JP3556305B2 - 電流センサ回路およびその作動方法 - Google Patents
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Description
【産業上の利用分野】
本発明は電子装置の分野に関し、さらに詳細には電流センサ回路及びその作動方法に関連する。
【0002】
【従来の技術】
電子回路にはアクティブ・フィルタが広く利用されている。アクティブ・フィルタの基本構成ブロック(basic building block)は積分器である。積分器は、入力電圧を積分して入力電圧信号の積分である出力電圧を生成するように作動する回路要素の一ブロックである。集積回路チップにおいて、積分器として用いられ得る回路要素の一つはコンデンサである。コンデンサを通る電圧は、コンデンサを介して流れる電流の積分に比例する。このように、積分を実行するために用いる技術は、電圧信号を電流信号に積分されるように変換し、電流信号をコンデンサにポンピング(pumping )して入力電圧信号の積分である出力電圧信号を生成することを含む。相互コンダクタンス(transconductance)増幅器とも呼ばれる電圧−電流変換回路を用いて、電圧信号を電流信号に変換することができる。積分器はコンデンサと相互コンダクタンス増幅器を結合させて入力電圧信号を積分する電子回路である。相互コンダクタンス・コンデンサ・フィルタはフィルタを実行するために用いられる。
【0003】
【課題を達成するための手段及び作用】
相互コンダクタンス・コンデンサ・フィルタにおいてコンデンサを介して流れる電流を検出するように作動可能な電流センサ回路が必要とされている。
本発明に従って、相互コンダクタンス・コンデンサ・フィルタにおいてコンデンサ電流を検出するように作動可能な電流センサ回路およびその作動方法が供される。
【0004】
本発明の一実施例に従って、第1の入力、第2の入力、第1の電流パス、および第2の電流パスを有する差動対(differential pair)から成る電流センサ回路を開示する。差動対は、第1および第2の入力の間の電圧に応答して、第1の電流パスにおいてあるレベルのAC電流を生成し、第2の電流パスからあるレベルのAC電流を引き出すように作動可能である。ロード(負荷)は第1の電流パスおよび第2の電流パスに結合される。ロードは第1の電流パスから第2の電流パスへあるレベルのAC電流を導通するように作動可能であり、AC電流のレベルの大きさを検出することができる。
【0005】
添付の図面に関連する以下の説明を参照することによって、本発明がさらに良く理解され得る。図面において同じ参照番号は同等の部分を示す。
【0006】
【実施例】
図1は、本発明に基いて構成された相互コンダクタンス・コンデンサ・フィルタ10および電流センサ回路12を有する相互コンダクタンス・コンデンサ・フィルタ装置8を示す。相互コンダクタンス・コンデンサ・フィルタ10は電圧−電流変換ステージ14、電流加算ステージ16および積分ステージ18を有する。
【0007】
電圧−電流変換ステージ14は、NPNトランジスタ20、NPNトランジスタ22、NPNトランジスタ24、及びNPNトランジスタ26を有する。電圧−電流変換ステージ14はさらに、抵抗28及び抵抗30を有する。NPNトランジスタ20、NPNトランジスタ22、NPNトランジスタ24、及びNPNトランジスタ26はそれぞれ、ベース、コレクタ、及びエミッタを有する。NPNトランジスタ20のコレクタ及びNPNトランジスタ22のコレクタは、第1のノード、NODE1に結合される。NPNトランジスタ24のコレクタ及びNPNトランジスタ26のコレクタは、第2のノード、NODE2に結合される。抵抗28はNPNトランジスタ22のエミッタ及びNPNトランジスタ24のエミッタに結合される。抵抗30は、NPNトランジスタ20のエミッタ及びNPNトランジスタ26のエミッタに結合される。
【0008】
