(57)【要約】【課題】  高精度のノッチフィルタ、オールパスフィルタを得る。【解決手段】  ２つの積分器用トランスコンダクタンス回路と２個のコンデンサにより構成される２つの積分器に対して、フィルタ入力端子の電圧とフィルタ出力端子の電圧との差を電圧電流変換する２つの調整用トランスコンダクタンス回路を追加する。一方の調整用トランスコンダクタンス回路の出力電流が積分器用トランスコンダクタンス回路の出力電流に加算され、他方の調整用トランスコンダクタンス回路の出力電流が積分器用トランスコンダクタンス回路の出力電流から減算される。そのため、２つの調整用トランスコンダクタンス回路のコンダクタンス値を調整することによって、積分器用トランスコンダクタンス回路に非理想特性があっても、それをキャンセルすることができる。【選択図】        図１
2004297771.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フィルタ入力端子の電圧とフィルタ出力端子の電圧との差を電圧電流変換する第１のトランスコンダクタンス回路と、第１のコンデンサとを含む第１の積分器と、
前記第１の積分器の出力電圧と前記フィルタ出力端子の電圧との差を電圧電流変換する第２のトランスコンダクタンス回路と、前記フィルタ入力端子の電圧と前記フィルタ出力端子の電圧との差を電圧電流変換し、出力電流が前記第２のトランスコンダクタンス回路の出力電流に加算される第３のトランスコンダクタンス回路と、第２のコンデンサとを含む第２の積分器とを備え、
前記第２の積分器の出力電圧と前記フィルタ入力端子の電圧とが加算されるように構成され、
前記第２のトランスコンダクタンス回路の出力端子が前記フィルタ出力端子となるフィルタ。
【請求項２】
フィルタ入力端子の電圧とフィルタ出力端子の電圧との差を電圧電流変換する第１のトランスコンダクタンス回路と、第１のコンデンサとを含む第１の積分器と、
前記第１の積分器の出力電圧と前記フィルタ出力端子の電圧との差を電圧電流変換する第２のトランスコンダクタンス回路と、前記フィルタ入力端子の電圧と前記フィルタ出力端子の電圧との差を電圧電流変換し、出力電流が前記第２のトランスコンダクタンス回路の出力電流から減算される第３のトランスコンダクタンス回路と、第２のコンデンサとを含む第２の積分器とを備え、
前記第２の積分器の出力電圧と前記フィルタ入力端子の電圧とが加算されるように構成され、
前記第２のトランスコンダクタンス回路の出力端子が前記フィルタ出力端子となるフィルタ。
【請求項３】
フィルタ入力端子の電圧とフィルタ出力端子の電圧との差を電圧電流変換する第１のトランスコンダクタンス回路と、第１のコンデンサとを含む第１の積分器と、
前記第１の積分器の出力電圧と前記フィルタ出力端子の電圧との差を電圧電流変換する第２のトランスコンダクタンス回路と、前記フィルタ入力端子の電圧と前記フィルタ出力端子の電圧との差を電圧電流変換し、出力電流が前記第２のトランスコンダクタンス回路の出力電流に加算される第３のトランスコンダクタンス回路と、前記フィルタ入力端子の電圧と前記フィルタ出力端子の電圧との差を電圧電流変換し、出力電流が前記第２のトランスコンダクタンス回路の出力電流から減算される第４のトランスコンダクタンス回路と、第２のコンデンサとを含む第２の積分器とを備え、
前記第２の積分器の出力電圧と前記フィルタ入力端子の電圧とが加算されるように構成され、
前記第２のトランスコンダクタンス回路の出力端子が前記フィルタ出力端子となるフィルタ。
【請求項４】
第３のトランスコンダクタンス回路のトランスコンダクタンス値が第４のトランスコンダクタンス回路のトランスコンダクタンス値より大きいことを特徴とする請求項３記載のフィルタ。
【請求項５】
第３のトランスコンダクタンス回路のトランスコンダクタンス値が第４のトランスコンダクタンス回路のトランスコンダクタンス値より小さいことを特徴とする請求項３記載のフィルタ。
【請求項６】
フィルタ入力端子の電圧とフィルタ出力端子の電圧との差を電圧電流変換する第１のトランスコンダクタンス回路と、第１のコンデンサとを含む第１の積分器と、
前記第１の積分器の出力電圧と前記フィルタ出力端子の電圧との差を電圧電流変換する第２のトランスコンダクタンス回路と、前記フィルタ入力端子の電圧と前記フィルタ出力端子の電圧との差を電圧電流変換し、出力電流が前記第２のトランスコンダクタンス回路の出力電流に加算される第３のトランスコンダクタンス回路と、第２のコンデンサとを含む第２の積分器とを備え、
前記第２の積分器の出力電圧と前記フィルタ入力端子の電圧とが加算されるように構成され、
前記第２のトランスコンダクタンス回路の出力端子が前記フィルタ出力端子となるノッチフィルタ。
【請求項７】
フィルタ入力端子の電圧とフィルタ出力端子の電圧との差を電圧電流変換する第１のトランスコンダクタンス回路と、第１のコンデンサとを含む第１の積分器と、
前記第１の積分器の出力電圧と前記フィルタ出力端子の電圧との差を電圧電流変換する第２のトランスコンダクタンス回路と、前記フィルタ入力端子の電圧と前記フィルタ出力端子の電圧との差を電圧電流変換し、出力電流が前記第２のトランスコンダクタンス回路の出力電流から減算される第３のトランスコンダクタンス回路と、第２のコンデンサとを含む第２の積分器とを備え、
前記第２の積分器の出力電圧と前記フィルタ入力端子の電圧とが加算されるように構成され、
前記第２のトランスコンダクタンス回路の出力端子が前記フィルタ出力端子となるノッチフィルタ。
【請求項８】
フィルタ入力端子の電圧とフィルタ出力端子の電圧との差を電圧電流変換する第１のトランスコンダクタンス回路と、第１のコンデンサとを含む第１の積分器と、
前記第１の積分器の出力電圧と前記フィルタ出力端子の電圧との差を電圧電流変換する第２のトランスコンダクタンス回路と、前記フィルタ入力端子の電圧と前記フィルタ出力端子の電圧との差を電圧電流変換し、出力電流が前記第２のトランスコンダクタンス回路の出力電流に加算される第３のトランスコンダクタンス回路と、前記フィルタ入力端子の電圧と前記フィルタ出力端子の電圧との差を電圧電流変換し、出力電流が前記第２のトランスコンダクタンス回路の出力電流から減算される第４のトランスコンダクタンス回路と、第２のコンデンサとを含む第２の積分器とを備え、
前記第２の積分器の出力電圧と前記フィルタ入力端子の電圧とが加算されるように構成され、
前記第２のトランスコンダクタンス回路の出力端子が前記フィルタ出力端子となるノッチフィルタ。
【請求項９】
フィルタ入力端子の電圧とフィルタ出力端子の電圧との差を電圧電流変換する第１のトランスコンダクタンス回路と、第１のコンデンサとを含む第１の積分器と、
前記第１の積分器の出力電圧と前記フィルタ出力端子の電圧との差を電圧電流変換する第２のトランスコンダクタンス回路と、前記フィルタ入力端子の電圧と前記フィルタ出力端子の電圧との差を電圧電流変換し、出力電流が前記第２のトランスコンダクタンス回路の出力電流から減算される第３のトランスコンダクタンス回路と、第２のコンデンサとを含む第２の積分器とを備え、
前記第２の積分器の出力電圧と前記フィルタ入力端子の電圧とが加算されるように構成され、
前記第２のトランスコンダクタンス回路の出力端子が前記フィルタ出力端子となるオールパスフィルタ。
【請求項１０】
フィルタ入力端子の電圧とフィルタ出力端子の電圧との差を電圧電流変換する第１のトランスコンダクタンス回路と、第１のコンデンサとを含む第１の積分器と、
