JP2013243907A - 高精度クリッピング安定化回路 - Google Patents

Abstract

【課題】電子システムを種々の想定される最悪ケースの展開から保護し、同時にそれらの電子システムを最大精度で動作させる保護回路及び方法を提供する。
【解決手段】高精度クリッピング安定化回路は、第１の保護ダイオード１０２と、第２の保護ダイオード１０４と、第１のオフセットクランプ電圧安定化装置１０６と、第２のオフセットクランプ電圧安定化装置１０８とを具備している。第１の保護ダイオードは、電位が第１の保護電圧規模を超えたときに導通するように構成されている。第２の保護ダイオードは、電位が第２の保護電圧規模を超えたときに導通するように構成されている。第１のオフセットクランプ電圧安定化回路及び第２のオフセットクランプ電圧安定化回路は、保護ダイオード両端の電圧差が実質的に一定の状態を続けるような形で、第１及び第２の各可変オフセットクランプ電圧を変化させるように構成されている。
【選択図】図１

Description

連邦政府による資金提供を受けた研究開発の記載
[0001]本発明は、Ｈｏｎｅｙｗｅｌｌ Ｓｕｂ−ｃｏｎｔｒａｃｔ ♯Ｒ００８の下、政府の支援を受けてなされたものである。外部の資金供与者名は非公開である。本発明において、政府は一定の権利を有する。

[0002]本発明は、全般的に過電圧保護回路に関し、より詳細には、アナログ−デジタルコンバータのような集積回路への入力部を過電圧から保護するための高精度クリッピング安定化回路に関する。

[0003]宇宙船に装備される電子システム等の多くの電子システムは、高精度及び高性能を発揮する必要がある。その一方で、これらの電子システムは、想定される最悪ケースの信号展開に対して保護され、同時に、その回路内のパーツは、最悪ケースのデータシートの水準の性能を発揮している必要がある。残念ながら、一部の電子システムは、精度及び性能が向上するのに伴って、これらの想定される最悪ケースの展開の影響を受け易くなっている。こういった想定される最悪ケースの展開から電子システムを保護するために、数多くの回路が設計され、開発されてきたが、どれも、適切な保護を提供しながら電子システムに最大精度で動作させることはできていない。

[0004]そのため、極めて正確な電子システムを種々の想定される最悪ケースの展開から保護し、同時にそれらの電子システムを最大精度で動作させる保護回路及び方法が必要とされている。本発明は、少なくともこの要望を満足するものである。

[0005]一実施形態では、高精度クリッピング安定化回路は、第１の保護ダイオードと、第２の保護ダイオードと、第１のオフセットクランプ電圧安定化装置と、第２のオフセットクランプ電圧安定化装置とを具備している。第１の保護ダイオードは、第１のアノードと、第１のカソードとを有し、第１のアノードと第１のカソードとの間の電位が第１の保護電圧規模を超えたときに導通するように構成されており、第１の保護電圧規模を変化させるように作動することができる。第２の保護ダイオードは、保護ノードを画定するように第１のカソードに接続された第２のアノードと、第２のカソードとを有している。第２の保護ダイオードは、第２のアノードと第２のカソードとの間の電位が第２の保護電圧規模を超えたときに導通するように構成されており、第２の保護電圧規模を変化させるように作動することができる。第１のオフセットクランプ電圧安定化回路は、第１のアノードに結合されるとともに、そこに第１の可変オフセットクランプ電圧を供給するように構成されている。第１のオフセットクランプ電圧安定化回路は、第１の保護電圧がいつ変化するのかを判定するように、且つそれに応動して、第１の保護ダイオードが導通したときに第１のアノードと保護ノードとの間の電圧差が実質的に一定の状態を続けるような形で、第１の可変オフセットクランプ電圧を変化させるように構成されている。第２のオフセットクランプ電圧安定化回路は、第２のカソードに結合されるとともに、そこに第２の可変オフセットクランプ電圧を供給するように構成されている。第２のオフセットクランプ電圧安定化回路は、第２の保護電圧がいつ変化するのかを判定するように、且つそれに応動して、第２の保護ダイオードが導通したときに第２のカソードと保護ノードとの間の電圧差が実質的に一定の状態を続けるような形で、第２の可変オフセットクランプ電圧を変化させるように構成されている。

