JPH09167939A

JPH09167939A - ハイパスフィルタ

Info

Publication number: JPH09167939A
Application number: JP32746895A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Sekiguchi; 智関口
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1995-12-15
Filing date: 1995-12-15
Publication date: 1997-06-24

Abstract

(57)【要約】【課題】オーディオ信号帯域で外付け素子のないＨＰ
ＦのＩＣ回路を提供する。【解決手段】入力信号が印加されるＴＲ１と、エミッ
タが抵抗２を介してＴＲ１のエミッタに接続されるＴＲ
３と、ＴＲ１及び３のコレクタ電流を電圧変換するダイ
オード４及び５と、ダイオード４及び５の出力電圧が印
加される差動増幅回路６と、差動増幅回路６の出力端に
接続された抵抗７と、ベースに差動増幅回路６の出力信
号が印加され、抵抗９を介してエミッタが共通接続され
るＴＲ８及び１０と、抵抗１２を介してエミッタが共通
接続されるＴＲ１１及び１３と、ＴＲ８及び１３のコレ
クタ電流を電圧変換する第３及び第４ダイオード１４及
び１５と、ダイオード１４及び１５の出力電圧が印加さ
れる差動増幅回路１６と、ＴＲ１及び１３のベース間に
接続されたコンデンサー１７とから成る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、オーディオ信号帯
で用いられ、外付け素子をＩＣ内に内蔵化を可能とする
ＩＣ化に好適なハイパスフィルタに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ＨＰＦ（ハイパスフィルター）回
路には、抵抗ＲとコンデンサーＣとにより構成されるＣ
Ｒ型ＨＰＦや、抵抗Ｒの代わりにオペアンプを用いてＨ
ＰＦ特性を得るアクティブフィルタが知られている。こ
の様なＣＲ型のＨＰＦ回路において、遮断周波数ｆｃ
は、ｆｃ＝１／（２π・Ｃ・Ｒ）となる。また、アクテ
ィブフィルタの場合、オペアンプのコンダクタンスｇｍ
を抵抗として用いているので、遮断周波数ｆｃ’は、ｆ
ｃ’＝ｇｍ／（２π・Ｃ）となる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ＨＰＦ
をオーディオ信号の周波数帯（２０〜２０ＫＨｚ）で用
いると、抵抗ＲまたはコンデンサーＣのいずれか一方が
ＩＣ化をすることができない値となり、抵抗Ｒ及びコン
デンサーＣが外付け素子となっていた。その為、ＩＣ化
の際、ＩＣの外付けピンが余計に増えるという問題があ
った。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は上述の点に鑑み
成されたものであり、入力信号が印加される第１トラン
ジスタと、エミッタが第１抵抗を介して前記第１トラン
ジスタのエミッタと接続される第２トランジスタと、前
記第１及び第２トランジスタのコレクタ電流がそれぞれ
供給される第１及び第２可変負荷と、該第１及び第２可
変負荷の出力電圧が印加され、その出力端が第２抵抗に
接続された第１差動増幅回路と、ベースに該第１差動増
幅回路の出力信号が印加される第３トランジスタと、エ
ミッタが第３抵抗を介して前記第３トランジスタのエミ
ッタと接続される第４トランジスタと、コレクタ及びベ
ースが前記第４トランジスタのコレクタ及びベースと共
通接続される第５トランジスタと、エミッタが第４抵抗
を介して前記第５トランジスタのエミッタと接続される
第６トランジスタと、前記第３及び第６トランジスタの
コレクタ電流がそれぞれ供給される第３及び第４ダイオ
ードと、該第３及び第４ダイオードの出力電圧が印加さ
れ、出力信号が前記第６トランジスタのベースに印加さ
れる第２差動増幅回路と、前記第１及び第６トランジス
タのベース間に接続されたコンデンサーとを備え、前記
第２差動増幅回路の出力端にフィルター特性を得るよう
にしたことを特徴とする。