前記第１の積分器の出力電圧と前記フィルタ出力端子の電圧との差を電圧電流変換する第２のトランスコンダクタンス回路と、前記フィルタ入力端子の電圧と前記フィルタ出力端子の電圧との差を電圧電流変換し、出力電流が前記第２のトランスコンダクタンス回路の出力電流に加算される第３のトランスコンダクタンス回路と、前記フィルタ入力端子の電圧と前記フィルタ出力端子の電圧との差を電圧電流変換し、出力電流が前記第２のトランスコンダクタンス回路の出力電流から減算される第４のトランスコンダクタンス回路と、第２のコンデンサとを含む第２の積分器とを備え、
前記第２の積分器の出力電圧と前記フィルタ入力端子の電圧とが加算されるように構成され、
前記第２のトランスコンダクタンス回路の出力端子が前記フィルタ出力端子となるオールパスフィルタ。
【請求項１１】
正相フィルタ入力端子の電圧と負相フィルタ入力端子の電圧の差を電圧電流変換する第１の全差動トランスコンダクタンス回路と、正相フィルタ出力端子の電圧と負相フィルタ出力端子の電圧の差を電圧電流変換する第２の全差動トランスコンダクタンス回路と、第１のコンデンサとを含む第１の積分器と、
前記第１の積分器の正極性出力端子の電圧と負極性出力端子の電圧との差を電圧電流変換する第３の全差動トランスコンダクタンス回路と、前記正相フィルタ入力端子の電圧と前記正相フィルタ出力端子の電圧との差を電圧電流変換し、出力電流が前記第３の全差動トランスコンダクタンス回路の出力電流に加算される第４の全差動トランスコンダクタンス回路と、前記負相フィルタ入力端子の電圧と前記負相フィルタ出力端子の電圧との差を電圧電流変換し、出力電流が前記第３の全差動トランスコンダクタンス回路の出力電流に加算される第５の全差動トランスコンダクタンス回路と、前記正相フィルタ出力端子と負相フィルタ出力端子の電圧の差を電圧電流変換する第６の全差動トランスコンダクタンス回路と、第２のコンデンサとを含む第２の積分器とを備え、
前記第２の積分器の正極性出力端子の電圧と前記正相フィルタ入力端子の電圧とが加算されるとともに、前記第２の積分器の負極性出力端子の電圧と前記負相フィルタ入力端子の電圧とが加算されるように構成され、
前記第３の全差動トランスコンダクタンス回路の正極性出力端子および負極性出力端子がそれぞれ前記正相フィルタ出力端子および前記負相フィルタ出力端子となるフィルタ。
【請求項１２】
正相フィルタ入力端子の電圧と負相フィルタ入力端子の電圧の差を電圧電流変換する第１の全差動トランスコンダクタンス回路と、正相フィルタ出力端子の電圧と負相フィルタ出力端子の電圧の差を電圧電流変換する第２の全差動トランスコンダクタンス回路と、第１のコンデンサとを含む第１の積分器と、
前記第１の積分器の正極性出力端子の電圧と負極性出力端子の電圧との差を電圧電流変換する第３の全差動トランスコンダクタンス回路と、前記正相フィルタ入力端子の電圧と前記負相フィルタ入力端子の電圧の差を電圧電流変換し、出力電流が前記第３の全差動トランスコンダクタンス回路の出力電流に正極性で加算される第４の全差動トランスコンダクタンス回路と、前記正相フィルタ入力端子の電圧と前記負相フィルタ入力端子の電圧の差を電圧電流変換し、出力電流が前記第３の全差動トランスコンダクタンス回路の出力電流に逆極性で加算される第５の全差動トランスコンダクタンス回路と、前記正相フィルタ出力端子の電圧と前記負相フィルタ出力端子の電圧の差を電圧電流変換し、出力電流が前記第３の全差動トランスコンダクタンス回路の出力電流に正極性で加算される第６の全差動トランスコンダクタンス回路と、前記正相フィルタ出力端子の電圧と前記負相フィルタ出力端子の電圧の差を電圧電流変換し、出力電流が前記第３の全差動トランスコンダクタンス回路の出力電流に逆極性で加算される第７の全差動トランスコンダクタンス回路と、前記正相フィルタ出力端子と前記負相フィルタ出力端子の電圧の差を電圧電流変換する第８の全差動トランスコンダクタンス回路と、第２のコンデンサとを含む第２の積分器とを備え、
前記第２の積分器の正極性出力端子の電圧と前記正相フィルタ入力端子の電圧とが加算されるとともに、前記第２の積分器の負極性出力端子の電圧と前記負相フィルタ入力端子の電圧とが加算されるように構成され、
前記第３の全差動トランスコンダクタンス回路の正極性出力端子および負極性出力端子がそれぞれ前記正相フィルタ出力端子および前記負相フィルタ出力端子となるフィルタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は通信分野等で使用される高精度のフィルタに関するものである。とりわけ減衰量を制御できるノッチフィルタに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図４は先行技術のノッチフィルタ回路の一例を示すブロック図であり、バイカッド型の２次ノッチフィルタの構成を示している。図４において、符号１は入力電圧Ｖｉｎが入力される入力端子を示している。符号２，３はトランスコンダクタンス値ｇｍ１，ｇｍ２を有するトランスコンダクタンス回路をそれぞれ示している。符号８，９はそれぞれ電圧バッファ回路を示している。符号６，７は容量値Ｃ１，Ｃ２を有するコンデンサをそれぞれ示している。符号１２は接地端子を示している。符号１０は出力電圧Ｖｏが出力されるフィルタ出力端子を示している。
【０００３】
このバイカッドフィルタ回路はノッチフィルタを構成する。ノッチフィルタにおける出力電圧の入力電圧に対する伝達関数Ｈ（ｓ）は、トランスコンダクタンス回路２，３のトランスコンダクタンス値をｇｍ１，ｇｍ２とすれば、以下のごとくに与えられる。ただし、s=jωとする。
【０００４】
H（s）＝Vo／Vin
＝（s2＋gm1・gm2/(C1・C2)）
/(s2＋s・（gm2/C2）＋gm1・gm2/(C1・C2))      ………（１）
ここで、トランスコンダクタンス回路２の具体的な回路構成の一例を図１０に示す。トランスコンダクタンス回路３についても同様の回路構成であり、また後述の実施の形態（図１参照）で追加されているトランスコンダクタンス回路についても同様である。図１０において、符号２Ａは正極性入力端子を示し、符号２Ｂは負極性入力端子を示し、符号２Ｃは出力端子を示し、符号Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３はそれぞれＭＯＳトランジスタを示し、符号ＩＡ１，ＩＡ２はそれぞれ電流源を示している。符号Ｖｄｄはトランスコンダクタンス回路に加えられる電源電圧（基準電圧）を示し、符号Ｖｃはトランスコンダクタンス回路に加えられる制御電圧を示している。
【０００５】
ＭＯＳトランジスタＭ１，Ｍ２，Ｍ３はトランスコンダクタンスを構成している。トランスコンダクタンス値ｇｍ１は、ＭＯＳトランジスタＭ３に流れる電流を２Ｉoとし、利得定数をβとしたときに、
gm1=√（βIo/２）
で表される。ただし、利得定数βは、
β＝μCox（W/L）
である。ここで、記号μは移動度を示し、記号Ｃoxはゲート酸化膜容量を示し、記号Ｗはゲート幅を示し、記号Ｌはゲート長を示している。
【０００６】
したがって、ＭＯＳトランジスタＭ３のゲート電圧Ｖcを制御することによってトランスコンダクタンス値ｇｍ１の値を制御することができる。
【０００７】
