JPS6318893B2

JPS6318893B2 -

Info

Publication number: JPS6318893B2
Application number: JP55061652A
Authority: JP
Inventors: Uiriamu Morudeingu Kenesu; Aasaa Uiruson Goodon; Richaado Kaningu Jonasan
Original assignee: Koninklijke Philips Electronics NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1979-05-09
Filing date: 1980-05-09
Publication date: 1988-04-20
Also published as: JPS55150608A; US4381489A; EP0021462A3; EP0021462B1; DE3067096D1; EP0021462A2; GB2049333A; GB2049333B

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、第１誘導性素子および第１キヤパシ
タンスを有する第１共振回路と、第２誘導性素子
および第２キヤパシタンスを有する第２共振回路
と、前記の第１および第２誘導性素子間の両方向
性結合とを具えるフイルタ回路に関するものであ
る。

個別のインダクタおよびコンデンサから成る帯
域通過フイルタは通常、互いに同一の或いは互い
に異なる共振周波数を有するようにすることので
きる一対の直列或いは並列共振回路を具えてお
り、これら共振回路はコンデンサによつて或いは
個別のインダクタによつて或いはこれらの２つの
共振回路中に含まれるインダクタ間の相互インダ
クタンスによつて互いに結合されている。一般
に、双方の共振回路の共振周波数が互いに同一で
あり、フイルタの通過帯域を各別に作動する２つ
の共振回路の組合せによつて与えられる通過帯域
よりも広くする必要がある場合には、上述した結
合が各インダクタから他のインダクタを経て前者
のインダクタに戻る全通路に亘つて信号反転を行
なうという条件を満足する必要がある。（この条
件は結合が１個のコンデンサ或いはインダクタン
スによつて行なわれる場合に満足される。その理
由はこのコンデンサ或いはインダクタンスを通り
次に再びもとに戻る信号が90゜の移相を順次に同
一方向で２度行なう為である。）現在、個別のインダクタの代りに集積回路の形
態で構成しうる能動回路を用いることが提案され
ている。例えば、インダクタは容量的に負荷が加
わつているジヤイレータ回路の駆動点インピーダ
ンスによつて、すなわち容量的に負荷が加わつて
おり、以下に示すアドミツタンスマトリツクスが
理想的となつている２ポート素子の駆動点インピ
ーダンスによつて置き換えることができるという
ことは既知である。

上述した帯域通過フイルタの共振回路中のイン
ダクタを上述したような能動回路によつて置き換
える場合には、依然としてインダクタ間を結合さ
せる必要があり、また双方の共振回路の共振周波
数が互いに同一であり、フイルタの通過帯域を各
別に作動する２つの共振回路の組合せによつて与
えられる通過帯域よりも広くする必要がある場合
には、他のインダクタ（擬似のインダクタとしう
る）或いは他のコンデンサを設ける必要がある。

文献“Wireless World”，Dec.1954，の第609
頁以降の“Feedback IF amplifiers for
television”と題する節、特に第609頁の第２図に
帯域通過フイルタ回路が示されており、このフイ
ルタ回路は一対の並列共振回路（個別のインダク
タを用いて形成されている）を有しており、これ
らの共振回路間には非可逆性（non−reciprocal）
の両方向性結合が行なわれており、この結合には
２つの共振回路のいずれの共振周波数でも大きな
リアクタンスを有するような素子が含まれていな
い。より一層明瞭にいえば、この既知のフイルタ
回路においては、一方の共振回路を他方の共振回
路に結合する反転用増幅器と、この他方の共振回
路から上記の一方の共振回路に戻す抵抗性結合と
によつて前述した結合が行なわれる。従つて、前
述した結合により各インダクタから他のインダク
タを経て前者のインダクタに戻る全通路に亘つて
所望通りに信号反転を行なう。このように或いは
これに類似する方法で結合を非リアクタンス性と
すること自体は、帯域通過フイルタを集積回路形
態で構成する場合に有利となること明らかであ
る。その理由は、このような結合には少くとも原
理的にいかなるコンデンサをも或いはいかなるイ
ンダクタをも必要としないためである。

ジヤイレータは、入力を反転した出力を得る電
圧制御電流源と、入力を反転しない出力を得る電
圧制御電流源とを、各電流源の入力端子が他方の
電流源の出力端子に接続されるように相互接続
し、各電流源の入力端子と他方の電流源の出力端
子との共通接続点を以つてそれぞれジヤイレータ
の１つのポートを構成するようにすることにより
形成しうるということは既知である。前記の文献
“Wireless World”の前記の節に記載されている
フイルタにおける２つの共振回路間の結合は、一
方のインダクタから他方のインダクタへの信号反
転通路と、この他方のインダクタからこの一方の
インダクタへの信号反転通路とによつて行なわれ
ており、概略的に前述したように一対の電圧制御
電流源を以つて構成したジヤイレータもこの特性
を有していること明らかである。従つて、前記の
文献に記載されたフイルタにおける結合をジヤイ
レータで置き換え、このフイルタ内の各インダク
タを、対応して容量的に負荷を加えたジヤイレー
タの駆動点インピーダンスによつて置き換えた場
合でも依然として帯域通過フイルタが得られる。
このフイルタは第１図に示すようなものであり、
この場合、一方の並列共振回路は、コンデンサ３
を負荷としたジヤイレータ２の駆動点インピーダ
ンスを有する誘導性素子と並列のコンデンサ１を
以つて構成され、他方の並列共振回路はコンデン
サ６を負荷としたジヤイレータ５の駆動点インピ
ーダンスを有する誘導性素子と並列のコンデンサ
４を以つて構成され、これらの２つの誘導性素子
間の結合はジヤイレータ７によつて行なわれる。
このような帯域通過フイルタの構成は、このフイ
ルタを集積回路の形態で構成する場合に有利とな
る。その理由は、少なくとも原理的に４つのコン
デンサのみを必要とするだけで、インダクタは必
要としない為である。

