バンドパスフィルタ
【課題】スーパーヘテロダイン構成のミキサの出力について不要周波数成分の除去を行うバンドパスフィルタにおいて、信号通過帯域の広い範囲で、より大きな減衰特性を実現する。
【解決手段】全差動オペアンプＯＰ１ｉ〜ＯＰ３ｉ、ＯＰ１ｑ〜ＯＰ３ｑと、その出力と入力との間に並列に接続された抵抗Ｒ１〜Ｒ３および容量Ｃ１〜Ｃ３、Ｃｚからなるローパスフィルタを、複数段縦続接続してバンドパスフィルタを構成する。縦続接続されたローパスフィルタのうち、１つのフィルタに容量を追加して、マイナス側の周波数にのみゼロ点を設ける。容量を追加してノッチフィルタに置き換えることにより、信号通過帯域の低い周波数にゼロ点が追加され、信号通過帯域の広い領域で大きな減衰特性を取ることができる。
【解決手段】全差動オペアンプＯＰ１ｉ〜ＯＰ３ｉ、ＯＰ１ｑ〜ＯＰ３ｑと、その出力と入力との間に並列に接続された抵抗Ｒ１〜Ｒ３および容量Ｃ１〜Ｃ３、Ｃｚからなるローパスフィルタを、複数段縦続接続してバンドパスフィルタを構成する。縦続接続されたローパスフィルタのうち、１つのフィルタに容量を追加して、マイナス側の周波数にのみゼロ点を設ける。容量を追加してノッチフィルタに置き換えることにより、信号通過帯域の低い周波数にゼロ点が追加され、信号通過帯域の広い領域で大きな減衰特性を取ることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スーパーヘテロダイン受信機などに用いられる複素バンドパスフィルタに関する。
【背景技術】
【０００２】
図４は、一般的なスーパーヘテロダイン受信機の構成を示すブロック図である（例えば、特許文献１参照）。図４において、スーパーヘテロダイン受信機は、高周波信号などが入力される入力端子ＲＦＩＮと、低雑音の高周波増幅器ＲＦＡＭＰと、局部発振器ＶＣＯと、２分周器ＤＩＶと、Ｉ信号およびＱ信号に対応して設けられたミキサＭＩＸ１およびＭＩＸ２と、ＩＦフィルタ（ＩＦ−Ｆｉｌｔｅｒ）ＩＦＦと、中間周波増幅器ＩＦＡＭＰと、出力端子ＩＦＯＵＴとを含んで構成されている。
このような構成において、周波数がｆRFの入力信号が入力端子ＲＦＩＮに入力されると、低雑音の高周波増幅器ＲＦＡＭＰで増幅され、２つのミキサＭＩＸ１およびＭＩＸ２にそれぞれ入力される。
【０００３】
局部発振器ＶＣＯは、周知の電圧制御発振器によって構成され、ローカル信号ＬＯＩ、ＬＯＱの周波数ｆLOの２倍の周波数２ｆLOで発振した信号を出力する。この周波数２ｆLOで発振した信号は２分周器ＤＩＶに入力される。２分周器ＤＩＶは、位相が９０度ずれた（つまり直交する）ローカル信号ＬＯＩ、ＬＯＱを出力する。ローカル信号ＬＯＩはミキサＭＩＸ１へ入力され、ローカル信号ＬＯＱはミキサＭＩＸ２へ入力される。
【０００４】
ミキサＭＩＸ１、ＭＩＸ２では、周波数がｆRFの入力信号について、ローカル信号ＬＯＩ、ＬＯＱによる周波数変換が行われる。ミキサＭＩＸ１、ＭＩＸ２では周波数変換が行われ、２つの周波数の差分に相当する周波数ｆRF−ｆLO、および、２つの周波数を足し合わせた周波数ｆRF＋ｆLOや高調波などの周波数ｆIFの信号が出力される。これにより、ミキサＭＩＸ１から出力信号ＩＦ＿ｉ、ミキサＭＩＸ２から出力信号ＩＦ＿ｑがそれぞれ出力され、ＩＦフィルタＩＦＦに入力される。
【０００５】
ローＩＦの受信機では、周波数ｆRF−ｆLO以外の不要な信号はＩＦフィルタＩＦＦで除去される。入力信号の周波数ｆRFのイメージ周波数である２ｆLO−ｆRFについては、符号は異なるが同じ周波数に周波数変換されるため、通常、イメージフィルタでイメージ周波数の信号が除去される。ＩＦフィルタＩＦＦから出力される信号は中間周波増幅器ＩＦＡＭＰで増幅されて、適切な振幅の信号として出力端子ＩＦＯＵＴから出力される。
【０００６】
図５は、ＩＦフィルタＩＦＦを構成する複素バンドパスフィルタの従来の構成を示す回路図である（例えば、特許文献２参照）。ＩＦフィルタＩＦＦは、直交する出力信号ＩＦ＿ｉ、ＩＦ＿ｑを入力とし、出力信号ＩＦ＿ｉが差動信号として入力される入力端子ＩＰおよびＩＮ、出力信号ＩＦ＿ｑが差動信号として入力される入力端子ＱＰおよびＱＮ、を有している。本例のＩＦフィルタＩＦＦは、Ｉ信号側、Ｑ信号側に、ローパスフィルタをそれぞれ縦続接続した構成になっている。
【０００７】
すなわち、図５中の破線で囲われた部分が基本的なユニットのローパスフィルタである。この部分に着目すると、入力端子ＩＰは、抵抗Ｒ１ａｉｐを介して全差動オペアンプＯＰ１ｉのプラス側に接続されている。また、入力端子ＩＮは、抵抗Ｒ１ａｉｎを介して全差動オペアンプＯＰ１ｉのマイナス側に接続されている。
オペアンプＯＰ１ｉのマイナス側の出力とプラス側の入力との間には、抵抗Ｒ１ｂｉｐと容量Ｃ１ｉｐとが並列に接続されている。オペアンプＯＰ１ｉのプラス側の出力とマイナス側の入力との間には、抵抗Ｒ１ｂｉｎと容量Ｃ１ｉｎとが並列に接続されている。
【０００８】
以上が、基本的な１次ローパスフィルタの構成である。
図５では、以上の構成からなるローパスフィルタのブロックが、入力端子ＩＰ、ＩＮ、ＱＰ、ＱＮと、出力端子ＯＩＮ、ＯＩＰ、ＯＱＮ、ＯＱＰとの間に、Ｉ信号側に３段、Ｑ信号側に３段、それぞれ縦続接続された構成になっている。なお、この接続段数は４段以上であってもよい。
【０００９】
また、Ｉ信号側とＱ信号側との間には抵抗によって帰還をかけた構成になっている。すなわち、全差動オペアンプＯＰ１ｑのマイナス側の出力は、抵抗Ｒ１ｃｉｐを介して全差動オペアンプＯＰ１ｉのプラス側の入力部に接続されている。全差動オペアンプＯＰ１ｑのプラス側の出力は、抵抗Ｒ１ｃｉｎを介して全差動オペアンプＯＰ１ｉのマイナス側の入力部（つまりサミングノード）に接続されている。全差動オペアンプＯＰ１ｉのマイナス側の出力は、抵抗Ｒ１ｃｑｐを介して全差動オペアンプＯＰ１ｑのプラス側の入力部に接続されている。全差動オペアンプＯＰ１ｉのプラス側の出力は、抵抗Ｒ１ｃｑｎを介して全差動オペアンプＯＰ１ｑのマイナス側の入力部（つまりサミングノード）に接続されている。
なお、入力端子ＱＰは、抵抗Ｒ１ａｑｐを介して全差動オペアンプＯＰ１ｑのプラス側に接続されている。また、入力端子ＱＮは、抵抗Ｒ１ａｑｎを介して全差動オペアンプＯＰ１ｑのマイナス側に接続されている。
【００１０】
オペアンプＯＰ１ｑのマイナス側の出力とプラス側の入力との間には、抵抗Ｒ１ｂｑｐと容量Ｃ１ｑｐとが並列に接続されている。オペアンプＯＰ１ｑのプラス側の出力とマイナス側の入力との間には、抵抗Ｒ１ｂｑｎと容量Ｃ１ｑｎとが並列に接続されている。
