CS243095B1 - Connection of multi-input building block with capacitors switched by means of minimum number of change-over switches - Google Patents
Connection of multi-input building block with capacitors switched by means of minimum number of change-over switches Download PDFInfo
- Publication number
- CS243095B1 CS243095B1 CS849140A CS914084A CS243095B1 CS 243095 B1 CS243095 B1 CS 243095B1 CS 849140 A CS849140 A CS 849140A CS 914084 A CS914084 A CS 914084A CS 243095 B1 CS243095 B1 CS 243095B1
- Authority
- CS
- Czechoslovakia
- Prior art keywords
- terminal
- capacitor
- switch
- input
- switched
- Prior art date
Links
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 title claims description 90
- 230000010354 integration Effects 0.000 claims description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 2
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Filters That Use Time-Delay Elements (AREA)
Description
Vynález se týká zapojení vícevstupového stavebního bloku s kapacitory, spínanými minimálním počtem přepínačů.The invention relates to a multi-input building block with capacitors switched by a minimum number of switches.
Dosud známé metody syntézy obvodů se spínanými kapacitory jsou dvojího druhu, a to nepřímá, kdy se prvky či bloky nekapacitního charakteru v analogových obvodech nahrazují odpovídajícími obvody se spínanými kapacitory, a přímá, kdy se simuluje přenosová funkce odpovídajícího analogového- obvodu jako celku. V obou případech se při návrhu vždy vychází z určité transformace p—-z a také dosud známé stavební bloky se spínanými kapacitory odpovídají příslušným analogovým stavebním blokům pouze pro určitý typ této transformace.The known methods of synthesizing switched capacitor circuits are of two kinds, indirect, in which elements or blocks of a non-capacity character in analog circuits are replaced by corresponding switched capacitor circuits, and direct, in which the transfer function of the corresponding analog circuit as a whole is simulated. In both cases, the design is always based on a certain p-z transformation and also the known switching capacitor building blocks correspond to the corresponding analog building blocks only for a certain type of this transformation.
Základní nevýhodou současného* stavu je tedy skutečnost, že dosud známé stavební bloky se spínanými kapacitory neumožňují syntézu tohoto druhu obvodů přímo v oblasti z, například přímo- přenosovou funkci T(z). .The basic disadvantage of the current state is therefore that the known switching capacitor building blocks do not allow the synthesis of this kind of circuits directly in the z region, for example the direct-transfer function T (z). .
Uvedenou nevýhodu současného stavu odstraňuje zapojení vícevstupového stavebního bloku se spínanými kapacitory podle vynálezu, jeho-ž podstatou je, že je tvořeno napěťovým zesilovačem, spojeným svým vstupem s prvním vývodem integračního kapacitoru, s druhou svorkou vstupního přepínače každého r-téh-o přepínaného kapacitoru, kde r je přirozené číslo· v rozmezí od 1 do R, s první svorkou prvního vnitřního přepínače a s druhou svorkou druhého vnitřního přepínače, společná svorka druhého vnitřního přepínače je spojena s prvním vývodem druhého zpětnovazebního kapacitoru a s prvním vývodem každého q-tého Invertujícího přepínaného kapacitoru, kde q je přirozené číslo v rozmezí od 1 do Q, druhý vývod každého q-tého invertujícího přepínaného kapacitoru je spojen se společnou svorkou vstupního přepínače q-tého invertujícího přepínaného kapacitoru, společná svorka prvního vnitřního přepínače je spojena s prvním vývodem prvního zpětnovazebního kapacitoru a s prvním vývodem každého p-tého přímo vybíjeného spínaného kapacitoru, kde p je přirozené číslo v rozmezí od 1 do P, druhý vývod každého p-tého přímo vybíjeného spínaného kapacitoru je spojen se společnou svorkou vstupního přepínače p-tého přímo vybíjeného spínaného kapacitoru, společná svorka vstupního přepínače každého r-tého přepínaného kapacitoru je přes r-tý přepínaný kapacitor uzemněna, druhý vývod prvního zpětnovazebního kapacitoru je spojen s druhým vývodem druhého zpětnovazebního kapacitoru se společnou svorkou výstupního přepínače a s první