[0006]別の実施形態では、回路に高精度保護を提供する方法は、第１の保護ダイオード及び第２の保護ダイオードを回路の入力部に電気的に接続することを含んでいる。第１の保護ダイオードは、第１のアノードと、第１のカソードとを有しており、第１のカソードが、回路の上記入力部に接続される。第１の保護ダイオードは、第１のアノードと第１のカソードとの間の電位が第１の保護電圧規模を超えたときに導通するように構成されており、第１の保護電圧規模を変化させるように作動することができる。第２の保護ダイオードは、第２のアノードと、第２のカソードとを有しており、第２のアノードが、回路の上記入力部に接続される。第２の保護ダイオードは、第２のアノードと第２のカソードとの間の電位が第２の保護電圧規模を超えたときに導通するように構成されており、第２の保護電圧規模を変化させるように作動することができる。第１の可変オフセットクランプ電圧は、第１のアノードに供給され、第２の可変オフセットクランプ電圧は、第２のカソードに供給される。第１の保護電圧がいつ変化するのかが判定され、且つそれに応動して、第１の保護ダイオードが導通したときに第１のアノードと回路の入力部との間の電圧差が実質的に一定の状態を続けるような形で、第１の可変オフセットクランプ電圧が変化させられる。第２の保護電圧がいつ変化するのかが判定され、且つそれに応動して、第２の保護ダイオードが導通したときに第２のカソードと回路の入力部との間の電圧差が実質的に一定の状態を続けるような形で、第２の可変オフセットクランプ電圧が変化させられる。

[0007]更に別の実施形態では、高精度クリッピング安定化回路は、第１の保護ツェナーダイオードと、第２の保護ツェナーダイオードと、第１のオフセットクランプ電圧安定化回路と、第２のオフセットクランプ電圧安定化回路とを具備している。第１の保護ツェナーダイオードは、第１のアノードと、第１のカソードとを有し、第１のアノードと第１のカソードとの間の電位が第１の保護電圧規模を超えたときに導通するように構成されており、第１の保護電圧規模を変化させるように作動することができる。第２の保護ツェナーダイオードは、保護ノードを画定するように第１のカソードに接続された第２のアノードと、第２のカソードとを有している。第２の保護ツェナーダイオードは、第２のアノードと第２のカソードとの間の電位が第２の保護電圧規模を超えたときに導通するように構成されており、第２の保護電圧規模を変化させるように作動することができる。第１のオフセットクランプ電圧安定化回路は、第１のアノードに結合されており、第１の基準ツェナーダイオードと、第１の定電流源と、第１の電圧安定化回路とを具備している。第１の基準ツェナーダイオードは、第１の保護ツェナーダイオードと実質的に同一であり、第３のアノードと、第３のカソードとを有している。第１の基準ツェナーダイオードは、第３のアノードと第３のカソードとの間の電位が第１の保護電圧規模を超えたときに導通するように構成されており、第１の保護ツェナーダイオードのものと実質的に同一の第１の保護電圧規模を変化させるように作動することができる。第１の定電流源は、第３のカソードに結合されるとともに、第１の基準ツェナーダイオードを介して定電流を供給するように構成されている。第１の電圧安定化回路は、第３のカソードに結合されるとともに、第１の可変オフセットクランプ電圧を供給し、第１の保護電圧規模の変化を検出し、検出された第１の保護電圧規模の変化に応動して、第１の保護ツェナーダイオードが導通したときに第１のアノードと保護ノードとの間の電圧差が実質的に一定の状態を続けるような形で、第１の可変オフセットクランプ電圧を変化させるように構成されている。第２のオフセットクランプ電圧安定化回路は、第２のアノードに結合されており、第２の基準ツェナーダイオードと、第２の定電流源と、第２の電圧安定化回路とを具備している。第２の基準ツェナーダイオードは、第２の保護ツェナーダイオードと実質的に同一であり、第４のアノードと、第４のカソードとを有している。第２の基準ツェナーダイオードは、第４のアノードと第４のカソードとの間の電位が第２の保護電圧規模を超えたときに導通するように構成されており、第２の保護ツェナーダイオードのものと実質的に同一の第２の保護電圧規模を変化させるように作動することができる。第２の定電流源は、第４のアノードに結合されるとともに、第２の基準ツェナーダイオードを介して定電流を供給するように構成されている。第２の電圧安定化回路は、第４のアノードに結合されるとともに、第２の可変オフセットクランプ電圧を供給し、第２の保護電圧規模の変化を検出し、検出された第２の保護電圧規模の変化に応動して、第２の保護ツェナーダイオードが導通したときに第２のカソードと保護ノードとの間の電圧差が実質的に一定の状態を続けるような形で、第２の可変オフセットクランプ電圧を変化させるように構成されている。