１段目のＩ信号側の出力信号は、抵抗Ｒ２ａｉｐ、Ｒ２ａｉｎ、を介してオペアンプＯＰ２ｉに入力される。オペアンプＯＰ２ｉのマイナス側の出力とプラス側の入力との間には、抵抗Ｒ２ｂｉｐと容量Ｃ２ｉｐとが並列に接続されている。オペアンプＯＰ２ｉのプラス側の出力とマイナス側の入力との間には、抵抗Ｒ２ｂｉｎと容量Ｃ２ｉｎとが並列に接続されている。
【００１１】
１段目のＱ信号側の出力信号は、抵抗Ｒ２ａｑｐ、Ｒ２ａｑｎ、を介してオペアンプＯＰ２ｑに入力される。オペアンプＯＰ２ｑのマイナス側の出力とプラス側の入力との間には、抵抗Ｒ２ｂｑｐと容量Ｃ２ｑｐとが並列に接続されている。オペアンプＯＰ２ｑのプラス側の出力とマイナス側の入力との間には、抵抗Ｒ２ｂｑｎと容量Ｃ２ｑｎとが並列に接続されている。
【００１２】
全差動オペアンプＯＰ２ｑのマイナス側の出力は、抵抗Ｒ２ｃｉｐを介して全差動オペアンプＯＰ２ｉのプラス側の入力部に接続されている。全差動オペアンプＯＰ２ｑのプラス側の出力は、抵抗Ｒ２ｃｉｎを介して全差動オペアンプＯＰ２ｉのマイナス側の入力部に接続されている。全差動オペアンプＯＰ２ｉのマイナス側の出力は、抵抗Ｒ２ｃｑｐを介して全差動オペアンプＯＰ２ｑのプラス側の入力部に接続されている。全差動オペアンプＯＰ２ｉのプラス側の出力は、抵抗Ｒ２ｃｑｎを介して全差動オペアンプＯＰ２ｑのマイナス側の入力部に接続されている。
２、３段目も同様に、Ｉ側全差動オペアンプの出力部とＱ側の全差動オペアンプの入力部との間、および、Ｑ側全差動オペアンプの出力部とＩ側の全差動オペアンプの入力部との間は抵抗によって接続される。
【００１３】
すなわち、２段目のＩ信号側の出力信号は、抵抗Ｒ３ａｉｐ、Ｒ３ａｉｎ、を介してオペアンプＯＰ３ｉに入力される。オペアンプＯＰ３ｉのマイナス側の出力とプラス側の入力との間には、抵抗Ｒ３ｂｉｐと容量Ｃ３ｉｐとが並列に接続されている。オペアンプＯＰ３ｉのプラス側の出力とマイナス側の入力との間には、抵抗Ｒ３ｂｉｎと容量Ｃ３ｉｎとが並列に接続されている。
【００１４】
２段目のＱ信号側の出力信号は、抵抗Ｒ３ａｑｐ、Ｒ３ａｑｎ、を介してオペアンプＯＰ３ｑに入力される。オペアンプＯＰ３ｑのマイナス側の出力とプラス側の入力との間には、抵抗Ｒ３ｂｑｐと容量Ｃ３ｑｐとが並列に接続されている。オペアンプＯＰ３ｑのプラス側の出力とマイナス側の入力との間には、抵抗Ｒ３ｂｑｎと容量Ｃ３ｑｎとが並列に接続されている。
【００１５】
全差動オペアンプＯＰ３ｑのマイナス側の出力は、抵抗Ｒ３ｃｉｐを介して全差動オペアンプＯＰ３ｉのプラス側の入力部に接続されている。全差動オペアンプＯＰ３ｑのプラス側の出力は、抵抗Ｒ３ｃｉｎを介して全差動オペアンプＯＰ３ｉのマイナス側の入力部に接続されている。全差動オペアンプＯＰ３ｉのマイナス側の出力は、抵抗Ｒ３ｃｑｐを介して全差動オペアンプＯＰ３ｑのプラス側の入力部に接続されている。全差動オペアンプＯＰ３ｉのプラス側の出力は、抵抗Ｒ３ｃｑｎを介して全差動オペアンプＯＰ３ｑのマイナス側の入力部に接続されている。
【００１６】
ローＩＦ受信機では、Ｉ信号、Ｑ信号のうち、Ｉ信号側もしくはＱ信号側のみ出力する、もしくは、出力端子ＯＩＰの出力信号と出力端子ＯＱＰの出力信号とを加算し、出力端子ＰＩＮの出力信号と出力端子ＯＱＮの出力信号とを加算して出力するということも可能である。このような複素バンドパスフィルタの各段の定数を適切に設定することにより、バンドパスフィルタが実現される。
【００１７】
図６は、図５の回路構成によって実現されるフィルタの周波数特性である。図６においては、横軸が周波数（Ｌｏｇ＿ｆ）、縦軸がゲインである。
図６中の上側の曲線は、プラス側の周波数の周波数応答特性である。信号通過帯域では、フラットな周波数特性を持ち、ある周波数よりも高くなると減衰する特性を持つ。ＤＣ付近も信号通過帯よりも低いゲインを持つ。
【００１８】
一方、図６中の下側の曲線は、マイナス側の周波数の周波数応答特性である。すべての周波数でプラス側の周波数よりも低いゲインをもち、信号通過帯でも大きな減衰量を持つ。図４を参照して説明した、周波数ｆRF−ｆLO（＝ｆIF）は、フィルタで減衰されずフィルタを通過する。また、周波数ｆRF＋ｆLOといった高調波成分や、他の周波数の１より大きい周波数は、フィルタのローパス特性により減衰されて除去される。また、イメージ周波数は信号帯域のマイナス側で、これも複素バンドパスフィルタにより除去される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１９】
【特許文献１】特開２００３−２４９８６６号公報
【特許文献２】特開２００２−２８０８３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
信号通過帯域が狭い場合、図５に示した複素バンドパスフィルタは、イメージリジェクションの帯域内の偏差が小さく、かつ、イメージリジェクションをとることができるため、この回路形式が有効である。しかし、信号通過帯域が広く、信号通過帯域内の最大の周波数と最小の周波数との比が大きい場合（すなわち、ＩＦ周波数が低い場合）、最小周波数側でのイメージリジェクションが小さいという問題がある。
本発明の目的は、上述した問題を解決し、信号通過帯域の広い範囲において、より大きな減衰特性を実現できるバンド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】
【００２１】
本発明によるバンドパスフィルタは、差動増幅手段によって構成されるローパスフィルタ部が複数段縦続接続されてなり、入力される差動信号について所定の周波数帯域のみ通過させる特性を有するバンドパスフィルタであって、信号通過帯域において、差動信号のマイナス側のみについてゼロ点が生じるような素子を含むことを特徴とする。この構成によれば、信号通過帯域において、マイナス側のみについて大きな減衰特性を実現することができる。
【００２２】
複数段縦続接続された前記ローパスフィルタ部は、
ローカルＩ入力信号が入力され、縦続接続複数のローパスフィルタ部を介して、ローカルＩ出力信号が生成されるＩ側フィルタ部と、
前記ローカルＩ入力信号より位相が９０度ずれたローカルＱ入力信号が入力され、縦続接続された複数のローパスフィルタ部を介して、ローカルＱ出力信号が生成されるＱ側フィルタ部と、