【０００５】また、前記第１差動増幅器の動作電流を可
変にし、遮断周波数を変化させることを特徴とする。さ
らに、前記第２差動増幅回路の動作電流を可変にし、減
衰量を変化させることを特徴とする。

【０００６】

【発明の実施の形態】図１は本発明の実施の形態を示す
図であり、（１）は入力信号が印加される第１トランジ
スタ、（２）は第１トランジスタ（１）のエミッタに接
続された第１抵抗、（３）はエミッタが第１抵抗（２）
を介して第１トランジスタ（１）のエミッタに接続され
る第２トランジスタ、（４）及び（５）は第１及び第２
トランジスタ（１）及び（３）のコレクタ電流をそれぞ
れ電圧変換する第１及び第２ダイオード、（６）は第１
及び第２ダイオード（４）及び（５）の出力電圧がそれ
ぞれ印加されるトランジスタ（６ａ）及び（６ｂ）から
成る第１差動増幅回路、（７）は第１差動増幅回路
（６）の出力端と基準電圧の印加される端子との間に接
続された第２抵抗、（８）はベースに第１差動増幅回路
（６）の出力信号が印加される第３トランジスタ、
（９）は第３トランジスタ（８）のエミッタに接続され
た第３抵抗、（１０）はエミッタが第３抵抗（９）を介
して第３トランジスタ（８）のエミッタと接続される第
４トランジスタ、（１１）はコレクタ及びベースが第４
トランジスタ（１０）のコレクタ及びベースと共通接続
される第５トランジスタ、（１２）は第５トランジスタ
（１１）のエミッタに接続された第４抵抗、（１３）は
エミッタが第４抵抗（１２）を介して第５トランジスタ
（１１）のエミッタに接続される第６トランジスタ、
（１４）及び（１５）は第３及び第６トランジスタ
（８）及び（１３）のコレクタ電流をそれぞれ電圧変換
する第３及び第４ダイオード、（１６）はベースに第３
及び第４ダイオード（１４）及び（１５）の出力電圧が
印加されるトランジスタ（１６ａ）及び（１６ｂ）から
成る第２差動増幅回路、（１７）は第１及び第６トラン
ジスタ（１）及び（１３）のベース間に接続されたコン
デンサー、（１８）は第２差動増幅回路（１６）の出力
信号が印加されるバッファ回路である。

【０００７】図１において、入力信号は、トランジスタ
（１）のベースに印加され、差動接続される第１及び第
２トランジスタ（１）及び（３）のコレクタから入力信
号に応じたコレクタ電流が発生する。前記コレクタ電流
は第１及び第２ダイオード（４）及び（５）で電圧変換
され、第１及び第２ダイオード（４）及び（５）の出力
電圧は第１差動増幅回路（６）で差動増幅される。第１
差動増幅回路（６）の出力信号は第３トランジスタ
（８）のベースに印加されると共に、第２抵抗（７）を
介して第２トランジスタ（３）のベースにも印加され、
負帰還される。さらに、第３及び第４トランジスタ
（８）及び（１０）が差動接続され、第５及び第６トラ
ンジスタ（１１）及び（１３）が差動接続されるので、
第１差動増幅回路（６）の出力信号に応じて第３及び第
６トランジスタ（８）及び（１３）のコレクタ電流が発
生する。前記コレクタ電流は第３及び第４ダイオード
（１４）及び（１５）で電圧変換された後、第２差動増
幅回路（１６）に印加される。第２差動増幅回路（１
６）の出力信号はコンデンサー（１７）を介して第１ト
ランジスタ（１）のベースに印加されると共に、バッフ
ァ回路（１８）を介して出力端子に発生する。

【０００８】次に、出力端子に得られるＨＰＦ特性を具
体的に説明する。入力信号の交流電圧をＶｉｎとし、第
１抵抗（２）の値をＲ１とすると、第１抵抗（２）に流
れる電流ｉ１は、