[0008]更に、本回路及び方法の他の望ましい特徴及び特性は、付属図面及び上掲の「背景技術」も併せて解釈すれば、下記の「発明を実施するための形態」及び添付した「特許請求の範囲」から明らかになるであろう。

[0009]以下、後掲の図面に関連させて本発明について説明する。なお、それらの図面では、同様の番号は同様の構成要素を示している。

[0010]高精度クリッピング安定化回路の一実施形態の機能ブロック線図である。 [0011]図１に示す機能回路の特定の実施態様の概略図である。

[0012]以下の詳細な説明は、本質的に例示的なものに過ぎず、本発明を限定することを意図されたものでもなければ、本発明の用途及び応用例を限定することを意図されたものでもない。「例示的」なる文言は、本明細書では、「一例、事例、又は説明の働きをしていること」を意味する。したがって、「例示的」なものとして本明細書に記載されているあらゆる実施形態は、必ずしも、他の実施形態よりも好ましい又は有利であると解釈されるべきものではない。本明細書に記載の実施形態は全て、当業者が本発明を作製でき、又は使用できるように提供された例示的な実施形態であって、本発明の範囲を限定するものではない。本発明は、請求項によって規定されるものである。更に、上掲の「技術分野」、「背景技術」、「発明の概要」、又は以下の詳細な説明で提示されるいかなる明示の理論又は黙示の理論にも、拘束される意図はない。

[0013]まず図１を参照すると、高精度クリッピング安定化回路１００の一実施形態の機能ブロック線図が描かれている。同図は、第１の保護ダイオード１０２と、第２の保護ダイオード１０４と、第１のオフセットクランプ電圧安定化回路１０６と、第２のオフセットクランプ電圧安定化回路１０８とを具備している。第１の保護ダイオード１０２は、第１のアノード１１２と、第１のカソード１１４とを具備しており、第１のアノード１１２と第１のカソード１１４との間の電位が第１の保護電圧規模を超えたときに導通するように構成されている。第２の保護ダイオード１０４は、第２のアノード１１６と、第２のカソード１１８とを具備しており、第２のアノード１１６と第２のカソード１１８との間の電位が第２の保護電圧規模を超えたときに導通するように構成されている。第１の保護電圧規模及び第２の保護電圧規模の具体的な値は変えることができ、回路１００が防ごうとしている具体的な電圧に基づいて選択することができる。第１の保護ダイオード及び第２の保護ダイオード１０２、１０４が、ツェナーダイオード（これは逆方向に導通する）を使用して実現されて成る１つの特定の実施形態において、第１の保護電圧規模及び第２の保護電圧規模はそれぞれ公称６．８ボルトＤＣであり、各カソード１１４、１１８の電圧が該当のアノード１１２、１１６の電圧よりも高いときにそれぞれ導通する。他の実施形態では、第１の保護ダイオード及び第２の保護ダイオード１０２、１０４は、従来のダイオード、種々の他の２端子安定化デバイス、又は種々の他のシャントレギュレータ回路を使って実現することが可能であり、このことは理解されるであろう。

[0014]第１の保護ダイオード及び第２の保護ダイオード１０２、１０４は、保護ノード１２０を画定するために、第１のカソード１１４が第２のアノード１１６に接続される形で直列に接続されている。保護ノード１２０は、回路の入力部に接続されて、その回路に過電圧保護を提供することになる。例えば、いくつかの実施形態では、保護ノード１２０を、アナログ−デジタルコンバータ（analog-to-digital converter：ＡＤＣ）回路の入力チャネルに接続することができる。かかる実施形態において、回路１００は、追加として、複数の追加の第１の保護ダイオード１０２−２、１０２−３、１０２−４、・・、１０２−Ｎと、複数の追加の第２のダイオード１０４−２、１０４−３、１０４−４、・・、１０４−Ｎとを具備することができる。追加の第１の保護ダイオード１０２−２、１０２−３、１０２−４、・・、１０２−Ｎも、それぞれ第１のアノード１１２と第１のカソード１１４とを具備することになり、第１のアノード１１２と第１のカソード１１４との間の電位が第１の保護電圧規模を超えたときに導通するように、それぞれが構成されることになる。同様に、追加の第２の保護ダイオード１０４−２、１０４−３、１０４−４、・・、１０４−Ｎも、それぞれ第２のアノード１１６と第２のカソード１１８とを具備することになり、第２のアノード１１６と第２のカソード１１８との間の電位が第２の保護電圧規模を超えたときに導通するように、それぞれが構成されることになる。更に、追加の第１の保護ダイオード１０２−２、１０２−３、１０２−４、・・、１０２−Ｎの各々の第１のカソード１１４は、複数の追加の保護ノード１２０−２、１２０−３、１２０−４、・・、１２０−Ｎを画定するために、追加の第２の保護ダイオード１０４−２、１０４−３、１０４−４、・・、１０４−Ｎのうちの異なる保護ダイオードの第２のアノード１１６に接続されている。追加の保護ノード１２０−２、１２０−３、１２０−４、・・、１２０−Ｎの各々は、アナログ−デジタルコンバータ（ＡＤＣ）回路の別々の入力チャネルに接続されることが好ましい。

