JPS62150919A - スイツチドキヤパシタフイルタ - Google Patents
スイツチドキヤパシタフイルタInfo
- Publication number
- JPS62150919A JPS62150919A JP29054485A JP29054485A JPS62150919A JP S62150919 A JPS62150919 A JP S62150919A JP 29054485 A JP29054485 A JP 29054485A JP 29054485 A JP29054485 A JP 29054485A JP S62150919 A JPS62150919 A JP S62150919A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- frequency
- signal
- capacitor
- circuit
- operational amplifier
- Prior art date
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- Pending
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔技術分野〕
この発明は、スイッチドキャパシタフィルタに関するも
ので、例えば、特定の周波数信号を抽出する回路に利用
して有効な技術に関するものである。
ので、例えば、特定の周波数信号を抽出する回路に利用
して有効な技術に関するものである。
ＭＯＳＦＥＴ （絶縁ゲート型電界効果トランジスタ）
からなるモノリシックフィルタの実現に適した方法とし
て、スインヂドキャパシタを使用するＭＯＳサンプルド
データフィルタ（以下、スイッチドキャパシタフィルタ
と称する）が研究されている［例えば、アイニスニスシ
ーシー（Ｉ ５ＳＣＣ）１９７８年、頁８２の” Ｉｎ
ｔｅｇｒａｌ Ｈｌｇｈ−ＯｒｄｅｒＮＭＯＳ Ｓａ
ｍｐｌｄ Ｄａｔａ Ｌａｄｄｅｒ Ｆｉｌｌｔｅｒ″
参照〕。
からなるモノリシックフィルタの実現に適した方法とし
て、スインヂドキャパシタを使用するＭＯＳサンプルド
データフィルタ（以下、スイッチドキャパシタフィルタ
と称する）が研究されている［例えば、アイニスニスシ
ーシー（Ｉ ５ＳＣＣ）１９７８年、頁８２の” Ｉｎ
ｔｅｇｒａｌ Ｈｌｇｈ−ＯｒｄｅｒＮＭＯＳ Ｓａ
ｍｐｌｄ Ｄａｔａ Ｌａｄｄｅｒ Ｆｉｌｌｔｅｒ″
参照〕。
従来のスインチドキャパシタフィルタにあっては、標本
化の定理よりサンプリング周波数の１／２以下の周波数
帯の信号を扱うものである。上記周波数以上の高い周波
数帯においては、サンプリング周波数の奇数倍の周波数
の折り返しノイズが発生する。したがって、これらの折
り返しノイズは、ＣＲフィルタ等によって除去される。
化の定理よりサンプリング周波数の１／２以下の周波数
帯の信号を扱うものである。上記周波数以上の高い周波
数帯においては、サンプリング周波数の奇数倍の周波数
の折り返しノイズが発生する。したがって、これらの折
り返しノイズは、ＣＲフィルタ等によって除去される。
本願発明者は、上記スイッチドキャパシタフィルタにお
ける折り返しノイズに着目して、この特性を用いて狭帯
域のバンドパスフィルタを構成することを考えた。
ける折り返しノイズに着目して、この特性を用いて狭帯
域のバンドパスフィルタを構成することを考えた。
この発明の目的は、新規な伝達特性を持つスイッチドキ
ャパシタフィルタを提供することにある。
ャパシタフィルタを提供することにある。
この発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、
この明細書の記述および添付図面から明らかになるであ
ろう。
この明細書の記述および添付図面から明らかになるであ
ろう。
本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を簡単に説明すれば、下記の通りである。
を簡単に説明すれば、下記の通りである。
すなわち、入力端子の信号をその信号周波数帯に含まれ
る特定の周波数の１／ （２Ｎ＋１）の周波数に設定さ
れたサンプリング信号に従って動作するスイッチドキャ
パシタフィルタに供給し、上記サイブリング信号の奇数
（２Ｎ＋１）倍にされた上記特定の周波数信号を伝達さ
せるようにするものである。
