DE2354755A1 - Angepasstes analogfilter - Google Patents

Angepasstes analogfilter

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DE2354755A1
DE2354755A1 DE19732354755 DE2354755A DE2354755A1 DE 2354755 A1 DE2354755 A1 DE 2354755A1 DE 19732354755 DE19732354755 DE 19732354755 DE 2354755 A DE2354755 A DE 2354755A DE 2354755 A1 DE2354755 A1 DE 2354755A1
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signal
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William Milton Gosney
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Texas Instruments Inc
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Texas Instruments Inc
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    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
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    • G11C27/04Shift registers
    • HELECTRICITY
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    • H01L29/00Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/68Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/76Unipolar devices, e.g. field effect transistors
    • H01L29/762Charge transfer devices
    • H01L29/765Charge-coupled devices
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Description

TEXAS INSTRUMENTS.INCORPORATED
13500 North Central Expressway-Dallas, Texas, V.St.A.
Angepaßtes Analogfilter
Die Erfindung bezieht sich auf ein Ladungsverschiebungsbauelement und insbesondere auf ein angepaßtes Analogfilter mit Ladungsverschiebungsbauelementen sowie auf Einrichtungen zum Feststellen und Bewerten von Signalen an verschiedenen Verzögerungsstufen in dem Filter.
Ladungsverschiebungsbauelemente sind Metall-Isolator-Halbleitervorrichtungen, die der.allgemeinen Gruppe der Ladungs-Halbleitervorrichtungen angehören, die Informationen in Form einer elektrischen Ladung speichern und verschieben. Ladungsverschiebnngsbauelemente umfassensowohl ladungsgekoppelte Bauelemente (CCD) als auch Eimerketten-Bauelemente (BB)(bücket-brigades). Ladungsgekoppelte Bauelemente zeichnen sich durch die Eigenschaft aus^ daß derHalbleiterteil der Bauelemente größtenteils aus homogen dotiertenZonen von unterschiedlichem LeitfShigkeitstyp besteht, die nur zum Eingeben oder zum Entnehmen von Ladung erforderlich sind. Ein typisches Halbleiterschieberegister mit ladungsgekoppelten
Schw/Ba
403-819/09
Bauelementen ist beispielweise in Bell System Technical Journal, 49,587 (1970) von Boyle und anderen beschrieben. In dem Schieberegister ist zwischen Elektroden und das Halbleitermaterial als Vorspannung eine zur Invertierung der Halbleiteroberfläche ausreichende Gleichspannung angelegt, und an die Elektroden werden aufeinanderfolgend Taktimpulse angelegt. Infolge der Inversion werden auf der Halbleiteroberfläche vorhandene Minoritätsträger zur Halblelter-Isplator-Grenzschicht gezogen, und sie neigen dazu, sich in Potentialsenken unter den Elektroden zu sammeln. Wenn die Taktimpulse genügend groß sind, wandern die Minoritätsträger von dem Bereich unter einer Elektrode zum Bereich unter der nächsten Elektrode entsprechend einer von den T&ktimpulsen erzeugten Potentialsenke. ~
Ein mit Eimerketten-Bauelementen ausgestattetes Schieberegister besteht im wesentlichen aus einer Reihe von Feldeffekttransistoren mit isolierter Gate-Elektrode, deren Source-und Drain-Elektroden miteinander verbunden'sind und deren Gate-Elektroden kapazitiv an die Drain-Elektroden angekoppelt sind. Das Eimerketten-Schieberegister arbeitet in zwei Verschiebungsbetriebsarten. Im Speicherbetrieb liegen alle Gate-Elektroden auf dem gleichen Potential, und in der Gate-Drain-Kapazität ist eine Ladung gespeichert. Im Verschiebungsbetrieb wird das Potential an einer Gate-Elektrode im Vergleich zum Potential an der benachbarten Gate-Elektrode erhöht, so daß die Potentialschwelle abgesenkt wird und Ladung in der Art eines Schieberegisters von einer Source-Zone zur benachbarten Drain-Zone fließt.
