JP2009188548A - Multiplexer - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、アナログ信号を選択的に出力するマルチプレクサに関するものである。 The present invention relates to a multiplexer that selectively outputs an analog signal.
特許文献1には、複数のCMOSスイッチを用いたマルチプレクサが開示されている。このCMOSスイッチは、並列に接続されたNMOSトランジスタとPMOSトランジスタとを有している。また、このCMOSスイッチは、入力端子にこれらのトランジスタのソースが接続され、出力端子にこれらのトランジスタのドレインが接続されている。
このCMOSスイッチをオン状態とするためには、NMOSトランジスタのゲートに対してソースに入力される入力信号の電圧よりも高い高電位側の電源電圧Vddを入力し、PMOSトランジスタのゲートに対してソースに入力される入力信号の電圧よりも低い低電位側の電源電圧Vssを入力しなければならない。 In order to turn on the CMOS switch, the power supply voltage Vdd on the high potential side higher than the voltage of the input signal input to the source is input to the gate of the NMOS transistor, and the source is connected to the gate of the PMOS transistor. The power supply voltage Vss on the low potential side, which is lower than the voltage of the input signal input to, must be input.
一方、CMOSスイッチをオフ状態とするためには、NMOSトランジスタのゲートに対してソースに入力される入力信号の電圧よりも低い低電位側の電源電圧Vssを入力し、PMOSトランジスタのゲートに対してソースに入力される入力信号の電圧よりも高い高電位側の電源電圧Vddを入力しなければならない。
ところで、近年の低消費電力化に起因する低電源電圧化に伴い、マルチプレクサの電源電圧より前段回路の電源電圧が高くなることがある。これにより、マルチプレクサの入力信号の電圧が、マルチプレクサの高電位側の電源電圧Vddより高くなることがある。場合によっては、マルチプレクサの入力信号の電圧が電源電圧VddよりもPMOSトランジスタのしきい値電圧Vthp以上高くなることがある。その結果、本来オフ状態とさせたいPMOSトランジスタがオン状態となり、PMOSトランジスタにリーク電流が流れてしまう。 By the way, with the recent reduction in power supply voltage due to the reduction in power consumption, the power supply voltage of the preceding circuit may become higher than the power supply voltage of the multiplexer. As a result, the voltage of the multiplexer input signal may be higher than the power supply voltage Vdd on the high potential side of the multiplexer. In some cases, the voltage of the input signal of the multiplexer may be higher than the power supply voltage Vdd by the threshold voltage Vthp of the PMOS transistor. As a result, the PMOS transistor originally intended to be turned off is turned on, and a leak current flows through the PMOS transistor.
また、マルチプレクサの入力信号の電圧が、マルチプレクサの低電位側の電源電圧Vssより低くなることがある。場合によっては、マルチプレクサの入力信号の電圧が電源電圧VssよりもNMOSトランジスタのしきい値電圧Vthn以上低くなることがある。その結果、本来オフ状態とさせたいNMOSトランジスタがオン状態となり、NMOSトランジスタにリーク電流が流れてしまう。 Also, the voltage of the input signal of the multiplexer may be lower than the power supply voltage Vss on the low potential side of the multiplexer. In some cases, the voltage of the input signal of the multiplexer may be lower than the power supply voltage Vss by the threshold voltage Vthn of the NMOS transistor. As a result, the NMOS transistor that is supposed to be turned off is turned on, and a leak current flows through the NMOS transistor.
これにより、マルチプレクサにおいて、選択されていないCMOSスイッチにリーク電流が流れてしまうことがあった。また、このリーク電流はその状態が不安定なものであるため、出力信号波形が歪んでしまうという問題があった。近年の微細なプロセスやスイッチのアナログ特性を向上するために用いられるMOSトランジスタでは、しきい値電圧Vthn,Vthpが小さいため、上記した問題が顕著になる傾向がある。 As a result, in the multiplexer, a leak current may flow through a CMOS switch that is not selected. Further, since the leakage current is unstable, there is a problem that the output signal waveform is distorted. MOS transistors used to improve the analog characteristics of minute processes and switches in recent years tend to make the above-mentioned problem prominent because the threshold voltages Vthn and Vthp are small.
MOSトランジスタでは、ゲート−ソース間電圧Vgsがしきい値電圧Vthn以上又はVthp以下のオフ状態にあっても、ゲート−ソース間電圧Vgsがしきい値電圧Vthn,Vthpに近い状態では、リーク電流が発生することがある。これは、微細なプロセスのMOSトランジスタで顕著であり、マルチプレクサの特性に更に影響を与えてしまう。 In the MOS transistor, even when the gate-source voltage Vgs is in the off state of not less than the threshold voltage Vthn or not more than Vthp, the leakage current is not generated when the gate-source voltage Vgs is close to the threshold voltages Vthn and Vthp. May occur. This is conspicuous in a finely processed MOS transistor, which further affects the characteristics of the multiplexer.
この問題点を解決するために、容量素子を用いて入力信号からDC成分を除いた後に、入力信号をクランプする手法が考案されている。 In order to solve this problem, a method of clamping an input signal after removing a DC component from the input signal using a capacitive element has been devised.
例えば、この手法を用いるマルチプレクサとして、映像信号処理装置に用いられるマルチプレクサがある。このマルチプレクサでは、入力信号であるビデオ信号に同期して、ビデオ信号に周期的に存在する一定の基準レベルの期間のみに、所定の直流電圧値を用いてビデオ信号をクランプする、という手法を用いている。 For example, as a multiplexer using this method, there is a multiplexer used in a video signal processing apparatus. This multiplexer uses a technique in which a video signal is clamped using a predetermined DC voltage value only during a period of a certain reference level periodically present in the video signal in synchronization with the video signal as an input signal. ing.
しかしながら、上述のような手法のマルチプレクサでは、出力される入力信号、すなわち、選択されたビデオ信号のみクランプすることを前提としている。 However, in the multiplexer of the above-described method, it is assumed that only the output input signal, that is, the selected video signal is clamped.
ここで、選択されていないビデオ信号をクランプしないとすると、非選択側のCMOSスイッチにおけるMOSトランジスタのソースの電位が不安定となり、非選択側のCMOSスイッチが、オン状態となる。その結果、非選択側のCMOSスイッチにリーク電流が流れてしまい、出力信号波形が歪んでしまうという問題が発生する。 If the unselected video signal is not clamped, the source potential of the MOS transistor in the non-selected CMOS switch becomes unstable, and the non-selected CMOS switch is turned on. As a result, there arises a problem that a leak current flows through the non-selected CMOS switch and the output signal waveform is distorted.
この問題点を解決するためには、選択されていないビデオ信号もクランプすることも考えられる。しかしながら、ビデオ信号へのクランプは、ビデオ信号に同期する同期信号(例えば水平同期信号)に同期して制御する必要があるため、クランプ回路には回路規模が大きいPLL回路を必要とする。そのために、選択されていないビデオ信号もクランプするために、ビデオ信号ごと(言い換えるとビデオ信号が入力される入力端子ごと)にクランプ回路を備えると、回路が大型になってしまう。 In order to solve this problem, it is also conceivable to clamp an unselected video signal. However, the clamp to the video signal needs to be controlled in synchronization with a synchronization signal (for example, a horizontal synchronization signal) that is synchronized with the video signal. Therefore, the clamp circuit requires a PLL circuit having a large circuit scale. Therefore, if a clamp circuit is provided for each video signal (in other words, for each input terminal to which a video signal is input) in order to clamp an unselected video signal, the circuit becomes large.
