JP3093361B2 - Time constant automatic adjustment circuit - Google Patents

Time constant automatic adjustment circuit

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JP3093361B2 JP03252485A JP25248591A JP3093361B2 JP 3093361 B2 JP3093361 B2 JP 3093361B2 JP 03252485 A JP03252485 A JP 03252485A JP 25248591 A JP25248591 A JP 25248591A JP 3093361 B2 JP3093361 B2 JP 3093361B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、フィルタ回路のバイ
アス電流等を制御する時定数自動調整回路に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an automatic time constant adjusting circuit for controlling a bias current or the like of a filter circuit.

【0002】[0002]

【従来の技術】図4は従来の時定数調整回路を示すもの
である。基準電圧発生回路1では,発生した電圧からリ
ファレンス電圧Vref と、ある差電圧△Viを出力す
る。図示しない基準信号発生回路からのクロック信号C
K1を入力し、電流源6の電流経路をスイッチする電流
経路スイッチ5のー方の出力端子を電圧電流変換(G
m)アンプ2に接続する。Gmアンプ2では差電圧△V
iを入力し、電圧電流変換を行う。変換した電流出力I
01、I02をシングルエンド回路10に入力し、電流をシ
ングルエンドして、積分コンデンサ7に流す。電流経路
スイッチ5の他方の出力端子をコンデンサ7に接続す
る。ピークホールド回路3ではコンデンサ7の電圧波形
のピークを検出し、ホールドコンデンサ8を用いて次の
ピークまでピーク電圧Vpを保持する。ピーク電圧Vp
とリファレンス電圧Vref を比較回路4に入力する。比
較結果を平滑コンデンサ9により安定化し、その比較出
力で電流源6を制御する。
2. Description of the Related Art FIG. 4 shows a conventional time constant adjusting circuit. The reference voltage generation circuit 1 outputs a reference voltage Vref and a certain difference voltage ΔVi from the generated voltage. Clock signal C from a reference signal generation circuit (not shown)
K1 is input and the other output terminal of the current path switch 5 for switching the current path of the current source 6 is subjected to voltage-current conversion (G
m) Connect to amplifier 2. In the Gm amplifier 2, the difference voltage △ V
Input i and perform voltage-current conversion. Converted current output I
01 and I02 are input to the single-ended circuit 10 to make the current single-ended and flow to the integrating capacitor 7. The other output terminal of the current path switch 5 is connected to the capacitor 7. The peak hold circuit 3 detects the peak of the voltage waveform of the capacitor 7 and uses the hold capacitor 8 to hold the peak voltage Vp until the next peak. Peak voltage Vp
And the reference voltage Vref are input to the comparison circuit 4. The comparison result is stabilized by the smoothing capacitor 9 and the current source 6 is controlled by the comparison output.

