JPS5921546Y2 - 可変フイルタ回路 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は、例えば電子楽器の音色制御回路などに用い
るに好適な可変フィルタ回路に関し、特にＩＣ化するの
が容易で且つ信頼性が高いトランジスタ式アクティブ・
フィルタ回路に関する。

従来、第１図に示すようなダイオード・ブリッジを用い
た２次アクティブ・ローパス・フィルタ回路が提案され
ている（例えば、特開昭５１−１５３５０号参照）。

この回路において、１０は、入力信号ｅｉを受信する入
力端子、１２は各辺にダイオードＤ１゜Ｄ２．Ｄ３．Ｄ
４が配置されたダイオード・ブリッジ回路、１４はフィ
ルタ出力ｅ。

を取出す出力端子、Ｇ１は入力バッファ増幅器、Ｇ２は
ゲインＧ２を有するアクティブ素子用増幅器、Ｃ′１．
Ｃ″１．Ｃ２はフィルタ形成用コンデンサ、ＩＣＮは制
御信号に応じて定められるダイオード・バイアス用定電
流をそれぞれ示す。

ここで、ダイオードの動抵抗をｒとすれば゛、これは、 として表現される。

但し、ｑは電子の電荷量、ｋはボルツマン定数、Ｔは絶
対温度を示す。

そして、Ｃ１及びＲをそれぞれ、 のように定めるものとすれば、第１図の回路の等他回路
は第２図に示すようになる。

第２図の回路は、典型的な２次アクティブ・ローパス・
フィルタ回路であり、その伝達関数Ｄｓ、カットオフ周
波数ｆｃ、選択度Ｑ、通過帯域利得へはそれぞれ次のよ
うになる。

従って、上記回路は例えば電子楽器の音色制御回路に応
用することができる。

すなわち、この場合においては、制御信号に応じて定電
流ＩＣＮを制御してダイオードのみかけ上の抵抗を変化
させることによりカットオフ周波数ｆｃを変化させて音
色制御を遠戚することができる。

ところで、上記のような回路を具体的にＩＣ化するにあ
たっては、種々の問題が生ずるが、とりわけ次のような
問題が注目される。

すなわち、アクティブ素子用増幅器Ｇ２を通常のバイポ
ーラ・トランジスタ式のリニアＩＣで構成すると、入力
インピーダンスが低いので比較的大きな電流が必要であ
る。

そこでコンデンサＣ′１．Ｃ″１のキャパシタンスを大
きくする必要上Ｃ′１．Ｃ″１としては電解コンテ゛ン
サ等の有極コンテ゛ンサを利用することになる。

この種の有極コンテ゛ンサは、いがなる動作条件下にお
いてもその電圧印加極性が所定のものがら逆転しないよ
うに配慮する必要があり、万一逆電圧が印加されると容
易に破壊する。

この考案の目的は、上記のような電圧印加極性の逆転に
よるコンデンサ破壊を効果的に防止しうるＩＣ化に適し
た可変フィルタ回路を提供することにある。

この考案は、前述した型の可変フィルタ回路において、
ダイオード・ブリッジ回路の信号入出力端子間にダイオ
ードを接続するだけの簡単な手段により上記目的を遠戚
しようとするもので、以下、図面に示す実施例について
詳述する。

第３図は、この考案の一実施例による２次アクティブ・
ローパス・フィルタ回路を示すもので、第１図における
と同一符号は同一部分を示す。

第３図においては、１１はダイオード・ブリッジ回路１
２に供給される制御された定電流Ｉ。

Ｎを発生するための制御電流回路、Ｑ１□はベースに入
力端子１０から人力信号ｅｉを受信し、入力バッファ増
幅器Ｇ１を構成するエミッタ・フォロワトランジスタ、
Ｄ。

はこの考案の教示によりブリッジ回路１２の信号入出力
端子ａ、 ｌ）間に図示の極性で接続されたコンデン
サ破壊防止用ダイオード、Ｃ′１及びＣ″１はアクティ
ブ素子用増幅器Ｇ２の出力端とブリッジ回路１２の各バ
イアス端子ｃ、ｄとの間にそれぞれ図示の極性で接続さ
れた電解コンデンサ、すなわち有極コンテ゛ンサである
。

アクティブ素子用増幅器Ｇ２は、差動アンプ回路と出力
回路からなり、差動アンプ回路はトランジスタＱ２１５
Ｑ２２ 、Ｑ２３９ Ｑ２４５Ｑ２５により構成され
、出力回路はダーリントン接続トランジスタＱ２７ 、
Ｑ２８及びトランジスタＱ２９により構成される。