Schieberegister mit Halbleiterladungsvorrichtungen sind ihrer Art nach analog, wobei die gespeicherte Ladungsmenge der Amplitude des Signals entspricht. Solche Schieberegister sind zur Bildung von angepaßten Analogfiltern vorgeschlagen worden. Dazu sei beispielsweise auf den Aufsatz
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von Sangster mit dem Titel "The'Bucket Brigade Delay Line1, a , Shift Register for Analog Signals" in Philips Technical Review, 31, 92(1970) Bezug genommen. Ein angepaßtesAnalogfilter faltet ein ankommendes Signal mit der Impulsantwort des Filters, Diese Faltung kann dadurch ausgeführt werden, daß das ankommende Signal an den Eingang eines Analog-Schieberegisters mit Eimerkettenbauelementen oder mit ladungsgekoppeli;en Bauelementen angelegt wird und daß eine bewertete Summierung-der Ladung an jeder Verzögerungsstufe gebildet wird. In der Praxis wird das Signal bei jedem Bit des Schieberegisters abgezapft oder abgetastet, und es wird so bewertet, daß es eine Impulsantwort erzeugt,, die gleich der Fouriertransformierten eines gewünschten Frequenzgangsist. DieBewertung kann"auch zur Verbesserung der Nebenkeulenunterdrückung verwendet werden» Venn beispielsweise h(t) die Impulsantwort des Filters und q+tt) die Ladung in der i-ten Verzögerungsstufe eines'N-stufigen Analogschieberegisters mit Ladungsverschiebungsbauelementen ist, dann gilt: ·
. vout(t) = jU- χ ; ^q1Ct) ;. (1)
In dieser Gleichung ist C die Kapazität jeder Verzögerungs-9 stufe, und h^(i = 1, ... N) sind die Bewertungsgewichte jeder Verzögerungsstufe, die die Impulsantwort des Filters bestimmen.
Bisher bestand das Hauptproblem bei der Schaffung eines angepaßten Analogfilters mit Ladungsübertragungsbauelementen in der Schwierigkeit des Abgreifens, d.h. des Messens der an jeder Verzögeruhgsstufe vorhandenen Ladung und das Bewerten dieses gemessenen Signals mit einem vorgewählten Einheitswert , oder einem niedrigeren Vert. Ein Verfahren, mit dessen Hilfe dies in einem angepaßten Analogfilter mit Eimerketten-
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- ■ ■ - 4 -
Bauelementen durchgeführt werden kann, besteht darin, die Spannung an jedem Element mit einem integrierten Sourcefol^erverstärker zu messen. Bei diesem Verfahren ist jedes Eimerketten-Bauelement mit seinem eigenen Verstärker versehen, und alle diese Verstärker sind monolithisch auf den mit den Eimerketten-Bauelementen versehenen Plättchen integriert. Die bewertete Summierung wird durch Anlegen der Ausgangssignale der Sourcefolger-Verstärker an einen externen Differenzverstärker erzielt. Alle positiv bewerteten Ausgangssignale werden ebenso wie alle negativ bewerteten Ausgangssignale miteinander summiert.Der Differenzverstärker führt die Subtraktion der summierten positiv und negativ bewerteten Ausgangssignale zur Bildung der gewünschten bewerteten Summierung der Ladung an jeder Verzögerungsstufe durch.
Dieses Verfahren kann mit Eimerketten-Bauelementen gut ausgeführt werden, wobei eixi beständiges Ausgangssignal erzeugt wird. Die Bewertungen der Abgriffe können in einfacher Weise dadurch eingestellt werden, daß die entsprechenden Abgrifflastwiderstände verändert werden. Somit kann ein angepaßtes Filter mit Eimerketten-Bauelementen leicht im Hinblick auf viele unterschiedliche Filtererfordernisse ohne ein Umkonstruieren der bsi der Herstellung verwendeten Masken geändert ΐ/erden. Ein Hauptnachteil des Verfahrens besteht jedoch darin, daß es bei der Verwendung von ladungsgekoppelten Bauelementen nicht angewendet werden kann, da diese keine Diffusionszonen aufweisen, von denen eine Spannung an jeder Verzögerungsstufe abgegriffen werden kann. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß die kapazitive Last der Sourcefolgerverstärker an jedem Eimerketten-Bauelement die minimale Größe pro Bit des Schieberegisters begrenzt. Überdies sind das Schieberegister mit Eimerketten-Bauelementen und die zugehörigen Sourcefolgerverstärker in der Gesamtanordnung unhandlich.
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■.-■■■ - .".2-35A755.:.
