(57)【要約】【課題】従来の入力信号を時間によって微分または積分する電子回路およびこの電子回路を用いて形成するフィルタ回路においては、使用温度が変化すると遮断周波数ω０が変化してしまった。【解決手段】本発明の電子回路およびこれを用いたフィルタ回路は、電子回路を形成する抵抗器を正の温度係数を持つ第１の抵抗素子と負の温度係数を持つ第２の抵抗素子とを直列に接続して構成する。このようにすることで、使用温度が変化したときに、正の温度係数を持つ第１の抵抗素子と負の温度係数を持つ第２の抵抗素子とが、互いの温度変化を打ち消し合い、温度による周波数特性の変化を少なくすることが可能となる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力信号を時間によって微分または積分する電子回路であって、少なくとも１つの抵抗器と少なくとも１つの容量素子と反転増幅器とを有する積分動作または微分動作を行う電子回路において、
前記抵抗器は、正の温度係数を持つ第１の抵抗素子と負の温度係数を持つ第２の抵抗素子とを直列に接続してなることを特徴とする電子回路。
【請求項２】
前記第１の抵抗素子の抵抗値に前記第２の抵抗素子の温度係数の絶対値を乗じた値と、前記第２の抵抗素子の抵抗値に前記第１の抵抗素子の温度係数の絶対値を乗じた値とが略同じであることを特徴とする請求項１に記載の電子回路。
【請求項３】
請求項１に記載の電子回路を用いるフィルタ回路であり、
抵抗器と容量素子と反転増幅器とを有し、
前記抵抗器は、前記反転増幅器の負側の入力端子と出力端子との間に接続するか、または、前記反転増幅器に入力する入力信号線と前記反転増幅器の負側の入力端子との間に接続し、
前記反転増幅器の正側の入力端子は、所定の電位を有する信号線に接続し、
前記容量素子は、前記反転増幅器の負側の入力端子と出力端子との間に接続することを特徴とするフィルタ回路。
【請求項４】
請求項１に記載の電子回路を用いるフィルタ回路であり、
抵抗器と容量素子と反転増幅器とを有し
前記抵抗器は、前記反転増幅器の負側の入力端子と出力端子との間に接続するか、または、前記反転増幅器に入力する入力信号線と前記反転増幅器の負側の入力端子との間に前記容量素子を介して接続し、
前記反転増幅器の正側の入力端子は、所定の電位を有する信号線に接続することを特徴とするフィルタ回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入力信号を時間によって微分または積分する電子回路に関し、詳しくは、反転増幅回路を有する電子回路およびこれらを用いたフィルタ回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
入力信号を時間によって微分または積分した波形にして出力する回路を微分回路または積分回路といい、これらを用いたフィルタ回路は一般的に信号のノイズ除去に用いられる。
信号には、時間変化に対して「１」か「０」の２進数の値を有するデジタル信号と、時間変化に対して連続した値を有するアナログ信号とがある。
デジタル信号は、ある時間に対して必ず「１」か「０」の値を有するため、ノイズが混入することはほとんどないが、アナログ信号は、時間変化に伴って信号の値が連続して変化するため、信号にノイズが混入する場合が多く、フィルタ回路はアナログ回路に用いられる場合が多い。
【０００３】
フィルタ回路とは、ある特定の周波数帯域に制限をかけたり、特定の周波数成分を取り出すためのものであって、濾波器ともいう。フィルタ回路は、取り出す周波数によって、ハイパスフィルタ（高域通過濾波器）、ローパスフィルタ（低域通過濾波器）、バンドパスフィルタ（帯域通過濾波器）などがあり、入力信号の特定の周波数だけを減衰させるものもある。
フィルタ回路は、入力信号と出力信号との関係を表す伝達関数によってその特性が決まる。欲する伝達関数によって回路が決まるため、多くのフィルタ回路が提案されている。
【０００４】
非特許文献１に示した従来技術は、フィルタ回路に関するものであって、コンデンサ，抵抗器，反転増幅器を組み合わせて作成することが例示されている。これらの抵抗器の抵抗値やコンデンサの容量値によって遮断周波数ω０の値が決定することが記されている。
【０００５】
【非特許文献１】蒲生良治、「トランジスタ技術ＳＰＥＣＩＡＬ」、Ｎｏ．４４、第６版、ＣＱ出版社、２０００年１月１５日、Ｐ１５−Ｐ２８
