DE3023702A1

DE3023702A1 - Dynamischer umlaufspeicher

Info

Publication number: DE3023702A1
Application number: DE19803023702
Authority: DE
Inventors: Petrus Maria Cornel Coppelmans; Arthur Hermanus Maria Roermund
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1979-06-28
Filing date: 1980-06-25
Publication date: 1981-01-22
Also published as: ES492815A0; CA1145042A; IT8022998A0; US4428070A; ES8105111A1; FR2460525A1; FR2460525B1; IT1193540B; GB2052203A; DE3023702C2; GB2052203B

Description

N. V. Philips' CioeikTpanfabiiskn, L^:!n#oven

Dynamischer UmlaufSpeicher.

Die Erfindung bezieht sich auf einen dynamischen Umlaufspeicher mit einer adaptiven Regelung, der eine Ladungsübertragungsanordnung mit einem Halbleiterkörper enthält, der eine Halbleiterschicht vom einen Leitungstyp enthält, wobei ein Eingang, über den örtlich Information in Form von Signalladungspaketen in die Halbleiterschicht eingegeben wird, und ein Ausgang vorhanden sind, über den Information an anderer Stelle in der Schicht ausgelesen wird, wobei wenigstens auf einer Seite der Halbleiterschicht Steuerelektroden vorgesehen sind, durch die mit Hilfe von Mehrphasentaktsignalen elektrische Felder in der Halbleiterschicht erzeugt werden, mit deren Hilfe vom Eingang erzeugte Signalladungspakete in einer Richtung parallel zu der Schicht zu dem Ausgang transportiert werden, wobei die adaptive Regelung in eine Schleife zwischen dem Ausgang und dem Eingang der Ladungs-ttbertragungsanordnung aufgenommen ist. Eine Ladungsübertragungsanordnung ist ein nicht ganz ideales analoges Schieberegister, das Signalabtastwerte in Form von Ladungspaketen von dem Eingang zu dem Ausgang der Anordnung transportiert. Ein derartiges analoges Schieberegister kann als ein dynamischer Umlaufspeicher verwendet werden, wenn die in der Ladungsübertragungsanordnung vorhandene Information über eine Wiederherstellungsschaltung, die u.a. das Signal quantelt, wieder zu dem Eingang dieser Ladungstibertragungsanordnung zurückgeführt wird. Die genannte Information läuft dann in einer geschlossenen Schleife um. Die von dieser Wiederherstellungsschaltung durchzuführenden Bearbeitungen hängen von den von der Ladungsübertragungsan-Ordnung in das zu verarbeitende Signal eingeführten Fehlern und von der Anzahl angewandter Quantelungspegel ab. Im allgemeinen ist eine Wiederherstellung des Signals notwen-

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dig, bevor der Gesamtfehler im genannten Signal grosser als ein halber Quantelungsschritt wird. Das Signal wird dann auf seinen ursprünglichen Wert wiederhergestellt.

Ein derartiger dynamischer Umlaufspeicher ist

g z.B. aus "I.E.E.E. Transactions on Electron Devices",

Februar I967, Band ED-23, Nr. 2, S. 89, Fig. 8, bekannt. In diesem bekannten Speicher enthält die adaptive Regelung u.a. einen Komparator und eine Blindladungsübertragungsanordnung. Der Ausgang der Ladungsübertragungsanordnung

^q ist mit dem einen Eingang des !Comparators verbunden, während der andere Eingang des !Comparators mit dem Ausgang der Blindladungsübertragungsanordnung verbunden ist. Der Ausgang des !Comparators ist mit dem Eingang der Ladungsübertragungsanordnung gekoppelt, der auch mit der Signal-

^5 quelle des zu verarbeitenden Signals gekoppelt ist. In diesem bekannten Speicher wird eine BezugsSpannungsquelle an den Eingang der Blindladungsübertragungsanordnung angeschlossen. Die Bezugsspannungsquelle liefert eine konstante Spannung, deren Grosse zwischen dem höchsten und dem niedrigsten Signalpegel des Eingangssignals liegt. Wenn der höchste Signalpegel einer logischen 1 und der niedrigste Signalpegel einer logischen O entspricht, entspricht das von der Bezugsspannungsquelle abgegebene Signal also einem Wert 1/2. Es wird nun angenommen, dass die Bezugsspannung 1/2 beim Durchlaufen der Blindladungsübertragungsanordnung denselben Fehlern ausgesetzt wird, denen auch das zu verarbeitende Signal beim Durchlaufen der Ladungsübertragungsanordnung ausgesetzt wird.