NPNトランジスタ20、抵抗30、及びNPNトランジスタ26は、NPNトランジスタ20のベース及びNPNトランジスタ26のベースが1対の入力を有するような相互コンダクタンス増幅器を有する。第1の入力電圧V1INはNPNトランジスタ20のベース及びNPNトランジスタ26のベースを通り、NPNトランジスタ20のベースでV1IN+ と、NPNトランジスタ26のベースでV1IN− と接続される。
【0009】
NPNトランジスタ22、NPNトランジスタ24、及び抵抗28は、NPNトランジスタ22のベース及びNPNトランジスタ24のベースが1対の入力を有するような相互コンダクタンス増幅器を有する。第2の入力電圧V2INはNPNトランジスタ22のベース及びNPNトランジスタ24のベースを通り、NPNトランジスタ22のベースでV2IN+ と、NPNトランジスタ24のベースでV2IN− と接続される。
【0010】
電流加算ステージ16はNODE1及びNODE2を有する。NPNトランジスタ20のコレクタ及びNPNトランジスタ22のコレクタは、NODE1に結合される。NPNトランジスタ24のコレクタ及びNPNトランジスタ26のコレクタは、NODE2に結合される。電流I1 がトランジスタ32からNODE1を介してトランジスタ20へ流れ、電流I2 がトランジスタ34からNODE2を介してトランジスタ26へ流れる。電圧−電流変換ステージ14は、NODE1及びNODE2に接続された相互コンダクタンス増幅器を幾つでも有し得る。電流加算ステージは、電圧−電流変換ステージ14に含まれる各相互コンダクタンス増幅器によって生成された電流を加算し得る。
【0011】
積分ステージ18は、NPNトランジスタ32及びNPNトランジスタ34を有する。積分ステージ18はさらに、積分コンデンサ36を有する。NPNトランジスタ32及びNPNトランジスタ34はそれぞれ、ベース、コレクタ及びエミッタを有する。NPNトランジスタ32のベースは、NODE4に結合され、NPNトランジスタ32のエミッタは、NODE1に結合される。NPNトランジスタ34のベースは、NODE4に結合され、NPNトランジスタ34のエミッタは、NODE2に結合される。NODE4はNPNトランジスタ32及びNPNトランジスタ34のベースにバイアス電圧を供給する。積分コンデンサ36はNPNトランジスタ30のコレクタ及びNPNトランジスタ34のコレクタに接続される。電流I5 がNPNトランジスタ32のコレクタを介して流れ、電流I6 がNPNトランジスタ34のコレクタを介して流れる。電流IC が積分コンデンサ36を介して流れる。
【0012】
相互コンダクタンス・コンデンサ・フィルタ10はさらに、DC電流源38、DC電流源40、DC電流源42、DC電流源44、DC電流源46、及びDC電流源48を有する。DC電流源38は、NPNトランジスタ20のエミッタ及び接地電位に接続される。DC電流源40は、NPNトランジスタ22のエミッタ及び接地電位に接続される。DC電流源42はNPNトランジスタ24のエミッタ及び接地電位に接続される。DC電流源44はNPNトランジスタ26のエミッタ及び接地電位に接続される。DC電流源46はNPNトランジスタ32のコレクタ及び供給電力VCCに接続される。DC電流源48はNPNトランジスタ34のコレクタ及び供給電力VCCに接続される。
【0013】
電流センサ回路12はNPNトランジスタ50及びNPNトランジスタ52を有する。NPNトランジスタ50及びNPNトランジスタ52はそれぞれ、ベース、コレクタ及びエミッタを有する。NPNトランジスタ50のベースは、NODE1に結合され、NPNトランジスタ50のエミッタは、NODE3に結合される。NPNトランジスタ52のベースは、NODE2に結合され、NPNトランジスタ52のエミッタは、NODE3に結合される。NPNトランジスタ50及びNPNトランジスタ52は、NPNトランジスタ50及びNPNトランジスタ52のベースが一対の入力を有する差動対を有する。ロード54はNPNトランジスタ50のコレクタ及びにNPNトランジスタ52のコレクタ接続される。電流I7がNPNトランジスタ50のコレクタを介して流れ、電流I8がNPNトランジスタ52のコレクタを介して流れる。電流ICがロード54を介して流れる。
【0014】
