JPH02213215A - Switched capacitor circuit - Google Patents

Switched capacitor circuit

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JPH02213215A
JPH02213215A JP3419689A JP3419689A JPH02213215A JP H02213215 A JPH02213215 A JP H02213215A JP 3419689 A JP3419689 A JP 3419689A JP 3419689 A JP3419689 A JP 3419689A JP H02213215 A JPH02213215 A JP H02213215A
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JP
Japan
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circuit
capacitor
switch
charge
switched capacitor
Prior art date
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Pending
Application number
JP3419689A
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Japanese (ja)
Inventor
Tsutomu Tokuda
勉 徳田
Hiroichi Ishida
博一 石田
Ikuo Yasui
安井 郁夫
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Filing date
Publication date
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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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、パルス幅変調またはパルス密度変調した信
号を積分するスイッチト九パシタ回路に関するものであ
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a switched nine-pacitor circuit that integrates a pulse width modulated or pulse density modulated signal.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

第5図は1例えば「スイッチトキャパシタ回路」(現代
工学社1985年8月86日発行)のP7に示された従
来の積分回路であり、図におhて、II+は入力端子、
Iり汀出力端子、131灯トランスミッションゲート%
141 +ll Tryコンデンサ、1B)は演算増幅
器、(7)は基準値C基準電圧VR)である。上記トラ
ンスミッションゲートtill Fi例えば、第6図に
示すようにMO8トランジスタで構成される。
Figure 5 shows a conventional integrating circuit shown in page 7 of ``Switched Capacitor Circuit'' (published by Gendai Kogakusha on August 86, 1985).
I terminal output terminal, 131 light transmission gate%
141 +ll Try capacitor, 1B) is an operational amplifier, and (7) is a reference value C reference voltage VR). The transmission gate till Fi is composed of, for example, an MO8 transistor as shown in FIG.

Tl、T2は例えば第7図に示すような、互いにハィレ
ベルの重ならない、周期Tでノ・イレベル(以下Hと略
称する)、ローレベル(以下りと略称する)を繰り返す
側倒クロックである。第6図において、トランジスタは
、ゲートがHのときドレイン−ソース間が導通、ゲート
がLのときは、ドレイン−ソース間は非導通となるので
、TlがH、T2がLのときAB間は導通、BO間は非
導通%TlがT、+ 、 ’r2がHのときAB  量
弁導通、BO2闇は導通となる。スイッチ回路は、この
B端子にコンデンサを接続したものでめり、第5図の場
合は、コンデンサー51の両端にトランスミッションゲ
ート(3;を接続したスイッチとなっている。
Tl and T2 are side clocks, as shown in FIG. 7, for example, which repeat high level (hereinafter abbreviated as H) and low level (hereinafter abbreviated as LOW) at a period T, with the high level not overlapping each other. In Figure 6, the transistor is conductive between the drain and source when the gate is H, and non-conductive between the drain and source when the gate is L, so when Tl is H and T2 is L, the line between AB is Conductive, non-conductive between BO % When Tl is T, +, 'r2 is H, AB quantity valve is conductive, and BO2 is conductive. The switch circuit has a capacitor connected to this B terminal, and in the case of FIG. 5, it is a switch in which a transmission gate (3;) is connected to both ends of a capacitor 51.

次に動作について説明する。時刻tこときTLがH、T
2がLで第5図のスイッチ状態である場む、時刻 t+
−のとき、 Tlはり、T2ViHとなつで、スイッチ
は矢印の方向に切替わり、導通、非導通の状態が逆転す
る。いま、コンデンサ+41.41の値をそれぞれOA
、OB1時刻時刻ときの入力電圧1kVi(n−1)を
時刻(を’11’ )のときの出力電圧1vo(n−1
)とすると1時刻1/ζおける出力電圧vo四は、R v〇四m vo (n−1) −−vt四で表わされ、
これを2闇Cム ここで、基準値(7)に対し、+V、−Vの2つの電位
を持つパルス信号を、入力端子+11に入力する場合、
TIのサンプル時に、+Vまたは−Vの′電位が連続す
ることがあり1例えば第4図のようなパルス信号に対し
、積分回路出力+21が飽和しないように、容量比C2
つのコンデンサの谷菫A 1血の比) ?r −>> 1と十分に大きくする必要
がB めった。
Next, the operation will be explained. At time t, TL is H, T
If 2 is L and the switch state is as shown in FIG. 5, then time t+
- When Tl becomes T2ViH, the switch switches in the direction of the arrow, and the conducting and non-conducting states are reversed. Now, the value of capacitor +41.41 is OA
, the input voltage 1kVi (n-1) at the OB1 time is the output voltage 1vo (n-1) at the time ('11').
), the output voltage vo4 at one time 1/ζ is expressed as R v〇4m vo (n-1) --vt4,
Now, when inputting a pulse signal having two potentials of +V and -V to the input terminal +11 with respect to the reference value (7),
When sampling TI, the potential of +V or -V may continue.1 For example, in response to a pulse signal as shown in Fig. 4, the capacitance ratio C2 is
Two capacitors Tani Sumire A 1 blood ratio)? It is rarely necessary to make r ->> 1 sufficiently large.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

