(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
増幅素子をそれぞれ有し、縦続的に接続された複数段の増幅回路と、前記各増幅回路相互の接続点とグランドとの間に接続されたカットオフ周波数設定用のコンデンサとを備え、前記増幅素子は、入力電極と出力電極とを有し、前記増幅回路のうち初段に設けられた初段増幅回路における前記増幅素子の入力電極と前記増幅回路のうち最後段に設けられた最後段増幅回路における前記増幅素子の出力電極との間に帰還回路を接続し、前記帰還回路を、ダイオード特性を有する半導体素子と帰還抵抗との直列回路で構成し、前記帰還回路を介して、前記最後段増幅回路における増幅素子の出力電極から前記初段増幅回路における増幅素子の入力電極にバイアス電圧を供給したことを特徴とする能動低域通過フィルタ。
【請求項２】
前記半導体素子としてダイオードを用い、前記ダイオードのアノードを前記最後段増幅回路側に接続し、前記ダイオードのカソードを前記初段増幅回路側に接続したことを特徴とする請求項１記載の能動低域通過フィルタ。
【請求項３】
前記半導体素子としてトランジスタを用い、前記トランジスタのベースを前記最後段増幅回路の増幅素子の出力電極に接続し、前記トランジスタのエミッタを前記帰還抵抗に接続し、前記トランジスタのコレクタに電源電圧を供給したことを特徴とする請求項１記載の能動低域通過フィルタ。
【請求項４】
前記初段増幅回路の増幅素子の入力電極とグランドとの間に定電流源を設けたことを特徴とする請求項１または２または３記載の能動低域通過フィルタ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、消費電流が少なく、歪み特性に優れた能動低域通過フィルタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図３は従来の能動低域通過フィルタを示す回路図である。従来の能動低域通過フィルタは、図３に示されるように、初段のエミッタ接地増幅回路３１と、次段、三段のベース接地増幅回路３２、３３とで構成され、最後段のベース接地増幅回路である三段目のベース接地増幅回路３３の出力端と初段のエミッタ接地増幅回路３１の入力端との間に、負帰回路である帰還抵抗３４が接続されるとともに、エミッタ接地増幅回路３１とベース接地増幅回路３２との接続点とグランドとの間にカットオフ周波数設定用の第一のコンデンサ３５が接続され、また、次段のベース接地増幅回路３２と三段目のベース接地増幅回路３３との接続点とグランドとの間にカットオフ周波数設定用の第二のコンデンサ３６が接続されている。
【０００３】
各増幅回路３１、３２、３３のトランジスタＱ１、Ｑ２、Ｑ３には共通のコレクタ電流が流れるように、トランジスタＱ１のコレクタとトランジスタＱ２のエミッタとが抵抗３７を介して直流的に接続され、トランジスタＱ２のコレクタとトランジスタＱ３のエミッタとが抵抗３８を介して直流的に接続されている。抵抗３７、３８は、入力インピーダンスの低いベース接地増幅回路３２、３３で発生する歪みを低減するためのものである。
そして、ベース接地増幅回路３３の出力端であるトランジスタＱ３のコレクタには、負荷抵抗３９を介して電源電圧が供給され、エミッタ接地増幅回路３１のトランジスタＱ１のエミッタが抵抗４０によって接地されている。
【０００４】
帰還抵抗３４は、帰還量を設定するとともに、初段のエミッタ接地増幅回路３１のトランジスタＱ１のベースにバイアス電圧を与えるたものものであり、そのため、初段のエミッタ接地増幅回路３１の入力端であるトランジスタＱ１のベースと最後段のベース接地増幅回路３３のトランジスタＱ３のコレクタとの間に接続され、トランジスタＱ１のベースとグランドとの間にバイアス抵抗４１が設けられている。これによって、トランジスタＱ１のベースにバイアス電圧が与えられる。また、トランジスタＱ２、Ｑ３のベースにもバイアス抵抗４２、４３、４４によってバイアス電圧が与えられる。
【０００５】
以上の構成において、信号入力端子４５から入力された高周波信号は結合コンデンサ４６を経て、エミッタ接地増幅回路３１で増幅され、第一のコンデンサ３５によって高域がカットされる。高周波信号は、さらに、抵抗３７を経て、ベース接地増幅回路３２増幅され、第二のコンデンサ３６によって高域がカットされ、最後段のベース接地増幅回路３３に入力される。そして、最後段のベース接地増幅回路３３で増幅された高周波信号は、インピーダンス整合用のコンデンサ４７、結合コンデンサ４８を経て信号出力端子４９から出力される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の能動低域通過フィルタでは、最後段のベース接地増幅回路におけるトランジスタのコレクタと初段のエミッタ接地増幅回路におけるトランジスタのベースとの接続した帰還抵抗によって、初段のエミッタ接地増幅回路におけるトランジスタのベースにバイアス電圧を供給しているので、帰還抵抗に流れる電流が無駄になっていた。また、初段のエミッタ接地増幅回路におけるトランジスタのベースにバイアス電圧を与えるために、ベースとグラントとの間に抵抗を設けていたので、この抵抗によって入力信号が損失していた。