Mit Hilfe der Erfindung soll ein verbessertes angepaßtes Analogfilter mit Ladungsverschiebungsbauelementen geschaffen werden. Ferner soll, die mit Hilfeder Erfindung zu schaffende Schaltungsanordnung das Messen der bei jeder Verzögerungsstufe eines Schieberegisters mit Ladungsverschiebungsbauelementen gespeicherten Ladungsmenge und das Bewerten des abgegriffenen Signals mit einem vorgewählten Wert ermöglichen. Ein mit Hilfe der Erfindung zu schaffender Brückendetektor soll das Messen der bei jeder Verzögerungsstufe eines angepaßten Analogfilters mit Ladungsyerschiebungsbauelementen gespeicherten Ladung ermöglichen.Die Größe eines einzelnen BB-oder CCD-Bits soll bei diesem Brückendetektor nicht begrenzt sein» Dieser Brückendetektor soll sich auch für die Herstellung in der Technik integrierter Schaltungen ■ eignen, und zur Kompliziertheit seiner Schaltung soll nur das Erfordernis einer zusätzlichen Taktleitung beitragen.
Nach der Erfindung wird ein Brückendetektor zum Messen der in jeder Verzögerungsstufe eines angepaßten Analogfilters mit· Ladungsverschiebungsbauelementen und zum Bewerten des festgestellten Signals mit einem-vorgewählten ¥ert geschaffen . Der Detektor kann vorteilhafterweise sowohl in einer Ausführung, mit .ladungsgekoppelten Bauelementen alse auch mit Eimerketten-Bauelementen ausgeführt werden. Das Ausgangssignal kann nach Wunsch entweder ein vorübergehendes Signal oder ein beständiges Signal· sein. Bei dem Detektor wird die Tatsache ausgenutzt, daß der ' Ladestrom in den Taktle.itungsversorgurigen von Ladungsverschiebungsbauelementen der verschobenen Signalladung proportional ist. Ein Teil des Ladestroms tritt nicht wegen der Signalladung auf; dieser Anteil des Ladestroms ist konstant, und er wird vorteilhafterweise durch den Detektor zu Null gemacht, ■-''■■.'.
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Eine Taktleitung der Anordnung mit Ladungsverschiebungsbauelementen oder mit Eimerketten-Bauelementen wird zum Abtasten der gespeicherten Ladung verwendet. Jede an diese Taktleitung angeschlossene Gate-Elektrode (eine Gate-Elektrode pro Bit) ist in zwei getrennte Abschnitte aufgeteilt, wobei die Fläche eines Abschnitts bezüglich der des anderen Abschnitts die Bewertungsgröße des jeweiligen Bits darstellt. Das zum Abtasten verwendete Taktsignal ist auf zwei getrennte Taktleitungen aufgeteilt, die parallel arbeiten. Diese beiden Taktleitungen werden jeweils über eine Impedanz von einem Taktgenerator angesteuert. Die getrennten Abschnitte jeder Gate-Elektrode sind jeweils an die getrennten Taktleitungen angeschlossen. Ein hochverstärkender Differenzverstärker stellt die Differenzspannung an den beiden Abschnitten der aufgeteilten Taktleitung fest, wobei im wesentlichen eine Wechselstrombrückenschaltung gebildet wird. *
Eine bevorzugte Ausführungsform eines angepaßten Analogfilters mit Ladungsverschiebungs-Halbleiterbauelementen ist auf einem Halbleitersubstrat integriert. Das Filter enthält mehrere Verzögerungsstufen; ein in Form einer Ladung vorliegendes Eingangssignal wird in der Art eines Schiebe-, registers in entsprechende Verzögerungsstufen übertragen, wobei mehrphasige Taktsignale und Verschiebungselektrodenangewendet werden. Die in jederStüfe gespeicherte Ladungsmenge wird abgegriffen und mit einem Einheitswert oder einem geringeren Wert bewertet.Der Wert der gespeicherten Ladung wird dadurch abgegriffen, daß der Taktstrom gemessen wird j der abhängig von dem gespeicherten Signal zum Auf- -■ laden der Elektrode auf einen Bezugswert erforderlich ist. Die Bewertung wird dadurch erzielt, daß die einer. Taktphase in jeder Verzögerungsstufe zugeordnete Verschiebungselektrode in zwei im Abstand voneinander liegende Abschnitte aufgeteilt wird. Die Größe und die Polarität der Bewertung
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wird vom relativen Flächenverhältnis der zwei Abschnitte bestimmt, Die der zum Bewerten verwendeten Elektrode zugeordnete Taktphase ist in zwei Abschnitte zum entsprechenden Summieren der positiven und negativen bewerteten Abschnitte aufgeteilt. Sine der Taktleitungen ist an die positiven Abschnitte aller auf geteilten--Elektroden· angeschlossen, während die andere Taktleitung gemeinsam mit den negativen Abschnitten aller bewerteten Elektroden verbunden ist. Zwei Taktleitungen sind an die Taktsignalquelle über eine vor gewählte Impedanz ,angeschlossen. Ein zwischen den aufgeteilten Taktleitungen liegender Differenzverstärker mißt gleichzeitig,die Differenzspannung zwischen diesen beiden Leitungen, die von den „ summierten positiven und negätivenfi-Strömen erzeugt wird. Ein korreliertes Ausgangssignal wird immer dann erzeugt, · wenn die in den entsprechenden Verζögerung&stufen gespeicherten Signale an die von den bewerteten Elektroden gebildete Filterimpulsantwort "angepaßt" sind. Mit Hilfe eines an einem Eingang des pifferenzverstärkers angeschlossenen Kondensators kann der Ladestrom auf Null verringert werden, : ~= der anfanglich? zijön Aufladen der Verzögerungsstufe t auf einen Bezugswert erforderlich ist» so daß der ", Differenzverstärker nur den dem Signal zugeordneten Strom mißt. ■ ; .