Jeder Signalabtastwert, der am Eingang der Ladungsübertragungsanordnung grosser als die Bezugsladung 1/2 war, wird am Ausgang der Ladungsübertragungsanordnung auch grosser als der Wert sein, den die Bezugsladung i/2 nach dem Durchlaufen der Blindladungsübertragungsanordnung noch aufweist. Jeder Signalabtastwert, der am Eingang der Ladungsübertragungsanordnung kleiner als die Bezugsladung 1/2 war, wird am Ausgang der Ladungsübertragungsanordnung auch kleiner als der Wert sein, den die Bezugsladung 1/2

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nach dem Durchlaufen der Blindladungsübertragungsanordnung noch aufweist. Nachdem der Komparator die obenstehenden Tatsachen festgestellt hat, entscheidet der Komparator, eine richtige logische 1 oder eine richtige logische O an den Eingang der Ladungsübertragungsanordnung abzugeben.

Dieser bekannte dynamische Umlaufspeicher weist den Nachteil auf, dass nur die Lage des mittleren Pegels i/2 korrigiert wird; die richtigen Abstände der Signalladungspakete in bezug auf diesen mittleren Pegel werden aber nicht korrigiert, wodurch der bekannte Speicher nur für binäre Anwendungen geeignet ist.' Der bekannte Speicher hat nicht die Möglichkeit, andere zwischen den äussersten Werten des Eingangssignals liegende Bezugspegel zu korrigieren, um Quantelungspegel verwenden zu können.

Die Erfindung hat die Aufgabe, einen dynamischen Umlaufspeicher zu schaffen, der imstande ist, Pegelkorrekturen in bezug auf analoge Signalabtastwerte auszuführen und der dadurch gekennzeichnet ist, dass Mittel in der adaptiven Regelung vorhanden sind, die ein einem ersten Bezugspegel proportionales erstes Ladungspaket und ein einem zweiten Bezugspegel proportionales zweites Ladungspaket einer Bearbeitung unterwerfen, die nahezu gleich der Bearbeitung ist, der ein Signalladungspaket von dem Eingang zu dem Ausgang der Ladungsübertragungsanordnung unterworfen wird, wobei in die adaptive Regelung eine Schaltung aufgenommen ist, die die relative Grosse der Signalladungspakete in bezug auf die Grosse des ersten und des zweiten Ladungspakets bestimmt und ausserdem bewirkt, dass die Signalladungspakete einer Bearbeitung unterworfen werden, der auch das erste und das zweite Ladungspaket unterworfen werden müssten, um auf ihren ursprünglichen Wert gebracht zu werden.

Es sei bemerkt, dass das Mitsenden zweier verschiedener Bezugsladungspakete mit den Signalladungspaketen durch eine und dieselbe Ladungsübertragung schaltung an sich aus der US-PS 4143285 vom 6. März 1979 (White, Rockwell Incorp.) bekannt ist, in der diese Technik in einer

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3O237O2²·⁵·¹⁹⁸⁰

"Data smear"-Ausgleichsschaltung für eine Ladungsübertragungsschaltung angewandt wird.

Einige Ausführungsformen der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1a eine Ausführungsform eines dynamischen UmlaufSpeichers nach der Erfindung,

20

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Fig. 1b eine mögliche Ausführungsform einer Ladungsübertragungsanordnung zur Anwendung in dem Speicher nach Fig. 1a,

Fig. 2 ein Spannungsdiagramm zur Erläuterung der Wirkung des Speichers nach Fig. 1a,

Fig. 3 ein Diagramm der verwendeten Taktsignale als Funktion der Zeit, und

Fig. k eine zweite Ausführungsform des Speichers nach der Erfindung.

Der dynamische Umlaufspeicher nach Fig. 1 enthält eine Ladungsübertragungsanordnung 100, einen ersten Schaltkreis 14O, einen ersten Haltekreis 21, einen zweiten Haltekreis 20, einen dritten Haltekreis 22, einen Analog/Digital-Umsetzer 30, einen Digital/Analog-Umsetzer 50 und einen zweiten Schaltkreis 40. Die erste Reihenschaltung wird dadurch den ersten Schalter 14O und die Ladungsübertragungsanordnung 100 gebildet. Die zweite Reihenschaltung wird durch den zweiten Schalter 40 und den Digital/Analog-Umsetzer 50 gebildet. Der Ausgang

hj, der zweiten Reihenschaltung ist mit dem Eingang J2 der ersten Reihenschaltung verbunden. Der Eingang 71 des ersten Schalters 14O ist über die Signalspannungsquelle 6j mit einem Punkt konstanten Potentials verbunden. Der Ausgang 70 des ersten Schalters ist mit dem Steuereingang 9 der

