JPS61214608A

JPS61214608A - クランプ回路

Info

Publication number: JPS61214608A
Application number: JP60055197A
Authority: JP
Inventors: Nobuaki Yonekura; 米倉　伸明
Original assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Current assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date: 1985-03-19
Filing date: 1985-03-19
Publication date: 1986-09-24
Also published as: JPH0252447B2

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】（産業上の利用分野）本発明は、ＬＳＩ　（大規模集積回路）等の小型化に適
したクランプ回路に関するものである。

（従来の技術）従来、このような分野の技術としては、信学技報８４［
１１］（１９Ｂ４）電子通信学会Ｐ、１−８に記載され
るものがあった。以下、その構成を図を用いて説明する
。

第２図は従来のクランプ回路の概略構成図である。この
クランプ回路は、入力信号Ｖｌが与えられる入力端子１
、正の基準電圧÷ＶＲが印加される電源端子２、負の基
準電圧−ＶＲが印加される電源端子３．出力信号ｖＯが
送出される出力端子４、レベル比較回路５、クロック発
生器６、入力信号保持回路７及び出力セレクタ一部８に
より構成される。

ここで、レベル比較回路５は、基準電圧◆ＶＲ，−ＶＲ
と入力信号Ｖｌとのレベル比較を行なう回路である。そ
して基準電圧＋ＶＲ，−ＶＲをオン、オフするスイッチ
ＩＱ、１１と、入力信号ＶＩをオン、オフするスイッチ
１２．１３と、スイッチ１０．１１または、１２．１３
を介して与えられる基準電圧÷ＶＲ、−ＶＲまたは入力
信号ＶＩを蓄積するサンプルホールド用コンデンサ１４
．１５と、正入力端が接地され負入力端がコンデンサ１
４．１５に接続されたレベル比較器１Ｂ、１？と、レベ
ル比較器１１３．１７の入出力端間に接続されたスイッ
チ１８．１９とで構成される。スイッチｌＯ〜１３，１
８．１９は図示しない制御回路のクロック信号にオン、
オフ制御される。

クロック発生器６は、複数個のゲート回路からなり、レ
ベル比較器１１３．１７の出力信号に基づきスイッチ開
閉用のクロック信号を発生する回路である。

入力信号保持回路７は、入力信号ｖ■を一時的に保持す
るもので、入力信号Ｖｌをオン、オフするスイッチ２０
と、スイッチ２０を介して与えられる入力信号Ｖｌを蓄
積するサンプルホールド用コンデンサ２１と負入力端と
出力端が短絡され正入力端がコンデンサ２１に接続され
た演算増幅器２２とで構成される。スイッチ２０は図示
しない制御回路のクロック信号によりオン、オフ制御さ
れる。

出力セレクタ一部８は、クロック発生器６のクロック信
号に基づき制御される３組のスイッチ付きサンプルホー
ルド用コンデンサを具えた出力切換え用の回路である。

すなわちこの出力セレクタ一部８は、演算増幅器２２の
出力および基準電圧中ＶＲ，−ＶＲをそれぞれ蓄積する
サンプルホールド用コンデｙす３０，３１，３２、と各
コンデｙ？３０，３１．３２への充電を行なうスイッチ
３３，３４，３５．３８．３？、３８と、各コンデンサ
３０〜３２の充電電圧を出力端子４へ与えるスイッチ３
９，４０，４１，４２，４３．４４とで構成される。

以上のように構成されるクランプ回路の動作について説
明する。

先ず、初期条件を確立する最初のプリセラトモ・−ドに
おいて、スイッチ１Ｇ、１１，１８．１９がオンし、正
負の基準電圧中ＶＲ，−ＶＲがレベル比較器１１１１．
１７にプリチャージされる０次に、サンプルホールドΦ
出力選択モードにおいて、スイッチ１２．１３．２０が
オンし、入力信号Ｖｌがコンデンサ１４．１５．２１に
よりサンプルホールドされると共に、レベル比較器１８
．１７で基準電圧＋ＶＲ，−ＶＲとレベル比較され、そ
の比較結果がクロック発生器６に転送される。さらに再
びプリセットモードになると、スイッチｔｏ、１１，１
８，１１３のほかにスイッチ３３〜３８がオンするので
、入力信号Ｖｌと正負の基準電圧◆ＶＲ，−ＶＲがコン
デンサ３０〜３２にプリチャージされる。そしてサンプ
ルホールド出力選択モードのとき、前ビットで予め行っ
たレベル比較結果に基づいて、クロック発生器６から出
力されるクロック信号により、スイッチ３９と４０．４
１と４２．４３　と４４のうちのいずれか一組がオンし
、前記三つの信号÷ＶＲ，−ＶＲ，Ｖｌのうち最も振幅
の小さい信号が出力端子４から出力される。したがって
出力信号ｖｏの振幅はｌクロック信号ごとに正負の基準
電圧◆ＶＲ１−ＶＲ以下に制限される。