トランジスタＱ２５ 、 Ｑ２９は各々のベースが固定
バイアス源■８に接続され、一定電流が流れるようにな
っている。

フィルタ出力ｅ。はトランジスタ０２８のエミッタ側に
接続された出力端子１４から取出される。

ここで、この考案の特徴をなすダイオードＤ。

の作用効果について説明する。

いま、ダイオードＤ。を図示の位置に接続しなかったも
のと仮定する。

この場合、電流Ｉ。

Ｎが流れていれば、ダイオードＤ３．Ｄ４の電圧降下に
よりコンテ゛ンサＣ′１．Ｃ″１への電圧印加極性は図
示のようになり、コンデンサＣ′１．Ｃ″１はこの極性
に合わせて接続されている。

ところが、何等かの原因、例えば電流制御回路１１への
制御入力が実質的にゼロになるなどの原因でＩＣＮが実
質的にゼロになると、トランジスタＱ２１のベースバイ
アスは断たれ、トランジスタＱ２’８のエミッタ電流が
増大する。

このため、トランジスタ０２８のエミッタ電位が上昇し
、トランジスタＱ２８のエミッターコンテ゛ンサＣ／、
−ダイオードＤ１−トランジスタＱｌｌのエミッタ抵抗
の糸路で電流が流れるようになる。

、このことは、明らかにコンデンサＣ′１への電圧印加
極性が図示のものと反対になったとことを意味する。

この結果、コンテ゛ンサＣ′１が破壊するおそれが生ず
る。

これに対し、図示のようにダイオードＤ。

を接続した場合には、ＩＣＮが実質的にゼロになっても
、入カバツファ増幅器Ｇ１のトランジスタＱｌｌのエミ
ッタからダイオードＤ。

を介してトランジスタＱ２１のベースにバイアス電流Ｉ
。

が供給される。従って、トランジスタＱ２８のエミッタ
電位が上昇することはなく、コンデンサＣ′１への電圧
印加極性の逆転も生じないので、コンデンサＣ′１は破
壊を免れる。

以上のように、第３図の回路は、ＩＣ化に好適な回路構
成をそこなうことなく、フィルタ形成用有極コンテ゛ン
サの破壊を未然に防止しつるようになっており、極めて
安定性又は信頼性が高いものである。

次に、第４図を参照して第３図の回路の一具体例を説明
する。

第４図において、第３図におけると同一符号は同一部分
を示す。

例えば楽音信号のような入力信号ｅｉは入力端子１０か
らトランジスタＱｌｌのベースに加えられる。

このトランジスタＱｌｌは増幅器Ｇ１を構成するための
もので、エミッタ・フォロワとして動作する。

トランジスタＱ１□のベース−エミッタ間には保護用ダ
イオードＤｐが接続されている。

トランジスタＱｌｌのエミッタ側から取出される信号出
力は、ダイオードＤ１〜Ｄ４をそなえたダイオード・ブ
リッジ回路１２の信号入力端子ａに加えられ、信号出力
端子すから取出されるようになっている。

ブリッジ回路１２は一対のバイアス端子ｃ、 ｄを有
し、これらの端子ｃ、 ｄ間には、順方向直列のダイオ
ード対Ｄ１−Ｄ２．Ｉ）。

Ｄ４が並列接続されている。

信号入力端子ａはダイオードＤ１．Ｄ２の接続点に接続
されると共に、信号出力端子すはダイオードＤ３．Ｄ４
の接続点に接続されている。

制御電流回路１１から供給される定電流Ｉ。

Ｎはバイアス端子Ｃからダイオード対ＵＤ２．Ｄ３−Ｄ
４を分流してバイアス端子ｄに流れる過程で各ダイオー
ドＤ１〜Ｄ４を順方向にバイアスするので、そのバイア
ス電流値に応した動抵抗で定まる可変インピーダンスが
入出力端子ａ、 ｔ）間に生ずる。

入出力端子ａ、 ｌ）間にはこの考案の教示によりダ
イオードＤ。

が接続され、このダイオードＤ。

は、前述したように電流ＩＣＮがゼロになった場合にコ
ンテ゛ンサＣ′１に図示の極性とは逆の極性で電圧がか
かるのを防止するためのものである。

また、可変抵抗ＶＲはブリッジ回路１２のバランス調整
用の抵抗である。

ダイオード・バイアス用定電流Ｉ。

Ｎを発生する制御電流回路１１は、カーレント・ミラー
型定電流回路を構成するトランジスタＱ１４ 、 Ｑｔ
ｓ 、 Ｑｔ６． Ｑｌ□。

Ｑ１８ 、 Ｑ１９を含んでおり、電流１．。

、の値は、トランジスタＱ１．のベースに限流抵抗Ｒｃ
及び逆流防止ダイオードＤｃを介して接続された制御端
子１３に印加される制御電圧−Ｖｃの値によって決定さ
れる。

トランジスタＱ］５のベースには例えばＩＯＭΩ程度の
高抵抗Ｒｏを介して電位源−■が接続されており、制御
端子１３を流れる制御電流がゼロ又はその近傍の値にな
った場合に電流ＩＣＮがゼロになるのを防ぐべく最低限
必要な制御電流を供給するようになっている。