そこで、本発明は、出力信号波形の歪みを低減することが可能なマルチプレクサを提供することを目的とし、更には、大型化を抑制したマルチプレクサを提供することを目的としている。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a multiplexer capable of reducing distortion of an output signal waveform, and further to provide a multiplexer that suppresses an increase in size.
本発明のマルチプレクサは、第1の容量素子を介して第1の入力信号を受ける第1の入力端子と、第2の容量素子を介して第2の入力信号を受ける第2の入力端子と、前記第1又は第2の入力信号のいずれかを出力する出力端子と、を備えたマルチプレクサにおいて、前記第1の入力端子に接続されたソースと、前記出力端子に接続されたドレインと、制御信号が入力されるゲートと、をそれぞれ含む第1のNMOSトランジスタ及び第1のPMOSトランジスタを有する第1のCMOSスイッチと、前記第2の入力端子に接続されたソースと、前記出力端子に接続されたドレインと、前記制御信号が入力されるゲートと、をそれぞれ含む第2のNMOSトランジスタ及び第2のPMOSトランジスタを有する第2のCMOSスイッチと、前記第1及び第2のCMOSスイッチのうちの何れか一方を導通させるための前記制御信号を生成する制御回路と、前記第1のCMOSスイッチを導通させる場合には、前記第1の入力信号に同期して第1の直流電圧値で前記第1の入力信号をクランプし、前記第2のCMOSスイッチを導通させる場合には、前記第2の入力信号に同期して第1の直流電圧値で前記第2の入力信号をクランプする第1のクランプ回路と、前記第1のCMOSスイッチを導通させる場合には、前記第2の入力信号を検出しつつ検出された第2の入力信号を第2の直流電圧値に近づけるようクランプし、前記第2のCMOSスイッチを導通させる場合には、前記第1の入力信号を検出しつつ検出された第1の入力信号を前記第2の直流電圧値に近づけるようクランプする第2のクランプ回路と、を備える。 The multiplexer according to the present invention includes a first input terminal that receives a first input signal via a first capacitive element, a second input terminal that receives a second input signal via a second capacitive element, An output terminal for outputting either the first or second input signal, a source connected to the first input terminal, a drain connected to the output terminal, and a control signal A first CMOS switch having a first NMOS transistor and a first PMOS transistor each including a gate, a source connected to the second input terminal, and a source connected to the output terminal A second CMOS switch having a second NMOS transistor and a second PMOS transistor each including a drain and a gate to which the control signal is input; A control circuit that generates the control signal for turning on one of the first and second CMOS switches, and when the first CMOS switch is turned on, is synchronized with the first input signal. When the first input signal is clamped at the first DC voltage value and the second CMOS switch is turned on, the first DC voltage value is synchronized with the second input signal. When conducting the first clamp circuit for clamping the second input signal and the first CMOS switch, the second input signal detected while detecting the second input signal is set to the second input signal. When the second CMOS switch is clamped to be close to a DC voltage value and the second CMOS switch is turned on, the detected first input signal is brought close to the second DC voltage value while detecting the first input signal. Yo Clan It comprises a second clamp circuit for, a.
このマルチプレクサによれば、第2のクランプ回路が、導通されないCMOSスイッチ、すなわち非選択側のCMOSスイッチの入力信号を第2の直流電圧値に近づけるようクランプする。これにより、CMOSスイッチから非選択側の入力信号の電圧値が変動していても、その入力信号が第2の直流電圧レベルに近づけられるため、非選択側のCMOSスイッチの出力側の電位の不安定化を抑止することができ、しいては、出力信号波形の歪みを容易に低減することができる。 According to this multiplexer, the second clamp circuit clamps the input signal of the CMOS switch that is not turned on, that is, the CMOS switch on the non-selection side, close to the second DC voltage value. As a result, even if the voltage value of the input signal on the non-selection side from the CMOS switch fluctuates, the input signal can be brought close to the second DC voltage level. Stabilization can be suppressed, and distortion of the output signal waveform can be easily reduced.
また、上記した第2のクランプ回路は、第1のCMOSスイッチを導通させる場合には、第2の入力信号を検出し、これによって検出された第2の入力信号が、第2の直流電圧値に比べて大きいときには減少させ、第2の直流電圧値に比べて小さいときには増大させ、ることにより第2の入力信号をクランプし、第2のCMOSスイッチを導通させる場合には、第1の入力信号を検出し、これによって検出された第1の入力信号が、第2の直流電圧値に比べて大きいときには減少させ、第2の直流電圧値に比べて小さいときには増大させ、ることにより前記第1の入力信号をクランプする。 The second clamp circuit detects the second input signal when the first CMOS switch is turned on, and the second input signal detected thereby detects the second DC voltage value. When the second input signal is clamped and the second CMOS switch is turned on, the first input is decreased when the second input voltage is smaller than the second DC voltage value. The first input signal detected by detecting the signal is decreased when it is larger than the second DC voltage value, and is increased when it is smaller than the second DC voltage value. 1 input signal is clamped.
このマルチプレクサによれば、第2のクランプ回路が、導通されないCMOSスイッチ、すなわち非選択側のCMOSスイッチの入力信号を検出し、検出した入力信号が第2の直流電圧値に比べて大きいときは減少させ小さいときは増大させる。第2のクランプ回路は、例えばオペアンプなどの単純な誤差増幅器などで実現してもよく、入力信号との同期をとるためのPLL回路といった規模の大きな回路を必要としない。したがって、マルチプレクサの大型化を防止することができる。また、第2の直流電圧値は、入力信号の電圧がNMOSトランジスタのゲート電圧よりゲートしきい値電圧以上高くならないように、かつ、入力信号の電圧がPMOSトランジスタのゲート電圧よりゲートしきい値電圧以上低くならないように設定するのが望ましい。これにより、非選択側のCMOSスイッチがオン状態となることがなく、非選択側のCMOSスイッチにリーク電流が流れることがない。したがって、非選択側の入力信号に起因する出力信号波形の歪みを更に容易に低減することができる。 According to this multiplexer, the second clamp circuit detects an input signal of a CMOS switch that is not turned on, that is, an unselected CMOS switch, and decreases when the detected input signal is larger than the second DC voltage value. If it is small, increase it. The second clamp circuit may be realized by a simple error amplifier such as an operational amplifier, for example, and does not require a large-scale circuit such as a PLL circuit for synchronizing with an input signal. Therefore, an increase in the size of the multiplexer can be prevented. The second DC voltage value is set so that the voltage of the input signal is not higher than the gate threshold voltage than the gate voltage of the NMOS transistor, and the voltage of the input signal is higher than the gate voltage of the PMOS transistor. It is desirable to set so that it does not become lower. As a result, the CMOS switch on the non-selection side is not turned on, and no leak current flows through the CMOS switch on the non-selection side. Therefore, the distortion of the output signal waveform caused by the non-selected side input signal can be further reduced.