を備え、
前記Ｉ側フィルタ部のｋ（ｋは２以上の自然数）番目のローパスフィルタ部の出力が前記Ｑ側フィルタ部のｋ番目のローパスフィルタ部のサミングノードに夫々入力され、
一端が前記Ｑ側フィルタ部のｎ（ｎは自然数、１≦ｎ≦ｋ）番目のローパスフィルタ部の入力に接続され、他端が前記Ｉ側フィルタ部のｎ番目のローパスフィルタ部のサミングノードに接続される第１容量素子を備えていてもよい。この構成により、オペアンプによって構成されたローパスフィルタ部を用いて、信号通過帯域において、マイナス側について大きな減衰特性を実現するバンドパスフィルタを構成できる。
【００２３】
また、一端が前記Ｑ側フィルタ部のｍ（ｍは自然数かつｍ≠ｎ、１≦ｍ≦ｋ）番目のローパスフィルタ部の入力に接続され、他端が前記Ｉ側フィルタ部のｍ番目のローパスフィルタ部のサミングノードに接続される第２容量素子をさらに備えていてもよい。この構成により、全差動増幅器によって構成されたローパスフィルタ部を用いて、信号通過帯域において、マイナス側について大きな減衰特性を実現するバンドパスフィルタを構成できる。
【００２４】
さらに、前記ローパスフィルタ部は、演算増幅器と、前記演算増幅器の入力端子に接続される第１抵抗素子と、前記演算増幅器の入力端子と出力端子との間に接続される第２抵抗素子及び第３容量素子と、を有し、
前記Ｉ側フィルタ部のｋ番目のローパスフィルタ部の出力は、第３抵抗素子を介して、前記Ｑ側フィルタ部のｋ番目のローパスフィルタ部のサミングノードに夫々入力されるように構成してもよい。この構成により、演算増幅器によって構成されたローパスフィルタ部を用いて、信号通過帯域において、マイナス側のみについて大きな減衰特性を実現するバンドパスフィルタを構成できる。
【００２５】
なお、前記ローパスフィルタ部は、第１トランスコンダクタンスアンプと、前記第１トランスコンダクタンスアンプと縦続接続されかつ入力と出力が接続される第２トランスコンダクタンスアンプと、前記第１及び第２トランスコンダクタンスアンプの接続点に設置される第３容量素子と、を有し、
前記Ｉ側フィルタ部のｋ番目のローパスフィルタ部の出力は、第３トランスコンダクタンスアンプを介して、前記Ｑ側フィルタ部のｋ番目のローパスフィルタ部のサミングノードに夫々入力されるように構成してもよい。この構成により、トランスコンダクタンスアンプによって構成されたローパスフィルタ部を用いて、信号通過帯域において、マイナス側のみについて大きな減衰特性を実現するバンドパスフィルタを構成できる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、複数縦続接続されたローパスフィルタの一部を、ノッチフィルタにすることにより、信号通過帯域の広い範囲において、より大きな減衰特性を実現できるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施形態による複素バンドパスフィルタの回路構成例を示す図である。
【図２】図１の複素バンドパスフィルタの周波数特性の例を示す図である。
【図３】トランスコンダクタンスアンプを使った複素バンドパスフィルタの回路構成を示す図である。
【図４】一般的なスーパーヘテロダイン受信機のブロックダイアグラムである。
【図５】オペアンプを使った複素バンドパスフィルタの回路構成例を示す図である。
【図６】従来型の複素バンドパスフィルタの周波数特性の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。なお、以下の説明において参照する各図では、他の図と同等部分は同一符号によって示されている。
（回路構成例）
図１は本発明の実施形態による複素バンドパスフィルタの回路構成例を示す図である。図１の複素バンドパスフィルタは、差動信号のマイナス側の周波数にのみゼロ点を追加した構成になっている。つまり、図１の回路構成が図６の構成と異なる点は、３段目のオペアンプの入力部に容量Ｃｚｉｐ、Ｃｚｉｎ、Ｃｚｑｐ、Ｃｚｑｎが接続されている点である。すなわち、全差動オペアンプＯＰ２ｑのプラス側の出力は容量Ｃｚｉｐを介して全差動オペアンプＯＰ３Ｉのプラス側の入力部に接続されている。全差動オペアンプＯＰ２ｑのマイナスの出力は容量Ｃｚｉｎを介して全差動オペアンプＯＰ３ｉのマイナス側の入力部に接続されている。全差動オペアンプＯＰ２ｉのマイナス側の出力は、容量Ｃｚｑｐを介して全差動オペアンプＯＰ３ｑのプラス側の入力部に接続されている。全差動オペアンプＯＰ２ｉのプラス側の出力は、容量Ｃｚｑｎを介して全差動オペアンプＯＰ３ｑのマイナス側の入力部に接続されている。
なお、本例では容量を配置した場所は、３段目のオペアンプの入力部であるが、他の場所に配置してもよい。例えば、１段目もしくは２段目に配置してもよい。
【００２９】
（周波数特性）
この図１の回路構成における周波数応答特性を示した図が図２である。図２においては、横軸が周波数（Ｌｏｇ＿ｆ）、縦軸がゲインである。
図２中の上側の曲線は、プラス側の周波数の周波数応答特性である。上述したように、ローパスフィルタの１つがノッチフィルタに置き換えられたため、高周波側の減衰特性が、図６の場合に比べて低下する。
【００３０】
一方、図２中の下側の曲線は、マイナス側の周波数の周波数応答特性である。図２の場合、信号通過帯域の低い周波数にゼロ点が追加されているため、信号通過帯域の広い領域で大きな減衰特性を実現することができる。図２は、ゼロ点の個数が１つの場合を示しているが、他の段のオペアンプの入力部に容量を追加して、ゼロ点の個数を２つ以上としてもよい。
【００３１】
（変形例）
図３は、オペアンプで構成した図１の回路を、トランスコンダクタンスアンプ（ＯＴＡ）と容量とで構成した回路図である。入力端子はＩＰ、ＩＮ、ＱＰ、ＱＮ、出力端子はＯＩＮ、ＯＩＰ、ＯＱＮ、ＯＱＰである。
図３において、破線で囲われた部分が基本的なユニットのローパスフィルタである。この部分に着目すると、入力端子ＩＰとＩＮとはそれぞれトランスコンダクタンスアンプｇｍ１ａｉのプラス側とマイナス側に接続されている。トランスコンダクタンスアンプｇｍ１ａｉの出力間には、容量Ｃ１ｉが接続されている。トランスコンダクタンスアンプｇｍ１ａｉのマイナス側の出力は、トランスコンダクタンスアンプｇｍ１ｂｉのプラス側の入力部とマイナス側の出力部とに接続されている。トランスコンダクタンスアンプｇｍ１ａｉのプラス側の出力は、トランスコンダクタンスアンプｇｍ１ｂｉのマイナス側の入力部とプラス側の出力部が接続されている。
