｓ² ） ・・・（２） 但し、 Ａ＝−Ｃ₁₁／Ｃ₁₂ Ｔ＝√（Ｃ₁₂・Ｃ₁₃・Ｒ₁₄・Ｒ₁₅） Ｑ＝√（Ｃ₁₂・Ｃ₁₃・Ｒ₁₅／Ｒ₁₄）／（Ｃ₁₁＋Ｃ₁₂＋Ｃ
₁₃） ｓ＝ｊω 他にも、ステートバリアブル型等の様々な方式のフィル
タが考案されているが、通常使用されている方式は、１
入力・１出力、つまり非平衡入力・非平衡出力で用いら
れるものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
アクティブフィルタでは、次のような課題があった。セ
ンサ等の出力信号は微小信号であることが多く、外来ノ
イズの影響を避けるため平衡型の出力を持つものも多
い。その平衡型出力端子の１端をアクティブフィルタに
接続し、他端を接地に接続したのでは、外来ノイズ耐性
が悪化してしまう。図４は、従来の平衡出力に対応した
差動増幅回路＋ＶＣＶＳ型フィルタのアクティブフィル
タを示す回路図である。このアクティブフィルタは、入
力段の差動増幅回路２０ＡとＶＣＶＳ型ローパスフィル
タ２０Ｂで構成されている。差動増幅回路２０Ａは、２
つの入力端子に一端の接続された２個の抵抗２１，２２
を備えている。抵抗２１の他端が演算増幅器２３の反転
端子に接続され、抵抗２２の他端が該演算増幅器２３の
非反転端子に接続されている。演算増幅器２３の出力端
子は、抵抗２４を介して該演算増幅器２３の反転端子に
フィードバック接続され、演算増幅器２３の非反転端子
が抵抗２５を介して接地されている。ローパスフィルタ
２０Ｂは、図２のフィルタと同一構成であり、ローパス
フィルタ２０Ｂの抵抗１に演算増幅器２３の出力端子が
接続されている。このアクティブフィルタでは、差動増
幅回路２０Ａが入力電圧Ｖｉ₊ とＶｉ_-間の電圧を増幅
すると共に、平衡入力を非平衡出力へ変換する。差動増
幅回路２０Ａの出力する非平衡出力に対して、ローパス
フィルタ２０Ｂがろ波を行なう。ところが、差動増幅回
路２０Ａが不要な成分まで増幅するので、ＳＮ比の劣化
或いは動作の不安定を生じることがある。

【０００６】図５は、従来のフィルタの他の例であるＶ
ＣＶＳ型フィルタ＋差動増幅回路で構成されたアクティ
ブフィルタを示す回路図である。このアクティブフィル
タは、図２と同一構成の２つのＶＣＶＳ型ローパスフィ
ルタ３０Ａ，３０Ｂと、それら各ローパスフィルタ３０
Ａ，３０Ｂの出力側に接続された差動増幅回路３０Ｃと
で構成されている。差動増幅回路３０Ｃは、２つの入力
端子に一端の接続された２個の抵抗３１，３２を備えて
いる。抵抗３１の他端が演算増幅器３３の反転端子に接
続され、抵抗３２の他端が該演算増幅器３３の非反転端
子に接続されている。演算増幅器３３の出力端子は、抵
抗３４を介して該演算増幅器３３の反転端子にフィード
バック接続され、演算増幅器３３の非反転端子が抵抗３
５を介して接地されている。各ローパスフィルタ３０
Ａ，３０Ｂ内の抵抗１には、入力電圧Ｖｉ₊ とＶｉ_- が
それぞれ与えられ、各ローパスフィルタ３０Ａ，３０Ｂ
の演算増幅器４の出力端子が、差動増幅回路３０Ｃ中の
抵抗３１，３２にそれぞれ接続されている。センサから
の平衡出力信号の一端をローパスフィルタ３０Ａに与
え、他の一端をローパスフィルタ３０Ｂに与え、各ロー
パスフィルタ３０Ａ，３０Ｂの出力信号に対して、差動
増幅回路３０Ｃが増幅を行うと共に平衡入力を非平衡出
力に変換する。この場合には、回路量が増大するという
欠点がある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】第１の発明は、アクティ
ブフィルタにおいて、次のような第１の４端子回路網
と、第２の４端子回路網と、演算増幅器とで構成してい
る。第１の４端子回路網は、複数の２端子回路素子の抵
抗とコンデンサとで構成され、第１の入力信号の周波数
成分のうち該複数の２端子回路素子で設定される周波数
成分のみを通過させて第１のろ波信号を生成するもので
ある。第２の４端子回路網は、複数の２端子回路素子の
抵抗とコンデンサとで構成され、第２の入力信号の周波
数成分のうち該複数の２端子回路素子で設定される周波
数成分のみを通過させて第２のろ波信号を信号を生成す
るものである。演算増幅器は、前記第１及び第２のろ波
信号を入力してそれらの信号差に応じた差信号を生成
し、該差信号を前記第１または第２の４端子回路網を介
してフィードバック入力することにより、特定の周波数
の出力信号を出力する構成になっている。