[0015]第１の保護ダイオード及び第２の保護ダイオード１０２、１０４の個数に関係なく、第１の保護ダイオード及び第２の保護ダイオード１０２、１０４はそれぞれ、第１の保護電圧規模及び第２の保護電圧規模それぞれを変化させるように作動することができる。より具体的には、第１の保護ダイオード及び第２の保護ダイオード１０２、１０４は、それぞれ第１の公称保護電圧及び第２の公称保護電圧を発生するように設計され、製造されているものの、これらの電圧規模は、例えば温度、使用年数、及び放射線暴露、等と共に変化する可能性がある。こういった第１の保護電圧規模及び第２の保護電圧規模の変動は、第１のオフセットクランプ電圧安定化回路及び第２のオフセットクランプ電圧安定化回路１０６、１０８によって補償される。

[0016]第１のオフセットクランプ電圧安定化回路１０６は、第１のアノード１１２に結合されるとともに、そこに第１の可変オフセットクランプ電圧を供給するように構成されている。第２のオフセットクランプ電圧安定化回路１０８は、第２のカソード１１８に結合されるとともに、そこに第２の可変オフセットクランプ電圧を供給するように構成されている。より具体的には、第１のオフセットクランプ電圧安定化回路１０６は、第１の保護電圧がいつ変化するのかを判定するように、且つそれに応動して、第１の可変オフセットクランプ電圧を変化させるように構成されている。第１の可変オフセットクランプ電圧が変化することで、第１の保護ダイオード１０２が導通したときに、第１のアノード１１２と保護ノード１２０との間の電圧差は、必ず実質的に一定の状態を続ける。同様に、第２のオフセットクランプ電圧安定化回路１０８は、第２の保護電圧規模がいつ変化するのかを判定するように、且つそれに応動して、第２の可変オフセットクランプ電圧を変化させるように構成されている。第２の可変オフセットクランプ電圧が変化することで、第２の保護ダイオード１０４が導通したときに、第２のアノード１１６と保護ノード１２０との間の電圧差は、必ず実質的に一定の状態を続ける。第１の可変オフセットクランプ電圧及び第２の可変オフセットクランプ電圧の規模及び相対的極性は変化させることができるのであり、このことは理解されるであろう。図示した実施形態では、第１の可変オフセットクランプ電圧は負電圧であり、第２の可変オフセットクランプ電圧は正電圧であろうことは、当業者であれば直ちに分かるであろう。

[0017]説明を進める前に、第１の保護電圧規模及び第２の保護電圧規模が変化することが勘案されていなければ、過電圧による障害、コンポーネントの温度変化、及び放射線誘起過渡現象といった種々の想定される事象のために、最高性能で動作するように回路を保護することは不可能であろうことを特記しておく。図示した高精度クリッピング安定化回路１００は、かかる想定される事象に、わずか数十分の一ボルトの損傷しきい値を超えさせないように、正確に対処するように構成されている。