【0003】図5の波形図を用いながら、図4の動作を
さらに詳しく説明する。クロック信号CK1は図5
(a)のような信号であるとし、コンデンサ7の電圧が
低くなると、クランプ回路(図示しない)が動作するも
のとする。差電圧△Vi電圧が印加されているので、G
mアンプ2の出力電流は異なる値をとっている。図4に
おいてGmアンプ2の電流出力I01、I02と電流源6の
バイアス電流IBの関係をI01>I02(I01+I02=I
B)と仮定する。クロック信号CK1のパルスがHiの
とき、Gmアンプ2に電流を流すと、Gmアンプ2の出
力電流はクロック信号CK1の半サイクルのみ現れる。
この電流をシングルエンド回路10に通すと、その差成
分(I01−I02)を出力する。従って、この期間コンデ
ンサ7は充電され、図5(b)のように立ち上がる。ク
ロック信号CK1のパルスが、Loの状態での電流経路
スイッチ5の出力はコンデンサ側となる。このとき、シ
ングルエンド回路10からの電流出力はなく、バイアス
電流IBすべてがコンデンサ7に流れ、放電する。この
とき、コンデンサ7の電圧波形は図5(b)のように急
峻に立ち下がり、充分低くなったところで、クランプ回
路が動作し、所定の電圧で一定となる。
The operation of FIG. 4 will be described in more detail with reference to the waveform diagram of FIG. The clock signal CK1 is shown in FIG.
Assume that the signal is as shown in (a), and when the voltage of the capacitor 7 decreases, a clamp circuit (not shown) operates. Since the difference voltage △ Vi voltage is applied, G
The output current of the m amplifier 2 has a different value. In FIG. 4, the relationship between the current outputs I01 and I02 of the Gm amplifier 2 and the bias current IB of the current source 6 is expressed as I01> I02 (I01 + I02 = I
B). When a current flows through the Gm amplifier 2 when the pulse of the clock signal CK1 is Hi, the output current of the Gm amplifier 2 appears only in a half cycle of the clock signal CK1.
When this current is passed through the single-ended circuit 10, the difference component (I01-I02) is output. Therefore, during this period, the capacitor 7 is charged and rises as shown in FIG. When the pulse of the clock signal CK1 is Lo, the output of the current path switch 5 is on the capacitor side. At this time, there is no current output from the single-ended circuit 10, and the entire bias current IB flows to the capacitor 7 and discharges. At this time, the voltage waveform of the capacitor 7 sharply falls as shown in FIG. 5B, and when the voltage waveform becomes sufficiently low, the clamp circuit operates and becomes constant at a predetermined voltage.

【0004】ピークホールド回路3ではこの(b)波形
のピーク電圧Vpをホールドする。比較回路4ではピー
ク電圧Vpとリファレンス電圧Vref を比較し、電流源
6に負帰還をかけ、ピーク電圧Vpとリファレンス電圧
Vref が等しくなるように制御する。
The peak hold circuit 3 holds the peak voltage Vp of the waveform (b). The comparison circuit 4 compares the peak voltage Vp with the reference voltage Vref, applies negative feedback to the current source 6, and controls the peak voltage Vp and the reference voltage Vref to be equal.

【0005】同一出願人が先に出願した特願平2−33
5635号等で述べているように,このような方法で電
流源に制御をかければ、ICに内蔵した抵抗とコンデン
サの積で示される時定数または電流とコンデンサの比を
一定に保つことができる。
Japanese Patent Application No. 2-33 filed earlier by the same applicant.
As described in Japanese Patent No. 5635 and the like, by controlling the current source in such a manner, the time constant represented by the product of the resistor and the capacitor built in the IC or the ratio of the current to the capacitor can be kept constant. .

【0006】Gmアンプ2の具体的な例としては、図6
に示すような差動アンプを用いたものが代表的である。
この差動アンプは、バイアス電流源6がオンされても出
力電流が現れるまでには,数nSから数十nSの時間が
かかる。また電流オンの立ち上がり時においてはGmが
微小レベルから増加するので、一定ではない。従って、
図5(b)の立ち上がり波形は点線のように、オンした
瞬間に少しなったものとなる。これはクロック信号CK
1の半サイクル期間に本来到達すべき電圧に至らないこ
とを示しており、自動調整された時定数がずれることに
なる。また、この期間は温度に対して変動するので、調
整された電流が温度ドリフトすることになる。
FIG. 6 shows a specific example of the Gm amplifier 2.
The one using a differential amplifier as shown in FIG.
This differential amplifier takes several nS to several tens of nS until an output current appears even when the bias current source 6 is turned on. Also, at the time of the rise of the current-on, since Gm increases from a minute level, it is not constant. Therefore,
The rising waveform in FIG. 5B is slightly reduced at the moment of turning on, as indicated by the dotted line. This is the clock signal CK
This indicates that the voltage to be originally reached is not reached during one half cycle period, and the automatically adjusted time constant is shifted. Also, since this period varies with temperature, the adjusted current will drift with temperature.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】上記した従来の時定数
自動調整回路では、Gmアンプの電源オン時における出
力電流の立上がりに時間がかかり、自動調整された時定
数がずれ、この期間、調整された電流が温度ドリフトす
る。
In the conventional time constant automatic adjustment circuit described above, it takes time for the output current to rise when the power of the Gm amplifier is turned on, and the automatically adjusted time constant deviates. Current drifts with temperature.