ブリッジ回路１２の信号出力端子すは一方でフィルタ形
成用コンテ゛ンサＣ２を介して接地され、他方でアクテ
ィブ素子用増幅器Ｇ２のトランジスタＱ２□のベースに
接続されている。

増幅器Ｇ２は、差動アンプを構成するトランジスタＱ２
□、Ｑ２□、 Ｑ２３ 。

Ｑ２４ 、 Ｑ２５と、出力回路を構成するトランジス
タＱ２７ 、 Ｑ２Ｂ 、 Ｑ２９とを含んでおり、ト
ランジスタＱ２５゜Ｑ２９には、バイアス回路を構成す
るトランジスタＱ工２．Ｑ１３のカーレント・ミラー効
果に・より一定の電流が流れるようになっている。

トランジスタ０２Ｂのエミッタ側から取出される信号出
力はフィルタ形成用電解コンデンサＣ′１．Ｃ″１を介
してブリッジ回路１２のバイアス端子ｃ、 ｄに帰還
される。

フィルタ出力は増幅器Ｇ２の入力側、すなわちトランジ
スタＱ２１のベース側から取出され、バッファ増幅器Ｇ
３のトランジスタＱ３□のベースに供給される。

バッファ増幅器Ｇ３は、差動アンプを構成するトランジ
スタＱ３□、Ｑ３□、 Ｑ３３． Ｑ３４ 、 Ｑ３ｉ
、と、出カニミッタフォロワ段を構成するダーリントン
接続トランジスタＱ３７．Ｑ３８とを含んでおり、トラ
ンジスタＱａｓにも、前述のトランジスタＱ１□、Ｑ１
３のカーレント・ミラー効果により一定電流が流れるよ
うになっている。

トランジスタＱ３８のエミッタ側には、出力端子１４が
接続され、この端子１４からフィルタ出力ｅ。

が取出される。なお、以上の構成において、コンデンサ
Ｃ１□、Ｃ１□、Ｃ１３は直流バイアスを可能にするた
めの信号バイパス用コンテ゛ンサである。

以上に述べた第４図の回路は、制御電圧−Ｖｃに応して
カットオフ周波数が変化する２次アクティブ・ローパス
・フィルタとして動作し、出力端子１４からフィルタ出
力ｅ。

が得られるもので′ある。この場合、ダイオードＤ。

を設けたので、コンデンサＣ′１の破壊を防止できる効
果がある。

また、フィルタ出力ｅ。

は増幅器Ｇ３を介して増幅器Ｇ２の入力側から取出すよ
うにしているので、増幅器Ｇ２のゲイン変化によりフィ
ルタ出力ｅ。

の振幅レベルが変化しない利点もある。

さらに、第４図の回路はＩＣ化するのに好適なものであ
って、ＩＣ化する場合にはＩＣ化による小型化ないしコ
スト低減を遠戚することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来の可変フィルタ回路を示す回路図、第２
図は、第１図の回路の等価回路図、第３図は、この考案
の一実施例による可変フィルタ回路を示す回路図、第４
図は、第３図の回路の一具体例を示す結線図である。 １１・・・・・・制御電流回路、１２・・・・・・ダイ
オード・ブリッジ回路、Ｃ１，Ｃ′１．Ｃ″１．Ｃ２・
・・・・・フィルタ形成用コンデンサ、Ｒ・・・・・・
フィルタ形成用抵抗、Ｇ１゜Ｇ２．Ｇ３・・・・・・増
幅器、Ｄｏ・・・・・・コンデンサ破壊防止用ダイオー
ド。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 （ａ） 制御信号に応じた定電流を発生する制御電流
   回路と、 （ｂ） ブリッジの各辺のダイオードを一対のバイア
   ス端子に供給される前記定電流す゛順方向バイアスして
   そのバイアス電流値に応じた可変インピーダンスを信号
   入出力端子間に生じさせるように構成されたダイオード
   ・ブリッジ回路と、（Ｃ） 前記ブリッジ回路の信号
   入力端子に入力信号を供給する入力バッファ用の第１の
   トランジスタ式増幅器と、 （ｄ） 前記ブリッジ回路の信号出力端子に入力端が
   接続されたアクティブ素子用の第２のトランジスタ式増
   幅器と、 □（ｅ） 前記第２の
   増幅器の入力端と基準電位点との間に接続されたフィル
   タ形成相の第１のコンデンサと、 （ｆ） 前記第２の増幅器の出力端と前記ブリッジ回
   路の各々のバイアス端子との間にそれぞれ接続されたフ
   ィルタ形成相の第２及び第３の有極コンデンサとをそな
   えた可変フィルタ回路において、 前記ブリッジ回路の信号入出力端子間には、前記定電流
   が実質的にゼロになったときに前記第２及び第３コンデ
   ンサの少なくともいずれか一方への電圧印加極性が逆転
   するのを防止するためのダイオードを接続したことを特
   徴とする可変フィルタ回路。