JPH0662634U - Active filter - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ＯＰアンプを使用したアクティブフィルタに
関し、部品点数を低減するとともに、入力端子における
直流動作点の変動によりカラー映像信号などのリニアテ
ィ特性を劣化させることのないアクティブフィルタを提
供する。
【構成】 非反転入力端子に入力信号ｖi を付与される
ＯＰアンプ７を含んでなる積分回路９と、積分手段から
の積分出力信号を非反転入力端子に付与されてなるＯＰ
アンプ８と、ＯＰアンプ８からの出力信号ｖo のレベル
の入力信号ｖi の直流レベル変動に応じた変動を抑制す
るようにＯＰアンプ７及びＯＰアンプ８それぞれの反転
入力端子に出力信号ｖo を帰還入力する帰還手段（抵抗
ＲC , ＲD) からなる。
(57) [Abstract] [Objective] Regarding an active filter using an OP amplifier, while reducing the number of parts, an active filter which does not deteriorate the linearity characteristics such as a color video signal due to the variation of the DC operating point at the input terminal is provided. provide. [Structure] An integrating circuit 9 including an OP amplifier 7 having an input signal vi applied to a non-inverting input terminal, and an OP having an integrated output signal from an integrating means applied to a non-inverting input terminal.
The output signal vo is fed back to the inverting input terminal of each of the OP amplifier 7 and the OP amplifier 8 so as to suppress the fluctuation of the level of the output signal vo from the OP amplifier 8 in accordance with the fluctuation of the DC level of the input signal vi. It comprises a feedback means (resistors R C , R D ).
Description
【０００１】[0001]
本考案はアクティブフィルタに係り、特にＯＰアンプを使用したアクティブフ ィルタに関する。 The present invention relates to an active filter, and more particularly to an active filter using an OP amplifier.
【０００２】[0002]
映像信号回路には直流または数十Ｈｚから数ＭＨｚまでの広い周波数帯域が必 要であり、この間の振幅周波数特性及び位相周波数特性が平坦であることが必要 である。また非直線ひずみも重要であり、映像の階調性を損なう要因となる。さ らに、カラーテレビジョンの映像信号では色信号が色副搬送波で変調されて輝度 信号に重畳されているので、特にこの場合には、非直線ひずみが大きいと色再現 に悪影響を及ぼすことが知られている。 The video signal circuit must have a wide frequency band from DC or from several tens of Hz to several MHz, and the amplitude frequency characteristics and phase frequency characteristics in this period must be flat. Non-linear distortion is also important and becomes a factor that impairs the gradation of the image. Furthermore, in the color television image signal, the color signal is modulated by the color subcarrier and superposed on the luminance signal.Therefore, especially in this case, large nonlinear distortion may adversely affect color reproduction. Are known.
【０００３】 このため、映像信号回路の性能として、微分利得ＤＧ(Differential Gain) と 微分位相ＤＰ(Differential Phase)とが重視されている。直線性のよさを示す微 分利得ＤＧは、増幅器の特定周波数における利得Ｇが、それに重畳するほかの信 号により変化する程度をパーセントで表現するものである。また微分位相ＤＰは 、カラー映像信号の振幅変化に対する色副搬送波の位相変化をその大きさで表現 するものである。Therefore, as the performance of the video signal circuit, the differential gain DG (Differential Gain) and the differential phase DP (Differential Phase) are emphasized. The fine gain DG showing the good linearity expresses the extent to which the gain G at a specific frequency of the amplifier changes due to other signals superposed on it. The differential phase DP expresses the phase change of the color subcarrier with respect to the amplitude change of the color video signal by its magnitude.
【０００４】 ここで、図２は従来のアクティブフィルタの一例の回路図である。同図に示す アクティブフィルタ２０はＯＰアンプ（Operational Amplifier;演算増幅器）で 構成されており、伝送零点を有するフィルタの一例である。アクティブフィルタ ２０は、カラー映像信号用フィルタとして使用される。Here, FIG. 2 is a circuit diagram of an example of a conventional active filter. The active filter 20 shown in the figure is composed of an operational amplifier (OP amplifier) and is an example of a filter having a transmission zero point. The active filter 20 is used as a color video signal filter.