しかし、（必要とする半導体チツプの面積を最
小とする為には）集積回路の形態で構成する回路
に含まれる回路素子の個数をできるだけ少なくす
る必要があり、回路の全特性が回路の製造上の誤
差にできるだけ関係しないように回路を設計する
必要がある。後者の条件を達成する１つの方法
は、いかなる増幅器も平衡状態で存在しうるよう
に、例えば増幅器がトランジスタのロングテイル
ドペアー（long−tailed pair）回路を有するよ
うに増幅器を構成することである。このような増
幅器は一般に２つの入力端子と２つの出力端子と
を有しており、一方の前記の入力端子から第１お
よび第２の前記の出力端子へはそれぞれ信号非反
転および信号反転とし、他方の前記の入力端子か
ら第１および第２の前記の出力端子へはそれぞれ
信号反転および信号非反転とする。前述したよう
に、ジヤイレータは、信号を反転せしめる電圧制
御電流源と、信号を反転せしめない電圧制御電流
源との一対の電圧制御電流源を用い、各電流源の
出力端子を他方の電流源の入力端子に接続するこ
とにより構成することができる。第１図の各ジヤ
イレータをこのように構成し、且つ各電圧制御電
流源を平衡状態に構成する場合には、第２図に示
すフイルタ回路を得ることができ、この場合、第
１図のジヤイレータ２が一対の電圧制御電流源８
および９で置き換わつており、第１図のジヤイレ
ータ５が一対の電圧制御電流源１０および１１で
置き換わつており、第１図のジヤイレータ７が一
対の電圧制御電流源１２および１３で置き換わつ
ている。

第２図の回路の場合望ましくない点は、コンデ
ンサ１および４の各々には電流源８〜１３のうち
２つの電流源の入力端子と、電流源８〜１３のう
ち２つの電流源の出力端子とが接続されていると
いう点であり、この点により、特にコンデンサ３
および６の各々には１個のみの電流源の入力端子
と１個のみの電流源の出力端子とが接続されてい
る為に、回路を集積回路の形態で造る場合に回路
の全体に亘る特性が製造誤差に幾分影響を受ける
ようにするとともに回路の全体に亘る特性を予知
できなくするおそれがある。この問題を解決する
為には、特に電流源８の未使用の出力端子を電流
源１１の未使用の、すなわち接地した入力端子に
係合し、電流源１０の未使用の出力端子を電流源
９の未使用の、すなわち接地した入力端子に係合
することにより、電流源１２および１３によるコ
ンデンサ１および４間の結合を、コンデンサ１か
ら電流源８および１１を経てコンデンサ４に至る
信号通路と、コンデンサ４から電流源１０および
９を経てコンデンサ１に至る信号通路とにより置
き換えるようにするのが望ましい。またこのよう
な手段を講じることにより回路が可成り簡単化さ
れる。しかし、一方の信号通路を信号非反転通路
とし他方の信号通路を信号反転通路とする必要が
あるにもかかわらず、上述した手段を講じると、
コンデンサ１からコンデンサ４への信号通路と、
コンデンサ４からコンデンサ１への信号通路との
双方を信号非反転通路としてしまう。電流源８を
反転用に、電流源９を非反転用に構成するか、或
いは電流源１０を非反転用に、電流源１０を反転
用に構成するか、或いはこれらの双方を行なうこ
とにより第２図の回路を変形させることもできる
こと勿論であるが、これらの変形により得られる
種々の可能性を考慮して、未使用の入力端子およ
び出力端子を結合した電流源８〜１１の対により
電流源１２および１３を置き換えたとしても、コ
ンデンサ１および４間の結合は依然として常に両
方向において信号反転結合となるか或いは両方向
において信号非反転結合となつてしまう。

本発明の目的は、上述した欠点を最小にしうる
種々の形態のフイルタ回路を提供せんとするにあ
る。

本発明は、第１誘導性素子および第１キヤパシ
タンスを有する第１共振回路と、第２誘導性素子
および第２キヤパシタンスを有する第２共振回路
と、前記の第１および第２誘導性素子間の両方向
性結合とを具えるフイルタ回路において、前記の
第１誘導性素子を、第１ジヤイレータ回路の第１
ポートによつて表わされるインピーダンスを以つ
て構成し、前記の第１ジヤイレータ回路にはその
第２ポートと並列に第３キヤパシタンスを設け、
前記の第２誘導性素子を、第２ジヤイレータ回路
の第１ポートによつて表わされるインピーダンス
を以つて構成し、前記の第２ジヤイレータ回路に
はその第２ポートと並列に第４キヤパシタンスを
設け、前記の結合を、前記の第１ジヤイレータ回
路の一方のポートから前記の第２ジヤイレータの
一方のポートへ向うほぼ単方向性の第１信号通路
と、前記の第２ジヤイレータ回路の他方のポート
から前記の第１ジヤイレータ回路の他方のポート
へ向うほぼ単方向性の第２信号通路とを設けるこ
とにより生ぜしめ、前記の第１信号通路により前
記の他方のポートの各々を側路し、前記の第２信
号通路により前記の一方のポートの各々を側路
し、これにより前記のジヤイレータ回路および前
記の第１および第２信号通路によりループを形成
するようにし、前記の各信号通路に前記のいずれ
かの共振回路の共振周波数で大きなリアクタンス
を有するようになる素子が存在しないようにした
ことを特徴とする。