上記した第2のクランプ回路は、第1のCMOSスイッチの入力側に接続された一端を有する第1のスイッチ素子と、第2のCMOSスイッチの入力側に接続された一端を有する第2のスイッチ素子と、第1及び第2のスイッチ素子の他端に接続されたドレインと、高電位側の電源に接続されたソースとを有するクランプ用PMOSトランジスタと、クランプ用PMOSトランジスタのドレインと低電位側の電源との間に接続された電流源と、第2の直流電圧値が入力されるマイナス入力端子と、クランプ用PMOSトランジスタのドレインに接続されたプラス入力端子と、クランプ用PMOSトランジスタのゲートに接続された出力端子とを有する誤差増幅器とを備え、第1のCMOSスイッチを導通させる場合には、第2のスイッチ素子をオン状態とし、第2のCMOSスイッチを導通させる場合には、第1のスイッチ素子をオン状態とする。 The second clamp circuit described above includes a first switch element having one end connected to the input side of the first CMOS switch, and a second switch having one end connected to the input side of the second CMOS switch. A clamping PMOS transistor having an element, a drain connected to the other ends of the first and second switch elements, and a source connected to a power supply on the high potential side, and a drain and a low potential side of the clamping PMOS transistor A current source connected between the power source of the first power source, a negative input terminal to which the second DC voltage value is input, a positive input terminal connected to the drain of the clamping PMOS transistor, and a gate of the clamping PMOS transistor And an error amplifier having a connected output terminal, the second switch element when the first CMOS switch is made conductive It is turned on, when to conduct a second CMOS switch, the first switch element to the ON state.
この構成によれば、クランプ用PMOSトランジスタと、電流源と、誤差増幅器とが帰還ループを形成するので、クランプ用PMOSトランジスタのドレインの電圧、すなわち非選択側の入力信号が第2の直流電圧値に安定化される。 According to this configuration, the clamping PMOS transistor, the current source, and the error amplifier form a feedback loop, so that the drain voltage of the clamping PMOS transistor, that is, the input signal on the non-selection side is the second DC voltage value. To be stabilized.
上記した第2のクランプ回路は、第1のCMOSスイッチの入力側に接続された一端を有する第1のスイッチ素子と、第2のCMOSスイッチの入力側に接続された一端を有する第2のスイッチ素子と、第1及び第2のスイッチ素子の他端に接続されたゲートと、低電位側の電源に接続されたソースとを有するクランプ用NMOSトランジスタと、クランプ用NMOSトランジスタのドレインと高電位側の電源との間に接続された抵抗素子と、クランプ用NMOSトランジスタのドレインに接続された入力端子を有する増幅器と、増幅器の出力端子に接続されたゲートと、高電位側の電源に接続されたソースと、クランプ用NMOSトランジスタのゲートに接続されたドレインとを有するクランプ用PMOSトランジスタと、クランプ用PMOSトランジスタのドレインと低電位側の電源との間に接続された電流源とを備え、第1のCMOSスイッチを導通させる場合には、第2のスイッチ素子をオン状態とし、第2のCMOSスイッチを導通させる場合には、第1のスイッチ素子をオン状態とする。 The second clamp circuit described above includes a first switch element having one end connected to the input side of the first CMOS switch, and a second switch having one end connected to the input side of the second CMOS switch. A clamping NMOS transistor having an element, a gate connected to the other ends of the first and second switching elements, and a source connected to a power supply on a low potential side; a drain and a high potential side of the clamping NMOS transistor; A resistor connected between the power supply, an amplifier having an input terminal connected to the drain of the clamping NMOS transistor, a gate connected to the output terminal of the amplifier, and a power supply on the high potential side A clamping PMOS transistor having a source and a drain connected to the gate of the clamping NMOS transistor; and a clamping PM A current source connected between the drain of the S transistor and the power supply on the low potential side, and when the first CMOS switch is turned on, the second switch element is turned on, and the second CMOS switch Is turned on, the first switch element is turned on.
この構成によれば、クランプ用NMOSトランジスタと、抵抗素子と、増幅器と、クランプ用PMOSトランジスタと、電流源とが帰還ループを形成するので、クランプ用PMOSトランジスタのドレインの電圧、すなわち非選択側の入力信号が、クランプ用NMOSトランジスタのゲートしきい値電圧に安定化される。 According to this configuration, the clamping NMOS transistor, the resistance element, the amplifier, the clamping PMOS transistor, and the current source form a feedback loop, so that the drain voltage of the clamping PMOS transistor, that is, the non-selection side The input signal is stabilized at the gate threshold voltage of the clamping NMOS transistor.
本発明によれば、マルチプレクサの大型化を抑制しつつ、出力信号波形の歪みを低減することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, distortion of an output signal waveform can be reduced, suppressing the enlargement of a multiplexer.
以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、各図面において同一又は相当の部分に対しては同一の符号を附すこととする。
[第1の実施形態]
DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals.
[First Embodiment]
図1は、第1の実施形態に係るマルチプレクサを示す回路図である。また、図2は、図1に示すマルチプレクサの各部信号を示す図である。なお、図1には、マルチプレクサの一実施形態として、映像信号処理装置に用いられるマルチプレクサを示す。 FIG. 1 is a circuit diagram showing a multiplexer according to the first embodiment. FIG. 2 is a diagram showing signals at various parts of the multiplexer shown in FIG. FIG. 1 shows a multiplexer used in a video signal processing apparatus as an embodiment of the multiplexer.