る特定の周波数の１／ （２Ｎ＋１）の周波数に設定さ
れたサンプリング信号に従って動作するスイッチドキャ
パシタフィルタに供給し、上記サイブリング信号の奇数
（２Ｎ＋１）倍にされた上記特定の周波数信号を伝達さ
せるようにするものである。
〔実施例１〕
第１図には、この発明の一実施例の回路が示されている
。同図の各回路素子は、公知のＣＭＯＳ（相補型ＭＯ３
）集積回路の製造技術によって、特に制限されないが、
単結晶シリコンのような半導体基板上において形成され
る。
。同図の各回路素子は、公知のＣＭＯＳ（相補型ＭＯ３
）集積回路の製造技術によって、特に制限されないが、
単結晶シリコンのような半導体基板上において形成され
る。
入力信号Ｖｉｎは、スイッチ手段Ｓ１を介して入力キャ
パシタＣ１の一方の電極に供給される。このキャパシタ
Ｃ１の他方の電極は、演算増幅回路ＯＰの反転入力端子
（−）に結合される。演算増幅化ＯＰの非反転入力端子
（＋）は、特に制限されないが、回路の接地電位のよう
な交流的接地点に接続される。上記演算増幅回路ｏｐの
反転入力端子（−）と出力端子との間には、帰還用のキ
ャパシタＣｆが設けられる。また、その一方の電極が回
路の接地電位に接続され、他方の電極が切り換えスイッ
チ手段Ｓ２によって上記演算増幅回路ＯＰの反転入力端
子（−）と出力端子とに交互接続されるキャパシタＣ２
が設けられる。すなわち、上記スイッチ手段Ｓ２の接点
ａは、演算増幅回路ＯＰの反転入力端子（−）に接続さ
れ、接点すは出力端子に接続される。上記演算増幅回路
ＯＰの出力端子から出力信号Ｖｏｕｔが送出される。
パシタＣ１の一方の電極に供給される。このキャパシタ
Ｃ１の他方の電極は、演算増幅回路ＯＰの反転入力端子
（−）に結合される。演算増幅化ＯＰの非反転入力端子
（＋）は、特に制限されないが、回路の接地電位のよう
な交流的接地点に接続される。上記演算増幅回路ｏｐの
反転入力端子（−）と出力端子との間には、帰還用のキ
ャパシタＣｆが設けられる。また、その一方の電極が回
路の接地電位に接続され、他方の電極が切り換えスイッ
チ手段Ｓ２によって上記演算増幅回路ＯＰの反転入力端
子（−）と出力端子とに交互接続されるキャパシタＣ２
が設けられる。すなわち、上記スイッチ手段Ｓ２の接点
ａは、演算増幅回路ＯＰの反転入力端子（−）に接続さ
れ、接点すは出力端子に接続される。上記演算増幅回路
ＯＰの出力端子から出力信号Ｖｏｕｔが送出される。
この実施例回路の伝達関数Ｈ（Ｚ）は、次のようにして
求められる。
求められる。
演算増幅回路ＯＰの反転入力端子（−）は、非反転入力
端子（＋）に接地電位が与えられているので、仮想接地
電位となる。したがって、信号の伝達動作は、入力信号
Ｖｉｎから見た電荷の変化と、出力信号Ｖｏｕｔからみ
た電荷の変化とに分けて考えることができる。
端子（＋）に接地電位が与えられているので、仮想接地
電位となる。したがって、信号の伝達動作は、入力信号
Ｖｉｎから見た電荷の変化と、出力信号Ｖｏｕｔからみ
た電荷の変化とに分けて考えることができる。
スイッチ手段Ｓ１がオン状態で、スイッチ手段Ｓ２が接
点す側に接続された状態により、上記キャパシタＣ１に
入力信号Ｖｉｎが供給され、キャパシタＣ２に出力信号
Ｖｏｕｔが供給された状態を現在とし、スイッチ手段Ｓ
１がオフ状態で、スイッチ手段Ｓ２が接点ａ側に接続さ
れた状態を１つの前の状態として考える。
点す側に接続された状態により、上記キャパシタＣ１に
入力信号Ｖｉｎが供給され、キャパシタＣ２に出力信号
Ｖｏｕｔが供給された状態を現在とし、スイッチ手段Ｓ
１がオフ状態で、スイッチ手段Ｓ２が接点ａ側に接続さ
れた状態を１つの前の状態として考える。
入力側回路においては、次式（１）により表すことがで
きる。
きる。
ＣＩ・ （ｖｉｎ−〇） ・・・・・・・・・（１
）一方、出力側回路においては、次式（２）により表す
ことができる。
）一方、出力側回路においては、次式（２）により表す
ことができる。
Ｃ２（Ｖｏｕｔ −０） ＋Ｃｆ （Ｖｏｕｔ −Ｖ
ｏｕｔ −Ｚｌｌ） ・・１２）上記電荷の変化
量は、入力側と出力側とが等しくなるから、上式（１）
と（２）から次式（３）が求められる。
ｏｕｔ −Ｚｌｌ） ・・１２）上記電荷の変化
量は、入力側と出力側とが等しくなるから、上式（１）
と（２）から次式（３）が求められる。
Ｖｌｎ（Ｃ１）＝
−（Ｖｏｕｔ （Ｃ２＋Ｃｆ−Ｃｆ−ｚｌｌ） ）