[0018]第１のオフセットクランプ電圧安定化回路及び第２のオフセットクランプ電圧安定化回路１０６、１０８は、上記機能を実現するのに、種々の構成が可能である。図示した実施形態を見れば、各々が基準ダイオードと、定電流源と、オフセットクランプ電圧安定化装置とを具備しているのが分かる。より具体的には、第１のオフセットクランプ電圧安定化回路１０６は、第１の基準ダイオード１２２と、第１の定電流源１２４と、第１のオフセットクランプ電圧安定化装置１２６とを具備している。第１の基準ダイオード１２２は、第１の保護ダイオード１０２と実質的に同一であり、第３のアノード１２８と、第３のカソード１３２とを具備している。第１の保護ダイオード１０２と実質的に同一であるため、第１の基準ダイオード１２２も、第３のアノード１２８と第３のカソード１３２との間の電位が第１の保護電圧規模を超えたときに導通するように構成されている。更に、第１の基準ダイオード１２２は、第１の保護ダイオード１０２のものと実質的に同一の第１の保護電圧規模を変化させるように作動することができる。第１の保護ダイオード１０２と同様に、第１の基準ダイオード１２２も、ツェナーダイオード又は従来のダイオードを使って実現することができる。

[0019]第１の定電流源１２４は、第３のカソード１３２に結合されるとともに、第１の基準ダイオード１２２を介して定電流を供給するように構成されている。このことは、とりわけ、第１の基準ダイオード１２２の第１の保護電圧規模に何らかの変動があったとしても、それは第１の基準ダイオード１２２を流れる電流の変動によるものではないことを保証している。

[0020]第１の電圧安定化回路１２６は、第３のアノード１２８及び第３のカソード１３２に結合されるとともに、第１のアノード１１２に第１の可変オフセットクランプ電圧を供給するように構成されている。第１の電圧安定化回路１２６は更に、第１の保護電圧規模の変化を検出し、検出した第１の保護電圧規模の変化に応動して、第１の可変オフセットクランプ電圧を変化させるように構成されている。

[0021]第２のオフセットクランプ電圧安定化回路１０８は、基本的に第１のオフセットクランプ電圧安定化回路１０６の鏡像であり、第２の基準ダイオード１３４と、第２の定電流源１３６と、第２のオフセットクランプ電圧安定化装置１３８とを具備している。第２の基準ダイオード１３４は、第２の保護ダイオード１０４と実質的に同一であり、第４のアノード１４２と、第４のカソード１４４とを具備している。第２の保護ダイオード１０４と実質的に同一であるため、第２の基準ダイオード１３４も、第４のアノード１４２と第４のカソード１４４との間の電位が第２の保護電圧規模を超えたときに導通するように構成されている。更に、第２の基準ダイオード１３４は、第２の保護ダイオード１０４のものと実質的に同一の第２の保護電圧規模を変化させるように作動することができる。第２の保護ダイオード１０４と同様に、第２の基準ダイオード１３４も、ツェナーダイオード又は従来のダイオードを使って実現することができる。

[0022]第２の定電流源１３６は、第４のアノード１４２に結合されるとともに、第２の基準ダイオード１３４を介して定電流を供給するように構成されている。このことは、とりわけ、第２の基準ダイオード１３４の第２の保護電圧規模に何らかの変動があったとしても、それは第２の基準ダイオード１３４を流れる電流の変動によるものではないことを保証している。

[0023]第２の電圧安定化回路１３８は、第４のアノード１４２及び第４のカソード１４４に結合されるとともに、第２のカソード１１８に第２の可変オフセットクランプ電圧を供給するように構成されている。第２の電圧安定化回路１３８は更に、第２の保護電圧規模の変化を検出し、検出した第２の保護電圧規模の変化に応動して、第２の可変オフセットクランプ電圧を変化させるように構成されている。

[0024]第１のオフセットクランプ電圧安定化回路及び第２のオフセットクランプ電圧安定化回路１０６、１０８、より具体的には第１の電流源及び第２の電流源１２４、１３６、並びに第１の電圧安定化装置及び第２の電圧安定化装置１２６、１３８は、上記機能を実現するのに、種々の構成が可能である。図２に、第１のオフセットクランプ電圧安定化回路及び第２のオフセットクランプ電圧安定化回路１０６、１０８の具体的な物理的実施態様を例示した高精度クリッピング安定化回路１００の一実施形態を示す。図示したコンポーネントそれぞれの具体的な値は、所望の動作及び／又は要望される機能を満足するように選択されることになるため例示していないが、このことは理解されるであろう。図示した実施形態では、第１の電流源及び第２の電流源１２４、１３６は、よく知られた演算増幅器回路構成を使ってそれぞれ実現されている。

