DE60204749T2 - Abtast- und Halteschaltung - Google Patents

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Description

  • Hintergrund der Erfindung
  • 1. Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Abtast- und Halteschaltung, die erste und zweite Eingangssignale, die wechselweise entgegen gesetzte Spannungsniveaus haben, abtastet und hält.
  • 2. Beschreibung des Standes Technik
  • Eine frühere Abtast- und Halteschaltung wird im folgenden unter Bezugnahme auf 7 beschrieben. Die Abtast- und Halteschaltung 10 in 7 umfasst eine Differenzverstärkerschaltung 101, NMOS Transistoren Qa bis Qf und Kondensatoren Ca und Cb. Taktsignale CK1, CK2 und CK3 werden respektive in die Gates der NMOS Transistoren Qb, Qc und Qa von einer Taktsignal-Generatorschaltung (nicht gezeigt) eingegeben. Die Taktsignale CK1, CK2 und CK3 werden auch respektive in die Gates der NMOS Transistoren Qe, Qf und Qd eingegeben. Das Taktsignal CK2B ist ein Signal, das erhalten wird, in dem das Signalniveau des Taktsignals CK2 invertiert wird.
  • Diese Abtast- und Halteschaltung 100 hat einen positiv-seitigen Eingangsanschluss 105 und einen negativ-seitigen Eingangsanschluss 106. Ein positiv-seitiges analoges Signal wird in den positiv-seitigen Eingangsanschluss 105 eingegeben, und ein negativ-seitiges Analogsignal wird in den negativ-seitigen Eingangsanschluss 106 eingegeben. Die positiv-seitigen und negativ-seitigen Analogsignale sind ein Paar aus Signalen, die wechselweise entgegengesetzte Signalniveaus haben. Die Abtast- und Halteschaltung 100 tastet ab und hält die analogen Eingangssignale und gibt sie aus auf der Basis der vorgegebenen Taktsignale, die von der Taktsignalgeneratorschaltung ausgegeben werden.
  • Wenn die Abtast- und Halteschaltung 100 die Abtastung durchführt, werden die NMOS Transistoren Qa, Qb, Qd und Qe eingeschaltet, und die NMOS Transistoren Qc und Qf werden ausgeschaltet, um dadurch einen Sperrzustand anzunehmen. In dieser Weise wird die Eingangsspannung ViP des positiv-seitigen Analogsignals, das in den positiv-seitigen Eingangsanschluss 105 eingegeben wird, zu dem Kondensator C2 abgetastet, und die Eingangsspannung ViM des negativ-seitigen Analogsignals, die an den negativ-seitigen Eingangsanschluss 106 eingegeben wird, wird zu dem Kondensator Cb abgetastet.
  • Als nächstes werden, wenn eine alte Funktion durchgeführt wird, die NMOS Transistoren Qa, Qb, Qd und Qe ausgeschaltet, um die Sperrzustände anzunehmen, und die NMOS Transistoren Qc und Qf werden eingeschaltet, um leitfähige Zustände anzunehmen. Auf diese Weise wird die Spannung, die an den Kondensator Ca abgetastet wird, gehalten und an einen Eingangsanschluss INP der Differenzverstärkerschaltung 101 eingegeben und als positiv-seitige Ausgangsspannung VoP von dem Ausgangsanschluss 107 ausgegeben, der dem Eingangsanschluss INP entspricht. Ähnlich wird die Spannung, die zu dem Kondensator Cb abgetastet wurde, gehalten, und in den anderen Eingangsanschluss INM der Differenzverstärkerschaltung 101 eingegeben und als negativ-seitige Ausgangsspannung VoM von dem Ausgangsanschluss 108 abgegeben, der dem Eingangsanschluss INM entspricht.
