JP2005057627A - Peak detection circuit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、バーストモードの光通信システム等において使用されるピーク検出回路に関するものである。 The present invention relates to a peak detection circuit used in a burst mode optical communication system or the like.
光通信システムに用いられる光受信回路では、光ファイバからの光信号がフォトダイオードにより電流に変換された後、トランスインピーダンスアンプにより電圧信号に変換されるが、この電圧信号は光入力が最小受光レベル付近では非常に微小なため、増幅器により増幅する必要がある。 In an optical receiving circuit used in an optical communication system, an optical signal from an optical fiber is converted into a current by a photodiode, and then converted into a voltage signal by a transimpedance amplifier. Since it is very small in the vicinity, it needs to be amplified by an amplifier.
しかし、トランスインピーダンスアンプの出力信号はシングル出力なので、通常の差動増幅器で増幅するためには信号に対するレファレンス電圧を生成する必要がある。特にバーストモード伝送においては、入力信号を受信し始めてから非常に短い時間でデータを回復する必要があるため、このレファレンス電圧を瞬時に生成する必要があり、このため超高速動作が可能なピーク検出回路が必要不可欠となっている。 However, since the output signal of the transimpedance amplifier is a single output, it is necessary to generate a reference voltage for the signal in order to amplify with a normal differential amplifier. Especially in burst mode transmission, it is necessary to recover data in a very short time after receiving an input signal, so this reference voltage must be generated instantaneously. Circuits are indispensable.
従来のピーク検出回路は、電圧/電流変換部、ダイオード等の単方向導通素子、保持容量、バッファ回路等により構成されている(非特許文献1の図7参照)。このピーク検出回路の動作は、まず入力電圧と出力電圧とを電圧/電流変換部で比較し、入力電圧が出力電圧より高い場合は単方向導通素子を通じて保持容量をチャージして出力電圧を上昇させる。そして、入力電圧と出力電圧とが等しくなった時点で充電が終了し、入力信号の最大値が検出され、そして保持されるというものである。
しかしながら、上記従来のピーク検出回路の構成では、高速動作が困難であるという課題があった。その理由は、電圧/電流変換部の応答が遅いことにある。すなわち、電圧/電流変換部は、電流源によりバイアスされた差動ペアトランジスタと、これらのトランジスタとは逆極性のトランジスタとによるカレントミラー回路により構成されるが、このカレントミラー回路の応答遅延により、差動トランジスタペアの2つのトランジスタに流れる電流の差電流を瞬時に生成出力することができず、入力電圧と出力電圧との正確な差電圧に応じた電流で保持容量を充電することができない。このため、超高速動作では、出力電圧が入力電圧のピークに到達する前に充電が終了してしまい、大きなオフセットが生じてしまう問題があった。 However, the configuration of the conventional peak detection circuit has a problem that high-speed operation is difficult. The reason is that the response of the voltage / current converter is slow. That is, the voltage / current conversion unit is configured by a current mirror circuit composed of a differential pair transistor biased by a current source and a transistor having a polarity opposite to that of the transistor, but due to a response delay of the current mirror circuit, The difference current between the currents flowing through the two transistors of the differential transistor pair cannot be generated and output instantaneously, and the storage capacitor cannot be charged with a current according to the exact difference voltage between the input voltage and the output voltage. For this reason, the ultra-high speed operation has a problem that charging is terminated before the output voltage reaches the peak of the input voltage, resulting in a large offset.
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、高精度かつ超高速動作が可能なピーク検出回路を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a peak detection circuit capable of high-precision and ultrahigh-speed operation.
上記の目的を達成するために、本発明に係る第1のピーク検出回路は、ゲートが入力端子に接続されたトランジスタと、該トランジスタのソースに接続された第1の容量と、該第1の容量に並列に接続された第1のスイッチと、前記第1の容量に保持された電圧が入力されるバッファ回路と、該バッファ回路の出力と出力端子との間に接続された第2の容量と、前記入力端子と前記出力端子との間に接続された第2のスイッチとを備えた構成とするものである。 In order to achieve the above object, a first peak detection circuit according to the present invention includes a transistor having a gate connected to an input terminal, a first capacitor connected to a source of the transistor, and the first peak detection circuit. A first switch connected in parallel to the capacitor; a buffer circuit to which a voltage held in the first capacitor is input; and a second capacitor connected between an output and an output terminal of the buffer circuit And a second switch connected between the input terminal and the output terminal.
