JPH1197976A - ローパスフィルタ - Google Patents
ローパスフィルタInfo
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- JPH1197976A JPH1197976A JP25490597A JP25490597A JPH1197976A JP H1197976 A JPH1197976 A JP H1197976A JP 25490597 A JP25490597 A JP 25490597A JP 25490597 A JP25490597 A JP 25490597A JP H1197976 A JPH1197976 A JP H1197976A
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- Japan
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- differential circuit
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- transistors
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 小型で周波数帯域幅を細かく変更できるロー
パスフィルタを実現することを目的にする。 【解決手段】 本装置は、信号が入力される差動回路
と、この差動回路の出力端間に設けられるコンデンサ
と、差動回路にコレクタ負荷として設けられるダイオー
ド部と、差動回路のエミッタに接続される電流源とを有
し、電流源の電流を変更することにより、周波数帯域幅
を変更することを特徴とする装置である。
パスフィルタを実現することを目的にする。 【解決手段】 本装置は、信号が入力される差動回路
と、この差動回路の出力端間に設けられるコンデンサ
と、差動回路にコレクタ負荷として設けられるダイオー
ド部と、差動回路のエミッタに接続される電流源とを有
し、電流源の電流を変更することにより、周波数帯域幅
を変更することを特徴とする装置である。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えばオシロスコ
ープに用いられるローパスフィルタに関し、小型で周波
数帯域幅を細かく変更できるローパスフィルタに関する
ものである。
ープに用いられるローパスフィルタに関し、小型で周波
数帯域幅を細かく変更できるローパスフィルタに関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】オシロスコープにおいて、測定する信号
に応じて周波数帯域幅を切り替えて、ノイズの除去等を
行なっていた。このような装置を図6に示す。図におい
て、1は信号線で、入力した信号をそのまま通過させ
る。2,3はフィルタで、信号を入力し、それぞれ10
0MHz,20MHz以下の信号を通過させる。SWは
スイッチで、信号線1とフィルタ2,3とを切り替え
る。
に応じて周波数帯域幅を切り替えて、ノイズの除去等を
行なっていた。このような装置を図6に示す。図におい
て、1は信号線で、入力した信号をそのまま通過させ
る。2,3はフィルタで、信号を入力し、それぞれ10
0MHz,20MHz以下の信号を通過させる。SWは
スイッチで、信号線1とフィルタ2,3とを切り替え
る。
【0003】フィルタ2,3は例えば図7に示されるよ
うに構成される。図において、R0は抵抗で、一端から
信号を入力する。L0はコイルで、一端に抵抗Rの他端
を接続し、他端から信号を出力する。C0はコンデンサ
で、一端にコイルL0の他端を接続し、他端を接地す
る。
うに構成される。図において、R0は抵抗で、一端から
信号を入力する。L0はコイルで、一端に抵抗Rの他端
を接続し、他端から信号を出力する。C0はコンデンサ
で、一端にコイルL0の他端を接続し、他端を接地す
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、このような装
置は、フィルタ2,3というように固定のフィルタを切
り替えているので、周波数帯域幅を細かく設定すること
ができない。また、細かく設定できるようにするために
は、多くの帯域幅が異なるフィルタ設けなければなら
ず、回路規模が大きくなってしまう。このような装置を
オシロスコープ等に用いると、大型化になり、高価にな
ってしまう。
置は、フィルタ2,3というように固定のフィルタを切
り替えているので、周波数帯域幅を細かく設定すること
ができない。また、細かく設定できるようにするために
は、多くの帯域幅が異なるフィルタ設けなければなら
ず、回路規模が大きくなってしまう。このような装置を
オシロスコープ等に用いると、大型化になり、高価にな
ってしまう。
【0005】そこで、本発明の目的は、小型で周波数帯