図６は先行技術の２次ノッチフィルタの他の例を示すブロック図である。図６において、符号１Ａは入力電圧Ｖｉｎ／２が入力される正相フィルタ入力端子を示し、符号１Ｂは入力電圧−Ｖｉｎ／２が入力される負相フィルタ入力端子を示している。符号２０，３０，１３，１４はトランスコンダクタンス値ｇｍ１，ｇｍ２，ｇｍ５，ｇｍ６を有する全差動トランスコンダクタンス回路をそれぞれ示している。符号６０，７１，７２は容量値Ｃ１，Ｃ２１，Ｃ２２を有するコンデンサをそれぞれ示している。符号１０Ａ，１０Ｂは出力電圧Ｖｏが出力される正相フィルタ出力端子および負相フィルタ出力端子を示している。
【０００８】
そして、正相フィルタ出力端子１０Ａおよび負相フィルタ出力端子１０Ｂ間よりフィルタ出力がとりだされ、全差動タイプのノッチフィルタが構成される。
【０００９】
全差動トランスコンダクタンス回路２０，３０，１３，１４のトランスコンダクタンス値をそれぞれｇｍ１，ｇｍ２，ｇｍ５，ｇｍ６とし、コンデンサ７１，７２の容量値をＣ２１，Ｃ２２とし、C21＝C22＝２C2とすると、正相フィルタ出力端子１０Ａおよび負相フィルタ出力端子１０Ｂ間の出力電圧の入力電圧に対する伝達関数Ｈ（ｓ）は以下のごとくに与えられる。ただし、s=jωである。
【００１０】
H（ｓ）＝Vo／Vin
＝（s2＋gm1・gm6/（C1・C2））
/(s2＋s・(gm2/C2)＋gm5・gm6/(C1・C2))
……（２）
ここで、トランスコンダクタンス回路２０の具体的な回路構成の一例を図１１に示す。トランスコンダクタンス回路３０，１３，１４についても同様の構成を有し、後述の実施の形態（図２、図３）で追加されているトランスコンダクタンス回路についても同様の構成を有している。図１１において、符号２０Ａは正極性入力端子を示し、符号２０Ｂは負極性入力端子を示し、符号２０Ｃは正極性出力端子を示し、符号２０Ｄは負極性出力端子を示している。符号Ｍ１１，Ｍ１２，Ｍ１３はそれぞれＭＯＳトランジスタを示している。符号ＩＢ１，ＩＢ２はそれぞれ電流源を示している。符号Ｖｄｄはトランスコンダクタンス回路に加えられる電源電圧（基準電圧）を示し、符号Ｖｃはトランスコンダクタンス回路に加えられる制御電圧を示している。
【００１１】
ＭＯＳトランジスタＭ１１，Ｍ１２，Ｍ１３はトランスコンダクタンスを構成している。トランスコンダクタンス値ｇｍ１は、ＭＯＳトランジスタＭ１３に流れる電流を２Ioとし、利得定数をβとしたときに、
gm1=√（βIo/２）
で表される。ただし、利得定数βは、
β＝μCox（W/L）
である。ここで、記号μは移動度を示し、記号Ｃoxはゲート酸化膜容量を示し、記号Ｗはゲート幅を示し、記号Ｌはゲート長を示している。
【００１２】
したがって、ＭＯＳトランジスタＭ１３のゲート電圧Ｖcを制御することによってトランスコンダクタンス値ｇｍ１の値を制御することができる。
【００１３】
図８は先行技術の２次オールパスフィルタの一例を示すブロック図である。図８において、符号１７はオペアンプを示し、このオペアンプ１７は反転アンプを構成している。符号１５，１６は抵抗値Ｒ２，Ｒ２′を有する抵抗をそれぞれ示している。符号６００，７００は容量値Ｃ１，Ｃ２を有するコンデンサをそれぞれ示している。符号１２は接地端子を示し、符号１Ｃは入力電圧Ｖｉｎが入力される信号入力端子を示し、符号１０Ｃは出力電圧Ｖｏが出力される信号出力端子を示している。符号２００，３００はトランスコンダクタンス値がｇｍ１，ｇｍ２のアンプとしてのトランスコンダクタンス回路をそれぞれ示す。符号８０，９０は電圧バッファ回路をそれぞれ示す。
【００１４】
それぞれのトランスコンダクタンス回路２００，３００のトランスコンダクタンス値をｇｍ１，ｇｍ２とすると、このフィルタ回路のオペアンプ１７の出力はオールパスフィルタ特性を示す。オペアンプ１７の出力電圧の入力電圧に対する伝達関数Ｈ（ｓ）は以下のごとくに与えられる。ただし、S=jω、R2=R2′である。
【００１５】
H（ｓ）＝Vo／Vin
＝−（s2−s・gm2/C2+（gm1・gm2/(C1・C2)））
/(s2＋s(gm2/C2)＋gm1・gm2/(C1・C2))
……（３）
オペアンプを使用したアクティブフィルタやトランスコンダクタンス回路を使用したフィルタは、目標特性からの乖離がしばしば起きていた。その原因は、一般にオペアンプやトランスコンダクタンス回路が有限利得や有限周波数特性であること、つまり理想特性からずれがあるためである。とりわけ選択度の高い急峻なフィルタや、減衰量の大きなノッチフィルタではその乖離が大きくなり、特性の実現が難しかった。
【００１６】
図５にトランスコンダクタンス回路２に有限の寄生出力抵抗１１を付加したノッチフィルタを示す。このノッチフィルタの伝達関数Ｈ（ｓ）は、トランスコンダクタンス回路２の出力抵抗１１の抵抗値をＲＬとし、他は図４と同様とすると、以下のごとく与えられる。
【００１７】
H（s）＝Vo／Vin
＝（ｓ2＋ｓ/(C1・RL)＋gm1・gm2/(C1・C2)）
/(s2＋s・（1/(C1・RL)＋gm2/C2）＋（gm1＋１/RL）・gm2/(C1・C2))
……（４）
式（４）から明らかなように伝達関数Ｈ（ｓ）の分子に１次の項が残ってしまう。
【００１８】
ここで、抵抗値ＲＬが無限大の時は式（１）と同じになるが、一般に抵抗値ＲＬは有限であるため、ノッチの深さは無限大ではなく有限値となる。また、特性周波数や選択度も理想特性からずれてくる。積分器に対しては、抵抗値ＲＬを有する抵抗１１は位相進み要素である。
【００１９】
また、抵抗値ＲＬは無限大と見なし、トランスコンダクタンス値ｇｍ１の周波数特性のみを１次ローパスフィルタと近似し、その伝達関数をG(s)＝ωa/(s+ωa)とすると、ノッチフィルタの伝達関数Ｈ（ｓ）は以下のごとくに近似できる。
【００２０】
H（s）＝Vo／Vin
＝（ｓ2-ｓ(gm1・gm2/(C1・C2・ωa)＋gm1・gm2/(C1・C2))
/(s2＋s・（gm2/C2- gm1・gm2/(C1・C2・ωa) )＋（gm1・gm2/(C1・C2)）
……（５）
したがって、式（４）と同様に伝達関数Ｈ（ｓ）の分子に１次の項が残ってしまい、角周波数ωaが無限大でない限り減衰量は無限大にはならない。
【００２１】
図７にコンダクタンスｇｍ１，容量Ｃ１，抵抗ＲＬからなる積分器の特性例を示す。図７において、おおよそ、利得と位相は容量Ｃ１と抵抗ＲＬで決まる最初のポールから変化しはじめ、トランスコンダクタンス回路の周波数特性で決まる第２のポールでもう一度変化し始める。したがって、使用する周波数が積分器の特性のどこかによって位相遅れか、もしくは位相進みの積分器として使用されることとなる。なお、利得の変化点がポールの変化点であり、１回目のポールで位相は０度から−９０度まで変化する。
【００２２】
理想的には積分器の位相は周波数によらず−９０度で一定のはずであるが、図７の例で示した周波数ｆAでは少し位相遅れの状態で使用されることとなり、フィルタ特性が目標からずれてくる。
【００２３】
このことに対して、実施されてきた一つの対策は、例えば非特許文献１に記載されているように、オペアンプの位相補償などと同様、容量Ｃ１に直列に抵抗ｒを挿入して位相補償することである。
【００２４】
一般には、ωa＝1/（C1・r）付近に抵抗ｒの値が選ばれる。
【非特許文献１】Yannis  P.  Tsividis,「Integrated  Continuous−Time  Filter  Design−An  Overview」、IEEE  Journal  of Solid-State Circuits. Vol.29,No3,March  1994 pp166〜173
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２５】