výstupní svorkou zapojení, první svorka výstupního přepínače je spojena s výstupem napěťového zesilovače a s druhou výstupní svorkou zapojení, druhé svorky vstupních přepínačů každého p-tého přímo vybíjeného spínaného kapacitoru, každého q-tého invertujícího přepínaného kapacitoru, prvního vnitřního přepínače a výstupního přepínače, první svorka druhého vnitřního přepínače a druhý vývod integračního kapacitoru jsou uzemněny, zatímco první svorky vstupních přepínačů každého p-tého přímo vybíjeného spínaného kapacitoru, každého q-tého invertujícího přepínaného kapacitoru a každého r-tého přepínaného kapacitoru tvoří současně jednotlivé vstupní svorky zapojení.This disadvantage of the current state is overcome by the connection of the multi-input switching capacitor building block according to the invention, which is constituted by a voltage amplifier connected by its input to the first output of the integrating capacitor, to the second input switch terminal of each r-th-o switched capacitor. where r is a natural number · between 1 and R, with the first terminal of the first internal switch and with the second terminal of the second internal switch, the common terminal of the second internal switch is connected to the first terminal of the second feedback capacitor and the first terminal of each qth Inverting switched capacitor where q is a natural number ranging from 1 to Q, the second terminal of each qth inverting switched capacitor is connected to a common input terminal of the q th inverting switched capacitor, common terminal of the first internal switch is connected to the first terminal of the first feedback capacitor and the first terminal of each p-th direct-discharge switched capacitor, where p is a natural number between 1 and P, the second pin of each p-th direct-discharge switched capacitor is connected to a common input switch terminal p-th directly discharged switched capacitor, the common input switch terminal of each r-th switched capacitor is grounded through the r-th switched capacitor, the second output of the first feedback capacitor is connected to the second output of the second feedback capacitor with the common output switch terminal and the first output terminal , the first terminal of the output switch is connected to the output of the voltage amplifier and the second output terminal of the wiring, the second terminals of the input switches of each p-th directly discharged switching capacitor, of each q-th inverting the switching capacitor, the first internal switch and the output switch, the first terminal of the second internal switch, and the second terminal of the integrating capacitor are grounded, while the first input switch terminals of each p-th directly discharged switching capacitor, each q-th inverting switched capacitor and each r-th switch capacitors are formed by individual input terminals.
Výhoda zapojení vícevstupového stavebního bloku s kapacitory, spínanými minimálním počtem přepínačů, podle vynálezu spočívá v tom, že umožňuje přímou syntézu obvodů se spínanými kapacitory v oblasti z a lze ho aplikovat na libovolnou známou strukturu vycházející z rozkladu přenosové funkce na dílčí funkce prvního řádu.The advantage of connecting a multi-input building block with capacitors switched by a minimum number of switches according to the invention is that it allows direct synthesis of switched capacitor circuits in the z region and can be applied to any known structure resulting from decomposition of the transfer function into first order partial functions.
Vynález bude dále podrobněji popsán podle přiloženého výkresu, na němž je znázorněno schéma zapojení příkladného provedení vícevstupového stavebního bloku s kapacitory, spínanými minimálním počtem přepínačů, podle vynálezu. Na obrázku je zapojení tvořeno napěťovým zesilovačem 1, spojeným svým vstupem s prvním vývodem integračního kapacito-ru 2, s druhou svorkou vstupního přepínače 3 každého r-tého přepínaného kapacitoru 4r, kde r je přirozené číslo v ro-zmezí od 1 do R, s první svorkou prvního vnitřního přepínače 5 a s druhou svorkou druhého vnitřního přepínače 6. Společná svorka druhého vnitřního přepínače 6 je spojena s prvním vývodem druhého