【０００９】

【数１】

【００１０】となる。また、第１及び第２ダイオード
（４）及び（５）の出力電圧の差Ｖ２は、第１及び第２
ダイオード（４）及び（５）のオン抵抗をｒｅ１とする
と、

【００１１】

【数２】

【００１２】になる。さらに、第２差動増幅回路（６）
の出力信号ｉ２は、トランジスタ（６ａ）及び（６ｂ）
のエミッタ抵抗をｒｅ２とすると、

【００１３】

【数３】

【００１４】となる。また、第４及び第５トランジスタ
（１０）及び（１１）のベースに流れる電流をｉ３は、
第３及び第４抵抗（９）及び（１２）の値をＲ３とし、
第２差動増幅回路（６）の出力電圧をＶａとし、出力端
子の出力電圧をＶｏｕｔとすれば、

【００１５】

【数４】

【００１６】となる。そして、第３及び第４ダイオード
（１４）及び（１５）の出力電圧の差Ｖ３は、第３及び
第４ダイオード（１４）及び（１５）のオン抵抗をｒｅ
３とすれば、

【００１７】

【数５】

【００１８】となる。さらに、第２差動増幅回路（１
６）の出力電流ｉ５は、トランジスタ（１６ａ）及び
（１６ｂ）のエミッタ抵抗をｒｅ４とすると、

【００１９】

【数６】

【００２０】となり、また、

【００２１】

【数７】

【００２２】にもなる。ここで、第１差動増幅回路
（６）の出力電圧Ｖａは、第２抵抗（７）の値をＲ２と
すると、

【００２３】

【数８】

【００２４】であるので、式（８）に式（３）乃至
（１）を順次代入すると、

【００２５】

【数９】

【００２６】になる。一方、式（７）に式（６）乃至
（４）を順次代入すると、

【００２７】

【数１０】

【００２８】になる。そして、式（１０）に式（９）を
電圧Ｖａを消去するように代入すると、入力信号と出力
信号との伝達関数は、

【００２９】

【数１１】

【００３０】になる。式（１１）より、図１の回路はＨ
ＰＦ回路の特性になる。また、式（１１）より、減衰量
が−６ｄＢとなる周波数ｆ１は、

【００３１】

【数１２】

【００３２】となり、高域側の遮断周波数ｆｃは、

【００３３】

【数１３】

【００３４】となる。よって、周波数ｆ１またはｆｃを
定める時定数は所定の値となり、、第３及び第４抵抗
（９）及び（１２）とコンデンサー（１７）とで定まる
時定数に、第１及び第２抵抗（２）及び（７）と、第１
及び第２ダイオード（４）及び（５）のオン抵抗ｒｅ１
と、トランジスタ（１６ａ）及び（１６ｂ）のエミッタ
抵抗ｒｅ２と、第３及び第４ダイオード（１４）及び
（１５）のオン抵抗ｒｅ３と、トランジスタ（１６ａ）
及び（１６ｂ）のエミッタ抵抗ｒｅ４とにより定まる定
数で乗算して得られる。

【００３５】従って、単に抵抗とコンデンサーとから成
るＨＰＦと比較して、図１のＨＰＦでは抵抗及びコンデ
ンサーの値を小さくすることができる。但し、この場
合、

【００３６】

【数１４】

【００３７】を条件とする必要がある。より具体的な例
として、図１のＨＰＦの遮断周波数を２．２ＫＨｚに設
定しようとする場合、Ｒ１＝４０ＫΩ、Ｒ２＝２０Ｋ
Ω、ｒｅ１＝３６０Ω、ｒｅ２＝２６ＫΩ、ｒｅ３＝３
６０Ω、ｒｅ４＝２６ＫΩとすると、コンデンサー（１
７）の容量は１００ｐＦに、第３及び第４抵抗（１４）
及び（１５）の値Ｒ３は２０ＫΩにすることができる。
この様な値であれば、図１のＨＰＦの第１乃至第４抵抗
及びコンデンサー（１２）をＩＣ化できるので、外付け
素子のないＨＰＦを形成することができる。