また、本発明に係る第2のピーク検出回路は、ゲートが入力端子に接続された第1のトランジスタと、該第1のトランジスタのソースに接続された容量と、該容量に並列に接続されたスイッチと、前記容量に保持された電圧が非反転入力端子に入力された演算増幅器と、該演算増幅器の出力端子がゲートに、その反転入力端子がソースにそれぞれ接続された第2のトランジスタと、該第2のトランジスタのソースに接続されたバイアス回路とを備えた構成とするものである。 The second peak detection circuit according to the present invention includes a first transistor whose gate is connected to the input terminal, a capacitor connected to the source of the first transistor, and a capacitor connected in parallel to the capacitor. A switch, an operational amplifier in which the voltage held in the capacitor is input to a non-inverting input terminal, a second transistor having an output terminal of the operational amplifier connected to a gate, and an inverting input terminal connected to a source; And a bias circuit connected to the source of the second transistor.
また、本発明に係る第3のピーク検出回路は、各々2つの入力を有するコンパレータと、該コンパレータの出力に応じて開閉が制御されるスイッチと、該スイッチに縦続接続された電流源とで構成され、前記コンパレータの比較結果に応じて出力電流が制御される複数の電流出力回路と、容量と、1つの入力とレベルシフト量の異なる複数の出力とを有するレベルシフト回路とを備えたものであって、前記複数の電流出力回路の各コンパレータの一方の入力が前記ピーク検出回路の入力端子に接続され、各電流出力回路の出力が前記容量に接続され、前記容量に保持された電圧が前記レベルシフト回路に入力され、前記レベルシフト回路の複数の出力がそれぞれ前記複数の電流出力回路の各コンパレータの他方の入力に接続された構成とするものである。 The third peak detection circuit according to the present invention includes a comparator having two inputs, a switch whose opening / closing is controlled according to the output of the comparator, and a current source connected in cascade to the switch. And a plurality of current output circuits whose output currents are controlled according to the comparison result of the comparator, and a level shift circuit having a capacity, one input, and a plurality of outputs having different level shift amounts. And one input of each comparator of the plurality of current output circuits is connected to an input terminal of the peak detection circuit, an output of each current output circuit is connected to the capacitor, and a voltage held in the capacitor is Input to the level shift circuit, and a plurality of outputs of the level shift circuit are respectively connected to the other input of each comparator of the plurality of current output circuits Than it is.
また、本発明に係る第4のピーク検出回路は、2つの入力を有するコンパレータと、各々差動スイッチと該差動スイッチの入力に接続された電流源とで構成された複数のスイッチ制御電流源と、容量と、バッファ回路とを備えたものであって、前記差動スイッチは、ソースが互いに結合された2つのトランジスタを有し、当該ソースを入力端子とし、一方のトランジスタのゲートを制御端子とし、他方のトランジスタのゲートには所定の電圧が与えられ、いずれか一方のトランジスタのドレインを出力端子とするスイッチであり、前記ピーク検出回路の入力端子が前記コンパレータの一方の入力に接続され、前記コンパレータの出力が前記複数のスイッチ制御電流源の各々の差動スイッチの制御端子に接続され、前記複数のスイッチ制御電流源の各々の出力が前記容量に接続され、前記容量に保持された電圧が前記バッファ回路に入力され、前記バッファ回路の出力が前記コンパレータの他方の入力に接続され、前記複数のスイッチ制御電流源の各差動スイッチにはそれぞれ異なる所定の電圧が与えられる構成とするものである。 A fourth peak detection circuit according to the present invention includes a plurality of switch control current sources each including a comparator having two inputs, a differential switch, and current sources connected to the inputs of the differential switch. The differential switch includes two transistors whose sources are coupled to each other, the source serving as an input terminal, and the gate of one of the transistors serving as a control terminal A predetermined voltage is applied to the gate of the other transistor, the switch having the drain of one of the transistors as an output terminal, and the input terminal of the peak detection circuit is connected to one input of the comparator, The output of the comparator is connected to the control terminal of each differential switch of the plurality of switch control current sources, and the plurality of switch control currents Are connected to the capacitor, the voltage held in the capacitor is input to the buffer circuit, the output of the buffer circuit is connected to the other input of the comparator, and the plurality of switch control current sources Each differential switch is configured to be given a different predetermined voltage.