（３１したがって、この実施例回路における伝達関数
Ｈ（Ｚ）は、次式（４）により求められる。
（３１したがって、この実施例回路における伝達関数
Ｈ（Ｚ）は、次式（４）により求められる。
Ｈ（Ｚ） ＝Ｖｏｕｔ ／Ｖｌｎ
就−ＣＩ／ （Ｃ２＋Ｃｆ−Ｃｆ−Ｚｌｌ）・・・（４
） 上記（４）式において、直流付近の入力周波数に対して
は、Ｚｌ＋がほり−１であるから、その伝達関数Ｇｄｃ
は、次式（５）により求められる。
） 上記（４）式において、直流付近の入力周波数に対して
は、Ｚｌ＋がほり−１であるから、その伝達関数Ｇｄｃ
は、次式（５）により求められる。
Ｇｄｃ＝−ＣＩ／２Ｃｆ ＋Ｃ２・・・１５）上記伝達
関数Ｈ（Ｚ）において、上記スイッチ手段Ｓ１と８２を
切り換えるサンプリング周波数と等しい周波数の入力信
号Ｖｉｎに対しては、現在と１つ前の状態とが常に等し
くなるから、その時の伝達特性（ゲイン）は、−ＣＩ／
Ｃ２となる。
関数Ｈ（Ｚ）において、上記スイッチ手段Ｓ１と８２を
切り換えるサンプリング周波数と等しい周波数の入力信
号Ｖｉｎに対しては、現在と１つ前の状態とが常に等し
くなるから、その時の伝達特性（ゲイン）は、−ＣＩ／
Ｃ２となる。
これに対して、例えばサンプリング周波数の２倍の周波
数の入力信号Ｖｌｎにあっては、上記スイッチ３１．３
２の状態において１周期の信号が供給されることより、
その実効値は上記のような直流成分に等しくされる。し
たがって、サンプリング周波数に対して、奇数倍の周波
数の入力信号Ｖｉｎは、上記高いゲイン（−Ｃ１／Ｃ２
）となり、これ以外の偶数倍等の周波数の入力信号Ｖｉ
ｎに対しては、低いゲイン（−ＣＩ／２Ｃｆ＋Ｃ２）を
持つものとなる。したがって、その周波数特性は、第２
図に示すよううに、サンプリング周波数ｆｓの奇数倍の
入力信号Ｖｉｎに対して急峻な伝達特性を持つものとな
る。
数の入力信号Ｖｌｎにあっては、上記スイッチ３１．３
２の状態において１周期の信号が供給されることより、
その実効値は上記のような直流成分に等しくされる。し
たがって、サンプリング周波数に対して、奇数倍の周波
数の入力信号Ｖｉｎは、上記高いゲイン（−Ｃ１／Ｃ２
）となり、これ以外の偶数倍等の周波数の入力信号Ｖｉ
ｎに対しては、低いゲイン（−ＣＩ／２Ｃｆ＋Ｃ２）を
持つものとなる。したがって、その周波数特性は、第２
図に示すよううに、サンプリング周波数ｆｓの奇数倍の
入力信号Ｖｉｎに対して急峻な伝達特性を持つものとな
る。
この実施例では、特に制限されないが、上記スイッチド
キャパシタフィルタの出力側に、第２図に点線で示すよ
うな伝達特性を持つロウパスフィルタＬＰＦを設け、上
記サンプリング周波数ｆａより高い周波数の信号を遮断
させることにより、入力信号Ｖｉｎの中からサンプリン
グ周波数ｆｓに等しい周波数信号を持つ信号を出力端子
ＯＵＴから得るものである。この実施例回路は、例えば
振幅変調における搬送信号と等しい周波数のサンプリン
グ周波数を用いることによって、その搬送信号を得るこ
と、言い換えるならば、同調動作を行わせることができ
る。
キャパシタフィルタの出力側に、第２図に点線で示すよ
うな伝達特性を持つロウパスフィルタＬＰＦを設け、上
記サンプリング周波数ｆａより高い周波数の信号を遮断
させることにより、入力信号Ｖｉｎの中からサンプリン
グ周波数ｆｓに等しい周波数信号を持つ信号を出力端子
ＯＵＴから得るものである。この実施例回路は、例えば
振幅変調における搬送信号と等しい周波数のサンプリン
グ周波数を用いることによって、その搬送信号を得るこ
と、言い換えるならば、同調動作を行わせることができ
る。
〔実施例２〕
第２図には、この発明の他の一実施例の回路図が示され
ている。
ている。
第１図の実施例回路において、スイッチ手段Ｓ１、Ｓ２
は、並列形態にされたＮチャンネルＭＯ３ＦＥＴとＰチ
ャンネルＭＯ３ＦＥＴからなる公知のＣＭＯＳスイッチ
回路が用いられる。これにより、例えばスイッチ手段Ｓ
２に着目すると、接点ａ、ｂとキャパシタＣ２と間に、
それぞれＣＭＯＳスイッチ回路が設けられる。このＣＭ
ＯＳスインチ回路の共通接続点、言い換えるならば、キ
ャパシタＣ２に接続されるＭＯＳＦＥＴのソース。
は、並列形態にされたＮチャンネルＭＯ３ＦＥＴとＰチ
ャンネルＭＯ３ＦＥＴからなる公知のＣＭＯＳスイッチ
回路が用いられる。これにより、例えばスイッチ手段Ｓ
２に着目すると、接点ａ、ｂとキャパシタＣ２と間に、