電流センサ回路12はさらに、DC電流源56、DC電流源58、及びDC電流源60を有する。DC電流源56は、NODE3及び接地電位に接続される。DC電流源58は供給電力VCC及びNPNトランジスタ50のコレクタに接続される。DC電流源60は供給電力VCC及びNPNトランジスタ52のコレクタに接続される。
【0015】
相互コンダクタンス・コンデンサ・フィルタ10は、第1の入力電圧V1INと第2の入力電圧V2INの和の積分である出力電圧VOUTを生成するように作動する。電流センサ回路12は、積分コンデンサ36を介して流れる電流のレベルの大きさを検出するように作動する。
【0016】
相互コンダクタンス・コンデンサ・フィルタ10及び電流センサ回路12内の9つのDC電流源は、8つのNPNトランジスタのバイアスを維持するように作動する。DC電流源38、DC電流源40、DC電流源42、及びDC電流源44は、DC閾値電流IT を供給して、NPNトランジスタ20、NPNトランジスタ22、NPNトランジスタ24、及びNPNトランジスタ26をバイアスする。DC電流源46及びDC電流源48は閾値電流IT の和の2倍の大きさにに等しいDC電流を供給して、NPNトランジスタ32及びNPNトランジスタ34をバイアスする。DC電流源56はDC電流源46及び48によって供給される電流の和の大きさに比例する電流を供給するように作動する。DC電流源58及びDC電流源60は、DC電流源56によって供給される電流の大きさの1.5倍の(one−half)電流を供給するように作動する。DC電流源56、DC電流源58、及びDC電流源60は、NPNトランジスタ50及びNPNトランジスタ52をバイアスするように作動する。このようにDC電流源は、相互コンダクタンス・コンデンサ・フィルタ10及び電流センサ回路12内の全てのNPNトランジスタのDCバイアスを提供する。大きさの等しいDC電流源58及び60によって供給される電流の、大きさの等しいDC電流源46及び48によって供給される電流に対する比率は、ID のIC に対する比率と一致する。
【0017】
相互コンダクタンス・コンデンサ・フィルタ10は、AC入力電圧信号V1IN及びV2INの上で、AC出力電圧信号VOUTを供給するように作動する。電流センサ回路12はNODE1及びNODE2を通ってAC電圧信号上で、ロード(負荷)54を介して流れるAC出力電流信号IDを供給するように作動する。
【0018】
電圧−電流変換ステージ14は、AC入力信号V1INをAC電流に変換するように作動する。同様に、電圧−電流変換ステージ14は、AC入力電圧V2INをAC電流に変換するように作動する。電流加算ステージ16は、電圧−電流変換ステージ14によって生成されるAC電流を加算するように作動する。NODE1を介して流れる電流I1 は、電圧−電流変換ステージ14によって生成されるAC電流を減じた2IT に等しい。NODE2を介して流れる電流I2 は、電圧−電流変換ステージ14によって生成されるAC電流を加えた2IT に等しい。このように、電圧−電流変換ステージ14によって生成されるAC電流は、NODE1を介し、NPNトランジスタ32を介し、積分コンデンサ36を介し、NPNトランジスタ34を介し、NODE2を介し、さらに電圧−電流変換ステージ14を介して、NODE1へ戻るように流れる(flow up )。電圧−電流変換ステージ14によって生成されるAC電流の和は、出力電圧VOUT として(V1IN+V2IN)の積分を生成する積分コンデンサ36を介して駆動される。
【0019】
電流センサ回路12は、積分コンデンサ36を介して流れる電流IC の大きさをセンスするように作動する。コンデンサ電流IC の大きさをセンスするため、電流センサ回路12はNPNトランジスタ32、34、50及び52が比較的高いベータを有すると仮定して、I5 とI6 の差に等しいI1 とI2 との差を測定する。電流センサ回路12は、陰極・ノードNODE1及びNODE2を通るAC電圧をセンスすることによって、積分コンデンサ36を介して流れる電流の大きさをセンスする。NPNトランジスタ50及びNPNトランジスタ52は、NPNトランジスタ32及びNPNトランジスタ34をバイアスするDC電流に比例するDC電流によってバイアスされる。NPNトランジスタ32及びNPNトランジスタ34のバイアスは、高ベータと仮定して、IT の大きさの約2倍である。
