JPH05188092A - サンプル・ホールド回路 - Google Patents
サンプル・ホールド回路Info
- Publication number
- JPH05188092A JPH05188092A JP239092A JP239092A JPH05188092A JP H05188092 A JPH05188092 A JP H05188092A JP 239092 A JP239092 A JP 239092A JP 239092 A JP239092 A JP 239092A JP H05188092 A JPH05188092 A JP H05188092A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- amplifier
- analog switch
- hold
- sample
- capacitor
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- Electronic Switches (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 入力信号を増幅する増幅器の出力端子に直列
接続されたアナログスイッチと高入力インピーダンス増
幅器との間にホールドコンデンサを設けたサンプル・ホ
ールド回路に関し、ホールドコンデンサの値に関わらず
に常に良好なホールド特性が得られるようにすることを
目的としている。 【構成】 入力信号を増幅する増幅器とサンプリング用
アナログスイッチとの直列回路と並列に、該増幅器と利
得の絶対値が同じで逆極性の第２の増幅器と該アナログ
スイッチのオフ時の浮遊容量を有する微小容量コンデン
サ又は常にオフに固定された同じアナログスイッチとの
直列回路を設け、その出力をホールドコンデンサでホー
ルドし高入力インピーダンスの増幅器から出力させるよ
うに構成する。
接続されたアナログスイッチと高入力インピーダンス増
幅器との間にホールドコンデンサを設けたサンプル・ホ
ールド回路に関し、ホールドコンデンサの値に関わらず
に常に良好なホールド特性が得られるようにすることを
目的としている。 【構成】 入力信号を増幅する増幅器とサンプリング用
アナログスイッチとの直列回路と並列に、該増幅器と利
得の絶対値が同じで逆極性の第２の増幅器と該アナログ
スイッチのオフ時の浮遊容量を有する微小容量コンデン
サ又は常にオフに固定された同じアナログスイッチとの
直列回路を設け、その出力をホールドコンデンサでホー
ルドし高入力インピーダンスの増幅器から出力させるよ
うに構成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はサンプル・ホールド回路
に関し、特にアナログ信号をディジタル信号に変換する
Ａ／Ｄ変換器に前置されるサンプル・ホールド回路に関
するものである。
に関し、特にアナログ信号をディジタル信号に変換する
Ａ／Ｄ変換器に前置されるサンプル・ホールド回路に関
するものである。
【０００２】通信・計測等に用いられる信号は元来ほと
んどがアナログ信号であるが、その信号を処理する場合
には、取扱の容易さ、汎用性、低消費電力化・小型化・
少部品点数化の容易さ、ディジタル計算機での演算処理
の容易さ等の理由からしばしばＡ／Ｄ変換器を用いてデ
ィジタル信号に変換される。
んどがアナログ信号であるが、その信号を処理する場合
には、取扱の容易さ、汎用性、低消費電力化・小型化・
少部品点数化の容易さ、ディジタル計算機での演算処理
の容易さ等の理由からしばしばＡ／Ｄ変換器を用いてデ
ィジタル信号に変換される。
【０００３】そして、Ａ／Ｄ変換器に前置してアナログ
信号の或る１点の値をサンプリング（抽出）して与える
ため、サンプル・ホールド回路が用いられるが、このサ
ンプル・ホールド回路は、サンプル期間中には正確にア
ナログ信号に追従し、ホールド期間には入力信号の変
化、或いはその他の外乱の影響を受けずにその出力を一
定値に保つ必要がある。
信号の或る１点の値をサンプリング（抽出）して与える
ため、サンプル・ホールド回路が用いられるが、このサ
ンプル・ホールド回路は、サンプル期間中には正確にア
