JPH08330860A - Scaler circuit - Google Patents
Scaler circuitInfo
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- JPH08330860A JPH08330860A JP7155297A JP15529795A JPH08330860A JP H08330860 A JPH08330860 A JP H08330860A JP 7155297 A JP7155297 A JP 7155297A JP 15529795 A JP15529795 A JP 15529795A JP H08330860 A JPH08330860 A JP H08330860A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 単位キャパシタンス個数を節減し得るスケー
ラ回路を提供することを目的とする。
【構成】 奇数段のMOSインバータを直列に接続し、
最終段のMOSインバータの出力とグランドとの間に接
地キャパシタンスを接続し、最終段のMOSインバータ
より前段でMOSインバータの出力を一対の平衡レジス
タンスによって電源およびグランドにそれぞれ接続し、
最終段のMOSインバータの出力は初段インバータの入
力にフィードバックしてある基準電圧生成回路の出力と
して基準電圧が生成され、この基準電圧生成回路のMO
Sインバータと、第1、第2反転増幅部のMOSインバ
ータとは同一回路特性に設定するとともにLSI上で近
接配置したものである。
(57) [Summary] [Purpose] It is an object to provide a scaler circuit capable of reducing the number of unit capacitances. [Configuration] An odd number of MOS inverters are connected in series,
A ground capacitance is connected between the output of the final stage MOS inverter and the ground, and the output of the MOS inverter is connected to the power supply and the ground by a pair of balanced resistances before the final stage MOS inverter.
The output of the MOS inverter at the final stage is fed back to the input of the first stage inverter, and a reference voltage is generated as the output of the reference voltage generation circuit.
The S inverter and the MOS inverters of the first and second inverting amplification sections are set to have the same circuit characteristics and are arranged close to each other on the LSI.
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明はスケーラ回路に係り、特
にアナログ電圧の出力レベルを調整するためのスケーラ
回路に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a scaler circuit, and more particularly to a scaler circuit for adjusting the output level of analog voltage.
【0002】[0002]
【従来の技術】本願出願人はアナログコンピュータにお
いて複数のキャパシタンスを並列接続してなる重み付き
加算を行い、その出力フィードバックキャパシタンスを
含むMOSインバータによって線形性とドライブ能力を
確保する乗算回路を実現している(特開平06−162
230号等)。このようなコンピュータにおいて、演算
経路が複雑になると、入力レンジと出力レンジが不整合
になることがあり、積極的にレンジ調整を行う必要があ
る。そこで本願出願人は特願平05−042048号に
おいて、入出力レンジの整合のためのスケーラ回路を提
案している。2. Description of the Related Art The applicant of the present application has implemented a weighted addition in which a plurality of capacitances are connected in parallel in an analog computer, and has realized a multiplication circuit for ensuring linearity and drive capability by a MOS inverter including its output feedback capacitance. (Japanese Patent Laid-Open No. 06-162
230, etc.). In such a computer, if the calculation path becomes complicated, the input range and the output range may become inconsistent, and it is necessary to actively perform range adjustment. Therefore, the applicant of the present application has proposed a scaler circuit for matching the input and output ranges in Japanese Patent Application No. 05-042048.
【0003】この提案回路は、図4に示すように、入力
電圧Vinをスイッチ回路SWC1を介して容量結合C
P1に接続し、この容量結合CP1の出力を反転増幅部
INV1に入力している。またINV1の出力は並列な
帰還キャパシタンス群CF1に入力され、CF1の出力
はスイッチ回路SWC2によってINV1の入力側に接
続されている。スイッチ回路SWC1はCP1のキャパ
シタンスC12〜C14をVinまたはグランドに接続
し、スイッチ回路SWC2は、INV1の入力をCF1
のキャパシタンスC22〜C24またはグランドに接続
する。このような構成において、CP1におけるキャパ
シタンスC11とSWC1によってVinに接続された
キャパシタンスの容量の合計(「有効合成容量」とい
う。)を(C11+ΣC1i)、CP2の有効合成容量
を(C21+ΣC2i)とすると、INV1の出力V’
は、 V’=−Vin(C11+ΣC1i)/(C21+ΣC2i) (1) となる。In this proposed circuit, as shown in FIG. 4, an input voltage Vin is capacitively coupled C via a switch circuit SWC1.
It is connected to P1 and the output of this capacitive coupling CP1 is input to the inverting amplifier INV1. The output of INV1 is input to the parallel feedback capacitance group CF1 and the output of CF1 is connected to the input side of INV1 by the switch circuit SWC2. The switch circuit SWC1 connects the capacitors C12 to C14 of CP1 to Vin or the ground, and the switch circuit SWC2 inputs the input of INV1 to CF1.