Ladungsübertragungsanordnung 100 verbunden. Der Ausgang 14 der Ladungsübertragungsanordnung 100 ist mit den Eingängen des ersten, des zweiten und des dritten Haltekreises 21, 20 bzw. 22 verbunden. Der Ausgang 29 des zweiten Haltekreises 20 ist mit einem ersten Steuereingang des

Analog-Digital-Umsetzers 30 verbunden. Der Ausgang 31 des ersten Haltekreises 21 ist mit dem Signaleingang des Analog/Digital-Umsetzers 30 verbunden. Der Ausgang 32 des dritten Haltekreises 22 ist mit einem zweiten Steuereingang des Analog-/Digital-Umsetzers 30 verbunden. Der Takteingang 26 des zweiten Haltekreises 20 ist mit dem jenigen Ausgang des Taktspannungsgenerators 61 verbunden, an dem das Taktsignal mit der Phase P. abgegeben wird.

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Der Takteingang 27 des ersten Haltekreises 21 ist mit "demjenigen Ausgang des Taktspannungsgenerators 61 verbunden, an dem das Taktsignal mit der Phase F„ abgegeben wird. Der Takteingang 28 des dritten Haltekreises 22 ist mit demjenigen Ausgang des Taktspannungsgenerators 61 verbunden, an dem das Taktsignal mit der Phase F~ abgegeben wird. Der Takteingang 35 des Analog/ Digital-Umsetzers 30 ist mit demjenigen Ausgang des Taktspannungsgenerators 61 verbunden, an dem das Taktsignal mit der Phase F₇ abgegeben wird«, Der Ausgang 33 des Analog/Digital-Umsetzers 30 ist mit dem Signaleingang des Digital/Analog-Umsetzers 50 verbunden. Der Steuerausgang 36 des Analog/Digital-Umsetzers 30 ist mit dem Steuereingang F₀ des Digital/Analog-Umsetzers 50 verbunden. Der ο

Steuereingang 51 des Digital-Analog-Umsetzers 50 ist mit demjenigen Ausgang der Bezugsspannungsquelle 62 verbunden, an dem die Bezugs spannung V₁ abgegeben wird. Der Steuereingang 52 des Digital/Analog-Umsetzers 50 ist mit demjenigen Ausgang der BezugsSpannungsquelle 62 verbunden, an dem die Bezugsspannung Vp abgegeben wird« Der Ausgang 53 des Digital/Analog-Umsetzers 50 ist mit einem Schaltkontakt 46 des zweiten Schalters 40 verbunden. Der Schaltkontakt 44 ist mit demjenigen Ausgang der Bezugsspannungsquelle 62 verbunden, an dem die Bezugsspannung V₁ abgegeben wird. Der Schaltkontakt 45 des zweiten Schalters 40 ist mit demjenigen Ausgang der Bezugsspannungsquelle 62 verbunden, an dem die Bezugsspannung V„ abgegeben wird. Der Steuereingang 41 des zweiten Schalters 4O ist mit demjenigen Ausgang des Taktspannungsgenerators 6i verbunden, an dem die Taktspannung mit der Phase Fg abgegeben wird. Der Steuereingang 42 des zweiten Schalters 4O ist mit demjenigen Ausgang des Taktspannungsgenerators 6l verbunden, an dem die Taktspannung mit der Phase F_ abgegeben wird. Der Ausgang 43 des zweiten Schalters 40 ist einerseits mit dem Schaltkontakt 72 des ersten Schalters 14O und andererseits mit dem Ausgang 200 des Speichers verbunden.

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Die Ladungsübertragungsanordnung 100 kann z.B. auf die in Fig. 1b schematisch, dargestellte Weise ausgebildet werden. Sie enthält einen Halbleiterkörper 1 mit einer Halbleiterschicht 2 aus z.B. n-leitendem Silizium.

Auf der genannten Halbleiterschicht 2 sind wenigstens auf deren einer Seite eine Anzahl von Steuerelektroden 10, 11, 12 und 13 angebracht. Die Steuerelektröden 10 und 12 sind über die Leiter 14'bzw. 16 mit demjenigen Ausgang der Schaltspannungsquelle 60 verbunden, an dem das Taktsignal mit der Phase 0^ abgegeben wird. Die Steuerelektroden 11 und 13 sind über die Leiter 15 bzw. 17 mit demjenigen Ausgang des Taktspannungsgenerators 60 verbunden, an dem das Taktsignal mit der Phase 0~ abgegeben wird. Auf der genannten Halbleiterschicht 2 ist eine Isolierschicht 3 angebracht. Die Eingangsdiffusion 4 bildet zusammen mit der Eingangselektrode 9 den Steuereingang der Ladungsübertragungsanordnung 100. Die Ausgangsdiffusion 5 bildet zusammen mit der Ausgangselektrode 14 den Ausgang der Ladungsübertragungsanordnung

100. Die Ladungsübertragungsanordnung 100 ist z.B. vom in der DE-AS 28 44 240 beschriebenen Typ. Andere Ladungsübertragungsanordnungen, wie sie in den DE-OS 19 20 und DE-OS 22 52 148 sowie in "Elektronics", vom 21. Juni 1971f S· 5° - 59 beschrieben sind, können im Speicher nach der Erfindung verwendet werden.