また、本発明に係る第5のピーク検出回路は、2つの入力を有するコンパレータと、差動スイッチと該差動スイッチの入力に接続された電流源とで構成されたスイッチ制御電流源と、容量と、バッファ回路とを備えたものであって、前記差動スイッチは、ソースが互いに結合された2つのトランジスタを有し、当該ソースを入力端子とし、一方のトランジスタのゲートを制御端子とし、他方のトランジスタのゲートには所定の電圧が与えられ、いずれか一方のトランジスタのドレインを出力端子とするスイッチであり、前記ピーク検出回路の入力端子が前記コンパレータの一方の入力に接続され、前記コンパレータの出力が前記スイッチ制御電流源の差動スイッチの制御端子に接続され、前記スイッチ制御電流源の出力が前記容量に接続され、前記容量に保持された電圧が前記バッファ回路に入力され、前記バッファ回路の出力が前記コンパレータの他方の入力に接続され、かつ前記スイッチ制御電流源の差動スイッチに与えられる所定の電圧は前記容量に保持された電圧に応じて変化するように構成されたものである。 The fifth peak detection circuit according to the present invention includes a comparator having two inputs, a switch control current source including a differential switch and a current source connected to the input of the differential switch, and a capacitor. And the buffer circuit, wherein the differential switch includes two transistors whose sources are coupled to each other, the source serving as an input terminal, the gate of one transistor serving as a control terminal, and the other A predetermined voltage is applied to the gate of the transistor, and the drain of one of the transistors is an output terminal. The input terminal of the peak detection circuit is connected to one input of the comparator. The output is connected to the control terminal of the differential switch of the switch control current source, and the output of the switch control current source is connected to the capacitor. The voltage held in the capacitor is input to the buffer circuit, the output of the buffer circuit is connected to the other input of the comparator, and the predetermined voltage supplied to the differential switch of the switch control current source is the capacitor It is configured to change according to the voltage held in the circuit.
本発明に係る第1のピーク検出回路によれば、高速かつ低消費電力動作のピーク検出が可能となる。 According to the first peak detection circuit of the present invention, it is possible to detect a peak at high speed and low power consumption.
また、本発明に係る第2のピーク検出回路によれば、1つの容量及び1つのスイッチで、上記第1のピーク検出回路と同等の効果を実現できる。 Also, according to the second peak detection circuit of the present invention, the same effect as the first peak detection circuit can be realized with one capacitor and one switch.
また、本発明に係る第3のピーク検出回路によれば、高速かつ高精度のピーク検出動作を実現できる。 Moreover, according to the third peak detection circuit of the present invention, a high-speed and highly accurate peak detection operation can be realized.
また、本発明に係る第4のピーク検出回路によれば、1つのコンパレータで上記第3のピーク検出回路と同等の効果を実現できる。 Further, according to the fourth peak detection circuit of the present invention, the same effect as the third peak detection circuit can be realized with one comparator.
また、本発明に係る第5のピーク検出回路によれば、高精度のピーク検出動作を実現できる。 Moreover, according to the fifth peak detection circuit of the present invention, a highly accurate peak detection operation can be realized.
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態を詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(実施の形態1)
図1に、本発明の実施の形態1に係るピーク検出回路を示す。ここでは、最大値検出回路を例にしている。図1に基づいて構成を説明すると、NMOSトランジスタ2のゲートには入力端子1が、ドレインには高電位側電源Vddがそれぞれ接続され、そのソースと低電位側電源Vssとの間には、第1の容量3及び第1のスイッチ4が接続されている。第1の容量3に保持された電圧Vcは、PMOSトランジスタ5aとバイアス電流源5bとにより構成されたソースフォロワによるバッファ回路5の入力端子、すなわちPMOSトランジスタ5aのゲートに与えられている。そして、このバッファ回路5の出力端子(PMOSトランジスタ5aのソース)と出力端子8との間に第2の容量6が接続され、また、入力端子1と出力端子8との間には第2のスイッチ7が接続されている。以下の説明では、入力端子1の電圧すなわち入力端子電圧をVinとし、出力端子8の電圧すなわち出力端子電圧をVoutとする。また、NMOSトランジスタ2の閾値電圧をVthとする。
(Embodiment 1)
FIG. 1 shows a peak detection circuit according to
本実施の形態1の動作を、図2に基づいて説明する。まず、入力が無信号のとき、第1のスイッチ4を閉じて第1の容量3をディスチャージする。ディスチャージ終了後に第1のスイッチ4を開くと、NMOSトランジスタ2により第1の容量3が急速に充電されるが、入力端子1の電圧と第1の容量3に保持された電圧Vcとの差電圧がNMOSトランジスタ2の閾値電圧Vthに到達すると、NMOSトランジスタ2はカットオフとなり充電は終了する。
The operation of the first embodiment will be described with reference to FIG. First, when the input is no signal, the first switch 4 is closed to discharge the
次に、第2のスイッチ7を閉じると、入力端子1と出力端子8とがショートされるので、バッファ回路5の出力電圧(PMOSトランジスタ5aのソース電圧)と入力端子1の電圧との差電圧が第2の容量6に加わり、第2のスイッチ7を開いた時点でこの差電圧、すなわちオフセット電圧が第2の容量6に保持される。
Next, when the
そして、入力信号が入力されると、入力端子1の電圧Vinの最大値に応じて第1の容量3の保持電圧Vcが変化するが、この保持電圧Vcに常に第2の容量6に保持されたオフセット電圧が加算されて出力されるので、出力端子8の電圧Voutは常に入力端子電圧Vinの正確な最大値となる。
When an input signal is input, the holding voltage Vc of the
以上説明したように本実施の形態1では、従来のピーク検出回路とは違って電圧/電流変換回路を用いず、ゲートに入力信号が与えられたトランジスタ2のドレイン電流で急速に第1の容量3を充電し、しかも入出力間のオフセット電圧は第2の容量6によりキャンセルされるので、高精度かつ高速なピーク検出が可能となる。
As described above, in the first embodiment, unlike the conventional peak detection circuit, the first capacitor is rapidly used by the drain current of the
なお、本実施の形態1ではバッファ回路5としてソースフォロワを用いたが、演算増幅器によるボルテージフォロワを用いてもよい。この場合、更に高精度な動作を実現できる。 Although the source follower is used as the buffer circuit 5 in the first embodiment, a voltage follower using an operational amplifier may be used. In this case, a more accurate operation can be realized.