それぞれＣＭＯＳスイッチ回路が設けられる。このＣＭ
ＯＳスインチ回路の共通接続点、言い換えるならば、キ
ャパシタＣ２に接続されるＭＯＳＦＥＴのソース。
ドレインと基板との間に存在する寄生容量によって、電
源線（電源電圧又は回路の接地電位線）からのノイズが
、上記演算増幅回路ＯＰの反転入力端子（−）に伝えら
れる。このノイズに含まれる上記サンプリング周波数の
奇数倍に対応する成分が、上記伝達特性に従った出力さ
れて、Ｓ／Ｎ（信号対雑音比）を悪くする。
源線（電源電圧又は回路の接地電位線）からのノイズが
、上記演算増幅回路ＯＰの反転入力端子（−）に伝えら
れる。このノイズに含まれる上記サンプリング周波数の
奇数倍に対応する成分が、上記伝達特性に従った出力さ
れて、Ｓ／Ｎ（信号対雑音比）を悪くする。
そこで、第２図においては、キャパシタＣ２の両電極を
、切り換えスイッチ手段Ｓ２°、３２“により、上記演
算増幅回路ＯＰの反転入力端子（−）、出力端子と共に
回路の接地電位に切り換えて接続させるものである。
、切り換えスイッチ手段Ｓ２°、３２“により、上記演
算増幅回路ＯＰの反転入力端子（−）、出力端子と共に
回路の接地電位に切り換えて接続させるものである。
これにより、両スイッチ手段３２’ 、３２″の寄生容
量からの信号が上記キャパシタＣ２の両電極間に同相で
伝えられるため、相殺させることができる。これによっ
て、Ｓ／Ｎの改善を図ることができるものである。
量からの信号が上記キャパシタＣ２の両電極間に同相で
伝えられるため、相殺させることができる。これによっ
て、Ｓ／Ｎの改善を図ることができるものである。
なお、この実施例においても、上記第１図の実施例と同
様に、ロウパスフィルタＬＰＦを設けることによって、
サンプリング周波数ｆｓ以上の高い周波数を遮断させる
ものである。
様に、ロウパスフィルタＬＰＦを設けることによって、
サンプリング周波数ｆｓ以上の高い周波数を遮断させる
ものである。
なお、サンプリング周波数ｆａ以上の奇数倍の周波数３
ｆＳ＊５ｔｓ等の信号を抽出する場合には、それに対応
されたバンドパスフィルタ、又はロウパスフィルタとバ
イパスフィルタｔ−縦列接ｍして、上記奇数倍の周波数
信号３ｆｓ、５ｆｓ等の中から特定の周波数帯の信号の
みを伝達させるようにすればよい。
ｆＳ＊５ｔｓ等の信号を抽出する場合には、それに対応
されたバンドパスフィルタ、又はロウパスフィルタとバ
イパスフィルタｔ−縦列接ｍして、上記奇数倍の周波数
信号３ｆｓ、５ｆｓ等の中から特定の周波数帯の信号の
みを伝達させるようにすればよい。
（１）スイッチドキャパシタフィルタにおける折り返し
ノイズ特性を利用し、サンプリング周波数の奇数倍の信
号を含む周波数帯を持つ入力信号を供給することによっ
て、その中からサンプリング周波数の奇数倍の周波数信
号のみを伝達させるという狭帯域、言い換えるならば、
選択特性のよい周波敗弁別回路を得ることができるとい
う効果が得られる。
ノイズ特性を利用し、サンプリング周波数の奇数倍の信
号を含む周波数帯を持つ入力信号を供給することによっ
て、その中からサンプリング周波数の奇数倍の周波数信
号のみを伝達させるという狭帯域、言い換えるならば、
選択特性のよい周波敗弁別回路を得ることができるとい
う効果が得られる。
（２）上記スイッチドキャパシタフィルタがＭＯＳＦＥ
Ｔにより構成できるから、簡単な構成により周波数弁別
回路を半導体集積回路に内蔵できるという効果が得られ
る。
Ｔにより構成できるから、簡単な構成により周波数弁別
回路を半導体集積回路に内蔵できるという効果が得られ
る。
（３）上記（１）ないしく２）の効果により、スイッチ
ドキャパシタフィルタの用途の拡大を図ることができる
という効果が得られる。
ドキャパシタフィルタの用途の拡大を図ることができる
という効果が得られる。
以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具
体的に説明したが、この発明は上記実施例に限定される
ものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可
能であることばいうまでもない。例えば、スイッチ手段
はアナログスイッチ回路であれば何であってもよい。ま
た、演算増幅回路ＯＰの具体的回路は、種々の実施形態
を採ることができるものである。
体的に説明したが、この発明は上記実施例に限定される
ものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可
能であることばいうまでもない。例えば、スイッチ手段
はアナログスイッチ回路であれば何であってもよい。ま
た、演算増幅回路ＯＰの具体的回路は、種々の実施形態
を採ることができるものである。
この発明は、スイッチドキャパシタフィルタとして広く
利用できるものである。
利用できるものである。
第１図は、この発明の一実施例を示す回路図、第２図は
、その周波数特性図 第３図は、この発明の他の一実施例を示す回路図である
。 ３１、Ｓ２，３２’ 、３２″・・スイッチ手段、ＯＰ
・・演算増幅回路、ＬＰＦ・・ロウバスフィルタ
、その周波数特性図 第３図は、この発明の他の一実施例を示す回路図である
。 ３１、Ｓ２，３２’ 、３２″・・スイッチ手段、ＯＰ
・・演算増幅回路、ＬＰＦ・・ロウバスフィルタ
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、入力端子の信号をその信号周波数帯に含まれる特定
の周波数の１／（２Ｎ＋１）の周波数のサンプリング信
号に従って第１のキャパシタの一方の電極に伝える第１
のスイッチ回路と、上記第１のキャパシタの他方の電極
が反転入力端子に結合され、非反転端子が回路の交流的
接地点に結合された演算増幅回路と、この演算増幅回路
の反転入力端子と出力端子との間に設けられた第２のキ
ャパシタと、上記サンプリング信号に同期して上記演算
増幅回路の出力信号を受けて入力側に帰還させる第２の
スイッチ回路及び第２のキャパシタとを含むことを特徴
とするスイッチドキャパシタフィルタ。 ２、上記スイッチドキャパシタフィルタは、その入力又
は出力にサンプリング周波数の奇数倍の中の１つの周波
数帯の信号のみを伝達するフィルタが設けられるもので
あることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のスイ
ッチドキャパシタフィルタ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29054485A JPS62150919A (ja) | 1985-12-25 | 1985-12-25 | スイツチドキヤパシタフイルタ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29054485A JPS62150919A (ja) | 1985-12-25 | 1985-12-25 | スイツチドキヤパシタフイルタ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62150919A true JPS62150919A (ja) | 1987-07-04 |
Family
ID=17757397
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29054485A Pending JPS62150919A (ja) | 1985-12-25 | 1985-12-25 | スイツチドキヤパシタフイルタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62150919A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0240130A (ja) * | 1988-07-29 | 1990-02-08 | Canon Inc | 垂直磁気記録媒体 |
| JPH0240128A (ja) * | 1988-07-29 | 1990-02-08 | Canon Inc | 垂直磁気記録媒体 |
-
1985
- 1985-12-25 JP JP29054485A patent/JPS62150919A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0240130A (ja) * | 1988-07-29 | 1990-02-08 | Canon Inc | 垂直磁気記録媒体 |
| JPH0240128A (ja) * | 1988-07-29 | 1990-02-08 | Canon Inc | 垂直磁気記録媒体 |
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