JP2000341088A - Cr-correcting constant-current circuit - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明はCR補正定電流回路
に係わり、特に内蔵フィルターに使用する容量および抵
抗成分gmのばらつきを、gmを設定する電流で補正す
るCR補正定電流回路に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a CR correction constant current circuit, and more particularly to a CR correction constant current circuit for correcting variations in capacitance and resistance components gm used in a built-in filter with a current for setting gm.
【0002】[0002]
【従来の技術】図7(A)に従来技術の半導体集積回路
のブロック図を示し、図7(B)に、図7(A)におけ
る基準クロック(Clock IN)波形、三角波発生
器による三角波及びPeak Hold(ピークホール
ド)回路によるPeak Holdを示す。2. Description of the Related Art FIG. 7A shows a block diagram of a conventional semiconductor integrated circuit. FIG. 7B shows a reference clock (Clock IN) waveform shown in FIG. The peak hold by the peak hold (peak hold) circuit is shown.
【0003】この半導体集積回路は、基準電圧電源から
の基準電圧Vref.2を一方の入力端子に入力する負
帰還増幅器56と、三角波発生器57と、Peak H
old回路58と、定電流源59とを具備して構成され
ている。This semiconductor integrated circuit is provided with a reference voltage Vref. 2 is input to one input terminal, a negative feedback amplifier 56, a triangular wave generator 57, and a Peak H
An old circuit 58 and a constant current source 59 are provided.
【0004】内蔵容量と同図(B)に示す基準クロック
とで三角波を形成し、そのPeak値をHoldする。
このHoldしたPeak値を負帰還増幅器56にフィ
ードバックし、基準電圧Vrefと比較する。A triangular wave is formed by the built-in capacitance and the reference clock shown in FIG. 1B, and its Peak value is held.
The held Peak value is fed back to the negative feedback amplifier 56 and compared with the reference voltage Vref.
【0005】そして、Peak Hold電圧=Vre
fの関係が成立する電圧で安定した電圧を定電流源59
に供給し、その出力電流を生成し、この電流を定電流源
59から第1の出力51,第2の出力52として2つの
出力を取り出している。図7と同様な技術として、例え
ば特開平04−142107号公報には定電流源から1
つの出力を取り出したCR補正回路が開示されている。Then, the Peak Hold voltage = Vre
The constant current source 59 is a voltage stable at a voltage where the relationship of f is established.
To generate the output current, and the current is taken out of the constant current source 59 as a first output 51 and a second output 52. As a technique similar to FIG. 7, for example, Japanese Patent Laid-Open Publication No.
A CR correction circuit that takes out two outputs is disclosed.
【0006】しかしながらこの図7に示す半導体集積回
路では、定電流源を帰還ループの外に配置しており、基
準電圧Vrefは一定であるから、これと等しい電圧と
なるPeak Hold電圧による第1及び第2の出力
はそのままではCR補正に用いることができない。However, in the semiconductor integrated circuit shown in FIG. 7, the constant current source is disposed outside the feedback loop, and the reference voltage Vref is constant. The second output cannot be used for CR correction as it is.
【0007】他の従来技術として、現在一般的に使用さ
れているCR補正定電流回路を図8に示す。As another prior art, a CR correction constant current circuit generally used at present is shown in FIG.
【0008】同図に示すようにこの回路は、2組のCR
内蔵フィルター63,67を搭載し、1つのフィルター
をCR補正用のダミーフィルター(Dummy Fil
ter)63として使用し、入力端(Filter I
N)66及び出力端(Filter OUT)68を有
するもう1つのフィルター67を本来の信号処理のため
のフィルター(Filter)67に使用する。As shown in FIG. 1, this circuit has two sets of CRs.
Built-in filters 63 and 67 are mounted, and one filter is a dummy filter (Dummy Fil) for CR correction.
ter) 63 and the input end (Filter I)
N) 66 and another filter 67 having an output terminal (Filter OUT) 68 are used as a filter (Filter) 67 for original signal processing.
【0009】動作としては、正弦波の基準信号62をダ
ミーフィルター63と位相比較器64に入力する。この
位相比較器の64の出力を定電流源65に供給し、定電
流源65は位相比較器64の出力から作られた電流をダ
ミーフィルター63と信号処理用フィルター67に供給
する。In operation, a sine wave reference signal 62 is input to a dummy filter 63 and a phase comparator 64. The output of the phase comparator 64 is supplied to the constant current source 65, and the constant current source 65 supplies the current generated from the output of the phase comparator 64 to the dummy filter 63 and the signal processing filter 67.
【0010】この時、位相比較器64→定電流源65→
ダミーフィルター63→位相比較器64のルートで帰還
ループを構成し、位相比較器64に直接入力された正弦
波の基準信号62とダミーフィルター63を通してきた
信号との間での位相比較の結果が90度位相がずれる点
で一定になるように定電流源65の電流値を制御する。At this time, the phase comparator 64 → constant current source 65 →
A feedback loop is formed by the route from the dummy filter 63 to the phase comparator 64, and the result of the phase comparison between the sine wave reference signal 62 directly input to the phase comparator 64 and the signal passed through the dummy filter 63 is 90. The current value of the constant current source 65 is controlled so as to be constant at a point where the phase shifts.
【0011】この時、2次ローパスフィルタを例に挙げ
ると、カットオフ周波数fC は第1式、位相phは第2
式となる。At this time, if a second-order low-pass filter is taken as an example, the cutoff frequency f C is given by the first equation, and the phase ph is given by the second equation.