【0020】
ロード54を流れる電流IDが積分コンデンサ36を介して流れる電流ICに比例することが示され得る。このように、電流センサ回路12は、コンデンサ電流ICの大きさを検出する。さらに、ICのIDに対する割合は、DCバイアス電流によってセットされ、割合は所望の値にセットできる。NPNトランジスタ32、NPNトランジスタ34、NPNトランジスタ50、及びNPNトランジスタ52のエミッタ電流は、それぞれI5、I6、I7、I8である。ループ(loop):NODE4−NODE1−NODE3−NODE2−NODE4にトランスリニア原理(translinear principle)を適用すると、ICはIDに比例することが明らかである。以下の式において“A”は、大きさの等しいDC電流源46または48によって供給されるDC電流の、大きさの等しいDC電流源58または60によって供給されるDC電流に対する比率である。
【0021】
トランスリニア原理から、
【数1】
【0022】
このように、電流センサ回路12は、相互コンダクタンス・コンデンサ・フィルタ10の機能を損ねることなく、積分コンデンサ36を介して流れる電流のレベルの大きさを検出するように作動する。電流IDはDC電流源56、58及び60によって供給される電流に応じたICに比例する。比率Aは、DC電流源56、58及び60によって供給される電流を調節することによって調節できる。
【0023】
本発明に基づいて構成された電流センサ回路の技術的利点は、相互コンダクタンス・コンデンサ・フィルタ内の積分コンデンサを介して流れる電流のレベルの大きさを検出し、検出された電流に比例する電流を供給することが可能なことである。コンデンサ電流を検出する技術の利点は、検出された電流が種々の転送機能を実行するのに用いられ得ることである。例えば、検出されたコンデンサ電流は、ブースト・ローパス(boosted low pass)相互コンダクタンス・コンデンサ・フィルタを実行するのに使用できる。
【0024】
図2は、本発明の技術に基づいて構成された電流センサ回路を用いたブースト・ローパス相互コンダクタンス・コンデンサ・フィルタ98を示す。図2に示したブースト・ローパス相互コンダクタンス・コンデンサ・フィルタ98は第1ステージ100及び第2ステージ102を有する。
【0025】
第1ステージ100は、相互コンダクタンス増幅器104、相互コンダクタンス増幅器106、及び相互コンダクタンス増幅器108を有する。相互コンダクタンス増幅器104、相互コンダクタンス増幅器106、及び相互コンダクタンス増幅器108はそれぞれ、プラス−入力、マイナス入力、及び出力を有する。相互コンダクタンス増幅器104は、入力電圧信号VINに接続されたプラス入力と、接地電位に接続されるマイナス入力とを有する。相互コンダクタンス増幅器104の出力はNODE1に接続される。相互コンダクタンス増幅器106はNODE2に接続されるプラス入力と、接地電位に接続されるマイナス入力とを有する。相互コンダクタンス増幅器106の出力は、NODE1に接続される。相互コンダクタンス増幅器108は接地電位に接続されるプラス入力と、NODE1に接続されるマイナス入力とを有する。相互コンダクタンス増幅器108はNODE2に接続される出力を有する。コンデンサ110はNODEと接地電位に接続される。抵抗112はNODE1及び接地電位に接続される。コンデンサ114はNODE2と接地電位に接続される。AC電流源116は接地電位及びNODE3に接続される。AC電流源116は本発明の技術に基いて構成された電流センサ回路を用いて、コンデンサ110を介して流れる電流IXを検出し、NODE3にIXに比例する大きさの電流を供給する。
【0026】