Connected to the capacitances C22 to C24 or ground. In such a configuration, if the sum of the capacitances of the capacitors C11 and CP1 connected to Vin by SWC1 (referred to as “effective combined capacitance”) is (C11 + ΣC1i) and the effective combined capacitance of CP2 is (C21 + ΣC2i), INV1 Output V '
V ′ = − Vin (C11 + ΣC1i) / (C21 + ΣC2i) (1)
【0004】INV1の出力は同様な構成の、スイッチ
回路SW3、容量結合CP2を介して反転増幅部INV
2に接続され、INV2の出力は帰還キャパシタンス群
CF2、スイッチ回路SWC4を介してその入力にフィ
ードバックされている。INV1の出力をV’とする
と、前記と同様に、INV2の出力Voutは, Vout=−V’(C31+ΣC3i)/(C41+C4i) (2) となり、これらの重み付けにより出力のレベル調整が行
われる。The output of INV1 is supplied to the inverting amplifier INV via the switch circuit SW3 and the capacitive coupling CP2 having the same structure.
The output of INV2 is fed back to its input via the feedback capacitance group CF2 and the switch circuit SWC4. Assuming that the output of INV1 is V ′, the output Vout of INV2 is Vout = −V ′ (C31 + ΣC3i) / (C41 + C4i) (2), and the output level is adjusted by weighting these.
【0005】そしてCP2、CP3、CP4の有効合成
容量が等しくなるようにSWC2〜SWC4を設定し、
かつ(C11+C12+C13+C14)=(C31+
C32+C33+C34)と定めておくことにより、I
NV1、INV2のオフセット電圧を相殺している。Then, SWC2 to SWC4 are set so that the effective combined capacities of CP2, CP3, and CP4 are equal,
And (C11 + C12 + C13 + C14) = (C31 +
By setting C32 + C33 + C34), I
The offset voltages of NV1 and INV2 are canceled.
【0006】このようなスケーラ回路の乗数は、キャパ
シタンスの容量値で決定されるが、LSI(大規模集積
回路)上では、キャパシタンスは複数の単位キャパシタ
ンスを接続して構成するため、大きな乗数を実現するた
めには極めて多くの単位キャパシタンスを必要とし、回
路面積が大きくなるという問題があった。また入力オフ
セット電圧と基準電圧との誤差がある場合、出力信号に
大きなオフセット成分を生じて回路動作に悪影響を及ぼ
す。このためキャパシタンスの容量値を微妙に調整して
出力のオフセット成分を抑圧するという処置が必要であ
った。The multiplier of such a scaler circuit is determined by the capacitance value of the capacitance. On an LSI (Large Scale Integrated Circuit), the capacitance is configured by connecting a plurality of unit capacitances, so that a large multiplier is realized. In order to do so, an extremely large number of unit capacitances are required, and there is a problem that the circuit area becomes large. Further, when there is an error between the input offset voltage and the reference voltage, a large offset component is generated in the output signal, which adversely affects the circuit operation. Therefore, it is necessary to delicately adjust the capacitance value of the capacitance to suppress the offset component of the output.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】この発明はこのような
従来の問題点を解消すべく創案されたもので、単位キャ
パシタンス個数を節減し得るスケーラ回路を提供するこ
とを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention was devised to solve the above-mentioned conventional problems, and an object thereof is to provide a scaler circuit capable of reducing the number of unit capacitances.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】この発明にかかるスケー
ラ回路は、奇数段のMOSインバータを直列に接続し、
最終段のMOSインバータの出力とグランドとの間に接
地キャパシタンスを接続し、最終段のMOSインバータ
より前段でMOSインバータの出力を一対の平衡レジス
タンスよって電源およびグランドにそれぞれ接続し、最
終段のMOSインバータの出力は初段インバータの入力
にフィードバックしてある基準電圧生成回路の出力とし
て基準電圧が生成され、この基準電圧生成回路のMOS
インバータと、第1、第2反転増幅部のMOSインバー
タとは同一回路特性に設定するとともにLSI上で近接
配置したものである。また出力のオフセット成分に関し
て、キャパシタンスの自由度を持たせるため、基準電圧
発生回路とインバータ回路の回路構成を極力近似したも
のとし、入力オフセット電圧と基準電圧と基準電圧との
差を低減している。A scaler circuit according to the present invention has an odd number of MOS inverters connected in series,
A ground capacitance is connected between the output of the MOS inverter of the final stage and the ground, and the output of the MOS inverter is connected to the power supply and the ground by a pair of balanced resistances before the MOS inverter of the final stage. The reference voltage is generated as the output of the reference voltage generation circuit that is fed back to the input of the first stage inverter, and the output of the
The inverter and the MOS inverters of the first and second inverting amplification units are set to have the same circuit characteristics and are arranged close to each other on the LSI. Further, regarding the offset component of the output, in order to have the degree of freedom of capacitance, the circuit configurations of the reference voltage generation circuit and the inverter circuit are made as close as possible to each other, and the difference between the input offset voltage, the reference voltage and the reference voltage is reduced. .
【0009】[0009]
【作用】この発明に係るスケーラ回路によれば、第1反
転増幅部と、第2反転増幅部との2段階の重み付けによ
り、各段の容量値を抑えたので単位キャパシタンス数が
抑えられ、また基準電圧生成回路のMOSインバータと
反転増幅部のMOSインバータのオフセット電圧が相殺
することになり、出力精度が良好になる。さらに、キャ
パシタンスの容量値の選択の自由度を確保し得る。According to the scaler circuit of the present invention, since the capacitance value of each stage is suppressed by weighting the first inverting amplifier unit and the second inverting amplifier unit in two stages, the number of unit capacitances is suppressed, and The offset voltage of the MOS inverter of the reference voltage generation circuit and the offset voltage of the MOS inverter of the inverting amplification unit cancel each other out, and the output accuracy becomes good. Furthermore, the degree of freedom in selecting the capacitance value of the capacitance can be secured.
