(57)【要約】【課題】  ＯＴＡとＧｍ−Ｃフィルタとを用いて構成したフィルタ回路においてＢＥＦのゼロ点が設計値からずれる問題や発振等の問題を回避し、設計値通りの特性が得られるようにする。【解決手段】  ＯＴＡ１の後段に複数のローパスノッチフィルタ２-1，２-2，２-3を縦続接続し、更にその後段に複数のハイパスノッチフィルタ３-1，３-2，３-3を縦続接続することにより、出力インピーダンスが大きいＯＴＡ１の出力にＱの高いハイパスフィルタが接続されることがなく、ＯＴＡ１の出力に容量値の小さなコンデンサが繋がることがないようにして、多重帰還がかかることを防止し、ノッチフィルタ（ＢＥＦ）のゼロ点が設計値からずれたり発振が生じたりする問題を回避できるようにする。【選択図】        図１
2007019908.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電流出力型のバッファアンプと、
上記バッファアンプの後段に接続されたローパスノッチフィルタと、
上記ローパスノッチフィルタの後段に接続されたハイパスノッチフィルタとを備えたことを特徴とするフィルタ回路。
【請求項２】
電流出力型のバッファアンプと、
上記バッファアンプの後段に縦続接続された複数のローパスノッチフィルタおよび複数のハイパスノッチフィルタとを備え、
少なくとも上記バッファアンプの直後には上記ローパスノッチフィルタを接続し、上記複数のローパスノッチフィルタと上記複数のハイパスノッチフィルタとの縦続接続により高次のバンドパスフィルタを構成したことを特徴とするフィルタ回路。
【請求項３】
上記バッファアンプの後段に上記複数のローパスノッチフィルタを縦続接続するとともに、上記複数のローパスノッチフィルタの後段に上記複数のハイパスノッチフィルタを縦続接続して構成したことを特徴とする請求項２に記載のフィルタ回路。
【請求項４】
上記バッファアンプはＯＴＡまたは電流出力差動アンプにより構成されていることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載のフィルタ回路。
【請求項５】
上記ローパスノッチフィルタおよび上記ハイパスノッチフィルタは、Ｇｍ−Ｃフィルタで構成されていることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載のフィルタ回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はフィルタ回路に関し、特に、ハイパスノッチフィルタとローパスノッチフィルタとを組み合わせてバンドパスフィルタを構成し、その入力段に電流出力型のバッファアンプを接続したフィルタ回路に用いて好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ラジオ受信機では、受信した高周波信号（ＲＦ信号）を周波数変換して生成された中間周波信号（ＩＦ信号）に帯域制限を行って、受信希望周波数を含む中間周波信号を生成するＩＦフィルタが用いられる。ＩＦフィルタには、バンドパスフィルタが使用される。
【０００３】
Ｑの大きなバンドパスフィルタを作るときは、バイカッド型フィルタがよく用いられる。バイカッド型フィルタは、オペアンプを３個使って構成する２次フィルタのことで、中心周波数の精度が非常に良く、Ｑの値もかなり大きくすることができる。
【０００４】
また、バンドパスフィルタは、ハイパスノッチフィルタ（ＨＰＮ）とローパスノッチフィルタ（ＬＰＮ）との組み合わせにより構成することもできる（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００１−７７７１６号公報
【０００５】
すなわち、図１１に示すように、ハイパスノッチポイント周波数ｆHを有するハイパスノッチフィルタと、ローパスノッチポイント周波数ｆL を有するローパスノッチフィルタとを組み合わせて、中心周波数ｆo のバンドパスフィルタを構成することが可能である。ハイパスノッチポイント周波数ｆHとローパスノッチポイント周波数ｆLとを調整することにより、通過域の帯域幅を変えることができる。
【０００６】
ノッチフィルタは、ローパスフィルタと、ハイパスフィルタと、ローパスフィルタの出力とハイパスフィルタの出力とを加算する加算器とによって構成することができる。ここで、Ｑの高いハイパスフィルタとＱの低いローパスフィルタとを組み合わせればハイパスノッチのＢＥＦ（Band Elimination Filter）、Ｑの低いハイパスフィルタとＱの高いローパスフィルタとを組み合わせればローパスノッチのＢＥＦを構成することができる。
【０００７】