（発明が解決しようとする問題点）し、かじながら、上記構成のクランプ回路では、スイッ
チｌＯ〜１３．１８〜２０をオン、オフ制御するための
クロック信号が必要なばかりか、出力セレクタ一部８内
のスイッチ３３〜４４をオン、オフ制御するためのクロ
ック発生器６を必要とするため、回路構成が複雑化する
と共に回路規模が大きくなるという問題点があった。

本発明は、前記従来技術が持っていた問題点として、ク
ロック信号を必要とするために回路構成が複雑化する点
と、回路規模が大型化する点について解決したクランプ
回路を提供するものである。

（問題点を解決するための手段）本発明は、前記問題点を解決するために、入力信号をク
ランプすべき基準電圧と比較して入力信号の振幅を基準
電圧以下に制限し、出力信号として送出するクランプ回
路において、前記入力信号と基準電圧とを比較して両信
号の電圧差に応じた比較信号を出力するレベル比較器と
、前記比較信号に基づいて前記入力信号を入、切するス
イッチと、このスイッチを介して前記入力信号を蓄積す
るサンプルホールド用のコンデンサとを備えたものであ
る。

（作　用）本発明によれば、以上のようにクランプ回路を構成した
ので、レベル比較回器は入力信号と基準電圧とを直接比
較し、その比較結果に基づいてスイッチをオン、オフ制
御するように働く、スイッチは、入力信号の振幅が基準
電圧より小さいときにオン状態となってそのまま入力信
号を出力すると共に、サンプルホールド用のコンデンサ
を充電し、入力信号の振幅が基準電圧より大きいときに
オフ状態となる。このスイッチのオフ状態により、前記
コンデンサの充電電圧、すなわち前記基準電圧が出力さ
れる。そのため、入力信号の振幅を基準電圧以下に制限
した出力信号の送出を行えるのである。したがって、前
記問題点を除去できるのである。

（実施例）第１図は本発明の実施例を示すクランプ回路の回路図で
ある。

第１図において、１０１は入力信号Ｖｌが与えられる入
力端子、１０２は基準電圧÷ＶＲが印加される電源端子
、１０３は負の基準電圧−ＶＲが印加される電源端子、
および１０４は出力信号ｖＯが送出される出力端子であ
る。そして、入力信号Ｖ！と正の基準電圧＋ＶＲを直接
比較する第１のレベル比較回器１０５は、その正入力端
が入力端１０１に、負入力端が電源端子１０２に、それ
ぞれ接続されている。同様に、入力信号Ｖｌと負の基準
電圧−ＶＲを直接比較する第２のレベル比較回器１０６
は、その正入力端が電源端子１０３に、負入力端が入力
端子１０１にそれぞれ接続されている。第１と第２のレ
ベル比較器１０５，１０６の各出力端は、否定論理積を
とるゲート回路１０７の入力端に接続され、このゲート
回路１０７の出力によってスイッチ＋０８がオン、オフ
制御される。

スイッチ１０日は、その一端が入力端子１０１に接続さ
れ、他端が、接地されたサンプルホールド用コンデンサ
１０８と出力バッファ用演算増幅器１１０の正入力端と
にそれぞれ接続されている。演算増幅器１１０の負入力
端と出力端とは短絡され、さらに該出力端が出力端子１
０４に接続されている。

なお、レベル比較器１０５，１０８　、ゲート回路１０
７、スイッチ１０８、コンデンサ１Ｇ！１及び演算増幅
器１１０は、ＭＯＳトランジスタ等で構成される。

次に、以上のように構成されるクランプ回路の動作を第
１図および第３図を参照しつつ説明する。なお、第３図
は入出力波形図で、点線波形は入力信号ＶＩ、実線波形
は出力信号ｖＯをそれぞれ示している。

先ず、入力信号Ｖｌが入力端子１０１に与えられると、
レベル比較器１０５　、　ｉｏｅは入力信号Ｖｌと基準
電圧＋ＶＲ，−ＶＲとのレベルを直接比較する。入力信
号ＶＩの振幅が基準電圧◆ＶＲおよび−ＶＲの値より小
さい場合は、各レベル比較器ｔｏ５．ｔｏｅの出力がそ
れぞれ低レベル（以下Ｌレベルという）となり、これに
よりゲート回路１０７の出力が高レベル（以下、Ｈレベ
ルという）となる、ゲート回路１０７の出力がＨレベル
のとき、スイッチ１０８はオン状態となり、このスイッ
チ１０日を通して入力信号ＶＩがコンデンサ１０９を充
電すると共に、演算増幅器１１０の正入力端に与えられ
る。すると、演算増幅器１１０は、出力電圧が直接に負
入力端にフィードバックされた電圧フォロアのため、正
入力端に入力された入力信号ＶＩと同じ波形の出力信号
ｖＯがインピーダンス変換されて出力端子１０４から出
力される。