  • Hier wird angenommen, dass die wechselseitige Leitfähigkeit an dem Eingangsanschluss INP der Differenzverstärkerschaltung 101 und die wechselseitige Leitfähigkeit an dem Eingangsanschluss INM der Differenzverstärkerschaltung 101 von der gleichen gm sind. 8 zeigt eine Äquivalenzschaltung für die Abtast- und Halteschaltung 100 während des Abtastzustandes in diesem Fall. In 8 ist der äquivalente Widerstand des NMOS Transistors Qa, während Qa eingeschaltet ist, durch Ra bezeichnet, und der äquivalente Widerstand des NMOS Transistors Qd, während Qd eingeschaltet ist, ist mit Rd bezeichnet. Wenn in 8 die Frequenz der Analogsignale, die in den positiv-seitigen Eingangsanschluss 105 und den negativ-seitigen Eingangsanschluss 106 eingegeben werden, hoch wird, nehmen die Impedanzen der Kondensatoren Ca und Cb ab.
  • Daher sind die Spannung VsP und VsM an den Eingangsanschlüssen der Differenzverstärkerschaltung 101 ursprünglich virtuell auf Erdspannung, es gab jedoch ein Problem, dass sie stark von der virtuellen Erdspannung abweichen. Wenn solch eine Abtast- und Halteschaltung beispielsweise in einem analog-zu-digital (A-D)-Umsetzer verwendet wird, und wenn die Frequenz der Analogsignale, die an die Abtast- und Halteschaltung 100 eingegeben werden, gleich oder größer als die Nyquist-Frequenz wird, weichen daher die Spannungen in hohem Maße von der virtuellen Erdspannung ab. Daher gab es das Problem, dass Verzerrungen durch den Einfluss der nicht-Linearität von Schaltern, Verstärkern und dergleichen auftreten, so dass das SNDR des A-D-Umsetzers schlecht wird.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung wurde gemacht, um die obigen Probleme zu eleminieren und hat als Aufgabe, eine Abtast- und Halteschaltung zu erhalten, die Spannungsschwankungen an den Eingangsanschlüssen einer Differenzverstärkerschaltung zu unterdrücken, die virtuelle Erdanschlüsse bilden, in Abhängigkeit von der Frequenz der eingegebenen Analogsignale.
  • Zu diesem Zweck tastet ab und hält eine Abtast- und Halteschaltung gemäß der Erfindung mit einem vorgegebenen Zeitablauf ein Paar von ersten und zweiten Eingangssignalen, die entgegengesetzte Spannungsniveaus haben. Die Abtast- und Halteschaltung ist mit einem ersten Schaltungsabschnitt ausgestattet, der einen ersten Kondensator hat, der das erste Eingangssignal abtastet und hält und eine vorgegebene Impedanz hat, und einem zweiten Schaltungsabschnitt ausgerüstet, der einen zweiten Kondensator hat, der das zweite Eingangssignal abtastet und hält und eine vorgegebene Impedanz hat. Die Spannung, die von dem ersten Kondensator in dem ersten Schaltungsabschnitt gehalten wird, wird an den ersten Eingangsanschluss eines Differenzverstärkerschaltungsabschnitts eingegeben, und die Spannung, die von dem zweiten Kondensator in dem zweiten Schaltungsabschnitt gehalten wird, wird an den zweiten Eingangsanschluss des Differenzverstärkerabschnitts eingegeben. Die Abtast- und Halteschaltung ist ebenfalls mit einem dritten Schaltungsabschnitt ausgerüstet, der einen dritten Kondensator hat, der die gleiche Kapazität wie die des ersten Kondensators hat, die gleiche Impedanz wie die des ersten Schaltungsabschnitts während der Abtastung hat und das zweite Eingangssignal an den ersten Eingangsanschluss per Differenzverstärkerschaltung eingibt. Die Abtast- und Halteschaltung ist auch mit einem vierten Schaltungsabschnitt ausgerüstet, der einen vierten Kondensator hat, der die gleiche Kapazität wie die des zweiten Kondensators hat, die gleiche Impedanz wie die des zweiten Schaltungsabschnitts während der Abtastung hat und das erste Eingangssignal an den zweiten Eingangsanschluss des Differenzverstärkerschaltungsabschnitts eingibt.