【００３２】
以上が、基本的な１次ローパスフィルタの構成である。図３ではこの構成を３段縦続に接続している。この段数は４以上であってもよい。このようなローパスフィルタを縦続接続したブロックをＩ信号側とＱ信号側とに配置する。つまり、本例では、トランスコンダクタンスアンプｇｍ１ａｉ、ｇｍ１ｂｉ、ｇｍ２ａｉ、ｇｍ２ｂｉ、ｇｍ３ａｉ、ｇｍ３ｂｉ、および、容量Ｃ１ｉ、Ｃ２ｉ、Ｃ３ｉによってＩ信号側に３段縦続接続され、トランスコンダクタンスアンプｇｍ１ａｑ、ｇｍ１ｂｑ、ｇｍ２ａｑ、ｇｍ２ｂｑ、ｇｍ３ａｑ、ｇｍ３ｂｑ、および、容量Ｃ１ｑ、Ｃ２ｑ、Ｃ３ｑによってＱ信号側に３段縦続接続された構成になっている。
【００３３】
また、Ｉ信号側とＱ信号側との間にはトランスコンダクタンスアンプによって帰還をかける。すなわち、トランスコンダクタンスアンプｇｍ１ａｉのプラス側とマイナス側の出力は、それぞれトランスコンダクタンスアンプｇｍ１ｃｉのマイナス側とプラス側の入力に接続されている。トランスコンダクタンスアンプｇｍ１ｃｉのマイナス側とプラス側の出力は、それぞれトランスコンダクタンスアンプｇｍ１ａｑのマイナス側とプラス側の出力部に接続されている。そして、トランスコンダクタンスアンプｇｍ１ａｑのプラス側とマイナス側の出力は、それぞれトランスコンダクタンスアンプｇｍ１ｃｉのマイナス側とプラス側の入力に接続されている。トランスコンダクタンスアンプｇｍ１ｃｑのマイナス側とプラス側の出力は、それぞれトランスコンダクタンスアンプｇｍ１ａｉのマイナス側とプラス側の出力部に接続されている。
【００３４】
２、３段目も同様に、トランスコンダクタンスアンプｇｍ２ｃｉ、ｇｍ２ｃｑ、ｇｍ３ｃｉ、ｇｍ３ｃｑによって、Ｉ側トランスコンダクタンスアンプの出力部とＱ側のトランスコンダクタンスの入力部との間、および、Ｑ側全差動オペアンプの出力部とＩ側の全差動オペアンプの入力部との間はトランスコンダクタンスアンプによって接続されている。
【００３５】
さらに、容量Ｃｚｉｐ、Ｃｚｉｎ、Ｃｚｑｐ、Ｃｚｑｎが接続されている。すなわち、トランスコンダクタンスアンプｇｍ３ａｉのマイナス側の出力部は、容量Ｃｚｉｐを介してトランスコンダクタンスアンプｇｍ２ａｑのプラス側の出力に接続されている。トランスコンダクタンスアンプｇｍ３ａｉのプラス側の出力部は、容量Ｃｚｉｎを介してトランスコンダクタンスアンプｇｍ２ａｑのマイナス側の出力に接続されている。トランスコンダクタンスアンプｇｍ３ａｑのマイナス側の出力は、容量Ｃｚｑｐを介してトランスコンダクタンスアンプｇｍ２ａｉのマイナス側の出力に接続されている。トランスコンダクタンスアンプｇｍ３ａｑのプラス側の出力は、容量Ｃｚｑｎを介してトランスコンダクタンスアンプｇｍ２ａｉのプラス側に接続されている。
このような構成において、複素バンドパスフィルタの各段のトランスコンダクタンス及び容量の定数を適切に設定することにより、図２のようにゼロ点が追加された周波数特性を有するバンドパスフィルタが実現される。
【符号の説明】
【００３６】
Ｒ１ａｉｐ〜Ｒ３ａｉｐ、Ｒ１ａｉｎ〜Ｒ３ａｉｎ
Ｒ１ａｑｐ〜Ｒ３ａｑｐ、Ｒ１ａｑｎ〜Ｒ３ａｑｎ
Ｒ１ｂｉｐ〜Ｒ３ｂｉｐ、Ｒ１ｂｉｎ〜Ｒ３ｂｉｎ
Ｒ１ｂｑｐ〜Ｒ３ｂｑｐ、Ｒ１ｂｑｎ〜Ｒ３ｂｑｎ
Ｒ１ｃｉｐ〜Ｒ３ｃｉｐ、Ｒ１ｃｉｎ〜Ｒ３ｃｉｎ
Ｒ１ｃｑｐ〜Ｒ３ｃｑｐ、Ｒ１ｃｑｎ〜Ｒ３ｃｑｎ … 抵抗
Ｃ１ｉｐ〜Ｃ３ｉｐ、Ｃ１ｉｎ〜Ｃ３ｉｎ
Ｃ１ｑｐ〜Ｃ３ｑｐ、Ｃ１ｑｎ〜Ｃ３ｑｎ
Ｃｚｉｐ、Ｃｚｉｎ、Ｃｚｑｐ、Ｃｚｑｎ
Ｃ１ｉ〜Ｃ３ｉ、Ｃ１ｑ〜Ｃ３ｑ … 容量
ｇｍ１ａｉ〜ｇｍ３ａｉ、ｇｍ１ｂｉ〜ｇｍ３ｂｉ
ｇｍ１ａｑ〜ｇｍ３ａｑ、ｇｍ１ｂｑ〜ｇｍ３ｂｑ
ｇｍ１ｃｉ〜ｇｍ３ｃｉ、ｇｍ１ｃｑ〜ｇｍ３ｃｑ … トランスコンダクタンスアンプ
ＯＰ１ｉ〜ＯＰ３ｉ、ＯＰ１ｑ〜ＯＰ３ｑ … オペアンプ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スーパーヘテロダイン受信機などに用いられる複素バンドパスフィルタに関する。
【背景技術】
【０００２】
図４は、一般的なスーパーヘテロダイン受信機の構成を示すブロック図である（例えば、特許文献１参照）。図４において、スーパーヘテロダイン受信機は、高周波信号などが入力される入力端子ＲＦＩＮと、低雑音の高周波増幅器ＲＦＡＭＰと、局部発振器ＶＣＯと、２分周器ＤＩＶと、Ｉ信号およびＱ信号に対応して設けられたミキサＭＩＸ１およびＭＩＸ２と、ＩＦフィルタ（ＩＦ−Ｆｉｌｔｅｒ）ＩＦＦと、中間周波増幅器ＩＦＡＭＰと、出力端子ＩＦＯＵＴとを含んで構成されている。
このような構成において、周波数がｆRFの入力信号が入力端子ＲＦＩＮに入力されると、低雑音の高周波増幅器ＲＦＡＭＰで増幅され、２つのミキサＭＩＸ１およびＭＩＸ２にそれぞれ入力される。
【０００３】
局部発振器ＶＣＯは、周知の電圧制御発振器によって構成され、ローカル信号ＬＯＩ、ＬＯＱの周波数ｆLOの２倍の周波数２ｆLOで発振した信号を出力する。この周波数２ｆLOで発振した信号は２分周器ＤＩＶに入力される。２分周器ＤＩＶは、位相が９０度ずれた（つまり直交する）ローカル信号ＬＯＩ、ＬＯＱを出力する。ローカル信号ＬＯＩはミキサＭＩＸ１へ入力され、ローカル信号ＬＯＱはミキサＭＩＸ２へ入力される。
【０００４】
ミキサＭＩＸ１、ＭＩＸ２では、周波数がｆRFの入力信号について、ローカル信号ＬＯＩ、ＬＯＱによる周波数変換が行われる。ミキサＭＩＸ１、ＭＩＸ２では周波数変換が行われ、２つの周波数の差分に相当する周波数ｆRF−ｆLO、および、２つの周波数を足し合わせた周波数ｆRF＋ｆLOや高調波などの周波数ｆIFの信号が出力される。これにより、ミキサＭＩＸ１から出力信号ＩＦ＿ｉ、ミキサＭＩＸ２から出力信号ＩＦ＿ｑがそれぞれ出力され、ＩＦフィルタＩＦＦに入力される。
【０００５】
ローＩＦの受信機では、周波数ｆRF−ｆLO以外の不要な信号はＩＦフィルタＩＦＦで除去される。入力信号の周波数ｆRFのイメージ周波数である２ｆLO−ｆRFについては、符号は異なるが同じ周波数に周波数変換されるため、通常、イメージフィルタでイメージ周波数の信号が除去される。ＩＦフィルタＩＦＦから出力される信号は中間周波増幅器ＩＦＡＭＰで増幅されて、適切な振幅の信号として出力端子ＩＦＯＵＴから出力される。
【０００６】