次に、入力信号Ｖｌの振幅が基準電圧◆ＶＲまたは−Ｖ
Ｒを超えると、レベル比較器１０５または１０Ｇの出力
がＨレベルとなり、これによりゲート回路１０７の出力
がＬレベルとなってスイッチ１０８がオフ状態となる。

スイッチ１０８がオフ状態になると、そのオフ時におけ
るコンデンサ１０９の充電電圧＋ＶＲまたは−ＶＲが演
算増幅器１１０の正入力端に与えられるため、充電電圧
◆ＶＲまたは−ＶＲがそのまま演算増幅器１１Ｇの出力
端から出力され、出力端子１０４に現われる。そのため
、出力信号ｖＯは入力信号ＶＩに追従することなく、基
準電圧◆ＶＲまたは−ＶＲにクランプされる。

而して本実施例によれば、入力信号ＶＩの振幅を基準電
圧◆ＶＲ，−ＶＲ以下に制限した出力信号ｖ■を、ＬＳ
Ｉ化に適した少ない素子数で得ることができる。

ここで、本実施例の第１図の回路と従来の第２図の回路
との素子数を比較すると、次のようになる。

（１）第１図の回路レベル比較器１０５　、１０８・・・２個、ゲート回路
１０７・・・１個、スイッチｌＯ８・・・１個、コンデ
ンサ１０９・・・１個、演算増幅器１１０・・・１個、
計６個。

（２）第２図の回路レベル比較器１８．１９・・・２個、クロック発生器６
を構成するゲート回路・・・数個、スイッチｌＯ〜１３
．１８〜２０．３３〜４４・・・１３個、コンデンサ１
４．１５，２１．３０〜３２・・・６個、演算増幅器２
２・・・１個、計２８個以上。

このように、本実施例では従来のものに比べて大幅に素
子数を減少できるばかりか、従来のようにスイッチ１０
−１３．１８〜２０をオン、オフ制御するための２相の
クロック信号が不要となるため、回路構成が簡単となる
。

なお、上記実施例では、２個のレベル比較器１０５．１
０８を具えているが、クランプ電圧範囲を正側のみ、ま
たは負側のみの一方に限定したいときは、レベル比較器
１０Ｂまたは１０５を除去すると共に、除去しない比較
器１０５または１０６の出力を反転させるノット回路（
Ｎ０７回路）を新たに設け、このＮ０７回路の出力によ
りスイッチ１０８をオン、オフ制御すればよい、また、
クランプすべき基準電圧値の数を第１図のものよりも増
加させるときには、レベル比較器の数を３個以上によれ
ばよい。

このように、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の
変形が可能である。

（発明の効果）以上詳細に説明したように、本発明によれば、レベル比
較器により入力信号と基準電圧とを直接比較し、その比
較結果に基づいてスイッチをオン、オフ制御し、このス
イッチを通してサンプルホール用コンデンサを充電し、
前記スイッチのオフ時に前記コンデンサの充電電圧を出
力して出力信号を基準電圧以下に制限するようにしたの
で、スイッチをオン、オフ制御するためのクロック信号
の発生回路を必要とせず、回路構成素子の数を大幅に減
少できる。そのため１回路構成が簡単で、しかも回路規
模が小さくなり、ＬＳＩ等の小型化に適したクランプ回
路を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示すクランプ回路の回路図、
第２図は従来のクランプ回路の回路図、第３図は第１図
の入出力波形図である。１０５．１０８・・・・・・レベル比較器、１０８・・
・・・・スイッチ、１０８・・・・・・サンプルホール
ド用コンデンサ、ｖｒ・・・・・・入力信号、ｖＯ・・
・・・・出力信号、＋ＶＲ，−ＶＲ・・・・・・基準電
圧。

Claims

【特許請求の範囲】

入力信号をクランプすべき基準電圧と比較し、該入力信
号の振幅を基準電圧以下に制限して出力するクランプ回
路において、前記入力信号および基準電圧が入力されこ
の両入力を比較してその電圧差に応じた比較信号を出力
するレベル比較器と、前記比較信号に基づいて前記入力
信号を入、切するスイッチと、このスイッチを介して前
記入力信号を蓄積するサンプルホールド用のコンデンサ
とを備えたことを特徴とするクランプ回路。