  • In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel weist der erste Schaltungsabschnitt den ersten Kondensator und einen ersten Transistor auf, und eine vorgegebene Spannung Vc1 wird jederzeit an einen Steuersignal-Eingangsanschluss des ersten Transistors angelegt. Der zweite Schaltungsabschnitt umfasst einen zweiten Kondensator und einen zweiten Transistor, und eine vorgegebene Spannung Vc2 wird jederzeit an einen Steuersignal-Eingangsanschluss des zweiten Transistors angelegt. Der dritte Schaltungsabschnitt umfasst den dritten Kondensator und einen dritten Transistor. Das zweite Eingangssignal wird an den dritten Kondensator eingegeben, und der dritte Transistor wird während der Abtastung eingeschaltet, um das zweite Eingangssignal an den ersten Eingangsanschluss des Differenzverstärkerschaltungsabschnitts einzugeben. Der vierte Schaltungsabschnitt umfasst den vierten Kondensator und einen vierten Transistor. Das erste Eingangssignal wird an den vierten Kondensator eingegeben, und der dritte Transistor wird während des Abtastens eingeschaltet, um das erste Eingangssignal an den zweiten Eingangsanschluss des Differenzverstärkerschaltungsabschnittes einzugeben.
  • Gemäß der Abtast- und Halteschaltung der vorliegenden Erfindung wird der Einfluss der Frequenzschwankung in den ersten und zweiten Eingangssignalen und dergleichen an den ersten und zweiten Eingangsanschlüssen des Differenzverstärkerschaltungsabschnitts gelöscht, so dass die Spannungsschwankung an den ersten und zweiten Eingangsanschlüssen des Differenzverstärkerschaltungsabschnitts, die die virtuellen Erdanschlüsse bilden, reduziert werden kann. Wenn die Abtast- und Halteschaltung der vorliegenden Erfindung in einem A-D-Umsetzer und dergleichen verwendet wird, dann daher, selbst wenn die Frequenz der Analogsignale gleich oder größer als die Nyquistfrequenz wird, das Auftreten von Verzerrungen in den Ausgangssignalen unterdrückt werden.
  • In diesem Fall ist es erwünscht, das die vorgegebene Spannung Vc1 an den ersten Transistor angelegt wird, so dass sein äquivalenter Widerstand gleich groß werden kann wie der äquivalente Widerstand des dritten Transistors, während der dritte Transistor eingeschaltet ist, und dass die vorgegebene Spannung Vc2 an den zweiten Transistor angelegt wird, so dass sein äquivalenter Widerstand gleich groß werden kann wie der äquivalente Widerstand des vierten Transistors, während der vierte Transistor eingeschaltet ist. Durch diese Mittel können die Impedanzen des ersten Schaltungsabschnitts und des dritten Schaltungsabschnitts während der Abtastung leicht gleich groß gemacht werden, und die Impedanz des zweiten Schaltungsabschnitts und des vierten Schaltungsabschnitts können während der Abtastung leicht gleich groß gemacht werden.
  • Ferner ist es erwünscht, dass der dritte Transistor während er Abtastung abgeschaltet wird, um die Verbindung zwischen dem dritten Kondensator und dem ersten Eingangsanschluss des Differenzverstärkerschaltungsabschnitts zu unterbrechen. Es ist auch erwünscht, dass der vierte Transistor während der Abtastung ausgeschaltet wird, um die Verbindung zwischen dem vierten Kondensator und dem zweiten Eingangsanschluss des Differenzverstärkerschaltungsabschnitts zu unterbrechen. Durch diese Mittel können die ersten und zweiten Eingangssignale differentiell korrekt verstärkt und während des Abtastens ausgegeben werden.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Die vorliegende Erfindung wird leicht verständlich aus der folgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels davon, die unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen gemacht wird, in denen gleiche Teile mit gleichen Bezugssymbolen bezeichnet sind und in denen:
  • 1 ein Schaltungsdiagramm ist, das eine beispielhafte Abtast- und Halteschaltung in einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 2 ein Zeitablaufdiagramm ist, das beispielhafte Beziehungen unter den Taktsignalen zeigt, die in 1 dargestellt sind;
  • 3 ein Schaltungsdiagramm ist, das eine äquivalente Schaltung der Abtast- und Halteschaltung 1 während der Abtastung zeigt;
  • 4 ein Schaltungsdiagramm ist, das eine äquivalente Schaltung der Abtast- und Halteschaltung 1 während der Haltefunktion zeigt;
  • 5 eine grafische Darstellung ist, die die Beziehungen zwischen den Frequenzen der Eingangssignale und der gesamten, harmonischen Verzerrung in der Abtast- und Halteschaltung 1 in 1 darstellt;
  • 6A eine grafische Darstellung ist, die die Schwankung der Spannungen VsP und VsM an virtuellen Erdanschlüssen in einer Abtast- und Halteschaltung die in der früheren Abtast- und Halteschaltung darstellt, die in 7 gezeigt ist;
  • 6B eine grafische Darstellung ist, die die Abweichung der Spannungen VsP und VsM an virtuellen Erdanschlüssen in der Abtast- und Halteschaltung darstellen, die in 1 gezeigt ist;
  • 7 ein Schaltungsdiagramm ist, das eine frühere Abtast- und Halteschaltung zeigt; und
  • 8 ein Schaltungsdiagramm ist, das eine äquivalente Schaltung der Abtast- und Halteschaltung in 7 während der Abtastung zeigt.
  • Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels
  • In 1 umfasst eine Abtast- und Halteschaltung 1 eine Differenzverstärkerschaltung 2, NMOS Transistoren Q1 bis Q10 und erste bis vierte Kondensatoren C1 bis C4. Die NMOS Transistoren Q4, Q5, Q9 und Q10 werden respektive als erste, zweite, dritte und vierte Transistoren bezeichnet. Taktsignale CK1, CK2 und CK2B werden an die Gates der NMOS Transistoren Q1 bis Q3 und Q6 bis Q10 von einer Taktsignal-Generatorschaltung (nicht gezeigt) zugeführt. Ferner wird eine vorgegebene Spannung Vc1 an das Gate des NMOS Transistors Q4 und eine vorgegebene Spannung Vc2 an das Gate des NMOS Transistors Q5 angelegt. Das Taktsignal CK2B ist ein Signal, das durch invertieren des Signalniveaus des Taktsignals CK2 erhalten wird.
  • Die Abtast- und Halteschaltung 1 hat einen positiv-seitigen Eingangsanschluss 5 und einen negativ-seitigen Eingangsanschluss 6. Ein positiv-seitiges Analogsignal wird an den positiv-seitigen Eingangsanschluss 5 eingegeben, und ein negativ-seitiges Analogsignal wird an den negativ-seitigen Eingangsanschluss 6 eingegeben. Die positiv-seitigen und negativ-seitigen Analogsignale sind ein Paar von Signalen, die wechselweise entgegengesetzte Signalniveaus haben. Die Abtast- und Halteschaltung 1 führt die Abtastung, Haltung und Ausgabe der eingegebenen Analogsignale auf der Basis der vorgegebenen Taktsignale von der Taktsignal-Generatorschaltung durch.
  • Der NMOS Transistor Q1, der Kondensator C1 und der NMOS Transistor Q4 sind in Reihe zwischen dem positiv-seitigen Eingangsanschluss 5 und einem Eingangsanschluss INP der Differenzverstärkerschaltung 2 angeschlossen. Der NMOS Transistor Q2 ist zwischen dem Eingangsanschluss INP und dem entsprechenden Ausgangsanschluss OP der Differenzverstärkerschaltung 2 angeschlossen. Der NMOS Transistor Q3 ist zwischen der Verbindung zwischen dem NMOS Transistor Q1 und dem Kondensator C1 einerseits und dem Ausgangsanschluss OP der Differenzverstärkerschaltung 2 andererseits angeschlossen. Der Kondensator C4 und der NMOS Transistor Q10 sind ebenfalls in Reihe zwischen der Verbindung zwischen dem NMOS Transistor Q1 und dem Kondensator C1 einerseits und dem anderen Eingangsanschluss INM der Differenzverstärkerschaltung 2 andererseits angeschlossen.