Für die Haltekreise 20, 21 und 22 können z.B. Schaltungen verwendet werden, wie sie in J.E.E.E. Journal of Solid State Circuits, Band Sc-12, Nr. 3, Juni 1977» S. 233» Figuren 4 und 5» beschrieben sind.

Für den Analog/Digital-TJmsetzer 30 kann z.B.

eine Schaltung verwendet werden, wie sie in "Digest of Technical Papers" ISSCC, den 12. Februar 1975» S. 38 und 39» beschrieben ist.

Für den Digital/Analog-Umsetzer 50 kann z.B.

eine Schaltung verwendet werden, wie sie in "Digest of Technical Papers" ISSCC, den 20. Februar 1976. S. 202 und 203 beschrieben ist.

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In der Schaltung nach Fig. 1a enthält die adaptive Wiederherstellungsschaltung der·, analogen Schalter 14O, Haltekreise 20, 21 und 22, den Analog/ Digital-Umsetzer 30, den Digital/Analog-Umsetzer 50 und de:a zweiten Schalter kO. Die Haltekreise 20 und 21 entfernen die nicht-richtigen Bezugsspannungen V'(+) und V^!(-) (siehe Fig. 2) aus dem Ausgangssignal der Ladungsübertragungsanordnung 100 und legen diese Bezugsspannungen an die Bezugseingänge 29 bzw. 32 des Analog/Digital-

^ Umsetzers 30 an, bis die neuen Bezugssignale an den Ausgang der Ladungsübertragungsanordnung 100 gelangen. Die Halteschaltung 21 ist erforderlich, um das Signal während der Analog/Digital-Umsetzung festzuhalten. Der Analog-/ Digital-Umsetzer 30 erzeugt ein binäres Codewort, das ein gequanteltes Äquivalent der Lage ist, die das Signal V(in) (siehe Fig. 2) zwischen den beiden Bezugsspannungen Ϋ'(+) und V'(-) einnimmt (siehe Fig. 2). Dies ist also keine Darstellung des Absolutwertes von V¹(in). Dieses binäre Codewort, in diesem Falle 01, wird vom Digital/Analog-Umsetzer 50 in eine analoge Spannung v(in) umgesetzt, die nun dieselbe Lage zwischen den richtigen Bezugsspannungen V(+) und V(-) einnimmt, wie die gequantelte Spannung V¹ (-) zwischen den nicht richtigen Bezugsspannungen V'(0) und V'(-) einnahm (siehe Fig. 2). Eine gleiche Verschiebung (Offset; oder eine gleiche Schwächung, der die Spannungen v(in), v(+) und V(-) zwischen dem Eingang der Ladungsübertragungsanordnung und den Steuereingängen des Analog/Digital-Umsetzers und weiter in dem Analog/Digital-Umsetzer selber unterworfen

werden, beeinflusst das binäre Codewort 01 nicht. Wenn also die Spannungen V(in), V(o) und V(-) von der Ladungsübertragungsanordnung 100 transportiert werden, werden diese infolge einer Schwächung, Verschiebung oder anderer Fehler geändert an den Eingängen des Analog/Digital-

Umsetzers erscheinend Nach dem Passieren der Wiederherstellungsschaltung nimmt V(in) wieder ihren ursprünglichen Wert an.

Aus Fig. 3 lässt sich erkennen, wie die

Abtastwerte von V(+), V(-) und V(in) von dem Ausgang der Ladungsübertragungsanordnung 100, die z.B. vom Typ TDA 1022 "Philips Data Handbook", Band 5a, 1976 ist, über die adaptive Wiederherstellungsschaltung zu dem Eingang der Ladungsübertragungsanordnung 100 transportiert werden. Zu den Zeitpunkten, zu denen die Taktspannung 0„ negativ wird, erscheint ein Ladungspaket am Ausgang 14 der LadungsUbertragungsanordnung 100 und bleibt dort z.B. während etwa einer halben Taktperiode der Taktspannung vorhanden, also z.B. während der Zeitintervalle f.,, Ί? r> und T^ct wie iⁿ Fig. Jb dargestellt ist. So erscheint im Zeitintervall T*. ein Ladungspaket am Ausgang 14 der Ladungsübertragungsanordnung 100, das der Bezugsspannung V(+) entspricht. Im Zeitintervall TL erscheint ein Ladungspaket am Ausgang ΛΚ der Ladungsübertragungsanordnung 100, das der Bezugsspannung V(-) entspricht. Im Zeitintervall "X._ erscheint ein Ladungspaket am Ausgang lh der Ladungsübertragungsanordnung 100, das der Signalspannung V(in) entspricht. Wenn die Spannung Fj, abnimmt, also zum Zeitpunkt t_Q, wird das Ladungspaket, das der Bezugsspannung V(+) entspricht, an die Halteschaltung 20 weitergeleitet und zum Zeitpunkt t.. festgehalten.

