JPH0311039B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0311039B2 JPH0311039B2 JP62167653A JP16765387A JPH0311039B2 JP H0311039 B2 JPH0311039 B2 JP H0311039B2 JP 62167653 A JP62167653 A JP 62167653A JP 16765387 A JP16765387 A JP 16765387A JP H0311039 B2 JPH0311039 B2 JP H0311039B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- signal
- strobe
- input signal
- input
- circuit
- Prior art date
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- Expired - Lifetime
Links
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 claims 2
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 13
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 2
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 230000004069 differentiation Effects 0.000 description 1
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11C—STATIC STORES
- G11C27/00—Electric analogue stores, e.g. for storing instantaneous values
- G11C27/02—Sample-and-hold arrangements
Landscapes
- Analogue/Digital Conversion (AREA)
- Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
- Manipulation Of Pulses (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は入力信号をサンプリングし、予め定め
た期間、入力信号と等しい値のサンプリング出力
信号を周期的に発生するサンプル・ホールド（Ｓ
＆Ｈ）回路に関する。
た期間、入力信号と等しい値のサンプリング出力
信号を周期的に発生するサンプル・ホールド（Ｓ
＆Ｈ）回路に関する。
第２図に示した従来の一般的なＳ＆Ｈ回路で
は、入力増幅器１を例えばダイオード・ブリツジ
のようなサンプリング・スイツチ２に接続し、サ
ンプリング・スイツチ２にゲート動作を行わせて
ホールド・コンデンサ４に入力信号のサンプリン
グ信号を送るストローブ・パルス発生器３を含ん
でいる。ストローブ・パルス発生器３のストロー
ブ・パルスの波形を第２Ｂ図に示している。入力
信号をサンプリング及びホールドした信号は第２
Ａ図の波形に示すようにホールド・バツフア増幅
器５より得られる。
は、入力増幅器１を例えばダイオード・ブリツジ
のようなサンプリング・スイツチ２に接続し、サ
ンプリング・スイツチ２にゲート動作を行わせて
ホールド・コンデンサ４に入力信号のサンプリン
グ信号を送るストローブ・パルス発生器３を含ん
でいる。ストローブ・パルス発生器３のストロー
ブ・パルスの波形を第２Ｂ図に示している。入力
信号をサンプリング及びホールドした信号は第２
Ａ図の波形に示すようにホールド・バツフア増幅
器５より得られる。
第２図の従来のＳ＆Ｈ回路には本質的な限界が
数多くある。まず、ホールド・コンデンサを入力
信号で正確に充電する為には、スイツチ抵抗が低
く、充電効率が高くなければならない。しかし、
スイツチ抵抗を低くすると、スイツチをオフにし
た時、入力信号との容量性結合に起因するブロー
バイ（blowby）と呼ばれる入力信号の漏洩によ
る誤差が発生する。また、スイツチ及び後続のホ
ールド増幅器の周波数帯域幅は、矩形の高周波且
つ大電流のストローブ・パルスの発生する高周波