[0025]図示した第１の電圧安定化装置及び第２の安定化装置１２６、１３８が、一般的によく知られた演算増幅器回路構成を使ってそれぞれ実現されていることも、図を見れば分かる。詳細には、第１の電圧安定化装置１２６は、第１の演算増幅器２０２と、第１の低インピーダンスクランピングトランジスタ２０４とを具備している。第１の演算増幅器２０２の反転入力部２０６は、第３のカソード１３２に結合され、第１の演算増幅器２０２の非反転入力部２０８は、基準電圧源２１２に結合され、第１の演算増幅器２０２の出力部２１４は、第１の低インピーダンスクランピングトランジスタ２０４のベース端子２１６に結合されている。第１の低インピーダンスクランピングトランジスタ２０４のエミッタ２１８は、第３のアノード１２８に結合されている。このように構成すれば、第１の演算増幅器２０２は、第１の基準ダイオード１２２両端の電圧降下に基づいて、第１の低インピーダンスクランピングトランジスタ２０４のベース端子２１６の電圧を制御し、それによって、第１の低インピーダンスクランピングトランジスタ２０４のエミッタ２１８の電圧を制御する。これが、第１の可変オフセットクランプ電圧である。

[0026]第２の電圧安定化装置１３８は、第２の演算増幅器２２２と、第２の低インピーダンスクランピングトランジスタ２２４とを具備している。第２の演算増幅器２２２の反転入力部２２６は、第４のアノード１４２に結合され、第２の演算増幅器２２２の非反転入力部２２８は、回路コモン２３２（例えば接地）に結合され、第２の演算増幅器２２２の出力部２３４は、第２の低インピーダンスクランピングトランジスタ２２４のベース端子２３６に結合されている。第２の低インピーダンスクランピングトランジスタ２２４のエミッタ２３８は、第４のカソード１４４に結合されている。このように構成すれば、第２の演算増幅器２２２は、第２の基準ダイオード１３４両端の電圧降下に基づいて、第２の低インピーダンスクランピングトランジスタ２２４のベース端子２３６の電圧を制御し、それによって、第２の低インピーダンスクランピングトランジスタ２２４のエミッタ２２８の電圧を制御する。これが、第２の可変オフセットクランプ電圧である。

[0027]具体例を提供すると、１つの具体的実施態様では、第１の保護ダイオード及び第２の保護ダイオード１０２、１０４、したがって第１の基準ダイオード及び第２の基準ダイオード１２２、１３４は、６．８ＶＤＣなる公称保護電圧規模を有するような形でそれぞれ選択される。即ち、これらのダイオード１０２、１０４、１２２、１３４は、該当のアノード及びカソード相互間の電位が名目上６．８ＶＤＣを超えたときにそれぞれ導通する。この特定の実施態様において、第１のオフセットクランプ電圧安定化回路１０６は、第１のアノード１１２に供給される第１の可変オフセットクランプ電圧が公称−１．７２５ＶＤＣになるように構成され、第２のオフセットクランプ電圧安定化回路１０８は、第２のカソード１１８に供給される第２の可変オフセットクランプ電圧が公称＋６．７２５ＶＤＣになるように構成されている。したがって、第１の保護ダイオード１０２は、保護ノード１２０の電圧が５．０７５ＶＤＣ以上になったときに導通し、第２の保護ダイオードは、保護ノード１２０の電圧が−０．０７５ＶＤＣより下に降下（例えば、「より負の方向」に進行）したときに導通することになる。

[0028]回路１００の動作時に、第１の保護ダイオード１０２の保護電圧規模が、その温度によって６．９ＶＤＣまで増大したと仮定すると、第１の基準ダイオード１２２の保護電圧規模も、６．９ＶＤＣまで増大することになる。というのは、第１の基準ダイオード１２２は、第１の保護ダイオード１０２と実質的に同一であり、且つ第１の保護ダイオード１０２と同じ温度変動を受けるからである。結果として、第１の演算増幅器２０２は、第１の低インピーダンスクランピングトランジスタ２０４のベース端子２１６の電圧を変化させることになり、第１の低インピーダンスクランピングトランジスタ２０４のエミッタ２１８の電圧、したがって第１の可変オフセットクランプ電圧がここで−１．８２５ＶＤＣとなる。したがって、第１のアノード１１２と保護ノード１２０との間の電圧差は、第１の保護ダイオード１０２が導通すれば、依然として＋５．０７５ＶＤＣのままであろう。

[0029]本明細書に開示の高精度クリッピング安定化回路及び方法は、極めて正確な電子回路及びシステムを、種々の想定される最悪ケースの展開から保護し、同時にそれら電子回路及びシステムが最大精度で動作することを可能にするものである。