域幅を細かく変更できるローパスフィルタを実現するこ
とにある。
域幅を細かく変更できるローパスフィルタを実現するこ
とにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、信号が入力さ
れる差動回路と、この差動回路にコレクタ負荷として設
けられるダイオード部と、前記差動回路のエミッタに接
続される電流源とを有し、電流源の電流を変更すること
により、周波数帯域幅を変更することを特徴とするもの
である。
れる差動回路と、この差動回路にコレクタ負荷として設
けられるダイオード部と、前記差動回路のエミッタに接
続される電流源とを有し、電流源の電流を変更すること
により、周波数帯域幅を変更することを特徴とするもの
である。
【0007】また、差動回路の出力端間にコンデンサを
設けたことを特徴とするものである。そして、差動回路
の出力にエミッタフォロア回路を設けることを特徴とす
るものである。さらに、エミッタフォロア回路のバイア
ス電流を電流源に対応して変更することを特徴とするも
のである。
設けたことを特徴とするものである。そして、差動回路
の出力にエミッタフォロア回路を設けることを特徴とす
るものである。さらに、エミッタフォロア回路のバイア
ス電流を電流源に対応して変更することを特徴とするも
のである。
【0008】このような本発明では、電流源の電流値を
変えることにより、周波数帯域幅を変える。
変えることにより、周波数帯域幅を変える。
【0009】
【発明の実施の形態】以下図面を用いて本発明を説明す
る。図1は本発明の一実施の形態を示した構成図であ
る。図において、10は差動回路で、2つのNPNトラ
ンジスタQ1,Q2からなり、ベースに信号が入力さ
れ、コレクタから信号を出力する。C1はコンデンサ
で、差動回路10の出力端(NPNトランジスタQ1,
Q2のコレクタ)間に設けられる。Q3,Q4はダイオ
ード部であるNPNトランジスタで、それぞれNPNト
ランジスタQ1,Q2のコレクタ負荷として設けられ、
コレクタとベースとを接続すると共に、コレクタを電圧
Vccに接続する。
る。図1は本発明の一実施の形態を示した構成図であ
る。図において、10は差動回路で、2つのNPNトラ
ンジスタQ1,Q2からなり、ベースに信号が入力さ
れ、コレクタから信号を出力する。C1はコンデンサ
で、差動回路10の出力端(NPNトランジスタQ1,
Q2のコレクタ)間に設けられる。Q3,Q4はダイオ
ード部であるNPNトランジスタで、それぞれNPNト
ランジスタQ1,Q2のコレクタ負荷として設けられ、
コレクタとベースとを接続すると共に、コレクタを電圧
Vccに接続する。
【0010】I1は電流源で、電流を変更でき、一端を
NPNトランジスタQ1,Q2のエミッタに接続し、他
端を電圧Veeに接続する。電流源I1は例えば図2に示
すように構成される。Q5はNPNトランジスタで、コ
レクタをNPNトランジスタQ1,Q2のエミッタに接
続する。V1は電圧源で、電圧を変更でき、一端をNP
NトランジスタQ5のベースに接続し、他端を電圧Vee
に接続する。R1は抵抗で、一端をNPNトランジスタ
Q5のエミッタに接続し、他端を電圧Veeに接続する。
NPNトランジスタQ1,Q2のエミッタに接続し、他
端を電圧Veeに接続する。電流源I1は例えば図2に示
すように構成される。Q5はNPNトランジスタで、コ
レクタをNPNトランジスタQ1,Q2のエミッタに接
続する。V1は電圧源で、電圧を変更でき、一端をNP
NトランジスタQ5のベースに接続し、他端を電圧Vee
に接続する。R1は抵抗で、一端をNPNトランジスタ
Q5のエミッタに接続し、他端を電圧Veeに接続する。
【0011】このような装置の動作を以下で説明する。
バイアス点では、電流源I1の電流I0がNPNトラン
ジスタQ1,Q2に分流し、各トランジスタにはI0/
2が流れる。このとき、各トランジスタの相互コンダク
タンスgmは以下のようになる。 gm=(q/kT)・(I0/2) k:ボルツマン定数、T:絶対温度、q:電子の電荷
バイアス点では、電流源I1の電流I0がNPNトラン
ジスタQ1,Q2に分流し、各トランジスタにはI0/
2が流れる。このとき、各トランジスタの相互コンダク
タンスgmは以下のようになる。 gm=(q/kT)・(I0/2) k:ボルツマン定数、T:絶対温度、q:電子の電荷
【0012】NPNトランジスタQ3,Q4についても
NPNトランジスタQ1,Q2と同じくI0/2のバイ
アス電流が流れ、動作抵抗Rは以下のようになる。 R=(kT/q)・(2/I0) 増幅度はgm・Rで表わされるため、以下のようにな
る。 増幅度=gm・R=1 従って、増幅度は定数である。
NPNトランジスタQ1,Q2と同じくI0/2のバイ
アス電流が流れ、動作抵抗Rは以下のようになる。 R=(kT/q)・(2/I0) 増幅度はgm・Rで表わされるため、以下のようにな