zpětnovazebního kapacitoru 7 a s prvním vývodem každého q-tého invertujícího přepínaného kapacitoru 8q, kde q je přirozené číslo v rozmezí -od 1 do Q, přičemž druhý vývod každého q-tého invertujícího přepínaného kapacitoru 8q je spojen se společnou svorkou vstupního přepínače 3 q-tého invertujícího přepínaného kapacitoru 8q. Společná svorka prvního- vnitřního přepínače 5 je spojena s prvním vývodem každého p-tého přímo vybíjeného spínaného kapacitoru 9p, kde ,p je přirozené číslo v rozmezí od 1 do P, a s prvním vývodem prvního zpětnovazebního kapacitoru 10. Druhý vývod každého p-tého přímo vybíjeného spínaného- kapacitoru 9p je spojen se společnou svorkou vstupního přepínače 3 p-tého přímo vybíjeného spínaného kapacitoru 9p. Společná svorka vstupního přepínače 3 každého r-tého přepínaného kapacitoru 4r je přes r-tý přepínaný kapacitor 4r uzemněna. Druhý vývod prvního zpětnovazebního kapacitoru 10 je spojen s druhým vývodem druhého zpětnovazebního kapacitoru 7, se společnou svorkou výstupního přepínače 11 a s první výstupní svorkou 12 zapojení. První svorka výstupního přepínače 11 je spojena s výstupem napěťového zesilovače las druhou výstupní svorkou 13 zapojení. Druhé svorky vstupních přepíná243095 čů 3 každého p-tého přímo vybíjeného spínaného kapacitoru 9p, každého q-tého invertujícího přepínaného kapacitoru 8q, prvního vnitřního přepínače 5 a výstupního přepínače 11, první svorka druhého vnitřního přepínače 6 a druhý vývod integračního kapacitoru 2 jsou uzemněny, zatímco první svorky vstupních přepínačů 3 každého p-tého přímo vybíjeného spínaného kapacitoru 9p, každého q-tého invertujícího přepínaného kapacitoru 8q a každého r-tého přepínaného kapacitoru 4r tvoří současně jednotlivé vstupní svorky zapojení.The invention will now be described in more detail with reference to the accompanying drawing, which shows a circuit diagram of an exemplary embodiment of a multi-input building block with capacitors switched by a minimum number of switches according to the invention. In the figure, the circuit consists of a voltage amplifier 1, connected by its input to the first terminal of the integrating capacitor 2, to the second terminal of the input switch 3 of each r-th switched capacitor 4r, where r is a natural number in the range 1 to R, s the first terminal of the first internal switch 5 and the second terminal of the second internal switch 6. The common terminal of the second internal switch 6 is coupled to the first terminal of the second feedback capacitor 7 and to the first terminal of each qth inverting switched capacitor 8q. 1 to Q, wherein the second terminal of each q-th inverting switched capacitor 8q is connected to a common terminal of the input switch 3 of the q-th inverting switched capacitor 8q. The common terminal of the first-internal switch 5 is connected to the first terminal of each p-th direct-discharge switched capacitor 9p, where, p is a natural number ranging from 1 to P, and to the first terminal of the first feedback capacitor 10. the discharged switched capacitor 9p is connected to the common terminal of the input switch 3p of the directly discharged switched capacitor 9p. The common terminal of the input switch 3 of each r-th switching capacitor 4r is grounded via the r-th switching capacitor 4r. The second terminal of the first feedback capacitor 10 is coupled to the second terminal of the second feedback capacitor 7, to the common terminal of the output switch 11, and to the first output terminal 12 of the wiring. The first terminal of the output switch 11 is connected to the output of the voltage amplifier and the second output terminal 13 of the wiring. The second input switches 243095 of each of the fifth directly discharged switched capacitor 9p, each qth inverted switched capacitor 8q, the first internal switch 5 and the output switch 11, the first terminal of the second internal switch 6 and the second terminal of the integrating capacitor 2 are grounded, the first terminals of the input switches 3 of each p-th directly switched switching capacitor 9p, each q-th inverting switched capacitor 8q, and each r-th switched capacitor 4r simultaneously form the individual input terminals of the wiring.