しかしながら、トランジスタで構成されるトランスコンダクタンス回路を純抵抗で補正すると、素子バラツキに弱いという問題が生じ、また位相進み要素には使うことができない。
【００２６】
このため、特に位相の変化に敏感なノッチフィルタでは十分な特性をだすことが難しかった。また、同様に全通過帯域フィルタは利得が一定で位相の変化のみを利用しようとするものであり、同様な課題が存在していた。
【００２７】
図９にノッチフィルタ等の特性図を示す。図９において、トランスコンダクタンス回路やオペアンプの非理想効果によって、本来図９において、参照符号（ａ）に示すような特性が目標であっても、同図の参照符号（ｂ）に示すように減衰量が不十分なノッチ特性となってしまうことがある。また、同図の参照符号（ｃ）に示すような特性を有するオールパスフィルタが目標であっても、トランスコンダクタンス回路やオペアンプの非理想効果によって、同図の参照符号（ｂ）または参照符号（ｄ）に示すような特性のフィルタになってしまうことがある。
【００２８】
本発明の目的は、例えばノッチフィルタやオールパスフィルタに対して、上記のような問題を解決し、精度が出しやすく、素子ばらつきに強いフィルタを提供することである。
【００２９】
また、本発明の他の目的は、充分大きな減衰量を得ることができるノッチフィルタを提供することである。
【００３０】
また、本発明の他の目的は、高い精度のオールパスフィルタを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００３１】
上記課題を解決するために、第１の発明のフィルタは、第１および第２の積分器から構成される。第１の積分器は、フィルタ入力端子（１）の電圧とフィルタ出力端子（１０）の電圧との差を電圧電流変換する第１のトランスコンダクタンス回路（２）と、第１のコンデンサ（６）とを含む。
【００３２】
第２の積分器は、第１の積分器の出力電圧とフィルタ出力端子（１０）の電圧との差を電圧電流変換する第２のトランスコンダクタンス回路（３）と、フィルタ入力端子（１）の電圧とフィルタ出力端子（１０）の電圧との差を電圧電流変換し、出力電流が第２のトランスコンダクタンス回路（３）の出力電流に加算される第３のトランスコンダクタンス回路（４）と、第２のコンデンサ（７）とを含む。
【００３３】
そして、第２の積分器の出力電圧とフィルタ入力端子（１）の電圧とが加算されるように構成されている。第２のトランスコンダクタンス回路（３）の出力端子がフィルタ出力端子（１０）となる。
【００３４】
この構成によれば、フィルタ入力端子の電圧とフィルタ出力端子の電圧との差を電圧電流変換する第３のトランスコンダクタンス回路を設け、第３のトランスコンダクタンス回路の出力電流を第２のトランスコンダクタンス回路の出力電流に加算するようにしている。そのため、第３のトランスコンダクタンス回路を調整することによって、第１または第２のトランスコンダクタンス回路に非理想特性があっても、それをキャンセルしてノッチフィルタ、オールパスフィルタ、ベルフィルタ、ディップフィルタ等の所望のフィルタ特性を高い精度で得ることができ、素子バラツキに強いものが得られる。とりわけ、第１または第２のトランスコンダクタンス回路に非理想特性があっても、それをキャンセルしてノッチフィルタの減衰量を十分に得ることができる。
【００３５】
第２の発明のフィルタは、第１および第２の積分器から構成される。第１の積分器は、フィルタ入力端子（１）の電圧とフィルタ出力端子（１０）の電圧との差を電圧電流変換する第１のトランスコンダクタンス回路（２）と、第１のコンデンサ（６）とを含む。
【００３６】
第２の積分器は、第１の積分器の出力電圧とフィルタ出力端子（１０）の電圧との差を電圧電流変換する第２のトランスコンダクタンス回路（３）と、フィルタ入力端子（１）の電圧とフィルタ出力端子（１０）の電圧との差を電圧電流変換し、出力電流が第２のトランスコンダクタンス回路（３）の出力電流から減算される第３のトランスコンダクタンス回路（５）と、第２のコンデンサ（７）とを含む。
【００３７】
そして、第２の積分器の出力電圧とフィルタ入力端子（１）の電圧とが加算されるように構成されている。第２のトランスコンダクタンス回路（３）の出力端子がフィルタ出力端子（１０）となる。
【００３８】
この構成によれば、フィルタ入力端子の電圧とフィルタ出力端子の電圧との差を電圧電流変換する第３のトランスコンダクタンス回路を設け、第３のトランスコンダクタンス回路の出力電流を第２のトランスコンダクタンス回路の出力電流から減算するようにしている。そのため、第３のトランスコンダクタンス回路を調整することによって、第１または第２のトランスコンダクタンス回路に非理想特性があっても、それをキャンセルしてノッチフィルタ、オールパスフィルタ、ベルフィルタ、ディップフィルタ等の所望のフィルタ特性を高い精度で得ることができ、素子バラツキに強いものが得られる。とりわけ、第１または第２のトランスコンダクタンス回路に非理想特性があっても、それをキャンセルしてノッチフィルタの減衰量を十分に得ることができる。
【００３９】
第３の発明のフィルタは、第１および第２の積分器から構成される。第１の積分器は、フィルタ入力端子（１）の電圧とフィルタ出力端子（１０）の電圧との差を電圧電流変換する第１のトランスコンダクタンス回路（２）と、第１のコンデンサ（６）とを含む。
【００４０】
第２の積分器は、第１の積分器の出力電圧とフィルタ出力端子（１０）の電圧との差を電圧電流変換する第２のトランスコンダクタンス回路（３）と、フィルタ入力端子（１）の電圧とフィルタ出力端子（１０）の電圧との差を電圧電流変換し、出力電流が第２のトランスコンダクタンス回路（３）の出力電流に加算される第３のトランスコンダクタンス回路（４）と、フィルタ入力端子（１）の電圧とフィルタ出力端子（１０）の電圧との差を電圧電流変換し、出力電流が第２のトランスコンダクタンス回路（３）の出力電流から減算される第４のトランスコンダクタンス回路（５）と、第２のコンデンサ（７）とを含む。
【００４１】
そして、第２の積分器の出力電圧とフィルタ入力端子（１）の電圧が加算されるように構成されている。第２のトランスコンダクタンス回路（３）の出力端子がフィルタ出力端子（１０）となる。
【００４２】
この構成によれば、フィルタ入力端子の電圧とフィルタ出力端子の電圧との差を電圧電流変換する第３および第４のトランスコンダクタンス回路を設け、第３のトランスコンダクタンス回路の出力電流を第２のトランスコンダクタンス回路の出力電流に加算し、第４のトランスコンダクタンス回路の出力電流を第２のトランスコンダクタンス回路の出力電流から減算するようにしている。そのため、第３または第４のトランスコンダクタンス回路を調整することによって、第１または第２のトランスコンダクタンス回路に非理想特性があっても、それをキャンセルしてノッチフィルタ、オールパスフィルタ、ベルフィルタ、ディップフィルタ等の所望のフィルタ特性を高い精度で得ることができ、素子バラツキに強いものが得られる。とりわけ、第１または第２のトランスコンダクタンス回路に非理想特性があっても、それをキャンセルしてノッチフィルタの減衰量を十分に得ることができる。
【００４３】
第３の発明のフィルタにおいては、例えば第３のトランスコンダクタンス回路（４）のトランスコンダクタンス値が第４のトランスコンダクタンス回路（５）のトランスコンダクタンス値より大きく設定される。
【００４４】
この構成によれば、第１の積分器に位相遅れがある時にこの位相遅れを補償し、素子バラツキに強く位相補償が可能なフィルタを構成することができる。