[0030]当業者であれば、本明細書に開示の実施形態に関連して記載されている種々の例示的論理ブロック、モジュール、回路、及びアルゴリズムのステップは、電子ハードウェア、コンピュータソフトウェア、又は両者の組み合わせとして実現可能であることを理解するであろう。一部の実施形態及び実施態様は、機能ブロック及び／又は論理ブロックのコンポーネント（又はモジュール）、並びに種々の処理ステップに沿って、前に説明されている。しかし、かかるブロックコンポーネント（又はモジュール）は、指定された機能を実施するように構成されたハードウェア、ソフトウェア、及び／又はファームウェアのコンポーネントを任意の数だけ用いて実現できることを理解されたい。ハードウェア及びソフトウェアのかかる互換性を明確に説明するために、前に、種々の例示的コンポーネント、ブロック、モジュール、回路、及びステップを、全般的にそれらの機能に沿って説明した。かかる機能がハードウェアとして実現されるのか、それともソフトウェアとして実現されるのかは、特定の用途及び全体のシステムに課せられた設計上の制約に依存する。当業者であれば、特定の用途それぞれに対し、種々の態様で記載の機能を実現することができる。ただし、かかる実施態様の決定は、本発明の範囲から逸脱させるものとは解釈されるべきではない。例えば、システム又はコンポーネントの一実施形態は、例えばメモリ素子、デジタル信号処理素子、論路素子、ルックアップテーブル、等のような、１若しくは複数のマイクロ処理装置又は他の制御装置の制御下で種々の機能を発揮できる種々の集積回路コンポーネントを活用することができる。加えて、当業者であれば、本明細書に記載の実施形態は単に例示実施態様に過ぎないことを理解するであろう。

[0031]本明細書に開示の実施形態に関連して記載された種々の例示的論理ブロック、モジュール、及び回路は、汎用処理装置、デジタル信号処理装置（digital signal processor：ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（application specific integrated circuit：ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（field programmable gate array：ＦＰＧＡ）若しくは他のプログラマブルロジックデバイス、個別のゲート論理回路若しくはトランジスタ論理回路、個別のハードウェアコンポーネント、又は本明細書に記載の機能を実施するように設計されたそれらの任意の集合体を用いて実現又は実施することができる。汎用処理装置は、マイクロ処理装置とすることができるが、代替として、任意の従来の処理装置、コントローラ、マイクロコントローラ、又はステートマシンであってもかまわない。処理装置は、例えばＤＳＰとマイクロ処理装置の組み合わせ、複数のマイクロ処理装置、ＤＳＰコアの一部としての１若しくは複数のマイクロ処理装置、又は他の任意のかかる構成のような、演算処理装置の組み合わせとして実現することも可能である。

[0032]本文献において、第１及び第２といった類の相対的関係を表す用語は、もっぱら１つの実体又は行為を別の実体又は行為と区別するために使用されているのであり、かかる実体又は行為相互間のかかる関係又は順序を必ずしも必要とするものでもなければ、示唆するものでもない。「第１」、「第２」、「第３」等といった順序を表す数字は、単に、複数のうちの異なる１つを指しているだけであり、請求項の表現で具体的に規定されない限りは、順序又は順番を示唆するものではない。いずれの請求項にある文章の順番も、請求項の表現で具体的に規定されない限りは、処理ステップが、かかる順番に従った時間的順序又は論理的順序で実施されなければならないことを示唆するものではない。それらの処理ステップは、そうすることが請求項の表現に矛盾せず、論理的に無意味なものにならない限り、本発明の範囲から逸脱することなく、任意の順序に入れ替えることができる。

[0033]更に、文脈によっては、異なる要素相互間の関係を記述するのに使用される「接続する」又は「結合される」といった文言は、これら要素相互間に直接的な物理的接続がなされなければならないことを示唆するものではない。例えば、２つの要素は、１又は複数の別の要素を介して、相互に物理的に接続することもできれば、電子的又は論理的に接続することもでき、任意の他の形式で接続することも可能である。

[0034]本発明の上記の詳細な説明において、少なくとも１つの例示実施形態が提示されてきたが、多数の変形形態が存在することを理解されたい。その例示実施形態又はそれらの例示実施形態は単なる例であり、いかなる態様においても、本発明の範囲、応用性、又は構成を限定することは意図されていない。上記の詳細な説明は、当業者に、本発明の例示実施形態を実現するための好都合なロードマップを提供するであろう。添付した「特許請求の範囲」に示されている本発明の範囲から逸脱することなく、例示実施形態に記載の要素の機能及び配置に種々の改変を加えることができる。