第１図においてジヤイレータ７を含むコンデン
サ１からコンデンサ４へのおよびコンデンサ４か
らコンデンサ１への結合は、各ジヤイレータを通
る信号通路を含むループによつて置き換えること
ができる。従つて、例えばコンデンサ１からコン
デンサ４への結合をコンデンサ３からコンデンサ
６への結合によつて置き換えることができる。他
の例として、コンデンサ４からコンデンサ１への
結合をコンデンサ６からコンデンサ３への結合と
置き換えることができる。前述したように、各ジ
ヤイレータが相互接続された一対の電圧制御電流
源を具え、各対の一方の電圧制御電流源を信号反
転用とし、他方の電圧制御電流源を信号非反転用
とする場合（勿論他の形態のジヤイレータ、例え
ば同様に相互接続された一対の電流制御電圧源で
あつて、これらの電流制御電圧源の一方を信号反
転用とし、他方を信号非反転用としたものを用い
ることもできる）、および前記の電流源のあるも
のが第２図に示すように実際に信号反転用入力端
子および信号非反転用入力端子の双方と、信号反
転用出力端子および信号非反転用出力端子の双方
とを有する場合には、ジヤイレータを構成する電
圧制御電流源の未使用の入力端子および出力端子
を相互接続することにより、２つのジヤイレータ
間の所望の２つの結合が得られるように第１図の
回路を変形して得たフイルタ回路が望ましいが、
第２図の回路では上述した接続が不可能である。

双方の共振回路の共振周波数が互いに同一であ
り、フイルタ回路の通過帯域を、別個に作動する
２つの共振回路の組合せによつて得られる通過帯
域より広くする必要がある場合には、一方のジヤ
イレータ回路が前記のループを通る信号を反転さ
せ、他方のジヤイレータ回路が上記の信号を反転
させないようにこれらのジヤイレータ回路を前記
のループ内に設ける際には、前記の第１および第
２信号通路の一方を信号反転用とし他方を信号非
反転用とする必要があり、或いは前記の双方のジ
ヤイレータ回路が前記のループを通る信号を反転
させないように或いは反転させるようにこれらの
ジヤイレータ回路を前記のループ内に設ける際に
は、前記の第１および第２信号通路の双方を信号
反転用或いは信号非反転用とする必要がある。前
記のジヤイレータ回路の各々が一対の電圧制御電
流源を有し、これらの電圧制御電流源の一方を、
信号反転用とし、他方の電圧制御電流源を信号非
反転用とし、各対において一方の前記の電圧制御
電流源の入力端子を他方の前記の電圧制御電流源
の出力端子に接続し、各対において前記の他方の
電圧制御電流源の入力端子を前記の一方の電圧制
御電流源の出力端子に接続し、前記の第１および
第２信号通路の各々を信号非反転用とする場合に
は、前記の電圧制御電流源のあるものに、信号非
反転用入力端子および信号反転用入力端子の双方
と、信号非反転用出力端子および信号反転用出力
端子の双方とを設ければ、一方の対の前記の電圧
制御電流源のうちの一方の電圧制御電流源の未使
用出力端子を他方の対の前記の電圧制御電流源の
うちの一方の電圧制御電流源の未使用入力端子に
結合することにより前記の第１および第２信号通
路の各々を得ることができる。

この可能性を達成する第１の手段は、信号反転
用の電圧制御電流源の各々に第２入力端子および
第２出力端子を設け、信号反転用の電圧制御電流
源の各々は、これに対応する対の他方の電圧制御
電流源の出力端子に接続されたこの信号反転用の
電圧制御電流源の入力端子からその第２出力端子
へ向つて信号を反転させず且つその第２入力端子
からこれに対応する対の他方の電圧制御電流源の
入力端子に接続されたこの信号反転用の電圧制御
電流源の出力端子へ向つても信号を反転させない
ようにし、前記の第１信号通路が、一方の前記の
信号反転用電圧制御電流源の前記の第２出力端子
から他方の前記の信号反転用電圧制御電流源の前
記の第２入力端子への結合を含み、前記の第２信
号通路が前記の他方の信号反転用電圧制御電流源
の前記の第２出力端子から前記の一方の信号反転
用電圧制御電流源の前記の第２入力端子への結合
を含むようにすることである。このようにするこ
とにより、１つの前記の信号非反転用電圧制御電
流源に第２入力端子を、この第２入力端子からこ
の電圧制御電流源の出力端子に向つて信号を反転
するように設けることができ、この場合この第２
入力端子に入力信号通路を接続し、これにより前
記の信号非反転用電圧制御電流源を入力バツフア
としても用いうるようにすることができる。更
に、他の１つの前記の信号非反転用電圧制御電流
源に第２出力端子を、この電圧制御電流源の入力
端子からその前記の第２出力端子へ向つて信号を
反転するように設けることができ、この場合、こ
の第２出力端子に出力信号通路を接続し、これに
より前記の他の１つの信号非反転用電圧制御電流
源を出力バツフアとして用いるようにすることが
できる。このようなフイルタ回路は、必要とする
回路素子数に関して極めて経済的となりうる。