【0008】この発明は、時定数調整ずれおよび温度ド
リフトしにくい時定数自動調整回路を提供することにあ
る。
An object of the present invention is to provide a time constant automatic adjustment circuit which is less likely to cause time constant adjustment deviation and temperature drift.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】この発明は、電流源切り
換え手段を、Gmアンプの出力電流にかけ、コンデンサ
の放電動作をシングルエンド回路により行うようにし
た。
According to the present invention, the current source switching means is applied to the output current of the Gm amplifier, and the discharging operation of the capacitor is performed by a single-ended circuit.

【0010】[0010]

【作用】このようにすれば、Gmアンプはスイッチング
で動作することがなくなり、出力電流はDCとなる。ま
た、シングルエンド回路の一部も常に電流が流れるの
で、切り換え動作時の過渡応答がスムーズであり、かつ
早いので、従来発生していたような調整電流のズレや温
度ドリフトを大幅に改善できる。
In this manner, the Gm amplifier does not operate by switching, and the output current becomes DC. Further, since a current always flows through a part of the single-ended circuit, the transient response at the time of the switching operation is smooth and fast, so that the deviation of the adjustment current and the temperature drift which have conventionally occurred can be greatly improved.

【0011】[0011]

【実施例】以下、この発明の実施例につき図面を参照し
て詳細に説明する。図1はこの発明のー実施例を示すも
のであり、図4と同一部分には同一の符号を付して説明
する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. FIG. 1 shows an embodiment of the present invention, and the same parts as those in FIG.

【0012】基準電圧発生回路1はリファレンス電圧V
ref とある差電圧△Viを出力する。Gmアンプ21で
は差電圧△Viを入力し、バイアス電流IBに基づき2
つの出力電流I01およびI02を作成する(I01>I0
2)。これら電流出力I01、I02を電流経路スイッチ1
1に入力し、クロック信号CK1のタイミングで経路を
切り換え、シングルエンド回路101に出力する。シン
グルエンド回路101の出力電流をコンデンサ7に流
し、充電する。コンデンサ電圧をピークホールド回路3
に入力し、充電波形のピーク電圧Vpを保持する。ピー
ク電圧Vpとリファレンス電圧Vrefを比較回路4に入
力し、比較結果を平滑コンデンサ9により平滑して制御
用電流源6を制御する。
The reference voltage generating circuit 1 generates a reference voltage V
ref and a certain difference voltage ΔVi are output. The Gm amplifier 21 receives the difference voltage ΔVi and receives 2 based on the bias current IB.
To produce two output currents I01 and I02 (I01> I0)
2). These current outputs I01 and I02 are connected to the current path switch 1
1 and switches the path at the timing of the clock signal CK <b> 1 and outputs it to the single-ended circuit 101. The output current of the single-ended circuit 101 is supplied to the capacitor 7 and charged. Capacitor voltage peak hold circuit 3
, And holds the peak voltage Vp of the charging waveform. The peak voltage Vp and the reference voltage Vref are input to the comparison circuit 4, and the comparison result is smoothed by the smoothing capacitor 9 to control the control current source 6.

【0013】電流経路スイッチ11がGmアンプ21の
出力電流に対して配置されているので、Gmアンプ21
はDCで動作する。したがって、従来発生していたON
/OFFによる遅延時間がなく、ここでの誤差電流の発
生はない。
Since the current path switch 11 is arranged for the output current of the Gm amplifier 21, the Gm amplifier 21
Operates at DC. Therefore, the ON which occurred conventionally
There is no delay time due to / OFF, and no error current occurs here.