る。 増幅度=gm・R=1 従って、増幅度は定数である。
【0013】出力抵抗は差動回路10の出力端子間に2
個のNPNトランジスタQ3,Q4が入っているため、
2Rとなる。そして、コレクタ間にコンデンサC1が入
っているときの周波数帯域幅fcは以下のようになる。 fc=1/(2πC・(2R))=(1/2πC)・
(q/4kT)・I0 C:C1の容量 従って、I0に比例する。つまり、電流源I1の電流I0
を動かすことにより、周波数帯域幅を変更することがで
きる。
個のNPNトランジスタQ3,Q4が入っているため、
2Rとなる。そして、コレクタ間にコンデンサC1が入
っているときの周波数帯域幅fcは以下のようになる。 fc=1/(2πC・(2R))=(1/2πC)・
(q/4kT)・I0 C:C1の容量 従って、I0に比例する。つまり、電流源I1の電流I0
を動かすことにより、周波数帯域幅を変更することがで
きる。
【0014】また、図1の装置は、出力インピーダンス
が比較的に高く、しかもバイアス電流I0によって変動
するため、負荷の影響を受けやすい。そこで、図1の装
置の出力端子(NPNトランジスタQ1,Q2のコレク
タ)に図3に示されるエミッタフォロア回路20をそれ
ぞれ設ける。
が比較的に高く、しかもバイアス電流I0によって変動
するため、負荷の影響を受けやすい。そこで、図1の装
置の出力端子(NPNトランジスタQ1,Q2のコレク
タ)に図3に示されるエミッタフォロア回路20をそれ
ぞれ設ける。
【0015】図において、Q6はNPNトランジスタ
で、ベースにNPNトランジスタQ1またはQ2のコレ
クタを接続し、コレクタに電圧Vccに接続し、エミッタ
を出力とする。I2は電流源で、一端をNPNトランジ
スタQ6のエミッタに接続し、他端を電圧Veeに接続す
る。この電流源I2は例えば図2に示される装置と同一
の構成である。
で、ベースにNPNトランジスタQ1またはQ2のコレ
クタを接続し、コレクタに電圧Vccに接続し、エミッタ
を出力とする。I2は電流源で、一端をNPNトランジ
スタQ6のエミッタに接続し、他端を電圧Veeに接続す
る。この電流源I2は例えば図2に示される装置と同一
の構成である。
【0016】しかし、エミッタフォロア回路20として
動作するNPNトランジスタQ6のベースにはベースバ
イアス電流Ibが流れている。このベースバイアス電流
Ibが図1の装置の動作に影響を与える。この影響は電
流I0が小さいほど大きくなるので、電流I0を小さくし
たときはIbも小さくすればよい。そこで、電流源I1
の電流I0を変更すると同時に、電流源I2を変更す
る。
動作するNPNトランジスタQ6のベースにはベースバ
イアス電流Ibが流れている。このベースバイアス電流
Ibが図1の装置の動作に影響を与える。この影響は電
流I0が小さいほど大きくなるので、電流I0を小さくし
たときはIbも小さくすればよい。そこで、電流源I1
の電流I0を変更すると同時に、電流源I2を変更す
る。
【0017】次に、他の実施の形態を図4に示し、説明
する。図1,図2と同一のものは同一符号を付して説明
を省略する。図において、11,12はダイオード部
で、差動回路10にコレクタ負荷として設けられる。ダ
イオード部11は、NPNトランジスタQ7,Q8で構
成される。NPNトランジスタQ7は、コレクタをベー
スに接続し、エミッタをNPNトランジスタQ1のコレ
クタに接続する。NPNトランジスタQ8は、コレクタ
をベースに接続すると共に、電圧Vccに接続し、エミッ
タをNPNトランジスタQ7のコレクタに接続する。ダ
イオード部12は、NPNトランジスタQ9,Q10で
構成される。NPNトランジスタQ9は、コレクタをベ
ースに接続し、エミッタをNPNトランジスタQ2のコ
レクタに接続する。NPNトランジスタQ10は、コレ
クタをベースに接続すると共に、電圧Vccに接続し、エ
ミッタをNPNトランジスタQ9のコレクタに接続す
る。
する。図1,図2と同一のものは同一符号を付して説明
を省略する。図において、11,12はダイオード部
で、差動回路10にコレクタ負荷として設けられる。ダ
イオード部11は、NPNトランジスタQ7,Q8で構
成される。NPNトランジスタQ7は、コレクタをベー
スに接続し、エミッタをNPNトランジスタQ1のコレ
クタに接続する。NPNトランジスタQ8は、コレクタ
をベースに接続すると共に、電圧Vccに接続し、エミッ
タをNPNトランジスタQ7のコレクタに接続する。ダ
イオード部12は、NPNトランジスタQ9,Q10で
構成される。NPNトランジスタQ9は、コレクタをベ
ースに接続し、エミッタをNPNトランジスタQ2のコ
レクタに接続する。NPNトランジスタQ10は、コレ
クタをベースに接続すると共に、電圧Vccに接続し、エ
ミッタをNPNトランジスタQ9のコレクタに接続す
る。
