JPH01246912A - Low-pass filter - Google Patents
Low-pass filterInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
［発明の目的］
〈産業上の利用分野〉
本発明は、信号に含まれる高周波ノイズを除去するため
のローパスフィルタに関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Object of the Invention] <Industrial Application Field> The present invention relates to a low-pass filter for removing high frequency noise contained in a signal.
〈従来の技術〉
例えば、ペン記録計用信号や車載機器の制御用信号、或
いは比敦的低周波域まで使用する周波数−電圧変換器の
出力信号等では、これら信号に含まれる高周波ノイズを
可及的に低減することが好ましい。従来はこの信号を、
コンデンサ及び抵抗等からなるローパスフィルタを通過
させることにより、高周波ノイズを除去していた。<Prior art> For example, in signals for pen recorders, control signals for in-vehicle equipment, or output signals from frequency-voltage converters that are used up to a relatively low frequency range, it is difficult to eliminate high-frequency noise contained in these signals. It is preferable to reduce this as much as possible. Conventionally, this signal was
High frequency noise was removed by passing it through a low-pass filter consisting of a capacitor, resistor, etc.
しかるに、このようなローパスフィルタでは、固有の時
定数により決定される応答遅れによって、信号を上記し
たような車載機器の制御のように経時的に処理するよう
な場合等に不具合を生じる。However, in such a low-pass filter, a response delay determined by a unique time constant causes a problem when a signal is processed over time, such as in the control of on-vehicle equipment as described above.
特に除去されるべきノイズの周波数が比較的低いと、そ
の周波数に応じて上記フィルタの時定数を大きく設定す
る必要があり、応答遅れが−層顕著に現れる。In particular, when the frequency of the noise to be removed is relatively low, it is necessary to set the time constant of the filter to a large value in accordance with the frequency, and the response delay becomes noticeable.
〈発明が解決しようとする課題〉
本発明の主な目的は、信号の高周波ノイズを好適に除去
し得ると共に応答遅れを最小限にし得るローパスフィル
タを提供することにある。<Problems to be Solved by the Invention> A main object of the present invention is to provide a low-pass filter that can suitably remove high-frequency noise from a signal and minimize response delay.
［発明の構成］
〈課題を解決するための手段〉
このような目的は本発明によれば、信号中の高周波ノイ
ズを除去するためのローパスフィルタであって、入力端
と、前記入力端に接続された第１の入力端子を有する減
算回路と、前記入力端と前記減算回路の第２の入力端子
との間に接続されたハイパスフィルタと、前記減算回路
の出力端子に接続された出力端とを有することを特徴と
するローパスフィルタを提供することにより達成される
。[Structure of the Invention] <Means for Solving the Problems> According to the present invention, the object is to provide a low-pass filter for removing high-frequency noise in a signal, which includes an input end and a filter connected to the input end. a high-pass filter connected between the input terminal and a second input terminal of the subtraction circuit; and an output terminal connected to the output terminal of the subtraction circuit. This is achieved by providing a low-pass filter having the following characteristics.
く作用〉
このようにすれば、信号から好適に高周波ノイズが除去
でき、かつ応答遅れを最小限とすることができる。Effect> In this way, high frequency noise can be suitably removed from the signal, and response delay can be minimized.
〈実施例〉
以下、本発明の好適実施例を添付の図面について詳しく
説明する。<Embodiments> Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
第１図は本発明に基づくローパスフィルタの第１の実施
例を示す回路図である。入力端１は抵抗Ｒ１を介してオ
ペアンプ２の反転入力端子（−）に接続されている。ま
た入力端１はコンデンサＣ１及び抵抗Ｒ３を介してオペ
アンプ２の非反転入力端子（＋）にも接続されている。FIG. 1 is a circuit diagram showing a first embodiment of a low-pass filter according to the present invention. Input terminal 1 is connected to an inverting input terminal (-) of operational amplifier 2 via resistor R1. The input terminal 1 is also connected to the non-inverting input terminal (+) of the operational amplifier 2 via a capacitor C1 and a resistor R3.
この非反転入力端子（＋）は抵抗Ｒ４を介して接地され
ている。This non-inverting input terminal (+) is grounded via a resistor R4.
オペアンプ２の出力側は抵抗Ｒ５を介してオペアンプ４
の反転入力端子（−）に接続されている。The output side of operational amplifier 2 is connected to operational amplifier 4 via resistor R5.
is connected to the inverting input terminal (-) of
またオペアンプ２の出力側は帰還抵抗Ｒ２を介して該オ
ペアンプの反転入力端子に帰還されている。Further, the output side of the operational amplifier 2 is fed back to the inverting input terminal of the operational amplifier via a feedback resistor R2.