Die Erfindung wird nun an -Hand der Zeichnung beispielshalber erläutert. Es zeigenS- ■
Fig.1 ein Blockschaltbild eines Brückendetektors nach der Erfindung,
Fig.2 eine Draufsicht auf einen Teil eines angepaßten Analogfilters mit ladungsgekoppeltan .Bauelementen, wobei das Verbinden geteilter Taktleitungen an geteilte Gate-Elektroden zur Festlegung einer Bewertung dargestellt ist,
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-.-'.. 235Λ755
Fig.3 eine Draufsicht auf eine geteilte Gate-Elektrode zur Verwendung bei dem erfindungsgemäßen Brückendetektor und
Fig.4 eine Draufsicht auf ein lineares FM-Filter mit ladungsgekoppelten Bauelementen, das dem erfindungsgemäßen Brückendetektor zugeordnet ist.
In Fig.1 ist ein angepaßtes Analogfilter mit Ladungsverschiebungsbauelementen gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Dabei ist eine mit Ladungsverscliiebungs.-Halbleiterbauelementen aufgebaute Analogverzögerungsleitung 10 dargestellt. Die Analogverzögerungsleitung 10 kann entweder eine ladungsgekoppelte Vorrichtung oder eine Eimerketten-Vorrichtung sein. Solche Verzögerungsleitungen und Verfahren zu ihrer Herstellung sindin der Technik bekannt, so daß sie hier keiner weiteren Erörterung bedürfen.. Der Verzögerungsleitung v/erden in der Art eines Schieberegisters unter Anwendung üblicher Verfahren am Eingang 12 Eingangsdaten zugeführt. Wie aus Fig.1 hervorgeht, wird ein dreiphasiges Taktsystem mit den Taktleitungen Φ^,φ 2 und Φ, angewendet. Es können natürlich auch andere mehrphasige Taktsteuerverfahren angewendet werden.Für Eimerketten-Vorrichtungen ist beispielsweise ein zweiphasiger Takt typisch.
Bei der hier dargestellten Ladungsdetektoranordnung ist eine der Taktleitungen zum Abtasten der an jedem Bit der Verzögerungsleitung vorhandenen Ladung ausgewählt. Wie bereits erwähnt wurde/ ist der Ladestrom in den Taktleitungszuführungen der ladungsgekoppelten Vorrichtungen und derEimerketten-Vorrichtungen der verschobenen Signalladung proportional. Auf diese Weise kann die Summe der Gesamtladungsmenge, die unter allen Gate-Elektroden des angepaßten Schieberegister-Analogfilters verschoben wird,in den Taktleitungen festgestellt werden.In der bevorzugten
. 4-098 19/0030.-
- - ; ■■■■:■'■""..■ - - 235475B
Ausführungsform ist für diese. Abtastfunktion nur eine Taktleitung (nämlich die'Taktleitung Φ^ Von Fig.1 )""ausgewählt. Zur Bildung eines im wesentlichen kontinuierlichen Ausgahgssignals könnten natürlich alle'Taktleitungen verwendet werden, wobei, die Ausgangssignale dann multiplexiert würden. "
Die Taktleitung Φ2 von Fig.1· ist in zwei parallel arbeitende Abschnitte Φρ und Φρ- aufgeteilt. Diese zwei Abschnitte werden von einem einzigen Taktgenerator 14-für das Taktsignal Φ ρ angesteuert. Die Taktleitungsabschnitte Φρ und Φ2_ werden jeweils über eine· Impedanz 16 bzw. 18/ gespeist. Wie später noch genau.erläutert wird, können die Impedanzen 16 und 18 ohmsche Impedanzen^ kapazitive. Impedanzen oder aus einer Kombination von ohmschen und kapazitiven Impedanzen bestehen. Ein hochverstärkender Differenzver- ; stärker 20 tastet die Differenzspannung an den zwei Takt-: leitungsabschnitten φρ und Φρ_ ab. Die Art dieser Differenzspannung wird bei der nachfolgenden Erörterung der Figuren 2· und 3 noch deutlicher. Der Differenzverstärker sollte eine Gleichtaktunterdrückung in der Größenordnung von 60 bis 80 db aufweisen. Geeignete Verstärker sind beispielsweise die Verstärker vom.Typ SN".52558 und SN 72558 der Firma Texas Instruments Incorporated oder ähnliche Verstärker.