このマルチプレクサ1は、第1の容量素子21を介して、第1のビデオ信号Vvideo<1>からDC成分を除いた第1の入力信号Vin<1>を第1の入力端子31に受ける。また、マルチプレクサ1は、第2の容量素子22を介して、第2のビデオ信号Vvideo<2>からDC成分を除いた第2の入力信号Vin<2>を第2の入力端子32に受ける。マルチプレクサ1は、これらの第1及び第2の入力信号Vin<1>,Vin<2>のうちの何れか一方を出力信号Voutとして出力端子4へ選択出力する。
The
マルチプレクサ1は、第1のCMOSスイッチ101と、第2のCMOSスイッチ102と、制御回路20と、第1のクランプ回路30と、第2のクランプ回路40とを備えている。以下、これらの構成の詳細について説明する。
第1のCMOSスイッチ101は、第1の入力端子31と出力端子4との間に直列に接続されており、並列に接続された第1のNMOSトランジスタ111と第1のPMOSトランジスタ121とを有している。
First CMOS switch 10 1 is connected in series between the first input terminal 3 1 and the
第1のNMOSトランジスタ111は、ソースが第1の入力端子31に接続されており、ドレインが出力端子4に接続されている。第1のNMOSトランジスタ111のゲートには、制御信号SEL<1>が入力される。一方、第1のPMOSトランジスタ121は、ソースが第1の入力端子31に接続されており、ドレインが出力端子4に接続されている。第1のPMOSトランジスタ121のゲートには、制御信号XSEL<1>が入力される。これら、第1のNMOSトランジスタ111と、第1のPMOSトランジスタ121と、は後述する制御信号により同じときに導通し、第1の入力信号Vin<1>を出力する。
The first NMOS transistor 11 1 has a source connected to the first input terminal 3 1, the drain is connected to the
同様に、第2のCMOSスイッチ102は、第2の入力端子32と出力端子4との間に直列に接続されており、並列に接続された第2のNMOSトランジスタ112と第2のPMOSトランジスタ122とを有している。
Likewise, the second CMOS switch 10 2 is connected in series between the second input terminal 3 2 and the
第2のNMOSトランジスタ112は、ソースが第2の入力端子32に接続されており、ドレインが出力端子4に接続されている。第2のNMOSトランジスタ112のゲートには、制御信号SEL<2>が入力される。一方、第2のPMOSトランジスタ122は、ソースが第2の入力端子32に接続されており、ドレインが出力端子4に接続されている。第2のPMOSトランジスタ122のゲートには、制御信号XSEL<2>が入力される。第1のCMOSスイッチ101と同様に、第2のNMOSトランジスタ112と、第2のPMOSトランジスタ122と、は後述する制御信号により同じときに導通し、第2の入力信号Vin<2>を出力する。
Second NMOS transistor 11 2 has a source connected to the second input terminal 3 2, the drain is connected to the
これらの制御信号SEL<1>,XSEL<1>,SEL<2>,XSEL<2>は、制御回路20によって生成される。制御回路20は、第1及び第2の入力信号Vin<1>,Vin<2>のうちの何れか一方を選択出力させるために、第1及び第2のCMOSスイッチ101,102のうちの何れか一方を導通させるように、制御信号SEL<1>,XSEL<1>,SEL<2>,XSEL<2>を生成する。
These control signals SEL <1>, XSEL <1>, SEL <2>, and XSEL <2> are generated by the
具体的には、制御回路20は、第1の入力信号Vin<1>を選択出力させる場合には、高電位側の電源電圧Vddを有する制御信号SEL<1>,XSEL<2>を生成すると共に、低電位側の電源電圧Vssを有する制御信号XSEL<1>,SEL<2>を生成する。これによって、第1のNMOSトランジスタ111及び第1のPMOSトランジスタ121がオン状態となり、第1のCMOSスイッチ101が導通する。また、第2のNMOSトランジスタ112及び第2のPMOSトランジスタ122がオフ状態となり、第2のCMOSスイッチ102が非導通となる。
Specifically, when the first input signal Vin <1> is selectively output, the
一方、第2の入力信号Vin<2>を選択出力させる場合には、制御回路20は、高電位側の電源電圧Vddを有する制御信号SEL<2>,XSEL<1>を生成すると共に、低電位側の電源電圧Vssを有する制御信号XSEL<2>,SEL<1>を生成する。これによって、第2のNMOSトランジスタ112及び第2のPMOSトランジスタ122がオン状態となり、第2のCMOSスイッチ102が導通する。また、第1のNMOSトランジスタ111及び第1のPMOSトランジスタ121がオフ状態となり、第1のCMOSスイッチ101が非導通となる。
On the other hand, when the second input signal Vin <2> is selectively output, the
本実施形態におけるマルチプレクサ1は、前述したように、第1のクランプ回路30と、第2のクランプ回路40と、を備えている。
As described above, the
まず、第1のクランプ回路30について説明する。第1のクランプ回路30は、第1の入力信号Vin<1>を選択出力させる場合に、第1の入力信号Vin<1>に同期して、選択側の第1の入力信号Vin<1>を第1の直流電圧値Vclp1によってクランプする。一方、第2の入力信号Vin<2>を選択出力させる場合には、第1のクランプ回路30は、第2の入力信号Vin<2>に同期して、選択側の第2の入力信号Vin<2>をクランプする。
First, the
第1のクランプ回路30は、スイッチ素子311,312と、クランプタイミング生成回路32と、第1のクランプ信号生成回路33と、スイッチ素子341,342と、を有している。
The
クランプタイミング生成回路32は、スイッチ素子311を介して第1の同期信号SYNC<1>を受けると共に、スイッチ素子312を介して第2の同期信号SYNC<2>を受ける。第1及び第2の同期信号SYNC<1>,SYNC<2>は、それぞれ、第1及び第2のビデオ信号Vvideo<1>,Vvideo<2>に対応した同期信号である。スイッチ素子311,312は、それぞれ、制御信号SEL<1>,SEL<2>に応じてオン状態となる。
Clamp
クランプタイミング生成回路32は、第1の入力信号Vin<1>を選択出力させる場合には、第1の同期信号SYNC<1>から、第1のビデオ信号Vvideo<1>に同期したクランプタイミング信号CLPTIMを生成し、第1のクランプ信号生成回路33に供給する。
When the clamp
一方、第2の入力信号Vin<2>を選択出力させる場合には、クランプタイミング生成回路32は、第2の同期信号SYNC<2>から、第2のビデオ信号Vvideo<2>に同期したクランプタイミング信号CLPTIMを生成し、第1のクランプ信号生成回路33に供給する。
On the other hand, when the second input signal Vin <2> is selected and output, the clamp
図2(a)に示すように、ビデオ信号Vvideoには、一定の基準レベルV1である期間が周期的に存在する。クランプタイミング生成回路32は、図2(d)に示すように、この期間に対応して、パルス状のクランプタイミング信号CLPTIMを生成する。
As shown in FIG. 2 (a), the video signal Vvideo, a period of time which is the reference level V 1 is periodically present. As shown in FIG. 2D, the clamp
第1のクランプ信号生成回路33は、クランプタイミング生成回路32からのクランプタイミング信号CLPTIMに応じて、容量素子21又は22により直流成分が除去された第1又は第2の入力信号Vin<1>,Vin<2>を第1の直流電圧値Vclp1でクランプする。具体的には、図2(c)に示すように、第1のクランプ信号生成回路33は、クランプタイミング信号CLPTIMが入力されるタイミングで、第1又は第2の入力信号Vin<1>,Vin<2>を第1の直流電圧値Vclp1でクランプする。
First clamp
この第1の直流電圧値Vclp1を調整することによって、AC結合後の入力信号の電圧を適切な範囲に設定することができ、選択されたCMOSスイッチにおけるNMOSトランジスタ及びPMOSトランジスタを適切にオン状態とすることができ、さらに、マルチプレクサ1の後段に設けられる回路が適切なレベルで出力信号(すなわち入力信号)を受けることができる。
By adjusting the first DC voltage value Vclp1, the voltage of the input signal after AC coupling can be set to an appropriate range, and the NMOS transistor and the PMOS transistor in the selected CMOS switch are appropriately turned on. Further, a circuit provided in the subsequent stage of the
第1のクランプ信号生成回路33の出力端子は、スイッチ素子341を介して第1のCMOSスイッチ101の入力側に接続されると共に、スイッチ素子342を介して第2のCMOSスイッチ102の入力側に接続されている。スイッチ素子341,342は、それぞれ、制御信号SEL<1>,SEL<2>に応じてオン状態となる。よって、スイッチ素子341は、第1の入力信号Vin<1>を選択出力させる場合にオン状態となる。一方、スイッチ素子342は、第2の入力信号Vin<2>を選択出力させる場合にオン状態となる。
Output terminals of the first clamp
このようにして、図2(b)に示すように、入力信号Vinは、ビデオ信号Vvideoにおける一定の基準レベルV1である期間、第1の直流電圧値Vclp1にクランプされることとなる。 In this way, as shown in FIG. 2 (b), the input signal Vin is a constant reference level V 1 is a period in the video signal Vvideo, and thus is clamped to the first DC voltage value Vclp1.
