JPH02199918A - スイッチド・キャパシタ・フィルタ用4相クロック発生回路 - Google Patents

スイッチド・キャパシタ・フィルタ用4相クロック発生回路

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JPH02199918A
JPH02199918A JP1019192A JP1919289A JPH02199918A JP H02199918 A JPH02199918 A JP H02199918A JP 1019192 A JP1019192 A JP 1019192A JP 1919289 A JP1919289 A JP 1919289A JP H02199918 A JPH02199918 A JP H02199918A
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JP
Japan
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delay
circuit
clock
switched capacitor
capacitor filter
Prior art date
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Pending
Application number
JP1019192A
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English (en)
Inventor
Hiroyuki Ujiie
氏家 浩幸
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [概要] スイッチド・キャパシタ・フィルタのキャパシタの両端
をオン・オフする4個のスイッチを駆動するための4相
りロック発生回路に関し、遅延回路の遅延量を調整可能
なスイッチド・キャパシタ・フィルタ用4相クロック発
生回路を提供することを目的とし、 入力−クロックを入力とする第4クロック発生手段と第
3クロフク発生手段と、第4クロックと第3クロックの
遅延出力をそれぞれの入力とする第1クロック発生手段
と第2クロック発生手段とを備え、第4クロック発生手
段は第3クロックの遅延出力を他の入力とし、第3クロ
ック発生手段は第4クロックの遅延出力を他の入力とし
、第1クロック発生手段は第2クロックの遅延出力を他
の入力とし、第2クロック発生手段は第1クロンクの遅
延出力を他の入力とする構成を備えたスイノチド・キャ
パシタ・フィルタ用4相クロック発生回路において、前
記第1乃至第4クロンクを遅延するための遅延回路は、
複数段の論理回路を縦続接続した遅延単位を複数個縦続
接続して構成し、各遅延単位は、遅延機能のオン・オフ
を制御信号により切替えられるスイッチ回路を備えるよ
う構成する。
C産業上の利用分野コ 本発明はスインチド・キャパシタ・フィルタのキャパシ
タの両端をオン・オフする4個のスイッチを駆動するた
めの4相りロック発生回路に関する。
スイッチド・キャパシタ・フィルタ(SCFという)は
、開閉するスインチ付コンデンサとオペアンプ(演算増
幅器)から構成されたフィルタであり、回n網を構成す
るり、C,Hのうち小型化の障害となるLを除去したR
Cアクチイブフィルタを更に、LSI化に適するように
Rを除去するために開発され、サンプル値フィルタとし
て用いられる。
従来のスイッチド・キャパシタ・フィルタのキャパシタ
(S CF)の両端にはそれぞれ2個(合計4個)のス
イッチが設けられ、4個のスイッチをオン・オフ駆動す
る4相りロック発生回路は、充電時と放電時のクロック
が重ならないよう遅延回路により位相制御されている。
ところが、LSI回路によりSCFを構成した場合、各
回路により遅延回路の遅延時間にバラツキが生じること
があり特性を劣化させるという問題がありその改善が望
まれている。
[従来の技術] 第3図にスイッチド・キャパシタ・フィルタ(S CF
)の説明図を示す。
第3図A、にスイッチド・キャパシタ・フィルタ(SC