Im Zeitintervall T^ erscheint ein Ladungspaket am Ausgang 14 der Ladungsübertragungsanordnung 100, das der Bezugsspannung v(-) entspricht. Wenn die Spannung V„ abnimmt, also zum Zeitpunkt t„, wird das Ladungspaket an die Halteschaltung 22 weitergeleitet und zum Zeitpunkt

tu festgehalten.
j-Lj

Im Zeitintervall L _ erscheint ein Ladungspaket am Ausgang 14 der Ladungsübertragungsanordnung 100, das der Signalspannung v(in) entspricht. Wenn die Spannung F„ abnimmt, also zum Zeitpunkt tg, wird das Ladungspaket an die Halteschaltung 21 weitergeleitet und

zum Zeitpunkt t„ festgehalten» Wenn die Spannung F-abnimmt, also zum Zeitpunkt t-, wird der Analog-/Digital-Umsetzer 30 gestartet. Die an seinem Eingang 31 vorhandene

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Information wird dann in ein äquivalentes digitales Signal umgesetzt und festgehalten. Zum Zeitpunkt to wird ausserdem der Digital/Analog-Umsetzer 50 gestartet und die an seinem Eingang 33 vorhandene Information in ein äquivalentes analoges Signal umgesetzt. Im zwischen den Zeitpunkten to und t_q schraffiert angegebenen Zeitintervall ist das zuletzt genannte analoge Signal am Ausgang 53 des Digital/Analog-Umsetzers 50 und am Eingang 9 der Ladungsübertragungsanordnung 100 vorhanden.

W Die obengenannten Ladungspakete erscheinen am

Ausgang 14 der Ladungsübertragungsanordnung 100, wenn die Taktspannung 0„ abnimmt, und sie bleiben dort z.B. während etwa einer halben Periode der Taktspannung 0„ vorhanden. Die Ladungspakete müssen aber am Eingang 9 der Ladungs-

'" Übertragungsanordnung 100 vorhanden sein, wenn die Taktspannung J2L zunimmt. Die für Signalwiederherstellung verfügbare Zeit ist also nur eine halbe Periode des Taktsignals

Dadurch, dass die Bezugsladungspakete periodisch

durch die Ladungsübertragungsanordnung geschickt werden, wodurch die adaptive Schleife periodisch naohgeregelt wird, werden ausserdem Temperaturfehler korrigiert.

Das System stellt sich automatisch für jede Ladungsübertragungsanordnung ein, die gegebenenfalls in die Schleife aufgenommen wird. Ausserdera wird durch die Tatsache, dass im System mit zwei Bezugsladungspaketen gearbeitet wird, erreicht, dass mit mehr als zwei Quantelungspegeln gearbeitet werden kann. Dadurch beschränkt sich der Gebrauch des Systems nicht auf nur binäre Anwendungen«

In Fig. h ist eine zweite Ausführungsform des dynamischen Umlaufspeichere nach der Erfindung dargestellt. In dieser Ausführungsform enthält der Speicher eine Ladungsübertragungsanordnung 100, einen ersten Schalter

14O', einen ersten Haltekreis 21, einen zweiten Haltekreis 20, einen dritten Haltekreis 22, einen Analog/ Digital-Umsetzer 30, einen zweiten Schalter 40» und einen