V činnosti vícevstupového stavebního bloku s kapacitory, spínanými minimálním počtem přepínačů podle vynálezu se ke vstupním svorkám zapojení připojí zdroje vstupních napětí a všechny vstupní přepínače 3> výstupní přepínač 11, první a druhý vnitřní přepínač 5 a 6 se pravidelně dvoufázově přepínají tak, že u nich dochází v liché fázi ke spojení společné svorky a první svorky a v sudé fázi ke spojení společné svorky a druhé svorky. V liché fázi se tak každý p-tý přímo vybíjený kapacitor 9p a první zpětnovazební kapacitor 10 nabíjejí, zatímco v sudé fázi se přímo vybíjejí, aniž by svůj náboj předaly jiným kapacitorům. Každý q-tý invertující přepínaný kapacitor 8q a druhý zpětnovazební kapacitor 7 se v liché fázi spínání také nabíjejí, avšak v sudé fázi spínání předávají svůj náboj s opačnou polaritou integračnímu kapacitoru 2, zatímco každý r-tý přepínaný kapacitor 4r, který se také v liché fázi spínání nabíjí, předává v sudé fázi tento náboj integračnímu kapacitoru 2 s nezměněnou polaritou. Napěťový zesilovač 1 zesiluje napětí · z integračního kapacitoru 2, takže na každém výstupu zapojení je v liché fázi spínání napětíIn the operation of a multi-input building block with capacitors switched by a minimum number of switches according to the invention, input voltage sources are connected to the input terminals and all input switches 3> output switch 11, first and second internal switches 5 and 6 are periodically switched in two phases. the common terminal and the first terminal are connected in the odd phase and the common terminal and the second terminal are connected in the even phase. Thus, in the odd phase, each p-th directly discharged capacitor 9p and the first feedback capacitor 10 are charged, while in the even phase they discharge directly without passing on their charge to other capacitors. Each q-th inverting switched capacitor 8q and the second feedback capacitor 7 also charge in the odd switching phase, but in the even switching phase they transmit their opposite polarity charge to the integrating capacitor 2, while each r-th switching capacitor 4r also in the switching phase, it charges this charge in the even phase to the integrating capacitor 2 with unchanged polarity. The voltage amplifier 1 amplifies the voltage · from the integration capacitor 2, so that at each output of the wiring there is an odd phase switching
kdewhere
U9p (L) je napětí přiváděné na první svorku vstupního přepínače 3 p-tého přímo vybíjeného spínaného kapacitoru 9p,For 9p (L) , the voltage is applied to the first terminal of the input switch 3p of the directly discharged switched capacitor 9p,
U8q (L) je napětí přiváděné na první svorku vstupního přepínače 3 q-tého invertujícího přepínaného kapacitoru 8q,At 8q (L) , the voltage applied to the first terminal of the input switch 3 of the q th inverting switched capacitor 8q,
U4r (L* je napětí přiváděné na první svorku vstupního přepínače 3 r-tého přepínaného kapacitoru 4r, zatímco koeficienty přenosu K9p, K8q a K4r jsou dány vztahyFor 4r (L *, the voltage applied to the first terminal of the input switch 3 of the r-th switched capacitor 4r, while the transmission coefficients K 9p , K 8q and K 4r are given by
přičemž C9p je kapacita p-tého přímo vybíjeného spínaného kapacitou 9p, CSq je kapacita q-tého invertujícího přepínaného kapacitoru 8q, C4r je kapacita r-tého přepínaného kapacitoru 4r, C je kapacita integračního kapacitoru 2 a A je zesílení napěťového zesilovače 1. Vztah (lj platí za předpokladu, že kapacita druhého zpětnovazebního kapacitoru 7 je rovna C/A. Znaménka jednotlivých koeficientů přenosu K9p, K8q a K4r ve vztazích (2), (3) a (4) jsou dána hodnotou kapacity Co prvního zpětnovazebního kapacitoru 10, pro kterou platí vztahwhere C 9p is the capacitance of the p-th directly switched switching capacitance 9p, C Sq is the capacity of the q-th inverting switched capacitor 8q, C 4r is the capacitance of the rth switched capacitor 4r, C is the capacitance of the integrating capacitor 2 and A is the amplifier The relation (1j is assuming that the capacity of the second feedback capacitor 7 is equal to C / A) The sign of the individual transmission coefficients K 9p , K 8q and K 4r in formulas (2), (3) and (4) are given by the capacity value C the first feedback capacitor 10 to which the relationship applies
2__2__
A -1 A -1
i*and*
Přenos napětí v liché fázi spínání ze vstupní svorky zapojení tvořené první svorkou vstupního- přepínače 3 každého p-tého přímo vybíjeného spínaného kapacitoru 9p tedy nemá časové zpoždění a je buď kladný nebo záporný podle toho, zda v rovnici (6) platí horní nebo dolní znaménko. Přenos napětí ze vstupní svorky zapojení tvořené první svorkou vstupního přepínače 3 každého q-tého invertujícího přepínaného kapacitoru 8q je zpožděný o jednu periodu spínání, stejně jako přenos napětí z vstupní svorky zapojení, tvořené první svorkou vstupního- přepínače 3 každého r-tého přepínaného kapacitoru 4r, který však má vždy opačné znaménko, což vyplývá z rovnic (3) a (4).Thus, the odd-phase voltage transfer from the input terminal formed by the first terminal of the input-switch 3 of each p-th directly discharged switched capacitor 9p does not have a time delay and is either positive or negative, depending on whether the upper or lower sign in equation (6) . The voltage transfer from the input wiring terminal formed by the first terminal of the input switch 3 of each q-th inverting switched capacitor 8q is delayed by one switching period, as is the voltage transfer from the input wiring terminal formed by the first terminal of the input switch 3 of each r-th switching capacitor 4r but which always has the opposite sign, which results from equations (3) and (4).