【０００８】第２の発明は、第１の発明における前記第
１及び第２の４端子回路網は、同等の特性を有する５種
類の２端子回路素子の抵抗とコンデンサを同一に接続し
てそれぞれ構成している。第１及び第２の発明によれ
ば、以上のようにアクティブフィルタを構成しているの
で、例えばセンサ等の平衡出力端子の一端を第１の４端
子回路網に接続し、他端を第２の４端子回路網に接続す
ると、そのセンサ等の平衡出力端子の一端から第１の入
力信号が第１の４端子回路網に与えられ、他端から第２
の入力信号が第２の４端子回路網に与えられる。各第１
及び第２の４端子回路網は、内蔵する抵抗とコンデンサ
で設定された周波数成分を通過させ、第１及び第２のろ
波信号が生成される。その通過する周波数成分はそれら
抵抗とコンデンサの抵抗値及び容量値で設定される。演
算増幅器には第１及び第２のろ波信号が入力される。演
算増幅器によって、それらの信号差に応じた差信号が生
成され、該差信号が第１または第２の４端子回路網を介
して演算増幅器にフィードバック入力される。これによ
り、演算増幅器から、特定の周波数の出力信号が出力さ
れる。従って、前記課題を解決できるのである。

【０００９】

【発明の実施の形態】第１の実施形態 図１は、本発明の第１の実施形態を示すハイパスフィル
タの回路図である。このハイパスフィルタは、第１の入
力信号Ｖｉ_- を入力とする第１の４端子回路網４０と、
第２の入力信号Ｖｉ₊ を入力とする第２の４端子回路網
５０と、演算増幅器６０とを備えたアクティブフィルタ
である。４端子回路網４０は、複数の２端子回路素子で
ある抵抗とコンデンサで構成され、一つの入力端子に一
方の電極が接続されたコンデンサ４１と、他の一つ入力
端子に一端が接続された抵抗４２とを備えている。例え
ばセンサ等の平衡出力に対するろ波を行なう場合、その
平衡出力端子の一端が接続されてこのコンデンサ４１の
一方の電極に入力信号Ｖｉ_- が与えられ、抵抗４２の一
端は接地されるようになっている。コンデンサ４１の他
方の電極には、抵抗４２の他端と、２個のコンデンサ４
３，４４の各一方の電極とが接続されている。コンデン
サ４３の他方の電極は、抵抗４５を介してコンデンサ４
４の他方の電極に接続されると共に、演算増幅器６０の
反転端子に接続されている。

【００１０】４端子回路網５０は、複数の２端子回路素
子である抵抗とコンデンサで構成され、１の入力端子に
一方の電極が接続されたコンデンサ５１と、他の１の入
力端子に一端が接続された抵抗５２とを備えている。例
えばセンサ等の平衡出力に対するろ波を行なう場合、そ
の平衡出力端子のひとつが接続され、このコンデンサ５
１の一方の電極に入力信号Ｖｉ₊ が与えられ、抵抗５２
の一端は接地されるようになっている。コンデンサ５１
の他方の電極には、抵抗５２の他端と２個のコンデンサ
５３，５４の各一方の電極とが接続されている。コンデ
ンサ５３と抵抗５５の接続点は接地されている。コンデ
ンサ５３の他方の電極は、抵抗５５を介してコンデンサ
５４の他方の電極に接続されると共に、演算増幅器６０
の非反転端子に接続されている。即ち、２つの４端子回
路網４０，５０内の接続関係は同一である。本実施形態
では、さらに、各４端子回路網４０，５０を構成する５
種類の２端子回路素子である抵抗とコンデンサの特性を
共通にしている。つまり、各抵抗４２，５２の抵抗値を
共にＲ₄₂に、各抵抗４５，５５の抵抗値を共にＲ₄₅に、
各コンデンサ４１，５１の容量値を共にＣ₄₁に、各コン
デンサ４３，５３の容量値を共にＣ₄₃に、及び各コンデ
ンサ４４，５４の容量値を共にＣ₄₄に揃えている。演算
増幅器６０の出力側はコンデンサ４３と抵抗４５の接続
点に接続されている。つまり、演算増幅器６０は反転端
子に対し、４端子回路網４０を介してフィードバック入
力する構成である。