It becomes an expression.
【0012】[0012]
【式1】 (Equation 1)
【0013】[0013]
【式2】 (Equation 2)
【0014】尚、第1式、第2式において、C10,C
20はそれぞれ1次分フィルタの容量の容量値、gm1
0,gm20はそれぞれ1次分フィルタの相互コンダク
タンス、ωは角速度である。In the first and second equations, C10, C
20 is the capacitance value of the capacitance of the primary filter, gm1
0 and gm20 are transconductances of the primary filters, respectively, and ω is an angular velocity.
【0015】この第1式及び第2式から、カットオフ周
波数fC も位相phも共にgmとCとの比で決定される
ことがわかる。From the first and second equations, it can be seen that both the cutoff frequency f C and the phase ph are determined by the ratio of gm to C.
【0016】今、位相が90度となる点を一定にするに
は、gmとCの比が一定となるようなgmの値が得るよ
うに電流制御をすればよい。そのようにすれば、同じ半
導体基板に形成されたダミーフィルター63及び信号処
理用フィルター67のC,Rは同様にばらついているか
ら、位相phと同様にgmとCとの比で決定される信号
処理用フィルター67カットオフ周波数fC はC,Rの
ばらつきに関係なく一定にすることができる。Now, in order to keep the point where the phase becomes 90 degrees constant, current control may be performed so as to obtain a value of gm such that the ratio of gm to C becomes constant. In this case, since the C and R of the dummy filter 63 and the signal processing filter 67 formed on the same semiconductor substrate vary similarly, the signal determined by the ratio of gm and C similarly to the phase ph. The processing filter 67 cutoff frequency f C can be kept constant irrespective of variations in C and R.
【0017】[0017]
【発明が解決しようとする課題】上記したように図7に
示す従来技術では定電流源を帰還ループの外に配置して
いるからその出力をCR補正に用いることができない。As described above, in the prior art shown in FIG. 7, since the constant current source is arranged outside the feedback loop, its output cannot be used for CR correction.
【0018】他方、図8に示す従来技術は、CRの補正
精度は高いものの、ダミーフィルター63が必要である
から素子面積の増加を伴う問題点を有する。On the other hand, the prior art shown in FIG. 8 has a problem in that although the CR correction accuracy is high, the element area increases because the dummy filter 63 is required.
【0019】また、位相比較時に群遅延成分での波形歪
みがあると補正不能になる可能性があり、さらに、基準
信号に単一周波数成分で構成されている正弦波と使用し
なければならないから、応用範囲に正弦を伴う問題点を
有する。If there is a waveform distortion in the group delay component at the time of phase comparison, there is a possibility that correction cannot be made. Further, a sine wave composed of a single frequency component must be used as the reference signal. Has a problem with sine in the application range.
【0020】[0020]
【課題を解決するための手段】本発明の特徴は、負帰還
増幅器と、前記負帰還増幅器の出力電圧を入力する定電
流源回路と、前記定電流源回路により生成された定電流
を入力する鋸波発生器回路と、前記鋸波発生器回路で生
成された鋸波を入力するピークホールド回路(Peak
Hold回路)と、前記ピークホールド回路から前記
負帰還増幅器に帰還する手段とを有して帰還ループを構
成し、前記帰還ループ内に位置する前記定電流源回路か
ら定電流を出力する手段を有するCR補正定電流回路に
ある。The present invention is characterized in that a negative feedback amplifier, a constant current source circuit for inputting an output voltage of the negative feedback amplifier, and a constant current generated by the constant current source circuit are input. A sawtooth generator circuit, and a peak hold circuit (Peak) for inputting the sawtooth wave generated by the sawtooth generator circuit.
Hold circuit) and means for feeding back from the peak hold circuit to the negative feedback amplifier to form a feedback loop, and means for outputting a constant current from the constant current source circuit located in the feedback loop. It is in the CR correction constant current circuit.
【0021】ここで、前記鋸波発生器回路にクロック信
号を入力し、前記定電流と前記クロック信号により前記
鋸波を生成することが好ましい。Here, it is preferable that a clock signal is input to the sawtooth wave generator circuit, and the sawtooth wave is generated by the constant current and the clock signal.
【0022】さらに、前記鋸波発生器回路には第1及び
第2の鋸波発生器が形成されており、前記第1及び第2
の鋸波発生器によりそれぞれ生成された鋸波を合成器で
合成した後、前記ピークホールド回路に入力することが
好ましい。この場合、前記第1の鋸波発生器にクロック
信号を入力し、前記第2の鋸波発生器に前記クロック信
号をインバータを介して入力することができる。Further, first and second sawtooth generators are formed in the sawtooth generator circuit, and the first and second sawtooth generators are formed.
It is preferable that the sawtooth waves generated by the sawtooth wave generators are combined by a combiner and then input to the peak hold circuit. In this case, a clock signal can be input to the first sawtooth generator, and the clock signal can be input to the second sawtooth generator via an inverter.
【0023】また、前記定電流源回路内の内蔵容量の充
電電流により前記出力が生成されることができる。Further, the output can be generated by a charging current of a built-in capacitance in the constant current source circuit.
【0024】さらに、前記出力を同一半導体チップに形
成された2次フィルターの定電流として供給することが
できる。Further, the output can be supplied as a constant current of a secondary filter formed on the same semiconductor chip.