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Digital/Analog-Umsetzer 50. Die erste Re ihens ehalt ting wird durch, die Ladungsübertragungsanordnung 100 und den ersten Schalter 14O* gebildet. Die zweite Reihenschaltung wird durch den zweiten Schalter 40' und den Digital/ Analog-Urasetzer 5° gebildet. Der Ausgang 53 der zweiten Reihenschaltung ist mit dem Eingang 9 der ersten Reihenschaltung verbunden. Der Eingang 71 des ersten Schalters 14O' ist über die Signalspannungsquelle 63 mit einem Punkt konstanten Potentials verbunden. Der Ausgang JO des ersten Schalters 14O' ist mit dem Signaleingang 2.H des ersten Haltekreises 21 verbunden. Der Ausgang 14 der Ladungsübertragungsanordnung 100 ist mit dem Eingang 72 des ersten Schalters 14O« und zugleich mit den Eingängen 23 und 25 des zweiten bzw. des dritten Haltekreises 20 bzw. verbunden. Der Ausgang 29 des zweiten Haltekreises 20 ist mit einem ersten Steuereingang eines Analog/Digital-Umsetzers 30 verbunden. Der Ausgang 31 des ersten Haltekreises 21 ist mit dem Signaleingang des Analog/Digital-Umsetzers 30 verbunden. Der Ausgang. 32 des dritten Haltekreises 22 ist mit einem zweiten Steuereingang des Analog/ Digital-Umsetzers 30 verbunden. Der Takteingang 26 des zweiten Haltekreises 20 ist mit demjenigen Ausgang des Taktspannungsgenerators 61 verbunden, an dem das Taktsignal mit der Phase Fj, abgegeben wird. Der Takteingang .^:

27 des erstem Haltekreises 21 ist mit demjenigen Ausgang des Taktspannungsgenerators 6Λ verbunden, an dem das Taktsignal mit der Phase F„ abgegeben wird. Der Takteingang 28 des dritten Haltekreises 22 ist mit demjenigen Ausgang des Taktspannungsgenerators 61 verbunden, an

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dem das Taktsignal mit der Phase F„. abgegeben wird« Der Takteingang 35 des Analog/Digital-Umsetzers 30 ist mit demjenigen Ausgang des Taktspannungsgenerators 61 verbunden, an dem das Taktsignal mit der Phase F~ abgegeben wird.

Der Ausgang 33 des Analog/Digital-Umsetzers 30 ist ^mi*

dem Signaleingang des zweiten Schalters fJ-O» verbunden, dessen Signalausgang k3 mit dem Signaleingang des Digital/ Analog-Umsetzers 50 verbunden ist. Der Steuereingang 5I des

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Digital/Analog-Umsetzers 50 ist mit demjenigen Ausgang der Bezugsspannungsquelle 62 verbunden, an dem die Bezugsspannung V₁ abgegeben wird. Der Steuereingang 52 des Digital/Analog-Umsetzers 50 ist mit demjenigen Ausgang der Bezugsspannungsquelle 62 verbunden, an dem die Bezugsspannung V„ abgegeben wird. Der Ausgang des Digital/Analog-Umsetzers 50 ist mit dem Eingang 9 der Ladungsübertragungsanordnung 100 verbunden. Der Steuereingang 41 des zweiten Schalters 40' ist mit demjenigen Ausgang des Taktspannungsgenerators 61 verbunden, an dem die Taktspannung mit der Phase F^ abgegeben wird. Der Steuereingang h2. des zweiten Schalters 4θ' ist mit demjenigen Ausgang des Taktspannungsgenerators 61 verbunden, an dem die Taktspannung mit der Phase F_ abgegeben wird.

Die Wirkung des dynamischen UmlaufSpeichers nach Fig. h ist nahezu gleich der des dynamischen Umlaufspeichers nach Fig. 1a. Der einzige Unterschied besteht darin, dass durch die Tatsache, dass der zweite Schalter kO' dem Digital/Analog-Umsetzer vorgeordnet ist, nun eine digitale Schaltung verwendet wird. Dies ist in Fig. k durch die beiden digitalen Eingänge D_Q und D₁ dargestellt. Dem Eingang D₁ wird konstant eine logische 1 und dem Eingang D₀ wird konstant eine logische 0 angeboten. Auf den Befehl von Fg werden alle digitalen Eingänge des Digital/ Analog-Umsetzers gleich D₁ gemacht, was etwa die positive Bezugsspannung V(+) am Ausgang 53 des Digital/ Analog—Umsetzers 50 ergibt. Auf den Befehl von F^ werden alle digitalen Eingänge des Digital/Analog-Umsetzers gleich D_Q gemacht, was die niedrige Bezugsspannung V(-) am Ausgang 53 des Analog/Digital-Umsetzers 5° ergibt. Die in dieser Betriebsart erhaltene ^v _ref.( ⁺ ) ^ist nicht exakt die gewünschte V _f(+)» sondern um 1 logisches Signalbit niedriger. Dieser Fehler kann dadurch verkleinert werden, dass zum Zeitpunkt, zu dem V f{+) vom Digital/Analog-Umsetzer erzeugt werden muss, mehr Bits des Digital/Analog-Umsetzers mit dem Wert von D₁ als bei der Verarbeitung der Signalabtastwerte angesteuert werden.