【0010】[0010]
【実施例】次にこの発明に係るスケーラ回路の1実施例
を図面に基づいて説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Next, one embodiment of a scaler circuit according to the present invention will be described with reference to the drawings.
【0011】図1において、スケーラ回路はスイッチ回
路SWC1、容量結合CP1、反転増幅部INV1、ス
イッチ回路SWC3、容量結合CP2および反転増幅部
INV2を直列に接続してなり、入力電圧Vinはスイ
ッチ回路SWC1に接続されている。In FIG. 1, the scaler circuit comprises a switch circuit SWC1, a capacitive coupling CP1, an inverting amplifier INV1, a switch circuit SWC3, a capacitive coupling CP2 and an inverting amplifier INV2 connected in series, and an input voltage Vin is a switch circuit SWC1. It is connected to the.
【0012】スイッチ回路SWC1は、Vinまたは基
準電圧を択一的に出力に接続する複数のスイッチSW
1、SW2、SW3、SW4を並列接続してなる。基準
電圧は基準電圧生成回路Vrefによって生成され、全
体回路に共通の電源電圧Vddの1/2の電圧、すなわ
ち(Vdd/2)が生成されている。容量結合CP1は
スイッチSW1〜SW4にそれぞれ接続されたキャパシ
タンスC1、C2、C3、C4の出力を統合してなり、
その出力はINV1に入力されている。スイッチ回路S
WC1は、容量結合CP1の個々のキャパシタンスに対
してVinまたは基準電圧を択一的に印加し、その統合
出力がINV1に入力されている。The switch circuit SWC1 includes a plurality of switches SW which selectively connect Vin or a reference voltage to an output.
1, SW2, SW3, and SW4 are connected in parallel. The reference voltage is generated by the reference voltage generation circuit Vref, and a voltage that is ½ of the power supply voltage Vdd common to the entire circuit, that is, (Vdd / 2) is generated. The capacitive coupling CP1 integrates the outputs of the capacitances C1, C2, C3 and C4 respectively connected to the switches SW1 to SW4,
The output is input to INV1. Switch circuit S
WC1 selectively applies Vin or a reference voltage to each capacitance of the capacitive coupling CP1, and the integrated output thereof is input to INV1.
【0013】反転増幅部INV1の出力には複数のスイ
ッチSW5、SW6、SW7、SW8を並列接続してな
るスイッチ回路SWC2が接続され、SWC2には複数
のキャパシタンスC5、C6、C7、C8を並列接続し
てなる帰還キャパシタンス群CF1が接続されている。
C5〜C8は出力が統合されてINV1の入力に接続さ
れ、各スイッチSW5〜SW8はINV1出力またはグ
ランドを対応するキャパシタンスC5〜C8に接続す
る。A switch circuit SWC2 formed by connecting a plurality of switches SW5, SW6, SW7 and SW8 in parallel is connected to the output of the inverting amplifier INV1, and a plurality of capacitors C5, C6, C7 and C8 are connected in parallel to the SWC2. The feedback capacitance group CF1 formed by is connected.
The outputs of C5 to C8 are integrated and connected to the input of INV1, and each switch SW5 to SW8 connects the INV1 output or ground to the corresponding capacitance C5 to C8.
【0014】さらに容量結合CP1にはキャパシタンス
C1〜C4と並列な基準電圧キャパシタンスCr1が接
続され、Cr1には定常的に基準電圧生成回路Vref
が接続されている。この基準電圧キャパシタンスは同様
の容量結合を用いた乗算回路において使用されており、
乗算回路との整合性、回路パターンの共通化を図る上で
有効である。Further, a reference voltage capacitance Cr1 in parallel with the capacitances C1 to C4 is connected to the capacitive coupling CP1, and the reference voltage generating circuit Vref is constantly connected to Cr1.
Is connected. This reference voltage capacitance is used in a multiplication circuit with similar capacitive coupling,
This is effective in achieving consistency with the multiplication circuit and sharing of the circuit pattern.
【0015】基準電圧生成回路Vrefおよび反転増幅
部INV1の詳細については後述するが、これら回路は
3段の直列なMOSインバータを主たる構成要素とする
ものであるが、基準電圧およびINV1入力にはオフセ
ット電圧Voffが含まれる可能性がある。そこで基準
電圧発生回路および反転増幅部のMOSインバータは同
一特性に設定され、かつLSI上で近接配置されてい
る。これによって各MOSインバータのオフセット電圧
が均等となり、後述するように、容量結合CP1、CP
2および帰還キャパシタンス群においてオフセット電圧
相互が相殺することになる。Although details of the reference voltage generation circuit Vref and the inverting amplifier INV1 will be described later, these circuits mainly include a three-stage serial MOS inverter, but the reference voltage and the INV1 input are offset. The voltage Voff may be included. Therefore, the reference voltage generating circuit and the MOS inverter of the inverting amplifier are set to have the same characteristics and are arranged close to each other on the LSI. As a result, the offset voltage of each MOS inverter becomes equal, and as will be described later, capacitive coupling CP1, CP
2 and the feedback capacitance group will offset each other.