【0025】[0025]
【発明の実施の形態】図1は本発明の実施の形態のCR
補正定電流回路を示す回路図、図2は図1の電圧波形を
示す波形図(B)、図3は本発明の実施の形態のCR補
正定電流回路を示すブロック図である。FIG. 1 shows a CR according to an embodiment of the present invention.
2 is a circuit diagram showing a correction constant current circuit, FIG. 2 is a waveform diagram (B) showing the voltage waveform of FIG. 1, and FIG. 3 is a block diagram showing a CR correction constant current circuit according to the embodiment of the present invention.
【0026】負帰還増幅器36は、VCCライン1にソ
ースを接続した第1及び第2のPチャネル電界効果トラ
ンジスタ(以下、PMOS、と称す)(P1,P2)
4,5と、第1及び第2のPMOS(P1,P2)4,
5のドレインにコレクタをそれぞれ接続した第1及び第
2のNPNバイポーラトランジスタ(以下、NPNトラ
ンジスタ、と称す)(Q1,Q2)6,7と、第1及び
第2のNPNトランジスタ(Q1,Q2)のエミッタを
接続した第1の抵抗(R1)8と、第1及び第2のNP
Nトランジスタ(Q1,Q2)のエミッタにそれぞれ接
続した第1及び第2の定電流源(I1,I2)9,10
と、第1のNPNトランジスタ(Q1)6のベースに基
準電圧Vref.2を供給する基準電圧源と、第2のN
PNトランジスタ(Q2)7のコレクタに接続した第1
の容量(C1)11とを具備して構成されている。The negative feedback amplifier 36 includes first and second P-channel field effect transistors (hereinafter, referred to as PMOS) (P1, P2) whose sources are connected to the VCC line 1.
4, 5 and the first and second PMOS (P1, P2) 4,
5, the first and second NPN bipolar transistors (hereinafter, referred to as NPN transistors) (Q1, Q2) 6, 7 each having a collector connected to the drain thereof, and the first and second NPN transistors (Q1, Q2). Resistance (R1) 8 connected to the emitters of the first and second NPs
First and second constant current sources (I1, I2) 9, 10 connected to the emitters of N transistors (Q1, Q2), respectively.
And the reference voltage Vref. Is applied to the base of the first NPN transistor (Q1) 6. 2 and a second N
The first connected to the collector of the PN transistor (Q2) 7
And a capacitance (C1) 11.
【0027】定電流源回路37は、VCCライン1にソ
ースを接続した第3乃至第7のPMOS(P3,P4,
P5,P6,P7)14,15,16,17,18と、
ゲートを第2のNPNトランジスタ(Q2)7のコレク
タに接続し、ドレインを第3乃至第7(P3,P4,P
5,P6,P7)のPMOS14,15,16,17,
18のゲートに共通接続した第1のNチャネル電界効果
トランジスタ(以下、NMOS、と称す)(N1)12
と、第1のNMOS(N1)12のソースと接地間に設
けられた第2の抵抗(R2)13とを具備して構成さ
れ、第6のPMOパッドは通常のPR技術により形成さ
れるから、同じ径に設計すれば、両者のばらつきを考慮
しても、スペーサーの外径DS に対してパッドの径DP
は±0.1mm以内の寸法となり、この範囲が最も好ま
しい範囲となる。S(P6)17のドレインから第1の
定電流出力34が取り出され、第7のPMOS(P7)
18のドレインから第2の定電流出力35が取り出され
ている。The constant current source circuit 37 includes third to seventh PMOSs (P3, P4,
P5, P6, P7) 14, 15, 16, 17, 18;
The gate is connected to the collector of the second NPN transistor (Q2) 7, and the drain is connected to the third through seventh (P3, P4, P
5, P6, P7) PMOS14,15,16,17,
A first N-channel field-effect transistor (hereinafter referred to as NMOS) (N1) 12 commonly connected to the gate 18
And a second resistor (R2) 13 provided between the source of the first NMOS (N1) 12 and the ground, and the sixth PMO pad is formed by ordinary PR technology. However, if the diameter is designed to be the same, the pad diameter D P with respect to the outer diameter D S of the spacer is taken into consideration even when the dispersion of both is considered.
Is within ± 0.1 mm, and this range is the most preferable range. A first constant current output 34 is taken out from the drain of S (P6) 17 and a seventh PMOS (P7)
The second constant current output 35 is extracted from the drain of the drain 18.
【0028】鋸波発生器38は、第2及び第3のNMO
S(N2,N3)19,21と、第2及び第3のNMO
S(N2,N3)19.21のドレインと接地間にそれ
ぞれ設けられた第2及び第3の内蔵容量(C2,C3)
20,22と、第1のインバータ(INV1)23とを
具備して構成されている。The sawtooth wave generator 38 includes second and third NMOs.
S (N2, N3) 19, 21 and second and third NMO
Second and third internal capacitances (C2, C3) provided between the drain of S (N2, N3) 19.21 and ground, respectively.
20 and 22, and a first inverter (INV1) 23.