１００ 高精度クリッピング安定化回路
１０２ 第１の保護ダイオード
１０４ 第２の保護ダイオード
１０６ 第１のオフセットクランプ電圧安定化回路
１０８ 第２のオフセットクランプ電圧安定化回路
１１２ 第１のアノード
１１４ 第１のカソード
１１６ 第２のアノード
１１８ 第２のカソード
１２０ 保護ノード
１２２ 第１の基準ダイオード
１２４ 第１の定電流源
１２６ 第１のオフセットクランプ電圧安定化装置
１２８ 第３のアノード
１３２ 第３のカソード
１３４ 第２の基準ダイオード
１３６ 第２の定電流源
１３８ 第２のオフセットクランプ電圧安定化装置
１４２ 第４のアノード
１４４ 第４のカソード
２０２ 第１の演算増幅器
２０４ 第１の低インピーダンスクランピングトランジスタ
２０６ 反転入力部
２０８ 非反転入力部
２１２ 基準電圧源
２１４ 出力部
２１６ ベース端子
２１８ エミッタ
２２２ 第２の演算増幅器
２２４ 第２の低インピーダンスクランピングトランジスタ
２２６ 反転入力部
２２８ 非反転入力部
２３２ 回路コモン
２３４ 出力部
２３６ ベース端子
２３８ エミッタ

Claims (3)

1. 第１のアノード及び第１のカソードを有し、前記第１のアノードと第１のカソードとの間の電位が第１の保護電圧規模(protection voltage magnitude)を超えたときに導通するように構成されており、前記第１の保護電圧規模を変化させるように作動することができる第１の保護ダイオードと、
   第２のアノード及び第２のカソードを有し、前記第２のアノードが保護ノードを画定(define)するように前記第１のカソードに接続されている第２の保護ダイオードであって、前記第２のアノードと第２のカソードとの間の電位が第２の保護電圧規模を超えたときに導通するように構成されており、前記第２の保護電圧規模を変化させるように作動することができる第２の保護ダイオードと、
   前記第１のアノードに結合されるとともに、そこに第１の可変オフセットクランプ電圧を供給するように構成されている第１のオフセットクランプ電圧安定化回路であって、前記第１の保護電圧がいつ変化するのかを判定するように、且つそれに応動して(in response thereto)、前記第１の保護ダイオードが導通したときに前記第１のアノードと前記保護ノードとの間の電圧差が実質的に一定の状態を続けるような形で、前記第１の可変オフセットクランプ電圧を変化させるように構成されている第１のオフセットクランプ電圧安定化回路と、
   前記第２のカソードに結合されるとともに、そこに第２の可変オフセットクランプ電圧を供給するように構成されている第２のオフセットクランプ電圧安定化回路であって、前記第２の保護電圧がいつ変化するのかを判定するように、且つそれに応動して、前記第２の保護ダイオードが導通したときに前記第２のカソードと前記保護ノードとの間の電圧差が実質的に一定の状態を続けるような形で、前記第２の可変オフセットクランプ電圧を変化させるように構成されている第２のオフセットクランプ電圧安定化回路と、
   を備える高精度クリッピング安定化回路。
2. 前記第１のオフセットクランプ電圧安定化回路は、前記第１の保護ダイオードと実質的に同一であり、且つ第３のアノード及び第３のカソードを有する第１の基準ダイオードを備えており、
   前記第１の基準ダイオードは、前記第３のアノードと第３のカソードとの間の電位が前記第１の保護電圧規模を超えたときに導通するように構成されており、
   前記第１の基準ダイオードは、前記第１の保護ダイオードのものと実質的に同一の前記第１の保護電圧規模を変化させるように作動することができる、
   請求項１に記載の回路。
3. 前記第２のオフセットクランプ電圧安定化回路は、前記第２の保護ダイオードと実質的に同一であり、且つ第４のアノード及び第４のカソードを有する第２の基準ダイオードを備えており、
   前記第２の基準ダイオードは、前記第４のアノードと第４のカソードとの間の電位が前記第２の保護電圧規模を超えたときに導通するように構成されており、
   前記第２の基準ダイオードは、前記第２の保護ダイオードのものと実質的に同一の前記第２の保護電圧規模を変化させるように作動することができる、
   請求項１に記載の回路。

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