バンドパスフィルタをＣＭＯＳプロセスの時間連続アナログフィルタを用いて構成する場合、当該アナログフィルタには、ＲＣアクティブフィルタ、Ｇｍ−Ｃフィルタ、ＭＯＳＦＥＴ−Ｃフィルタ等が用いられる。ＲＣアクティブフィルタは、オペアンプや抵抗、コンデンサを用いて構成されるものであり、上記特許文献１に記載のＩＦフィルタアンプはこれに該当する。Ｇｍ−Ｃフィルタは、入力電圧信号を出力電流信号に変換するＧｍアンプとコンデンサとによって構成されるフィルタであり、トランスコンダクタンスＧｍを変化させることによってフィルタの特性を変えることができる。ＭＯＳＦＥＴ−Ｃフィルタは、抵抗として用いるＭＯＳＦＥＴとコンデンサとを組み合わせて構成されるフィルタである。
【０００８】
図１２は、Ｇｍ−Ｃフィルタによるノッチフィルタを用いて構成した従来のフィルタ回路の例を示す図である。図１２に示すフィルタ回路は、ＯＴＡ（Operational Transconductance Amplifier）１０１、ハイパスノッチフィルタ（ＨＰＮ）１０２、ローパスノッチフィルタ（ＬＰＮ）１０３を備えて構成されている。ＨＰＮ１０２は、Ｑの高いハイパスフィルタとＱの低いローパスフィルタとを組み合わせることにより構成されている。また、ＬＰＮ１０３は、Ｑの低いハイパスフィルタとＱの高いローパスフィルタとを組み合わせることにより構成されている。
【０００９】
ＬＰＮ１０３が備える加算器は、出力のバッファアンプとして動作している。一方、ＨＰＮ１０２の入力側のバッファアンプとして、ＯＴＡ１０１が用いられている。ＯＴＡ１０１は、その回路構成上、電流出力となるため出力インピーダンスが大きくなる。一方、ＯＴＡ１０１の出力に接続されるＨＰＮ１０２は、上述のようにＱの高いハイパスフィルタを備えている。これをＧｍ−Ｃフィルタで構成した場合、入力段に接続されるコンデンサの容量値は小さくなる。
【００１０】
ところが、出力インピーダンスが大きいＯＴＡ１０１の出力にＱの高いハイパスフィルタが接続されると、ハイパスフィルタの入力段に接続されている容量値の小さなコンデンサの影響により、ＯＴＡ１０１のバッファ効果があまり期待できなくなる。そのため、多重帰還がかかってしまい、ＢＥＦのゼロ点が設計値からずれる問題や発振等の問題が生じやすい。この問題は、ＯＴＡ１０１の代わりに電流出力差動アンプを用いた場合にも生じる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、このような問題を解決するために成されたものであり、電流出力型のバッファアンプとＧｍ−Ｃフィルタによるノッチフィルタ（ＢＥＦ）とを用いて構成したフィルタ回路において、ＢＥＦのゼロ点が設計値からずれる問題や発振等の問題を回避し、設計値通りの特性を得ることができるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記した課題を解決するために、本発明のフィルタ回路では、電流出力型のバッファアンプの後段にローパスノッチフィルタを接続し、更にその後段にハイパスノッチフィルタを接続している。
【発明の効果】
【００１３】
上記のように構成した本発明によれば、出力インピーダンスが大きいバッファアンプの出力にＱの高いハイパスフィルタが接続されることがなく、バッファアンプの出力に容量値の小さなコンデンサが繋がることがない。これにより、多重帰還がかかることを防止して、ノッチフィルタ（ＢＥＦ）のゼロ点が設計値からずれたり発振が生じたりする問題を回避することができる。また、容量値の小さなコンデンサを有するハイパスノッチフィルタは、容量値の小さなコンデンサを持たないローパスノッチフィルタの後に接続されるので、バッファアンプの大きな出力インピーダンスが容量値の小さいコンデンサによって受ける影響をできるだけ小さくすることができ、設計値通りの所望の特性を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本実施形態によるフィルタ回路の構成例を示すブロック図である。図２は、本実施形態のフィルタ回路に用いるＯＴＡの構成例を示す図である。図３は、本実施形態によるノッチフィルタの構成例を示す図である。また、図４〜図６は、本実施形態のノッチフィルタを構成するＧｍ−Ｃフィルタの構成例を示す図である。
【００１５】
図１に示すように、本実施形態のフィルタ回路は、バッファアンプとして機能するＯＴＡ１と、ＯＴＡ１の後段に縦続接続された複数のローパスノッチフィルタ２-1，２-2，２-3と、複数のローパスノッチフィルタ２-1，２-2，２-3の後段に縦続接続された複数のハイパスノッチフィルタ３-1，３-2，３-3とを備えて構成されている。そして、複数のローパスノッチフィルタ２-1，２-2，２-3と複数のハイパスノッチフィルタ３-1，３-2，３-3との縦続接続により高次のバンドパスフィルタを構成している。