図５は、ＩＦフィルタＩＦＦを構成する複素バンドパスフィルタの従来の構成を示す回路図である（例えば、特許文献２参照）。ＩＦフィルタＩＦＦは、直交する出力信号ＩＦ＿ｉ、ＩＦ＿ｑを入力とし、出力信号ＩＦ＿ｉが差動信号として入力される入力端子ＩＰおよびＩＮ、出力信号ＩＦ＿ｑが差動信号として入力される入力端子ＱＰおよびＱＮ、を有している。本例のＩＦフィルタＩＦＦは、Ｉ信号側、Ｑ信号側に、ローパスフィルタをそれぞれ縦続接続した構成になっている。
【０００７】
すなわち、図５中の破線で囲われた部分が基本的なユニットのローパスフィルタである。この部分に着目すると、入力端子ＩＰは、抵抗Ｒ１ａｉｐを介して全差動オペアンプＯＰ１ｉのプラス側に接続されている。また、入力端子ＩＮは、抵抗Ｒ１ａｉｎを介して全差動オペアンプＯＰ１ｉのマイナス側に接続されている。
オペアンプＯＰ１ｉのマイナス側の出力とプラス側の入力との間には、抵抗Ｒ１ｂｉｐと容量Ｃ１ｉｐとが並列に接続されている。オペアンプＯＰ１ｉのプラス側の出力とマイナス側の入力との間には、抵抗Ｒ１ｂｉｎと容量Ｃ１ｉｎとが並列に接続されている。
【０００８】
以上が、基本的な１次ローパスフィルタの構成である。
図５では、以上の構成からなるローパスフィルタのブロックが、入力端子ＩＰ、ＩＮ、ＱＰ、ＱＮと、出力端子ＯＩＮ、ＯＩＰ、ＯＱＮ、ＯＱＰとの間に、Ｉ信号側に３段、Ｑ信号側に３段、それぞれ縦続接続された構成になっている。なお、この接続段数は４段以上であってもよい。
【０００９】
また、Ｉ信号側とＱ信号側との間には抵抗によって帰還をかけた構成になっている。すなわち、全差動オペアンプＯＰ１ｑのマイナス側の出力は、抵抗Ｒ１ｃｉｐを介して全差動オペアンプＯＰ１ｉのプラス側の入力部に接続されている。全差動オペアンプＯＰ１ｑのプラス側の出力は、抵抗Ｒ１ｃｉｎを介して全差動オペアンプＯＰ１ｉのマイナス側の入力部（つまりサミングノード）に接続されている。全差動オペアンプＯＰ１ｉのマイナス側の出力は、抵抗Ｒ１ｃｑｐを介して全差動オペアンプＯＰ１ｑのプラス側の入力部に接続されている。全差動オペアンプＯＰ１ｉのプラス側の出力は、抵抗Ｒ１ｃｑｎを介して全差動オペアンプＯＰ１ｑのマイナス側の入力部（つまりサミングノード）に接続されている。
なお、入力端子ＱＰは、抵抗Ｒ１ａｑｐを介して全差動オペアンプＯＰ１ｑのプラス側に接続されている。また、入力端子ＱＮは、抵抗Ｒ１ａｑｎを介して全差動オペアンプＯＰ１ｑのマイナス側に接続されている。
【００１０】
オペアンプＯＰ１ｑのマイナス側の出力とプラス側の入力との間には、抵抗Ｒ１ｂｑｐと容量Ｃ１ｑｐとが並列に接続されている。オペアンプＯＰ１ｑのプラス側の出力とマイナス側の入力との間には、抵抗Ｒ１ｂｑｎと容量Ｃ１ｑｎとが並列に接続されている。
１段目のＩ信号側の出力信号は、抵抗Ｒ２ａｉｐ、Ｒ２ａｉｎ、を介してオペアンプＯＰ２ｉに入力される。オペアンプＯＰ２ｉのマイナス側の出力とプラス側の入力との間には、抵抗Ｒ２ｂｉｐと容量Ｃ２ｉｐとが並列に接続されている。オペアンプＯＰ２ｉのプラス側の出力とマイナス側の入力との間には、抵抗Ｒ２ｂｉｎと容量Ｃ２ｉｎとが並列に接続されている。
【００１１】
１段目のＱ信号側の出力信号は、抵抗Ｒ２ａｑｐ、Ｒ２ａｑｎ、を介してオペアンプＯＰ２ｑに入力される。オペアンプＯＰ２ｑのマイナス側の出力とプラス側の入力との間には、抵抗Ｒ２ｂｑｐと容量Ｃ２ｑｐとが並列に接続されている。オペアンプＯＰ２ｑのプラス側の出力とマイナス側の入力との間には、抵抗Ｒ２ｂｑｎと容量Ｃ２ｑｎとが並列に接続されている。
【００１２】
全差動オペアンプＯＰ２ｑのマイナス側の出力は、抵抗Ｒ２ｃｉｐを介して全差動オペアンプＯＰ２ｉのプラス側の入力部に接続されている。全差動オペアンプＯＰ２ｑのプラス側の出力は、抵抗Ｒ２ｃｉｎを介して全差動オペアンプＯＰ２ｉのマイナス側の入力部に接続されている。全差動オペアンプＯＰ２ｉのマイナス側の出力は、抵抗Ｒ２ｃｑｐを介して全差動オペアンプＯＰ２ｑのプラス側の入力部に接続されている。全差動オペアンプＯＰ２ｉのプラス側の出力は、抵抗Ｒ２ｃｑｎを介して全差動オペアンプＯＰ２ｑのマイナス側の入力部に接続されている。
２、３段目も同様に、Ｉ側全差動オペアンプの出力部とＱ側の全差動オペアンプの入力部との間、および、Ｑ側全差動オペアンプの出力部とＩ側の全差動オペアンプの入力部との間は抵抗によって接続される。
【００１３】
すなわち、２段目のＩ信号側の出力信号は、抵抗Ｒ３ａｉｐ、Ｒ３ａｉｎ、を介してオペアンプＯＰ３ｉに入力される。オペアンプＯＰ３ｉのマイナス側の出力とプラス側の入力との間には、抵抗Ｒ３ｂｉｐと容量Ｃ３ｉｐとが並列に接続されている。オペアンプＯＰ３ｉのプラス側の出力とマイナス側の入力との間には、抵抗Ｒ３ｂｉｎと容量Ｃ３ｉｎとが並列に接続されている。
【００１４】
２段目のＱ信号側の出力信号は、抵抗Ｒ３ａｑｐ、Ｒ３ａｑｎ、を介してオペアンプＯＰ３ｑに入力される。オペアンプＯＰ３ｑのマイナス側の出力とプラス側の入力との間には、抵抗Ｒ３ｂｑｐと容量Ｃ３ｑｐとが並列に接続されている。オペアンプＯＰ３ｑのプラス側の出力とマイナス側の入力との間には、抵抗Ｒ３ｂｑｎと容量Ｃ３ｑｎとが並列に接続されている。
【００１５】
全差動オペアンプＯＰ３ｑのマイナス側の出力は、抵抗Ｒ３ｃｉｐを介して全差動オペアンプＯＰ３ｉのプラス側の入力部に接続されている。全差動オペアンプＯＰ３ｑのプラス側の出力は、抵抗Ｒ３ｃｉｎを介して全差動オペアンプＯＰ３ｉのマイナス側の入力部に接続されている。全差動オペアンプＯＰ３ｉのマイナス側の出力は、抵抗Ｒ３ｃｑｐを介して全差動オペアンプＯＰ３ｑのプラス側の入力部に接続されている。全差動オペアンプＯＰ３ｉのプラス側の出力は、抵抗Ｒ３ｃｑｎを介して全差動オペアンプＯＰ３ｑのマイナス側の入力部に接続されている。
【００１６】
ローＩＦ受信機では、Ｉ信号、Ｑ信号のうち、Ｉ信号側もしくはＱ信号側のみ出力する、もしくは、出力端子ＯＩＰの出力信号と出力端子ＯＱＰの出力信号とを加算し、出力端子ＰＩＮの出力信号と出力端子ＯＱＮの出力信号とを加算して出力するということも可能である。このような複素バンドパスフィルタの各段の定数を適切に設定することにより、バンドパスフィルタが実現される。
【００１７】
図６は、図５の回路構成によって実現されるフィルタの周波数特性である。図６においては、横軸が周波数（Ｌｏｇ＿ｆ）、縦軸がゲインである。
図６中の上側の曲線は、プラス側の周波数の周波数応答特性である。信号通過帯域では、フラットな周波数特性を持ち、ある周波数よりも高くなると減衰する特性を持つ。ＤＣ付近も信号通過帯よりも低いゲインを持つ。