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Auch, kann ein anderer Digital/Analog-Umsetzer verwendet werden, der auf den Befehl von F^ wohl die vollständige V ^.( + ) abgeben kann, z.B. dadurch, dass der letzte Widerstand eines Leiternetzwerks auch geschaltet werden kann. Im gegebenen Beispiel ist von der Tatsache ausgegangen, dass das vorgenannte einem ersten Bezugspegel proportionale erste Ladungspaket und das vorgenannte einem zweiten Bezugspegel proportionale zweite Ladungspaket der maximalen bzw. der minimalen Signalspannung entsprechen. Es ist aber auch möglich zu bewirken, dass die genannten ersten und zweiten Ladungspakete anderen Signalspannungen entsprechen (siehe Fig. 2). Der Analog/Digital—Umsetzer benötigt im gegebenen Beispiel drei Bezugspegel R₁, R„ und R_ für die Umsetzung. Wenn nun die Spannung, die dem digitalen ¥ert 1,1 entspricht, als erster Bezugspegel und die Spannung, die dem digitalen Wert 0,0 entspricht, als zweiter Bezugspegel mitgeschickt werden, können die genannten Bezugspegel R₁, R„ und R„ aus diesen zwei Bezugspegeln z.B. mit Hilfe eines Spannungsteilers mit Wider-

ständen abgeleitet werden. Das obengenannte Problem, dass der Digital/Analog-Umsetzer nicht exakt den gewünschten Bezugspegel erzeugen kann, ist im nun gegebenen Beispiel auch nicht mehr vorhanden« Die Tatsache, dass nun eine digitale Schaltung verwendet wird, ergibt den zusatz-

liehen Vorteil, dass eine genauere Signalverarbeitung möglich ist. Dies ist darauf zurückzuführen, dass die durch den Digital/Analog-Umsetzer 50 gemachten Fehler nun für die Signalladungspakete sowie für die Bezugsladungspakete gleich sind, so dass diese Fehler automatisch von der

adaptiven Regelung korrigiert werden«, Weiter kann gegebenenfalls der digitale Schalter 40« mit dem Digital/ Analog-Umsetzer zu einer Schaltung zusammengefasst werden. Normalerweise wird die Betriebsgeschwindigkeit der drei

Haltekreise 20, 21 und 22 gleich gewählt. Wenn jedoch eine 35

grössere Störungsunempfindlichkeit verlangt wird, kann die Betriebsgeschwindigkeit der beiden Haltekreise 20 und 22, die die Bezugsladungspakete verarbeiten, niedriger gewählt

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werden. Dies bedeutet in der Praxis, dass die Haltekapazität grosser gewählt werden kann, wodurch die geringere Störungsempfindlichkeit erhalten wird. Obenstehendes ist nämlich möglich infolge der Tatsache, dass in jedem Zyklus der Regelung nahezu die gleichen Bezugsladungspakete den Haltekapazitäten angeboten werden, so dass nach einer Anzahl von Zyklen wirklich die richtigen Bezugsspannungen über den beiden Haltekapazifcäten auftreten werden. Die Haltekapazitäten dürfen aber nicht zu gross gewählt werden, weil Änderungen in den beiden Bezugsspannungen infolge von Änderungen in der Temperatur nach wie vor verfolgt werden können müssen.

In den beiden gegebenen Ausführungsformen wird das Eingangssignal dem Eingang 9 der Ladungsübertragungsanordnung 100 zugeführt. Grundsätzlich kann das Eingangssignal überall in die Regfeischleife sowohl analog als auch digital eingeführt werden, was von der Stelle in der Schleife abhängt, die für die Einführung des Eingangssignals gewählt wird.

In der adaptiven Regelschleife befinden sich neben der Ladungsübertragungsanordnung Einzelteile, die Speicherfunktionen enthalten. Durch passende ¥ahl der Taktsignale können diese Speicherfunktionen auch als Speicherstellen für die ganze Regelschleife verwendet werden. Dadurch erhält die Regelschleife mehr Speicherplätze und können die Frequenzen der Taktsignale höher gewählt werden. ("Pipelining").

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-IK-

L e e r s e 11 e

Claims

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PATENTANSPRÜCHE:

Γλ .' Dynamischer Umlaufspeicher mit einer adaptiven Regelung, der eine Ladungsübertragungsanordnung mit einem Halbleiterkörper enthält, der eine Halbleiterschicht vorn einen Leitungstyp enthält, wobei ein Eingang, über den örtlich Information in Form von Signalladungspaketen in die Halbleiterschicht eingegeben wird, und ein Ausgang vorhanden sind, über den Information an anderer Stelle in der Schicht ausgelesen wird, wobei wenigstens auf einer Seite der Halbleiterschicht Steuerelektroden vorge—