ナログ信号に追従し、ホールド期間には入力信号の変
化、或いはその他の外乱の影響を受けずにその出力を一
定値に保つ必要がある。
【０００４】
【従来の技術】図５は従来のサンプル・ホールド回路を
示したものであり、１は入力信号（図２に示す入力信号
に相当）を増幅する増幅器、２は増幅器１の出力端子
に直列接続されたサンプリング用アナログスイッチ、３
はこのアナログスイッチ２と直列接続されて出力信号を
発生する高入力インピーダンスの増幅器、そして４はア
ナログスイッチ２と増幅器３との間に設けたホールドコ
ンデンサであって一端がアナログスイッチ２と増幅器３
との接続点に接続され他端が接地されているものであ
る。
示したものであり、１は入力信号（図２に示す入力信号
に相当）を増幅する増幅器、２は増幅器１の出力端子
に直列接続されたサンプリング用アナログスイッチ、３
はこのアナログスイッチ２と直列接続されて出力信号を
発生する高入力インピーダンスの増幅器、そして４はア
ナログスイッチ２と増幅器３との間に設けたホールドコ
ンデンサであって一端がアナログスイッチ２と増幅器３
との接続点に接続され他端が接地されているものであ
る。
【０００５】このようなサンプル・ホールド回路の動作
において、サンプル期間中にはアナログスイッチ２が制
御信号（図２に示すサンプルパルスに相当）によりオ
ンに制御され、ホールドコンデンサ４４には入力電圧
（アナログスイッチの出力電圧）に対応した電圧が充電
されると共にホールド期間中では図６に示すようにアナ
ログスイッチ２がオフに制御され、このとき増幅器３の
入力インピーダンスが大きいので、ホールドコンデンサ
４に充電された電荷はほとんがが放電されることなくそ
の電圧を保持（ホールド）する。そして、増幅器３を通
してその一定値に保持された電圧が出力されることとな
る。
において、サンプル期間中にはアナログスイッチ２が制
御信号（図２に示すサンプルパルスに相当）によりオ
ンに制御され、ホールドコンデンサ４４には入力電圧
（アナログスイッチの出力電圧）に対応した電圧が充電
されると共にホールド期間中では図６に示すようにアナ
ログスイッチ２がオフに制御され、このとき増幅器３の
入力インピーダンスが大きいので、ホールドコンデンサ
４に充電された電荷はほとんがが放電されることなくそ
の電圧を保持（ホールド）する。そして、増幅器３を通
してその一定値に保持された電圧が出力されることとな
る。
【０００６】但し、ホールドコンデンサ４の充電電圧が
ホールド期間に渡って一定値を保持するためには、その
容量Ｃh はアナログスイッチ２のオフ時の抵抗・浮遊容
量や増幅器３の入力インピーダンスに比べて充分大きな
値が選ばれる。
ホールド期間に渡って一定値を保持するためには、その
容量Ｃh はアナログスイッチ２のオフ時の抵抗・浮遊容
量や増幅器３の入力インピーダンスに比べて充分大きな
値が選ばれる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】このように従来のサン
プル・ホールド回路をディスクリート素子で構成する場
合には、上記のホールドコンデンサ４の値Ｃh を大きな
ものに設定できるが、回路の小型化を図る場合、ＬＳＩ
化や微細部品のみで構成する必要に迫られるが、この場
合にはホールドコンデンサ４に要求される充分大きな値
を得ることが出来ないという問題がある。
プル・ホールド回路をディスクリート素子で構成する場
合には、上記のホールドコンデンサ４の値Ｃh を大きな
ものに設定できるが、回路の小型化を図る場合、ＬＳＩ
化や微細部品のみで構成する必要に迫られるが、この場
合にはホールドコンデンサ４に要求される充分大きな値
を得ることが出来ないという問題がある。
【０００８】例えば、従来の回路ではホールドコンデン
サ４の容量Ｃh として0.001 μF 〜0.1 μF が選ばれて
いたが、ＬＳＩ回路で構成する場合には、せいぜい数１
０pF〜１００pFが限度であり、この場合、アナログスイ
ッチ２のオフ時の端子間の浮遊容量Ｃs （図６参照）が
相対的に無視できなくなるため、ホールド期間中にも図
２に示した増幅器３の出力信号には入力信号成分Ａ１
（増幅器１からホールドコンデンサ４へ流れる成分）と