【0014】図2は電流経路スイッチ11とシングルエ
ンド回路10の具体例を示したものである。Gmアンプ
21の電流出力I01をトランジスタQ5、Q6 の共通エ
ミッタに供給し、トランジスタQ5 のコレクタをトラン
ジスタQ7 、Q8 および抵抗R1 、R2 の第1のカレン
トミラー回路CM 1に接続する。トランジスタQ6 のコ
レクタは電流出力I02と共に、トランジスタQ9 、Q10
および抵抗R3 、R4の第2のカレントミラー回路CM
2に接続する。第2のカレントミラー回路CM2の出力
電流をトランジスタQ11、Q12および抵抗R5 、R6 か
らなる第3のカレントミラー回路CM 3に入力し、トラ
ンジスタQ12のコレクタとQ8 のコレクタとを結線して
シングルエンド電流を作成する。
FIG. 2 shows a specific example of the current path switch 11 and the single end circuit 10. The current output I01 of the Gm amplifier 21 is supplied to the common emitter of the transistors Q5 and Q6, and the collector of the transistor Q5 is connected to the transistors Q7 and Q8 and the first current mirror circuit CM1 of the resistors R1 and R2. The collector of the transistor Q6 is connected to the transistors Q9 and Q10 together with the current output I02.
And a second current mirror circuit CM including resistors R3 and R4.
Connect to 2. The output current of the second current mirror circuit CM2 is input to a third current mirror circuit CM3 comprising transistors Q11 and Q12 and resistors R5 and R6, and the collector of the transistor Q12 and the collector of Q8 are connected to form a single-ended current. Create

【0015】電流経路スイッチ11はトランジスタQ5
、Q6 からなり、切り換え動作はクロック信号CK2
とこの逆極性のクロック信号CK3により行う。トラン
ジスタQ5 、Q6 はベースに入力したクロック信号CK
2 、CK3 により差動アンプとして動作するので、切り
換え時間がトランジスタQ5 のオンとQ6 のオンとで等
しく、遅延時間は一定である。
The current path switch 11 includes a transistor Q5
, Q6, and the switching operation is performed by the clock signal CK2.
And the clock signal CK3 having the opposite polarity. The transistors Q5 and Q6 receive the clock signal CK input to the base.
2. Since the differential amplifier is operated by CK3, the switching time is the same when the transistor Q5 is turned on and when the transistor Q6 is turned on, and the delay time is constant.

【0016】まず、充電動作の場合、クロック信号CK
2 によりトランジスタQ5 がオンする。電流出力I01は
トランジスタQ5 、第1のカレントミラー回路CM 1を
通って、出力端子Iout に導出する。出力電流I02は第
2、第3のカレントミラー回路CM2 、CM3 を通っ
て、出力端子Iout に出力し、結果I01−I02の充電電
流(I01>I02)を出力する。
First, in the case of the charging operation, the clock signal CK
2 turns on transistor Q5. The current output I01 passes through the transistor Q5 and the first current mirror circuit CM1, and is led to an output terminal Iout. The output current I02 passes through the second and third current mirror circuits CM2 and CM3 and is output to the output terminal Iout, and the charging current (I01> I02) of the result I01-I02 is output.

【0017】放電動作の場合、トランジスタQ6 がオン
する。電流出力I01はトランジスタQ6 を通って、第
2、第3のカレントミラー回路CM 2、CM 3に流れる
ことから、バイアス電流IBのすべてを出力端子Iout
に出力する。このとき放電電流は従来同様バイアス電流
IBとなる。
In the case of a discharging operation, the transistor Q6 turns on. Since the current output I01 flows through the transistor Q6 to the second and third current mirror circuits CM2 and CM3, all of the bias current IB is supplied to the output terminal Iout.
Output to At this time, the discharge current becomes the bias current IB as in the related art.