【００１１】このハイパスフィルタにおいて、４端子回
路網４０は入力信号Ｖｉ_- の周波数成分のうち各抵抗４
２，４５及びコンデンサ４１，４３，４４で設定される
高周波成分のみを通過させて第１のろ波信号Ｓ４０を出
力する。同様に、４端子回路網５０は、入力信号Ｖｉ₊
の周波数成分のうち各抵抗５２，５５及びコンデンサ５
１，５３，５４で設定される高周波成分のみを通過させ
て第２のろ波信号Ｓ５０を出力する。演算増幅器６０
は、ろ波信号Ｓ４０とろ波信号Ｓ５０間の差に相当する
差信号Ｓ６０を４端子回路網４０に与えてフィードバッ
ク入力し、特定周波数以上の高周波成分のみの出力信号
Ｖｏを送出する。このハイパスフィルタの入出力特性
は、次の（３）及び（４）式となる。 Ｖｏ＝Ｇ（ｓ）・（Ｖｉ₊ −Ｖｉ_- ） ・・・（３） Ｇ（ｓ）＝Ａ・Ｔ² ・ｓ² ／（１＋Ｔ・ｓ／Ｑ＋Ｔ² ・ｓ² ）・・・（４） 但し、Ａ＝Ｃ₄₁／Ｃ₄₃ Ｔ＝√（Ｃ₄₃・Ｃ₄₄・Ｒ₄₂・Ｒ₄₅） Ｑ＝√（Ｃ₄₃・Ｃ₄₄・Ｒ₄₅／Ｒ₄₂）／（Ｃ₄₁＋Ｃ₄₃＋Ｃ
₄₄） （３）及び（４）式の入力特性は、多重帰還型アクティ
ブフィルタと同様の形式であり、本ハイパスフィルタ
が、多重帰還型アクティブフィルタの１入力型から、差
動入力型への拡張されたものになっていることがわか
る。以上のように、この第１の実施形態では、センサ等
からの平衡出力に対して（３）及び（４）式の示す入出
力特性で高域を通過させるフィルタを、簡単な構成で実
現できる。また、各４端子回路網４０，５０を５種類の
同一特性の２端子回路素子で構成し、得られる入出力特
性を（３）及び（４）式となるようにしている。（３）
及び（４）式は多重帰還型アクティブフィルタと同様の
形式であり、市販のＣＡＤソフトを流用することが可能
となり、ハイパスフィルタの回路定数を容易に決定する
ことができる。

【００１２】第２の実施形態 図６は、本発明の第２の実施形態を示すローパスフィル
タの回路図である。このローパスフィルタは、第１の実
施形態と同様に、第１の入力信号Ｖｉ_- を入力とする第
１の４端子回路網７０と、第２の入力信号Ｖｉ₊ を入力
とする第２の４端子回路網８０と、演算増幅器９０とを
備えたアクティブフィルタである。４端子回路網７０
は、複数の２端子回路素子である抵抗とコンデンサで構
成され、一つの入力端子に一端が接続された抵抗７１
と、もう一つの入力端子に一方の電極が接続されたコン
デンサ７２とを備えている。例えばセンサ等の平衡出力
に対するろ波を行なう場合、その平衡出力端子の一端が
接続されてこの抵抗７１の一端に入力信号Ｖｉ_- が与え
られ、コンデンサ７２の一方の電極は接地されるように
なっている。抵抗７１の他端には、コンデンサ７２の他
方の電極と、２個の抵抗７３，７４の各一端とが、接続
されている。抵抗７３の他端は、コンデンサ７５を介し
て抵抗７４の他端に接続されると共に、演算増幅器９０
の反転端子に接続されている。