【００４５】
また、第３の発明のフィルタにおいては、例えば第３のトランスコンダクタンス回路（４）のトランスコンダクタンス値が第４のトランスコンダクタンス回路（５）のトランスコンダクタンス値より小さく設定される。
【００４６】
この構成によれば、第１の積分器に位相進みがある時にこの位相進みを補償し、素子バラツキに強く位相補償が可能なフィルタを構成することができる。
【００４７】
第４の発明のノッチフィルタは、第１および第２の積分器から構成される。第１の積分器は、フィルタ入力端子（１）の電圧とフィルタ出力端子（１０）の電圧との差を電圧電流変換する第１のトランスコンダクタンス回路（２）と、第１のコンデンサ（６）とを含む。
【００４８】
第２の積分器は、第１の積分器の出力電圧とフィルタ出力端子（１０）の電圧との差を電圧電流変換する第２のトランスコンダクタンス回路（３）と、フィルタ入力端子（１）の電圧とフィルタ出力端子（１０）の電圧との差を電圧電流変換し、出力電流が第２のトランスコンダクタンス回路（３）の出力電流に加算される第３のトランスコンダクタンス回路（４）と、第２のコンデンサ（７）とを含む。
【００４９】
そして、第２の積分器の出力電圧とフィルタ入力端子（１）の電圧が加算されるように構成されている。第２のトランスコンダクタンス回路（３）の出力端子がフィルタ出力端子（１０）となる。
【００５０】
この構成によれば、フィルタ入力端子の電圧とフィルタ出力端子の電圧との差を電圧電流変換する第３のトランスコンダクタンス回路を設け、第３のトランスコンダクタンス回路の出力電流を第２のトランスコンダクタンス回路の出力電流に加算するようにしている。そのため、第３のトランスコンダクタンス回路を調整することによって、第１または第２のトランスコンダクタンス回路に非理想特性があっても、それをキャンセルして減衰量を十分に得ることができる。
【００５１】
第５の発明のノッチフィルタは、第１および第２の積分器から構成される。第１の積分器は、フィルタ入力端子（１）の電圧とフィルタ出力端子（１０）の電圧との差を電圧電流変換する第１のトランスコンダクタンス回路（２）と、第１のコンデンサ（６）とを含む。
【００５２】
第２の積分器は、第１の積分器の出力電圧とフィルタ出力端子（１０）の電圧との差を電圧電流変換する第２のトランスコンダクタンス回路（３）と、フィルタ入力端子（１）の電圧とフィルタ出力端子（１０）の電圧との差を電圧電流変換し、出力電流が第２のトランスコンダクタンス回路（３）の出力電流から減算される第３のトランスコンダクタンス回路（５）と、第２のコンデンサ（７）とを含む。
【００５３】
そして、第２の積分器の出力電圧とフィルタ入力端子（１）の電圧が加算されるように構成されている。第２のトランスコンダクタンス回路（３）の出力端子がフィルタ出力端子（１０）となる。
【００５４】
この構成によれば、フィルタ入力端子の電圧とフィルタ出力端子の電圧との差を電圧電流変換する第３のトランスコンダクタンス回路を設け、第３のトランスコンダクタンス回路の出力電流を第２のトランスコンダクタンス回路の出力電流から減算するようにしている。そのため、第３のトランスコンダクタンス回路を調整することによって、第１または第２のトランスコンダクタンス回路に非理想特性があっても、それをキャンセルして減衰量を十分に得ることができる。
【００５５】
第６の発明のノッチフィルタは、第１および第２の積分器から構成される。第１の積分器は、フィルタ入力端子（１）の電圧とフィルタ出力端子（１０）の電圧との差を電圧電流変換する第１のトランスコンダクタンス回路（２）と、第１のコンデンサ（６）とを含む。
【００５６】
第２の積分器は、第１の積分器の出力電圧とフィルタ出力端子（１０）の電圧との差を電圧電流変換する第２のトランスコンダクタンス回路（３）と、フィルタ入力端子（１）の電圧とフィルタ出力端子（１０）の電圧との差を電圧電流変換し、出力電流が第２のトランスコンダクタンス回路（３）の出力電流に加算される第３のトランスコンダクタンス回路（４）と、フィルタ入力端子（１）の電圧とフィルタ出力端子（１０）の電圧との差を電圧電流変換し、出力電流が第２のトランスコンダクタンス回路（３）の出力電流から減算される第４のトランスコンダクタンス回路（５）と、第２のコンデンサ（７）とを含む。
【００５７】
そして、第２の積分器の出力電圧とフィルタ入力端子（１）の電圧が加算されるように構成されている。第２のトランスコンダクタンス回路（３）の出力端子がフィルタ出力端子（１０）となる。
【００５８】
この構成によれば、フィルタ入力端子の電圧とフィルタ出力端子の電圧との差を電圧電流変換する第３および第４のトランスコンダクタンス回路を設け、第３のトランスコンダクタンス回路の出力電流を第２のトランスコンダクタンス回路の出力電流に加算し、第４のトランスコンダクタンス回路の出力電流を第２のトランスコンダクタンス回路の出力電流から減算するようにしている。そのため、第３または第４のトランスコンダクタンス回路を調整することによって、第１または第２のトランスコンダクタンス回路に非理想特性があっても、それをキャンセルして減衰量を十分に得ることができる。
【００５９】
第７の発明のオールパスフィルタは、第１および第２の積分器から構成される。第１の積分器は、フィルタ入力端子（１）の電圧とフィルタ出力端子（１０）の電圧との差を電圧電流変換する第１のトランスコンダクタンス回路（２）と、第１のコンデンサ（６）とを含む。
【００６０】
第２の積分器は、第１の積分器の出力電圧とフィルタ出力端子（１０）の電圧との差を電圧電流変換する第２のトランスコンダクタンス回路（３）と、フィルタ入力端子（１）の電圧とフィルタ出力端子（１０）の電圧との差を電圧電流変換し、出力電流が第２のトランスコンダクタンス回路（３）の出力電流から減算される第３のトランスコンダクタンス回路（５）と、第２のコンデンサ（７）とを含む。
【００６１】
そして、第２の積分器の出力電圧とフィルタ入力端子（１）の電圧が加算されるように構成されている。第２のトランスコンダクタンス回路（３）の出力端子がフィルタ出力端子（１０）となる。
【００６２】
この構成によれば、フィルタ入力端子の電圧とフィルタ出力端子の電圧との差を電圧電流変換する第３のトランスコンダクタンス回路を設け、第３のトランスコンダクタンス回路の出力電流を第２のトランスコンダクタンス回路の出力電流から減算するようにしている。そのため、第３のトランスコンダクタンス回路を調整することによって、第１または第２のトランスコンダクタンス回路に非理想特性があっても、それをキャンセルして高精度なオールパスフィルタ特性を得ることができ、しかも素子バラツキに強いものが得られる。
【００６３】
第８の発明のオールパスフィルタは、第１および第２の積分器から構成される。第１の積分器は、フィルタ入力端子（１）の電圧とフィルタ出力端子（１０）の電圧との差を電圧電流変換する第１のトランスコンダクタンス回路（２）と、第１のコンデンサ（６）とを含む。
【００６４】
第２の積分器は、第１の積分器の出力電圧とフィルタ出力端子（１０）の電圧との差を電圧電流変換する第２のトランスコンダクタンス回路（３）と、フィルタ入力端子（１）の電圧とフィルタ出力端子（１０）の電圧との差を電圧電流変換し、出力電流が第２のトランスコンダクタンス回路（３）の出力電流に加算される第３のトランスコンダクタンス回路（４）と、フィルタ入力端子（１）の電圧とフィルタ出力端子（１０）の電圧との差を電圧電流変換し、出力電流が第２のトランスコンダクタンス回路（３）の出力電流から減算される第４のトランスコンダクタンス回路（５）と、第２のコンデンサ（７）とを含む。