  • Ähnlich sind der NMOS Transistor Q6, der Kondensator C2 und der NMOS Transistor Q5 in Reihe zwischen dem negativ-seitigen Eingangsanschluss 6 und dem anderen Eingangsanschluss INM der Differenzverstärkerschaltung 2 in Reihe geschaltet. Der NMOS Transistor Q7 ist zwischen dem Eingangsanschluss INM und dem entsprechenden Ausgangsanschluss OM der Differenzverstärkerschaltung 2 angeschlossen. Der NMOS Transistor Q8 ist zwischen der Verbindung zwischen dem NMOS Transistor Q6 und dem Kondensator C2 einerseits und dem Ausgangsanschluss OM der Differenzverstärkerschaltung 2 andererseits angeschlossen. Ferner sind der Kondensator C3 und der NMOS Transistor Q9 in Reihe zwischen der Verbindung zwischen dem NMOS Transistor Q6 und dem Kondensator C2 einerseits und dem Eingangsanschluss INP der Differenzverstärkerschaltung 2 andererseits angeschlossen.
  • Das Taktsignal CK1 wird an jedes Gate der NMOS Transistoren Q2, Q7, Q9 und Q10 eingegeben. Das Taktsignal CK2 wird an jedes Gate der NMOS Tranistoren Q3 und Q8 eingegeben. Das Taktsignal CK2B wird an jedes Gate der NMOS Transistoren Q1 und Q6 eingegeben. Ferner wird ein vorgegebenes Taktsignal CK1op an die Differenzverstärkerschaltung 2 von der Taktsignalgeneratorschaltung eingegeben.
  • In solch einer Konfiguration ist 2 ein Zeitablaufdiagramm, das die Beziehungen der Taktsignale darstellt, die in 1 gezeigt sind. Beispiele der Arbeitsweise der Abtast- und Halteschaltung 1, die in 1 gezeigt ist, werden in dem folgenden beschrieben.
  • Wenn die Abtast- und Halteschaltung 1 die Abtastung durchführt, werden die NMOS Transistoren Q1, Q2, Q6, Q7, Q9 und Q10 eingeschaltet und die NMOS Transistoren Q3 und Q8 werden abgeschaltet, um dadurch die Sperrzustände anzunehmen. Auf diese Weise wird die positiv-seitige Eingangsspannung ViP, die an den positiv-seitigen Eingangsanschlüssen eingegeben wird, in dem Kondensator C1 abgetastet, und die negativ-seitige Eingangsspannung ViM, die an den negativ-seitigen Eingangsanschluss 6 eingegeben wird, wird in dem Kondensator C3 abgetastet.
  • Es ist zu beachten, dass die Kondensatoren C1 und C3 gleich sind, und dass die Kondensatoren C2 und C4 gleich sind. Die vorgegebene Spannung Vc1 wird an das Gate des NMOS Transistors Q4 angelegt, so dass sein Widerstand gleich groß werden kann wie der Widerstand des NMOS Transistors Q9, während der NMOS Transistor Q9 eingeschaltet ist. Auf ähnliche Weise wird die vorgegebene Spannung Vc2 an das Gate des NMOS Transistors Q5 angelegt, so dass sein Widerstand gleich groß werden kann wie der Widerstand des NMOS Transistors Q10, während der NMOS Transistor Q10 eingeschaltet ist.
  • 3 ist ein Schaltungsdiagramm, das eine äquivalente Schaltung der Abtast- und Halteschaltung 1 zeigt, während die Abtastung unter diesen Bedingungen durchgeführt wird. In 3 sind die wechselseitige Leitfähigkeit an dem Eingangsanschluss INP der Differenzverstärkerschaltung 2 und die wechselseitige Leitfähigkeit an dem Eingangsanschluss INM der Differenzverstärkerschaltung 2 bei dem gleichen gm. Die Spannung an dem Eingangsanschluss INP ist mit VsP bezeichnet, und die Spannung an dem Eingangsanschluss INM ist mit VsM bezeichnet.