【００１３】４端子回路網８０は、複数の２端子回路素
子である抵抗とコンデンサで構成され、一つの入力端子
に一端が接続された抵抗８１と、もう一つの入力端子に
一方の電極が接続されたコンデンサ８２とを備えてい
る。例えばセンサ等の平衡出力に対するろ波を行なう場
合、その平衡出力端子のひとつが接続され、この抵抗８
１の一端に入力信号Ｖｉ₊ が与えられ、コンデンサ８２
の一方の電極は接地されるようになっている。抵抗８１
の他端には、コンデンサ８２の他方の電極と２個の抵抗
８３，８４の各一端とが接続されている。抵抗８３の他
端は、コンデンサ８５を介して抵抗８４の他端に接続さ
れると共に、演算増幅器９０の非反転端子に接続されて
いる。抵抗８３とコンデンサ８５の接続点は接地されて
いる。２つの４端子回路網７０，８０内の接続関係は同
一である。本実施形態では、さらに、各４端子回路網７
０，８０を構成する５種類の２端子回路素子である抵抗
とコンデンサの特性を共通にしている。つまり、各コン
デンサ７２，８２の容量値を共にＣ₇₂に、各コンデンサ
７５，８５の容量値を共にＣ₇₅に、各抵抗７１，８１の
抵抗値を共にＲ₇₁に、各抵抗７３，８３の抵抗値を共に
Ｒ₇₃に、及び各抵抗７４，８４の抵抗値を共にＲ₇₄に揃
えている。演算増幅器９０の出力側は抵抗７３とコンデ
ンサ７５の接続点に接続されている。つまり、演算増幅
器９０は反転端子に対し、４端子回路網７０を介してフ
ィードバック入力する構成である。

【００１４】このローパスフィルタにおいて、４端子回
路網７０は入力信号Ｖｉ_- の周波数成分のうち各コンデ
ンサ７２，７５及び抵抗７１，７３，７４で設定される
低周波成分のみを通過させて第１のろ波信号Ｓ７０を出
力する。同様に、４端子回路網５０は、入力信号Ｖｉ₊
の周波数成分のうち各コンデンサ８２，８５及び抵抗８
１，８３，８４で設定される低周波成分のみを通過させ
て第２のろ波信号Ｓ８０を出力する。演算増幅器９０
は、ろ波信号Ｓ７０とろ波信号Ｓ８０間の差に相当する
差信号Ｓ９０を生成して４端子回路網７０を介してフィ
ードバック入力し、特定周波数以下の低周波数成分のみ
の出力信号Ｖｏを送出する。このローパスフィルタの入
出力特性は、次の（５）及び（６）式となる。 Ｖｏ＝Ｇ（ｓ）・（Ｖｉ₊ −Ｖｉ_- ） ・・・（５） Ｇ（ｓ）＝Ａ／（１＋Ｔ・ｓ／Ｑ＋Ｔ² ・ｓ² ） ・・・（６） 但し、 Ａ＝Ｒ₇₃／Ｒ₇₁ Ｔ＝√（Ｃ₇₂・Ｃ₇₅・Ｒ₇₃・Ｒ₇₄） Ｑ＝√（Ｃ₇₂／Ｃ₇₅／Ｒ₇₃／Ｒ₇₄）／（１／Ｒ₇₁＋１／
Ｒ₇₃＋１／Ｒ₇₄） 以上のように、この第２の実施形態では、センサ等から
の平衡出力に対して（５）及び（６）式の示す入出力特
性で低域を通過させるフィルタを、簡単な構成で実現で
きる。また、各４端子回路網７０，８０を５種類の同一
特性の２端子回路素子で構成し、得られる入出力特性を
（５）及び（６）式となるようにしている。（５）及び
（６）式は多重帰還型アクティブフィルタと同様の形式
であり、市販のＣＡＤソフトを流用することが可能とな
り、ローパスフィルタの回路定数を容易に決定すること
ができる。