F)の構成を、第3図B、にそのクロック発生回路を示
す、SCFを構成するキャパシタCの両端の4個のスイ
ッチSW1〜SW4が、B。
に示すような4相クロック発生回路から発生するクロッ
クφl〜φ4により駆動され、スイッチSw1とスイッ
チSW3の対がオン/オフする時、スイッチSW2とス
イッチSW4の対がオフ/オンとなり、両方のスイッチ
対が同時にならないようクロックの位相が制御される。
動作としては、SWI、SW3がオンの時キャパシタC
に入力信号の電荷が充電され、次にSW2.SW4がオ
ン(SWI、SW3がオフ)になると、キャパシタCの
電荷がオペアンプによって放電され、キャパシタCから
、オペアンプのキャパシタCOに移り、その伝達関数が
RC形積分器と等価となっているのでフィルタを構成す
ることができる。
上記スイッチド・キャパシタ・フィルタ用のクロック発
生回路として第4図に従来例1の説明図、第5図に従来
例2の説明図を示す。
第4図の従来例1において、A、はクロック発生回路、
B、はクロックのタイムチャートである。
A、のクロック発生回路において、40はナンド回路、
41はノア回路、42.43はインバータ、44は遅延
回路1 (遅延時間delay  l) 、45は遅延
回路2(遅延時間delay 2 )である。
A、のクロック発生回路の動作をB、クロックのタイム
チャートを参照しながら説明すると、入力クロック(C
L K)は、先ずナンド回路40゜インバータ42を通
ってクロックφ2.φ4が発生され(立ち下がる)、さ
らに遅延回路44.ノア回路41を通って遅延時間de
lay 1の後にクロックφ1.φ3が発生される(立
ち上がる)、また、入力クロック(CLK)が、“L″
から“H″に変化する時に、大力クロック(CL K)
はノア回路41を通ってクロックφl、φ3が発生され
(立ち下がる)、さらにその波形はインバータ43.遅
延回路45.ナンド回路40を通って遅延時間dela
y 2の後にクロックφ2.φ4を発生させる(立ち上
げる)。
この従来例1の場合、発生クロックのφlとφ3、φ2
とφ4がそれぞれ同じクロックを用いているが、各素子
の遅延等により実際には同時とならないため、φ1とφ
3.φ2とφ4に予め発生順序を定めることができない
、そのため、第3図のSCFの積分器としての構成にお
いて、直流オフセントが発生するなどの問題が発生した
これを解決するクロック発生回路の構成が第5図の従来
例2の説明図として示す、第5図A6はクロック発生回
路、B、はクロックのタイムチャートである。この従来
例2は、本出願の出願人が先に出願したものである。
第5図A、のクロック発生回路において、50゜57は
ナンド回路、51.56はノア回路、52゜53.58
.59はインバータ、54. 55. 60.61は第
4遅延回路(遅延時間delay 4) 。
第3遅延回路(delay 3) 、 % l遅延回路
(delayl)、第2遅延回路(delay 2 )
である。
A、のクロック発生回路において、ノア回路56は第1
クロック発生手段を構成し、ナンド回路57とインバー
タ59により第2クロック発生手段を構成し、ノア回路
51は第3クロック発生手段を構成し、さらにナンド回
路50とインバータ52により第4クロック発生手段を
構成する。
第5図A、のクロック発生回路の動作をB、に示すクロ
ックのタイムチャートを参照しながら説明すると、入力
クロック(CLK)が第4クロック発生手段のナンド回
路50に入力すると、インバータ52から第4クロンク
φ4が発生しく立ち下がる)、その出力が第4遅延回路
54を通ってdelay 4だけ遅延されて第3クロッ
ク発生手段のノア回路51に入力すると第3クロックφ
3が発生(立ち上がる)する。
その第3クロンクφ3の出力が第3遅延回路55を通っ
てdelay 3だけ遅延されて第2クロック発生手段
のナンド回路57に入力すると、インバータ59から第
2クロフクφ2が発生しく立ち下がる)、第2遅延回路
61を通ってdelay 2だけ遅延されて第1クロッ
ク発生手段のノア回路56に入力する。
ノア回路56は第2遅延回路61からのクロックφ2と