【００１８】
一方、図６中の下側の曲線は、マイナス側の周波数の周波数応答特性である。すべての周波数でプラス側の周波数よりも低いゲインをもち、信号通過帯でも大きな減衰量を持つ。図４を参照して説明した、周波数ｆRF−ｆLO（＝ｆIF）は、フィルタで減衰されずフィルタを通過する。また、周波数ｆRF＋ｆLOといった高調波成分や、他の周波数の１より大きい周波数は、フィルタのローパス特性により減衰されて除去される。また、イメージ周波数は信号帯域のマイナス側で、これも複素バンドパスフィルタにより除去される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１９】
【特許文献１】特開２００３−２４９８６６号公報
【特許文献２】特開２００２−２８０８３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
信号通過帯域が狭い場合、図５に示した複素バンドパスフィルタは、イメージリジェクションの帯域内の偏差が小さく、かつ、イメージリジェクションをとることができるため、この回路形式が有効である。しかし、信号通過帯域が広く、信号通過帯域内の最大の周波数と最小の周波数との比が大きい場合（すなわち、ＩＦ周波数が低い場合）、最小周波数側でのイメージリジェクションが小さいという問題がある。
本発明の目的は、上述した問題を解決し、信号通過帯域の広い範囲において、より大きな減衰特性を実現できるバンド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】
【００２１】
本発明によるバンドパスフィルタは、差動増幅手段によって構成されるローパスフィルタ部が複数段縦続接続されてなり、入力される差動信号について所定の周波数帯域のみ通過させる特性を有するバンドパスフィルタであって、信号通過帯域において、差動信号のマイナス側のみについてゼロ点が生じるような素子を含むことを特徴とする。この構成によれば、信号通過帯域において、マイナス側のみについて大きな減衰特性を実現することができる。
【００２２】
複数段縦続接続された前記ローパスフィルタ部は、
ローカルＩ入力信号が入力され、縦続接続複数のローパスフィルタ部を介して、ローカルＩ出力信号が生成されるＩ側フィルタ部と、
前記ローカルＩ入力信号より位相が９０度ずれたローカルＱ入力信号が入力され、縦続接続された複数のローパスフィルタ部を介して、ローカルＱ出力信号が生成されるＱ側フィルタ部と、
を備え、
前記Ｉ側フィルタ部のｋ（ｋは２以上の自然数）番目のローパスフィルタ部の出力が前記Ｑ側フィルタ部のｋ番目のローパスフィルタ部のサミングノードに夫々入力され、
一端が前記Ｑ側フィルタ部のｎ（ｎは自然数、１≦ｎ≦ｋ）番目のローパスフィルタ部の入力に接続され、他端が前記Ｉ側フィルタ部のｎ番目のローパスフィルタ部のサミングノードに接続される第１容量素子を備えていてもよい。この構成により、オペアンプによって構成されたローパスフィルタ部を用いて、信号通過帯域において、マイナス側について大きな減衰特性を実現するバンドパスフィルタを構成できる。
【００２３】
また、一端が前記Ｑ側フィルタ部のｍ（ｍは自然数かつｍ≠ｎ、１≦ｍ≦ｋ）番目のローパスフィルタ部の入力に接続され、他端が前記Ｉ側フィルタ部のｍ番目のローパスフィルタ部のサミングノードに接続される第２容量素子をさらに備えていてもよい。この構成により、全差動増幅器によって構成されたローパスフィルタ部を用いて、信号通過帯域において、マイナス側について大きな減衰特性を実現するバンドパスフィルタを構成できる。
【００２４】
さらに、前記ローパスフィルタ部は、演算増幅器と、前記演算増幅器の入力端子に接続される第１抵抗素子と、前記演算増幅器の入力端子と出力端子との間に接続される第２抵抗素子及び第３容量素子と、を有し、
前記Ｉ側フィルタ部のｋ番目のローパスフィルタ部の出力は、第３抵抗素子を介して、前記Ｑ側フィルタ部のｋ番目のローパスフィルタ部のサミングノードに夫々入力されるように構成してもよい。この構成により、演算増幅器によって構成されたローパスフィルタ部を用いて、信号通過帯域において、マイナス側のみについて大きな減衰特性を実現するバンドパスフィルタを構成できる。
【００２５】
なお、前記ローパスフィルタ部は、第１トランスコンダクタンスアンプと、前記第１トランスコンダクタンスアンプと縦続接続されかつ入力と出力が接続される第２トランスコンダクタンスアンプと、前記第１及び第２トランスコンダクタンスアンプの接続点に設置される第３容量素子と、を有し、
前記Ｉ側フィルタ部のｋ番目のローパスフィルタ部の出力は、第３トランスコンダクタンスアンプを介して、前記Ｑ側フィルタ部のｋ番目のローパスフィルタ部のサミングノードに夫々入力されるように構成してもよい。この構成により、トランスコンダクタンスアンプによって構成されたローパスフィルタ部を用いて、信号通過帯域において、マイナス側のみについて大きな減衰特性を実現するバンドパスフィルタを構成できる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、複数縦続接続されたローパスフィルタの一部を、ノッチフィルタにすることにより、信号通過帯域の広い範囲において、より大きな減衰特性を実現できるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施形態による複素バンドパスフィルタの回路構成例を示す図である。
【図２】図１の複素バンドパスフィルタの周波数特性の例を示す図である。
【図３】トランスコンダクタンスアンプを使った複素バンドパスフィルタの回路構成を示す図である。
【図４】一般的なスーパーヘテロダイン受信機のブロックダイアグラムである。
【図５】オペアンプを使った複素バンドパスフィルタの回路構成例を示す図である。
【図６】従来型の複素バンドパスフィルタの周波数特性の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。なお、以下の説明において参照する各図では、他の図と同等部分は同一符号によって示されている。
（回路構成例）