第2ステージ102は、相互コンダクタンス増幅器120、相互コンダクタンス増幅器122、及び相互コンダクタンス増幅器124を有する。相互コンダクタンス増幅器120、相互コンダクタンス増幅器122、及び相互コンダクタンス124はそれぞれ、プラス入力、マイナス入力、及び出力を有する。相互コンダクタンス増幅器120のプラス入力はNODE2に接続され、相互コンダクタンス増幅器120のマイナス入力は接地電位に接続される。トランスコンダクタンス増幅器120の出力は、NODE3に接続される。相互コンダクタンス増幅器122のプラス入力はNODE4に接続され、相互コンダクタンス増幅器122のマイナス入力は接地電位に接続される。相互コンダクタンス増幅器122の出力はNODE3に接続される。相互コンダクタンス増幅器124のプラス入力は接地電位に接続され、相互コンダクタンス増幅器124のマイナス入力はNODE3に接続される。相互コンダクタンス増幅器124の出力は、NODE4に接続される。コンデンサ126はNODE3と接地電位に接続される。抵抗128はNODE3及び接地電位に接続される。コンデンサ130はNODE4と接地電位に接続される。電流LBLP は相互コンダクタンス増幅器120の出力で供給された電力の和である。NODE4は出力電圧V0 を供給する。
【0027】
オペレーション中、図2のブースト・ローパス相互コンダクタンス・コンデンサ・フィルタ98は、入力電圧VINのフィルタリングの結果である出力電圧V0 を供給する。VINに関するNODE2での第1ステージ100の出力を示す転送機能は以下の通りである。
【数2】
【0028】
ここで、w0 は極周波数(pole frequency)であり、
Q0 は極Qである。
VINに関する第2ステージの出力を示す転送機能は以下の通りである。
【数3】
【0029】
ここで、w1 及びw2 は極周波数であり、
Q1 及びQ2 はそれぞれ第1及び第2ステージの極Qである。
【0030】
上述の転送機能は、ブースト・ローパス・フィルタ98の転送機能全般(overall)である。ブーストは、コンデンサ110を介して電流IXを検出することによって生成される。AC電流源116は、本発明にしたがって構成された電流センサ回路を用いて、IXに比例する電流を供給する。
【0031】
本発明の技術的利点は、他のブースト・ローパス相互コンダクタンス・コンデンサ・フィルタに関連するボトムプレート寄生キャパシタの問題を解決するブースト・ローパス相互コンダクタンス・コンデンサ・フィルタを生成できることにある。従来の相互コンダクタンス・コンデンサ・フィルタでは、ボトムプレートを有効に成し得ない寄生キャパシタが、ブースト・ローパス方式の効力を減少させる。寄生キャパシタンスはコンデンサ値の和の30パーセントの大きさで有り得る。第1ステージ100のコンデンサ110でコンデンサを介する電流を検出することにより、ブースト転送機能がコンデンサ電流IXと出力電圧の重み付けられた和として実行され得る。さらに、相互コンダクタンス増幅器120を用いることにより、ブースト・ローパス・フィルタ98は、電圧と電流を結合させる際に第2の古いフィルタよりも大きいフィルタが必要であるとき、別の相互コンダクタンス増幅器が必要になるという問題も解決し得る。原請求項2は請求項1とし、原請求項1及び3は削除し、新たな請求項2及び3を加えました。
【0032】
本発明を詳細に説明したが、添付の請求項によって定められた本発明の範囲内でこの実施例に種々の変更を加えることができることを理解されたい。
【0033】
以上の説明の関して更に次の項を開示する。
【0034】
(1) 電流センサ回路であって、
第1の入力、第2の入力、第1の電流パス及び第2の電流パスを有し、第1の入力及び第2の入力の間の電圧に応答して、第1の電流パスであるレベルのAC電流を供給し、第2の電流パスからあるレベルのAC電流を引き出すように作動可能な差動対と、
第1の電流パスおよび第2の電流パスに結合され、第1の電流パスから第2の電流パスへあるレベルのAC電流を導通するように作動可能であり、AC電流のレベルの大きさをセンス可能なロードと、
を有することを特徴とする電流センサ回路。
【0035】
(2) 第1項に記載の電流センサ回路において、相互コンダクタンス増幅器が第1の入力、第1の電流ノード、及び第2の電流ノードを有し、第2の電流ノードが第1の回路ノードに接続される第1のトランジスタと、
