CS260351B1

CS260351B1 - Unsymmetrical switching capacitor inductor

Info

Publication number: CS260351B1
Application number: CS86899A
Authority: CS
Inventors: Jan Mikula
Original assignee: Jan Mikula
Priority date: 1986-02-10
Filing date: 1986-02-10
Publication date: 1988-12-15
Also published as: CS89986A1

Abstract

Očelom nesymetrického lnduktoru je zmenšeme počtu prvkov neuzemneného induktoru so spínanými kondenzátormi. Uvedeného účelu sa dosiahne nesymetrickým usporiadaním induktoru, ktorý vykazuje vlastnosti lnduktoru len na výstupnej bráně. Takáto úprava podstatné zjednodušuje vstupní! část lnduktoru a umožňuje zmenšit počet použitých prvkov přibližné na polovinu. Predpokladom je, aby induktor bol na vstupe (A) budený zo zdroja napátia. Výstup induktoru (C) sa tiež chová ako zdroj nap&tia, čo umožňuje kaskádně pripojenie ďalšieho nesymetrického induktoru. Vlastnosti induktoru sa dosahuji! tým, že kondenzátor (1), ktorý sa nabíja na rozdiel vstupného a výstupného napátia po přepnutí medzi vstup (5) a výstup (6) jednotkového zosilňovača odovzdáva náboj do integračného kondenzátoru (3). Na stejnú hodnotu napátia sa nabíja kondenzátor (2) na výstupe zosilňovača (6), ktorý po přepnutí medzi jeho vstup a výstup zosilňovača předává náboj do záfaže připojené] k svorke (Bj. Takýto priebeh náboja odpovedá induktoru. Nesymetrický induktor může byť využitý pri konštrukcií filtrov so spínanými kondenzátormi druhého i vyšších rádov.The purpose of the asymmetrical inductor is to reduce the number of elements of an ungrounded inductor with switched capacitors. The stated purpose is achieved by an asymmetrical arrangement of the inductor, which exhibits the properties of an inductor only at the output gate. Such an arrangement significantly simplifies the input part of the inductor and allows the number of elements used to be reduced by approximately half. The prerequisite is that the inductor is excited at the input (A) from a voltage source. The output of the inductor (C) also acts as a voltage source, which allows the cascade connection of another asymmetrical inductor. The properties of the inductor are achieved by the capacitor (1), which is charged to the difference between the input and output voltage after switching between the input (5) and the output (6) of the unit amplifier, transferring the charge to the integrating capacitor (3). The capacitor (2) at the output of the amplifier (6) is charged to the same voltage value, which, after switching between its input and output of the amplifier, transfers the charge to the phase connected to the terminal (Bj. Such a charge curve corresponds to an inductor. An asymmetrical inductor can be used in the construction of filters with switched capacitors of the second and higher orders.

Description

Vynález sa týká neuzemneného induktoru so spínanými kondenzátormi, u ktorého sa rieši sníženie počtu aktívnych prvkov, kondenzátorov a spínačov konštrukciou nesymetrického typu induktoru.The invention relates to a non-grounded inductor with switched capacitors, which solves the reduction of the number of active elements, capacitors and switches by constructing an asymmetric type of inductor.

Známe typy neuzemnených induktorov so spínanými kondenzátormi obsahujú dva až tri operačně zosilňovače a vysoký počet kondenzátorov a spínačov, čo zváčšuje rozměry, příkon a tým aj oteplenie. Tyto typy induktorov nevyužívajú všetky možnosti viacnásobnej funkcie operačných zosilňovačov v jednotlivých fázach spínania a pridržiavajú sa vlastností klasických induktorov tým, že vykazujú vlastnosti induktorov na vstupnej i výstupnej bráně. Pre rad aplikácií je postačujúce, aby vlastnosti induktoru sa realizovali len na výstupnej bráně s připojenou záťažou, čo umožňuje ich úspornejšiu konštrukciu.Known types of ungrounded switched capacitor inductors contain two to three operational amplifiers and a high number of capacitors and switches, which increases the dimensions, power and hence the warming. These types of inductors do not take full advantage of the possibility of multiple function of operational amplifiers in the individual switching phases and adhere to the properties of classical inductors by exhibiting the properties of inductors on both the input and output gate. For a number of applications it is sufficient that the inductor properties are realized only on the output gate with connected load, which allows their more economical construction.