また、本実施の形態1では最大値検出回路に基づいて構成したが、最小値検出回路に基づいた回路も容易に構成できる。その場合は、図1中の全てのトランジスタの極性を入れ替え、かつ電源VddとVssとを逆にすればよい。 Further, although the first embodiment is configured based on the maximum value detection circuit, a circuit based on the minimum value detection circuit can be easily configured. In that case, the polarity of all the transistors in FIG. 1 may be switched and the power supplies Vdd and Vss may be reversed.
(実施の形態2)
図3に、本発明の実施の形態2に係るピーク検出回路を示す。ここでは、実施の形態1の場合と同様、最大値検出回路を例にしている。図3に基づいて構成を説明すると、第1のNMOSトランジスタ2のゲートには入力端子1が接続され、そのソースと低電位側電源Vssとの間には容量3及びリセット用スイッチ4が接続されている。演算増幅器9の非反転入力端子には容量3の保持電圧Vcが与えられ、当該演算増幅器9の反転入力端子には第2のNMOSトランジスタ10のソースが、当該演算増幅器9の出力端子には第2のNMOSトランジスタ10のゲート及び出力端子8がそれぞれ接続されている。第2のNMOSトランジスタ10のソースには、バイアス回路11としての定電流源が接続されている。また、第1のNMOSトランジスタ2及び第2のNMOSトランジスタ10の各々のドレインは、いずれも高電位側電源Vddに接続されている。
(Embodiment 2)
FIG. 3 shows a peak detection circuit according to the second embodiment of the present invention. Here, as in the case of the first embodiment, the maximum value detection circuit is taken as an example. The configuration will be described with reference to FIG. 3. The
ここで、第1のNMOSトランジスタ2と第2のNMOSトランジスタ10との各々のトランジスタサイズ及びレイアウトを互いに同一のものとし、バイアス回路11の定電流源の電流値を小さく設定すれば、第2のNMOSトランジスタ10のゲートソース間電圧は、第1のNMOSトランジスタ2の閾値電圧と等しくなる。しかも、演算増幅器9の作用により、その反転入力端子と非反転入力端子との各々の電圧は互いに等しくなるので、出力端子8の電圧は容量3に保持された電圧より第2のNMOSトランジスタ10のゲートソース間電圧だけ高い電圧になる。その結果、出力端子電圧Voutは常に入力端子電圧Vinの最大値となる。
Here, if the transistor sizes and layouts of the
以上説明したように本実施の形態2では、実施の形態1とは異なり1つの容量3及び1つのスイッチ4で構成することができるため、スイッチ制御信号が1つで済み、より簡単な制御信号発生回路で実施の形態1と同等の効果を得ることができる。
As described above, in the second embodiment, unlike the first embodiment, it can be configured by one
なお、本実施の形態2では最大値検出回路に基づいて構成したが、最小値検出回路に基づいた回路も容易に構成できる。その場合は、図3中の全てのトランジスタの極性を入れ替え、かつ電源VddとVssとを逆にすればよい。 Although the second embodiment is configured based on the maximum value detection circuit, a circuit based on the minimum value detection circuit can be easily configured. In that case, the polarity of all the transistors in FIG. 3 may be switched and the power supplies Vdd and Vss may be reversed.