【0018】このように第2、第3のカレントミラー回
路CM 2、CM3には常に所定の電流が流れるので、切
り換えにより電流レベルが変化したときにも追従が早
い。従来カットオフしていた場合に比べ、電流変化に応
答する時間が短いことから、誤差を発生させる時間が短
いので、調整ずれや温度ドリフトを発生させる過渡応答
要因も激減できる。
As described above, since a predetermined current always flows through the second and third current mirror circuits CM2 and CM3, the current mirror circuit CM2 and CM3 follow quickly even when the current level changes by switching. Since the time for responding to the current change is shorter than in the conventional case where the cutoff is performed, the time for generating the error is short, so that the transient response factors that cause the adjustment deviation and the temperature drift can be drastically reduced.

【0019】以上の説明は図5のタイミングで動作する
場合について述べたが、出願人が先に出願した、特願平
2−335635号の図3に示されるようなタイミング
で動作する自動調整回路には、電流出力I02の電流経路
スイッチ11と、電流出力I01およびI02に対し電流を
電源にバイパスする手段を追加することで、この発明と
同じ効果を実現できる。
The above description has been made on the case of operating at the timing of FIG. 5. However, the automatic adjustment circuit which operates at the timing as shown in FIG. 3 of Japanese Patent Application No. 2-335635 filed by the applicant has been described. By adding a current path switch 11 for the current output I02 and means for bypassing the current to the power supply for the current outputs I01 and I02, the same effect as the present invention can be realized.

【0020】[0020]

【発明の効果】以上記載したように、この発明の時定数
自動調整回路によれば、時定数調整ずれおよび温度ドリ
フトのしくいものにすることができる。
As described above, according to the automatic time-constant adjustment circuit of the present invention, the time-constant adjustment deviation and the temperature drift can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】この発明のー実施例を示すシステム図。FIG. 1 is a system diagram showing an embodiment of the present invention.

【図2】図1の要部の具体例を示す回路図。FIG. 2 is a circuit diagram showing a specific example of a main part of FIG. 1;

【図3】図1で取り扱う他の充放電波形図。FIG. 3 is another charge / discharge waveform diagram handled in FIG.

【図4】従来の時定数自動調整回路を示すシステム図。FIG. 4 is a system diagram showing a conventional time constant automatic adjustment circuit.

【図5】図5の充放電波形図。FIG. 5 is a charge / discharge waveform diagram of FIG.

【図6】図1および図5のGmアンプのー例を示す回路
図。
FIG. 6 is a circuit diagram showing an example of the Gm amplifier of FIGS. 1 and 5;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1………基準電圧発生回路 3………ピークホールド回路 4………比較回路 6………電流源 7………コンデンサ 21………Gmアンプ 11………電流経路スイッチ 101………シングルエンド回路 1 Reference voltage generation circuit 3 Peak hold circuit 4 Comparison circuit 6 Current source 7 Capacitor 21 Gm amplifier 11 Current path switch 101 Single End circuit

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 時間の基準となるタイミングパルスを用
い、電圧電流変換アンプとその出力側に設けた電流経路
を切り換えるスイッチ手段により充放電波形を生成する
充放電波形生成回路と、 前記充放電波形生成回路の充放電波形に基づいた充放電
を行うコンデンサと、 前記充放電波形生成回路の充放電波形の振幅を検出し、
検出した振幅と基準電圧と比較して該充放電波形の振
幅を制御する制御回路とを有することを特徴とする時定
数自動調整回路。
1. A voltage-current conversion amplifier and a current path provided on its output side using a timing pulse serving as a time reference.
A charging / discharging waveform generating circuit for generating a charging / discharging waveform by a switch means for switching the charge / discharge waveform; a capacitor for performing charging / discharging based on the charging / discharging waveform of the charging / discharging waveform generating circuit; and an amplitude of the charging / discharging waveform of the charging / discharging waveform generating circuit. To detect
Constant automatic adjusting circuit, characterized in that a control circuit for controlling the amplitude of the comparison to said charging discharging waveform and a detected amplitude and the reference voltage.
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