スペクトルの為に、入力信号の最大周波数帯域幅
の数倍以上の広帯域を必要とする。ストローブ・
パルスは幅の狭い高周波パルスでなければならな
いのはもちろん、短時間にホールド・コンデンサ
４に充電させるのに充分な大電流値を有していな
くてはならない。このこともまた、上述の周波数
帯域幅の問題の原因となつている。
数多くある。まず、ホールド・コンデンサを入力
信号で正確に充電する為には、スイツチ抵抗が低
く、充電効率が高くなければならない。しかし、
スイツチ抵抗を低くすると、スイツチをオフにし
た時、入力信号との容量性結合に起因するブロー
バイ（blowby）と呼ばれる入力信号の漏洩によ
る誤差が発生する。また、スイツチ及び後続のホ
ールド増幅器の周波数帯域幅は、矩形の高周波且
つ大電流のストローブ・パルスの発生する高周波
スペクトルの為に、入力信号の最大周波数帯域幅
の数倍以上の広帯域を必要とする。ストローブ・
パルスは幅の狭い高周波パルスでなければならな
いのはもちろん、短時間にホールド・コンデンサ
４に充電させるのに充分な大電流値を有していな
くてはならない。このこともまた、上述の周波数
帯域幅の問題の原因となつている。
従つて、本発明の主目的は矩形の高周波且つ大
電流のサンプリング・パルスに起因する諸問題が
なく、入力信号の高周波サンプリングが可能なＳ
＆Ｈ回路を提供することである。
電流のサンプリング・パルスに起因する諸問題が
なく、入力信号の高周波サンプリングが可能なＳ
＆Ｈ回路を提供することである。
本発明の他の目的は回路のコストを大幅に軽減
するアナログ技術を用いたＳ＆Ｈ回路を提供する
ことである。
するアナログ技術を用いたＳ＆Ｈ回路を提供する
ことである。
本発明の別の目的は入力信号の周波数帯域幅の
３倍以下の周波数帯域しか要しない部品を使用し
たＳ＆Ｈ回路を提供することである。
３倍以下の周波数帯域しか要しない部品を使用し
たＳ＆Ｈ回路を提供することである。
本発明のまた別の目的は、ブローバイの原因と
なる高価なサンプリング・スイツチ及びトランジ
エント・ノイズ現象の原因となる高速且つ大電流
のストローブ発生器を必要としないＳ＆Ｈ回路を
提供することである。
なる高価なサンプリング・スイツチ及びトランジ
エント・ノイズ現象の原因となる高速且つ大電流
のストローブ発生器を必要としないＳ＆Ｈ回路を
提供することである。
前述した従来の問題点は、入力信号をサンプリ
ングするのに高周波且つ大電流のストローブ・パ
ルスを必要としない本発明のＳ＆Ｈ回路により軽
減される。本発明のＳ＆Ｈ回路には、入力データ
信号を入力とする微分器と、この微分した入力信
号にストローブ信号を乗算する乗算器とを含んで
いる。このストローブ信号と微分した入力信号と
の積は入力信号と共に差動増幅器の入力となり、
入力信号のサンプル・ホールド信号を周期的に発
生する。
ングするのに高周波且つ大電流のストローブ・パ
ルスを必要としない本発明のＳ＆Ｈ回路により軽
減される。本発明のＳ＆Ｈ回路には、入力データ
信号を入力とする微分器と、この微分した入力信
号にストローブ信号を乗算する乗算器とを含んで
いる。このストローブ信号と微分した入力信号と
の積は入力信号と共に差動増幅器の入力となり、
入力信号のサンプル・ホールド信号を周期的に発
生する。
ストローブ信号として高周波且つ大電流パルス
が必要でなくなつたので、本発明のＳ＆Ｈ回路の
周波数帯域幅は入力信号の周波数帯域幅の高くて
も３倍で十分である。本発明の別の特長は、スト
ローブ信号が単なる正弦波でよいので、矩形の高
周波且つ大電流パルスの場合に起こる高周波スペ
クトルによる周波数帯域幅の問題を回避すること
ができる。ストローブ信号と微分した入力信号と
の積の出力信号は入力信号と共に差動増幅器の入
力となる。この結果、この差動増幅器の出力信号
の傾きは正弦波のストローブ信号周期の各倍数の
時点付近で予め定めた期間０となる。この出力波
形の傾きが０になる時点で、出力波形は入力信号
と等しい値となり、その一定値を短時間保持し、
入力信号をサンプリングした波形を出力する。
が必要でなくなつたので、本発明のＳ＆Ｈ回路の
周波数帯域幅は入力信号の周波数帯域幅の高くて
も３倍で十分である。本発明の別の特長は、スト
ローブ信号が単なる正弦波でよいので、矩形の高
周波且つ大電流パルスの場合に起こる高周波スペ
クトルによる周波数帯域幅の問題を回避すること
ができる。ストローブ信号と微分した入力信号と
の積の出力信号は入力信号と共に差動増幅器の入
力となる。この結果、この差動増幅器の出力信号