前述した可能性を達成する第２の手段は、信号
反転用の電圧制御電流源の各々に第２入力端子お
よび第２出力端子を設け、信号非反転用の電圧制
御電流源の各々は、これに対応する対の他方の電
圧制御電流源の出力端子に接続されたこの信号非
反転用の電圧制御電流源の入力端子からその第２
出力端子へ向つて信号を反転させ且つその第２入
力端子からこれに対応する対の他方の電圧制御電
流源の入力端子に接続されたこの信号非反転用の
電圧制御電流源の出力端子へ向つても信号を反転
させるようにし、前記の第１信号通路が、一方の
前記の信号非反転用電圧制御電流源の前記の第２
出力端子から他方の前記の信号非反転用電圧制御
電流源の前記の第２入力端子への結合を含み、前
記の第２信号通路が前記の他方の信号非反転用電
圧制御電流源の前記の第２出力端子から前記の一
方の信号非反転用電圧制御電流源の前記の第２入
力端子への結合を含むようにすることである。こ
のようにすることにより、１つの前記の信号反転
用電圧制御電流源に第２入力端子を、この第２入
力端子からこの電圧制御電流源の出力端子に向つ
て信号を反転させないように設けることができ、
この場合この第２入力端子に入力信号通路を接続
し、これにより前記の信号反転用電圧制御電流源
を入力バツフアとしても用いうるようにすること
ができる。更に、他の１つの前記の信号反転用電
圧制御電流源に第２出力端子を、この電圧制御電
流源の入力端子からこの第２出力端子へ向つて信
号を反転させないように設けることができ、この
場合この第２出力端子に出力信号通路を接続し、
これにより前記の他の１つの信号反転用電圧制御
電流源を出力バツフアとして用いうるようにする
ことができる。この場合も必要とする回路素子数
に関して極めて経済的としうるフイルタ回路が得
られる。

図面につき本発明を説明する。

第３ａ〜３ｆ図は本発明により種々の帯域通過
フイルタの構成を示し、第３ｇ図は他のフイルタ
の構成を示す。各フイルタは第１誘導性素子２，
３および第１キヤパシタンス１を有する第１共振
回路と、第２誘導性素子５，６および第２キヤパ
シタンス４を有する第２共振回路とを具える。各
誘導性素子はジヤイレータ回路２或いは５の第１
ポート１６或いは１７によつて表わされるインピ
ーダンスから成つており、このジヤイレータの第
２ポート１８或いは１９にはこれに並列に他のキ
ヤパシタンス３或いは６が接続されている。入力
信号通路２０はキヤパシタンス１とこれに対応す
るジヤイレータ回路２の第１ポート１６との並列
回路に接続され、出力信号通路２１はキヤパシタ
ンス４とこれに対応するジヤイレータ回路５の第
１ポート１７との並列回路に接続されている。ジ
ヤイレータ回路２および５の各々は実線には一対
の電圧制御電流源（図示せず）を有しており、各
対の各電流源の入力端子は同一の対の他方の電流
源の出力端子に接続されている。従つて、各対の
一方の電圧制御電流源は各ポート１６或いは１７
をこれに対応するポート１８或いは１９に結合
し、各対の他方の電圧制御電流源は各ポート１８
或いは１９をこれに対応するポート１６或いは１
７に結合する。各対の一方の電流源は信号非反転
用であり、他方の電流源は信号反転用である。各
ジヤイレータ２，５に隣接して示す矢印は信号非
反転結合の方向を示す。従つて、例えば第３ａ図
において、ジヤイレータ２の反転用電流源の入力
端子はポート１６に接続され、その出力端子はポ
ート１８に接続されており、またジヤイレータ５
の反転用電流源の入力端子はポート１７に接続さ
れ、この出力端子はポート１９に接続されてい
る。

また各フイルタ回路は、ジヤイレータ２のポー
ト１６からジヤイレータ５のポート１７に至る第
１信号通路１４と、ジヤイレータ５のポート１９
からジヤイレータ２のポート１８に至る第２信号
通路１５とを有しており、これらの信号通路１４
および１５の各々はいずれかの共振回路の共振周
波数で著るしく大きなリアクタンスを有するよう
になる素子を具えない。信号通路１４はポート１
８および１９を側路し、信号通路１５はポート１
６および１７を側路する。これらの信号通路（破
線で示す）が信号非反転通路であるか信号反転通
路であるかはこれらの通路に隣接して示す
“（＋）”或いは“（−）”によつてそれぞれ表わす。
従つて、例えば第３ａ図においては、信号通路１
４が信号非反転通路であり、信号通路１５が信号
反転通路である。これらの信号通路はジヤイレー
タ２および５を通る信号通路と相俟つて、対のポ
ート１６および１７間の両方向性結合を達成し、
この結合はポート１６からポート１７への信号通
路（通路１４）と、ポート１７からポート１６へ
の他の信号通路（通路１５と、ポート１７からポ
ート１９へのジヤイレータ５内の通路と、ポート
１８からポート１６へのジヤイレータ２内の通路
との和）を有する。従つて、例えば第３ａ図の場
合、一方の信号通路は非反転結合通路１４から成
り、他方の信号通路はジヤイレータ５内の反転用
電圧制御電流源と、反転結合通路１５と、ジヤイ
レータ２内の非反転用電圧制御電流源とより成
る。第３ａ〜３ｇ図の各々において、第１および
第２信号通路を含むループはジヤイレータ内のそ
の２つのポート間の信号通路を２つ有すること明
らかである。第３ａおよび３ｂ図においては、ジ
ヤイレータ２および５と信号通路１４および１５
とより成るループ内に、これらのジヤイレータの
一方がこのループを通る信号を反転し他方のジヤ
イレータがこれらの信号を反転しないようにこれ
らのジヤイレータ２および５が設けられおり、且
つ信号通路１４および１５の一方が信号を反転し
他方の信号通路が信号を反転しないようになつて
おり、一方第３ｃ〜３ｆ図においては、ジヤイレ
ータ２および５と信号通路１４および１５とより
成るループ内に、これらのジヤイレータの双方が
このループを通る信号を反転させるか或いは双方
が反転させないようにこれらのジヤイレータ２お
よび５が設けられており、且つ信号通路１４およ
び１５の双方が信号を反転させるか或いは双方が
反転させないようにするようにしている。このこ
とは、これらのフイルタ回路の各々の共振回路
１，２，３および４，５，６の双方が同一の共振
周波数を有する場合に、フイルタ回路の通過帯域
が、個別に作動する２つの共振回路の組合せによ
つて与えられる通過帯域よりも広くなるというこ
とを意味する。一方第３ｇ図においては、ジヤイ
レータ２および５と信号通路１４および１５とよ
り成るループ内に、これらのジヤイレータの一方
がこのループを通る信号を反転し他方のジヤイレ
ータがこれらの信号を反転させないようにこれら
のジヤイレータ２および５が設けられており、且
つ信号通路１４および１５の双方が信号を反転す
るようにしている。このことは、第３ｇ図のフイ
ルタ回路の共振回路１，２，３および４，５，６
の双方が同じ共振周波数を有する場合に、このフ
イルタ回路の通過帯域が、個別に作動する２つの
共振回路の組合せにより得られる通過帯域よりも
狭くなるということを意味する。