  • In 3 bezeichnet R1 den äquivalenten Widerstand des NMOS Transistors Q1, während Q1 eingeschaltet ist, Q4 den äquivalenten Widerstand des NMOS Transistors Q4, an dessen Gate die vorgegebene Spannung Vc1 angelegt ist, und R10 den äquivalenten Widerstand des NMOS Transistors Q10, während Q10 eingeschaltet ist. Auf ähnliche Weise bezeichnet R6 den äquivalenten Widerstand des NMOS Transistors Q6, während Q6 eingeschaltet ist, R5 den äquivalenten Widerstand des NMOS Transistors Q5, an dessen Gate die vorgegebene Spannung Vc2 angelegt ist, und R9 den äquivalenten Widerstand des Transistors Q9, während Q9 eingeschaltet ist.
  • Die Kapazitäten der Kondensatoren C1 und C3 sind gleich groß, und die Kapazitäten der Kondensatoren C2 und C4 sind ebenfalls gleich groß. Unter diesen Bedingungen wird, wenn die vorgegebene Spannung Vc1 auf einen Wert eingestellt wird, so dass R4 = R9 gemacht wird, die Impedanzen den Kondensators C1 und des Widerstands R4 gleich groß wie die Impedanz des Kondensators C3 und des Widerstands R9. Auf ähnliche Weise wird, wenn die vorgegebene Spannung Vc2 auf einen solchen Wert eingestellt wird, dass R5 = R10 gemacht wird, die Impedanz des Kondensators C2 und des Widerstands R5 gleich groß wie die Impedanz des Kondensators C4 und des Widerstands R10.
  • Auf diese Weise wird der Einfluss der Frequenzenschwankung auf die Analogsignale, die durch den positiv-seitigen Eingangsanschluss 5 und den negativ-seitigen Eingangsanschluss 6 und dergleichen eingegeben werden, an den Eingangsanschlüssen INP und INM der Differenzverstärkerschaltung 2 gelöscht. Daher wird die Schwankung der Spannung VsP an dem Eingangsanschluss INP und der Spannung VsM an dem Eingangsanschluss INM der Differenzverstärkerschaltung 2 aufgrund einer Frequenzschwankung in den Analogsignalen, die durch den positiv-seitigen Eingangsanschluss 5 und den negativ-seitigen Eingangsanschluss 6 und dergleichen eingegeben werden, unterdrückt, so dass die Abweichung von VsP und VsM von einer virtuellen Erdspannung unterdrückt werden kann.
  • Wenn die Abtast- und Halteschaltung 1 die Haltefunktion ausführt, werden als nächstes die Transistoren Q1, Q2, Q6, Q7, Q9 und Q10 ausgeschaltet, um per Zustände anzunehmen, und die NMOS Transistoren Q3 und Q4 werden eingeschaltet. So wird die Spannung, die in dem Kondensator C1 abgetastet wird, gehalten und in den Eingangsanschluss INP der Differenzverstärkerschaltung 2 eingegeben, und der Ausgang wird als positiv-seitige Ausgangsspannung VoP von dem Ausgangsanschluss op der Differenzverstärkerschaltung 2 durch einen Ausgangsanschluss 7 abgegeben. Auf ähnliche Weise wird die Spannung, die in dem Kondensator C2 abgetastet wird, gehalten und in den Eingangsanschluss INM der Differenzverstärkerschaltung 2 eingegeben und als negativ-seitige Ausgangsspannung VoM von dem Ausgangsanschluss op der Differenzverstärkerschaltung 2 durch einen Ausgangsanschluss 8 abgegeben.
  • 4 ist ein Schaltungsdiagramm, das eine äquivalente Schaltung der Abtast- und Halteschaltung 1 zeigt, während die Haltefunktion ausgeführt wird. In 1 bezeichnen die gleichen Bezugszeichen wie in 3 die gleichen Komponenten. Wie aus 4 zu ersehen ist, werden, wenn die Haltefunktion ausgeführt ist, die NMOS Transistoren Q9 und Q10 ausgeschaltet , um Sperrzustände anzunehmen, so dass die Spannung von dem Kondensator C3 nicht an den Eingangsanschluss INP der Differenzverstärkerschaltung 2 eingegeben wird, und dass die Spannung von dem Kondensator C4 nicht an den Eingangsanschluss INM der Differenzverstärkerschaltung 2 eingegeben wird. Daher wird nur die Spannung von dem Kondensator C1 in den Eingangsanschluss INP der Differenzverstärkerschaltung 2 eingegeben, und nur die Spannung von dem Kondensator C2 wird in den Eingangsanschluss INM der Differenzverstärkerschaltung 2 eingegeben, so dass eine akkurate Haltefunktion durchgeführt werden kann.