【００１６】
ＯＴＡ１は、図２のように構成されている。このＯＴＡ１を含む本実施形態のフィルタ回路はＣＭＯＳプロセスで構成され、例えば１チップに集積化されている。ＯＴＡ１は回路構成上電流出力となるため、その出力インピーダンスは大きくなる。
【００１７】
複数のローパスノッチフィルタ２-1，２-2，２-3および複数のハイパスノッチフィルタ３-1，３-2，３-3は、何れも図３に示すように、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）１１とハイパスフィルタ（ＨＰＦ）１２と加算器１３とを用いて、ローパスフィルタ１１の出力とハイパスフィルタ１２の出力とを加算器１３に入力することによって構成している。
【００１８】
ここで、複数のローパスノッチフィルタ２-1，２-2，２-3は、ローパスフィルタ１１のＱを高くし、ハイパスフィルタ１２のＱの低くすることによって構成する。一方、複数のハイパスノッチフィルタ３-1，３-2，３-3は、ローパスフィルタ１１のＱを低くし、ハイパスフィルタ１２のＱの高くすることによって構成する。
【００１９】
複数のローパスノッチフィルタ２-1，２-2，２-3および複数のハイパスノッチフィルタ３-1，３-2，３-3を構成するローパスフィルタ１１とハイパスフィルタ１２は、Ｇｍ−Ｃフィルタで構成されている。例えば、ローパスノッチフィルタ２-1，２-2，２-3を構成するＱの高いローパスフィルタ１１は図４、Ｑの低いハイパスフィルタ１２は図５のように構成されている。また、ハイパスノッチフィルタ３-1，３-2，３-3を構成するＱの低いローパスフィルタ１１は図４、Ｑの高いハイパスフィルタ１２は図６のように構成されている。
【００２０】
図１のように、出力インピーダンスの大きなＯＴＡ１の出力にローパスノッチフィルタ２-1，２-2，２-3を接続することにより、ＢＥＦのゼロ点の大きなずれおよび発振等が生じないようにすることができる。すなわち、ローパスノッチフィルタ２-1，２-2，２-3は、Ｇｍ−Ｃフィルタで構成されたローパスフィルタ１１とハイパスフィルタ１２とを備えているが、図４に示すように、ローパスフィルタ１１の入力段にコンデンサは接続されていない。また、図５に示すように、ハイパスフィルタ１２はその入力段にコンデンサを備えているが、Ｑが小さいので影響は小さい。したがって、ＯＴＡ１の出力にローパスノッチフィルタ２-1，２-2，２-3を接続するようにすれば、多重帰還がかからず、ＢＥＦのゼロ点が設計値からずれる問題や発振等の問題を回避することが可能である。
【００２１】
また、Ｑの高いハイパスフィルタ１２を備えて構成されるハイパスノッチフィルタ３-1，３-2，３-3をローパスノッチフィルタ２-1，２-2，２-3の出力に接続するが、ローパスノッチフィルタ２-1，２-2，２-3は出力インピーダンスが小さいＯＰアンプ構成になっているため、ＢＥＦのゼロ点の大きなずれおよび発振等の問題は生じない。
【００２２】
なお、図１の構成では、ローパスノッチフィルタ２-1，２-2，２-3およびハイパスノッチフィルタ３-1，３-2，３-3の縦続接続数をそれぞれ３段としたが、これは単なる一例に過ぎず、縦続接続の段数は３段以外でも良い。例えば、図１では、ＯＴＡ＋ＬＰＮ１＋ＬＰＮ２＋ＬＰＮ３＋ＨＰＮ１＋ＨＰＮ２＋ＨＰＮ３のような接続方法を示したが、ＯＴＡ＋ＬＰＮ１＋ＨＰＮ１であっても良い。
【００２３】
また、図１の構成では、ＯＴＡ１の後段に複数のローパスノッチフィルタ２-1，２-2，２-3を縦続接続するとともに、更にその後段に複数のハイパスノッチフィルタ３-1，３-2，３-3を縦続接続する構成例について説明したが、これに限定されない。すなわち、少なくともＯＴＡ１の直後にローパスノッチフィルタが接続されていれば、図１で示した接続方法以外でも構わない。
【００２４】
例えば、ＯＴＡ＋ＬＰＮ１＋ＨＰＮ１＋ＬＰＮ２＋ＨＰＮ２＋ＬＰＮ３＋ＨＰＮ３のような接続方法であっても良い。ただし、図１のような接続方法の場合、出力インピーダンスの大きいＯＴＡとＱの高いハイパスフィルタ（ＨＰＮ）との距離が遠くなる。そのため、Ｑの高いハイパスフィルタの入力段に接続されている容量値の小さなコンデンサの影響をＯＴＡが受けにくくなり、ＢＥＦのゼロ点が設計値からずれる問題を回避して、所望特性により近い特性を得ることができるので好ましい。
【００２５】
また、図１に示した構成に加えて、ＯＴＡ１の入力側とハイパスノッチフィルタ３-3の出力側にバンドパスフィルタを接続してフィルタ回路を構成するようにしても良い。この場合のバンドパスフィルタも、例えばＧｍ−Ｃフィルタにより構成する。バンドパスフィルタをＧｍ−Ｃフィルタにより構成すると、図７のようになる。