【０００５】 アクティブフィルタ２０は、ＯＰアンプ１などで構成される加減算回路と、Ｏ Ｐアンプ２などで構成される前段の積分回路と、ＯＰアンプ３などで構成される 後段の積分回路と、ＯＰアンプ４などで構成される加減算回路とからなっている 。ＯＰアンプ１の反転入力端子には、抵抗Ｒ1 を介して入力端子５からの入力信 号ｖi が入来する。The active filter 20 includes an adder / subtractor circuit including an OP amplifier 1 and the like, a front-stage integrating circuit including an OP amplifier 2, a rear-stage integrating circuit including an OP amplifier 3, and the like. It consists of an adder / subtractor circuit composed of an amplifier 4 and the like. The inverting input terminal of the OP amplifier 1 receives the input signal vi from the input terminal 5 via the resistor R 1 .
【０００６】 各回路の出力端には、入力信号ｖi に対する高域通過、帯域通過、及び低域通 過の基本的な出力信号ｖh,ｖb,及びｖl が出力され、これらは変数ｘ／ｓi （ｉ ＝０，１，２）の関数とされている。そして、これらの各出力信号をＯＰアンプ ４などで構成される加減算回路により加減算することで、所望の帯域通過特性の 出力信号ｖo が出力端子６に得られる。At the output terminal of each circuit, basic output signals vh, vb, and vl of high-pass, band-pass, and low-pass with respect to the input signal vi are output, and these are variable x / s i. It is a function of (i = 0, 1, 2). Then, an output signal v o having a desired bandpass characteristic is obtained at the output terminal 6 by adding and subtracting each of these output signals by an adder / subtractor circuit composed of the OP amplifier 4 and the like.
【０００７】 ところで、上記のＯＰアンプ２及び３はそれぞれ反転入力端子を接地された同 一構成の可変コンダクタンス型のＯＰアンプであり、大略して図３に示すとおり のシングルエンド出力構成とされている。同図において、３１は非反転入力端子 、３２は反転入力端子であり、反転入力端子３２は図２では接地されて用いられ る。By the way, each of the OP amplifiers 2 and 3 is a variable conductance type OP amplifier of the same structure in which the inverting input terminals are grounded, and has a single end output structure as shown in FIG. There is. In the figure, 31 is a non-inverting input terminal, 32 is an inverting input terminal, and the inverting input terminal 32 is grounded and used in FIG.
【０００８】 したがって、非反転入力端子３１に入来する入力信号ｖin（ｖh またはｖb)は 、トランジスタＱ1,抵抗Ｒ31を介してトランジスタＱ2 のベースに到来し、トラ ンジスタＱ2,Ｑ3 の両ベース間の電位差に応じた信号がトランジスタＱ3 のコレ クタに接続された定電流負荷Ｊ1 より取り出される。そして、出力段３３を介し て増幅されて出力信号ｖout(ｖb またはｖl)とされ、出力端子３４より出力され る。Therefore, the input signal vin (vh or vb) coming to the non-inverting input terminal 31 arrives at the base of the transistor Q 2 via the transistor Q 1 and the resistor R 31, and the transistors Q 2 and Q 3 are provided. A signal corresponding to the potential difference between the two bases is taken out from the constant current load J 1 connected to the collector of the transistor Q 3 . Then, it is amplified through the output stage 33 to be an output signal vout (vb or vl), which is output from the output terminal 34.
【０００９】 ここで、図２のアクティブフィルタ２０において、入力端子５に入来する入力 信号ｖi に対する低域通過出力ｖl の伝達関数Ｔ（ｓ）は、抵抗Ｒ1,Ｒ2,Ｒ4 の 値をＲ、コンデンサＣ1 及びＣ2 の値をＣ、ＯＰアンプ２及び３の非反転入力端 子からみた入力コンダクタンスをｇm とすると、Here, in the active filter 20 of FIG. 2, the transfer function T (s) of the low-pass output vl with respect to the input signal vi input to the input terminal 5 is determined by the values of the resistors R 1 , R 2 and R 4 . Is R, the values of the capacitors C 1 and C 2 are C, and the input conductance viewed from the non-inverting input terminals of the OP amplifiers 2 and 3 is gm,
【００１０】[0010]
【数１】 [Equation 1]
【００１１】 で表される。It is represented by
【００１２】[0012]
しかしながら上記した従来のアクティブフィルタでは、入力端子における直流 動作点の変動によって後段の積分回路を構成するＯＰアンプの入力ｇm が変動す ることで、オープンループゲインが変動してカラー映像信号に対するＤＰ及びＤ Ｇなどのリニアティ特性を劣化させる問題があった。 However, in the conventional active filter described above, the open loop gain fluctuates due to fluctuations in the input gm of the OP amplifier that constitutes the integrating circuit in the subsequent stage due to fluctuations in the DC operating point at the input terminal, and the DP and There is a problem of degrading linearity characteristics such as D G.