第３ａ〜３ｇ図の各々においては、入力信号通
路と出力信号通路とを所望に応じ交換することが
できる。更に、これら第３ａ〜３ｇの各々におい
て、入力或いは出力信号通路２０を（２０Ａを付
した破線で示すように）ジヤイレータ２の他のポ
ート１８に接続するか、または出力或いは入力信
号通路２１を（２１Ａを付した破線で示すよう
に）ジヤイレータ５の他のポート１９に接続する
こともでき、またはこれらの双方を行なうことも
できる。第３ａ〜３ｇ図に関するこれらの変形例
の適当な１つを選択することにより、通過帯域内
のフイルタの応答曲線の形態を選択することがで
きる。例えば、第３ａ図のフイルタの場合、入力
を通路２０に加え、出力を通路２１から取出すよ
うに選択することにより通過帯域にわずかに上方
に向いた傾斜を与え、また入力を通路２０Ａに加
え、出力を２１Ａから取出すように選択すること
により通過帯域内に１／f²にほぼ比例する透過率
を与え、また入力を通路２０または２０Ａに加
え、出力を通路２１Ａまたは２１から取出すよう
にそれぞれ選択することにより（通常のトツプ
（top）誘導結合の場合のように）通過帯域内に
１／ｆにほぼ比例する透過率を与える。ここにｆ
は入力信号の周波数である。

前述したように第３ａ〜３ｇ図のコンデンサ
１，３，４および６のうちの１つのコンデンサの
端子間に入力信号を供給し、他の１つのコンデン
サから出力信号を取出すようにする代りに、低出
力抵抗電流源により入力信号を適当なコンデンサ
と直列に与え、出力信号を他の適当なコンデンサ
と直列に設けた小さな値の抵抗の両端間から取出
すようにすることができる。

第４図は第３ｃ図の形態の可能な一構成例を一
層詳細に示す。第４図に示すように、第３ｃ図の
ジヤイレータ回路２は一対の電圧制御電流源２２
および２３を具え、（反転用）電流源２２の（＋）
入力端子は（非反転用）電流源２３の（＋）出力
端子に接続され、電流源２３の（＋）入力端子は
電流源２２の（−）出力端子に接続されている。
同様に、第３ｃ図のジヤイレータ回路５は一対の
電圧制御電流源２４および２５を具え、（反転用）
電流源２４の（＋）入力端子は（非反転用）電流
源２５の（＋）出力端子に接続され、電流源２５
の（＋）入力端子は電流源２４の（−）出力端子
に接続されている。電流源２２および２４の各々
には反転用入力端子（−）および非反転用出力端
子（＋）をも設ける。第３ｃ図の結合用通路１４
は第４図においては、電流源２２の非反転用出力
端子（＋）を抵抗２６を経て大地に帰線させ、こ
の抵抗２６の端子間に得られる電圧を電流源２４
の反転入力端子（−）に印加するようにすること
により得られる。従つて、非反転用信号通路はコ
ンデンサ１から電流源２２および２４を経てコン
デンサ４に至る通路である。同様に、第３ｃ図の
結合用通路１５は第４図においては、電流源２４
の非反転用出力端子（＋）を抵抗２７を経て大地
に帰線させ、この抵抗２７の端子間に得られる電
圧を電流源２２の反転用入力端子（−）に印加す
るようにすることにより得られる。従つて、非反
転用信号通路はコンデンサ６から電流源２４およ
び２２を経てコンデンサ３に至る通路である。電
流源２３および２５の各々には反転用入力端子
（−）および反転用出力端子（−）をも設け、こ
れらの電流源の反転用出力端子は抵抗２８および
２９をそれぞれ経て大地に帰線させる。作動に当
つては、入力信号を端子IP１を経て電流源２３
の反転用入力端子に（従つてコンデンサ１に）供
給し、出力信号を電流源２５の反転出力端子
（−）から（すなわちコンデンサ４から）端子OP
１を経て取出すか、或いは入力信号を端子IP２
を経て電流源２５の反転用入力端子（−）に（従
つてコンデンサ６に）供給し、出力信号を電流源
２３の反転用出力端子（−）から（すなわちコン
デンサ３から）端子OP２を経て取出す。これら
のいずれの場合でも、電流源２３および２５の一
方が入力バツフアとして用いられ、他方が出力バ
ツフアとして用いられる。これらの２つの場合
は、第３ｃ図において、入力信号通路を通路２０
とし、出力信号通路を通路２１とする場合、およ
び入力信号通路を通路２１Ａとし、出力信号通路
を通路２０Ａとする場合にそれぞれ相当する。上
述したフイルタ回路は極めて対称的であり、また
使用素子において経済的であり、このことは特に
フイルタ回路を集積回路形態で構成する場合に有
利となることである。