(実施の形態3)
図4に、本発明の実施の形態3に係るピーク検出回路を示す。ここでは、最大値検出回路を例に、2個の電流出力回路を有する場合を示している。図4に基づいて構成を説明すると、2つの入力を有するコンパレータ22と、コンパレータ22の出力信号が制御端子に与えられた差動スイッチ24と、差動スイッチ24の入力端子に接続された電流源23とにより、第1の電流出力回路25が構成されている。ここで、差動スイッチ24と電流源23とは、第1のスイッチ制御電流源を構成している。同様に、差動スイッチ28及び電流源27により第2のスイッチ制御電流源が構成され、当該第2のスイッチ制御電流源とコンパレータ26とにより第2の電流出力回路29が構成されている。差動スイッチ24及び28の出力端子は、容量30及びリセット用スイッチ31に接続され、該容量30及びリセット用スイッチ31の他端は低電位側電源Vssに接続されている。容量30に保持された電圧Vcは、レベルシフト回路32及びバッファ回路33の各々の入力端子に入力されている。レベルシフト回路32は、定電流源、抵抗及びPMOSトランジスタの縦続接続により構成され、PMOSトランジスタのゲートを入力端子とし、抵抗の両端を2つの出力端子としている。また、出力端子34に接続されたバッファ回路33は、レベルシフト回路32から抵抗を削除した構成となっている。レベルシフト回路32の2つの出力電圧のうち低い方の電圧が第1の電流出力回路25中のコンパレータ22の一方の入力に接続され、高い方の電圧が第2の電流出力回路29中のコンパレータ26の一方の入力に接続され、両コンパレータ22,26の各々の他入力は入力端子21に接続されている。ここで、第2の電流出力回路29中の定電流源27の電流値I2は、第1の電流出力回路25中の定電流源23の電流値I1より大きく設定されているものとする。第1の電流出力回路25中の差動スイッチ24には電圧V1が、第2の電流出力回路29中の差動スイッチ28には電圧V2がそれぞれ与えられる。以下の説明では、入力端子21の電圧すなわち入力端子電圧をVinとし、出力端子34の電圧すなわち出力端子電圧をVoutとする。
(Embodiment 3)
FIG. 4 shows a peak detection circuit according to
本実施の形態3の動作を、図5に基づいて説明する。まず、レベルシフト回路32の低い方の電圧はVoutに等しい。したがって、第1の電流出力回路25は、VinとVoutとを比較し、VoutがVinに等しくなるまで電流を出力して容量30を充電し続ける。
The operation of the third embodiment will be described with reference to FIG. First, the lower voltage of the
一方、第2の電流出力回路29は、レベルシフト回路32の抵抗の端子間電圧をVRとすると、Vinと、VoutよりVRだけ高い電圧(Vout+VR)とを比較し、Vinの方が高い場合に電流を出力するので、VoutがVinよりVRだけ低い電圧(Vin−VR)に等しくなるまで電流を出力して容量30を充電する。
On the other hand, the second
つまり、図5中の時刻t1からt2までの期間T1では第1及び第2の電流出力回路25,29のいずれもが動作して、容量30を急速に充電する。一方、図5中の時刻t2からt3までの期間T2では第1の電流出力回路25のみが動作して、容量30をゆるやかに充電する。
That is, in the period T1 from time t1 to time t2 in FIG. 5, both the first and second
したがって、まず第2の電流出力回路29中の電流源27の大電流により容量30が急速に充電され、Voutは急速に上昇するが、時刻t2にVoutがVinよりVRだけ低い電圧(Vin−VR)に到達すると第2の電流出力回路29による充電が終了し、期間T2では第1の電流出力回路25の出力電流のみにより容量30が充電されるようになる。これにより、大電流による急速充電の場合に問題となる過充電による電圧オフセットを抑制することができ、高速かつ高精度なピーク検出が可能となる。
Accordingly, first, the
なお、本実施の形態3では電流出力回路が2個の場合について説明したが、3個以上の場合でも、レベルシフト回路32の抵抗の数を増加させることにより、本実施の形態3と同様なピーク検出回路を容易に構成することができる。
In the third embodiment, the case where there are two current output circuits has been described. Even in the case where there are three or more current output circuits, by increasing the number of resistors of the
(実施の形態4)
図6に、本発明の実施の形態4に係るピーク検出回路を示す。ここでは、最大値検出回路を例にして、2個のスイッチ制御電流源を有する場合を示している。図6に基づいて構成を説明すると、差動スイッチ24と、該差動スイッチ24の入力端子に接続された電流源23とにより、第1のスイッチ制御電流源36が構成されている。同様に、差動スイッチ28と、電流源27とにより、第2のスイッチ制御電流源37が構成されている。差動スイッチ24及び28の各々の出力端子は、容量30及びリセット用スイッチ31に接続され、該容量30及びリセット用スイッチ31の各々の他端は低電位側電源Vssに接続されている。容量30に保持された電圧Vcは、バッファ回路35の入力端子に入力されている。バッファ回路35の出力は、出力端子34に接続されるとともにコンパレータ22の一方の入力に接続され、該コンパレータ22の他入力は入力端子21に接続されている。また、該コンパレータ22の出力は、両差動スイッチ24及び28の各々の制御端子に接続されている。ここで、第2のスイッチ制御電流源37中の定電流源27の電流値I2は、第1のスイッチ制御電流源36中の定電流源23の電流値I1より大きく設定され、第2のスイッチ制御電流源37中の差動スイッチ28に与えられる電圧V2は、第1のスイッチ制御電流源36中の差動スイッチ24に与えられる電圧V1より低く設定されているものとする。
(Embodiment 4)