【００１３】 すなわち、トランジスタＱ4 のベースが接地されることでトランジスタＱ3 の ベースが常に所定電位とされているのに対して、トランジスタＱ2 のベース電位 が入力端子における直流動作点の変動に応じて変動することでトランジスタＱ2, Ｑ3 の両ベース間の電位差が変動するため、トランジスタＱ2 のベースにおける ｇm が変動する。したがって、 (１) 式のとおりに伝達関数Ｔ（ｓ）がｇm2に比 例することから、出力信号に対するオープンループゲインが変動する欠点があっ た。That is, while the base of the transistor Q 4 is grounded so that the base of the transistor Q 3 is always at a predetermined potential, the base potential of the transistor Q 2 causes a change in the DC operating point at the input terminal. As a result of the change, the potential difference between the bases of the transistors Q 2 and Q 3 changes, and thus gm at the base of the transistor Q 2 changes. Therefore, since the transfer function T (s) is proportional to gm 2 as shown in equation (1), the open loop gain with respect to the output signal has a drawback.
【００１４】 また、部品点数が多いため、装置の小型化、低コスト化に不利な欠点もあった 。Further, since the number of parts is large, there is a disadvantage that it is disadvantageous in downsizing and cost reduction of the device.
【００１５】 本考案は上記の点に鑑みてなされたものであって、部品点数を低減するととも に、入力端子における直流動作点の変動によりカラー映像信号などのリニアティ 特性を劣化させることのないアクティブフィルタを提供することを目的とする。The present invention has been made in view of the above points, and it is an active device that reduces the number of parts and does not deteriorate the linearity characteristic of a color video signal or the like due to the fluctuation of the DC operating point at the input terminal. Intended to provide a filter.
【００１６】[0016]
【課題を解決するための手段】 上記の問題は、以下のとおり構成することにより解決される。Means for Solving the Problems The above problems can be solved by configuring as follows.
【００１７】 すなわち、非反転入力端子に入力信号を付与される第１のＯＰアンプを含んで なる積分手段と、積分手段からの積分出力信号を非反転入力端子に付与されてな る第２のＯＰアンプと、第２のＯＰアンプからの出力信号レベルの入力信号の直 流レベル変動に応じた変動を抑制するように第１及び第２のＯＰアンプそれぞれ の反転入力端子に出力信号を帰還入力する帰還手段と具備することにより解決さ れる。That is, an integrating means including a first OP amplifier to which an input signal is applied to the non-inverting input terminal, and a second integrating output signal from the integrating means is applied to the non-inverting input terminal. The output signal is fed back to the inverting input terminal of each of the first and second OP amplifiers so as to suppress the fluctuation of the output signal level of the output signal from the OP amplifier and the second OP amplifier according to the fluctuation of the direct current level. It will be solved by equipping it with a return means.
【００１８】[0018]
上記構成の本考案によれば、帰還手段によって、第２のＯＰアンプからの出力 信号レベルの入力信号の直流レベル変動に応じた変動が抑制されるように作用す る。 According to the present invention having the above-mentioned structure, the feedback means acts to suppress the fluctuation of the output signal level from the second OP amplifier in accordance with the fluctuation of the DC level of the input signal.
【００１９】[0019]
図１は本考案の一実施例の回路図である。同図中、図２と同一構成部分には同 一符号を付し、その説明は省略する。 FIG. 1 is a circuit diagram of an embodiment of the present invention. 2, those parts which are the same as those corresponding parts in FIG. 2 are designated by the same reference numerals, and a description thereof will be omitted.
【００２０】 図１において、ＯＰアンプ７は上記のＯＰアンプ、ＯＰアンプ８は上記の第２ のＯＰアンプであり、ＯＰアンプ７の出力端とグランド間に接続されたコンデン サＣ3 とＯＰアンプ７とで、上記の積分手段である積分回路９が構成されている 。なお、両ＯＰアンプ７及び８は、図３と同様の回路構成とされている。In FIG. 1, the OP amplifier 7 is the above OP amplifier, and the OP amplifier 8 is the above second OP amplifier. The OP amplifier 7 has a capacitor C 3 and an OP amplifier connected between the output terminal of the OP amplifier 7 and the ground. 7 together form an integrating circuit 9 which is the above-mentioned integrating means. Both OP amplifiers 7 and 8 have the same circuit configuration as that shown in FIG.