第５図は第３ｄ図の形態の可能な一構成例を一
層詳細に示す。第５図に示すように、第３ｄ図の
ジヤイレータ回路２は一対の電圧制御電流源２２
および２３を具え、（非反転用）電流源２２の
（＋）入力端子は（反転用）電流源２３の（−）
出力端子に接続され、電流源２３の（＋）入力端
子は電流源２２の（＋）出力端子に接続されてい
る。同様に、第３ｄ図のジヤイレータ回路５は一
対の電圧制御電流源２４および２５を具え、（非
反転用）電流源２４の（＋）入力端子は（反転
用）電流源２５の（−）出力端子に接続されてお
り、電流源２５の（＋）入力端子は電流源２４の
（＋）出力端子に接続されている。電流源２２お
よび２４の各々には反転用入力端子（−）および
反転用出力端子（−）をも設ける。第３ｄ図の結
合用通路１４は第５図においては、電流源２２の
反転用出力端子（−）を抵抗２６を経て大地に帰
線させ、この抵抗２６の端子間に得られる電圧を
電流源２４の反転用入力端子（−）に印加するこ
とにより得られる。従つて、非反転用信号通路は
コンデンサ１から電流源２２および２４を経てコ
ンデンサ４に至る通路である。同様に、第３ｄ図
の結合用通路１５は第５図においては、電流源２
４の反転用出力端子（−）を抵抗２７を経て大地
に帰線させ、この抵抗２７の端子間に得られる電
圧を電流源２２の反転用入力端子（−）に印加す
ることにより得られる。従つて、非反転用信号通
路はコンデンサ６から電流源２４および２２を経
てコンデンサ３に至る通路である。電流源２３お
よび２５の各々には反転用入力端子（−）および
非反転用出力端子（＋）をも設け、これら電流源
のこれら非反転用出力端子は抵抗２８および２９
をそれぞれ経て大地に帰線させる。作動に当つて
は、入力信号を端子IP１を経て電流源２３の反
転用入力端子に（従つてコンデンサ１に）供給
し、出力信号を電流源２５の非反転用出力端子か
ら（すなわちコンデンサ４から）端子OP１を経
て取出すか、或いは入力信号を端子IP２を経て
電流源２５の反転用入力端子（従つてコンデンサ
６に）供給し、出力信号を電流源２３の非反転用
出力端子から（すなわちコンデンサ３から）端子
OP２を経て取出す。これらのいずれの場合でも、
電流源２３および２５の一方が入力バツフアとし
て用いられ、他方が出力バツフアとして用いられ
る。これらの２つの場合は、第３ｄ図において入
力通路を通路２０とし、出力通路と通路２１とす
る場合、および入力通路を通路２１Ａとし、出力
通路を通路２０Ａとする場合にそれぞれ相当す
る。第５図のフイルタ回路は第４図の場合と同様
に極めて対称的であり、また使用素子において経
済的である。

第３ｇ図のフイルタ回路も上述したのと同様に
４つのみの電圧制御電流源を用いて構成できる。

通常のフイルタの場合のように、第３図のフイ
ルタの各々に含まれている２つの共振回路、すな
わちコンデンサ１およびポート１６の誘導性イン
ピーダンスより成る共振回路と、コンデンサ４お
よびポート１７の誘導性インピーダンスより成る
共振回路とは通常少くとも同程度の共振周波数を
有し、互いにほぼ等しく構成することができる。
各共振回路の共振周波数は理想的にはによつて与えられる。ここにC₁およびC₂は対応
するジヤイレータの各別のポートの両端間に接続
されたコンデンサの値であり、g₀は対応するジヤ
イレータを構成する各電圧制御電流源のトランス
コンダクタンスの大きさである（この場合双方の
電流源は同じ値のトランスコンダクタンスを有す
るものとするも、このことは理想的なことであ
り、必ずしもこのようにする必要はない）。高周
波においてはWcに対する上述した理想的な式は
寄生リアクタンスの存在の為に変更される場合が
ある。所望に応じ、種々のフイルタをこれら自体
が利得を生じるように構成することができる。こ
の構成は、例えば通路１４および１５における相
対利得を適当に選択するか、或いは各ジヤイレー
タ中の２方向におけるポート間信号通路の相対利
得を適当に選択するか、或いはこれらの双方を行
なうことにより、信号通路１４を含む順方向通路
（この順方向通路は、通路２０Ａおよび２１Ａの
双方或いはいずれか一方を用いた場合にはジヤイ
レータ回路２および５の双方或いはいずれか一方
を通る信号通路をも含む）における利得を、信号
通路１５を含む反転用通路における利得よりも大
きく選択することにより達成しうる。

第３図のジヤイレータ回路２および５の各々は
一対の電圧制御電流源を以つて構成し、その一方
の電流源を反転用とし、他方の電流源を非反転用
とするものとしたが、他の形態のジヤイレータを
用いることもできる。例えば各ジヤイレータを一
対の電流制御電圧源を以つて構成し、一方の電圧
源を反転用とし、他方の電圧源を非反転用とし、
各電圧源の出力端子を他方の電圧源の入力端子に
接続し、得られた２つの直列接続部がジヤイレー
タの各別のポートを構成するようにした既知の構
成のものを用いることができる。しかし、通常は
電圧制御電流源によるジヤイレータをその可能な
形態として選択するのが好ましく、特にトランジ
スタのロングテイルドペアー回路が高周波作動に
適している。使用するジヤイレータの種類にかか
わらず、通路１４および１５より成り結合用通路
を電圧或いは電流を伝達するように構成すること
ができる。すなわち、これらの結合用通路は電圧
入力−電圧出力結合通路、電流入力−電流出力結
合通路、電圧入力−電流出力結合通路或いは電流
入力−電圧出力結合通路とすることができる。