【００６５】
そして、第２の積分器の出力電圧とフィルタ入力端子（１）の電圧が加算されるように構成されている。第２のトランスコンダクタンス回路（３）の出力端子がフィルタ出力端子（１０）となる。
【００６６】
この構成によれば、フィルタ入力端子の電圧とフィルタ出力端子の電圧との差を電圧電流変換する第３および第４のトランスコンダクタンス回路を設け、第３のトランスコンダクタンス回路の出力電流を第２のトランスコンダクタンス回路の出力電流に加算し、第４のトランスコンダクタンス回路の出力電流を第２のトランスコンダクタンス回路の出力電流から減算するようにしている。そのため、第３または第４のトランスコンダクタンス回路を調整することによって、第１または第２のトランスコンダクタンス回路に非理想特性があっても、それをキャンセルして高精度なオールパスフィルタ特性を得ることができ、しかも素子バラツキに強いものが得られる。
【００６７】
第９の発明のフィルタは、第１および第２の積分器から構成される。第１の積分器は、正相フィルタ入力端子（１Ａ）の電圧と負相フィルタ入力端子（１Ｂ）の電圧の差を電圧電流変換する第１の全差動トランスコンダクタンス回路（２０）と、正相フィルタ出力端子（１０Ａ）の電圧と負相フィルタ出力端子（１０Ｂ）の電圧の差を電圧電流変換する第２の全差動トランスコンダクタンス回路（１３）と、第１のコンデンサ（６０）とを含む。
【００６８】
第２の積分器は、第１の積分器の正極性出力端子の電圧と負極性出力端子の電圧との差を電圧電流変換する第３の全差動トランスコンダクタンス回路（１４）と、正相フィルタ入力端子（１Ａ）の電圧と正相フィルタ出力端子（１０Ａ）の電圧との差を電圧電流変換し、出力電流が第３の全差動トランスコンダクタンス回路（１４）の出力電流に加算される第４の全差動トランスコンダクタンス回路（４０）と、負相フィルタ入力端子（１Ｂ）の電圧と負相フィルタ出力端子（１０Ｂ）の電圧との差を電圧電流変換し、出力電流が第３の全差動トランスコンダクタンス回路（１４）の出力電流に加算される第５の全差動トランスコンダクタンス回路（５０）と、正相フィルタ出力端子（１０Ａ）と負相フィルタ出力端子（１０Ｂ）の電圧の差を電圧電流変換する第６の全差動トランスコンダクタンス回路（３０）と、第２のコンデンサ（７１，７２）とを含む。
【００６９】
そして、第２の積分器の正極性出力端子の電圧と正相フィルタ入力端子（１Ａ）の電圧とが加算されるとともに、第２の積分器の負極性出力端子の電圧と負相フィルタ入力端子（１Ｂ）の電圧とが加算されるように構成されている。第３の全差動トランスコンダクタンス回路（１４）の正極性出力端子および負極性出力端子がそれぞれ正相フィルタ出力端子（１０Ａ）および負相フィルタ出力端子（１０Ｂ）となる。
【００７０】
この構成によれば、第２の積分器に、正相フィルタ入力端子の電圧と正相フィルタ出力端子の電圧との差を電圧電流変換する第４の全差動トランスコンダクタンス回路と、負相フィルタ入力端子の電圧と負相フィルタ出力端子の電圧との差を電圧電流変換する第５の全差動トランスコンダクタンス回路とを追加し、第４の全差動トランスコンダクタンス回路の出力電流を第３の全差動トランスコンダクタンス回路の出力電流に加算し、第５の全差動トランスコンダクタンス回路の出力電流を第３の全差動トランスコンダクタンス回路の出力電流に加算するようにしている。そのため、第４または第５の全差動トランスコンダクタンス回路を調整することによって、第１，第２または第３の全差動トランスコンダクタンス回路に非理想特性があっても、それをキャンセルしてノッチフィルタ、オールパスフィルタ、ベルフィルタ、ディップフィルタ等の所望のフィルタ特性を高い精度で得ることができ、素子バラツキに強いものが得られる。とりわけ、第１，第２，第３の全差動トランスコンダクタンス回路に非理想特性があっても、それをキャンセルしてノッチフィルタの減衰量を十分に得ることができる。
【００７１】
第１０の発明のフィルタは、第１および第２の積分器から構成される。第１の積分器は、正相フィルタ入力端子（１Ａ）の電圧と負相フィルタ入力端子（１Ｂ）の電圧の差を電圧電流変換する第１の全差動トランスコンダクタンス回路（２０）と、正相フィルタ出力端子（１０Ａ）の電圧と負相フィルタ出力端子（１０Ｂ）の電圧の差を電圧電流変換する第２の全差動トランスコンダクタンス回路（１３）と、第１のコンデンサ（６０）とを含む。
【００７２】
第２の積分器は、第１の積分器の正極性出力端子の電圧と負極性出力端子の電圧との差を電圧電流変換する第３の全差動トランスコンダクタンス回路（１４）と、正相フィルタ入力端子（１Ａ）の電圧と負相フィルタ入力端子（１Ｂ）の電圧の差を電圧電流変換し、出力電流が第３の全差動トランスコンダクタンス回路（１４）の出力電流に正極性で加算される第４の全差動トランスコンダクタンス回路（４０）と、正相フィルタ入力端子（１Ａ）の電圧と負相フィルタ入力端子（１Ｂ）の電圧の差を電圧電流変換し、出力電流が第３の全差動トランスコンダクタンス回路（１４）の出力電流に逆極性で加算される第５の全差動トランスコンダクタンス回路（５０）と、正相フィルタ出力端子（１０Ａ）の電圧と負相フィルタ出力端子（１０Ｂ）の電圧の差を電圧電流変換し、出力電流が第３の全差動トランスコンダクタンス回路（１４）の出力電流に正極性で加算される第６の全差動トランスコンダクタンス回路（１８）と、正相フィルタ出力端子（１０Ａ）の電圧と負相フィルタ出力端子（１０Ｂ）の電圧の差を電圧電流変換し、出力電流が第３の全差動トランスコンダクタンス回路（１４）の出力電流に逆極性で加算される第７の全差動トランスコンダクタンス回路（１９）と、正相フィルタ出力端子と負相フィルタ出力端子の電圧の差を電圧電流変換する第８の全差動トランスコンダクタンス回路（３０）と、第２のコンデンサ（７１，７２）とを含む。
【００７３】
そして、第２の積分器の正極性出力端子の電圧と正相フィルタ入力端子（１Ａ）の電圧とが加算されるとともに、第２の積分器の負極性出力端子の電圧と負相フィルタ入力端子（１Ｂ）の電圧とが加算されるように構成されている。第３の全差動トランスコンダクタンス回路（１４）の正極性出力端子および負極性出力端子がそれぞれ正相フィルタ出力端子（１０Ａ）および負相フィルタ出力端子（１０Ｂ）となる。
【００７４】
この構成によれば、第２の積分器に、正相フィルタ入力端子の電圧と負相フィルタ入力端子の電圧の差を電圧電流変換する第４および第５の全差動トランスコンダクタンス回路と、正相フィルタ出力端子の電圧と負相フィルタ出力端子の電圧の差を電圧電流変換する第６および第７の全差動トランスコンダクタンス回路とを追加し、第４および第６の全差動トランスコンダクタンス回路の出力電流を第３の全差動トランスコンダクタンス回路の出力電流に正極性で加算し、第５および第７の全差動トランスコンダクタンス回路の出力電流を第３の全差動トランスコンダクタンス回路の出力電流に逆極性で加算するようにしている。そのため、第４、第５、第６または第７の全差動トランスコンダクタンス回路を調整することによって、第１，第２，第３の全差動トランスコンダクタンス回路に非理想特性があっても、それをキャンセルしてノッチフィルタ、オールパスフィルタ、ベルフィルタ、ディップフィルタ等の所望のフィルタ特性を高い精度で得ることができ、素子バラツキに強いものが得られる。とりわけ、第１，第２，第３のトランスコンダクタンス回路に非理想特性があっても、それをキャンセルしてノッチフィルタの減衰量を十分に得ることができる。