【0016】反転増幅部INV1の出力には複数のスイ
ッチSW5、SW6、SW7、SW8を並列接続してな
るスイッチ回路SWC2が接続され、SWC2には複数
のキャパシタンスC5、C6、C7、C8を並列接続し
てなる帰還キャパシタンス群CF1が接続されている。
C5〜C8は出力が統合されてINV1の入力に接続さ
れ、各スイッチSW5〜SW8はINV1出力または基
準電圧を対応するキャパシタンスC5〜C8に接続す
る。A switch circuit SWC2 formed by connecting a plurality of switches SW5, SW6, SW7, SW8 in parallel is connected to the output of the inverting amplifier INV1, and a plurality of capacitors C5, C6, C7, C8 are connected in parallel to the SWC2. The feedback capacitance group CF1 formed by is connected.
The outputs of C5 to C8 are integrated and connected to the input of INV1, and each switch SW5 to SW8 connects the INV1 output or reference voltage to the corresponding capacitance C5 to C8.
【0017】ここで、C1〜C4の内Vinに接続され
ているキャパシタンスの容量の和をCP1の有効合成容
量と呼び、Σ(CP1)で表現し、帰還キャパシタンス
群CF1においてINV1出力に接続されているキャパ
シタンスの容量の和を有効合成容量と呼び、Σ(CF
1)で表現する。またC1〜C4の容量の和をT(CP
1)、C5〜C8の容量の和をT(CF1)と表現し、
さらに T(CP1)−Σ(CP1)=S(CP1) (3) T(CF1)−Σ(CF1)=S(CF1) (4) と表現する。Here, the sum of the capacitances of the capacitances connected to Vin of C1 to C4 is called the effective combined capacitance of CP1, expressed as Σ (CP1), and connected to the INV1 output in the feedback capacitance group CF1. The sum of the capacitances of the existing capacitances is called the effective combined capacitance, and Σ (CF
Express in 1). The sum of the capacitances of C1 to C4 is T (CP
1), the sum of the capacities of C5 to C8 is expressed as T (CF1),
Further, T (CP1) −Σ (CP1) = S (CP1) (3) T (CF1) −Σ (CF1) = S (CF1) (4)
【0018】以上の構成において、INV1の出力をV
1、INV1の入力側のオフセット電圧をVoffと
し、基準電圧をVrefとすると、電荷保存則より、 Σ(CP1)(Vin−Voff)+Σ(CF1)(V1−Voff) +S(CP1)(Vref−Voff)+S(CF1)(Vref− Voff)=0 (5) となる。In the above configuration, the output of INV1 is V
1. If the input-side offset voltage of INV1 is Voff and the reference voltage is Vref, Σ (CP1) (Vin-Voff) + Σ (CF1) (V1-Voff) + S (CP1) (Vref- Voff) + S (CF1) (Vref−Voff) = 0 (5).
【0019】式(5)より、 V1−Voff=−{Σ(CP1)/Σ(CF1)}(Vin−Voff) −〔{S(CP1)+S(CF1)}/Σ(CF1)〕 ×(Vref−Voff) (6) が得られる。そして(Vref−Voff)は極めて微
小(0.1mVオーダ)であり、式(6)は実質的に以
下の式(7)に近似される。 V1−Voff=−{Σ(CP1)/Σ(CF1)}(Vin−Voff) (7)From the equation (5), V1-Voff =-{Σ (CP1) / Σ (CF1)} (Vin-Voff)-[{S (CP1) + S (CF1)} / Σ (CF1)] × ( Vref-Voff) (6) is obtained. Then, (Vref-Voff) is extremely small (on the order of 0.1 mV), and the equation (6) is substantially approximated to the following equation (7). V1-Voff =-{Σ (CP1) / Σ (CF1)} (Vin-Voff) (7)
【0020】スイッチ回路SWC3は複数のスイッチS
W9、SW10、SW11、SW12を並列接続してな
り、容量結合CP2はキャパシタンスC9、C10、C
11、C12、Cr2を並列接続してなる。各スイッチ
SW9〜SW12は、対応するキャパシタンスC9〜C
12にそれぞれ接続され、INV1出力またはグランド
を択一的に対応キャパシタンスに接続する。Cr2は前
記Cr1と同様の基準電圧キャパシタンスであり、基準
電圧発生回路Vrefに接続されている。The switch circuit SWC3 includes a plurality of switches S
W9, SW10, SW11, and SW12 are connected in parallel, and the capacitive coupling CP2 has capacitances C9, C10, and C.
11, C12 and Cr2 are connected in parallel. Each switch SW9-SW12 has a corresponding capacitance C9-C.
12 respectively to connect the INV1 output or ground to the corresponding capacitance. Cr2 is a reference voltage capacitance similar to Cr1 and is connected to the reference voltage generation circuit Vref.
【0021】スイッチ回路SWC3は、容量結合CP2
の個々のキャパシタンスに対してVinまたはグランド
を択一的に印加し、その統合出力がINV2に入力され
ている。The switch circuit SWC3 has a capacitive coupling CP2.