【００２１】 図示のとおり、ＯＰアンプ７の反転入力端子には入力端子５からの入力信号ｖ i が付与されており、積分回路９からの積分出力信号は、エミッタフォロワなど で構成されるバッファ１１を介してＯＰアンプ８の非反転入力端子に付与される 。As shown in the figure, the inverting input terminal of the OP amplifier 7 is given the input signal v i from the input terminal 5, and the integrated output signal from the integrating circuit 9 is a buffer 11 composed of an emitter follower or the like. Is applied to the non-inverting input terminal of the OP amplifier 8 via.
【００２２】 一方、入力信号ｖi は入力端子５とグランド間に直列に接続された抵抗ＲA と 抵抗ＲB とによって分圧される。得られた分圧信号は、エミッタフォロワなどで 構成されるバッファ１２とコンデンサＣ4 との直列回路を介して、エミッタフォ ロワなどで構成されるバッファ１３の入力端とＯＰアンプ８の出力端との共通接 続点に付与される。On the other hand, the input signal vi is divided by the resistors R A and R B connected in series between the input terminal 5 and the ground. The obtained divided voltage signal is input to the input end of the buffer 13 formed of an emitter follower and the output end of the OP amplifier 8 through a series circuit of the buffer 12 formed of an emitter follower and the capacitor C 4 . It is given to the common connection point.
【００２３】 バッファ１３の出力端には出力端子６が接続されており、出力端子６には出力 信号ｖo が出力される。また、バッファ１３の出力端とグランド間には抵抗ＲC と抵抗ＲD からなる直列回路が接続されており、それぞれ帰還手段である抵抗Ｒ C と抵抗ＲD との共通接続点をＯＰアンプ８の反転入力端子に接続することで、 出力信号ｖo の一部が負帰還入力されている。The output terminal 6 is connected to the output terminal of the buffer 13, and the output signal vo is output to the output terminal 6. A resistor R is provided between the output end of the buffer 13 and the ground.C And resistance RDA series circuit composed of C And resistance RDBy connecting the common connection point with and to the inverting input terminal of the OP amplifier 8, a part of the output signal vo is negatively fed back.
【００２４】 さらに、バッファ１３の出力端をＯＰアンプ７の反転入力端子に接続すること で帰還手段とされており、出力信号ｖo が負帰還入力されている。Further, the output terminal of the buffer 13 is connected to the inverting input terminal of the OP amplifier 7 to serve as feedback means, and the output signal vo is negatively feedback input.
【００２５】 ここで、上記のとおり構成されたアクティブフィルタ１０において、出力端子 ６に得られる出力信号ｖo の入力信号ｖi に対する伝達関数Ｔ（ｓ）などを計算 により求める。Here, in the active filter 10 configured as described above, the transfer function T (s) of the output signal vo obtained at the output terminal 6 with respect to the input signal vi is obtained by calculation.
【００２６】 ＯＰアンプ７及び８の非反転入力端子側からみた入力コンダクタンスをｇm1及 びｇm2とすると、伝達関数Ｔ（ｓ）は、When the input conductances viewed from the non-inverting input terminal side of the OP amplifiers 7 and 8 are gm 1 and gm 2 , the transfer function T (s) is
【００２７】[0027]
【数２】 [Equation 2]
【００２８】 で表される。It is represented by
【００２９】 また、中心周波数ｆo はFurther, the center frequency f o is
【００３０】[0030]
【数３】 [Equation 3]
【００３１】 で、零点周波数ｆN はこの中心周波数ｆo に比例し、The zero frequency f N is proportional to the center frequency f o ,
【００３２】[0032]
【数４】 [Equation 4]
【００３３】 で表される。It is represented by
【００３４】 さらに、共振の鋭さＱは、Furthermore, the resonance sharpness Q is
【００３５】[0035]
【数５】 [Equation 5]
【００３６】 で表される。It is represented by
【００３７】 このように、アクティブフィルタ１０は、 (４) 式で表される伝送零点を有す るローパスフィルタとなっている。また伝達関数Ｔ (ｓ) は、 (２) 式のとおり コンダクタンスの積（ｇm1ｇm2）と周波数との関数となっている。As described above, the active filter 10 is a low-pass filter having the transmission zero point represented by the equation (4). The transfer function T (s) is a function of the product of the conductance (gm 1 gm 2 ) and the frequency, as shown in equation (2).