【0018】21,22はエミッタフォロア回路で、差
動回路10の出力に設けられ、差動回路10からの信号
を電流増幅して出力する。エミッタフォロア回路21
は、NPNトランジスタQ11,Q12と抵抗R2とか
ら構成される。NPNトランジスタQ11は、コレクタ
を電圧Vccに接続し、ベースをNPNトランジスタQ1
のコレクタに接続する。NPNトランジスタQ12は、
コレクタをNPNトランジスタQ11のエミッタに接続
し、ベースを電源V1の一端に接続し、エミッタを抵抗
R2を介して電圧Veeに接続する。エミッタフォロア回
路22は、NPNトランジスタQ13,Q14と抵抗R
3とから構成される。NPNトランジスタQ13は、コ
レクタを電圧Vccに接続し、ベースをNPNトランジス
タQ2のコレクタに接続する。NPNトランジスタQ1
4は、コレクタをNPNトランジスタQ13のエミッタ
に接続し、ベースを電源V1の一端に接続し、エミッタ
を抵抗R3を介して電圧Veeに接続する。
動回路10の出力に設けられ、差動回路10からの信号
を電流増幅して出力する。エミッタフォロア回路21
は、NPNトランジスタQ11,Q12と抵抗R2とか
ら構成される。NPNトランジスタQ11は、コレクタ
を電圧Vccに接続し、ベースをNPNトランジスタQ1
のコレクタに接続する。NPNトランジスタQ12は、
コレクタをNPNトランジスタQ11のエミッタに接続
し、ベースを電源V1の一端に接続し、エミッタを抵抗
R2を介して電圧Veeに接続する。エミッタフォロア回
路22は、NPNトランジスタQ13,Q14と抵抗R
3とから構成される。NPNトランジスタQ13は、コ
レクタを電圧Vccに接続し、ベースをNPNトランジス
タQ2のコレクタに接続する。NPNトランジスタQ1
4は、コレクタをNPNトランジスタQ13のエミッタ
に接続し、ベースを電源V1の一端に接続し、エミッタ
を抵抗R3を介して電圧Veeに接続する。
【0019】このような装置の動作をシミュレーション
により求めた振幅−周波数特性を示した図5を用いて説
明する。最初、イの状態から、電源V1の電圧を増加さ
せると、電流I0が増加する。これにより、周波数帯域
幅が広がり、ロに示されるようになる。さらに、電源V
1の電圧を増加させると、電流I0も増加する。これに
より、周波数帯域幅が広がり、ハに示されるようにな
る。このように、電源V1の電圧を増加させると、電流
I が増加し、ニ、ホ、ヘに示されるように順番に周波
数帯域が広がる。
により求めた振幅−周波数特性を示した図5を用いて説
明する。最初、イの状態から、電源V1の電圧を増加さ
せると、電流I0が増加する。これにより、周波数帯域
幅が広がり、ロに示されるようになる。さらに、電源V
1の電圧を増加させると、電流I0も増加する。これに
より、周波数帯域幅が広がり、ハに示されるようにな
る。このように、電源V1の電圧を増加させると、電流
I が増加し、ニ、ホ、ヘに示されるように順番に周波
数帯域が広がる。
【0020】なお、コンデンサC1を設けずに、NPN
トランジスタQ1,Q2間の浮遊容量により、コンデン
サC1の代わりをする構成でもよい。また、NPNトラ
ンジスタで構成した例を示したが、PNPトランジスタ
で構成してもよい。しかし、NPNトランジスタで構成
した方が高周波信号に適し、かつ、集積回路化しやす
い。
トランジスタQ1,Q2間の浮遊容量により、コンデン
サC1の代わりをする構成でもよい。また、NPNトラ
ンジスタで構成した例を示したが、PNPトランジスタ
で構成してもよい。しかし、NPNトランジスタで構成
した方が高周波信号に適し、かつ、集積回路化しやす
い。
【0021】そして、ダイオード部はNPNトランジス
タで構成した例を示したが、ダイオードでもよい。さら
に、ダイオード部は、n個のトランジスタあるいはダイ
オードを直列に接続して用いることができる。この場
合、増幅度はn倍になり、周波数帯域幅は1/nにな
る。
タで構成した例を示したが、ダイオードでもよい。さら
に、ダイオード部は、n個のトランジスタあるいはダイ
オードを直列に接続して用いることができる。この場
合、増幅度はn倍になり、周波数帯域幅は1/nにな
る。
【0022】
【発明の効果】本発明によれば、以下のような効果があ
る。請求項1,2によれば、電流源の電流を調整するこ
とにより、ローパスフィルタの周波数帯域幅を調整する
ことができるので、細かく周波数帯域幅を変化させるこ
とができる。また、請求項1では、差動回路とダイオー
ド部と電流源とにより構成することができるので、小型
に構成することができる。そして、請求項2では、請求
項1の装置にコンデンサを加えた構成なので、同じく小
型に構成することができる。
る。請求項1,2によれば、電流源の電流を調整するこ
とにより、ローパスフィルタの周波数帯域幅を調整する
ことができるので、細かく周波数帯域幅を変化させるこ