【００３８】また、第１差動増幅回路（５）の動作電流
を可変にすれば、エミッタ抵抗ｒｅ２の値が変化し、式
（１２）より周波数ｆ１が変化する。その為、図２
（イ）の如く、動作電流を大きくすると周波数ｆ１は高
くなり、動作電流を小さくすると周波数ｆ１は低くな
る。また、式（１１）よりフィルタ回路の減衰量を定め
る初期ゲインＧは、

【００３９】

【数１５】

【００４０】があり、前記初期ゲインＧはエミッタ抵抗
ｒｅ２により変化する。よって、図２（ロ）の如く動作
電流を大きくすると減衰量は大きくなり、動作電流を小
さくすると減衰量は小さくなる。尚、第１差動増幅回路
（１６）の動作電流を可変することに限らず、第２差動
増幅回路（１６）の動作電流を可変にすれば、遮断周波
数ｆｃを変化させることができる。

【００４１】

【発明の効果】以上述べた如く、本発明によれば、ＨＰ
Ｆの遮断周波数は、抵抗及びコンデンサーによる時定数
に、ダイオードのオン抵抗及びトランジスタのエミッタ
抵抗により定まる値を乗算することにより設定されるの
で、前記抵抗及びコンデンサーの値を小さくすることが
でき、集積化した場合には外付け素子のないＨＰＦを構
成することができる。

【００４２】また、差動増幅回路の動作電流を可変する
だけで、簡単に遮断周波数及び最大減衰量を可変できる
ＬＰＦを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態を示す回路図である。

【図２】本発明を説明するための特性図である。

【符号の説明】

１第１トランジスタ２第１抵抗３第２トランジスタ４第１ダイオード５第２ダイオード６第１差動増幅回路７第２抵抗８第３トランジスタ９第３抵抗１０第４トランジスタ１１第５トランジスタ１２第４抵抗１３第６トランジスタ１４第３ダイオード１５第４ダイオード１６第２差動増幅回路１７コンデンサー

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】入力信号が印加される第１トランジスタ
と、エミッタが第１抵抗を介して前記第１トランジスタのエ
ミッタと接続される第２トランジスタと、前記第１及び第２トランジスタのコレクタ電流がそれぞ
れ供給される第１及び第２可変負荷と、該第１及び第２可変負荷の出力電圧が印加され、その出
力端が第２抵抗に接続された第１差動増幅回路と、ベースに該第１差動増幅回路の出力信号が印加される第
３トランジスタと、エミッタが第３抵抗を介して前記第３トランジスタのエ
ミッタと接続される第４トランジスタと、コレクタ及びベースが前記第４トランジスタのコレクタ
及びベースと共通接続される第５トランジスタと、エミッタが第４抵抗を介して前記第５トランジスタのエ
ミッタと接続される第６トランジスタと、前記第３及び第６トランジスタのコレクタ電流がそれぞ
れ供給される第３及び第４ダイオードと、該第３及び第４ダイオードの出力電圧が印加され、出力
信号が前記第６トランジスタのベースに印加される第２
差動増幅回路と、前記第１及び第６トランジスタのベース間に接続された
コンデンサーとを備え、前記第２差動増幅回路の出力端
にフィルター特性を得るようにしたことを特徴とするハ
イパスフィルタ。
【請求項２】前記第１差動増幅器の動作電流を可変に
し、遮断周波数を変化させることを特徴とする請求項１
記載のハイパスフィルタ。
【請求項３】前記第２差動増幅回路の動作電流を可変に
し、減衰量を変化させることを特徴とする請求項１記載
のハイパスフィルタ。