【００１５】第３の実施形態 図７は、本発明の第３の実施形態を示すバンドパスフィ
ルタの回路図である。このバンドパスフィルタは、第１
及び第２の実施形態と同様に、第１の入力信号Ｖｉ_- を
入力とする第１の４端子回路網１００と、第２の入力信
号Ｖｉ₊ を入力とする第２の４端子回路網１１０と、演
算増幅器１２０とを備えたアクティブフィルタである。
４端子回路網１００は、複数の２端子回路素子である抵
抗とコンデンサで構成され、一つの入力端子に一端が接
続された抵抗１０１と、もう一つの入力端子に一端が接
続された抵抗１０２とを備えている。例えばセンサ等の
平衡出力に対するろ波を行なう場合、その平衡出力端子
の一端が接続されてこの抵抗１０１の一端に入力信号Ｖ
ｉ_- が与えられ、抵抗１０２の一端は接地されるように
なっている。抵抗１０１の他端には、抵抗１０２の他端
と、２個のコンデンサ１０３，１０４の各一方の電極と
が、接続されている。コンデンサ１０３の他方の電極
は、抵抗１０５を介してコンデンサ１０４の他方の電極
に接続されると共に、演算増幅器１２０の反転端子に接
続されている。４端子回路網１１０は、複数の２端子回
路素子である抵抗とコンデンサで構成され、一つの入力
端子に一端が接続された抵抗１１１と、もう一つの入力
端子に一端が接続された抵抗１１２とを備えている。セ
ンサ等の平衡出力に対するろ波を行なう場合、その平衡
出力端子のひとつが接続され、この抵抗１１１の一端に
入力信号Ｖｉ₊ が与えられ、抵抗１１２の一端は接地さ
れるようになっている。抵抗１１１の他端には、抵抗１
１２の他端と２個のコンデンサ１１３，１１４の各一方
の電極とが、接続されている。コンデンサ１１３の他方
の電極は、抵抗１１５を介してコンデンサ１１４の他方
の電極に接続されると共に、演算増幅器１２０の非反転
端子に接続されている。コンデンサ１１３と抵抗１１５
の接続点は接地されている。

【００１６】２つの４端子回路網１００，１１０内の接
続関係は同一である。本実施形態では、さらに、各４端
子回路網１００，１１０を構成する５種類の２端子回路
素子である抵抗とコンデンサの特性を共通にしている。
つまり、各抵抗１０１，１１１の抵抗値を共にＲ
₁₀₁ に、各抵抗１０２，１１２の抵抗値を共にＲ
₁₀₂ に、抵抗１０５，１１５の抵抗値を共にＲ₁₀₅ に、
コンデンサ１０３，１１３の容量値を共にＣ₁₀₃ に、及
び各コンデンサ１０４，１１４の容量値を共にＣ
₁₀₄ に、揃えている。演算増幅器１２０の出力側は、コ
ンデンサ１０３と抵抗１０５の接続点に接続されてい
る。つまり、演算増幅器１２０は反転端子に対し、４端
子回路網１００を介してフィードバック入力する構成で
ある。このバンドパスフィルタにおいて、４端子回路網
１００は入力信号Ｖｉ_- の周波数成分のうち各抵抗１０
１，１０２，１０５及びコンデンサ１０３，１０４で設
定される帯域の周波成分のみを通過させて第１のろ波信
号Ｓ１００を出力する。同様に、４端子回路網１１０
は、入力信号Ｖｉ₊ の周波数成分のうち、各抵抗１１
１，１１２，１１５及びコンデンサ１１３，１１４で設
定される帯域の周波成分のみを通過させて第２のろ波信
号Ｓ１１０を出力する。演算増幅器１２０は、ろ波信号
Ｓ１００とろ波信号Ｓ１１０間の差に相当する差信号Ｓ
１２０を生成して４端子回路網１００を介してフィード
バック入力し、特定の帯域の周波数成分のみの出力信号
Ｖｏを送出する。このバンドパスフィルタの入出力特性
は、次の（７）及び（８）式となる。