成分Ａ２（ホールドコンデンサ４から増幅器１へ流れ込
む成分）が出現してしまうという問題があった。
サ４の容量Ｃh として0.001 μF 〜0.1 μF が選ばれて
いたが、ＬＳＩ回路で構成する場合には、せいぜい数１
０pF〜１００pFが限度であり、この場合、アナログスイ
ッチ２のオフ時の端子間の浮遊容量Ｃs （図６参照）が
相対的に無視できなくなるため、ホールド期間中にも図
２に示した増幅器３の出力信号には入力信号成分Ａ１
（増幅器１からホールドコンデンサ４へ流れる成分）と
成分Ａ２（ホールドコンデンサ４から増幅器１へ流れ込
む成分）が出現してしまうという問題があった。
【０００９】従って本発明は、入力信号を増幅する増幅
器の出力端子に直列接続されたアナログスイッチと高入
力インピーダンス増幅器との間にホールドコンデンサを
設けたサンプル・ホールド回路において、ホールドコン
デンサの値に関わらずに常に良好なホールド特性が得ら
れるようにすることを目的としている。
器の出力端子に直列接続されたアナログスイッチと高入
力インピーダンス増幅器との間にホールドコンデンサを
設けたサンプル・ホールド回路において、ホールドコン
デンサの値に関わらずに常に良好なホールド特性が得ら
れるようにすることを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明に係るサンプル・ホールド回路は、まず図１
(a) に概念的に示すように、増幅器１とサンプリング用
アナログスイッチ２との直列回路と並列に、増幅器１と
利得の絶対値が同じで逆極性の第２の増幅器５とアナロ
グスイッチ２のオフ時の浮遊容量を有する微小容量コン
デンサ６との直列回路を設けたことを特徴とするもので
ある。
め、本発明に係るサンプル・ホールド回路は、まず図１
(a) に概念的に示すように、増幅器１とサンプリング用
アナログスイッチ２との直列回路と並列に、増幅器１と
利得の絶対値が同じで逆極性の第２の増幅器５とアナロ
グスイッチ２のオフ時の浮遊容量を有する微小容量コン
デンサ６との直列回路を設けたことを特徴とするもので
ある。
【００１１】また、本発明では、同図(b) に示すよう
に、上記の微小容量コンデンサ６の代わりに、アナログ
スイッチ２と同じアナログスイッチで常にオフに固定し
たもの７を設けることによっても上記の目的を達成する
ことができる。
に、上記の微小容量コンデンサ６の代わりに、アナログ
スイッチ２と同じアナログスイッチで常にオフに固定し
たもの７を設けることによっても上記の目的を達成する
ことができる。
【００１２】
【作用】図１(a) に示す本発明に係るサンプル・ホール
ド回路の動作においては、図２に示す入力信号を増幅
器５で反転させ、この反転した信号を微小容量コンデン
サ６に通すようにしておくと、ホールドモードでは、微
小容量コンデンサ６の容量Ｃl がサンプリング用アナロ
グスイッチ２のオフ時の浮遊容量Ｃs に相当しているの
で、増幅器１からの入力信号成分（信号中のＡ１，Ａ
２）を打ち消して図２に示すように増幅器３の出力信号
に現れないようにすることができる。
ド回路の動作においては、図２に示す入力信号を増幅
器５で反転させ、この反転した信号を微小容量コンデン
サ６に通すようにしておくと、ホールドモードでは、微
小容量コンデンサ６の容量Ｃl がサンプリング用アナロ
グスイッチ２のオフ時の浮遊容量Ｃs に相当しているの
で、増幅器１からの入力信号成分（信号中のＡ１，Ａ
２）を打ち消して図２に示すように増幅器３の出力信号
に現れないようにすることができる。
【００１３】また、図１(a) に示すような微小容量を予
め求めておくことが面倒であれば、その代わりにもう一
つ別の同じアナログスイッチ７を設けておけば、ホール
ドモード期間中のアナログスイッチ２と同じ浮遊容量Ｃ
s をほぼ等しくすることができ、同様にして入力信号成
分（信号中のＡ１，Ａ２）を打ち消すことができる。
尚、サンプル期間中にホールドコンデンサ４に充電され
る電圧は微小容量コンデンサ６又はアナログスイッチ７
によって僅かに小さくなるが、これはアナログスイッチ
２のオン時の抵抗がコンデンサ６の微小容量又はアナロ
グスイッチ７のオフ時の抵抗・浮遊容量に比べて充分小
さいので無視することができる。