【0029】そして、第2のNMOS(N2)19のド
レインが第4のPMOS(P4)15のドレインと接続
して充電電流IP4Dを流し、第3のNMOS(N3)
21のドレインが第5のPMOS(P5)16のドレイ
ンと接続して充電電流IP5Dを流し、クロック端から
の基準クロック信号(Clock IN)3が第2のN
MOS(N2)19のゲートに入力し、またこの基準ク
ロック信号(Clock IN)3が第1のインバータ
(INV1)23を通して第3のNMOS(N3)21
のゲートに入力することで2つの鋸波発生器38A,3
8Bとなっている。Then, the drain of the second NMOS (N2) 19 is connected to the drain of the fourth PMOS (P4) 15, so that the charging current IP4D flows, and the third NMOS (N3)
The drain of the fifth PMOS (P5) 16 is connected to the drain of the fifth PMOS (P5) 16 to supply the charging current IP5D, and the reference clock signal (Clock IN) 3 from the clock end is supplied to the second N
The signal is input to the gate of the MOS (N2) 19, and the reference clock signal (Clock IN) 3 is supplied to the third NMOS (N3) 21 through the first inverter (INV1) 23.
Of the two sawtooth generators 38A, 3
8B.
【0030】合成器39は、第2のNMOS(N2)1
9のドレインにベースを接続した第3のNPNトランジ
スタ(Q3)26と、第3のNMOS(N3)21のド
レインにベースを接続した第4のNPNトランジスタ
(Q4)27とを具備して構成され、2つの鋸波発生器
からの鋸波を合成している。The synthesizer 39 includes a second NMOS (N2) 1
The third NPN transistor (Q3) 26 has a base connected to the drain of the third NMOS (N3) 21 and a fourth NPN transistor (Q4) 27 connected to the base of the third NMOS (N3) 21. And the sawtooth waves from the two sawtooth generators are synthesized.
【0031】Peak Hold回路(ピークホールド
回路)40は、VCCライン1にソースを接続した第8
及び第9のPMOS(P8,P9)24,25と、第9
のPMOS(P9)25のドレインにコレクタを接続し
た第5のNPNトランジスタ(Q5)28と、第4のN
PNトランジスタ(Q4)27のエミッタと第5のNP
Nトランジスタ(Q5)28のエミッタとを接続した第
3の抵抗(R3)29と、第4のNPNトランジスタ
(Q4)27及び第5のNPNトランジスタ(Q5)2
8のエミッタと接地間にそれぞれ設けられた第3及び第
4の定電流源(I3,I4)30,31と、第5のNP
Nトランジスタ(Q5)28のベースと接地間に設けら
れた第4の容量(C4)32と、VCCライン1にドレ
インを接続し、第9のPMOS(P9)25のドレイン
にゲートを接続し、負帰還増幅器の第2のNPNトラン
ジスタ(Q2)7のベースにソースを接続した第4のN
MOS(N4)33を具備して構成されている。A Peak Hold circuit (peak hold circuit) 40 is an eighth circuit in which the source is connected to the VCC line 1.
And a ninth PMOS (P8, P9) 24, 25 and a ninth PMOS (P8, P9).
A fifth NPN transistor (Q5) 28 having a collector connected to the drain of the PMOS (P9) 25, and a fourth N
The emitter of the PN transistor (Q4) 27 and the fifth NP
A third resistor (R3) 29 connected to the emitter of the N transistor (Q5) 28; a fourth NPN transistor (Q4) 27 and a fifth NPN transistor (Q5) 2
And fourth constant current sources (I3, I4) 30, 31 respectively provided between the emitter of E.8 and ground, and a fifth NP
A drain is connected to the fourth capacitor (C4) 32 provided between the base of the N transistor (Q5) 28 and the ground, the VCC line 1, and a gate is connected to the drain of the ninth PMOS (P9) 25. Fourth N having a source connected to the base of the second NPN transistor (Q2) 7 of the negative feedback amplifier
A MOS (N4) 33 is provided.
【0032】次に動作を説明する。Next, the operation will be described.
【0033】負帰還増幅器36の出力電圧を定電流源回
路37に供給し定電流を生成する。この定電流を鋸波発
生器回路38の2つの鋸波発生器38A,38Bに供給
して鋸波を生成する。この2つの鋸波を合成器39で合
成し、Peak Hold回路40でPeak Hol
dして負帰還増幅器36の反転入力端子にフィードバッ
クし、基準電圧源の基準電圧Vref.2と比較する。The output voltage of the negative feedback amplifier 36 is supplied to a constant current source circuit 37 to generate a constant current. This constant current is supplied to two sawtooth generators 38A and 38B of the sawtooth generator circuit 38 to generate a sawtooth wave. The two sawtooth waves are synthesized by the synthesizer 39, and the Peak Hold circuit 40 generates Peak Hol
d, and feeds back to the inverting input terminal of the negative feedback amplifier 36, so that the reference voltage Vref. Compare with 2.
【0034】この帰還ループでは、Peak Hold
電圧=Vref.の関係が成立する電圧で安定するよう
に内蔵容量(図1の第2の容量(C2)20及び第3の
容量(C3)22)の充電電流(図1のIP4D、IP
5D)を制御する。In this feedback loop, Peak Hold
Voltage = Vref. The charging currents (IP4D, IP4 in FIG. 1) of the built-in capacitors (the second capacitor (C2) 20 and the third capacitor (C3) 22 in FIG. 1) are stabilized so as to stabilize at a voltage where
5D).
【0035】この充電電流IP4D、IP5Dにより生
成された電流を第1及び第2の定電流出力34,35が
出力される。The first and second constant current outputs 34 and 35 output the current generated by the charging currents IP4D and IP5D.
【0036】次に、充電電流IP4D、IP5Dの制御
の説明に移る。Next, control of the charging currents IP4D and IP5D will be described.
【0037】IP4D、IP5Dの基本電流は負帰還増
幅器36出力と第2の抵抗(R2)13から生成され
る。The basic current of IP4D and IP5D is generated from the output of the negative feedback amplifier 36 and the second resistor (R2) 13.