第６図は第５図のフイルタ回路の実際的な構成
を更に詳細に示す。この場合、第５図の入力端子
IP１および出力端子OP１を第６図の回路の入力
端子および出力端子としてそれぞれ選択した。第
６図に示すように、電圧制御電流源２２〜２５の
各々は、トランジスタのロングテイルドペアー回
路を具え、出力信号が取出されるようにする必要
のある各トランジスタのコレクタは各別の定電流
源の出力端子に接続される。従つて、電流源２２
は一対のトランジスタ３０および３１を具え、こ
れらのトランジスタのエミツタは抵抗３３および
３４をそれぞれ経て定電流源３２の出力端子に接
続される。トランジスタ３０および３１のコレク
タは定電流源３５および３６の出力端子にそれぞ
れ接続される。同様に電流源２３は一対のトラン
ジスタ３７および３８を具え、これのトランジス
タのエミツタは抵抗４０および４１をそれぞれ経
て定電流源３９の出力端子に接続される。またト
ランジスタ３７のコレクタは定電流源４２の出力
端子に接続される。同様に電流源２４は一対のト
ランジスタ４３および４４を具え、これらのトラ
ンジスタのエミツタは抵抗４６および４７をそれ
ぞれ経て定電流源４５の出力端子に接続される。
また、トランジスタ４３および４４のコレクタは
定電流源４８および４９の出力端子にそれぞれ接
続される。同様に電流源２５は一対のトランジス
タ５０および５１を具え、これらトランジスタの
エミツタは抵抗５３および５４をそれぞれ経て定
電流源５２の出力端子に接続される。またトラン
ジスタ５０および５１のコレクタは定電流源５５
および５６の出力端子にそれぞれ接続される。

また、トランジスタ３７のコレクタはコンデン
サ１およびトランジスタ３０のベースにも接続さ
れる。トランジスタ３８のコレクタは正の電源導
線に直接接続される。トランジスタ３０のコレク
タはトランジスタ４４のベースにも接続されると
ともに抵抗５７を経て接地される。トランジスタ
３１のコレクタはトランジスタ３７のベースおよ
びコンデンサ３にも接続される。トランジスタ５
０のコレクタはコンデンサ６およびトランジスタ
４３のベースにも接続される。トランジスタ５１
のベースは実際には既知のように適当な順方向バ
イアス電圧源に接続されるが、簡単の為にこのベ
ースは接地して示す。トランジスタ４３のコレク
タはトランジスタ３１のベースにも接続されると
ともに抵抗５８を経て接地される。トランジスタ
４４のコレクタはコンデンサ４およびトランジス
タ５０のベースにも接続される。入力端子IP１
はトランジスタ３８のベースに接続され、出力端
子OP１はトランジスタ５１のコレクタに接続さ
れる。

所望に応じ、各トランジスタのベースには、例
えば10KΩ程度の値のエミツタ負荷抵抗を有する
各別のエミツタホロワ（図示せず）を経て給電す
ることができる。このようなエミツタホロワは、
使用する直流結合の為に、必要とする直流レベル
のシフトを行なうことができる。抵抗３３，３
４，４０，４１，４６，４７，５３，５４の各々
の値は例えば1KΩ程度とすることができる。抵
抗５７および５８の値は必要とする結合の程度が
得られるように選択する。種々の“定”電流源は
例えば、抵抗値の高い抵抗、或いは適当にバイア
スしたエミツタ接地モードのトランジスタ（定電
流源３５，３６，４８，４９，５５および５６に
対してはpnpトランジスタ、定電流源３２，３
９，４５および５３に対してはnpnトランジス
タ）、或いはゲートをソースに接続したデイプリ
ーシヨンモードの電界効果トランジスタ（定電流
源３５，３６，４８，４９，５５および５６に対
してはｐチヤネル電界効果トランジスタ、定電流
源３２，３９，４５および５２に対してはｎチヤ
ネル電界効果トランジスタ）を以つて構成するこ
とができる。第６図に示すバイポーラトランジス
タは電界効果トランジスタと置き換えることがで
きること勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１図は前述した文献“Wireless World”に
記載されている回路に含まれているインダクタ
を、コンデンサを負荷としたジヤイレータで置き
換え、これらのジヤイレータ間の結合を他のジヤ
イレータで置き換えることにより得られるフイル
タ回路を示す線図、第２図は種々のジヤイレータ
を特定な方法で構成した第１図のフイルタ回路を
示す回路図、第３ａ〜３ｇ図は本発明によるフイ
ルタ回路の７つの例の基本構造を示す線図、第４
図は第３ｃ図の構造のフイルタ回路の一構成例を
詳細に示す回路図、第５図は第３ｄ図の構造のフ
イルタ回路の一構成例を詳細に示す回路図、第６
図は第５図の構成の実際例を示す回路図である。２，５，７……ジヤイレータ、８〜１３，２２
〜２５……電圧制御電流源、１４……第１信号通
路、１５……第２信号通路、１６，１７……第１
ポート、１８，１９……第２ポート、２０……入
力信号通路、２１……出力信号通路。