次に、第2のクランプ回路40について説明する。第2のクランプ回路40は、第1の入力信号Vin<1>を選択出力させる場合に、第2の直流電圧値Vclp2によって非選択側の第2の入力信号Vin<2>をクランプする。また、第2のクランプ回路40は、第2の入力信号Vin<2>を選択出力させる場合に、第2の直流電圧値Vclp2によって非選択側の第1の入力信号Vin<1>をクランプする。すなわち、第2のクランプ回路40は、第1のクランプ回路30がクランプした逆側の入力信号をクランプする。この第2のクランプ回路40は、第1及び第2のスイッチ素子411,412と、第2のクランプ信号生成回路42とを有している。
Next, the
第1のスイッチ素子411の一端は、第1のCMOSスイッチ101の入力側に接続されており、他端は、第2のクランプ信号生成回路42に接続されている。第1のスイッチ素子411は、制御信号XSEL<1>に応じてオン状態となる。すなわち、第1のスイッチ素子411は、第2の入力信号Vin<2>を選択出力させる場合に、すなわち、第2のCMOSスイッチ102を導通させる場合にオン状態となる。
The first end of the switch element 41 1 is connected to a first input of the CMOS switch 10 1, the other end is connected to the second clamp
第2のスイッチ素子412の一端は、第2のCMOSスイッチ102の入力側に接続されており、他端は、第2のクランプ信号生成回路42に接続されている。第2のスイッチ素子412は、制御信号XSEL<2>に応じてオン状態となる。すなわち、第2のスイッチ素子412は、第1の入力信号Vin<1>を選択出力させる場合に、すなわち、第1のCMOSスイッチ101を導通させる場合にオン状態となる。
Second end of the switching element 41 2 is connected to a second input of the CMOS switch 10 2 and the other end is connected to the second clamp
第2のクランプ信号生成回路42は、非選択側の入力信号を第2の直流電圧値Vclp2でクランプする。
The second clamp
図3に、図1に示す第2のクランプ回路におけるクランプ信号生成回路の回路図を示す。図3に示すクランプ信号生成回路42は、クランプ用PMOSトランジスタ43と、誤差増幅器44と、電流源45とを有している。
FIG. 3 is a circuit diagram of a clamp signal generation circuit in the second clamp circuit shown in FIG. The clamp
クランプ用PMOSトランジスタ43のドレインは、第1及び第2のスイッチ素子411,412の他端に接続されており、ソースは、高電位側の電源Vddに接続されている。クランプ用PMOSトランジスタ43のゲートは、誤差増幅器44の出力端子に接続されている。
The drain of the clamping
誤差増幅器44のマイナス入力端子には、第2の直流電圧値Vclp2が入力され、プラス入力端子は、クランプ用PMOSトランジスタ43のドレインに接続されている。
The second DC voltage value Vclp2 is input to the minus input terminal of the
クランプ用PMOSトランジスタ43のドレインと低電位側の電源Vssとの間には、電流源45が接続されている。
A
すなわち、第2のクランプ信号生成回路42では、クランプ用PMOSトランジスタ43と、電流源45と、誤差増幅器44とが帰還ループを構成しており、クランプ用PMOSトランジスタ43のドレインの電圧を第2の直流電圧値Vclp2に安定化させている。
That is, in the second clamp
次に、比較例のマルチプレクサ1Xと比較して、本実施形態のマルチプレクサ1の作用効果を説明する。
Next, the effects of the
まず、比較例のマルチプレクサ1Xについて説明する。図4は、比較例のマルチプレクサを示す回路図である。図4に示すマルチプレクサ1Xは、マルチプレクサ1において第2のクランプ回路40を備えていない構成で本発明の第1の実施形態と異なっている。マルチプレクサ1Xのその他の構成は、マルチプレクサ1と同一である。
First, the
例えば、第2の入力信号Vin<2>を選択出力する場合、選択される第2の入力信号Vin<2>は第1のクランプ回路30によってクランプされるが、選択されない第1の入力信号Vin<1>はクランプされない。すると、第1のCMOSスイッチ101の入力端がハイインピーダンスとなり電位が不安定となる。
For example, when the second input signal Vin <2> is selectively output, the selected second input signal Vin <2> is clamped by the
これにより、第1の入力信号Vin<1>の電圧が、第1のPMOSトランジスタ121のゲート電圧Vddよりゲートしきい値電圧Vthp以上高くなることがある。その結果、本来オフ状態とさせたい第1のPMOSトランジスタ121がオン状態となり、第1のPMOSトランジスタ121にリーク電流が流れてしまう。 Thus, the first input signal Vin voltage <1> becomes possible there is higher than the gate threshold voltage Vthp than the first gate voltage Vdd of the PMOS transistor 12 1. As a result, the first PMOS transistor 12 1 is desired to the original OFF state is turned on, thereby a leak current flows to the first PMOS transistor 12 1.
また、第1の入力信号Vin<1>の電圧が、第1のNMOSトランジスタ111のゲート電圧Vssよりゲートしきい値電圧Vthn以上低くなることがある。その結果、オフ状態とさせたい第1のNMOSトランジスタ111がオン状態となり、第1のNMOSトランジスタ111にリーク電流が流れてしまう。 The first input signal Vin voltage <1> becomes possible is low than the gate threshold voltage Vthn than the first gate voltage Vss of the NMOS transistor 11 1. As a result, the first NMOS transistor 11 1 is desired to the OFF state is turned on, thereby a leak current flows to the first NMOS transistor 11 1.
その結果、選択されていない第2のCMOSスイッチ101にリーク電流が流れ、非選択側の第1の入力信号Vin<1>に起因して、出力信号波形が歪んでしまうことがある。 As a result, the second leakage current to the CMOS switch 10 1 flows not selected, due to the non-selected first side of the input signal Vin <1>, is the output signal waveform is distorted.