【００３８】 したがって、本実施例のアクティブフィルタ１０では、入力端子５における入 力信号ｖi の直流動作点の変動に応じて各ＯＰアンプの入力コンダクタンス（ｇ m1及びｇm2）が変動しても、伝達関数Ｔ（ｓ）がコンダクタンスの積に比例する ((１）式参照）従来のアクティブフィルタ２０と比べると出力信号ｖo(低域通過 信号ｖl となっている）のレベル変動が抑制される構成となっており、その影響 を小さくすることができる。Therefore, in the active filter 10 of this embodiment, even if the input conductance (g m 1 and g m 2 ) of each OP amplifier fluctuates according to the fluctuation of the DC operating point of the input signal vi at the input terminal 5. , The transfer function T (s) is proportional to the product of the conductance (see the equation (1)). The level fluctuation of the output signal vo (which is the low-pass signal vl) is suppressed as compared with the conventional active filter 20. It has a structure, and its influence can be reduced.
【００３９】 したがって、カラー映像信号用フィルタとして使用した場合でも、直流動作点 の変動により出力信号ｖo のゲインが変動してカラー映像信号の微分利得ＤＧ及 び微分位相ＤＰを劣化させることがない。Therefore, even when it is used as a color video signal filter, the gain of the output signal vo does not fluctuate due to the fluctuation of the DC operating point, and the differential gain DG and differential phase DP of the color video signal are not deteriorated.
【００４０】 また、ＯＰアンプ４個と外付け部品で構成されていた従来のアクティブフィル タと比べて部品点数を半分近くに低減することができ、装置の小型化、低コスト 化に有利であり、特に、半導体チップに内蔵するよう構成すると極めて有効であ る。Further, the number of parts can be reduced to nearly half as compared with the conventional active filter which is composed of four OP amplifiers and external parts, which is advantageous for downsizing and cost reduction of the device. In particular, it is extremely effective if it is built in a semiconductor chip.
【００４１】[0041]
上述の如く本考案によれば、第２のＯＰアンプからの出力信号レベルの入力信 号の直流レベル変動に応じた変動が帰還手段によって抑制されるように構成され ているため、入力信号の直流レベルが変動しても出力信号レベルが変動すること がなく、入力信号に対する微分利得及び微分位相を良好にすることができる特長 がある。 As described above, according to the present invention, since the fluctuation of the output signal level from the second OP amplifier according to the fluctuation of the DC level of the input signal is suppressed by the feedback means, the DC of the input signal is suppressed. Even if the level fluctuates, the output signal level does not fluctuate, and the differential gain and differential phase with respect to the input signal can be improved.
【図１】本考案の一実施例の回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram of an embodiment of the present invention.
【図２】従来のアクティブフィルタの一例の回路図であ
る。FIG. 2 is a circuit diagram of an example of a conventional active filter.
【図３】図２の要部の具体的な回路図である。FIG. 3 is a specific circuit diagram of a main part of FIG.
７ ＯＰアンプ（第１のＯＰアンプ） ８ ＯＰアンプ（第２のＯＰアンプ） ９ 積分回路（積分手段） ＲC,ＲD 抵抗（帰還手段）7 OP amplifier (first OP amplifier) 8 OP amplifier (second OP amplifier) 9 integrating circuit (integrating means) RC, RD resistance (feedback means)
Claims (1)
第１のＯＰアンプを含んでなる積分手段と、 該積分手段からの積分出力信号を非反転入力端子に付与
されてなる第２のＯＰアンプと、 該第２のＯＰアンプからの出力信号レベルの前記入力信
号の直流レベル変動に応じた変動を抑制するように、該
第１及び第２のＯＰアンプそれぞれの反転入力端子に該
出力信号を帰還入力する帰還手段とを具備してなるアク
ティブフィルタ。1. An integrating means including a first OP amplifier to which an input signal is applied to a non-inverting input terminal, and a second integrating output signal from the integrating means is applied to a non-inverting input terminal. The OP amplifier and the output to the inverting input terminal of each of the first and second OP amplifiers so as to suppress the fluctuation of the output signal level from the second OP amplifier in accordance with the fluctuation of the DC level of the input signal. An active filter comprising feedback means for feeding back a signal.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP214693U JPH0662634U (en) | 1993-01-29 | 1993-01-29 | Active filter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP214693U JPH0662634U (en) | 1993-01-29 | 1993-01-29 | Active filter |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0662634U true JPH0662634U (en) | 1994-09-02 |
Family
ID=11521215
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP214693U Pending JPH0662634U (en) | 1993-01-29 | 1993-01-29 | Active filter |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0662634U (en) |
-
1993
- 1993-01-29 JP JP214693U patent/JPH0662634U/en active Pending
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