従来の積分回路は以上のように構成されているので、パ
ルス信号を入力すると、積分回路の出力(2)が飽和し
やすく、飽和を防ぐには、コン孟A デンサ141 、41の容量比を  ン〉1にしなけれ
ばB ならず、集積1川路化が困難であるなどの問題点があっ
た。
Since the conventional integrating circuit is configured as described above, when a pulse signal is input, the output (2) of the integrating circuit is likely to be saturated.To prevent saturation, the capacitance ratio of the capacitors 141 and 41 must be adjusted. There were problems such as the difficulty of consolidating into one channel, as B would not be possible unless it was set to (1).

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、容量地金適正化することで集積回路化が、容
易な積分回路を得ることを目的とする。
This invention was made to solve the above-mentioned problems, and aims to obtain an integrating circuit that can be easily integrated into an integrated circuit by optimizing the capacitance metal.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

この発明に係る積分回路は、入力信号1&:N分の1倍
するN分の1回路を容量比によるスイッチトキバシタ回
路”c’s成し入力部に設け、積分回路帰峨容量値、ま
たは容量比を小さくしたものである。
The integrator circuit according to the present invention has a 1/N circuit that multiplies the input signal 1&:1/N at the input section of a switch toggle circuit "c's" according to the capacitance ratio, and the integrator circuit return capacitance value or This has a smaller capacity ratio.

〔作用〕[Effect]

この発明におけるN分の1回路は、サンプルした入力信
号の電荷を、2以上のスイッチ回路に分散させ、分散し
たlスイッチ回路の電荷を演算増幅器に入力するもので
、入力信号の電荷をN分の1倍する。
The 1/N circuit in this invention distributes the charge of a sampled input signal to two or more switch circuits, and inputs the charge of the dispersed 1 switch circuits to an operational amplifier, which divides the charge of the input signal into N parts. Multiply by 1.

〔発明の一実施例〕[One embodiment of the invention]

以下、この発明の一実施例について説明する。 An embodiment of the present invention will be described below.

第1図において%+11 、 +21 let 171
は上記従来装置と同一または相当部分である。+81f
lN分の1回路を構成するスイッチ回路のトランスミッ
ションゲート、(lα〜a’a h、このトランスミッ
ションゲートに接続されたコンデンサ。(9)は、積分
回路に接続されたコンデンサである。
In Figure 1, %+11, +21 let 171
are the same or equivalent parts as those of the above-mentioned conventional device. +81f
The transmission gate of the switch circuit constituting the 1/1N circuit, (lα~a'ah, a capacitor connected to this transmission gate. (9) is a capacitor connected to the integrating circuit.

次に動作につめて説明する。コンデンサ+91 [01
uu ((2)のatそれぞれC1,02,03,C4
とする。また従来例と同様、スイッチi81 #’j 
、非重複のクロックTl 、 T2によって導通、非導
通を繰り返すものとし、TlがH、T2がLの時第1図
の状態であるとすると、TlがI+ 、 ’I’2がH
の時は、スイッチに全て矢印の方向に切替わる。
Next, the operation will be explained. Capacitor +91 [01
uu ((2) at C1, 02, 03, C4 respectively
shall be. Also, like the conventional example, switch i81 #'j
, non-overlapping clocks Tl and T2 are used to repeat conduction and non-conduction, and when Tl is H and T2 is L, the state shown in Fig. 1 is assumed, Tl is I+, 'I'2 is H
When , all switches switch in the direction of the arrow.