図5に、歪んだ出力信号波形の一例を示す。マルチプレクサ1Xに、第1及び第2の容量素子21,22を介して、図5(a)及び図5(b)に示すような第1及び第2のビデオ信号Vvideo<1>,Vvideo<2>が入力されると、第1の入力信号Vin<1>はクランプされず、DCレベルが不安定となり、例えば、図5(c)に示すように、第1のPMOSトランジスタ121のゲート電圧Vddよりゲートしきい値電圧Vthp以上高くなってしまうことがある。その結果、第1のPMOSトランジスタ121がオン状態となってしまい、第1のCMOSスイッチ101にリーク電流が流れてしまう。その結果、図5(d)に示すように、本来図5(a)に示す第2のビデオ信号Vvideo<2>からDC成分を除いた後にクランプした出力信号波形であるところ、第1の入力信号Vin<1>に起因して出力信号Voutの波形が歪んでしまう。
FIG. 5 shows an example of a distorted output signal waveform. First and second video signals Vvideo <1> and Vvideo as shown in FIGS. 5A and 5B are sent to the
この問題の解決法としては、各入力信号をクランプすればよいが、クランプタイミング生成回路32は、同期信号SYNCを基準にタイミング信号を生成する必要があるため、PLL回路等を用いて構成される。このPLL回路の回路規模は比較的大きいため、入力信号ごとにクランプタイミング生成回路を配置すると、回路規模が非常に大きくなってしまう。また、第1のクランプ回路30もアナログ回路で構成されるため、回路規模は比較的大きい。そのために、マルチプレクサが大型になってしまう。
As a solution to this problem, each input signal may be clamped, but the clamp
そこで、第1の実施形態のマルチプレクサ1では、第2のクランプ回路40によって、非選択側の入力信号をクランプする。例えば、上記と同様に、第2の入力信号Vin<2>を選択出力する場合について説明する。この場合、第1のスイッチ素子411がオン状態となり、第2のスイッチ素子412がオフ状態となる。
Therefore, in the
非選択側の第1の入力信号Vin<1>が上昇すると、誤差増幅器44の出力電圧、すなわちクランプ用PMOSトランジスタ43のゲート電圧が上昇して、クランプ用PMOSトランジスタ43のドレイン−ソース間に流れる電流が減少する。すると、電流源45が、マルチプレクサ1の入力側から電流を低電位側の電源Vssに引き抜く。その結果、第1のCMOSスイッチ101の入力端の電圧が第2の直流電圧値Vclp2に安定化される。これによって、第1の入力信号Vin<1>の電圧が、第1のPMOSトランジスタ121のゲート電圧Vddよりゲートしきい値電圧Vthp以上高くならないように抑制することができる。
When the first input signal Vin <1> on the non-selection side rises, the output voltage of the
一方、非選択側の第1の入力信号Vin<1>が低下すると、誤差増幅器44の出力電圧、すなわちクランプ用PMOSトランジスタ43のゲート電圧が低下して、クランプ用PMOSトランジスタ43のドレイン−ソース間に流れる電流が増加する。すると、クランプ用PMOSトランジスタ43からマルチプレクサ1の入力側へ電流が流れ込む。その結果、第1のCMOSスイッチ101の入力端の電圧が第2の直流電圧値Vclp2に安定化される。これによって、第1の入力信号Vin<1>の電圧が、第1のNMOSトランジスタ111のゲート電圧Vssよりゲートしきい値電圧Vthn以上低くならないように抑制することができる。
On the other hand, when the first input signal Vin <1> on the non-selection side decreases, the output voltage of the
ここで、マルチプレクサ1では、入力信号が第2の直流電圧値Vclp2以下に低下したときには、適切な電圧まで比較的速く復帰する必要がある。一方、入力信号が上昇するときには、急激に低下して第2の入力信号Vin<2>におけるデータを失わないようにする必要がある。第1の実施形態のマルチプレクサ1は、この種の映像信号処理装置に好適に適用可能である。この点に関し、図6を用いて詳細に説明する。
Here, in the
第1の実施形態のマルチプレクサ1では、クランプ用PMOSトランジスタ43のサイズを調整することによって、第1のCMOSスイッチ101の入力端の電圧を引き上げる能力を大きく設定することができる。その結果、図6に示すように、入力信号Vinが低下したときに、短時間で第1のCMOSスイッチ101の入力端の電圧を第2の直流電圧値Vclp2まで引き上げることができる。
The
一方、第1の実施形態のマルチプレクサ1では、電流源45の電流値が、デバイスの寄生リークよりも大きい値に設定される。電流源45の電流をデバイスの寄生リークよりも大きく設定することにより、図6に示すように、第1のCMOSスイッチ101の入力端の電圧値が確実に所望の方向に引き下げられるようにすることができる。なお、電流源45の電流値は、常時回路を動作させても、第1のCMOSスイッチ101の入力端の電圧が入力信号の1周期期間内に急激に低電位側の電源Vssに引き抜かれないようにすることができる値にするのが望ましい。
On the other hand, in the
このように、第1の実施形態のマルチプレクサ1によれば、第2のクランプ回路40が、導通されないCMOSスイッチ、すなわち非選択側のCMOSスイッチの入力信号をクランプするので、入力信号の電圧が、NMOSトランジスタのゲート電圧よりゲートしきい値電圧以上高くならないように、且つ、PMOSトランジスタのゲート電圧よりゲートしきい値電圧以上低くならないように抑制することができる。これにより、非選択側のCMOSスイッチがオン状態となることがなく、非選択側のCMOSスイッチにリーク電流が流れることがない。したがって、非選択側の入力信号に起因する出力信号波形の歪みを低減することができる。
Thus, according to the
また、第1の実施形態のマルチプレクサ1によれば、第2のクランプ回路40は、入力信号と直流電圧値とを比較して入力信号を直流電圧値に近づけるよう制御するだけでよいので、入力信号との同期をとるためのPLL回路といった回路規模が大きな回路を必要としない。したがって、大型化を抑制することができる。
[第2の実施形態]
Further, according to the
[Second Embodiment]
本発明の第2の実施形態のマルチプレクサ1Aは、図1に示すマルチプレクサ1において第2のクランプ回路30に代えて第2のクランプ回路40Aを備えている構成で第1の実施形態と異なっている。マルチプレクサ1Aの他の構成は、マルチプレクサ1と同一である。
A
また、第2のクランプ回路40Aは、第2のクランプ回路40においてクランプ信号生成回路42に代えてクランプ信号生成回路42Aを備えている構成で第2のクランプ回路40と異なっている。第2のクランプ回路40Aの他の構成は、第2のクランプ回路40と同一である。
The
図7は、第2の実施形態に係るクランプ信号生成回路の回路図である。図7に示すクランプ信号生成回路42Aは、誤差増幅器44の代わりにクランプ用NMOSトランジスタ46と、抵抗素子47と、増幅器48とを備えている。
FIG. 7 is a circuit diagram of a clamp signal generation circuit according to the second embodiment. The clamp
クランプ用NMOSトランジスタ46は、そのゲートが第1及び第2のスイッチ素子411,412の他端に接続されており、そのソースが低電側の電源Vssに接続されている。クランプ用NMOSトランジスタ46は、そのドレインが抵抗素子47を介して高電位側の電源Vddに接続されると共に、増幅器48の入力端子に接続されている。増幅器48の出力端子は、クランプ用PMOSトランジスタ43のゲートに接続されている。
The
クランプ用PMOSトランジスタ43のソースは、高電位側の電源Vddに接続されており、ドレインはクランプ用NMOSトランジスタ46のゲートに接続されている。また、クランプ用PMOSトランジスタ43のドレインと低電位側の電源Vssとの間には、電流源45が接続されている。
The source of the clamping
すなわち、第2のクランプ信号生成回路42Aでは、クランプ用NMOSトランジスタ46と、抵抗素子47と、増幅器48と、クランプ用PMOSトランジスタ43と、電流源45とが帰還ループを構成しており、クランプ用PMOSトランジスタ43のドレイン電圧を(抵抗素子47が十分に大きな抵抗値であるとすると)クランプ用NMOSトランジスタ46のしきい値電圧Vthに安定化させている(ただし、抵抗素子47の抵抗値が小さいときは抵抗値とトランジスタ46の特性に依存する)。
That is, in the second clamp
例えば、上記と同様に、第2の入力信号Vin<2>を選択出力する場合について説明する。この場合、第1のスイッチ素子411がオン状態となり、第2のスイッチ素子412がオフ状態となる。 For example, a case where the second input signal Vin <2> is selectively output as described above will be described. In this case, the first switching element 41 1 is turned on, the second switching element 41 2 is turned off.