  • 5 ist eine grafische Darstellung, die die Resultate zeigt, die durch Simulieren der Verhältnisse zwischen den Frequenzen der Eingangssignale und der gesamten, harmonischen Verzerrung THD für die Differenz der Ausgangssignale in der Abtast- und Halteschaltung 1 erhalten werden. In 5 zeigt eine Kurve (a) ein Beispiel der Charakteristiken der Abtast- und Halteschaltung 1, und eine Kurve (b) zeigt die Charakteristiken der früheren Abtast- und Halteschaltung beispielsweise der Abtast- und Halteschaltung 100 in 7. Wie aus 5 ersichtlich ist, ist die Verzerrung in der Abtast- und Halteschaltung 1 geringer als die Verzerrung in der früheren Abtast- und Halteschaltung.
  • Die 6A und 6B sind grafische Darstellungen, die die Resultate zeigen, die durch Simulieren der Abweichung der Spannungen VsP und VsM an den virtuellen Erdanschlüssen während der Abtastung und der Haltefunktion erhalten werden. 2A zeigt einen Fall einer früheren Abtast- und Halteschaltung, beispielsweise der Abtast- und Halteschaltung 100 in 7, und 6B zeigt einen Fall für die Abtast- und Halteschaltung 1 der vorliegenden Erfindung. In den 6A und 6B wird VsP durch ausgezogene Linien und VsM durch unterbrochene Linien dargestellt. Wie aus 6A zu ersehen ist, zeigen die Spannungen VsP und VsM an den virtuellen Erdanschlüssen in der früheren Abtast- und Halteschaltung unterschiedliche Charakteristiken während der Abtastung. Bei der Abtast- und Halteschaltung 1 der vorliegenden Erfindung zeigen die Spannungen VsP und VsM jedoch an den virtuellen Erdanschlüssen nahezu die gleichen Charakteristiken während der Abtastung, wie aus 6B ersichtlich ist.
  • Wie bis hier beschrieben wurde, hat die Abtast- und Halteschaltung in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel den Einfluss der analogen Signale, die an den positiv-seitigen Eingangsanschluss 5 und den negativ-seitigen Eingangsanschluss 6 und dergleichen angegeben werden, während der Abtastung an den Eingangsanschlüssen INP und INM der Differenzverstärkerschaltung gelöscht werden, und die Spannungsabweichung an den beiden Eingangsanschlüssen INP und INM der Differenzverstärkerschaltung 2, die die virtuellen Erdanschlüsse sind, kann reduziert werden.
  • In der vorliegenden Erfindung war jeder Transistor ein NMOS Transistor. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf diesen Fall beschränkt, und bipolare Transistoren und andere verschiedene Transistoren können verwendet werden.
  • Obwohl die vorliegende Erfindung im Zusammenhang mit dem bevorzugten Ausführungsbeispiel davon unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben worden ist, ist zu beachten, dass verschiedene Änderungen und Modifikationen für den Durchschnittsfachmann offensichtlich sind. Solche Änderungen und Modifikationen sollen als in dem Schutzumfang der vorliegenden Erfindung enthalten verstanden werden, wie er durch die beigefügten Ansprüche definiert ist, es sei denn, dass sie davon abweichen.