図１は本発明の実施形態による複素バンドパスフィルタの回路構成例を示す図である。図１の複素バンドパスフィルタは、差動信号のマイナス側の周波数にのみゼロ点を追加した構成になっている。つまり、図１の回路構成が図６の構成と異なる点は、３段目のオペアンプの入力部に容量Ｃｚｉｐ、Ｃｚｉｎ、Ｃｚｑｐ、Ｃｚｑｎが接続されている点である。すなわち、全差動オペアンプＯＰ２ｑのプラス側の出力は容量Ｃｚｉｐを介して全差動オペアンプＯＰ３Ｉのプラス側の入力部に接続されている。全差動オペアンプＯＰ２ｑのマイナスの出力は容量Ｃｚｉｎを介して全差動オペアンプＯＰ３ｉのマイナス側の入力部に接続されている。全差動オペアンプＯＰ２ｉのマイナス側の出力は、容量Ｃｚｑｐを介して全差動オペアンプＯＰ３ｑのプラス側の入力部に接続されている。全差動オペアンプＯＰ２ｉのプラス側の出力は、容量Ｃｚｑｎを介して全差動オペアンプＯＰ３ｑのマイナス側の入力部に接続されている。
なお、本例では容量を配置した場所は、３段目のオペアンプの入力部であるが、他の場所に配置してもよい。例えば、１段目もしくは２段目に配置してもよい。
【００２９】
（周波数特性）
この図１の回路構成における周波数応答特性を示した図が図２である。図２においては、横軸が周波数（Ｌｏｇ＿ｆ）、縦軸がゲインである。
図２中の上側の曲線は、プラス側の周波数の周波数応答特性である。上述したように、ローパスフィルタの１つがノッチフィルタに置き換えられたため、高周波側の減衰特性が、図６の場合に比べて低下する。
【００３０】
一方、図２中の下側の曲線は、マイナス側の周波数の周波数応答特性である。図２の場合、信号通過帯域の低い周波数にゼロ点が追加されているため、信号通過帯域の広い領域で大きな減衰特性を実現することができる。図２は、ゼロ点の個数が１つの場合を示しているが、他の段のオペアンプの入力部に容量を追加して、ゼロ点の個数を２つ以上としてもよい。
【００３１】
（変形例）
図３は、オペアンプで構成した図１の回路を、トランスコンダクタンスアンプ（ＯＴＡ）と容量とで構成した回路図である。入力端子はＩＰ、ＩＮ、ＱＰ、ＱＮ、出力端子はＯＩＮ、ＯＩＰ、ＯＱＮ、ＯＱＰである。
図３において、破線で囲われた部分が基本的なユニットのローパスフィルタである。この部分に着目すると、入力端子ＩＰとＩＮとはそれぞれトランスコンダクタンスアンプｇｍ１ａｉのプラス側とマイナス側に接続されている。トランスコンダクタンスアンプｇｍ１ａｉの出力間には、容量Ｃ１ｉが接続されている。トランスコンダクタンスアンプｇｍ１ａｉのマイナス側の出力は、トランスコンダクタンスアンプｇｍ１ｂｉのプラス側の入力部とマイナス側の出力部とに接続されている。トランスコンダクタンスアンプｇｍ１ａｉのプラス側の出力は、トランスコンダクタンスアンプｇｍ１ｂｉのマイナス側の入力部とプラス側の出力部が接続されている。
【００３２】
以上が、基本的な１次ローパスフィルタの構成である。図３ではこの構成を３段縦続に接続している。この段数は４以上であってもよい。このようなローパスフィルタを縦続接続したブロックをＩ信号側とＱ信号側とに配置する。つまり、本例では、トランスコンダクタンスアンプｇｍ１ａｉ、ｇｍ１ｂｉ、ｇｍ２ａｉ、ｇｍ２ｂｉ、ｇｍ３ａｉ、ｇｍ３ｂｉ、および、容量Ｃ１ｉ、Ｃ２ｉ、Ｃ３ｉによってＩ信号側に３段縦続接続され、トランスコンダクタンスアンプｇｍ１ａｑ、ｇｍ１ｂｑ、ｇｍ２ａｑ、ｇｍ２ｂｑ、ｇｍ３ａｑ、ｇｍ３ｂｑ、および、容量Ｃ１ｑ、Ｃ２ｑ、Ｃ３ｑによってＱ信号側に３段縦続接続された構成になっている。
【００３３】
また、Ｉ信号側とＱ信号側との間にはトランスコンダクタンスアンプによって帰還をかける。すなわち、トランスコンダクタンスアンプｇｍ１ａｉのプラス側とマイナス側の出力は、それぞれトランスコンダクタンスアンプｇｍ１ｃｉのマイナス側とプラス側の入力に接続されている。トランスコンダクタンスアンプｇｍ１ｃｉのマイナス側とプラス側の出力は、それぞれトランスコンダクタンスアンプｇｍ１ａｑのマイナス側とプラス側の出力部に接続されている。そして、トランスコンダクタンスアンプｇｍ１ａｑのプラス側とマイナス側の出力は、それぞれトランスコンダクタンスアンプｇｍ１ｃｉのマイナス側とプラス側の入力に接続されている。トランスコンダクタンスアンプｇｍ１ｃｑのマイナス側とプラス側の出力は、それぞれトランスコンダクタンスアンプｇｍ１ａｉのマイナス側とプラス側の出力部に接続されている。
【００３４】
２、３段目も同様に、トランスコンダクタンスアンプｇｍ２ｃｉ、ｇｍ２ｃｑ、ｇｍ３ｃｉ、ｇｍ３ｃｑによって、Ｉ側トランスコンダクタンスアンプの出力部とＱ側のトランスコンダクタンスの入力部との間、および、Ｑ側全差動オペアンプの出力部とＩ側の全差動オペアンプの入力部との間はトランスコンダクタンスアンプによって接続されている。
【００３５】
さらに、容量Ｃｚｉｐ、Ｃｚｉｎ、Ｃｚｑｐ、Ｃｚｑｎが接続されている。すなわち、トランスコンダクタンスアンプｇｍ３ａｉのマイナス側の出力部は、容量Ｃｚｉｐを介してトランスコンダクタンスアンプｇｍ２ａｑのプラス側の出力に接続されている。トランスコンダクタンスアンプｇｍ３ａｉのプラス側の出力部は、容量Ｃｚｉｎを介してトランスコンダクタンスアンプｇｍ２ａｑのマイナス側の出力に接続されている。トランスコンダクタンスアンプｇｍ３ａｑのマイナス側の出力は、容量Ｃｚｑｐを介してトランスコンダクタンスアンプｇｍ２ａｉのマイナス側の出力に接続されている。トランスコンダクタンスアンプｇｍ３ａｑのプラス側の出力は、容量Ｃｚｑｎを介してトランスコンダクタンスアンプｇｍ２ａｉのプラス側に接続されている。
このような構成において、複素バンドパスフィルタの各段のトランスコンダクタンス及び容量の定数を適切に設定することにより、図２のようにゼロ点が追加された周波数特性を有するバンドパスフィルタが実現される。
【符号の説明】
【００３６】
Ｒ１ａｉｐ〜Ｒ３ａｉｐ、Ｒ１ａｉｎ〜Ｒ３ａｉｎ
Ｒ１ａｑｐ〜Ｒ３ａｑｐ、Ｒ１ａｑｎ〜Ｒ３ａｑｎ
Ｒ１ｂｉｐ〜Ｒ３ｂｉｐ、Ｒ１ｂｉｎ〜Ｒ３ｂｉｎ
Ｒ１ｂｑｐ〜Ｒ３ｂｑｐ、Ｒ１ｂｑｎ〜Ｒ３ｂｑｎ
Ｒ１ｃｉｐ〜Ｒ３ｃｉｐ、Ｒ１ｃｉｎ〜Ｒ３ｃｉｎ
Ｒ１ｃｑｐ〜Ｒ３ｃｑｐ、Ｒ１ｃｑｎ〜Ｒ３ｃｑｎ … 抵抗
Ｃ１ｉｐ〜Ｃ３ｉｐ、Ｃ１ｉｎ〜Ｃ３ｉｎ
Ｃ１ｑｐ〜Ｃ３ｑｐ、Ｃ１ｑｎ〜Ｃ３ｑｎ
Ｃｚｉｐ、Ｃｚｉｎ、Ｃｚｑｐ、Ｃｚｑｎ
Ｃ１ｉ〜Ｃ３ｉ、Ｃ１ｑ〜Ｃ３ｑ … 容量
ｇｍ１ａｉ〜ｇｍ３ａｉ、ｇｍ１ｂｉ〜ｇｍ３ｂｉ
ｇｍ１ａｑ〜ｇｍ３ａｑ、ｇｍ１ｂｑ〜ｇｍ３ｂｑ
ｇｍ１ｃｉ〜ｇｍ３ｃｉ、ｇｍ１ｃｑ〜ｇｍ３ｃｑ … トランスコンダクタンスアンプ
ＯＰ１ｉ〜ＯＰ３ｉ、ＯＰ１ｑ〜ＯＰ３ｑ … オペアンプ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