FIG. 6 shows a peak detection circuit according to the fourth embodiment of the present invention. Here, the case of having two switch control current sources is shown taking the maximum value detection circuit as an example. The configuration will be described with reference to FIG. 6. The first switch control
各差動スイッチ24,28から電流が出力され始める制御端子電圧は、当該差動スイッチ24,28に与えられる電圧V1,V2が低いほど低くなる。言い換えると、差動スイッチ24,28に与えられる電圧V1,V2が低いほど制御端子電圧の上昇に対してより早くスイッチがオフとなり、電流出力が得られなくなる。
The control terminal voltage at which current starts to be output from each
したがって、入力端子電圧Vinの上昇に対して、まず第2のスイッチ制御電流源37からの大きい電流値により容量30が急速に充電され、出力端子電圧Voutが急速に上昇するが、VoutがVinに到達する前にいち早く第2のスイッチ制御電流源37中の差動スイッチ28がオフとなり、第1のスイッチ制御電流源36からの電流のみによる充電となる。以上の動作により、実施の形態3と同様に、大電流による急速充電の場合に問題となる過充電による電圧オフセットを抑制することができ、高速かつ高精度なピーク検出が可能となる。
Therefore, as the input terminal voltage Vin rises, first, the
なお、本実施の形態4ではスイッチ制御電流源が2個の場合について説明したが、3個以上の場合でも、本実施の形態4と同様なピーク検出回路を容易に構成することができる。 Although the case where there are two switch control current sources has been described in the fourth embodiment, a peak detection circuit similar to that of the fourth embodiment can be easily configured even when there are three or more switch control current sources.
(実施の形態5)
図7に、本発明の実施の形態5に係るピーク検出回路を示す。ここでは、実施の形態3の構成(図4参照)に基づいた他の実施の形態を示している。本実施の形態5では、差動スイッチ用基準電圧発生回路38が付加され、差動スイッチ24,28に与えられる電圧Vswが、容量30に保持された電圧Vcに応じて変化するように構成されている。
(Embodiment 5)
FIG. 7 shows a peak detection circuit according to the fifth embodiment of the present invention. Here, another embodiment based on the configuration of the third embodiment (see FIG. 4) is shown. In the fifth embodiment, a differential switch reference
本実施の形態5の差動スイッチ用基準電圧発生回路38では、定電流源でバイアスされたPMOSトランジスタによるソース結合トランジスタペアを備え、容量30に保持された電圧Vcと所定の電圧Vrefとを比較し、容量30に保持された電圧Vcが高くなるほど、NMOSトランジスタで構成されたカレントミラー回路に入力される電流が減少し、差動スイッチ24,28に与えられる電圧Vswが上昇するように構成されている。
The differential switch reference
一方、各々2つの入力を有するコンパレータ22及び26は、最大値検出回路の場合、通常、定電流源でバイアスされたソース結合NMOSトランジスタペアとPMOSトランジスタによるアクティブ負荷とにより構成される。通常この構成では、入力電圧が高くなるほど大きい出力振幅が得られなくなるため、入力電圧が高くなるにつれてピーク検出した電圧に誤差を生じるようになる。
On the other hand, in the case of the maximum value detection circuit, the
しかしながら本実施の形態5では、差動スイッチ用基準電圧発生回路38により、容量30に保持された電圧Vcが高くなるにつれて差動スイッチ24,28に与えられる電圧Vswを高くして当該差動スイッチ24,28がオンしやすくしているので、入力端子電圧Vinが高くなるにつれて生じるコンパレータ22,26の出力振幅低減による第1及び第2の電流出力回路25,29の出力電流の減少を補うことができ、誤差の発生を抑制することが可能となる。
However, in the fifth embodiment, the differential switch reference
以上説明したように本実施の形態5では、差動スイッチ24,28に与えられる所定の電圧が、容量30に保持された電圧Vcに応じて変化するように構成することで、コンパレータ22,26の入力電圧レベルによる応答特性の変化により生じる誤動作を抑制することができる。
As described above, in the fifth embodiment, the
なお、ここでは実施の形態3に基づいた構成を示したが、実施の形態4に対しても同様に構成することができ、同様の効果を得ることができる。
In addition, although the structure based on
以上説明してきたとおり、本発明に係るピーク検出回路は高精度かつ超高速動作が可能であって、光通信システム等において有用である。 As described above, the peak detection circuit according to the present invention is capable of high-precision and ultrahigh-speed operation, and is useful in optical communication systems and the like.