In Fig.2 ist die Verbindung der aufgeteilten Taktleitungsabschnitte Φ2+ und Φρ_ an ein angepaßtes CCtDAnalogfilter in einerSchaltung dargestellt, bei der sich bewertete abgegriffene Signaleergeben. Es ist eine Ausführungsform -. mit drei Taktsignalen (dreiphasiger Takt) dargestellt, bei der entsprechendeBits der ladungsgekoppelten Vorrichtung von entsprechenden Gruppen der drei Elektroden 1,2 und 3 gebildet.sind. Die Signalbewertung wird von der Elektrode jedes Bits bewirkt. Die Elektrode 2a besteht beispielsweiseaus einem durchgehenden leitenden Streifen, der nur an den Taktleitungsabschnitt Φ2„ angeschlossen ist. Diese-Elektrode
4.0 9 8 1 9/09 -3 0
legt eine Bewertung mit -1,0 fest. Bei der Elektrode 2b ist zu erkennen, daß diese Elektrode in zwei getrennte Abschnitte 22 und 24 aufgeteilt ist. Der Abschnitt 22 ist mit dem Taktleitungsabschnitt Φ2_ verbunden. Die relativen Flächen der Abschnitte 22 und 24 bestimmen eine Signalbewertung von - 0,67. Wie zu erkennen istf ist die Elektrode 2c in zwei getrennte gleiche Abschnitte 26 und 28 aufgeteilt. Der Abschnitt 26 ist mit dem Taktleitungsabschnitt Φρ. verbunden, während der Abschnitt mit dem Taktleitungsabschnitt Φ,,_ verbunden ist. Da die Flächen der Abschnitte 2.6 und 28 gleich groß sind, tritt kein Spannungsunterschied zwischen ihnen auf, so daß das Signal mit 0 bewertet ist. In gleicherweise sind die Elektroden 2d und 2e so ausgebildet, daß sie Bevrertungsfaktoren von +0,67 bzw. +1,0 festlegen.
Es ist zu erkennen,daß eine Anordnung von geteilten Gate-Elektroden und geteilten Taktleitungen, wie sie in Fig.2 -dargestellt ist, ein Ausgangssignal* eines angepaßten Analogfilters liefern kann.Unter Bezugnahme auf Fig.~5 sei derLadestrom der i-ten Gate-Elektrode betrachtet. Die gesamte Gate-Breite beträgt ¥, wobei die Bewertung an dieser Gate-Elektrode mit h. bezeichnet ist.Die entsprechende Gate -Trennst 6UIeS1 befindet sich bei
S1 = 1 V/h± (2)
Der Ladestrom i für die Gate-Elektrode ergibt sich aus der Summe des Signalstroms i und eines festen Ladestroms i, der zum Laden der Potentialsenke bei Fehlen eines Signals notwendig ist; dieser Ladestrom kann folgendermaßen angegeben werden:
■ i = is + I D)
Weil die Gate-Elektrode an der Stelle S^ geteilt ist, fließt der Anteil(1/2 + S./Ii)i des Stroms in dem positiv
3 δ ι -- /
bewerteten Taktleitungsahschhitt Φ ^ , während in dem negativ ""bewerteten- Taktleitungsabschnitt φ ^ derStromanteil (1/2-S1Zw)I fließt. Der Gesamtstrom ist immer noch
i=i [(1/2 + S1ZW) +(1/2 -S1 Unter Berücksichtigung der folgenden Festlegungen