め求めておくことが面倒であれば、その代わりにもう一
つ別の同じアナログスイッチ７を設けておけば、ホール
ドモード期間中のアナログスイッチ２と同じ浮遊容量Ｃ
s をほぼ等しくすることができ、同様にして入力信号成
分（信号中のＡ１，Ａ２）を打ち消すことができる。
尚、サンプル期間中にホールドコンデンサ４に充電され
る電圧は微小容量コンデンサ６又はアナログスイッチ７
によって僅かに小さくなるが、これはアナログスイッチ
２のオン時の抵抗がコンデンサ６の微小容量又はアナロ
グスイッチ７のオフ時の抵抗・浮遊容量に比べて充分小
さいので無視することができる。
【００１４】図３は図１のサンプル・ホールド回路の等
価回路を示しており、アナログスイッチ１のオフ時の浮
遊容量Ｃs によるインピーダンスをＺ１、微小容量コン
デンサ６の容量Ｃl 又はアナログスイッチ７のオフ時の
浮遊容量によるインピーダンスをＺ２とし、増幅器３の
帰還インピーダンスをＺとすると、次の式、 Ｖo ＝（１＋Ｚ／Ｚ１）Ｖ１＋（１＋Ｚ／Ｚ２）Ｖ２ が成立する。
価回路を示しており、アナログスイッチ１のオフ時の浮
遊容量Ｃs によるインピーダンスをＺ１、微小容量コン
デンサ６の容量Ｃl 又はアナログスイッチ７のオフ時の
浮遊容量によるインピーダンスをＺ２とし、増幅器３の
帰還インピーダンスをＺとすると、次の式、 Ｖo ＝（１＋Ｚ／Ｚ１）Ｖ１＋（１＋Ｚ／Ｚ２）Ｖ２ が成立する。
【００１５】そして、上記の条件によりＺ１＝Ｚ２であ
り、Ｖ１＝−Ｖ２であるから、アナログスイッチ２がオ
フのときには、Ｖo ＝０となり図２に示す増幅器３の出
力信号には入力信号成分が含まれないこととなる。
り、Ｖ１＝−Ｖ２であるから、アナログスイッチ２がオ
フのときには、Ｖo ＝０となり図２に示す増幅器３の出
力信号には入力信号成分が含まれないこととなる。
【００１６】
【実施例】図４は図１(b) に示した本発明に係るサンプ
ル・ホールド回路の実施例を示したもので、この実施例
では増幅器１，３として利得“１”で入力インピーダン
スが大きい同一の非反転型バッファ増幅器を用いてお
り、また増幅器５は入力抵抗ｒ１と帰還抵抗ｒ２とを共
に３３ｋΩに選び、結果としてバッファ増幅器１と利得
の絶対値が同じ“１”で逆極性の反転型バッファ増幅器
を構成している。更に点線で示したようにサンプリング
用アナログスイッチ２及び７は同一ＬＳＩチップ１０上
に形成している。
ル・ホールド回路の実施例を示したもので、この実施例
では増幅器１，３として利得“１”で入力インピーダン
スが大きい同一の非反転型バッファ増幅器を用いてお
り、また増幅器５は入力抵抗ｒ１と帰還抵抗ｒ２とを共
に３３ｋΩに選び、結果としてバッファ増幅器１と利得
の絶対値が同じ“１”で逆極性の反転型バッファ増幅器
を構成している。更に点線で示したようにサンプリング
用アナログスイッチ２及び７は同一ＬＳＩチップ１０上
に形成している。
【００１７】
【発明の効果】以上のように本発明に係るサンプル・ホ
ールド回路によれば、入力信号を増幅する増幅器とサン
プリング用アナログスイッチとの直列回路と並列に、該
増幅器と利得の絶対値が同じで逆極性の第２の増幅器と
該アナログスイッチのオフ時の浮遊容量を有する微小容
量コンデンサ又は常にオフに固定された同じアナログス
イッチとの直列回路を設け、その出力をホールドコンデ
ンサでホールドし高入力インピーダンスの増幅器から出
力させるように構成したので、ホールドコンデンサとし
て容量の小さなものを用いても良好なホールド特性を得
ることができ、このサンプル・ホールド回路をホールド
コンデンサと共にＬＳＩ回路の中に組み込むことが可能
となり、回路の小型化・少部品点数化を図ることができ
る。
ールド回路によれば、入力信号を増幅する増幅器とサン
プリング用アナログスイッチとの直列回路と並列に、該
増幅器と利得の絶対値が同じで逆極性の第２の増幅器と
該アナログスイッチのオフ時の浮遊容量を有する微小容
量コンデンサ又は常にオフに固定された同じアナログス
イッチとの直列回路を設け、その出力をホールドコンデ
ンサでホールドし高入力インピーダンスの増幅器から出
力させるように構成したので、ホールドコンデンサとし
て容量の小さなものを用いても良好なホールド特性を得