1 入力端子
2,10 NMOSトランジスタ
3,6 容量
4,7 スイッチ
5 バッファ回路
5a PMOSトランジスタ
5b バイアス電流源
8 出力端子
9 演算増幅器
11 バイアス回路
21 入力端子
22,26 コンパレータ
23,27 電流源
24,28 スイッチ
25,29 電流出力回路
30 容量
31 リセット用スイッチ
32 レベルシフト回路
33,35 バッファ回路
34 出力端子
36,37 スイッチ制御電流源
38 差動スイッチ用基準電圧発生回路
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記トランジスタのソースに接続された第1の容量と、
前記第1の容量に並列に接続された第1のスイッチと、
前記第1の容量に保持された電圧が入力されるバッファ回路と、
前記バッファ回路の出力と出力端子との間に接続された第2の容量と、
前記入力端子と前記出力端子との間に接続された第2のスイッチとを備えたことを特徴とするピーク検出回路。 A transistor whose gate is connected to the input terminal;
A first capacitor connected to a source of the transistor;
A first switch connected in parallel to the first capacitor;
A buffer circuit to which a voltage held in the first capacitor is input;
A second capacitor connected between the output of the buffer circuit and an output terminal;
A peak detection circuit comprising a second switch connected between the input terminal and the output terminal.
前記バッファ回路は、ソースフォロワであることを特徴とするピーク検出回路。 The peak detection circuit according to claim 1,
The peak detection circuit, wherein the buffer circuit is a source follower.
前記バッファ回路は、ボルテージフォロワであることを特徴とするピーク検出回路。 The peak detection circuit according to claim 1,
The peak detection circuit, wherein the buffer circuit is a voltage follower.
前記第1のトランジスタのソースに接続された容量と、
前記容量に並列に接続されたスイッチと、
前記容量に保持された電圧が非反転入力端子に入力された演算増幅器と、
前記演算増幅器の出力端子がゲートに、前記演算増幅器の反転入力端子がソースにそれぞれ接続された第2のトランジスタと、
前記第2のトランジスタのソースに接続されたバイアス回路とを備えたことを特徴とするピーク検出回路。 A first transistor having a gate connected to the input terminal;
A capacitor connected to a source of the first transistor;
A switch connected in parallel to the capacitor;
An operational amplifier in which the voltage held in the capacitor is input to the non-inverting input terminal;
A second transistor having an output terminal of the operational amplifier connected to a gate and an inverting input terminal of the operational amplifier connected to a source;
A peak detection circuit comprising: a bias circuit connected to a source of the second transistor.
容量と、
1つの入力とレベルシフト量の異なる複数の出力とを有するレベルシフト回路とを備えたピーク検出回路であって、
前記複数の電流出力回路の各コンパレータの一方の入力が前記ピーク検出回路の入力端子に接続され、各電流出力回路の出力が前記容量に接続され、前記容量に保持された電圧が前記レベルシフト回路に入力され、前記レベルシフト回路の複数の出力がそれぞれ前記複数の電流出力回路の各コンパレータの他方の入力に接続された構成を有することを特徴とするピーク検出回路。 Comprising a comparator having two inputs each, a switch whose opening and closing is controlled according to the output of the comparator, and a current source cascaded to the switch, the output current is controlled according to the comparison result of the comparator A plurality of current output circuits,
Capacity,
A peak detection circuit comprising a level shift circuit having one input and a plurality of outputs having different level shift amounts,
One input of each comparator of the plurality of current output circuits is connected to the input terminal of the peak detection circuit, the output of each current output circuit is connected to the capacitor, and the voltage held in the capacitor is the level shift circuit And a plurality of outputs of the level shift circuit are connected to the other inputs of the comparators of the plurality of current output circuits, respectively.
前記スイッチは、ソースが互いに結合された2つのトランジスタを有し、当該ソースを入力端子とし、一方のトランジスタのゲートを制御端子とし、他方のトランジスタのゲートには所定の電圧が与えられ、いずれか一方のトランジスタのドレインを出力端子とする差動スイッチであることを特徴とするピーク検出回路。 The peak detection circuit according to claim 5, wherein
The switch has two transistors whose sources are coupled to each other, the source is an input terminal, the gate of one transistor is a control terminal, and a predetermined voltage is applied to the gate of the other transistor. A peak detection circuit comprising a differential switch having a drain of one transistor as an output terminal.