【００２６】
また、ＯＴＡ１の代わりに電流出力差動アンプを用いても良い。電流出力差動アンプは、例えば図８のように構成される。この電流出力差動アンプも、電流出力型であるから出力インピーダンスは大きくなる。したがって、ＯＴＡ１の代わりに電流出力差動アンプを用いた場合にも、上述したのと同様の効果が期待できる。
【００２７】
図９は、本実施形態のフィルタ回路によるバンドパスフィルタ特性を示す図である。また、図１０は、従来のフィルタ回路によるバンドパスフィルタ特性を示す図である。なお、図９は、ＢＰＦ１＋ＢＰＦ２＋ＯＴＡ＋ＬＰＮ１＋ＬＰＮ２＋ＨＰＮ１＋ＨＰＮ２＋ＢＰＦ３＋ＢＰＦ４のように接続して１６次のバンドパスフィルタを構成した場合の特性を示している（フィルタ１段で２次のフィルタとなっている）。また、図１０は、ＢＰＦ１＋ＢＰＦ２＋ＯＴＡ＋ＨＰＮ１＋ＨＰＮ２＋ＬＰＮ１＋ＬＰＮ２＋ＢＰＦ３＋ＢＰＦ４のように接続して１６次のバンドパスフィルタを構成した場合の特性を示している。
【００２８】
図１０に示す従来例（ＯＴＡの後にＨＰＮを接続した構成）では設計値通りの正確なゼロ点が得られていないのに対し、図９に示す本実施形態（ＯＴＡの後にＬＰＮを接続した構成）では、ほぼ設計値通りのゼロ点が得られている。また、利得も従来例の方が１５ｄＢも大きく出ており、発振気味であることが分かる。
【００２９】
以上詳しく説明したように、本実施形態によれば、ＯＴＡ１とＧｍ−Ｃフィルタによるノッチフィルタ２-1，２-2，２-3，３-1，３-2，３-3とを用いて構成したフィルタ回路において、ＢＥＦのゼロ点が設計値からずれる問題や発振等の問題を回避し、設計値通りの特性を得ることができる。
【００３０】
なお、上記実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の一例を示したものに過ぎず、これによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその精神、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
本発明のフィルタ回路は、Ｇｍ−Ｃフィルタから成るハイパスノッチフィルタとローパスノッチフィルタとを組み合わせてバンドパスフィルタを構成し、その入力段に電流出力型のバッファアンプを接続したフィルタ回路に有用である。例えば、ラジオ受信機などの無線通信装置が備えるＩＦフィルタに適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本実施形態によるフィルタ回路の構成例を示すブロック図である。
【図２】本実施形態のフィルタ回路に用いるＯＴＡの構成例を示す図である。
【図３】本実施形態によるノッチフィルタの構成例を示す図である。
【図４】Ｇｍ−Ｃフィルタで構成したローパスフィルタの構成例を示す図である。
【図５】Ｇｍ−Ｃフィルタで構成したＱの低いハイパスフィルタの構成例を示す図である。
【図６】Ｇｍ−Ｃフィルタで構成したＱの高いハイパスフィルタの構成例を示す図である。
【図７】Ｇｍ−Ｃフィルタで構成したバンドパスフィルタの構成例を示す図である。
【図８】本実施形態のフィルタ回路に用いる電流出力差動アンプの構成例を示す図である。
【図９】本実施形態のフィルタ回路によるバンドパスフィルタ特性を示す図である。
【図１０】従来のフィルタ回路によるバンドパスフィルタ特性を示す図である。
【図１１】ハイパスノッチフィルタとローパスノッチフィルタとの組み合わせによりバンドパスフィルタを構成する例を示す特性図である。
【図１２】従来のフィルタ回路の構成例を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００３３】
１  ＯＴＡ
２-1，２-2，２-3  ローパスノッチフィルタ
３-1，３-2，３-3  ハイパスノッチフィルタ
【図１】
2007019908.tif 000003
【図２】
2007019908.tif 000004
【図３】
2007019908.tif 000005
【図４】
2007019908.tif 000006
【図５】
2007019908.tif 000007
【図６】
2007019908.tif 000008
【図７】
2007019908.tif 000009
【図８】
2007019908.tif 000010
【図９】
2007019908.tif 000011
【図１０】
2007019908.tif 000012
【図１１】
2007019908.tif 000013
【図１２】
2007019908.tif 000014