Vynález je možné s výhodou využít pří syntéze složitějších obvodů se spínanými kapacitory, zejména filtrů vyšších řádů a mnohobranů, jsou-li jejich vlastnosti předepsány přímo v rovině z.The invention can be advantageously used in the synthesis of more complex switched capacitor circuits, in particular higher order filters and multiphase filters, if their properties are prescribed directly in the z plane.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS849140A CS243095B1 (en) | 1984-11-28 | 1984-11-28 | Connection of multi-input building block with capacitors switched by means of minimum number of change-over switches |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS849140A CS243095B1 (en) | 1984-11-28 | 1984-11-28 | Connection of multi-input building block with capacitors switched by means of minimum number of change-over switches |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CS914084A1 CS914084A1 (en) | 1985-07-16 |
| CS243095B1 true CS243095B1 (en) | 1986-05-15 |
Family
ID=5442692
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CS849140A CS243095B1 (en) | 1984-11-28 | 1984-11-28 | Connection of multi-input building block with capacitors switched by means of minimum number of change-over switches |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CS (1) | CS243095B1 (en) |
-
1984
- 1984-11-28 CS CS849140A patent/CS243095B1/en unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CS914084A1 (en) | 1985-07-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4446438A (en) | Switched capacitor n-path filter | |
| US5397931A (en) | Voltage multiplier | |
| US4400637A (en) | Integrator with sampling stage | |
| US4375625A (en) | Switched-capacitor source resistor simulation circuit | |
| EP0158646B1 (en) | Switched capacitor circuits | |
| US4746871A (en) | Differential switched capacitor integrator using a single integration capacitor | |
| EP0483419A1 (en) | Fully differential sample and hold adder circuit | |
| US4338571A (en) | Low sensitivity switched-capacitor ladder filter using monolithic MOS chip | |
| US4306197A (en) | Switched-capacitor elliptic filter | |
| US4354250A (en) | Switched-capacitor source resistor simulation circuit | |
| GB2198303A (en) | Amplifier circuit arrangement | |
| GB2299472A (en) | Switched capacitor differential circuits with spike immunity | |
| US4331944A (en) | Switched-capacitor resistor simulation circuits | |
| EP0065219A2 (en) | Signal voltage dividing circuit | |
| US4333157A (en) | Switched-capacitor floating-inductor simulation circuit | |
| US4296392A (en) | Switched capacitor bilinear resistors | |
| GB2026805A (en) | Commuted-capacitor filter | |
| JPS57162185A (en) | Sample holding circuit | |
| CS243228B1 (en) | Connection of multi-input building block with switched capacitors | |
| JP3037502B2 (en) | Switched capacitor sample and hold delay circuit | |
| CA1173121A (en) | Simulation circuit employing switched capacitors | |
| ATE17541T1 (en) | DRIVER CIRCUITS TO DRIVE DIGITAL CIRCUITS WITH A CLOCK SIGNAL. | |
| US4281297A (en) | Electrical filter circuit utilizing charge transfer delay lines utilizing individual charge transfer delay elements | |
| Jamal et al. | MOS switched capacitor integrator eliminating operational amplifiers | |
| JPS573296A (en) | Output circuit of charge transfer element |