Claims

【特許請求の範囲】１第１誘導性素子および第１キヤパシタンスを
有する第１共振回路と、第２誘導性素子および第
２キヤパシタンスを有する第２共振回路と、前記
の第１および第２誘導性素子間の両方向性結合と
を具えるフイルタ回路において、前記の第１誘導
性素子を、第１ジヤイレータ回路の第１ポートに
よつて表わされるインピーダンスを以つて構成
し、前記の第１ジヤイレータ回路にはその第２ポ
ートと並列に第３キヤパシタンスを設け、前記の
第２誘導性素子を、第２ジヤイレータ回路の第１
ポートによつて表わされるインピーダンスを以つ
て構成し、前記の第２ジヤイレータ回路にはその
第２ポートと並列に第４キヤパシタンスを設け、
前記の結合を、前記の第１ジヤイレータ回路の一
方のポートから前記の第２ジヤイレータ回路の一
方のポートへ向うほぼ単方向性の第１信号通路
と、前記の第２ジヤイレータ回路の他方のポート
から前記の第１ジヤイレータ回路の他方のポート
へ向うほぼ単方向性の第２信号通路とを設けるこ
とにより生ぜしめ、前記の第１信号通路により前
記の他方のポートの各々を側路し、前記の第２信
号通路により前記の一方のポートの各々を側路
し、これにより前記のジヤイレータ回路および前
記の第１および第２信号通路によりループを形成
するようにしたことを特徴とするフイルタ回路。２特許請求の範囲第１項記載のフイルタ回路に
おいて、一方の前記のジヤイレータ回路が前記の
ループを通る信号を反転させ、他方の前記のジヤ
イレータ回路が前記の信号を反転させないように
これらのジヤイレータ回路を前記のループ内に設
け、前記の第１および第２信号通路のうちの一方
の信号通路が前記の信号を反転し、他方の信号通
路が前記の信号を反転しないようにしたことを特
徴とするフイルタ回路。３特許請求の範囲第１項記載のフイルタ回路に
おいて、前記の双方のジヤイレータ回路がいずれ
も前記のループを通る信号を反転しないようにす
るか或いは反転するようにこれらのジヤイレータ
回路を前記のループ内に設け、前記の第１および
第２信号通路の双方がいずれも前記の信号を反転
させるか或いは反転させないようにしたことを特
徴とするフイルタ回路。４特許請求の範囲第３項記載のフイルタ回路に
おいて、前記のジヤイレータ回路の各々が一対の
電圧制御電流源を有し、これらの電圧制御電流源
の一方を信号反転用とし、他方の電圧制御電流源
を信号非反転用とし、各対において一方の前記の
電圧制御電流源の入力端子を他方の前記電圧制御
電流源の出力端子に接続し、各対において前記の
他方の電圧制御電流源の入力端子を前記の一方の
電圧制御電流源の出力端子に接続し、前記の第１
および第２信号通路の各々を信号非反転用とし、
信号反転用の電圧制御電流源の各々に第２入力端
子および第２出力端子を設け、信号反転用の電圧
制御電流源の各々は、これに対応する対の他方の
電圧制御電流源の出力端子に接続されたこの信号
反転用の電圧制御電流源の入力端子からその第２
出力端子へ向つて信号を反転させず且つその第２
入力端子からこれに対応する対の他方の電圧制御
電流源の入力端子に接続されたこの信号反転用の
電圧制御電流源の出力端子へ向つても信号を反転
させないようにし、前記の第１信号通路が、一方
の前記の信号反転用電圧制御電流源の前記の第２
出力端子から他方の前記の信号反転用電圧制御電
流源の前記の第２入力端子への結合を含み、前記
の第２信号通路が前記の他方の信号反転用電圧制
御電流源の前記の第２出力端子から前記の一方の
信号反転用電圧制御電流源の前記の第２入力端子
への結合を含むようにしたことを特徴とするフイ
ルタ回路。５特許請求の範囲第４項記載のフイルタ回路に
おいて、１つの前記の信号非反転用電圧制御電流
源に第２入力端子を設け、この信号非反転用電圧
制御電流源はその前記の第２入力端子からその出
力端子に向つて信号を反転させるようにし、入力
信号通路をこの第２入力端子に接続し、他の１つ
の前記の信号非反転用電圧制御電流源に第２出力
端子を設け、この他の１つの信号非反転用電圧制
御電流源はその入力端子からその前記の第２出力
端子へ向つて信号を反転させるようにし、出力信
号通路をこの第２出力端子に接続したことを特徴
とするフイルタ回路。６特許請求の範囲第３項記載のフイルタ回路に
おいて、前記のジヤイレータ回路の各々が一対の
電圧制御電流源を具え、これら電圧制御電流源の
一方を信号反転用とし、他方の電圧制御電流源の
他方を信号非反転用とし、各対において一方の前
記の電圧制御電流源の入力端子を他方の前記の電
圧制御電流源の出力端子に接続し、各対において
前記の他方の電圧制御電流源の入力端子を前記の
一方の電圧制御電流源の出力端子に接続し、前記
の第１および第２信号通路の各々を信号非反転用
とし、信号非反転用の電圧制御電流源の各々に第
２入力端子および第２出力端子を設け、信号非反
転用の電圧制御電流源の各々は、これに対応する
対の他方の電圧制御電流源の出力端子に接続され
たこの信号非反転用の電圧制御電流源の入力端子
からその第２出力端子へ向つて信号を反転させ且
つその第２入力端子からこれに対応する対の他方
の電圧制御電流源の入力端子に接続されたこの信
号非反転用の電圧制御電流源の出力端子へ向つて
も信号を反転させるようにし、前記の第１信号通
路が、一方の前記の信号非反転用電圧制御電流源
の前記の第２出力端子から他方の前記の信号非反
転用電圧制御電流源の前記の第２入力端子への結
合を含み、前記の第２信号通路が前記の他方の信
号非反転用電圧制御電流源の前記の第２出力端子
から前記の一方の信号非反転用電圧制御電流源の
前記の第２入力端子への結合を含むようにしたこ
とを特徴とするフイルタ回路。７特許請求の範囲第６項記載のフイルタ回路に
おいて、１つの前記の信号反転用電圧制御電流源
に第２入力端子を設け、この信号反転用電圧制御
電流源はその前記の第２入力端子からその出力端
子に向つて信号を反転させないようにし、入力信
号通路をその第２入力端子に接続し、他の１つの
前記の信号反転用電圧制御電流源に第２出力端子
を設け、この他の１つの信号反転用電圧制御電流
源はその入力端子からその前記の第２出力端子へ
向かつて信号を反転させないようにし、出力信号
通路をこの第２出力端子に接続したことを特徴と
するフイルタ回路。