(57)【要約】【課題】本発明の目的は、遮断周波数の設定範囲が広範囲であるアクティブフィルタを提供する。【解決手段】アクティブフィルタは、演算増幅器ＯＰ１と、抵抗素子Ｒ１〜Ｒ３と、帰還のための容量素子ＣＶとを含む。帰還のための容量素子ＣＶは、直流制御電圧Ｖｃが印加されて、直流制御電圧Ｖｃの大きさに応じて、容量素子ＣＶの静電容量が変化する。【選択図】図１
2007110424.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
演算増幅器と、抵抗素子と、帰還のための容量素子とを含むアクティブフィルタにおいて、
前記帰還のための容量素子は、
第１〜第４の積層セラミックコンデンサからなり、
前記第１の積層セラミックコンデンサおよび前記第２の積層セラミックコンデンサは直列接続されて第１の経路を形成し、
前記第３の積層セラミックコンデンサおよび前記第４の積層セラミックコンデンサは直列接続されて第２の経路を形成し、
前記第１の経路および前記第２の経路が並列接続されて、
前記第１の経路と前記第２の経路が接続する２点の間に前記直流制御電圧が印加されるアクティブフィルタ。
【請求項２】
演算増幅器と、抵抗素子と、帰還のための容量素子とを含むアクティブフィルタにおいて、
前記帰還のための容量素子は、直流制御電圧が印加されて、
前記直流制御電圧の大きさに応じて、前記容量素子の静電容量が変化する、アクティブフィルタ。
【請求項３】
前記帰還のための容量素子は、１個の積層セラミックコンデンサである、請求項２記載のアクティブフィルタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アクティブフィルタに関し、特に遮断周波数を所望の値に設定できるアクティブフィルタに関する。
【背景技術】
【０００２】
オペアンプ（演算増幅器）またはトランジスタなどの能動素子と、抵抗、コンデンサ、コイルなどの受動素子を組み合わせることによって構成するアクティブフィルタにおいて、遮断周波数を所望の値に設定することが重要となる。
【０００３】
たとえば、特許文献１に開示されているアクティブフィルタは、第１のバイアス電圧に基づいて静電容量が制御される第１の可変容量素子、第２のバイアス電圧に基づいて静電容量が制御される第２の可変容量素子、および所定の抵抗値を有し、第１の可変容量素子の静電容量と第２の可変容量素子の静電容量との並列合成容量の値および抵抗素子の値に基づいて高域遮断周波数が設定される。
【０００４】
また、特許文献２に開示されているアクティブフィルタは、デコード手段の出力にしたがい、可変抵抗素子の可変抵抗値あるいは可変容量素子の可変容量値の少なくとも一方を制御することによって、遮断周波数のばらつきを抑えるようにしている。
【０００５】
また、特許文献３に開示されているアクティブフィルタは、第１および第２コンデンサを可変容量ダイオードの如き可変容量素子で構成し、ローパスフィルタから得られる帰還電圧を２つの可変容量素子に加えて、高域遮断周波数の自動調整を行なう。
【特許文献１】特開２００３−１６８９４６号公報
【特許文献２】特開平１１−１７７３７９号公報
【特許文献３】特開昭６１−１６３７１２号公報
【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、特許文献１および３では、アクティブフィルタを構成する可変容量素子としてダイオードが用いられている。ダイオードに流すことができる電量量の範囲は限られるので、アクティブフィルタの遮断周波数の設定範囲も狭い範囲に限られる。
【０００７】
また、特許文献２では、複数個の容量素子の接続をスイッチで切り替えることによって、可変容量素子を構成している。そのため、設定できる静電容量の値は限られ、アクティブフィルタの遮断周波数の設定値は特定の数個の値に限定される。
【０００８】
それゆえに、本発明の目的は、遮断周波数の設定範囲が広範囲であるアクティブ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】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明は、演算増幅器と、抵抗素子と、帰還のための容量素子とを含むアクティブフィルタにおいて、帰還のための容量素子は、第１〜第４の積層セラミックコンデンサからなり、第１の積層セラミックコンデンサおよび第２の積層セラミックコンデンサは直列接続されて第１の経路を形成し、第３の積層セラミックコンデンサおよび第４の積層セラミックコンデンサは直列接続されて第２の経路を形成し、第１の経路および第２の経路が並列接続されて、第１の経路と第２の経路が接続する２点の間に直流制御電圧が印加される。
【００１０】
また、本発明は、演算増幅器と、抵抗素子と、帰還のための容量素子とを含むアクティブフィルタにおいて、帰還のための容量素子は、直流制御電圧が印加されて、直流制御電圧の大きさに応じて、容量素子の静電容量が変化する。
【００１１】
好ましくは、帰還のための容量素子は、１個の積層セラミックコンデンサである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のアクティブフィルタによれば、遮断周波数の設定範囲を広範囲にできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明に係る実施の形態について図面を参照して説明する。なお、以下の各実施の形態において、同様の構成要素については同一の符号を付している。
【００１４】
［第１の実施形態］
図１は、本発明の第１の実施形態のアクティブフィルタの構成を表わす図である。
【００１５】
図１を参照して、このアクティブフィルタは、オペアンプＯＰ１と、抵抗Ｒ１と、抵抗Ｒ２と、抵抗Ｒ３と、可変容量素子ＣＶとからなる。
【００１６】
オペアンプＯＰ１の正相入力（非反転入力：＋）と接地との間に抵抗Ｒ３が接続されている。オペアンプＯＰ１の逆相入力（反転入力：−）と入力端子ＩＮとの間に抵抗Ｒ２が接続されている。オペアンプＯＰ１の出力は、出力端子ＯＵＴに接続される。オペアンプＯＰ１の出力と、オペアンプＯＰ１の逆相入力（反転入力：−）との間には、抵抗Ｒ１と可変容量素子ＣＶが並列接続された回路が接続される。