【０００７】
そこで、本発明の能動低域通過フィルタは、消費電流を少なくし、信号の損失をすくなくすることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明の能動低域通過フィルタは、増幅素子をそれぞれ有し、縦続的に接続された複数段の増幅回路と、前記各増幅回路相互の接続点とグランドとの間に接続されたカットオフ周波数設定用のコンデンサとを備え、前記増幅素子は、入力電極と出力電極とを有し、前記増幅回路のうち初段に設けられた初段増幅回路における前記増幅素子の入力電極と前記増幅回路のうち最後段に設けられた最後段増幅回路における前記増幅素子の出力電極との間に帰還回路を接続し、前記帰還回路を、ダイオード特性を有する半導体素子と帰還抵抗との直列回路で構成し、前記帰還回路を介して、前記最後段増幅回路における増幅素子の出力電極から前記初段増幅回路における増幅素子の入力電極にバイアス電圧を供給した電流の増減に関わらずほぼ一定の電圧降下を呈する電圧降下手段と帰還抵抗との直列回路で構成し、前記帰還回路を介して、前記最後段増幅回路における増幅素子の出力電極から前記初段増幅回路における増幅素子の入力電極にバイアス電圧を供給した。
【０００９】
前記半導体素子としてダイオードを用い、前記ダイオードのアノードを前記最後段増幅回路側に接続し、前記ダイオードのカソードを前記初段増幅回路側に接続した。
【００１０】
前記半導体素子としてトランジスタを用い、前記トランジスタのベースを前記最後段増幅回路の増幅素子の出力電極に接続し、前記トランジスタのエミッタを前記帰還抵抗に接続し、前記トランジスタのコレクタに電源電圧を供給した。
【００１１】
また、本発明の能動低域通過フィルタは、前記初段増幅回路の増幅素子の入力電極とグランドとの間に定電流源を設けた。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１、図２は本発明の能動低域通過フィルタを示す回路図である。先ず、本発明の能動低域通過フィルタは、図１に示されるように、初段のエミッタ接地増幅回路１と、次段、三段目のベース接地増幅回路２、３とで構成され、最後段のベース接地増幅回路である三段目のベース接地増幅回路３の出力端と初段のエミッタ接地増幅回路１の入力端との間に、負帰回路４が接続されるとともに、エミッタ接地増幅回路１とベース接地増幅回路２との接続点とグランドとの間にカットオフ周波数設定用の第一のコンデンサ５が接続され、また、次段のベース接地増幅回路２と三段目のベース接地増幅回路３との接続点とグランドとの間にカットオフ周波数設定用の第二のコンデンサ６が接続されている。
【００１３】
各増幅回路１、２、３の増幅用トランジスタＱ１、Ｑ２、Ｑ３には共通のコレクタ電流が流れるように、トランジスタＱ１の出力電極であるコレクタとトランジスタＱ２の入力電極であるエミッタとが抵抗７を介して直流的に接続され、トランジスタＱ２の出力電極であるコレクタとトランジスタＱ３の入力電極であるエミッタとが抵抗８を介して直流的に接続されている。抵抗７、８は、入力インピーダンスの低いベース接地増幅回路２、３で発生する歪みを低減するためのものである。
そして、ベース接地増幅回路３の出力端となるトランジスタＱ３の出力電極であるコレクタには、負荷抵抗９を介して電源電圧が供給され、エミッタ接地増幅回路１のトランジスタＱ１のエミッタがエミッタバイアス抵抗１０によって接地されている。
【００１４】
帰還回路４は、帰還量を設定するとともに、初段のエミッタ接地増幅回路１におけるトランジスタＱ１の入力電極であるベースにバイアス電圧を与えるたものものであり、帰還抵抗４ａと半導体素子であるダイオード４ｂとが直列に接続されて構成されている。そして、帰還抵抗４ａの一端が初段のエミッタ接地増幅回路１の入力端となるトランジスタＱ１のベースに接続され、また、ダイオード４ｂのアノードが最後段のベース接地増幅回路３のトランジスタＱ３の出力端となるコレクタに接続されている。また、トランジスタＱ１のベースとグランドとの間に定電流源１１が設けられている。これによって、負荷抵抗９からダイオード４ｂ、帰還抵抗４ａに電流が流れて、トランジスタＱ１のベースにバイアス電圧が与えられる。また、トランジスタＱ２、Ｑ３のベースにもベースバイアスバイアス抵抗１２、１３、１４によってバイアス電圧が与えられる。
【００１５】