Vin or ground is selectively applied to the individual capacitances of the above, and the integrated output is input to INV2.
【0022】反転増幅部INV2の出力には複数のスイ
ッチSW13、SW14、SW15、SW16を並列接
続してなるスイッチ回路SWC4が接続され、SWC4
には複数のキャパシタンスC13、C14、C15、C
16を並列接続してなる帰還キャパシタンス群CF2が
接続されている。C13〜C16は出力が統合されてI
NV1の入力に接続され、各スイッチSW13〜SW1
6はINV2出力またはグランドを対応するキャパシタ
ンスC13〜C16に接続する。A switch circuit SWC4 formed by connecting a plurality of switches SW13, SW14, SW15 and SW16 in parallel is connected to the output of the inverting amplifier INV2, and SWC4.
Has a plurality of capacitances C13, C14, C15, C
A feedback capacitance group CF2 formed by connecting 16 in parallel is connected. The outputs of C13 to C16 are integrated and I
Each switch SW13 to SW1 is connected to the input of NV1.
6 connects the INV2 output or ground to the corresponding capacitances C13-C16.
【0023】ここで、C9〜C12の内V1に接続され
ているキャパシタンスの容量の和をCP2の有効合成容
量と呼び、Σ(CP2)で表現し、帰還キャパシタンス
群CF2においてINV2出力に接続されているキャパ
シタンスの容量の和を有効合成容量と呼び、Σ(CF
2)で表現する。またC9〜C12の容量の和をT(C
P2)、C13〜C16の容量の和をT(CF2)と表
現し、さらに T(CP2)−Σ(CP2)=S(CP2) (8) T(CF2)−Σ(CF2)=S(CF2) (9) と表現する。Here, the sum of the capacitances of the capacitances connected to V1 among C9 to C12 is called the effective combined capacitance of CP2 and is expressed by Σ (CP2), and is connected to the INV2 output in the feedback capacitance group CF2. The sum of the capacitances of the existing capacitances is called the effective combined capacitance, and Σ (CF
Express in 2). Further, the sum of the capacities of C9 to C12 is T (C
The sum of the capacities of P2) and C13 to C16 is expressed as T (CF2), and T (CP2) -Σ (CP2) = S (CP2) (8) T (CF2) -Σ (CF2) = S (CF2) ) (9) is expressed.
【0024】以上の構成において、INV2の出力をV
out、INV2の入力側のオフセット電圧を、INV
1の入力側オフセット電圧と等しくVoffとし、基準
電圧をVrefとすると、 Σ(CP2)(V1−Voff)+Σ(CF2)(Vout−Voff) +S(CP2)(Vref−Voff)+S(CF2)(Vref−Voff ) =0 (10) となる。この式(10)は式(7)と同様に、(Vre
f−Voff)を無視して、式(11)のように整理さ
れる。 Vout−Voff=−{Σ(CP2)/Σ(CF2)}(V1−Voff) (11)In the above configuration, the output of INV2 is V
The offset voltage on the input side of out and INV2 is
When Voff is made equal to the input side offset voltage of 1, and the reference voltage is Vref, Σ (CP2) (V1-Voff) + Σ (CF2) (Vout-Voff) + S (CP2) (Vref-Voff) + S (CF2) ( Vref-Voff) = 0 (10). This formula (10) is similar to the formula (7), and
f-Voff) is disregarded and it rearranges like Formula (11). Vout-Voff =-{Σ (CP2) / Σ (CF2)} (V1-Voff) (11)
【0025】式(7)、(11)より、 Vout−Voff={Σ(CP1)/Σ(CF1)} ×{Σ(CP2)/Σ(CF2)} ×(Vin−Voff) (12) の関係が得られる。これは(Vin−Voff)に対し
て、2つの乗数{Σ(CP1)/Σ(CF1)}および
{Σ(CP2)/Σ(CF2)}を乗じたものであり、
個々の乗数を比較的小さく抑えつつ充分大きな乗数を
(Vin−Voff)に乗じた結果が得られることが分
かる。From equations (7) and (11), Vout-Voff = {Σ (CP1) / Σ (CF1)} × {Σ (CP2) / Σ (CF2)} × (Vin-Voff) (12) Relationship is obtained. This is obtained by multiplying (Vin-Voff) by two multipliers {Σ (CP1) / Σ (CF1)} and {Σ (CP2) / Σ (CF2)},
It can be seen that it is possible to obtain the result of multiplying (Vin-Voff) by a sufficiently large multiplier while suppressing the individual multipliers to be relatively small.
【0026】また、オフセット電圧Voffはあらかじ
め予測可能であり、このVoffを考慮してスケーラ回
路を使用することにより充分高精度の出力レベル調整が
可能である。Further, the offset voltage Voff can be predicted in advance, and the output level can be adjusted with sufficiently high accuracy by using the scaler circuit in consideration of this Voff.