差動増幅手段によって構成されるローパスフィルタ部が複数段縦続接続されてなり、入力される差動信号について所定の周波数帯域のみ通過させる特性を有するバンドパスフィルタであって、信号通過帯域において、差動信号のマイナス側のみについてゼロ点が生じるような素子を含むことを特徴とするバンドパスフィルタ。
【請求項２】
請求項１において、
複数段縦続接続された前記ローパスフィルタ部は、
ローカルＩ入力信号が入力され、縦続接続複数のローパスフィルタ部を介して、ローカルＩ出力信号が生成されるＩ側フィルタ部と、
前記ローカルＩ入力信号より位相が９０度ずれたローカルＱ入力信号が入力され、縦続接続された複数のローパスフィルタ部を介して、ローカルＱ出力信号が生成されるＱ側フィルタ部と、
を備え、
前記Ｉ側フィルタ部のｋ（ｋは２以上の自然数）番目のローパスフィルタ部の出力が前記Ｑ側フィルタ部のｋ番目のローパスフィルタ部のサミングノードに夫々入力され、
一端が前記Ｑ側フィルタ部のｎ（ｎは自然数、１≦ｎ≦ｋ）番目のローパスフィルタ部の入力に接続され、他端が前記Ｉ側フィルタ部のｎ番目のローパスフィルタ部のサミングノードに接続される第１容量素子を備えることを特徴とするバンドパスフィルタ。
【請求項３】
請求項２において、
一端が前記Ｑ側フィルタ部のｍ（ｍは自然数かつｍ≠ｎ、１≦ｍ≦ｋ）番目のローパスフィルタ部の入力に接続され、他端が前記Ｉ側フィルタ部のｍ番目のローパスフィルタ部のサミングノードに接続される第２容量素子をさらに備えることを特徴とするバンドパスフィルタ。
【請求項４】
請求項２または３において、
前記ローパスフィルタ部は、演算増幅器と、前記演算増幅器の入力端子に接続される第１抵抗素子と、前記演算増幅器の入力端子と出力端子との間に接続される第２抵抗素子及び第３容量素子と、を有し、
前記Ｉ側フィルタ部のｋ番目のローパスフィルタ部の出力は、第３抵抗素子を介して、前記Ｑ側フィルタ部のｋ番目のローパスフィルタ部のサミングノードに夫々入力されることを特徴とするバンドパスフィルタ。
【請求項５】
請求項２または３において、
前記ローパスフィルタ部は、第１トランスコンダクタンスアンプと、前記第１トランスコンダクタンスアンプと縦続接続されかつ入力と出力が接続される第２トランスコンダクタンスアンプと、前記第１及び第２トランスコンダクタンスアンプの接続点に設置される第３容量素子と、を有し、
前記Ｉ側フィルタ部のｋ番目のローパスフィルタ部の出力は、第３トランスコンダクタンスアンプを介して、前記Ｑ側フィルタ部のｋ番目のローパスフィルタ部のサミングノードに夫々入力されることを特徴とするバンドパスフィルタ。
【請求項１】
差動増幅手段によって構成されるローパスフィルタ部が複数段縦続接続されてなり、入力される差動信号について所定の周波数帯域のみ通過させる特性を有するバンドパスフィルタであって、信号通過帯域において、差動信号のマイナス側のみについてゼロ点が生じるような素子を含むことを特徴とするバンドパスフィルタ。
【請求項２】
請求項１において、
複数段縦続接続された前記ローパスフィルタ部は、
ローカルＩ入力信号が入力され、縦続接続複数のローパスフィルタ部を介して、ローカルＩ出力信号が生成されるＩ側フィルタ部と、
前記ローカルＩ入力信号より位相が９０度ずれたローカルＱ入力信号が入力され、縦続接続された複数のローパスフィルタ部を介して、ローカルＱ出力信号が生成されるＱ側フィルタ部と、
を備え、
前記Ｉ側フィルタ部のｋ（ｋは２以上の自然数）番目のローパスフィルタ部の出力が前記Ｑ側フィルタ部のｋ番目のローパスフィルタ部のサミングノードに夫々入力され、
一端が前記Ｑ側フィルタ部のｎ（ｎは自然数、１≦ｎ≦ｋ）番目のローパスフィルタ部の入力に接続され、他端が前記Ｉ側フィルタ部のｎ番目のローパスフィルタ部のサミングノードに接続される第１容量素子を備えることを特徴とするバンドパスフィルタ。
【請求項３】
請求項２において、
一端が前記Ｑ側フィルタ部のｍ（ｍは自然数かつｍ≠ｎ、１≦ｍ≦ｋ）番目のローパスフィルタ部の入力に接続され、他端が前記Ｉ側フィルタ部のｍ番目のローパスフィルタ部のサミングノードに接続される第２容量素子をさらに備えることを特徴とするバンドパスフィルタ。
【請求項４】
請求項２または３において、
前記ローパスフィルタ部は、演算増幅器と、前記演算増幅器の入力端子に接続される第１抵抗素子と、前記演算増幅器の入力端子と出力端子との間に接続される第２抵抗素子及び第３容量素子と、を有し、
前記Ｉ側フィルタ部のｋ番目のローパスフィルタ部の出力は、第３抵抗素子を介して、前記Ｑ側フィルタ部のｋ番目のローパスフィルタ部のサミングノードに夫々入力されることを特徴とするバンドパスフィルタ。
【請求項５】
請求項２または３において、
前記ローパスフィルタ部は、第１トランスコンダクタンスアンプと、前記第１トランスコンダクタンスアンプと縦続接続されかつ入力と出力が接続される第２トランスコンダクタンスアンプと、前記第１及び第２トランスコンダクタンスアンプの接続点に設置される第３容量素子と、を有し、
前記Ｉ側フィルタ部のｋ番目のローパスフィルタ部の出力は、第３トランスコンダクタンスアンプを介して、前記Ｑ側フィルタ部のｋ番目のローパスフィルタ部のサミングノードに夫々入力されることを特徴とするバンドパスフィルタ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−５４６８４（Ｐ２０１２−５４６８４Ａ）
【公開日】平成２４年３月１５日（２０１２．３．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１９４１９９（Ｐ２０１０−１９４１９９）
【出願日】平成２２年８月３１日（２０１０．８．３１）
【出願人】（３０３０４６２７７）旭化成エレクトロニクス株式会社 (840)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月１５日（２０１２．３．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年８月３１日（２０１０．８．３１）
【出願人】（３０３０４６２７７）旭化成エレクトロニクス株式会社 (840)
【Ｆターム（参考）】
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