非選択側の第1の入力信号Vin<1>、すなわちクランプ用NMOSトランジスタ46のゲート電圧が上昇すると、クランプ用NMOSトランジスタ46のドレイン−ソース間電流が増加し、抵抗素子47の電圧降下量、すなわち増幅器48の入力電圧が低下する。
When the first input signal Vin <1> on the non-selection side, that is, the gate voltage of the clamping
すると、増幅器48の出力電圧、すなわちクランプ用PMOSトランジスタ43のゲート電圧が上昇し、クランプ用PMOSトランジスタ43のソース−ドレイン間電流が減少する。すると、電流源45が、マルチプレクサ1の入力側から電流を低電位側の電源Vssに引き抜く。その結果、クランプ用PMOSトランジスタ43のドレインの電圧がクランプ用NMOSトランジスタ46のしきい値電圧Vth(これを第2の直流電圧値Vclp2とする)に安定化される。これによって、第1の入力信号Vin<1>の電圧が、第1のPMOSトランジスタ121のゲート電圧Vddよりゲートしきい値電圧Vthp以上高くならないように抑制することができる。
Then, the output voltage of the
一方、非選択側の第1の入力信号Vin<1>、すなわちクランプ用NMOSトランジスタ46のゲート電圧が低下すると、クランプ用NMOSトランジスタ46のドレイン−ソース間電流が減少し、抵抗素子47の電圧降下量、すなわち増幅器48の入力電圧が上昇する。すると、増幅器48の出力電圧、すなわちクランプ用PMOSトランジスタ43のゲート電圧が低下し、クランプ用PMOSトランジスタ43のソース−ドレイン間電流が増加する。すると、クランプ用PMOSトランジスタ43からマルチプレクサ1の入力側へ電流が流れ込む。その結果、クランプ用PMOSトランジスタ43のドレインの電圧がクランプ用NMOSトランジスタ46のしきい値電圧Vth(これを第2の直流電圧値Vclp2とする)に安定化される。これによって、第1の入力信号Vin<1>の電圧が、第1のNMOSトランジスタ111のゲート電圧Vssよりゲートしきい値電圧Vthn以上低くならないように抑制することができる。
On the other hand, when the first input signal Vin <1> on the non-selection side, that is, the gate voltage of the clamping
このように、第2の実施形態のマルチプレクサ1Aでも、第1の実施形態と同様の利点を得ることができる。
As described above, the
なお、本発明は上記した本実施形態に限定されることなく種々の変形が可能である。本実施形態のマルチプレクサは、図8に示すように、3以上の入力信号Vin<1>〜Vin<n>のうちの何れか1つを選択出力する形態であってもよい。この変形例のマルチプレクサ1Bは、第1〜第nのCMOSスイッチ101〜10nを備えており、第1〜第nのCMOSスイッチ101〜10nには、それぞれ、第1〜第nの入力信号Vin<1>〜Vin<n>が入力される。これらの第1〜第nの入力信号Vin<1>〜Vin<n>は、それぞれ、第1〜第nの容量素子21,2nを介して入力されることによって、第1〜第nのビデオ信号Vvideo<1>,Vvideo<n>からDC成分を除いた信号である。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made. As shown in FIG. 8, the multiplexer of this embodiment may be configured to selectively output any one of three or more input signals Vin <1> to Vin <n>. The
第1〜第nのCMOSスイッチ101〜10nの入力側には、第1のクランプ回路30Bが接続されている。第1のクランプ回路30Bは、第1のクランプ回路30においてクランプタイミング生成回路32の前段にn個のスイッチ素子311〜31nを備えており、第1のクランプ信号生成回路33の後段にn個のスイッチ素子411〜41nを備えている構成で第1のクランプ回路30と異なっている。第1のクランプ回路30Bは、第1〜第nの入力信号Vin<1>〜Vin<n>のうちの選択された入力信号に同期して、その選択された入力信号をクランプする。
A
また、第1〜第nのCMOSスイッチ101〜10nの入力側には、第21〜第2nのクランプ回路401〜40nが接続されている。第21〜第2nのクランプ回路401〜40nは、第2のクランプ回路40において第2のクランプ信号生成回路42の後段にそれぞれスイッチ素子411〜41nを備えている構成で第2のクランプ回路40と異なっている。第21〜第2nのクランプ回路401〜40nは、それぞれ、第1〜第nの入力信号Vin<1>〜Vin<n>のうちの対応する入力信号が選択されていない場合に、その対応する入力信号を、直流電圧値Vclp2にクランプする。
The 2 1st to 2nth
この変形例のマルチプレクサ1Bでも、第21〜第2nのクランプ回路401〜40nによって、選択されていない入力信号がクランプされるので、非選択側のCMOSスイッチにリーク電流が流れることを防止することができ、非選択側の入力信号に起因する出力信号波形の歪みを低減することができる。
Also in the
また、この変形例のマルチプレクサ1Bでも、第21〜第2nのクランプ回路401〜40nは、入力信号を直流電圧値Vclp2に近づけるようにする制御するだけなので、入力信号との同期をとるためのPLL回路といった回路規模が大きな回路を必要としない。したがって、大型化を防止することができる。
Also in the
また、本発明のマルチプレクサは、映像信号処理装置に限られることなく、様々な装置に適用することが可能である。 The multiplexer of the present invention is not limited to the video signal processing device, and can be applied to various devices.
1,1A…マルチプレクサ、21,22…第1及び第2の容量素子、31,32…第1及び第2の入力端子、4…出力端子、101,102…第1及び第2のCMOSスイッチ、111,112…第1及び第2のNMOSトランジスタ、121,122…第1及び第2のPMPSトランジスタ、20…制御回路、30…第1のクランプ回路、311,312,341,342…スイッチ素子、32…クランプタイミング生成回路、33…第1のクランプ信号生成回路、40,40A…第2のクランプ回路、411,412…第1及び第2のスイッチ素子、42,42A…第2のクランプ信号生成回路、43…クランプ用PMOSトランジスタ、44…誤差増幅器、45…電流源、46…クランプ用NMOSトランジスタ、47…抵抗素子、48…増幅器。 1, 1A ... multiplexer, 2 1, 2 2 ... first and second capacitive elements, 3 1, 3 2 ... first and second input terminals, 4 ... output terminal, 10 1, 10 2 ... first and Second CMOS switch, 11 1 , 11 2 ... First and second NMOS transistors, 12 1 , 12 2 ... First and second PMPS transistors, 20... Control circuit, 30. 1 , 31 2 , 34 1 , 34 2 ... Switch element, 32... Clamp timing generation circuit, 33... First clamp signal generation circuit, 40, 40 A. second clamp circuit, 41 1 , 41 2 . 2nd switch element, 42, 42A ... 2nd clamp signal generation circuit, 43 ... PMOS transistor for clamping, 44 ... Error amplifier, 45 ... Current source, 46 ... NMOS transistor for clamping , 47 ... resistance element, 48 ... amplifier.