第2の入力、第3の電流ノード及び第4の電流ノードを有し、第4の電流ノードが第1の回路ノードに接続される第2のトランジスタと、
第1の陽極と第1の陰極とを有し、第1の陰極が第1のトランジスタの第1の電流ノードに接続される第1の電流源と、
第2の陽極と第2の陰極とを有し、第2の陰極が第2のトランジスタの第3の電流ノードに接続される第2の電流源と、
第3の陽極と第3の陰極とを有し、第3の陽極が第1の回路ノードに接続される第3の電流源と、
を有することを特徴とする回路。
【0036】
(3) 第1項に記載の電流センサ回路において、相互コンダクタンス増幅器が第1のベース、第1のコレクタ、及び第1のエミッタを有し、第1のエミッタが第1の回路ノードに接続される第1のNPNトランジスタと、
第2のベース、第2のコレクタ、及び第2のエミッタを有し、第2のエミッタが第1の回路ノードに接続される第2のNPNトランジスタと、
第1の陽極と第1の陰極とを有し、第1の陰極が第1のNPNトランジスタの第1のコレクタに接続される第1の電流源と、
第2の陽極と第2の陰極とを有し、第2の陰極が第2のNPNトランジスタの第2のコレクタに接続される第2の電流源と、
第3の陽極と第3の陰極とを有し、第3の陽極が第1の回路ノードに接続される第3の電流源と、
を有することを特徴とする回路。
【0037】
(4) 第1項に記載の電流センサ回路において、相互コンダクタンス増幅器が第1の入力、第1の電流ノード、及び第2の電流ノードを有し、第2の電流ノードが第1の回路ノードに接続される第1のトランジスタと、
第2の入力、第3の電流ノード、及び第4の電流ノードを有し、第4の電流ノードが第1の回路ノードに接続される第2のトランジスタと、
第1の陽極と第1の陰極とを有し、第1の陰極が第1のトランジスタの第1の電流ノードに接続される第1のバイアスDC電流源と、
第2の陽極と第2の陰極とを有し、第2の陰極が第2のトランジスタの第3の電流ノードに接続される第2のバイアスDC電流源と、
第3の陽極と第3の陰極とを有し、第3の陽極が第1の回路ノードに接続される第3のバイアスDC電流源と、
を有することを特徴とする回路。
【0038】
(5) 第1項に記載の電流センサ回路において、相互コンダクタンス増幅器が、
第1の入力、第1の電流ノード、及び第2の電流ノードを有し、第2の電流ノードが第1のノードに接続される第1のトランジスタと、
第2の入力、第3の電流ノード及び第4の電流ノードを有し、第4の電流ノードが第1のノードに接続される第2のトランジスタと、
第1の陽極と第1の陰極を有し、第1の陰極が第1のトランジスタの第1の電流ノードに接続され、第1のレベルの電流を供給する第1のバイアスDC電流源と、
第2の陽極と第2の陰極とを有し、第2の陰極が第2のトランジスタの第3の電流ノードに接続され、第1のレベルの電流を供給する第2のバイアスDC電流源と、
第3の陽極と第3の陰極とを有し、第3の陽極が第1のノードに接続され、第1のレベルの電流の2倍の電流を供給する第3のバイアスDC電流源と、
を有することを特徴とする回路。
【0039】
(6) 第1項に記載の電流センサ回路において、ロードがコンデンサを有することを特徴とする回路。
(7) 第1項に記載の電流センサ回路において、ロードが抵抗を有することを特徴とする回路。
【0040】
(8)相互コンダクタンス・コンデンサ・フィルタ装置であって、
電圧変換ステージへの電圧であって、
第1の一対の入力、第1のノードに接続される第1の電流パス、及び第2のノードに接続される第2の電流パスを有し、一対の入力の間の第1の電圧に応じて、第1のノードに第1のレベルのAC電流を供給し、第2のノードから第1のレベルのAC電流を引き出すように作動可能な第1の相互コンダクタンス増幅器と、
第2の一対の入力、第1のノードに接続される第3の電流パス、及び第2のノードに接続される第4の電流パスを有し、一対の入力の間の第2の電圧に応じて、第1のノードに第2のレベルのAC電流を供給し、第2のノードから第2のレベルのAC電流を引き出すように作動する第2の相互コンダクタンス増幅器と、