前記レベルシフト回路は、定電流源と、1つ以上の抵抗と、トランジスタとの縦続接続により構成されたことを特徴とするピーク検出回路。 In the peak detection circuit according to claim 5 or 6,
2. The peak detection circuit according to claim 1, wherein the level shift circuit includes a cascade connection of a constant current source, one or more resistors, and a transistor.
各々差動スイッチと、該差動スイッチの入力に接続された電流源とで構成された複数のスイッチ制御電流源と、
容量と、
バッファ回路とを備えたピーク検出回路であって、
前記差動スイッチは、ソースが互いに結合された2つのトランジスタを有し、当該ソースを入力端子とし、一方のトランジスタのゲートを制御端子とし、他方のトランジスタのゲートには所定の電圧が与えられ、いずれか一方のトランジスタのドレインを出力端子とするスイッチであり、
前記ピーク検出回路の入力端子が前記コンパレータの一方の入力に接続され、前記コンパレータの出力が前記複数のスイッチ制御電流源の各々の差動スイッチの制御端子に接続され、前記複数のスイッチ制御電流源の各々の出力が前記容量に接続され、前記容量に保持された電圧が前記バッファ回路に入力され、前記バッファ回路の出力が前記コンパレータの他方の入力に接続され、前記複数のスイッチ制御電流源の各差動スイッチには、それぞれ異なる所定の電圧が与えられることを特徴とするピーク検出回路。 A comparator having two inputs;
A plurality of switch control current sources each comprising a differential switch and a current source connected to the input of the differential switch;
Capacity,
A peak detection circuit comprising a buffer circuit,
The differential switch includes two transistors whose sources are coupled to each other, the source as an input terminal, the gate of one transistor as a control terminal, and a predetermined voltage applied to the gate of the other transistor, A switch having the drain of one of the transistors as an output terminal,
An input terminal of the peak detection circuit is connected to one input of the comparator, an output of the comparator is connected to a control terminal of each differential switch of the plurality of switch control current sources, and the plurality of switch control current sources Are connected to the capacitor, the voltage held in the capacitor is input to the buffer circuit, the output of the buffer circuit is connected to the other input of the comparator, and the plurality of switch control current sources A peak detection circuit, wherein each differential switch is given a different predetermined voltage.
差動スイッチと、該差動スイッチの入力に接続された電流源とで構成されたスイッチ制御電流源と、
容量と、
バッファ回路とを備えたピーク検出回路であって、
前記差動スイッチは、ソースが互いに結合された2つのトランジスタを有し、当該ソースを入力端子とし、一方のトランジスタのゲートを制御端子とし、他方のトランジスタのゲートには所定の電圧が与えられ、いずれか一方のトランジスタのドレインを出力端子とするスイッチであり、
前記ピーク検出回路の入力端子が前記コンパレータの一方の入力に接続され、前記コンパレータの出力が前記スイッチ制御電流源の差動スイッチの制御端子に接続され、前記スイッチ制御電流源の出力が前記容量に接続され、前記容量に保持された電圧が前記バッファ回路に入力され、前記バッファ回路の出力が前記コンパレータの他方の入力に接続され、かつ前記スイッチ制御電流源の差動スイッチに与えられる所定の電圧は前記容量に保持された電圧に応じて変化するように構成されたことを特徴とするピーク検出回路。 A comparator having two inputs;
A switch control current source comprised of a differential switch and a current source connected to the input of the differential switch;
Capacity,
A peak detection circuit comprising a buffer circuit,
The differential switch includes two transistors whose sources are coupled to each other, the source as an input terminal, the gate of one transistor as a control terminal, and a predetermined voltage applied to the gate of the other transistor, A switch having the drain of one of the transistors as an output terminal,
An input terminal of the peak detection circuit is connected to one input of the comparator, an output of the comparator is connected to a control terminal of a differential switch of the switch control current source, and an output of the switch control current source is connected to the capacitor A voltage that is connected and held in the capacitor is input to the buffer circuit, an output of the buffer circuit is connected to the other input of the comparator, and is applied to a differential switch of the switch control current source Is configured to change according to the voltage held in the capacitor.
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CN102498406A (en) * | 2009-08-27 | 2012-06-13 | 高通股份有限公司 | High linear fast peak detector |
CN111722020A (en) * | 2019-03-18 | 2020-09-29 | 深圳市汇顶科技股份有限公司 | Burr detection circuit |
CN114325040A (en) * | 2021-12-06 | 2022-04-12 | 东莞声索电子有限公司 | Pulse voltage detection circuit |
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- 2003-08-07 JP JP2003288631A patent/JP2005057627A/en active Pending
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CN102498406A (en) * | 2009-08-27 | 2012-06-13 | 高通股份有限公司 | High linear fast peak detector |
CN102498406B (en) * | 2009-08-27 | 2015-07-22 | 高通股份有限公司 | High linear fast peak detector |
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