【0038】図1で示した鋸波発生器38の出力である
図1のA点の電位VrefA及びB点の電位VrefB
はそれぞれ次の第3式及び第4式となり、またVref
A及びVrefBとPeak Hold電圧及び基準電
源の基準電圧Vrefとの関係は第5式で現わされる。The potential VrefA at point A and the potential VrefB at point B in FIG. 1 which are the outputs of the sawtooth wave generator 38 shown in FIG.
Are respectively the following equations (3) and (4), and Vref
The relationship between A and VrefB and the Peak Hold voltage and the reference voltage Vref of the reference power supply is expressed by the following equation (5).
【0039】[0039]
【式3】 (Equation 3)
【0040】[0040]
【式4】 (Equation 4)
【0041】[0041]
【式5】 (Equation 5)
【0042】ここで、t=基準クロックの1/2周期で
あり、C2,C3はそれぞれ第2及び第3の容量(C
2,C3)20,22の容量値である。Here, t = 1 / cycle of the reference clock, and C2 and C3 are the second and third capacitors (C
2, C3) are capacitance values of 20, 22.
【0043】この式中のtの値に定数とみなせる程の精
度を持たせた場合、第5式の関係よりVrefAとVr
efBは基準電圧源2の基準電圧Vrefと等しく、常
に一定であるから、充電電流IP4D、IP5Dは第2
の抵抗13のばらつきをも吸収し、常に内蔵容量である
第2及び第3の容量(C2,C3)20,22の容量値
C2,C3に比例する。If the value of t in this equation is given such accuracy that it can be regarded as a constant, VrefA and Vr
Since efB is equal to the reference voltage Vref of the reference voltage source 2 and is always constant, the charging currents IP4D and IP5D are equal to the second.
, And is always proportional to the capacitance values C2 and C3 of the second and third capacitances (C2 and C3) 20, 22 which are built-in capacitances.
【0044】また、図2には、基準クロック信号(Cl
ock IN)の波形、VrefAの波形、VrefB
の波形、合成器により合成された波形、Peak Ho
ld回路によりPeak Holdされた電圧が示され
ている。FIG. 2 shows a reference clock signal (Cl
ock IN) waveform, VrefA waveform, VrefB
, The waveform synthesized by the synthesizer, Peak Ho
The voltage peak-held by the ld circuit is shown.
【0045】次ぎに本発明の実施の形態を2次ローパス
フィルターに適用した例について説明する。図4は、図
1乃至図3に示すCR補正定電流回路と同一の半導体チ
ップに形成された、2次ローパスフィルターのブロック
図であり、図5はその2ポートを示す図である。又、図
6はこの2次ローパスフィルターの内の1次分のフィル
ターを示す回路図である。Next, an example in which the embodiment of the present invention is applied to a secondary low-pass filter will be described. FIG. 4 is a block diagram of a secondary low-pass filter formed on the same semiconductor chip as the CR correction constant current circuit shown in FIGS. 1 to 3, and FIG. 5 is a diagram showing two ports thereof. FIG. 6 is a circuit diagram showing a first-order filter of the second-order low-pass filter.
【0046】ICにフィルターを内蔵する場合には、A
mp(増幅器)の相互コンダクタンスgmをインピーダ
ンス成分として、内蔵容量との間でフィルター動作をさ
せる。When a filter is built in an IC, A
Using the mutual conductance gm of the mp (amplifier) as an impedance component, a filter operation is performed with the built-in capacitance.
【0047】図4及び図5に示すように、フィルターの
入力端(Filter IN)46と出力端(Filt
er OUT)47との間に2つのAmp(gm10と
gm20)及び2つの内蔵容量(C10とC20)から
2次ローパスフィルターを構成し、この内の1つのAm
pと1つの内蔵容量とが1次分のフィルターになってい
る。As shown in FIGS. 4 and 5, the input end (Filter IN) 46 of the filter and the output end (Filter)
er OUT) 47, a second-order low-pass filter is formed from two Amps (gm10 and gm20) and two built-in capacitors (C10 and C20), and one of these Am
p and one built-in capacitance form a first-order filter.
【0048】図6(A)はgm10とC10による1次
分のフィルターを示す。gm20とC20による1次分
のフィルターも同様である。図6(B)は図6(A)の
B部を詳細に示した回路図である。FIG. 6A shows a first-order filter using gm10 and C10. The same applies to the first-order filter using gm20 and C20. FIG. 6B is a circuit diagram showing a portion B in FIG. 6A in detail.
【0049】相互コンダクタンスgm10は次ぎの第6
式で示される。The transconductance gm10 is determined by the following sixth
It is shown by the formula.