を有する電圧変換ステージへの電圧と、
一対の出力と、第1のノードに接続される第5の電流パスと、第2のノードに接続される第6の電流パスとを有し、第1のレベルのACの電流と第2のレベルのAC電流との和を第1のノードから第2のノードへ導電するように作動し、第1のレベルのAC電流と第2のレベルのAC電流との和に応じて一対の出力の間の出力電圧を供給するように作動する積分ステージと、
第1のノードに接続される第1の入力と、第2のノードに接続される第2の入力を有し、第1のレベルのAC電流と第2のレベルのAC電流との和をセンスするように作動する電流センサ回路と、
を有することを特徴とする装置。
【0041】
(9) 第8項に記載の相互コンダクタンス・コンデンサ・フィルタ装置はさらに、第1のノードと第2のノードを有し、第1のノード及び第2のノードで第1のレベルのAC電流と第2のレベルのAC電流との和を提供するように作動する電流加算ステージを有することを特徴とする装置。
【0042】
(10) 第8項に記載の相互コンダクタンス・コンデンサ・フィルタ装置において、第1の相互コンダクタンス増幅器が、
第1の入力、第1の電流ノード、及び第2の電流ノードを有し、第2の電流ノードが第1のノードに接続される第1のトランジスタと、
第2の電流ノードに接続される抵抗と、
第2の入力、第3の電流ノード、及び第4の電流ノードを有し、第3の電流ノードが第2のノードに接続され、第4の電流ノードが抵抗に接続される第2のトランジスタと、
第1の陽極と第1の陰極とを有し、第1の陽極が第1のトランジスタの第2の電流ノードに接続される第1の電流源と、
第2の陽極と第2の陰極とを有し、第2の陽極が第2のトランジスタの第4の電流ノードに接続される第2の電流源と、
を有することを特徴とする装置。
【0043】
(11) 第8項に記載の相互コンダクタンス・コンデンサ・フィルタ装置において、第2の相互コンダクタンス増幅器が、
第1の入力、第1の電流ノード、及び第2の電流ノードを有し、第1の電流ノードが第1のノードに接続される第1のトランジスタと、
第2の電流ノードに接続される抵抗と、
第2の入力、第3の電流ノード、及び第4の電流ノードを有し、第3の電流ノードが第2のノードに接続され、第4の電流ノードが抵抗に接続される第2のトランジスタと、
第1の陽極と第1の陰極とを有し、第1の陽極が第1のトランジスタの第2の電流ノードに接続される第1の電流源と、
第2の陽極と第2の陰極とを有し、第2の陽極が第2のトランジスタの第4の電流ノードに接続される第2の電流源と、
を有することを特徴とする装置。
【0044】
(12) 第8項に記載の相互コンダクタンス・コンデンサ・フィルタ装置において、積分ステージが、
第1の出力、第1のノード、及び第2の電流ノードを有し、第2の電流ノードが第1のノードに接続される第1のトランジスタと、
第1の電流ノードに接続されるコンデンサと、
第2の出力、第3の電流ノード、及び第4の電流ノードを有し、第3の電流ノードがコンデンサに接続され、第4の電流ノードが第2のノードに接続される第2のトランジスタと、
第1の陽極と第1の陰極とを有し、第1の陰極が第1のトランジスタの第1の電流ノードに接続される第1の電流源と、
第2の陽極と第2の陰極とを有し、第2の陰極が第2のトランジスタの第3の電流ノードに接続される第2の電流源と、
を有することを特徴とする装置。
【0045】
(13) 第8項に記載の相互コンダクタンス・コンデンサ・フィルタ装置において、電流センサ回路が、
第1の入力、第2の入力、第1の電流ノード及び第2の電流ノードを有し、第1の入力および第2の入力の間の電圧に応答して、第1の電流ノードであるレベルのAC電流を供給し、第2の電流ノードからあるレベルのAC電流を引き出すように作動可能な差動対と、
第1の電流ノードおよび第2の電流ノードに結合され、第1の電流ノードから第2の電流ノードへあるレベルのAC電流を導電するように作動し、AC電流のレベルの大きさをセンスするロードと、
を有することを特徴とする電流センサ回路。
【0046】