とができる。また、請求項1では、差動回路とダイオー
ド部と電流源とにより構成することができるので、小型
に構成することができる。そして、請求項2では、請求
項1の装置にコンデンサを加えた構成なので、同じく小
型に構成することができる。
【0023】請求項3によれば、出力にエミッタフォロ
ア回路を設けたことにより、負荷の影響を受けなくな
り、正確な周波数帯域幅を得ることができる。請求項4
によれば、周波数帯域幅を決定する電流源の電流に対応
して、エミッタフォロア回路に用いる電流も変更するの
で、正確な周波数帯域幅を得ることができる。
ア回路を設けたことにより、負荷の影響を受けなくな
り、正確な周波数帯域幅を得ることができる。請求項4
によれば、周波数帯域幅を決定する電流源の電流に対応
して、エミッタフォロア回路に用いる電流も変更するの
で、正確な周波数帯域幅を得ることができる。
【図1】本発明の一実施の形態を示した構成図である。
【図2】図1の装置の電流源I1の構成を示した図であ
る。
る。
【図3】エミッタフォロア回路20を示した構成図であ
る。
る。
【図4】本発明の他の実施の形態を示した構成図であ
る。
る。
【図5】図4の装置の振幅−周波数特性を示した図であ
る。
る。
【図6】従来のローパスフィルタの構成を示した図であ
る。
る。
【図7】フィルタ1,2の具体的構成を示した図であ
る。
る。
10 差動回路 11,12 ダイオード部 20〜22 エミッタフォロア回路 Q3,Q4 NPNトランジスタ I1 電流源
Claims (4)
- 【請求項1】 信号が入力される差動回路と、 この差動回路にコレクタ負荷として設けられるダイオー
ド部と、 前記差動回路のエミッタに接続される電流源とを有し、
電流源の電流を変更することにより、周波数帯域幅を変
更することを特徴とするローパスフィルタ。 - 【請求項2】 差動回路の出力端間にコンデンサを設け
たことを特徴とする請求項1記載のローパスフィルタ。 - 【請求項3】 差動回路の出力にエミッタフォロア回路
を設けることを特徴とする請求項1〜2記載のローパス
フィルタ。 - 【請求項4】 エミッタフォロア回路のバイアス電流を
電流源に対応して変更することを特徴とする請求項1〜
3記載のローパスフィルタ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP25490597A JPH1197976A (ja) | 1997-09-19 | 1997-09-19 | ローパスフィルタ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP25490597A JPH1197976A (ja) | 1997-09-19 | 1997-09-19 | ローパスフィルタ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1197976A true JPH1197976A (ja) | 1999-04-09 |
Family
ID=17271485
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP25490597A Pending JPH1197976A (ja) | 1997-09-19 | 1997-09-19 | ローパスフィルタ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH1197976A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2009006797A1 (en) * | 2007-07-09 | 2009-01-15 | Kontel Data System Limited | A device and method for biasing a transistor amplifier |
JP2019068172A (ja) * | 2017-09-29 | 2019-04-25 | 日本電信電話株式会社 | 可変帯域増幅器 |
-
1997
- 1997-09-19 JP JP25490597A patent/JPH1197976A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2009006797A1 (en) * | 2007-07-09 | 2009-01-15 | Kontel Data System Limited | A device and method for biasing a transistor amplifier |
JP2019068172A (ja) * | 2017-09-29 | 2019-04-25 | 日本電信電話株式会社 | 可変帯域増幅器 |
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