即ち、抵抗Ｒ１〜Ｒ４及びオペアンプ２により減算回路
３が構成されている。ここで、本実施例では各抵抗Ｒ１
、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４の抵抗値ｒ１、ｒ２、ｒ３、ｒｉが
、
ｒｌ＝ｒ２＝ｒ３＝、ｒｉ
に設定されている。That is, a subtraction circuit 3 is constituted by resistors R1 to R4 and an operational amplifier 2. Here, in this embodiment, each resistor R1
, R2, R3, and R4, the resistance values r1, r2, r3, and ri are set to rl=r2=r3=,ri.
一方、オペアンプ４の非反転入力端子（＋）はＲ６を介
して接地されている。このオペアンプ４の出力側は端子
５に接続されている。また、オペアンプ４の出力側は帰
還抵抗Ｒ７を介して該オペアンプの反転入力端子側に帰
還されている。即ち、抵抗Ｒ５〜Ｒ７及びオペアンプ４
により反転回路６が構成されている。ここで、本実施例
では抵抗Ｒ５、Ｒ７の各抵抗値ｒ５、ｒ７が、
ｒ５＝ｒ７
に設定され、即ち反転口＃１６のゲインＧ＃（Ｇ＝−１
に設定されている。On the other hand, the non-inverting input terminal (+) of the operational amplifier 4 is grounded via R6. The output side of this operational amplifier 4 is connected to a terminal 5. Further, the output side of the operational amplifier 4 is fed back to the inverting input terminal side of the operational amplifier via a feedback resistor R7. That is, resistors R5 to R7 and operational amplifier 4
The inverting circuit 6 is configured by the above. Here, in this embodiment, the resistance values r5 and r7 of the resistors R5 and R7 are set to r5=r7, that is, the gain G# of the inverting port #16 (G=-1
is set to .
以下に本実施例の作動について説明する。The operation of this embodiment will be explained below.
第２図に示すような高周波ノイズを含む電圧■ｉｎの信
号は入力端１から抵抗Ｒ１を介してオペアンプ２の反転
入力端子（−）に入力される。同時にこの信号はコンデ
ンサＣ１側にも入力され、コンデンサＣ１及び抵抗Ｒ３
、Ｒ４がハイパスフィルタとして機能し、上記信号に含
まれる第３図に示すような高周波成分がオペアンプ２の
伸反転入、内端子（＋）に入力される。そして、このオ
ペアンプ２の出力信号即ち減算回路３の出力信号が抵抗
Ｒ５を介してオペアンプ４の反転入力端子（−）に入力
される。A signal of the voltage ■in containing high frequency noise as shown in FIG. 2 is inputted from the input terminal 1 to the inverting input terminal (-) of the operational amplifier 2 via the resistor R1. At the same time, this signal is also input to the capacitor C1 side, and the capacitor C1 and resistor R3
, R4 function as a high-pass filter, and a high frequency component as shown in FIG. The output signal of the operational amplifier 2, that is, the output signal of the subtraction circuit 3, is input to the inverting input terminal (-) of the operational amplifier 4 via a resistor R5.
ここで、一般に減算回路３のようなオペアンプと抵抗に
て構成された減算回路にて、各抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、
Ｒ４の抵抗値ｒ１、ｒ２、ｒ３、ｒｉの間に、
ｒｌ＝ｒ３＝ｒｉ％ｒ２＝ｒ４＝ｒｆ
の関係がある。従って、第１図に於けるＡ点の信号の電
圧をＶａＣとすると減算口Ｂ３の出力信号の電圧ＶＯｔ
Ｊｔｌは、
ｒｆ ｒｆ
ｖｏｔ＋ｔ１＝ −−ｖ ｔｎ＋−ｖａｃｒｉ
ｒｉ
ｒｆ
＝ −−（Ｖｉｎ−Ｖａｃ）
ｒｉ
となる。また本実施例では、
ｒ１＝ｒ２＝ｒ３＝ｒ４
となっているため、
ｖｏｕｔ１＝ −（Ｖｉｎ−Ｖａｃ）
となる。即ち、第１図のＢ点に於て第４図に示すような
当該ローパスフィルタに入力された電圧■ｉｎの信号か
ら高周波ノイズのみを減じると共にその極性が反転した
電圧ＶＯＬＩｔｌの信号が得られ、オペアンプ４に入力
される。そして、出力端５即ち反転回路６の出力側に電
圧Ｖｏｕｔ２の信号が出力されるが、反転回路６のゲイ
ンＧは、Ｇ＝−１となっているため、電圧Ｖ ｏｕｔ２
＝ −Ｖ ｏｕｔｌとなり、入力端１から入力された信
号と同じ極性であって高周波ノイズのみが除去された第
５図に示すような信号が出力端５に出力される。Here, in a subtraction circuit such as the subtraction circuit 3, which is composed of an operational amplifier and a resistor, each resistor R1, R2, R3,
The following relationship exists between the resistance values r1, r2, r3, and ri of R4: rl=r3=ri%r2=r4=rf. Therefore, if the voltage of the signal at point A in FIG. 1 is VaC, the voltage of the output signal of subtraction port B3 is VOt
Jtl is rf rf vot+t1=--v tn+-vacri
ri rf = --(Vin-Vac) ri. Further, in this embodiment, since r1=r2=r3=r4, vout1=-(Vin-Vac). That is, at point B in FIG. 1, a signal of voltage VOLItl with only high frequency noise subtracted from the signal of voltage ■in inputted to the low-pass filter as shown in FIG. 4 and its polarity reversed is obtained, It is input to operational amplifier 4. Then, a signal of voltage Vout2 is outputted to the output terminal 5, that is, the output side of the inverting circuit 6, but since the gain G of the inverting circuit 6 is G=-1, the voltage V out2
= -V outl, and a signal as shown in FIG. 5 having the same polarity as the signal inputted from the input terminal 1 and from which only high frequency noise has been removed is outputted to the output terminal 5.