【0027】図2において、反転増幅部INV1は3段
の直列なMOSインバータI1、I2、I3を有し、こ
れらインバータのゲインの積によって与えられる高いゲ
インの反転増幅部が構成されている。INV1の出力は
前記帰還キャパシタンス群CF1によりその入力にフィ
ードバックされ、入出力の良好な線形特性が保証されて
いる。最終段のMOSインバータI3の出力には、基準
電圧生成回路Vrefに接続されたキャパシタンスCG
が接続され、また第2段のMOSインバータI2の出力
には、電源電圧VddおよびVrefにそれぞれ接続さ
れた平衡レジスタンスRE1、RE2が接続されてお
り、高いゲインの反転増幅信号をフィードバックするこ
とにより生じることのある発振を防止し得る。さらに反
転増幅部INV1には、その入出力を短絡し得るリフレ
ッシュスイッチSW21が接続され、適時このリフレッ
シュスイッチを閉成し、同時にスイッチSW1〜SW4
およびSW9〜SW12をVref側に接続することに
より、反転増幅部入力側のオフセット電圧が解消され
る。なお反転増幅部INV2はINV1と同様に構成さ
れているので説明を省略する。In FIG. 2, the inverting amplifier INV1 has three stages of serial MOS inverters I1, I2, I3, and constitutes an inverting amplifier having a high gain given by the product of the gains of these inverters. The output of INV1 is fed back to its input by the feedback capacitance group CF1, and good linear characteristics of input and output are guaranteed. The output of the final-stage MOS inverter I3 has a capacitance CG connected to the reference voltage generation circuit Vref.
And the balanced resistances RE1 and RE2 connected to the power supply voltages Vdd and Vref, respectively, are connected to the output of the second-stage MOS inverter I2, which is generated by feeding back an inverted amplified signal of high gain. Occasional oscillation can be prevented. Further, a refresh switch SW21 capable of short-circuiting its input and output is connected to the inverting amplifier INV1, and this refresh switch is closed at a proper time, and at the same time, the switches SW1 to SW4.
By connecting SW9 to SW12 to the Vref side, the offset voltage on the input side of the inverting amplifier is eliminated. The inverting amplifier INV2 has the same structure as the INV1 and thus will not be described.
【0028】図3において、基準電圧発生回路Vref
は3段の直列なMOSインバータI1、I’2、I’3
の出力を入力に帰還させてなり、その帰還路には常に閉
状態(開放されることのない)ダミースイッチSW31
が設けられている。これによって基準電圧発生回路の回
路パターンを前記反転増幅部INV1と同様(スイッチ
を含めて)に構成でき、その電気的特性、特にオフセッ
ト電圧をほぼ同一に設定し得る。さらに基準電圧発生回
路は、反転増幅部INV1と同様キャパシタンスCG’
および平衡レジスタンスRE1'、RE2’による発振
防止の処理が施されている。3段インバータ全体の入出
力特性を、入力x、出力yとして、y=f(x)と表現
すると、出力を入力に接続したことによるx=yの関係
により、x=f(x)となり、この解としてx=Vdd
/2が得られるように各MOSインバータの特性、特に
閾値が設定されている。In FIG. 3, the reference voltage generating circuit Vref
Is a three-stage serial MOS inverter I1, I'2, I'3
The output of is returned to the input, and the return path is always closed (not opened) dummy switch SW31.
Is provided. As a result, the circuit pattern of the reference voltage generating circuit can be configured in the same manner as the inverting amplifier INV1 (including the switch), and its electrical characteristics, particularly the offset voltage can be set to be substantially the same. Further, the reference voltage generating circuit has the same capacitance CG ′ as the inverting amplifier INV1.
Further, processing for preventing oscillation by the balance resistances RE1 ′ and RE2 ′ is performed. When the input / output characteristics of the entire three-stage inverter are expressed as y = f (x) with input x and output y, x = f (x) due to the relationship of x = y due to the connection of the output to the input, As this solution, x = Vdd
The characteristics of each MOS inverter, particularly the threshold value, are set so that / 2 is obtained.
【0029】このように決定される基準電圧は理論的に
は前記オフセット電圧Voffと等しく、その差は前記
のように微少な誤差として処理し得るものである。The reference voltage thus determined is theoretically equal to the offset voltage Voff, and the difference can be treated as a minute error as described above.
【0030】第4図は前記実施例の変形例を示すもので
あり、容量結合CP1、CP2に接続されていた基準電
圧発生回路Vref、およびこれを接続するためのキャ
パシタンスCr1、Cr2が省略されている。これによ
って、乗算回路との整合性、パターン共通化という特長
は失われるが、回路が単純化され、またCr1、Cr2
による計算精度への悪影響を回避し得る。FIG. 4 shows a modification of the above embodiment, in which the reference voltage generating circuit Vref connected to the capacitive couplings CP1 and CP2 and the capacitances Cr1 and Cr2 for connecting them are omitted. There is. As a result, the features of consistency with the multiplication circuit and common pattern are lost, but the circuit is simplified, and Cr1, Cr2
It is possible to avoid an adverse effect on calculation accuracy due to.