【００１７】
可変容量素子ＣＶには、１個の積層セラミックコンデンサで構成され、直流制御電圧Ｖｃが印加される。積層セラミックコンデンサは、誘電体層と内部電極とが交互に積層した構成を有する。
【００１８】
このアクティブフィルタの遮断周波数は、可変容量素子ＣＶの静電容量に依存する。可変容量素子ＣＶは、直流制御電圧Ｖｃの値に応じて、その静電容量が変化する。
【００１９】
図２は、直流制御電圧Ｖｃと、可変容量素子ＣＶ（積層セラミックコンデンサ）の静電容量との関係を表わす図である。
【００２０】
図２に示すように、直流制御電圧Ｖｃに応じて、可変容量素子ＣＶ（積層セラミックッコンデンサ）の静電容量の値が広範囲に変化する。アクティブフィルタの遮断周波数は、可変容量素子ＣＶの静電容量に依存するので、可変容量素子として直流制御電圧が印加される積層セラミックコンデンサを用いることによって、アクティブフィルタの設定範囲を広範囲にすることができる。
【００２１】
以上のように、本発明の第１の実施形態のアクティブフィルタは、可変容量素子として１個の積層セラミックコンデンサを用いることによって、遮断周波数の設定範囲を広範囲にすることができる。
【００２２】
［第２の実施形態］
第２の実施形態は、可変容量素子として第１の実施形態と異なる可変容量素子を用いたアクティブフィルタに関する。
【００２３】
第２の実施形態のアクティブフィルタの基本構成は、図１に示す第１の実施形態と同様であるので、説明は省略する。
【００２４】
図３は、本発明の第２の実施形態のアクティブフィルタにおける可変容量素子の構成を表わす図である。
【００２５】
図３を参照して、この可変容量素子は、４個の積層セラミックコンデンサＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４で構成される。積層セラミックコンデンサＣ１と積層セラミックコンデンサＣ２とは直列接続されて第１パスを形成し、積層セラミックコンデンサＣ３と積層セラミックコンデンサＣ４は直列接続されて第２パスを形成する。
【００２６】
第１パスおよび第２パスは並列接続される。すなわち、積層セラミックコンデンサＣ１の両端のうち、積層セラミックコンデンサＣ２と接続していない側の端と、積層セラミックコンデンサＣ３の両端のうち、積層セラミックコンデンサＣ４と接続していない側の端とが接続される。また、積層セラミックコンデンサＣ２の両端のうち、積層セラミックコンデンサＣ１と接続していない側の端と、積層セラミックコンデンサＣ４の両端のうち、積層セラミックコンデンサＣ３と接続していない側の端とが接続される。
【００２７】
積層セラミックコンデンサＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４の静電容量を、それぞれｃ１、ｃ２、ｃ３、ｃ４としたときに、可変容量素子の静電容量は、（ｃ１×ｃ２×ｃ３＋ｃ１×ｃ２×ｃ４＋ｃ１×ｃ３×ｃ４＋ｃ２×ｃ３×ｃ４）／｛（ｃ１＋ｃ２）×（ｃ３＋ｃ４）｝となる。
【００２８】
可変容量素子の両端の間、すなわち、積層セラミックコンデンサＣ１と積層セラミックコンデンサＣ３の接続点と、積層セラミックコンデンサＣ２と積層セラミックコンデンサＣ４の接続点の間に直流制御電圧Ｖｃが印加される。
【００２９】
直流制御電圧Ｖｃに応じて、この可変容量素子の静電容量は、広範囲に変化する。したがって、第２の実施形態の可変容量素子を用いても、アクティブフィルタの設定範囲を広範囲にすることができる。
【００３０】
以上のように、本発明の第２の実施形態では、アクティブフィルタの可変容量素子として複数個の積層セラミックコンデンサを用いることによって、第１の実施形態と同様に遮断周波数の設定範囲を広範囲にすることができる。
【００３１】
（変形例）
本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではなく、たとえば以下のような変形例を含む。
【００３２】
（１）  可変容量素子の構成
本発明の第１の実施形態では、１個の積層セラミックコンデンサからなる可変容量素子を含むアクティブフィルタ、本発明の第２の実施形態では、４個の積層セラミックコンデンサからなり、２個ずつ直列接続し、直列接続したそれぞれのパスが並列接続されるような可変容量素子を含むアクティブフィルタについて説明したが、これに限定するものではない。アクティブフィルタの構成要素である可変容量素子は、１個または複数個の積層セラミックコンデンサからなるものであればどのようなものであってもよい。
【００３３】
（２）  アクティブフィルタの構成
本発明の実施形態では、アクティブフィルタの一例として図１に示すものを用いたが、これに限定するものではない。可変容量素子を含み、遮断周波数が可変容量素子の静電容量に依存するものであればどのようなものでもよい。
【００３４】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の第１の実施形態のアクティブフィルタの構成を表わす図である。
【図２】直流制御電圧Ｖｃと、可変容量素子ＣＶ（積層セラミックコンデンサ）の静電容量との関係を表わす図である。
【図３】本発明の第２の実施形態のアクティブフィルタにおける可変容量素子の構成を表わす図である。
【符号の説明】
【００３６】
ＯＰ１  オペアンプ、Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３  抵抗、ＣＶ  可変容量素子、Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４  積層セラミックコンデンサ。
【図１】
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【図２】
2007110424.tif 000004
【図３】
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