Claims (4)

  1. Abtast- und Halteschaltung, die mit einem vorgegebenen Zeitablauf erste und zweite Eingangssignale (5; 6), die wechselweise entgegengesetzte Spannungsniveaus haben, abtastet und hält, wobei die Abtast- und Halteschaltung umfasst: einen ersten Schaltungsabschnitt mit einem ersten Kondensator (C1), der das erste Eingangssignal hält und eine vorgegebene Impedanz hat; einen zweiten Schaltungsabschnitt mit einem zweiten Kondensator (C2), der das zweite Eingangssignal abtastet und hält und eine vorgegebene Impedanz hat; einen Differenzverstärkerabschnitt (2), wobei die von dem ersten Kondensator in dem ersten Schaltungsabschnitt gehaltene Spannung an einen ersten Eingangsanschluss (INP) des Differenzverstärkerabschnittes eingegeben wird und die Spannung, die von dem zweiten Kondensator in den zweiten Schaltungsabschnitt gehalten wird, an einen zweiten Eingangsanschluss (INM) des Differenzverstärkerschaltungsabschnitts eingegeben wird, gekennzeichnet durch: einen dritten Schaltungsabschnitt mit einem dritten Kondensator (C3), der die gleiche Kapazität wie der erste Kondensator hat, der die gleiche Impedanz wie die des ersten Haltungsabschnittes während der Abtastung hat, und der das zweite Eingangssignal an den ersten Eingangsanschluss des Differenzverstärkerschaltungsabschnittes eingibt; und einen vierten Schaltungsabschnitt mit einem vierten Kondensator (C4), der die gleiche Kapazität wie die des zweiten Kondensator hat, der die gleiche Impedanz wie die des zweiten Schaltungsabschnittes während der Abtastung hat und der das erste Eingangssignal an den zweiten Eingangsanschluss des Differenzverstärkerschaltungsabschnittes eingibt.
  2. Abtast- und Halteschaltung nach Anspruch 1, worin: der erste Schaltungsabschnitt einen ersten Kondensator und einen ersten Transistor aufweist, wobei eine vorgegebene Spannung Vc1 immer an einen Steuersignal-Eingangsanschluss des ersten Transistors angelegt wird; der zweite Schaltungsabschnitt den zweiten Kondensator und einen zweiten Transistor aufweist, wobei eine vorgegebene Spannung Vc2 immer an einen Steuersignal-Eingangsanschluss des zweiten Transistors angelegt wird; der dritte Schaltungsabschnitt den dritten Kondensator und einen dritten Transistor aufweist, wobei das zweite Eingangssignal in den dritten Kondensator eingegeben wird und der dritte Transistor eingeschaltet wird, um das zweite Eingangssignal an den ersten Eingangsanschluss des Differenzverstärkerschaltungsabschnittes eingegeben wird; und der vierte Schaltungsabschnitt einen vierten Kondensator und einen vierten Transistor aufweist, wobei das erste Eingangssignal an den vierten Kondensator eingegeben wird und der vierte Transistor während der Abtastung auf „ein" geschaltet wird, um das erste Eingangssignal an den zweiten Eingangsanschluss des Differenzverstärkerschaltungsabschnittes einzugeben.
  3. Abtast- und Halteschaltung nach Anspruch 2, worin die vorgegebene Spannung Vc1 an einen ersten Transistor angelegt wird, so dass sein äquivalenter Widerstand die gleichen Werte annehmen kann wie der äquivalente Widerstand des dritten Transistors, während der dritte Transistor eingeschaltet ist, und wobei die vorgegebene Spannung Vc2 an den zweiten Transistor angelegt wird, so dass sein äquivalenter Widerstand der gleiche werden kann wie der äquivalente Widerstand des vierten Transistors, während der vierte Transistor eingeschaltet ist.
  4. Abtast- und Halteschaltung nach einem der Ansprüche 2 und 3, worin der dritte Transistor während der Abtastung ausgeschaltet wird, um die Verbindung zwischen dem dritten Kondensator und dem ersten Eingangsanschluss des Differenzverstärkerschaltungsabschnittes zu unterbrechen, und wobei der vierte Transistor während der Abtastung ausgeschaltet wird, um die Verbindung zwischen dem vierten Kondensator und dem zweiten Eingangsanschluss des Differenzverstärkerschaltungsabschnittes zu unterbrechen.
DE60204749T 2001-11-21 2002-11-18 Abtast- und Halteschaltung Expired - Lifetime DE60204749T2 (de)

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JP (1) JP3497495B2 (de)
KR (1) KR100494273B1 (de)
DE (1) DE60204749T2 (de)
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