の傾きは正弦波のストローブ信号周期の各倍数の
時点付近で予め定めた期間０となる。この出力波
形の傾きが０になる時点で、出力波形は入力信号
と等しい値となり、その一定値を短時間保持し、
入力信号をサンプリングした波形を出力する。
入力信号Vaを差動増幅器１０の非反転入力端
に入力する。この入力信号Vaを同時に微分器１
２にも入力して微分する。この微分された入力信
号を乗算器１４に入力して正弦波のストローブ信
号Vsと乗算する。このストローブ信号Vsと入力
信号の微分信号との積を差動増幅器１０の反転入
力端に入力する。この出力信号Voは一定期間入
力信号の値に等しい信号を示しており、そのサン
プリング周波数はストローブ信号の周波数であ
る。
に入力する。この入力信号Vaを同時に微分器１
２にも入力して微分する。この微分された入力信
号を乗算器１４に入力して正弦波のストローブ信
号Vsと乗算する。このストローブ信号Vsと入力
信号の微分信号との積を差動増幅器１０の反転入
力端に入力する。この出力信号Voは一定期間入
力信号の値に等しい信号を示しており、そのサン
プリング周波数はストローブ信号の周波数であ
る。
入力信号をVaとすると、微分器１２の出力は
Va′＝dVa／dtとなる。ストローブ信号Vsの周波
数はsであり、ストローブ信号Vsを正弦波信号
としてVso＝sin（ωst）と書いてもよい。（ここで
ωs＝2πsである。）本発明のＳ＆Ｈ回路のサンプ
リング周波数はストローブ信号Vsの周波数sと
なる。ストローブ信号Vsの周期TsはTs＝2π／ωs
である。乗算器１４の利得AmがAm＝１／ωs
Vsoならば、乗算器１４の出力はVa′sin（ωst）／
ωsとなる。従つて、出力Voは Vo＝Va−Va′sin（ωst）／ωs …(1) となる。
Va′＝dVa／dtとなる。ストローブ信号Vsの周波
数はsであり、ストローブ信号Vsを正弦波信号
としてVso＝sin（ωst）と書いてもよい。（ここで
ωs＝2πsである。）本発明のＳ＆Ｈ回路のサンプ
リング周波数はストローブ信号Vsの周波数sと
なる。ストローブ信号Vsの周期TsはTs＝2π／ωs
である。乗算器１４の利得AmがAm＝１／ωs
Vsoならば、乗算器１４の出力はVa′sin（ωst）／
ωsとなる。従つて、出力Voは Vo＝Va−Va′sin（ωst）／ωs …(1) となる。
入力信号Vaはストローブ信号の周期Tsの整数
倍の時点でサンプリングされる。（即ち、To＝
nTs、ここでｎは正の整数を表す。）(1)式より、
サンプリング時点Toに於ける出力信号Vo（To）
はVo（To）＝Va（To）と表わせる。(1)式の両辺
をｔに関して微分すると次式が得られる。
倍の時点でサンプリングされる。（即ち、To＝
nTs、ここでｎは正の整数を表す。）(1)式より、
サンプリング時点Toに於ける出力信号Vo（To）
はVo（To）＝Va（To）と表わせる。(1)式の両辺
をｔに関して微分すると次式が得られる。
dVo／dt＝dVa／dt−〔dVa／dtcos（ωst）−d2Va／dt
2sin（ωst）／ωs〕…(2) (2)式に於いて、ｔ＝To＝nTsのとき、右辺の
第２項は第１項と等しくなり、それ故相殺され、
第３項は０となるので(2)式の右辺全体は０とな
る。従つて、このＳ＆Ｈの基本関数の示している
通り、出力信号Voの傾きdVo／dtはサンプリン
グ時点Toで０となる。
2sin（ωst）／ωs〕…(2) (2)式に於いて、ｔ＝To＝nTsのとき、右辺の
第２項は第１項と等しくなり、それ故相殺され、
第３項は０となるので(2)式の右辺全体は０とな
る。従つて、このＳ＆Ｈの基本関数の示している
通り、出力信号Voの傾きdVo／dtはサンプリン
グ時点Toで０となる。
上述の説明を図にしたのが第３図及び第４図で
ある。第４図で、入力信号Vaは破線で示し、出
力信号Voは実線で示している。第３図及び第４
図に１〜５の数値で示しているストローブ信号の
周期Tsの整数倍の各時点付近では、出力信号Vo
の傾きはストローブ周期Tsの20〜30％の期間中
小さくなつている。従つて、ストローブ周期Ts
の整数倍に相当する時点で、出力信号Voは入力
信号Vaと等しく、且つ、ストローブ周期の大部
分の期間に於ても略等しくなる。
ある。第４図で、入力信号Vaは破線で示し、出
力信号Voは実線で示している。第３図及び第４
図に１〜５の数値で示しているストローブ信号の
周期Tsの整数倍の各時点付近では、出力信号Vo