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、非特許文献１に示した従来技術の通りに電子回路を設計しても、実際に電子回路を構成して動作させると、遮断周波数が設計した値からずれてしまうという問題がある。
その理由は、フィルタ回路を構成する抵抗器やコンデンサ、反転増幅器などの各素子の温度特性が影響しているのであって、特に、抵抗器は、使用温度が変化すると抵抗値が変化してしまうために、最も影響が出やすいのである。
【０００７】
本発明の電子回路は、上記問題点を鑑みてなされたものであって、電子回路の動作温度が変化しても正常に動作する回路を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明の電子回路は、次のような構成を採用するものである。
【０００９】
入力信号を時間によって微分または積分する電子回路であって、少なくとも１つの抵抗
器と少なくとも１つの容量素子と反転増幅器とを有する積分動作または微分動作を行う電子回路において、
抵抗器は、正の温度係数を持つ第１の抵抗素子と負の温度係数を持つ第２の抵抗素子とを直列に接続してなることを特徴とする。
【００１０】
第１の抵抗素子の抵抗値に第２の抵抗素子の温度係数の絶対値を乗じた値と、第２の抵抗素子の抵抗値に第１の抵抗素子の温度係数の絶対値を乗じた値とが略同じであることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の電子回路を用いたフィルタ回路は、次のような構成を採用するものである。
【００１２】
抵抗器と容量素子と反転増幅器とを有し、
抵抗器は、反転増幅器の負側の入力端子と出力端子との間に接続するか、または、反転増幅器に入力する入力信号線と反転増幅器の負側の入力端子との間に接続し、
反転増幅器の正側の入力端子は、所定の電位を有する信号線に接続し、
容量素子は、反転増幅器の負側の入力端子と出力端子との間に接続することを特徴とする。
【００１３】
抵抗器と容量素子と反転増幅器とを有し
抵抗器は、反転増幅器の負側の入力端子と出力端子との間に接続するか、または、反転増幅器に入力する入力信号線と反転増幅器の負側の入力端子との間に容量素子を介して接続し、
反転増幅器の正側の入力端子は、所定の電位を有する信号線に接続することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の電子回路およびこれを用いたフィルタ回路は、電子回路を形成する抵抗器を正の温度係数を持つ抵抗素子と負の温度係数を持つ抵抗素子とを直列に接続して構成する。
このように構成することによって、使用温度が変化したときに、正の温度係数を持つ抵抗素子と負の温度係数を持つ抵抗素子とが、互いの温度変化を打ち消し合い、温度による周波数特性の変化を少なくすることが可能となる。
したがって、温度による周波数特性の変化の少ない電子回路を構成することができ、フィルタ回路の遮断周波数も設計した値からずれることはない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の電子回路およびこれを用いたフィルタ回路は、電子回路を形成する抵抗器を正と負との互いに異なる温度係数を持つ抵抗素子同士を直列に接続する。
温度が初期状態から正の方向に変化したときは、正の温度係数を持つ第１の抵抗素子の抵抗値が初期値より増加し、負の温度係数を持つ第２の抵抗素子が初期値より減少する。
また、温度が初期状態から負の方向に変化したときは、正の温度係数を持つ第１の抵抗素子の抵抗値が初期値より減少し、負の温度係数を持つ第２の抵抗素子が初期値より増加する。
【００１６】
抵抗器の設定を、第１の抵抗素子の抵抗値に第２の抵抗素子の温度係数の絶対値を乗じた値と、第２の抵抗素子の抵抗値に第１の抵抗素子の温度係数の絶対値を乗じた値とに設定することで、温度による周波数特性の変化を少なくすることができる。
【実施例１】
【００１７】
［ローパスフィルタ回路の説明：図１，図２］
次に、本発明の実施形態をを説明する。以後の説明においては、本発明の電子回路をフィルタ回路に用いる例を説明する。