【発明の効果】前述のとおり、この発明にかかるスケー
ラ回路は、奇数段のMOSインバータを直列に接続し、
最終段のMOSインバータの出力とグランドとの間に接
地キャパシタンスを接続し、最終段のMOSインバータ
より前段でMOSインバータの出力を一対の平衡レジス
タンスよって電源およびグランドにそれぞれ接続し、最
終段のMOSインバータの出力は初段インバータの入力
にフィードバックしてある基準電圧生成回路の出力とし
て基準電圧が生成され、この基準電圧生成回路のMOS
インバータと、第1、第2反転増幅部のMOSインバー
タとは同一回路特性に設定するとともにLSI上で近接
配置したものであり、第1反転増幅部と、第2反転増幅
部との2段階の重み付けにより、各段の容量値を抑えた
ので単位キャパシタンス数が抑えられ、また基準電圧生
成回路のMOSインバータと反転増幅部のMOSインバ
ータのオフセット電圧が略相殺することになり、出力精
度が良好になるという優れた効果を有する。さらに基準
電圧発生回路を反転増幅回路に近似した構成としたの
で、オフセット電圧の差を最小限に抑えうる。As described above, in the scaler circuit according to the present invention, odd-numbered MOS inverters are connected in series,
A ground capacitance is connected between the output of the MOS inverter of the final stage and the ground, and the output of the MOS inverter is connected to the power supply and the ground by a pair of balanced resistances before the MOS inverter of the final stage. The reference voltage is generated as the output of the reference voltage generation circuit that is fed back to the input of the first stage inverter, and the output of the
The inverter and the MOS inverters of the first and second inverting amplification sections are set to have the same circuit characteristics and are arranged close to each other on the LSI, and there are two stages of the first inverting amplification section and the second inverting amplification section. Since the capacitance value of each stage is suppressed by weighting, the number of unit capacitances is suppressed, and the offset voltage of the MOS inverter of the reference voltage generation circuit and the offset voltage of the MOS inverter of the inverting amplification unit are substantially canceled out, and the output accuracy is improved. It has an excellent effect that Furthermore, since the reference voltage generating circuit is configured to approximate an inverting amplifier circuit, the difference in offset voltage can be minimized.
【図1】 本発明に係るスケーラ回路の1実施例を示す
回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram showing one embodiment of a scaler circuit according to the present invention.
【図2】 同実施例における反転増幅部を示す回路図で
ある。FIG. 2 is a circuit diagram showing an inverting amplification unit in the embodiment.
【図3】 同実施例における基準電圧発生回路を示す回
路図である。FIG. 3 is a circuit diagram showing a reference voltage generating circuit in the embodiment.
【図4】 第1実施例の変形例を示す回路図である。FIG. 4 is a circuit diagram showing a modification of the first embodiment.
【図5】 従来のスケーラ回路を示す回路図である。FIG. 5 is a circuit diagram showing a conventional scaler circuit.
INV1、INV2 ... 反転増幅部 SWC1、SWC2、SWC3、SWC4 ... ス
イッチ回路 CP1、CP2 ... 容量結合 CF1、CF2 ... 帰還キャパシタンス群 Vref ... 基準電圧発生回路。INV1, INV2. . . Inverting amplifiers SWC1, SWC2, SWC3, SWC4. . . Switch circuits CP1, CP2. . . Capacitive coupling CF1, CF2. . . Feedback capacitance group Vref. . . Reference voltage generation circuit.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山本 誠 東京都世田谷区北沢3−5−18 鷹山ビル 株式会社鷹山内 (72)発明者 高取 直 東京都世田谷区北沢3−5−18 鷹山ビル 株式会社鷹山内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Makoto Yamamoto 3-5-18 Kitazawa, Setagaya-ku, Tokyo Takayama Building Co., Ltd. (72) Inventor Nao Takatori 3-5-18 Kitazawa, Setagaya-ku, Tokyo Takayama Building Shares Company Takayamauchi
Claims (4)
に接続される複数のスイッチよりなる第1スイッチ回路
と、この第1スイッチ回路の各スイッチの出力側にそれ
ぞれ接続されかつ出力が統合された複数のキャパシタン
スよりなる第1容量結合と、この第1容量結合の出力に
接続された奇数段の直列なMOSインバータよりなる第
1反転増幅部と、この第1反転増幅部と並列に前記第1
容量結合に接続された複数のキャパシタンスよりなる第
1帰還キャパシタンス群と、前記第1反転増幅部の出力
または基準電圧に2者択一的に第1帰還キャパシタンス
群の各キャパシタンスとを接続する複数のスイッチより
なる第2スイッチ回路と、前記第1反転増幅部の出力ま
たは基準電圧に並列接続された複数のスイッチよりなる
第3スイッチ回路と、この第3スイッチ回路の各スイッ
チの出力側にそれぞれ接続されかつ出力が統合された第
2容量結合と、この第2容量結合の出力に接続された奇
数段の直列なMOSインバータよりなる第2反転増幅部
と、この第2反転増幅部と並列に前記第2容量結合に接
続された複数キャパシタンスよりなる第2帰還キャパシ
タンス群と、第2反転増幅部の出力または基準電圧を2
者択一的に第2帰還キャパシタンス群の各キャパシタン
スとを接続する複数のスイッチよりなる第4スイッチ回
路と、を備えたスケーラ回路において、奇数段のMOS
インバータを直列に接続し、最終段のMOSインバータ
の出力とグランドとの間に接地キャパシタンスを接続
し、最終段のMOSインバータより前段でMOSインバ
ータの出力を一対の平衡レジスタンスよって電源および
グランドにそれぞれ接続し、最終段のMOSインバータ
の出力は初段インバータの入力にフィードバックしてあ
る基準電圧生成回路の出力として基準電圧が生成され、
この基準電圧生成回路のMOSインバータと、第1、第
2反転増幅部のMOSインバータとは同一回路特性に設
定するとともにLSI上で近接配置されていることを特
徴とするスケーラ回路。1. A first switch circuit comprising a plurality of switches which are alternatively connected to an input voltage or a reference voltage, and an output side of each switch of the first switch circuit which is respectively connected and outputs are integrated. And a first inverting amplification section comprising an odd-numbered series MOS inverter connected in series to the output of the first capacitance coupling, the first inverting amplification section being connected in parallel with the first inverting amplification section. First