ることができ、このサンプル・ホールド回路をホールド
コンデンサと共にＬＳＩ回路の中に組み込むことが可能
となり、回路の小型化・少部品点数化を図ることができ
る。
【図１】本発明に係るサンプル・ホールド回路の概念構
成ブロック図である。
成ブロック図である。
【図２】本発明及び従来例に係るサンプル・ホールド回
路の動作を説明するためのタイムチャート図である。
路の動作を説明するためのタイムチャート図である。
【図３】本発明に係るサンプル・ホールド回路の等価回
路を示した図である。
路を示した図である。
【図４】本発明に係るサンプル・ホールド回路の実施例
を示した図である。
を示した図である。
【図５】従来例のサンプルモード時を示したブロック図
である。
である。
【図６】従来例のホールドモード時を示したブロック図
である。
である。
１ 増幅器 ２ サンプリング用アナログスイッチ ３ 高入力インピーダンス増幅器 ４ ホールドコンデンサ ５ 第２の増幅器 ６ 微小容量コンデンサ ７ アナログスイッチ 図中、同一符号は同一又は相当部分を示す
Claims (2)
- 【請求項１】 入力信号を増幅する増幅器(1) の出力端
子に直列接続されたサンプリング用アナログスイッチ
(2) と高入力インピーダンス増幅器(3) との間にホール
ドコンデンサ(4) を設けたサンプル・ホールド回路にお
いて、 該増幅器(1) と該サンプリング用アナログスイッチ(2)
との直列回路と並列に、該増幅器(1) と利得の絶対値が
同じで逆極性の第２の増幅器(5) と該サンプリング用ア
ナログスイッチ(2) のオフ時の浮遊容量を有する微小容
量コンデンサ(6) との直列回路を設けたことを特徴とす
るサンプル・ホールド回路。 - 【請求項２】 該微小容量コンデンサ(6) の代わりに、
該サンプリング用アナログスイッチ(2) と同じアナログ
スイッチで常にオフに固定したもの(7) を設けたことを
特徴とする請求項１に記載のサンプル・ホールド回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP239092A JPH05188092A (ja) | 1992-01-09 | 1992-01-09 | サンプル・ホールド回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP239092A JPH05188092A (ja) | 1992-01-09 | 1992-01-09 | サンプル・ホールド回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05188092A true JPH05188092A (ja) | 1993-07-27 |
Family
ID=11527911
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP239092A Withdrawn JPH05188092A (ja) | 1992-01-09 | 1992-01-09 | サンプル・ホールド回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05188092A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011075503A (ja) * | 2009-10-01 | 2011-04-14 | Shindengen Electric Mfg Co Ltd | 電池電圧監視装置及び該電池電圧監視装置における電池電圧監視制御方法 |
-
1992
- 1992-01-09 JP JP239092A patent/JPH05188092A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011075503A (ja) * | 2009-10-01 | 2011-04-14 | Shindengen Electric Mfg Co Ltd | 電池電圧監視装置及び該電池電圧監視装置における電池電圧監視制御方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19990408 |