【００１７】 Ｖｏ＝Ｇ（ｓ）・（Ｖｉ₊ −Ｖｉ_- ） ・・・（７） Ｇ（ｓ）＝Ａ・Ｔ・ｓ／（１＋Ｔ・ｓ／Ｑ＋Ｔ² ・ｓ² ） ・・・（８） 但し、 Ａ＝√（Ｃ₁₀₄ ・Ｒ₁₀₂ ・Ｒ₁₀₅ ／Ｃ₁₀₃ ／Ｒ₁₀₁ ／
（Ｒ₁₀₁ ＋Ｒ₁₀₂ ）） Ｔ＝√（Ｃ₁₀₃ ・Ｃ₁₀₄ ・Ｒ₁₀₁ ・Ｒ₁₀₂ ・Ｒ₁₀₅ ／
（Ｒ₁₀₁ ＋Ｒ₁₀₂ ）） Ｑ＝√（Ｃ₁₀₃ ・Ｃ₁₀₄ ・Ｒ₁₀₅ ・（１／Ｒ₁₀₁ ＋１／
Ｒ₁₀₂ ））／（Ｃ₁₀₃ ＋Ｃ₁₀₄ ） 以上のように、この第３の実施形態では、センサ等から
の平衡出力に対して（７）及び（８）式の示す入出力特
性で帯域を通過させるフィルタを、簡単な構成で実現で
きる。また、各４端子回路網１００，１１０を５種類の
同一特性の２端子回路素子で構成し、得られる入出力特
性を（７）及び（８）式となるようにしている。（７）
及び（８）式は多重帰還型アクティブフィルタと同様の
形式であり、市販のＣＡＤソフトを流用することが可能
となり、バンドパスフィルタの回路定数を容易に決定す
ることができる。

【００１８】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、第１の発明
によれば、複数の２端子回路素子の抵抗とコンデンサと
で構成された第１の４端子回路網と、複数の２端子回路
素子の抵抗とコンデンサとで構成された第２の４端子回
路網と、演算増幅器とでアクティブフィルタを構成して
いるので、第１及び第２の４端子回路網の抵抗とコンデ
ンサの組合わせで、種々の周波数特性を持たせることが
できるため、センサ等からの平衡出力に対しても対応可
能なフィルタを、簡単な構成で実現でき、各種制御装置
等に対する低コスト化と小型化が可能になる。第２の発
明によれば、第１の発明における各第１及び第２の４端
子回路網は、同等の特性を有する５種類の２端子回路素
子の抵抗とコンデンサを同一に接続してそれぞれ構成し
ているので、従来の多重帰還型アクティブフィルタと同
一の特性式となって市販のＣＡＤソフト等が流用でき、
フィルタの回路定数を容易に決定することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態を示すハイパスフィル
タの回路図である。

【図２】従来のＶＣＶＳ型ローパスフィルタを示す回路
図である。

【図３】従来の多重帰還型ハイパスフィルタを示す回路
図である。

【図４】従来の平衡出力に対応した差動増幅回路＋ＶＣ
ＶＳ型フィルタのアクティブフィルタを示す回路図であ
る。

【図５】従来のフィルタの他の例であるＶＣＶＳ型フィ
ルタ＋差動増幅回路で構成されたアクティブフィルタを
示す回路図である。

【図６】本発明の第２の実施形態を示すローパスフィル
タの回路図である。

【図７】本発明の第３の実施形態を示すバンドパスフィ
ルタの回路図である。

【符号の説明】

４０，５０，７０，８０，１００，１１０ 第１及び第２の４端子回路網 ４１，４３，４４，５１，５３，５４，７２，７５，８
２，８５，１０３，１０４，１１３，１１４ コンデンサ ４２，４５，５２，５５，７１，７３，７４，８１，８
３，８４，１０１，１０２，１０５，１１１，１１２，
１１５ 抵抗 ６０，９０，１２０ 演算増幅器

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の２端子回路素子の抵抗とコンデン
   サとで構成され、第１の入力信号の周波数成分のうち該
   複数の２端子回路素子で設定される周波数成分のみを通
   過させて第１のろ波信号を生成する第１の４端子回路網
   と、 複数の２端子回路素子の抵抗とコンデンサとで構成さ
   れ、第２の入力信号の周波数成分のうち該複数の２端子
   回路素子で設定される周波数成分のみを通過させて第２
   のろ波信号を信号を生成する第２の４端子回路網と、 前記第１及び第２のろ波信号を入力してそれらの信号差
   に応じた差信号を生成し、該差信号を前記第１または第
   ２の４端子回路網を介してフィードバック入力すること
   により、特定の周波数の出力信号を出力する演算増幅器
   とを、 備えたことを特徴とするアクティブフィルタ。
2. 【請求項２】 前記各第１及び第２の４端子回路網は、
   同等の特性を有する５種類の２端子回路素子の抵抗とコ
   ンデンサを同一に接続してそれぞれ構成したことを特徴
   とする請求項１記載のアクティブフィルタ。