【0050】[0050]
【式6】 尚、第6式において、R10は抵抗R10の抵抗値、k
はボルツマン定数、Tは絶対温度、qは1電子の電荷量
である。ここで、IINTはR10と同じ種類の抵抗か
ら生成される電流であり、R10×IINTは一定とな
る。上記回路が一般的なものであり、それぞれの1次分
のフィルターのIEXTに相当する電流を図1の第1の
出力34から供給し、もう1つの1次分のフィルターの
IEXTに相当する電流を図1の第2の出力35から供
給する。具体的には、図4又は図6(B)に示すよう
に、それぞれの1次分のフィルタに対して、NPNトラ
ンジスタQ30,Q40,Q50、抵抗R20,R30
からなるカレントミラー回路が設けられ、その入力端に
図1の第1の出力34,第2の出力が35がそれぞれ入
力される。先に示したように、2次ローパスフィルター
のカットオフ周波数fC は第1式となり、フイルターの
位相phは第2式となる。(Equation 6) In the sixth equation, R10 is the resistance value of the resistor R10, k
Is the Boltzmann constant, T is the absolute temperature, and q is the amount of charge of one electron. Here, IINT is a current generated from the same type of resistor as R10, and R10 × IINT is constant. The above circuit is general, and supplies a current corresponding to IEXT of each primary filter from the first output 34 of FIG. 1 and a current corresponding to IEXT of another primary filter. From the second output 35 of FIG. Specifically, as shown in FIG. 4 or FIG. 6B, NPN transistors Q30, Q40, Q50, resistors R20, R30
The first output 34 and the second output 35 of FIG. 1 are input to the input terminals of the current mirror circuit, respectively. As described above, the cutoff frequency f C of the secondary low-pass filter is given by the first equation, and the phase ph of the filter is given by the second equation.
【式1】 (Equation 1)
【0051】[0051]
【式2】 (Equation 2)
【0052】ここで、C10,C20はそれぞれ1次分
フィルタの容量C10,C20の容量値、gm10,g
m20はそれぞれ1次分フィルタの相互コンダクタン
ス、ωは角速度である。Here, C10 and C20 are the capacitance values of the capacitances C10 and C20 of the primary filters, gm10 and gm, respectively.
m20 is the mutual conductance of the first order filter, and ω is the angular velocity.
【0053】このように、フィルターのカットオフ周波
数fC もフィルターの位相phもgmとCの比で決定さ
れる。As described above, both the cut-off frequency f C of the filter and the phase ph of the filter are determined by the ratio of gm and C.
【0054】2次ローパスフィルターの内蔵容量C1
0,C20の容量値C10,C20と同じ半導体チップ
内に形成される図1の第2及び第3の内蔵容量(C2,
C3)20,22のC2,C3は同様にばらつくから、
第2及び第3の内蔵容量(C2,C3)20,22の充
電電流により生成された定電流34,35を供給してI
EXTとすれば、内蔵容量C10,C20の容量値のば
らつきをgm10,gm20で相殺するように作用する
ことになり、内蔵容量C10,C20のばらつきによる
カットオフ周波数fC や位相phの変動を抑制すること
ができ、従来技術のようにダミーフィルターをわざわざ
用いなくとも同等の補正効果を得る事ができる。Built-in capacitance C1 of secondary low-pass filter
The second and third built-in capacitances (C2, C2) of FIG. 1 formed in the same semiconductor chip as the capacitance values C10, C20 of 0, C20.
C3) Since C2 and C3 of 20, 22 vary similarly,
The constant currents 34 and 35 generated by the charging currents of the second and third built-in capacitors (C2 and C3) 20 and 22 are supplied to
In the case of EXT, variations in capacitance values of the built-in capacitors C10 and C20 act so as to be offset by gm10 and gm20, and variations in the cutoff frequency f C and phase ph due to the variations in the built-in capacitors C10 and C20 are suppressed. Thus, the same correction effect can be obtained without using a dummy filter as in the related art.
【0055】また、基準信号としてクロック信号を使用
するため、補正のため特別に正弦波を生成せずとも、I
Cが使用されるセットのシステムクロックで代用でき、
広範囲な応用が実現できる。Further, since a clock signal is used as a reference signal, even if a sine wave is not generated for correction,
The set of system clocks where C is used can be substituted,
A wide range of applications can be realized.
【0056】次に実施の形態において鋸波発生器回路3
8に2組みの鋸波発生器38A、38Bを装備する理由
を説明する。Next, in the embodiment, the sawtooth wave generator circuit 3
8 explains why two sets of sawtooth generators 38A and 38B are provided.
【0057】図1(B)の鋸波生成と記した個所のタイ
ミングチャートを参照すると、基準信号であるクロック
信号が1相とすると、出力される鋸波はクロック信号の
半周期分しか使用していない。Referring to the timing chart of FIG. 1B, where the sawtooth wave is generated, if the clock signal as the reference signal has one phase, the output sawtooth wave uses only a half cycle of the clock signal. Not.
【0058】この場合は、Peak Hold回路40
では基準クロックの1周期に1度しかサンプリングの機
会がなく、それに耐えられるだけの平滑能力が要求さ
れ、平滑用の第4の容量(C4)32の値は相応の値が
必要となる。In this case, the Peak Hold circuit 40
In this case, sampling is performed only once in one cycle of the reference clock, and a smoothing ability enough to withstand the sampling is required, and the value of the fourth capacitor (C4) 32 for smoothing needs to be an appropriate value.
【0059】しかし本発明の実施の形態のようにクロッ
ク信号を2相とし、第1のインバータ(INV1)23
により位相を180度ずらして入力すると、2つの鋸波
出力も位相が180度ずれて出力される。However, as in the embodiment of the present invention, the clock signal has two phases and the first inverter (INV1) 23
, The two sawtooth outputs are also output with the phases shifted by 180 degrees.
【0060】この2つの出力を合成器39で合成する
と、Peak Hold回路40では基準クロックの1
周期の間に2度のサンプリングの機会が与えられ、平滑
用の第4の容量(C4)32の値を基準クロックを1相
しか使用しない時と比べて半分の値で同等の平滑能力を
得ることができる。When these two outputs are combined by the combiner 39, the Peak Hold circuit 40 outputs the reference clock 1
Two sampling opportunities are given during the period, and the same value of the fourth capacitor (C4) 32 for smoothing is obtained with half the value of the case where only one phase of the reference clock is used to obtain the same smoothing capability. be able to.