1" sehen sind, durch die mit Hilfe -von Mehrphasentaktsignalen elektrische Felder in der Halbleiterschicht erzeugt werden, mit deren Hilfe vom Eingang erzeugte Signalladungspakete in einer Richtung parallel zu der Schicht zu dem Augang transportiert werden, wobei die adaptive Regelung in eine

'⁵ Schleife zwischen dem Ausgang und dem Eingang der Ladungsübertragungsanordnung aufgenommen ist, dadurch gekennzeichnet j, dass Mittel in der adaptiven Regelung vorhanden sind j die ein einem ersten Bezugspegel proportionales erstes Ladungspaket und ein einem zweiten Bezugspegel proportionales zweites Ladungspaket einer Bearbeitung untenferfen, die nahezu gleich der Bearbeitung ist, der ein Signalladungspaket von dem Eingang zu dem Ausgang der Ladungsübertragungsanordnung unterworfen wird, wobei in die adaptive Regelung· eine Schaltung aufgenommen ist_s die die relative Grosse der Signalladungspakete in bezug auf die Grosse des ersten und des zweiten Ladungspakets bestimmt und ausserdem bewirkt_, dass die Signalladungspakets einer Bearbeitung unterworfen werden, der auch das erste und das sweit© Ladungspaket unterworfen werden müssten₉ um auf ihren ursprünglichen Wert gebracht zu werdenο

2, Dynamischen· Umlaufspeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet_? dass die genannte in die adaptive

Regelung aufgenommene Schaltung einen Analog/Digital— Umsetzer zur Umsetzung der Signalladungspakete in digitale Signalwerte enthält, der mit Mitteln zum Zuführen der Grosse des ersten und des zweiten Ladungspakets proportionaler Bezugssignale versehen ist, die für die Analog/Digitalumsetzung benötigt werden, während die Schaltung weiter mit einem Digital/Analog-Umsetzer zur Umsetzung der vom Analog/Digital-Umsetzer gelieferten digitalen Signalwerte in analoge Signalwerte versehen ist.

3. Dynamischer Umlaufspeicher nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das genannte erste und das genannte zweite Ladungspaket durch dieselbe Ladungsübertragungsvorrichtung wie die Signalladungspakete geschickt werden, wobei Mittel am Ausgang der Ladungsübertragungs-Vorrichtung vorhanden sind, mit deren Hilfe das genannte erste und das genannte zweite Ladungspaket dem am Ausgang auftretenden Ausgangssignal entnommen werden. h. Dynamischer Umlaufspeicher nach. Anspruch 3> dadurch gekennzeichnet, dass die adaptive Regelung weiter noch mindestens drei Halteschaltungen, einen ersten Schaltkreis und einen zweiten Schaltkreis enthält, wobei der erste Schaltkreis in Reihe mit der Ladungsübertragungsvorrichtung geschaltet ist, wobei diese erste Reihenschaltung mit dem Signaleingang einer ersten Halteschaltung verbunden ist, deren Ausgang mit dem Eingang des Analog/Digital-Umsetzers verbunden ist, wobei der zweite Schaltkreis in Reihe mit dem Digital/Analog-Umsetzer geschaltet ist, wobei diese zweite Reihenschaltung zwischen dem Ausgang des Analog/Digital-Umsetzers und dem Eingang

·*" der ersten Reihenschaltung angeordnet ist, wobei der Ausgang der Ladungsübertragungsvorrichtung über eine zweite Halteschaltung mit einem ersten Steuereingang des Analog/Digital-Umsetzers verbunden ist, und wobei der Ausgang der Ladungsübertragungsvorrichtung zugleich über

eine dritte Halteschaltung mit einem zweiten Steuereingang des Analog/Digital-Umsetzers verbunden ist.

5. Dynamischer Umlaufspeicher nach Anspruch k,

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9513 κ - 3· ?η?3702 ²*⁵·¹⁹⁸⁰

dadurch gekennzeichnet, dass die erste Reihenschaltung nacheinander den ersten Schaltkreis und die Ladungsübertragungsvorrichtung enthält, und dass die zweite Reihenschaltung nacheinander den Digital/Analog-Umsetzer und den zweiten Schaltkreis enthält, wobei der Ausgang des zweiten Schaltkreises mit einem Eingang des ersten Schaltkreises verbunden ist.

6. Dynamischer Umlaufspeicher nach Anspruch k, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Reihenschaltung nacheinander die Ladungsübertragungsvorrichtung und den ersten Schaltkreis enthält, und dass die zweite Reihenschaltung nacheinander den zweiten Schaltkreis und den Digital/ Analog-Umsetzer enthält, wobei der Ausgang des Digital/ Analog-Umsetzers mit dem Eingang der Ladungsübertragungsvorrichtung verbunden ist.

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