まず、第１の実施形態を図１，図２を用いて説明する。図１は、本発明の第１の実施形態の構成を示す回路図である。図２は、本発明の電子回路を構成する抵抗器の構成を説明する図である。
【００１８】
図１において、１０１は入力端子、１０２は出力端子、２０１は反転増幅器、３０１，３０２は抵抗器、４０１は容量素子のコンデンサである。
図２は、抵抗器３０２の構成を説明する図であって、図２において、１０３は一方の端子、１０４は他方の端子、５０１は正の温度係数を持つ第１の抵抗素子、６０１は負の温度係数を持つ第２の抵抗素子である。
【００１９】
入力端子１０１は、抵抗器３０１を介して反転増幅器２０１の負側の入力端子に接続し、抵抗器３０２とコンデンサ４０１とは、反転増幅器２０１の負側の入力端子と反転増幅器２０１の出力端子との間に接続し、反転増幅器２０１の正側の入力端子は所定の電位を有する信号線に接続する。所定の電位とは、例えば接地電位である。
【００２０】
図２に示すように、抵抗器３０２は、正の温度係数を持つ第１の抵抗素子５０１と負の温度係数を持つ第２の抵抗素子６０１とを直列に接続し、一方の端子１０３と他方の端子１０４とを有する抵抗として構成している。
【００２１】
図１に示す電子回路は、不完全積分回路あるいはローパスフィルタ回路と呼ばれ、抵抗器３０２の抵抗値をＲ２、コンデンサ４０１の容量値をＣ１とすると、この電子回路の遮断周波数ω０は、次式で表すことができる。
【００２２】
ω０＝１／Ｒ２Ｃ１
【００２３】
ここで、正の温度係数を持つ第１の抵抗素子５０１の抵抗値に負の温度係数を持つ第２の抵抗素子６０１の温度係数の絶対値を乗じた値と、負の温度係数を持つ第２の抵抗素子６０１の抵抗値に正の温度係数を持つ第１の抵抗素子５０１の温度係数の絶対値を乗じた値とを略同じと設定する。
【００２４】
電子回路の使用温度が変化したとき、その変化した温度をＴ、正の温度係数を持つ第１の抵抗素子５０１の抵抗値をｒ１、その温度係数の絶対値をａ、負の温度係数を持つ第２の抵抗素子６０１の抵抗値をｒ２、その温度係数の絶対値をｂとすると、抵抗器３０２の抵抗値であるＲ２の変化値Ｘは、次式で表すことができる。
【００２５】
Ｘ＝（ｒ１×ａ×Ｔ）−（ｒ２×ｂ×Ｔ）
【００２６】
ここで抵抗値ｒ１とｒ２とは、次式の関係になる。
【００２７】
ｒ１×ｂ＝ｒ２×ａ
【００２８】
このような関係があるので、上記Ｘ式のｒ２に、「ｒ１×ａ／ｂ」を代入すると、Ｒ２の変化値Ｘは、次式で表すことができる。
【００２９】
Ｘ＝（ｒ１×ａ×Ｔ）−（ｒ１×ａ／ｂ×ｂ×Ｔ）
＝（ｒ１×ａ×Ｔ）−（ｒ１×ａ×Ｔ）
＝０
【００３０】
つまり、変化はなくなるのである。したがって、温度が変化しても遮断周波数ω０は抵抗値の温度変化で変化することはない。
【００３１】
なお、上記説明では、遮断周波数の変化のみに着目して説明したが、上記構成に加えて、抵抗器３０１を抵抗器３０２と同様に、正の温度係数を持つ第１の抵抗素子と負の温度係数を持つ第２の抵抗素子とを直列に接続して構成することで遮断周波数のみならず、ゲインの温度変化も少なくすることが可能となる。
【実施例２】
【００３２】
［ハイパスフィルタ回路の説明：図３，図２］
次に、異なる実施形態を図３，図２を用いて説明する。図３は、本発明の第２の実施形態の構成を示す回路図である。図３に示す電子回路は、不完全微分回路あるいはハイパスフィルタ回路と呼ばれるものである。すでに説明した構成には同一の番号を付与している。
【００３３】
入力端子１０１は、抵抗器３０１とコンデンサ４０１とを直列に接続して反転増幅器２０１の負側の入力端子に接続している。抵抗器３０２は、反転増幅器２０１の負側の入力端子と反転増幅器２０１の出力端子との間に接続し、反転増幅器２０１の正側の入力端子は、所定の電位を有する信号線に接続している。所定の電位とは、例えば接地電位である。
【００３４】
このような構成にするとともに、抵抗器３０２を第１の実施形態と同様に、図２に示すような正の温度係数を持つ第１の抵抗素子５０１と負の温度係数を持つ第２の抵抗素子６０１とを直列に接続して構成すると、すでに説明したように、温度が変化しても遮断周波数ω０が抵抗値の温度変化で変化することがない電子回路を構成することができる。
もちろん、抵抗器３０１の構成においても同様であって、抵抗器３０１を正の温度係数を持つ第１の抵抗素子５０１と負の温度係数を持つ第２の抵抗素子６０１とを直列に接続して構成すると、ゲインの温度変化も少なくすることが可能となる。