I+ =.(1/2 + S-Mi ^ . (4) und " V ■ V ~ "-.:":-■
i„ =(i/2 - S1ZwH ;-.:- (5)
ergibt sich die am Eingang des Differenzverstärkers 20(Fig;. 1) infolge dieser einzelnen Gate-Elektrode auftretende Spannung, aus den folgenden Gleichungen;
= (E",- Zi-) - (E - Zi+) (6)
wobei,E die Taktsignal spannung ist, während Z die Impedanz ist. Der zweite Ausdruck in der Gleichung (9) ist konstant. Somit ergibt sich der Beitrag aller Gate-Elektroden aus
N
v(t) = ZI Zh-, iei + constant (10)
I -, ie
v i=i.: ,..-,ν
Die Gleichung (10) gleicht im Groben der Gleichung (1) was zeigt,daß die Brückendetektorschaltung mit den geteilten Gate-Elektroden ein Ausgangssignal mit der richtigen Summierung und Bewertung liefert. Die Art der Ausgangsspannung hängt natürlich im Einzelnen von der Art der Iipeäaiiz Z und von der Zeitsibhängigkeit der Taktsignale ab. Die Konstante in der. Gleichung (10) kann dadurch beseitigt werden, daß an eine der Klemmen des Differenz-Verstärkers ein externer Kondensator 30 (Fig.1) angeschlossen wird, damit die Kapazität der unteren Brückenhälfte kompensiert
4 0981 3/0930
oder geringfügige Ungleichheiten der Z-Werte berücksichtigt werden. Die Kompenaationskapazität sollte an diejenige Klemme angeschlossen werden, bei der die niedrigste Gesamt-Gatekapazität vorhanden ist.
Die Impedanz Z kann in einem Bereich von einem kleinen Widerstandswert von etwa 50 Ohm bis zu einem im Vergleich zur Gesamt-Gatekapazität ziemlich großen Kapazitätswert liegen, so daß der größte Anteil der Spannung, an den Gate-Elektroden abfällt.Es können auch verschiedene RC-Kombinationen verwendet werden. Allgemein ergibt ein reiner ohmscher Y/iderstand R ein vorübergehendes Ausgangssignal, während ein reiner Kondensator C ein integriertes vorübergehendes Ausgan^ssignal ergibt.
Der Spalt 32 zwischen den geteilten Gate-Elektroden sollte so groß sein, daß seitliche LadungsverSchiebungen verhindert .werden, obgleich die Potentialdifferenz zwischen den Gate-Hälften typischerweise in der Größenordnung von etwa 100 Millivolt aus etwa 10„Volt liegt. Bei der in Fig.4 dargestellten Draufsicht, auf ein integriertes lineares FM-Filter mit ladungsgekoppelten Bauelementen ist die Taktleitung Φ^ geteilt, und zur Bewertung gemäß einem linearen FM-Signal sind entsprechende Φ,-Gate-Elektroden ebenfalls geteilt. '
Dde Erfindung ist hier zwar im Zusammenhang mit einem speziellen .Ausführungsbeispiel beschrieben worden, doch kann der Fachmann ohne weiteres erkennen, daß im Rahmen der Erfindung die vielfältigsten Abwandlungen ausgeführt werden können.