、第4遅延回路54からのdelay 4だけ遅延され
たクロックφ4とにより駆動されてクロックφ1を発生
し、第1遅延回路60によりdelaytだけ遅延して
第2クロック発生手段のナンド回路57に入力する。ナ
ンド回路57は、前記した第3遅延回路55からのde
lay 3だけ遅延されたクロックφ3と第1遅延回路
60によりdelaylだけ遅延されたクロックφlに
より駆動されてクロックφ2を発生する。
[発明が解決しようとする課題] 上記の従来例2の構成によれば、クロックφ3の後にク
ロックφ1がオン/オフし、クロックφ4の後にクロッ
クφ2がオン/オフするので、スイッチド・キャパシタ
・フィルタのキャパシタのオン/オフの特性が保たれる
。この関係を保つために各クロックのタイミング間の遅
延11delay  1〜delay 4はスイッチド
・キャパシタ・フィルタの特性を決める重要なファクタ
ーであり、このバランスが悪いと直流オフセントが発生
し、スイッチド・キャパシタ・フィルタの特性劣化をま
ねく。
そして、遅延回路は具体的には集積回路上でインバータ
(ノント回路)を設計により定められた段数だけ縦続接
続して構成され、その段数が固定されていた。ところが
、SCFをLSI回路により製造した場合、個々の回路
毎にLSIの回路特性によりバラつくことが避けられな
い、そのバラつきの程度がSCFの動作速度が高速で使
用する場合、遅延回路の遅延時間に影響する度合が高く
なり、設計上許容された範囲の限界に近い遅延時間にな
ることがあり問題となっている。
本発明は遅延回路の遅延量が調整可能なスイッチド・キ
ャパシタ・フィルタ用4相クロック発生回路を提供する
ことを目的とする。
[課題を解決するための手段] 第1図は本発明の原理構成図である。
本発明は、従来例2として示すスイッチド・キャパシタ
・フィルタ(S CF)用4相クロ・ツク発生回路の遅
延回路を改善するものである。したがって、第1図には
SCFの全体構成は示さず遅延回路(第1遅延回路乃至
第4遅延回路)の基本的構成だけを示す。
第1図において、10は遅延単位、11は遅延単位を構
成する論理回路、12は遅延単位10の遅延機能のオン
・オフを制御信号により切替えられるスイッチ回路、1
3は制御信号である。
本発明はスイッチド・キャパシタ・フィルタ用4相発生
回路の遅延回路として所定個数の遅延単位を備え、製造
時の調整の際に必要な個数の遅延単位をオンとすること
により所望の遅延時間に設定できるようにするものであ
る。
[作用] 第1図において、遅延単位10の論理回路11はインバ
ータ、ナンド回路、ノア回路などのいずれかの1段の回
路で構成され、複数個の論理回路klを縦続接続して遅
延単位を構成する。論理回路11の最終段出力の線11
0がスイッチ回路12の一方の接点すに接続され、スイ
ッチ回路12の他方の接点aは縦続接続された論理回路
11をバイパスする線100に接続されている。また、
スイッチ回路12の固定接点Cは次段の遅延単位lOの
入力に接続されている。制御信号13により、スイッチ
回路12は遅延単位10の遅延機能をオン(接点c、b
間を接続した状a)にするかオフ(接点c、  a間を
接続した状態)にするかが切替えられる。
このスイッチ回路12はリレーの接点の形式で示されて
いるが、電子的アナログスイッチにより構成されるもの
である。
スイッチド・キャパシタ・フィルタのLSIが製造され
た時に、4相クロ・ツク発生回路の遅延回路の遅延時間
を調整する時に、遅延時間を測定して所望の時間になる
ように各遅延単位10の遅延機能のオン・オフを切替え
るスイッチ回路12を制?D信号13の2値信号により
制御する。
このように、遅延回路の遅延量を調整可能とすることに
より、LSI回路素子のバラツキなどの劣化要因を吸収
して最適な遅延量とすることができる。
〔実施例〕
第2図は実施例の構成図である。
第2図の20はスイッチド・キャパシタ・フィルタ(S
CF)のLSI、21,22.  ・・・は4相りロッ
ク発生回路中の遅延回路の遅延単位(第1図の10に対
応)、P1〜Pnは制御信号入力用のビン、25は設定
回路を表す。
スイソチド・キャパシタ・フィルタ(SCF)の4相り