【実施例３】
【００３５】
［バンドパスフィルタの説明：図４，図２］
次に、異なる実施形態を図４，図２を用いて説明する。図４は、本発明の第３の実施形態の構成を示す回路図である。すでに説明した構成には同一の番号を付与している。
【００３６】
図４において、２０２，２０３は反転増幅器、３０３，３０４，３０５，３０６，３０７は抵抗器、４０２はコンデンサである。
【００３７】
抵抗器３０１は、入力端子１０１と反転増幅器２０１の負側の入力端子との間に接続している。抵抗器３０２は、反転増幅器２０１の負側の入力端子と反転増幅器２０１の出力端子との間に接続している。反転増幅器２０１の正側の入力端子は、抵抗器３０５を介して所定の電位を有する信号線に接続している。所定の電位とは、例えば接地電位である。
【００３８】
反転増幅器２０２の負側の入力端子は、抵抗器３０６を介して反転増幅器２０１の出力端子に接続するとともに、コンデンサ４０１を介して反転増幅器２０２の出力端子に接続している。反転増幅器２０２の正側の入力端子は、所定の電位を有する信号線に接続している。
【００３９】
同様に、反転増幅器２０３の負側の入力端子は、抵抗器３０７を介して反転増幅器２０２の出力端子に接続するとともに、コンデンサ４０２を介して反転増幅器２０３の出力端子に接続している。反転増幅器２０３の正側の入力端子は、所定の電位を有する信号線に
接続している。
【００４０】
反転増幅器２０３の出力端子は、抵抗器３０３を介して反転増幅器２０１の負側の入力端子に接続している。
反転増幅器２０２の出力端子は、抵抗器３０４を介して反転増幅器２０１の正側の入力端子に接続するとともに、出力端子１０２に接続している。
【００４１】
図４に示す電子回路はバンドパスフィルタ回路と呼ばれ、抵抗器３０２の抵抗値をＲ２、抵抗器３０３の抵抗値をＲ３、抵抗器３０６の抵抗値をＲ６、抵抗器３０７の抵抗値をＲ７、コンデンサ４０１の容量値をＣ１、コンデンサ４０２の容量値をＣ２とすると、遮断周波数ω０は、次式で表すことができる。
【００４２】
ω０＝（Ｒ２／Ｒ３Ｒ６Ｒ７Ｃ１Ｃ２）１／２
【００４３】
ここで、Ｒ２＝Ｒ３、Ｒ６＝Ｒ７＝Ｒｆ、Ｃ１＝Ｃ２＝Ｃｆとすると、遮断周波数ω０は、次式で表すことができる。
【００４４】
ω０＝１／ＲｆＣｆ
【００４５】
抵抗器３０６と３０７とを、図２に示すように、正の温度係数を持つ第１の抵抗素子５０１と負の温度係数を持つ第２の抵抗素子６０１とを直列に接続して構成すると、すでに説明したように、温度が変化しても遮断周波数ω０が抵抗値の温度変化で変化することがない電子回路を構成することができる。
【００４６】
なお、上記説明では遮断周波数の変化のみに着目して説明したが、上記構成に加えて抵抗器３０１，３０２，３０３，３０４，３０５を正の温度係数を持つ抵抗素子と負の温度係数を持つ抵抗素子とを直列に接続して構成することで遮断周波数のみならず、ゲインやＱ値の温度変化も少なくすることが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明の電子回路は、温度による周波数特性の変化が少なく、フィルタ回路の遮断周波数もゲインも設計した値からずれることはない。したがって、正確に所定の周波数や所定の周波数帯域をフィルタリングできる回路に好適である。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の第１の実施形態におけるローパスフィルタ回路の構成を説明する回路図である。
【図２】本発明の電子回路の抵抗器の構成を説明する図である。
【図３】本発明の第２の実施形態におけるハイパスフィルタ回路の構成を説明する回路図である。
【図４】本発明の第３の実施形態におけるバンドパスフィルタ回路の構成を説明する回路図である。
【符号の説明】
【００４９】
１０１  入力端子
１０２  出力端子
２０１〜２０３  反転増幅器
３０１〜３０７  抵抗器
４０１，４０２  コンデンサ
５０１  正の温度係数を持つ第１の抵抗素子
６０１  負の温度係数を持つ第２の抵抗素子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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