【発明の効果】
【００７５】
以上説明したように、本発明によれば、オペアンプやトランスコンダクタンス回路の非理想効果をキャンセルし、理想的なノッチフィルタを実現することが可能である。またノッチの深さを制御することが可能であり、トランスコンダクタンス回路の非理想効果をキャンセルした高精度なオールパスフィルタも実現することができる。さらに、所望のフィルタ特性を高精度に得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００７６】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
【００７７】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１を示す。以下図１をもとに実施の形態１を説明する。
【００７８】
図１において、符号１はフィルタ入力端子を示し、符号２，３，４，５はトランスコンダクタンス値ｇｍ１，ｇｍ２，ｇｍ３，ｇｍ４を有するトランスコンダクタンス回路をそれぞれ示し、符号６，７は容量値Ｃ１，Ｃ２を有するコンデンサをそれぞれ示し、符号８，９は電圧バッファ回路をそれぞれ示している。符号１０はフィルタ出力端子を示し、符号１２は接地端子を示している。
【００７９】
トランスコンダクタンス回路２，３，４，５のトランスコンダクタンス値をｇｍ１，ｇｍ２，ｇｍ３，ｇｍ４とし、コンデンサ６，７の容量値をＣ１，Ｃ２とすると、フィルタ入力端子１からフィルタ出力端子１０までのその伝達関数Ｈ（ｓ）は以下のごとく表される。
【００８０】
H（s）＝Vo／Vin
＝[s2+s(gm3-gm4)/C2+gm1gm2/(C1C2)]
/[s2+s(gm2＋gm3-gm4)/C2+gm1gm2/(C1C2)]
……（６）
したがって、gm3=gm4とすると、ノッチフィルタとなる。
【００８１】
ここで、トランスコンダクタンスｇｍ１の周波数特性をG(s)＝ωa/(s+ωa)とし、出力抵抗ＲＬを含んだ伝達関数Ｈ（ｓ）を以下のごとくに近似する。
【００８２】
H（s）＝Vo／Vin
＝（s2+ s（1/C1RL+(gm3−gm4)/C2−gm1gm2/C1C2ωa）+gm1gm2/(C1C2)）
/(s2+ s((gm2+gm3-gm4-gm1gm2/ωaC1)/C2+1/C1RL)+ ((gm1gm2+(gm2+gm3-gm4)/RL)/(C1C2)) 
……（７）
ここで、分子の１次の項を０にするためには、
gm3-gm4＝gm1gm2/C1ωa-C2/(C1RL)                  ……（８）
に選べばよい。このようにすることによって、完全なノッチ特性を得ることが可能となる。
【００８３】
したがって、トランスコンダクタンス回路の非理想効果をキャンセルすることが可能である。
【００８４】
また、式（６）において、gm2=2(gm4-gm3), gm4 〉gm3のときは、オールパスフィルタを構成することが可能である。
【００８５】
また、同式において、2(gm4-gm3)＜gm2のときは、ディップフィルタを構成する。
【００８６】
また、同式において、2(gm4-gm3)＞gm2のときは、ベルフィルタとなる。
【００８７】
以上説明したように、本発明の実施の形態１によれば、フィルタ入力端子１の電圧とフィルタ出力端子１０の電圧との差を電圧電流変換するトランスコンダクタンス回路４，５を設け、トランスコンダクタンス回路４の出力電流をトランスコンダクタンス回路３の出力電流に加算し、トランスコンダクタンス回路５の出力電流をトランスコンダクタンス回路３の出力電流から減算するようにしている。そのため、トランスコンダクタンス回路４，５を調整することによって、トランスコンダクタンス回路２，３に非理想特性があっても、それをキャンセルしてノッチフィルタ、オールパスフィルタ、ベルフィルタ、ディップフィルタ等の所望のフィルタ特性を高い精度で得ることができ、素子バラツキに強いものが得られる。とりわけ、トランスコンダクタンス回路２，３に非理想特性があっても、それをキャンセルしてノッチフィルタの減衰量を十分に得ることができる。
【００８８】
なお、他の種類のフィルタについても、同様にトランスコンダクタンス回路の非理想効果が伝達関数に与える理想特性からのずれを補正することが可能である。
【００８９】
なお、上記の実施の形態では、トランスコンダクタンス回路４，５の両方を設けていたが、非理想特性のキャンセル、あるいは目標とするフィルタ特性を得るためには、トランスコンダクタンス回路４，５の両方が必要とは限らず、目標とする特性に調整するために、何れか一方のみを設けるだけでよい場合もある。
【００９０】
また、電圧バッファ回路８，９については省略することも可能である。
【００９１】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２を図２に示す。図２において、符号１Ａは正相フィルタ入力端子を示し、符号１Ｂは負相フィルタ入力端子を示し、符号２０，３０，４０，５０，１３，１４は全差動トランスコンダクタンス回路をそれぞれ示し、符号６０，７１，７２はコンデンサをそれぞれ示している。トランスコンダクタンス値ｇｍ３，ｇｍ４を有する全差動トランスコンダクタンス回路４０，５０がそれぞれ追加された以外は図６の先行技術と同様である。
【００９２】
この回路の伝達関数Ｈ（ｓ）は、トランスコンダクタンス回路２０，３０，４０，５０，１３，１４のトランスコンダクタンス値をそれぞれ、ｇｍ１，ｇｍ２，ｇｍ３，ｇｍ４，ｇｍ５，ｇｍ６とし、コンデンサ６０の容量値をＣ１、コンデンサ７１，７２の容量値をＣ２１，Ｃ２２とし、C21=C22＝C2とすると、以下のようになる。すなわち、伝達関数Ｈ（ｓ）は
H（s）＝Vo／Vin
＝（s2+ s（(gm3−gm4)/C2）+2gm1gm6/(C1C2)）
/(s2+ s((2gm2+gm3-gm4)/C2)+(2gm5gm6/(C1C2))    ……（９）
となり、gm3=gm4のときはノッチフィルタとなる。
【００９３】
また、gm4-gm3=gm2の時はオールパスフィルタとなる。
【００９４】
しかしながら、図５に示したように、トランスコンダクタンス回路の非理想効果のため、ノッチフィルタの伝達関数Ｈ（ｓ）に１次の項が残ってしまう。
【００９５】
１次の項は非理想効果の成分S＊A−S*B（S=jω、A、Bは正の値）を追加すると、（gm3-gm4）/C2+(A-B)となる。したがって、完全にノッチにするためには、（gm3-gm4）/C2+(A-B)＝0となるようにgm3,gm4を選べば良い。
【００９６】
この実施の形態によれば、トランスコンダクタンス回路１３とコンデンサ６０で構成される積分器に、正相フィルタ入力端子１Ａの電圧と正相フィルタ出力端子１０Ａの電圧との差を電圧電流変換する全差動トランスコンダクタンス回路４０と、負相フィルタ入力端子１Ｂの電圧と負相フィルタ出力端子１０Ｂの電圧との差を電圧電流変換する全差動トランスコンダクタンス回路５０とを追加し、全差動トランスコンダクタンス回路４０の出力電流を全差動トランスコンダクタンス回路１４の出力電流に加算し、全差動トランスコンダクタンス回路５０の出力電流を全差動トランスコンダクタンス回路１４の出力電流に加算するようにしている。そのため、全差動トランスコンダクタンス回路４０，５０を調整することによって、全差動トランスコンダクタンス回路２０，３０，１３，１４に非理想特性があっても、それをキャンセルしてノッチフィルタ、オールパスフィルタ、ベルフィルタ、ディップフィルタ等の所望のフィルタ特性を高い精度で得ることができ、素子バラツキに強いものが得られる。とりわけ、全差動トランスコンダクタンス回路２０，３０，１３，１４に非理想特性があっても、それをキャンセルしてノッチフィルタの減衰量を十分に得ることができる。