A plurality of first feedback capacitance groups each including a plurality of capacitances connected by capacitive coupling and a plurality of capacitances of the first feedback capacitance group that are alternatively connected to the output of the first inverting amplification unit or the reference voltage. A second switch circuit composed of a switch, a third switch circuit composed of a plurality of switches connected in parallel to the output of the first inverting amplifier section or a reference voltage, and connected to the output side of each switch of the third switch circuit. And a second capacitive coupling having integrated outputs, a second inverting amplifying section comprising an odd number of series MOS inverters connected to the output of the second capacitive coupling, and the second inverting amplifying section in parallel with the second inverting amplifying section. The second feedback capacitance group composed of a plurality of capacitances connected to the second capacitive coupling and the output of the second inverting amplification unit or the reference voltage are set to 2
A scaler circuit including a fourth switch circuit including a plurality of switches for selectively connecting the respective capacitances of the second feedback capacitance group, wherein an odd number of MOS stages
Connect the inverter in series, connect the ground capacitance between the output of the final stage MOS inverter and the ground, and connect the output of the MOS inverter in the stage before the final stage MOS inverter to the power supply and the ground by a pair of balanced resistances. Then, the output of the final-stage MOS inverter is fed back to the input of the first-stage inverter, and the reference voltage is generated as the output of the reference voltage generation circuit.
A scaler circuit characterized in that the MOS inverter of the reference voltage generation circuit and the MOS inverters of the first and second inverting amplification sections are set to have the same circuit characteristics and are arranged close to each other on the LSI.
力とグランドとの間には接地キャパシタンスが接続さ
れ、第1、第2反転増幅部の最終段のMOSインバータ
より前段でMOSインバータの出力を1対の平衡レジス
タンスによって電源およびグランドにそれぞれ接続し、
第1、第2反転増幅部の出力は帰還キャパシタンスによ
ってそれぞれ入力に接続してあることを特徴とする請求
項1記載のスケーラ回路。2. A grounding capacitance is connected between the respective outputs of the first and second inverting amplifiers and the ground, and the grounding capacitance of the MOS inverter is provided in a stage preceding the final stage MOS inverter of the first and second inverting amplifiers. Connect the output to the power supply and ground by a pair of balanced resistances,
The scaler circuit according to claim 1, wherein the outputs of the first and second inverting amplifiers are connected to the respective inputs by a feedback capacitance.
とするとき、基準電圧がVdd/2となるように基準電
圧が生成されていることを特徴とする請求項1記載のス
ケーラ回路。3. The power supply voltage of the MOS inverter is Vdd
The scaler circuit according to claim 1, wherein the reference voltage is generated so that the reference voltage becomes Vdd / 2.
を適宜接続するリフレッシュスイッチが接続され、基準
電圧生成回路にはこのリフレッシュスイッチと同一構成
であってかつ解放されることのないダミースイッチが接
続されていることを特徴とする請求項1記載のスケーラ
回路。4. The first and second inverting amplifiers are connected to refresh switches for connecting their inputs and outputs as appropriate, and the reference voltage generating circuit has the same configuration as this refresh switch and is not released. The scaler circuit according to claim 1, wherein a dummy switch is connected.
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7155297A JPH08330860A (en) | 1995-05-30 | 1995-05-30 | Scaler circuit |
| KR1019960012977A KR960038596A (en) | 1995-04-26 | 1996-04-25 | Multiplication circuit |
| EP96106574A EP0741366B1 (en) | 1995-04-26 | 1996-04-25 | Multiplication circuit |
| DE69611768T DE69611768T2 (en) | 1995-04-26 | 1996-04-25 | Multiplier circuit |
| CN96105628A CN1088212C (en) | 1995-04-26 | 1996-04-26 | Multiplication circuit |
| US08/638,330 US5789962A (en) | 1995-04-26 | 1996-04-26 | Multiplication circuit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7155297A JPH08330860A (en) | 1995-05-30 | 1995-05-30 | Scaler circuit |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08330860A true JPH08330860A (en) | 1996-12-13 |
Family
ID=15602822
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7155297A Ceased JPH08330860A (en) | 1995-04-26 | 1995-05-30 | Scaler circuit |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08330860A (en) |
-
1995
- 1995-05-30 JP JP7155297A patent/JPH08330860A/en not_active Ceased
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|---|---|---|---|
| A045 | Written measure of dismissal of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A045 Effective date: 20040127 |