第６図は本発明に基づくローパスフィルタの第２の実施
例を示す回路図である。FIG. 6 is a circuit diagram showing a second embodiment of the low-pass filter according to the present invention.
本実施例では、入力端１が第１の実施例と同様なゲイン
Ｇ＝−１の反転回路１１を介して、同じく第１の実施例
と同様な減算回路１２の反転入力側に接続されている。In this embodiment, an input terminal 1 is connected to an inverting input side of a subtracting circuit 12, which is also similar to the first embodiment, via an inverting circuit 11 with a gain G=-1, which is similar to the first embodiment. There is.
また入力端１は、コンデンサＣ２を含むハイパスフィル
タ１３を介して減算回路１２の非反転入力側にも接続さ
れている。The input terminal 1 is also connected to the non-inverting input side of the subtraction circuit 12 via a high-pass filter 13 including a capacitor C2.
入力端１からの入力信号は、オペアンプ１４の反転入力
端子（−）に入力される。そして、該オペアンプから極
性が反転した信号が、抵抗Ｒ１０を介してオペアンプ１
６の反転入力端子（−）に入力される。The input signal from the input terminal 1 is input to the inverting input terminal (-) of the operational amplifier 14. Then, a signal whose polarity is inverted from the operational amplifier is transmitted to the operational amplifier 1 through the resistor R10.
It is input to the inverting input terminal (-) of No. 6.
また、同時にオペアンプ１５の反転入力端子（−）に入
力信号の高周波ノイズ成分のみからなる信号が入力され
る。そして、該オペアンプから極性が反転した信号が、
抵抗Ｒ１４を介してオペアンプ１６の非反転入力端子（
＋）に入力される。At the same time, a signal consisting only of high frequency noise components of the input signal is input to the inverting input terminal (-) of the operational amplifier 15. Then, the signal whose polarity is inverted from the operational amplifier is
The non-inverting input terminal (
+) is input.
そして、オペアンプ１６及び抵抗Ｒ１０、Ｒ１４、Ｒ１
６、Ｒ１７からなる減算回路１２により前記信号から高
周波ノイズ成分が減じられた出力信号が出力端５に出力
される。Then, the operational amplifier 16 and resistors R10, R14, R1
An output signal from which the high frequency noise component has been subtracted from the signal is outputted to the output end 5 by the subtraction circuit 12 consisting of 6 and R17.
尚、本実施例はオペアンプを用いた減算回路によって、
高周波信号を含む入力信号から高周波成分のみを取出し
、入力信号との差分を出力させることで高周波ノイズを
除去した出力信号を得ようとする基本構成は第１の実施
例と同様であるが、オペアンプ１５の非反転入力端子側
に位置するコンデンサＣ２と抵抗Ｒ１２とを有するハイ
パスフィルタ１３の応答遅れが第１の実施例に比較して
改善されたものとなっている。即ち、第１の実施例に於
けるハイパスフィルタの回路時定数は、コンデンサＣ１
の静電容量をｃｌとすると、Ｃ１・（ｒ３＋ｒ４）とな
り、第２図の実施例に於けるハイパスフィルタの回路時
定数は、コンデンサＣ２の静電容量を０２とすると、Ｃ
２・ｒ１２となる。In addition, in this example, a subtraction circuit using an operational amplifier is used.