の傾きはストローブ周期Tsの20〜30％の期間中
小さくなつている。従つて、ストローブ周期Ts
の整数倍に相当する時点で、出力信号Voは入力
信号Vaと等しく、且つ、ストローブ周期の大部
分の期間に於ても略等しくなる。
以上、本発明の説明に用いた用語及び表現は本
発明を何ら限定するものではなく、本発明はここ
に開示した一部或いは総ての内容と同等な物を総
て含むものである。故に、本発明の要旨を逸脱す
ることなく各種変更し得ることは当業者には明ら
かであろう。
発明を何ら限定するものではなく、本発明はここ
に開示した一部或いは総ての内容と同等な物を総
て含むものである。故に、本発明の要旨を逸脱す
ることなく各種変更し得ることは当業者には明ら
かであろう。
上述の如く本発明によれば、従来のように高精
度のサンプリング・スイツチ（ゲート）やストロ
ーブ発生器等を必要とせず、簡単なアナログ回路
で構成でき、コストが大幅に低減できる。また、
矩形の高周波且つ大電流のストローブ・パルスを
用いずに、正弦波のストローブ信号を用いるの
で、トランジエント・ノイズの発生がなく、回路
部品は周波数帯域幅が比較的狭いもので構成で
き、更にコストを低減できる。また、サンプリン
グ・スイツチ（ゲート）を用いないのでブローバ
イによる誤差の発生も回避できる。更に、従来の
ようにホールド・コンデンサにより各サンプリン
グ値を次のサンプリングまで略一定に保持するの
ではなく、入力信号とストローブ積信号との差動
出力を得ることにより、入力信号により近似し
た、より正確なサンプリング波形を容易に得るこ
とができ、極めて顕著な効果が認められる。
度のサンプリング・スイツチ（ゲート）やストロ
ーブ発生器等を必要とせず、簡単なアナログ回路
で構成でき、コストが大幅に低減できる。また、
矩形の高周波且つ大電流のストローブ・パルスを
用いずに、正弦波のストローブ信号を用いるの
で、トランジエント・ノイズの発生がなく、回路
部品は周波数帯域幅が比較的狭いもので構成で
き、更にコストを低減できる。また、サンプリン
グ・スイツチ（ゲート）を用いないのでブローバ
イによる誤差の発生も回避できる。更に、従来の
ようにホールド・コンデンサにより各サンプリン
グ値を次のサンプリングまで略一定に保持するの
ではなく、入力信号とストローブ積信号との差動
出力を得ることにより、入力信号により近似し
た、より正確なサンプリング波形を容易に得るこ
とができ、極めて顕著な効果が認められる。
第１図は本発明によるＳ＆Ｈ回路のブロツク
図、第２図は従来の代表的Ｓ＆Ｈ回路のブロツク
図、第２Ａ図は第２図の回路の入力信号と出力信
号の関係を示す図、第２Ｂ図は第２図の回路のス
トローブ信号を示す図、第３図は第１図の回路の
ストローブ信号を示す図、第４図は第１図の回路
の入力信号Vaと出力信号Voとの関係を示す図で
ある。 １０は合成手段、１２は微分手段、１４は乗算
手段である。
図、第２図は従来の代表的Ｓ＆Ｈ回路のブロツク
図、第２Ａ図は第２図の回路の入力信号と出力信
号の関係を示す図、第２Ｂ図は第２図の回路のス
トローブ信号を示す図、第３図は第１図の回路の
ストローブ信号を示す図、第４図は第１図の回路
の入力信号Vaと出力信号Voとの関係を示す図で
ある。 １０は合成手段、１２は微分手段、１４は乗算
手段である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 入力信号を微分する微分手段と、 該微分手段の出力信号及びストローブ信号を入
力とする乗算手段と、 該乗算手段の出力信号及び上記入力信号を合成
する合成手段と を具えることを特徴とするサンプル・ホールド回
路。 ２ 上記ストローブ信号は正弦波信号であること
を特徴とする特許請求の範囲第１項記載サンプ
ル・ホールド回路。 ３ 上記合成手段は差動増幅器であることを特徴
とする特許請求の範囲第１項又は第２項記載のサ
ンプル・ホールド回路。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US06/886,703 US4717837A (en) | 1986-07-18 | 1986-07-18 | Sample and hold network |
| US886703 | 1986-07-18 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6331100A JPS6331100A (ja) | 1988-02-09 |