Patentansprüche
40.98 19/093

Claims (7)

  1. P a te η ta η s ρ r ü eh. e
    '-~-\ -""■-■·-■■ ■■-. "■ .. ■ r :
    1, Angepaßtes Analögfilter, gekennzeichnet durch ;
    (a) ein Halbleitersubstrat, T " :
    (b) ein mit einem mehrphasigen Taktsignal arbeitendes Analogsehieberegister mit Ladungsverschiebungsbauelementen auf dem Substrat, das mehrere Verzögerungsstufen bildet,. die jeweils mehrere Elektroden zum Empfangen der mehrphasigen Taktsignale aufweisen, wobei die Elektroden jeder Stufe zur Bildung einer an ein vorbestimmtes Eingangssignal angepaßten vorgewählten Filterimpulsantwort mittels des Verhältnisses zwischen einem ersten Abschnitt und einem davon im Abstand liegenden zweiten. Abschnitt ausgewählter Elektroden bewertet sind, und v ■. - -,.-'■
    (c) einen in ausgewählter Weise an die ersten und zweiten Abschnitte der bewerteten Elektroden- angeschlossenen Filterausgangssignaldetektor zum gleichzeitigen Messen der Spannungsdifferenz- an den Abschnitten aller-..-bewerteten Elektroden, ' ' . . : -
  2. 2. Filter nach .Anspruch::1,- dadurch gekennzeichnet, daß der Filterausgangssignaldetektor eine Kontaktvorrichtung auf dem Substrat zum Empfang eines ersten Taktsignals aus einem Taktsignalgenerator enthält, daß an die Kontaktvorrichtung erste und zweite Taktleitungen angeschlossen sind, die über yorbestimmte Impedanzen, an die: ersten· bzw, an die zweiten Abschnitte der in ausgewählter Weise be- " v/erteten Elektroden jeder der Verzögerungsstufen angeschlossen sind und daß zwischen die-ersten und zweiten Taktleitungen ein Differenzverstärker zum Feststellen der dazwischen vorliegenden Spannungsdifferenz ange-
    40 9 8-19/ 0 9 30 ;; ','■■_
    schlossen ist, die in Abhängigkeit von dem zum Aufladen . der bewerteten Elektroden erforderlichen Strom erzeugt wird. ""."."■■ - ■
  3. 3. Filter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß an den Differenzverstärker eine Nullabgleichsvorrichtung zur Beseitigung des Einflusses des zum anfänglichen Aufladen jeder Stufe des Schieberegisters auf einen Bezugwert erforderlichen Stroms angeschlossen ist, so daß der Differenzverstärker nur eine in Abhängigkeit des signalbezogenen Stroms in jeder der Verzögerungsstufen erzeugte Spannung mißt.
  4. 4. Filter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die NuIlabgleichsvorrichtung einai zwischen einer der ersten und zweiten Taktleitungen und Masse liegenden Kondensator enthält.
  5. 5. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß erste
    und zweite Taktleitungen vorgesehen sind, die an die Elektroden über eine vorgewählte elektrische Impedanz angeschlossen sind, -ν- gaß -^n jeder der Verzögerungsstufen Bewertungsvorrichtungen vorgesehen sind, daß diese Bewertungsvorrichtungen von einer länglichen Elektrode gebildet sind, die zwei im Abstand voneinander liegende, ihre Längenabmessung definierende Abschnitte aufweisen, daß das -Verhältnis zwischen diesen beiden Abschnitten eine Bewertungsfunktion mit dem Wert 1 oder weniger festlegt, daß die obere Hälfte der Elektrode eine positive Bewertung festlegt, während die untere Hälfte eine negative Bewertung festlegt, daß die oberen Abschnitte aller bewerteten Elektroden gemeinsam mit"der ersten Taktleitung verbunden sind,daß die unteren Abschnitte aller bewerteten Elektroden gemeinsam mit der zweiten Taktleitung verbunden sind, daß die erste Taktleitung alle positiv bewerteten, signalbezogenen Ladestromanteile summiert, daß die zweite Taktleitung die negativ bewerteten, signalbezogenen Ladestromanteile summiert und daß die ersten und-
    4098 \ 9/0930
    -·■ . . _ - ■■ - -■'-■■'
    zweiten Taktleitungen zum Messen der dazwischen vorliegenden Spannungsdifferenz vorgesehen sind, die■infolge-der summierten Ströme an den Impedanzen entsteht. '
  6. 6. Filter nach Anspruch 1, dadurch.gekennzeichnet, daß-die
    Elektroden aus ersten und zweiten im Abstand voneinander
    liegenden Abschnitten bestehen, und daß das Verhältnis
    zwischen diesen Abschnitten eine Bewertungsfunktion mit
    dem Wert 1 oder weniger bestimmt.
  7. 7. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,-daß zwischen die ersten und zweiten Taktleitungen ein Differenzverstärker zum gleichzeitigen Messen der Spannungsdifferenz .zwischen
    den Taktleitungen in Abhängigkeit Von den bewerteten Strom~
    anteilen aller Verzögerungsstufen angeschlossen ist.