【００９７】
なお、非理想特性のキャンセル、あるいは目標とするフィルタ特性を得るためには、全差動トランスコンダクタンス回路４０，５０の何れか一方を省くことも可能である。
【００９８】
また、他の種類のフィルタについても同様に、トランスコンダクタンス回路の非理想効果が伝達関数に与える誤差を修正することが可能である。
【００９９】
（実施の形態３）
本発明の実施の形態３を図３に示す。図３において、符号１Ａは正相フィルタ入力端子を示し、符号１Ｂは負相フィルタ入力端子を示し、符号２０，３０，４０，５０，１３，１４，１８，１９は全差動トランスコンダクタンス回路をそれぞれ示し、符号６０，７１，７２はコンデンサをそれぞれ示している。全差動トランスコンダクタンス回路４０，５０，１８，１９を追加した以外は、図６の先行技術と同様である。
【０１００】
この回路の伝達関数Ｈ（ｓ）は、トランスコンダクタンス回路２０，３０，４０，５０，１３，１４，１８，１９のトランスコンダクタンス値をそれぞれ、ｇｍ１，ｇｍ２，ｇｍ３，ｇｍ４，ｇｍ５，ｇｍ６，ｇｍ７，ｇｍ８とし、コンデンサ６０の容量値をＣ１とし、コンデンサ７１，７２の容量値Ｃ２１，Ｃ２２とし、C21=C22＝C2とすると、以下のようになる。すなわち、伝達関数Ｈ（ｓ）は
H（s）＝Vo／Vin
＝（s2+ s((gm3-gm4)/C2) +2gm1gm6/(C1C2)）
/(s2+ s((gm2+gm7-gm8)/C2)+(2gm5gm6/(C1C2))    ……（１０）
となり、gm3=gm4のときはノッチフィルタとなる。
【０１０１】
また、gm4-gm3=gm2+gm7-gm8、の時はオールパスフィルタとなる。
【０１０２】
しかしながら、図５に示したように、トランスコンダクタンス回路の非理想効果のため、ノッチフィルタの伝達関数Ｈ（ｓ）に１次の項が残ってしまう。
【０１０３】
１次の項は非理想効果の成分S＊A−S*B（S=jω、A、Bは正の値）を追加すると、（gm3-gm4）/C2+(A-B)となる。したがって、完全にノッチにするためには、（gm3-gm4）/C2+(A-B)＝0となるようにgm3,gm4を選ぶ必要がある。
【０１０４】
この実施の形態によれば、トランスコンダクタンス回路１３とコンデンサ６０で構成される積分器に、正相フィルタ入力端子１Ａの電圧と負相フィルタ入力端子１Ｂの電圧の差を電圧電流変換する全差動トランスコンダクタンス回路４０，５０と、正相フィルタ出力端子の電圧と負相フィルタ出力端子の電圧の差を電圧電流変換する全差動トランスコンダクタンス回路１８，１９とを追加し、全差動トランスコンダクタンス回路４０，１８の出力電流を全差動トランスコンダクタンス回路１４の出力電流に正極性で加算し、全差動トランスコンダクタンス回路５０，１９の出力電流を全差動トランスコンダクタンス回路１４の出力電流に逆極性で加算するようにしている。そのため、全差動トランスコンダクタンス回路４０，５０，１８，１９を調整することによって、全差動トランスコンダクタンス回路２０，３０，１３，１４に非理想特性があっても、それをキャンセルしてノッチフィルタ、オールパスフィルタ、ベルフィルタ、ディップフィルタ等の所望のフィルタ特性を高い精度で得ることができ、素子バラツキに強いものが得られる。とりわけ、全差動トランスコンダクタンス回路２０，３０，１３，１４に非理想特性があっても、それをキャンセルしてノッチフィルタの減衰量を十分に得ることができる。
【０１０５】
なお、非理想特性のキャンセル、あるいは目標とするフィルタ特性を得るためには、全差動トランスコンダクタンス回路４０，５０の何れか一方、全差動トランスコンダクタンス回路１８，１９の何れか一方を省くことも可能である。
【０１０６】
なお、他の種類のフィルタについても、トランスコンダクタンスの非理想効果による伝達関数の分母、分子の１次の項のずれを補正して理想状態にすることが可能である。
【０１０７】
オールパスフィルタについても（１０）式において、分子に１次の項の非理想効果の成分S*A-S*Bを追加すると、(gm3-gm4)/C2+(A-B)となる。したがって、完全にオールパスフィルタとするためには、(gm4-gm3)/C2+(B-A)=(gm2+gm7-gm8)/C2となるようgm3,gm4,gm7,gm8を選ぶ必要がある。
【産業上の利用可能性】
【０１０８】
本発明にかかるフィルタは、オペアンプやトランスコンダクタンス回路の非理想効果をキャンセルし、理想的なノッチフィルタを実現することが可能である。またノッチの深さを制御することが可能であり、トランスコンダクタンス回路の非理想効果をキャンセルした高精度なオールパスフィルタも実現することができるという効果を有し、通信分野等で使用される高精度のフィルタ等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１０９】
【図１】本発明の実施の形態１におけるフィルタ回路の構成を示す回路図である。
【図２】本発明の実施の形態２におけるフィルタ回路の構成を示す回路図である。
【図３】本発明の実施の形態３におけるフィルタ回路の構成を示す回路図である。
【図４】先行技術のノッチフィルタ回路の構成を示す回路図である。
【図５】先行技術のノッチフィルタの非理想効果を説明する特性図である。
【図６】先行技術のノッチフィルタの第２の例を示す回路図である。
【図７】先行技術のノッチフィルタの非理想効果による積分器の誤差を示す特性図である。
【図８】先行技術のオールパスフィルタ回路の構成を示す回路図である。
【図９】各種フィルタ特性を示す特性図である。
【図１０】トランスコンダクタンス回路２の具体的な回路例を示す回路図である。
【図１１】全差動トランスコンダクタンス回路２０の具体的な回路例を示す回路図である。
【符号の説明】
【０１１０】
１    フィルタ入力端子
１Ａ    正相フィルタ入力端子
１Ｂ    負相フィルタ入力端子
２，３，４，５    トランスコンダクタンス回路
２０，３０，１３，１４    全差動トランスコンダクタンス回路
４０，５０，１８，１９    全差動トランスコンダクタンス回路
６，７，６０，７１，７２    コンデンサ
８，９    電圧バッファ回路
１０    フィルタ出力端子
１０Ａ    正相フィルタ出力端子
１０Ｂ    負相フィルタ出力端子
１１    寄生出力抵抗
１２    接地端子
１５，１６    抵抗
１７    オペアンプ
【図１】
2004297771.tif 000003
【図２】
2004297771.tif 000004
【図３】
2004297771.tif 000005
【図４】
2004297771.tif 000006
【図５】
2004297771.tif 000007
【図６】
2004297771.tif 000008
【図７】
2004297771.tif 000009
【図８】
2004297771.tif 000010
【図９】
2004297771.tif 000011
【図１０】
2004297771.tif 000012
【図１１】
2004297771.tif 000013