| JPH0311039B2 true JPH0311039B2 (ja) | 1991-02-15 |
Family
ID=25389570
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62167653A Granted JPS6331100A (ja) | 1986-07-18 | 1987-07-03 | サンプル・ホ−ルド回路 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4717837A (ja) |
| EP (1) | EP0254407B1 (ja) |
| JP (1) | JPS6331100A (ja) |
| DE (1) | DE3780529T2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4950923A (en) * | 1989-07-28 | 1990-08-21 | Tektronix, Inc. | Analog multiplier based sample and hold network |
| US7206234B2 (en) * | 2005-06-21 | 2007-04-17 | Micron Technology, Inc. | Input buffer for low voltage operation |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3550021A (en) * | 1968-10-18 | 1970-12-22 | Bell Telephone Labor Inc | System for setting the slope of a data signal to zero at the sampling instants without modifying the data signal values |
| FR2112727A5 (ja) * | 1970-11-06 | 1972-06-23 | Sercel Rech Const Elect | |
| US3743947A (en) * | 1972-01-10 | 1973-07-03 | Ind Patent Dev Corp | Relative amplitude separation detection gate |
-
1986
- 1986-07-18 US US06/886,703 patent/US4717837A/en not_active Expired - Lifetime
-
1987
- 1987-06-05 EP EP87304982A patent/EP0254407B1/en not_active Expired
- 1987-06-05 DE DE8787304982T patent/DE3780529T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1987-07-03 JP JP62167653A patent/JPS6331100A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE3780529D1 (de) | 1992-08-27 |
| US4717837A (en) | 1988-01-05 |
| DE3780529T2 (de) | 1993-03-18 |
| EP0254407A3 (en) | 1990-02-14 |
| EP0254407B1 (en) | 1992-07-22 |
| EP0254407A2 (en) | 1988-01-27 |
| JPS6331100A (ja) | 1988-02-09 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
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|
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|
| EXPY | Cancellation because of completion of term | ||
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080215 Year of fee payment: 17 |