ロック発生回路中に、遅延回路として第2図に示す遅延
回路を設ける。この遅延回路は遅延単位22.・・・を
複数個縦続接続した構成を備えている。遅延単位21を
例にとって説明すると、この実施例では遅延単位はイン
バータ21aと21bの2段の回路で構成され、スイッ
チ回路はLSI回路のビンPIから供給される制御信号
によりオン・オフされるスイッチ*I#22c、22d
により構成される。制御信号はスイッチ22Cに対しイ
ンバータを介して供給されるので、スイッチ−−22C
と22dは相補的に動作し、何れか一方がオン状態とな
る。
このような遅延単位21.22・・が複数個縦続接続さ
れ、個々の遅延単位に対応してピンPIP2P・・・か
ら制御信号が供給されると、遅延単位の遅延機能がオン
・オフ制jnされる。
第2図に示す構成を含むスイッチド・キャパシタ・フィ
ルタのLSIについて、4相りロック発生回路の遅延回
路の遅延量を調整する場合には、例えば、設定回路25
のレジスタ251に予め決められた標準パターン(各遅
延単位21.22・・・をオンにするかオフにするかを
“13か“0”で示すビット列)の出力を並列に各ピン
から入力して、その時の遅延時間を測定する(または各
クロックφ1〜φ4を測定する)ことにより、長過ぎる
か、短か過ぎるか等を検出して、別のビットパターンに
変えることによりjil11!な遅延量を検出すること
ができる。検出された最適遅延量のwIm信号をそのL
SI内で発生させれば、以後その最適遅延時間で動作す
ることができる。
lO:遅延単位 11:論理回路 12:スイッチ回路 13:i制御信号 [発明の効果] 本発明によれば、スイッチド・キャパシタ・フィルタに
おいて4相りロック発生回路の各相のクロンク間の遅延
量を調整可能とすることができ、高精度のスイッチド・
キャパシタ・フィルタを実現することができる。
特許出願人   富士通株式会社 復代理人弁理士  穂坂 相線
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の原理構成図、第2図は実施例構成図、
第3図はスイッチド・キャパシタ・フィルタ(S CF
)の説明図、第4図はクロック発生回路の従来例1の説
明図、第5図は従来例2の説明図である。 第1図中、 A、スイッケドペぎパシクフィルタ(SCF)の葬1人
又壬1.7+ド僻ヤノyシタ・フィル・り(SCF)f
)づζB月図男3閃 局し生りり、り 令4 φ2 主主フロック A6クロ・ツク権デ笠回豫ト

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 スイッチド・キャパシタ・フィルタのキャパシタの両端
    をオン・オフする4個のスイッチを駆動するために、 入力クロックを入力とする第4クロック発生手段と第3
    クロック発生手段と、第4クロックと第3クロックの遅
    延出力をそれぞれの入力とする第1クロック発生手段と
    第2クロック発生手段とを備え、 第4クロック発生手段は第3クロックの遅延出力を他の
    入力とし、第3クロック発生手段は第4クロックの遅延
    出力を他の入力とし、第1クロック発生手段は第2クロ
    ックの遅延出力を他の入力とし、第2クロック発生手段
    は第1クロックの遅延出力を他の入力とする構成を備え
    たスイッチド・キャパシタ・フィルタ用4相クロック発
    生回路において、 前記第1乃至第4クロックを遅延するための遅延回路は
    、複数段の論理回路(11)を縦続接続した遅延単位(
    10)を複数個縦続接続して構成し、各遅延単位(10
    )は、遅延機能のオン・オフを制御信号により切替えら
    れるスイッチ回路(12)を備えることを特徴とするス
    イッチド・キャパシタ・フィルタ用4相クロック発生回
    路。
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Cited By (3)

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