いま、時刻tにおいてT1がH、T2がLの場合の入力
電圧をvl(nl、出力電圧をv($+)・lクロック
前(時刻をT )の入力電圧をマ1(n−1)、出力電
圧VQ(n−1)とし、lクロック間は説明を容易にす
る丸め電圧値一定として電荷の流れ?みると、1クロツ
ク前(時刻をT)のコンデンサ+91flol・力(n
−1)の電荷を有している。ここから2汁の1クロツク
漣み1時刻を7ではTlがL 、 T2が■となるので
、スイッチは矢印の方向に切替わり、コンデンサ+(2
)は04・vlln−1)の電荷を充電し、コンデンサ
lot (Ill H放電・コンデンサ(91の電荷は
変化しない。さらに2分の1クロック進み時刻tK戻る
と再びTlが’H、T2がLとなり第1図のスイッチ状
態となる。コンデンサuりの電荷はスイッチ回路の各コ
ンデンサ++01 Lu1l (2)に分散され、コン
デC1xa4・vt(n−11カ光tサ ンサ(lαには C2÷03+C!4 れる。そしてコンデンサ(9)の電荷Ifi、コンデン
サt101の電荷相当分増減する。この過程を式で表わ
すと…式となる。
Now, when T1 is H and T2 is L at time t, the input voltage is vl(nl), and the output voltage is v($+)·l clocks ago (time is T), and the input voltage is m1(n-1). , the output voltage is VQ(n-1), and the charge flow is assumed to be a constant rounded voltage value for l clocks to make the explanation easier.Looking at it, we can see that the capacitor 1 clock ago (time is T) + 91 flol・force(n
-1). From here, when the 1st clock pulse of the 2nd juice is 1st time 7, Tl becomes L and T2 becomes ■, so the switch is switched in the direction of the arrow, and the capacitor + (2
) charges the capacitor lot (Ill H discharge capacitor (91) does not change. When the clock advances further by 1/2 and returns to time tK, Tl becomes 'H' and T2 becomes L again. This results in the switch state shown in Fig. 1.The charge on the capacitor u is distributed to each capacitor in the switch circuit + +01 Lu1l (2), and the condenser C1xa4·vt (n-11 light t sensor (lα has C2÷03+C! 4. Then, the charge Ifi of the capacitor (9) increases or decreases by an amount equivalent to the charge of the capacitor t101.This process is expressed by the following equation.

11式より、この積分回路の伝達関数H(zlは、とな
る。
From Equation 11, the transfer function H (zl) of this integrating circuit becomes.

従来、たとえ、ば容量比100をaA= 100pF、
CB=1pl’として構成していたものが、本発明では
、21式より、たとえば0A−10pF、 OBsmO
c−1pF、0D=8pFとすることで=10X(保z
+as −−1−(1’0  となり・容量比lO以下
の容量値の組合せで実現できる。
Conventionally, for example, if the capacitance ratio is 100, aA=100pF,
In the present invention, what was configured as CB = 1 pl', for example, 0A-10pF, OBsmO
By setting c-1pF and 0D=8pF, =10X (maintaining z
+as --1-(1'0), and can be realized by a combination of capacitance values with a capacitance ratio of 10 or less.

なお、上記実lil!f例では、入力と出力の信号が同
相であるものを示したが、トランスミッションゲート(
8)のクロック入力を切替えることにより、逆相出力も
容易に得られる。例えば図2のようなスイッチ回路の制
#を行なうことにより、上記実施例と同様の効果を奏し
、逆相出力が得られる。
In addition, the above actual lil! In the f example, the input and output signals are in phase, but the transmission gate (
By switching the clock input in step 8), an opposite phase output can be easily obtained. For example, by controlling the switch circuit as shown in FIG. 2, the same effect as in the above embodiment can be achieved, and an opposite phase output can be obtained.