帰還回路４におけるダイオード４ｂは、流れる電流が変化してもその両端の電圧があまり大きく変化しないダイオード特性を有しているので、抵抗４ａとの接続点であるカソードにおける信号振幅レベルは、トランジスタＱ３のコレクタにおける信号振幅レベルに近いものとなる。
一方、帰還量は、帰還抵抗４ａの抵抗値によって設定されるので、同じ帰還量であれば、ダイオード４ｂによる降下電圧の分だけ帰還抵抗４ａに流れる電流を少なくすることができる。
【００１６】
また、初段のエミッタ接地増幅回路１のトランジスタＱ１のベースに定電流源１１を設けると、定電流源１１はインピーダンスが極めて高いことから、信号入力端子１５に入力された高周波信号は定電流回路で損失することが無い。
【００１７】
以上の構成において、信号入力端子１５から入力された高周波信号は結合コンデンサ１６を経て、エミッタ接地増幅回路１で増幅され、第一のコンデンサ５によって高域がカットされる。高周波信号は、さらに、抵抗７を経て、次段のベース接地増幅回路２増幅され、第二のコンデンサ６によって高域がカットされ、最後段のベース接地増幅回路３に入力される。そして、最後段のベース接地増幅回路３で増幅された高周波信号は、インピーダンス整合用のコンデンサ１７、結合コンデンサ１８を経て信号出力端子１９から出力される。
【００１８】
図２に示す能動低域通過フィルタは、図２に示す能動低域通過フィルタにおけるダイオード４ｂに替えてトランジスタ４ｃを用いたものである。
即ち、トランジスタＱ３のコレクタをトランジスタ４ｃのベースに接続し、トランジスタ４ｃのエミッタと帰還抵抗４ａとを接続し、トランジスタ４ｃのコレクタに直接電源電圧を供給するようにしている。
トランジスタ４ｃも、そのベースとエミッタとの間の電圧電流特性はダイオード特性を有する。
【００１９】
この結果、トランジスタＱ１のベースにバイアス電圧を与えるための電流はトランジスタＱ３のコレクタに接続された負荷抵抗９からではなく、電源電圧が供給されるトランジスタ４ｃのコレクタから供給されるので、トランジスタＱ３のコレクタ電圧は低下せず、トランジスタＱ３の非飽和範囲が広がる。従って、トランジスタＱ３で発生する歪みが少なくなる。一方、トランジスタ４ｃのベースとエミッタとの間の特性は、図１に示すダイオード４ｂと等価となり、コレクタ電流（従って、ほぼエミッタ電流と同じ）が変化してもベースとエミッタとの間の電圧はあまり大きく変化しないので、帰還抵抗４ａに流れる電流を少なくできる。
【００２０】
【発明の効果】
以上のように、本発明の能動低域通過フィルタは、初段増幅回路における増幅素子の入力電極と最後段増幅回路における増幅素子の出力電極との間に帰還回路を接続し、帰還回路を、ダイオード特性を有する半導体素子と帰還抵抗との直列回路で構成し、帰還回路を介して、最後段増幅回路における増幅素子の出力電極から初段増幅回路における増幅素子の入力電極にバイアス電圧を供給したので、帰還抵抗に流れる電流を少なくできる。
【００２１】
また、本発明の能動低域通過フィルタは、半導体素子としてダイオードを用い、ダイオードのアノードを最後段増幅回路側に接続し、ダイオードのカソードを初段増幅回路側に接続したので、ダイオードを用いるだけで簡単に電流を少なくできる。
【００２２】
また、本発明の能動低域通過フィルタは、半導体素子としてトランジスタを用い、このトランジスタのベースを最後段増幅回路の増幅素子の出力電極に接続し、トランジスタのエミッタを帰還抵抗に接続し、トランジスタのコレクタに電源電圧を供給したので、バイアス電圧を供給するための電流は電源から流すことになり、最後段増幅回路の増幅素子に印加される電圧の低下が少なくなり、増幅素子で発生する歪みが少なくなる。
【００２３】
また、本発明の能動低域通過フィルタは、初段増幅回路の増幅素子の入力電極とグランドとの間に定電流源を設けたので、入力信号の損失も少なくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の能動低域通過フィルタを示す回路図である。
【図２】本発明の能動低域通過フィルタを示す回路図である。
【図３】従来の能動低域通過フィルタを示す回路図である。
【符号の説明】
１  初段の増幅回路
２  次段の増幅回路
３  三段目の増幅回路（最後段増幅回路）
４  帰還回路
４ａ  帰還抵抗
４ｂ  ダイオード（半導体素子）
４ｃ  トランジスタ（半導体素子）
５  第一のコンデンサ
６  第二のコンデンサ
７、８  抵抗
９  負荷抵抗
１０  エミッタバイアス抵抗
１１  定電流源
１２、１３、１４  ベースバイアス抵抗
１５  信号入力端子
１６、１８  結合コンデンサ
１７  インピーダンス整合コンデンサ
１９  信号出力端子
【図１】
0003556469.tif 000002
【図２】
0003556469.tif 000003
【図３】
0003556469.tif 000004