The basic configuration of extracting only high frequency components from an input signal containing a high frequency signal and outputting the difference with the input signal to obtain an output signal from which high frequency noise has been removed is the same as that of the first embodiment, but the operational amplifier The response delay of the high-pass filter 13 having the capacitor C2 and the resistor R12 located on the non-inverting input terminal side of the second embodiment is improved compared to the first embodiment. That is, the circuit time constant of the high-pass filter in the first embodiment is the capacitor C1.
If the capacitance of capacitor C2 is 02, then the circuit time constant of the high-pass filter in the embodiment shown in FIG. 2 is C1.(r3+r4).
2・r12.
ここで、ｃｌ＝ｃ２＝ｃ、ｒ３＝ｒ４＝ｒ１２＝ｒと設
定すれば、第１の実施例のバイパスフイとなり、応答精
度が改善されている。Here, if cl=c2=c and r3=r4=r12=r are set, the bypass function of the first embodiment is achieved, and the response accuracy is improved.
［発明の効果］
このように本発明によれば、オペアンプを用いた減算回
路により信号から高周波ノイズのみを減じた信号を出力
することにより、コンデンサ及び抵抗のみからなるロー
パスフィルタに比較して、より好適に高周波ノイズが除
去された出力信号が得られると共に応答遅れを最少限に
抑えることが可能となるため、その効果は大である。特
に減算回路に、互いに減じる信号をオペアンプを用いた
反転回路を介して入力するようにすれば、回路の対称性
が向上し、高い精度の減算が可能となり、信号からノイ
ズを効果的に除去することができる。[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, by outputting a signal obtained by subtracting only high-frequency noise from a signal using a subtraction circuit using an operational amplifier, the signal can be more effectively filtered than a low-pass filter consisting only of a capacitor and a resistor. The effect is great because it is possible to obtain an output signal from which high-frequency noise has been suitably removed and to minimize response delay. In particular, if the signals to be subtracted from each other are input to the subtraction circuit through an inverting circuit using an operational amplifier, the symmetry of the circuit will improve, high precision subtraction will be possible, and noise will be effectively removed from the signal. be able to.
第１図は本発明に基づくローパスフィルタの第１の実施
例を示す回路図である。
第２図〜第５図は第１図の各点に於ける信号波形を示す
グラフである。
第６図は本発明に基づくローパスフィルタの第２の実施
例を示す回路図である。
１・・・入力端 ２・・・オペアンプ３・・・
減算回路 ４・・・オペアンプ５・・・出力端
６・・・反転回路１１・・・反転回路 １
２・・・減算回路１３・・・反転回路
１４．１５．１６・・・オペアンプFIG. 1 is a circuit diagram showing a first embodiment of a low-pass filter according to the present invention. 2 to 5 are graphs showing signal waveforms at each point in FIG. 1. FIG. 6 is a circuit diagram showing a second embodiment of the low-pass filter according to the present invention. 1... Input end 2... Operational amplifier 3...
Subtraction circuit 4... operational amplifier 5... output end
6... Inversion circuit 11... Inversion circuit 1
2... Subtraction circuit 13... Inversion circuit 14.15.16... Operational amplifier
Claims (2)
フィルタであって、 入力端と、 前記入力端に接続された第１の入力端子を有する減算回
路と、 前記入力端と前記減算回路の第２の入力端子との間に接
続されたハイパスフィルタと、 前記減算回路の出力端子に接続された出力端とを有する
ことを特徴とするローパスフィルタ。(1) A low-pass filter for removing high-frequency noise in a signal, comprising: an input terminal; a subtraction circuit having a first input terminal connected to the input terminal; 2; and an output terminal connected to the output terminal of the subtraction circuit.
反転回路をなす第１のオペアンプが設けられ、 前記ハイパスフィルタが、第２の反転回路をなす第２の
オペアンプと、時定数回路とを有することを特徴とする
実用新案登録請求の範囲第１項に記載のローパスフィル
タ。(2) a first operational amplifier forming a first inverting circuit is provided between the input terminal and the first input terminal, and the high-pass filter includes a second operational amplifier forming a second inverting circuit; The low-pass filter according to claim 1, characterized in that it has a time constant circuit.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7570888A JPH01246912A (en) | 1988-03-29 | 1988-03-29 | Low-pass filter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7570888A JPH01246912A (en) | 1988-03-29 | 1988-03-29 | Low-pass filter |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01246912A true JPH01246912A (en) | 1989-10-02 |
Family
ID=13583995
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7570888A Pending JPH01246912A (en) | 1988-03-29 | 1988-03-29 | Low-pass filter |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01246912A (en) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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