【0061】通常、平滑容量は鋸波生成用の容量の10
倍以上の容量値を必要とするため、たとえ鋸波発生器を
2組み装備したとしても、平滑容量が半減できるならば
素子面積の縮退ができる。Normally, the smoothing capacity is 10 times the capacity for generating the sawtooth wave.
Since the capacitance value is required twice or more, even if two sets of sawtooth generators are provided, if the smoothing capacitance can be reduced by half, the element area can be reduced.
【0062】尚、本発明のCR補正定電流回路をフィル
ター、特に2次ローパスフィルターに適用した場合を説
明したが、本発明のCR補正定電流回路を定電流を必要
とするCR遅延回路(モノマルチ系)やCR発信機の発
信周波数の補正、発信周波数の設定に適用することも可
能である。Although the case where the CR correction constant current circuit of the present invention is applied to a filter, particularly a secondary low-pass filter, has been described, the CR correction constant current circuit of the present invention is applied to a CR delay circuit (mono circuit) requiring a constant current. It is also possible to apply to the correction of the transmission frequency of the multi-system) or the CR transmitter and the setting of the transmission frequency.
【0063】[0063]
【発明の効果】以上説明したように、本発明では負帰還
増幅器→定電流源回路→鋸波発生器回路→ピークホール
ド回路→負帰還増幅器の帰還ループを構成し、この帰還
ループ内に位置する定電流源回路から補正出力を出力し
ているから、素子面積の増加を伴うダミーフィルターを
用いなくとも精度の高い補正を可能にする。As described above, according to the present invention, a feedback loop of a negative feedback amplifier → constant current source circuit → sawtooth generator circuit → peak hold circuit → negative feedback amplifier is formed and located in this feedback loop. Since the correction output is output from the constant current source circuit, highly accurate correction can be performed without using a dummy filter that involves an increase in element area.
【0064】また、基準信号としてクロック信号を用い
ることができるから、この場合はICが使用されるセッ
トのシステムクロックで代用でき、広範囲な応用が実現
できる。Further, since a clock signal can be used as a reference signal, in this case, a set of system clocks in which an IC is used can be substituted, and a wide range of applications can be realized.
【0065】さらに、2組みの鋸波発生器を装備するこ
とができるから、この場合はPeak Hold回路の
平滑容量を半減することができ、この点からもICの高
集積化が実現できる。Further, since two sets of sawtooth generators can be provided, the smoothing capacity of the Peak Hold circuit can be reduced by half in this case, and from this point of view, high integration of the IC can be realized.
【図1】本発明の実施の形態のCR補正定電流回路を示
す回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram showing a CR correction constant current circuit according to an embodiment of the present invention.
【図2】図1における電圧波形を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a voltage waveform in FIG.
【図3】本発明の実施の形態のCR補正定電流回路を示
すブロック図である。FIG. 3 is a block diagram showing a CR correction constant current circuit according to the embodiment of the present invention.
【図4】本発明の実施の形態が適用する例として示した
2次ローパスフィルターのブロック図である。FIG. 4 is a block diagram of a second-order low-pass filter shown as an example to which the embodiment of the present invention is applied;
【図5】図4の2次ローパスフィルターを2ポートで示
す図である。FIG. 5 is a diagram showing the second-order low-pass filter of FIG. 4 with two ports.
【図6】(A)は2次ローパスフィルターの内の1次分
のフィルターを示す回路図、(B)は(A)のB部の詳
細図である。FIG. 6A is a circuit diagram showing a first-order filter of a secondary low-pass filter, and FIG. 6B is a detailed diagram of a portion B in FIG.
【図7】従来技術のCR補正定電流回路を示すブロック
図(A)及び波形図(B)であFIG. 7 is a block diagram (A) and a waveform diagram (B) showing a CR correction constant current circuit according to the related art.
【図8】他の従来技術のCR補正定電流回路を示すブロ
ック図である。FIG. 8 is a block diagram showing another conventional CR correction constant current circuit.