また、第1図では、N分の1回路として、2つのスイッ
チ回路を付加して構成した場合について説明したが、3
以上のスイッチ回路を付加してもよい。第8図に一例を
示す。コンデンサQ31のll1IをC6とすると、第
1図実施列と同様の原理により、 Vlとv2の人力を
加算した信号レベルの積分回路が実現できる。このよう
に2以上のスイッチ回路の接続を組合わせることにより
、基準値からの信号電圧をスイッチ回路の容量比で取り
出し積分することで1以上の信号電圧に対しても、低い
容量比の回路で積分回路を実現できる。
In addition, in FIG. 1, a case was explained in which two switch circuits were added as a 1/N circuit, but 3
The above switch circuit may be added. An example is shown in FIG. If ll1I of the capacitor Q31 is set to C6, an integrating circuit of a signal level obtained by adding the human power of Vl and v2 can be realized by the same principle as the implementation column in FIG. By combining the connections of two or more switch circuits in this way, by extracting and integrating the signal voltage from the reference value using the capacitance ratio of the switch circuit, it is possible to use a circuit with a low capacitance ratio even for signal voltages of one or more. An integral circuit can be realized.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上のように、この発明によれば積分[0]路の入力が
N分の1になるように構成したので、パルス幅変調信号
などのパルス入力に対しても、小さな容量比の組合わせ
回路で等価的に大きな容鷲比回路を実現でき、集積回路
化が容易に実現できる効果がある。
As described above, according to the present invention, since the input to the integral [0] path is configured to be 1/N, the combinational circuit with a small capacitance ratio can be used even for pulse inputs such as pulse width modulation signals. This has the effect of making it possible to realize an equivalently large circuit with a large capacity, and making it easy to integrate the circuit.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図はこの発明の一実施例によるスイッチトキパシタ
積分(ロ)略図、第8図及び第8図にとヤ の発明の他の実施−Jを示すスイッチトキャノくシタa
41o1路図、第4図は入カパルス波形図、第5図は従
来のスイッチトキャパシタ軒回路図、第6図はトランス
ミッションゲートの構成図、第7図r1制御クロックの
タイミング図である。 図中、IIIH入力端子、(21は出力端子、(31は
トランスミッションケート、141+Utjコンデンサ
、6)ハ演算増幅器、(71ハ基準@i%F81と11
011111021(131は。 それぞれN分の1回路を構成するスイッチ回路のトラン
スミッションケート(!:、 コン?ンサ、(91はN
分の1【01路によって容量比の小さくなったコンデン
サである。なお同一符号は、同一または相当部分を示す
FIG. 1 is a schematic diagram of a switched capacitor integral (b) according to an embodiment of the present invention, and FIGS.
4 is an input pulse waveform diagram, FIG. 5 is a conventional switched capacitor circuit diagram, FIG. 6 is a configuration diagram of a transmission gate, and FIG. 7 is a timing diagram of an r1 control clock. In the figure, IIIH input terminal, (21 is output terminal, (31 is transmission gate, 141+Utj capacitor, 6) C operational amplifier, (71 C reference @i%F81 and 11
011111021 (131 is a switch circuit transmission gate (!:, capacitor, (91 is N
This is a capacitor with a reduced capacitance ratio due to the 1/01 path. Note that the same reference numerals indicate the same or equivalent parts.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)基準電圧と信号電圧をコンデンサに直列接続され
たスイッチ回路を切換えることにより、コンデンサに蓄
積された電荷をスイッチ回路で分配し、演算増幅回路の
帰還回路に接続されたコンデンサに蓄積することにより
、積分回路としての機能を果すことを特徴とするスイッ
チトキャパシタ回路。
(1) By switching the reference voltage and signal voltage through a switch circuit connected in series to a capacitor, the charge accumulated in the capacitor is distributed by the switch circuit and accumulated in the capacitor connected to the feedback circuit of the operational amplifier circuit. A switched capacitor circuit is characterized in that it functions as an integrating circuit.
(2)コンデンサに、1以上のPチャンネルトランジス
タまたは、Nチャンネルトランジスタまたは、Pチャン
ネル、Nチャンネルトランジスタ並列のトランスミッシ
ョンゲートで構成したことを特徴とする請求項1記載の
スイッチトキャパシタ回路。
(2) The switched capacitor circuit according to claim 1, wherein the capacitor is configured with one or more P-channel transistors, one or more N-channel transistors, or a transmission gate with P-channel and N-channel transistors in parallel.
(3)信号電圧と比例関係を持つ電荷をコンデンサに蓄
積し、この電荷を2以上のスイッチ回路に分配すること
により、スイッチ回路の容量比に比にした信号電圧に下
げ、この信号電圧に比例した電荷を演算増幅回路と並列
のコンデンサに電荷を移動させることにより積分回路を
構成することを特徴とする請求項1記載のスイッチトキ
ャパシタ回路。
(3) By accumulating a charge that is proportional to the signal voltage in a capacitor and distributing this charge to two or more switch circuits, the signal voltage is reduced to a ratio of the capacitance ratio of the switch circuits, and is proportional to this signal voltage. 2. The switched capacitor circuit according to claim 1, wherein the integrated circuit is configured by transferring the charged charges to a capacitor in parallel with the operational amplifier circuit.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5542424A (en) * 1978-09-20 1980-03-25 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Switched capacitor integrating circuit
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