Claims (4)
前記第1の入力端子に接続されたソースと、前記出力端子に接続されたドレインと、制御信号が入力されるゲートと、をそれぞれ含む第1のNMOSトランジスタ及び第1のPMOSトランジスタを有する第1のCMOSスイッチと、
前記第2の入力端子に接続されたソースと、前記出力端子に接続されたドレインと、前記制御信号が入力されるゲートと、をそれぞれ含む第2のNMOSトランジスタ及び第2のPMOSトランジスタを有する第2のCMOSスイッチと、
前記第1及び第2のCMOSスイッチのうちの何れか一方を導通させるための前記制御信号を生成する制御回路と、
前記第1のCMOSスイッチを導通させる場合には、前記第1の入力信号に同期して第1の直流電圧値で前記第1の入力信号をクランプし、前記第2のCMOSスイッチを導通させる場合には、前記第2の入力信号に同期して前記第1の直流電圧値で前記第2の入力信号をクランプする第1のクランプ回路と、
前記第1のCMOSスイッチを導通させる場合には、前記第2の入力信号を検出しつつ検出された第2の入力信号を第2の直流電圧値に近づけるようクランプし、前記第2のCMOSスイッチを導通させる場合には、前記第1の入力信号を検出しつつ検出された第1の入力信号を前記第2の直流電圧値に近づけるようクランプする第2のクランプ回路と、
を備えるマルチプレクサ。 A first input terminal that receives a first input signal via a first capacitive element; a second input terminal that receives a second input signal via a second capacitive element; and the first or second And an output terminal that outputs any one of the input signals,
A first NMOS transistor and a first PMOS transistor each including a source connected to the first input terminal, a drain connected to the output terminal, and a gate to which a control signal is input. CMOS switch of
A second NMOS transistor and a second PMOS transistor each including a source connected to the second input terminal, a drain connected to the output terminal, and a gate to which the control signal is input. Two CMOS switches;
A control circuit for generating the control signal for conducting one of the first and second CMOS switches;
When conducting the first CMOS switch, clamping the first input signal at a first DC voltage value in synchronization with the first input signal and conducting the second CMOS switch Includes a first clamp circuit that clamps the second input signal with the first DC voltage value in synchronization with the second input signal;
When conducting the first CMOS switch, the second input signal detected while detecting the second input signal is clamped so as to approach a second DC voltage value, and the second CMOS switch A second clamp circuit that clamps the detected first input signal close to the second DC voltage value while detecting the first input signal;
A multiplexer comprising:
前記第1のCMOSスイッチを導通させる場合には、前記第2の入力信号を検出し、これによって検出された第2の入力信号が、第2の直流電圧値に比べて大きいときには減少させ、前記第2の直流電圧値に比べて小さいときには増大させ、ることにより前記第2の入力信号をクランプし、前記第2のCMOSスイッチを導通させる場合には、前記第1の入力信号を検出し、これによって検出された第1の入力信号が、前記第2の直流電圧値に比べて大きいときには減少させ、前記第2の直流電圧値に比べて小さいときには増大させ、ることにより前記第1の入力信号をクランプする、請求項1記載のマルチプレクサ。 The second clamp circuit includes:
When the first CMOS switch is turned on, the second input signal is detected, and when the second input signal detected thereby is larger than the second DC voltage value, the first CMOS switch is decreased. When it is smaller than the second DC voltage value, the second input signal is clamped by this, and when the second CMOS switch is made conductive, the first input signal is detected, The first input signal thus detected is decreased when it is larger than the second DC voltage value, and is increased when it is smaller than the second DC voltage value, thereby increasing the first input signal. The multiplexer of claim 1 for clamping a signal.
前記第1のCMOSスイッチの入力側に接続された一端を有する第1のスイッチ素子と、
前記第2のCMOSスイッチの入力側に接続された一端を有する第2のスイッチ素子と、
前記第1及び第2のスイッチ素子の他端に接続されたドレインと、高電位側の電源に接続されたソースとを有するクランプ用PMOSトランジスタと、
前記クランプ用PMOSトランジスタのドレインと低電位側の電源との間に接続された電流源と、
前記第2の直流電圧値が入力されるマイナス入力端子と、前記クランプ用PMOSトランジスタのドレインに接続されたプラス入力端子と、前記クランプ用PMOSトランジスタのゲートに接続された出力端子とを有する誤差増幅器と、
を備え、
前記第1のCMOSスイッチを導通させる場合には、前記第2のスイッチ素子をオン状態とし、
前記第2のCMOSスイッチを導通させる場合には、前記第1のスイッチ素子をオン状態とする、
請求項1又は2のいずれかに記載のマルチプレクサ。 The second clamp circuit includes:
A first switch element having one end connected to the input side of the first CMOS switch;
A second switch element having one end connected to the input side of the second CMOS switch;
A clamping PMOS transistor having a drain connected to the other ends of the first and second switch elements, and a source connected to a power source on the high potential side;
A current source connected between the drain of the clamping PMOS transistor and a power source on the low potential side;
An error amplifier having a negative input terminal to which the second DC voltage value is input, a positive input terminal connected to the drain of the clamping PMOS transistor, and an output terminal connected to the gate of the clamping PMOS transistor When,
With
When conducting the first CMOS switch, the second switch element is turned on,
When conducting the second CMOS switch, the first switch element is turned on.
The multiplexer according to claim 1 or 2.
前記第1のCMOSスイッチの入力側に接続された一端を有する第1のスイッチ素子と、
前記第2のCMOSスイッチの入力側に接続された一端を有する第2のスイッチ素子と、
前記第1及び第2のスイッチ素子の他端に接続されたゲートと、低電位側の電源に接続されたソースとを有するクランプ用NMOSトランジスタと、
前記クランプ用NMOSトランジスタのドレインと高電位側の電源との間に接続された抵抗素子と、
前記クランプ用NMOSトランジスタのドレインに接続された入力端子を有する増幅器と、
前記増幅器の出力端子に接続されたゲートと、前記高電位側の電源に接続されたソースと、前記クランプ用NMOSトランジスタのゲートに接続されたドレインとを有するクランプ用PMOSトランジスタと、
前記クランプ用PMOSトランジスタのドレインと前記低電位側の電源との間に接続された電流源と、
を備え、
前記第1のCMOSスイッチを導通させる場合には、前記第2のスイッチ素子をオン状態とし、
前記第2のCMOSスイッチを導通させる場合には、前記第1のスイッチ素子をオン状態とする、
請求項1又は2のいずれかに記載のマルチプレクサ。 The second clamp circuit includes:
A first switch element having one end connected to the input side of the first CMOS switch;
A second switch element having one end connected to the input side of the second CMOS switch;
A clamping NMOS transistor having a gate connected to the other ends of the first and second switch elements, and a source connected to a power source on a low potential side;
A resistance element connected between the drain of the NMOS transistor for clamping and the power supply on the high potential side;
An amplifier having an input terminal connected to the drain of the clamping NMOS transistor;
A clamping PMOS transistor having a gate connected to the output terminal of the amplifier, a source connected to the power supply on the high potential side, and a drain connected to the gate of the clamping NMOS transistor;
A current source connected between the drain of the clamping PMOS transistor and the power source on the low potential side;
With
When conducting the first CMOS switch, the second switch element is turned on,
When conducting the second CMOS switch, the first switch element is turned on.
The multiplexer according to claim 1 or 2.
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