Uvedený nedostatek rieši zapojenie nesymetrického induktoru so spínanými kondenzátormi podta vynálezu, ktorého podstata spočívá v tom, že nesymetrický induktor má prvý kondenzátor pomocou prvého a druhého spínača připojený medzi vstup obvodu a výstup zosilňovača s prenosom jedna (jednotkového zosilňovača). Druhý kondenzá-, tor je jedným vývodom připojený k výstupu zosilňovača a druhým vývodom pomocou tretieho spínača k vstupu zosilňovača. Vstup zosilňovača je pomocou štvrtého spínača připojený k svorke pre pripojenie záťaže a k rozpojenej svorke druhého spínača. Výstup zosilňovača je piatym spínačom připojený k výstupnej svorke a k rozpojenej svorko prvého spínača. Třetí kondenzátor je připojený jedným vývodom k spoločnej svorke a druhým vvvodom k rozpojenej svorke štvrtého spínača. Rozpojená svorka tretieho spínača je připojená k spoločnej svorke.This drawback resolves the switching capacitor of an unbalanced inductor with switched capacitors according to the invention, characterized in that the unbalanced inductor has a first capacitor by means of first and second switches connected between the circuit input and the output of the one (unit amplifier). The second condenser is connected to the amplifier output by one terminal and the other to the amplifier input by a third terminal. The amplifier input is connected to the load connection terminal and the disconnected terminal of the second switch via a fourth switch. The amplifier output is connected to the output terminal and the open terminal of the first switch by a fifth switch. The third capacitor is connected with one terminal to the common terminal and the other terminal to the open terminal of the fourth switch. The disconnected third switch terminal is connected to the common terminal.

Spínače sa periodicky prepínajú z jednej polohy do druhej a spát. Přepínáním kondenzátorov v spojení s viacnásobným využitím zosilňovača sa dosiahne na výstupe taký priebeh náboja, ktorý odpovedá induktoru. Takýto induktor v porovnaní s používanými typmi má zmenšený počet použitých operačných zosilňovačov, kondenzátorov i spínačov až na polovinu.The switches periodically switch from one position to another and sleep. By switching the capacitors in conjunction with the multiple use of the amplifier, a charge waveform corresponding to the inductor is output. Such an inductor has a reduced number of operational amplifiers, capacitors and switches used by up to half compared to the types used.

Na pripojenom výkrese je nesymetrický induktor so spínanými kondenzátormi.The attached drawing shows an unbalanced inductor with switched capacitors.

V prvej fázy spínania, ktorá je na obrázku zakreslená, je kondenzátor 1 pomocou spínačov 7 a 8 připojený medzi vstup obvodu A a výstup zosilňovača 6. Kondenzátor 2 je spínačom 9 připojený medzi vstup 5 a výstup 6 zosilňovača a kondenzátor 3 je rozpojený. Výstup zosilňovača 6 je spínačom II připojený k výstupnej svorke C a vstup zosilňovača 5 spínačom 10 k svorke B pre pripojenie záťaže. Po rozepnutí spínačov do druhej fázy sa kondenzátor 1 připojí medzi vstup a výstup zosilňovača 4, kondenzátor 3 k jeho vstupu 5 a kondenzátor 2 k jeho výstupu 6. Spínače 7, 8, 9, 10, 11 sa periodicky prepínajú.In the first switching phase shown in the figure, the capacitor 1 is connected by means of switches 7 and 8 between the circuit input A and the amplifier output 6. The capacitor 2 is connected by the switch 9 between the amplifier input 5 and output 6 and the capacitor 3 is open. The output of the amplifier 6 is connected to the output terminal C by the switch II and the input of the amplifier 5 to the terminal B for the load connection by the switch 10. After opening the switches to the second phase, the capacitor 1 is connected between the input and output of the amplifier 4, the capacitor 3 to its input 5 and the capacitor 2 to its output 6. The switches 7, 8, 9, 10, 11 are periodically switched.

Uvedeným přepínáním kondenzátorov sa dosiahne, že kondenzátor 1 sa nabije na rozdiel vstupného a výstupného napatia a po přepnutí medzi vstup a výstup zosilňovača odovzdáva náboj do integračného kondenzátem 3. Kondenzátor 2 sa nabíja na výstupe zosilňovača 6 na hodnotu vstupného napátia a po jeho přepnutí medzi vstup 5 a výstup 6 zosilňovača sa tento vybije do záťaže pripojenej k výstupu C. Výstup na svorke C má charakter zdroja napátia a slúži k oddeleniu ďalšieho stupňa, čo umožňuje kaskádně pripojenie následujúceho nesymetrického induktoru.By switching the capacitors, the capacitor 1 is charged to the difference of the input and output voltage and, after switching between the input and the output of the amplifier, transfers the charge to the integration condensate 3. The capacitor 2 is charged at the output of the amplifier 6 to the input voltage and 5 and the amplifier output 6 discharges it to a load connected to output C. The output at terminal C is a voltage source and serves to isolate the next stage, allowing cascading the following unbalanced inductor.

Claims

Unbalanced inductor with switched capacitors, characterized in that the first capacitor (1) is connected by means of the first switch (7) and the second switch (8) between the circuit input (A) and the output (6) of the unit amplifier (4); (2) is connected by one outlet to the output (6) of the unit amplifier (4) and the other through the third switch (9) to the input (5j of the unit amplifier (4), the input (5) of the unit amplifier (4) is by the fourth switch

OF THE INVENTION (10) connected to the load connecting terminal (B) and to the disconnected terminal of the second switch (8j), the output (6) of the unit amplifier (4) is the fifth switch (11i connected to the output terminal (Cj and the disconnected terminal of the first switch) the third capacitor (3) is connected by one terminal to the common terminal (Dj and the other terminal to the disconnect terminal of the fourth switch (10) and the disconnected terminal of the third switch (9j is connected to the common terminal (D).