1 VCC 2 基準電圧 3 クロック信号 4 第1のPMOS(P1) 5 第2のPMOS(P2) 6 第1のNPNトランジスタ(Q1) 7 第2のNPNトランジスタ(Q2) 8 第1の抵抗(R1) 9 第1の定電流源(I1) 10 第2の定電流源(I2) 11 第1の容量(C1) 12 第1のNMOS(N1) 13 第2の抵抗(R2) 14 第3のPMOS(P3) 15 第4のPMOS(P4) 16 第5のPMOS(P5) 17 第6のPMOS(P6) 18 第7のPMOS(P7) 19 第2のNMOS(N2) 20 第2の容量(C2) 21 第3のNMOS(N3) 22 第3の容量(C3) 23 第1のインバータ(INV1) 24 第8のPMOS(P8) 25 第9のPMOS(P9) 26 第3のNPNトランジスタ(Q3) 27 第4のNPNトランジスタ(Q4) 28 第5のNPNトランジスタ(Q5) 29 第3の抵抗(R3) 30 第3の定電流源(I3) 31 第4の定電流源(I4) 32 第4の容量(C4) 33 第4のNMOS(N4) 34 第1の出力 35 第2の出力 36 負帰還増幅器 37 定電流源回路 38 鋸波発生器回路 38A 第1の鋸波発生器 38B 第2の鋸波発生器 39 合成器 40 Peak Hold回路 46 フィルターの入力端 47 フィルターの出力端 51 第1の出力 52 第2の出力 56 負帰還増幅器 57 三角波発生器 58 Peak Hold回路 59 定電流源 62 正弦波の基準信号 63 ダミーフィルター 64 位相比較器 65 定電流源 66 フィルターの入力端 67 信号処理用のフィルター 68 フィルターの出力端 Reference Signs List 1 VCC 2 reference voltage 3 clock signal 4 first PMOS (P1) 5 second PMOS (P2) 6 first NPN transistor (Q1) 7 second NPN transistor (Q2) 8 first resistor (R1) Reference Signs List 9 first constant current source (I1) 10 second constant current source (I2) 11 first capacitor (C1) 12 first NMOS (N1) 13 second resistor (R2) 14 third PMOS ( P3) 15 Fourth PMOS (P4) 16 Fifth PMOS (P5) 17 Sixth PMOS (P6) 18 Seventh PMOS (P7) 19 Second NMOS (N2) 20 Second capacitance (C2) 21 third NMOS (N3) 22 third capacitor (C3) 23 first inverter (INV1) 24 eighth PMOS (P8) 25 ninth PMOS (P9) 26 third NPN transistor (Q3 27 Fourth NPN transistor (Q4) 28 Fifth NPN transistor (Q5) 29 Third resistor (R3) 30 Third constant current source (I3) 31 Fourth constant current source (I4) 32 Fourth Capacitance (C4) 33 Fourth NMOS (N4) 34 First output 35 Second output 36 Negative feedback amplifier 37 Constant current source circuit 38 Saw wave generator circuit 38A First saw wave generator 38B Second saw Wave generator 39 Synthesizer 40 Peak Hold circuit 46 Input terminal of filter 47 Output terminal of filter 51 First output 52 Second output 56 Negative feedback amplifier 57 Triangular wave generator 58 Peak Hold circuit 59 Constant current source 62 Sinusoidal wave Reference signal 63 Dummy filter 64 Phase comparator 65 Constant current source 66 Input terminal of filter 67 Filter for signal processing 68 Output of filter End
Claims (6)
力電圧を入力する定電流源回路と、前記定電流源回路に
より生成された定電流を入力する鋸波発生器回路と、前
記鋸波発生器回路で生成された鋸波を入力するピークホ
ールド回路と、前記ピークホールド回路から前記負帰還
増幅器に帰還する手段とを有して帰還ループを構成し、
前記帰還ループ内に位置する前記定電流源回路から定電
流を出力する手段を有することを特徴とするCR補正定
電流回路。1. A negative feedback amplifier, a constant current source circuit for inputting an output voltage of the negative feedback amplifier, a sawtooth generator circuit for inputting a constant current generated by the constant current source circuit, and the sawtooth wave A peak hold circuit for inputting the sawtooth wave generated by the generator circuit, and a feedback loop having means for feeding back from the peak hold circuit to the negative feedback amplifier,
A CR correction constant current circuit, comprising: means for outputting a constant current from the constant current source circuit located in the feedback loop.
力し、前記定電流と前記クロック信号により前記鋸波を
生成することを特徴とする請求項1記載のCR補正定電
流回路。2. The CR correction constant current circuit according to claim 1, wherein a clock signal is inputted to said sawtooth wave generator circuit, and said sawtooth wave is generated by said constant current and said clock signal.
鋸波発生器が形成されており、前記第1及び第2の鋸波
発生器によりそれぞれ生成された鋸波を合成器で合成し
た後、前記ピークホールド回路に入力することを特徴と
する請求項1記載のCR補正定電流回路。3. A sawtooth wave generator circuit includes first and second sawtooth wave generators. The sawtooth waves generated by the first and second sawtooth generators are combined by a synthesizer. 2. The CR correction constant current circuit according to claim 1, wherein the signal is input to the peak hold circuit after being combined.
入力し、前記第2の鋸波発生器に前記クロック信号をイ
ンバータを介して入力することを特徴とする請求項3記
載のCR補正定電流回路。4. A CR according to claim 3, wherein a clock signal is input to said first sawtooth generator, and said clock signal is input to said second sawtooth generator via an inverter. Correction constant current circuit.
流により前記出力が生成されることを特徴とする請求項
1記載のCR補正定電流回路。5. The CR correction constant current circuit according to claim 1, wherein said output is generated by a charging current of a built-in capacitance in said constant current source circuit.
た2次フィルターの定電流として供給することを特徴と
する請求項1記載のCR補正定電流回路。6. The CR correction constant current circuit according to claim 1, wherein said output is supplied as a constant current of a secondary filter formed on the same semiconductor chip.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14520899A JP3302941B2 (en) | 1999-05-25 | 1999-05-25 | CR correction constant current circuit |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2014030350A1 (en) * | 2012-08-23 | 2014-02-27 | 日本電気株式会社 | Harmonic mixer circuit and method for controlling same |
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1999
- 1999-05-25 JP JP14520899A patent/JP3302941B2/en not_active Expired - Fee Related
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WO2014030350A1 (en) * | 2012-08-23 | 2014-02-27 | 日本電気株式会社 | Harmonic mixer circuit and method for controlling same |
JP5843018B2 (en) * | 2012-08-23 | 2016-01-13 | 日本電気株式会社 | Harmonic mixer circuit and control method thereof |
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