    8β Filter nach Anspruch 7,"dadurch gekennzeichnet, daß zwischen eine der Taktleitungen und Masse ein Kondensator zum Eliminieren des zum anfänglichen Aufladen jederStufe des Filters auf einen Bezugswert notwendigen Stroms eingefügt ist, so daß der —-,,—■-Verstärker nur einen auf ein Eingangssignal bezogenen Lade- strom mißt. V
    AO9819/09 30
    Leerseite
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NL (1) NL7312642A (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT376853B (de) * 1974-11-12 1985-01-10 Siemens Ag Elektrische filterschaltung in ctd-technik

Families Citing this family (33)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5721904B2 (de) * 1973-10-03 1982-05-10
GB1442841A (en) * 1973-11-13 1976-07-14 Secr Defence Charge coupled devices
US3942035A (en) * 1974-06-24 1976-03-02 Texas Instruments Incorporated Charge coupled device signal processing apparatus using chirp-Z-transform techniques
US3931510A (en) * 1974-07-12 1976-01-06 Texas Instruments Incorporated Equalization storage in recirculating memories
US3999152A (en) * 1974-10-21 1976-12-21 Hughes Aircraft Company CCD selective transversal filter
US3958210A (en) * 1975-02-05 1976-05-18 Rca Corporation Charge coupled device systems
FR2302636A1 (fr) * 1975-02-28 1976-09-24 Thomson Csf Procede de filtrage de signaux analogiqu
US3973138A (en) * 1975-05-05 1976-08-03 General Electric Company Bucket brigade transversal filter
FR2315799A1 (fr) * 1975-06-27 1977-01-21 Thomson Csf Generateur de rampe, convertisseur analogique-numerique et numerique-analogique, et codeur et decodeur telephonique utilisant un tel generateur
DE2630085C3 (de) * 1975-07-21 1978-07-13 Hughes Aircraft Co., Culver City, Calif. (V.St.A.) CCD-Transversalfilter
US4005377A (en) * 1975-09-02 1977-01-25 General Electric Company Conductivity coupled split capacitor signal processing device and apparatus therefor
US4032867A (en) * 1975-09-02 1977-06-28 General Electric Company Balanced transversal filter
US4139783A (en) * 1975-09-02 1979-02-13 General Electric Company Single phase signal processing system utilizing charge transfer devices
US4004157A (en) * 1975-09-02 1977-01-18 General Electric Company Output circuit for charge transfer transversal filter
US4039978A (en) * 1976-04-12 1977-08-02 International Business Machines Corporation Logic controlled charge transfer device transversal filter employing simple weighting
FR2394925A1 (fr) * 1976-06-22 1979-01-12 Thomson Csf Filtre utilisant un dispositif a transfert de charges
US4056737A (en) * 1976-09-07 1977-11-01 Bell Telephone Laboratories, Incorporated Anti-aliasing pre-filter circuit for semiconductor charge transfer device
US4071906A (en) * 1976-10-01 1978-01-31 Texas Instruments Incorporated CTD programmable convolver
US4097886A (en) * 1976-10-22 1978-06-27 General Electric Company Split electrode structure for semiconductor devices
US4195273A (en) * 1976-10-29 1980-03-25 Hughes Aircraft Company CTD charge subtraction transversal filter
US4084256A (en) * 1976-12-16 1978-04-11 General Electric Company Sampled data analog multiplier apparatus
CA1080355A (en) * 1976-12-17 1980-06-24 Thomas G. Foxall Double split-electrode for charge transfer device
US4086609A (en) * 1976-12-20 1978-04-25 Northern Telecom Limited Double split-electrode for charge transfer device
US4149128A (en) * 1977-06-30 1979-04-10 International Business Machines Corporation Charge transfer device transversal filter having electronically controllable weighting factors
FR2430135A1 (fr) * 1978-06-26 1980-01-25 Feldmann Michel Filtres recursifs a dispositifs a transfert de charge
FR2448249A1 (fr) * 1979-02-02 1980-08-29 Thomson Csf Filtre a echantillonnage et autocommutateur comprenant un tel filtre
FR2453543A1 (fr) * 1979-04-06 1980-10-31 Thomson Csf Filtre transversal a transfert de charges electriques
US4360745A (en) * 1979-10-10 1982-11-23 Hughes Aircraft Company Depletion capacitance compensator
US5317407A (en) * 1991-03-11 1994-05-31 General Electric Company Fixed-pattern noise correction circuitry for solid-state imager
US5887025A (en) * 1997-12-24 1999-03-23 G.D.S. Co., Ltd. Matched filter acting in charge domain
US5867526A (en) * 1997-12-24 1999-02-02 G.D.S Co., Ltd. Matched filter acting in charge domain
US8238017B2 (en) * 2009-12-18 2012-08-07 Alcatel Lucent Photonic match filter
JP6083753B2 (ja) * 2011-08-12 2017-02-22 国立大学法人豊橋技術科学大学 化学・物理現象検出装置及び検出方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT376853B (de) * 1974-11-12 1985-01-10 Siemens Ag Elektrische filterschaltung in ctd-technik

Also Published As

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