(14) 第8項に記載の相互コンダクタンス・コンデンサ・フィルタ装置において、電流センサ回路が、
第1の入力、第1の電流ノード、及び第2の電流ノードを有し、第2の電流ノードが第1のノードに接続される第1のトランジスタと、
第2の入力、第3の電流ノード及び第4の電流ノードを有し、第4の電流ノードが第1のノードに接続される第2のトランジスタと、
第1の陽極と第1の陰極とを有し、第1の陰極が第1のトランジスタの第1の電流ノードに接続される第1の電流源と、
第2の陽極と第2の陰極とを有し、第2の陰極が第2のトランジスタの第3のノードに接続される第2の電流源と、
第3の陽極と第3の陰極とを有し、第3の陽極が第1のノードに接続される第3の電流源と、
を有する相互コンダクタンス増幅器と、
第1の電流ノードと第3の電流ノードとに接続され、第1の電流ノードから第3の電流ノードへ電流レベルを導電するように作動し、電流レベルをセンサするように作動するロードと、
を有することを特徴とする装置。
【0047】
(15) 第8項に記載の相互コンダクタンス・コンデンサ・フィルタ装置において、電流センサ回路が、
第1のベース、第1のコレクタ、及び第1のエミッタを有し、第1のエミッタが第1のノードに接続される第1のNPNトランジスタと、
第2のベース、第2のコレクタ、及び第2のエミッタを有し、第2のエミッタが第1のノードに接続される第2のNPNトランジスタと、
第1の陽極と第1の陰極とを有し、第1の陰極が第1のNPNトランジスタの第1のコレクタに接続される第1の電流源と、
第2の陽極と第2の陰極とを有し、第2の陰極が第2のNPNトランジスタの第2のコレクタに接続される第2の電流源と、
第3の陽極と第3の陰極とを有し、第3の陽極が第1のノードに接続される第3の電流源と、
を有する相互コンダクタンス増幅器と、
第1の電流ノードと第3の電流ノードとに接続され、第1のコレクタから第2のコレクタへ電流レベルを導電するように作動し、電流レベルをセンサするように作動するロードと、
を有することを特徴とする装置。
【0048】
(16) 第8項に記載の相互コンダクタンス・コンデンサ・フィルタ装置において、電流センサ回路が、
第1の入力、第1の電流ノード、及び第2の電流ノードを有し、第2の電流ノードが第1のノードに接続される第1のトランジスタと、
第2の入力、第3の電流ノード及び第4の電流ノードを有し、第4の電流ノードが第1のノードに接続される第2のトランジスタと、
第1の陽極と第1の陰極とを有し、第1の陰極が第2のトランジスタの第1の電流ノードに接続される第1のバイアスDC電流源と、
第2の陽極と第2の陰極とを有し、第2の陰極が第1のトランジスタの第3の電流ノードに接続される第2のバイアスDC電流源と、
第3の陽極と第3の陰極とを有し、第3の陽極が第1のノードに接続される第3のバイアスDC電流源と、
を有する相互コンダクタンス増幅器と、
第1の電流ノードと第3の電流ノードとに接続され、第1のコレクタから第2のコレクタへ電流レベルを導電するように作動し、電流レベルをセンサするように作動するロードと、
を有することを特徴とする装置。
【0049】
(17) 電流をセンスする方法であって、
あるレベルのAC電流が第1のノードと第2のノードを介して流れる第1のノードと第2のノードの間の電圧をサンプリングし、
第1のノードと第2のノードの間の電圧に応じて、第2のレベルのAC電流を生成し、
第2のレベルのAC電流をセンスする
工程を含むことを特徴とする方法。
【0050】
(18) 第17項に記載の方法において、サンプリング工程が、電子回路の相互コンダクタンス・コンデンサ・フィルタで電流加算ステージを通る電圧をサンプリングする工程を含むことを特徴とする方法。
(19) 第17項に記載の方法において、生成工程が電子回路の差動対によって成されることを特徴とする方法。
【0051】
(20) 第17項に記載の方法において、センスする工程が電子回路のロードによって成されることを特徴とする方法。
(21) 第1のノード(NODE1)と第2のノード(NODE2)を有する相互コンダクタンス・コンデンサ10を有する相互コンダクタンス・コンデンサ・フィルタ装置(8)が開示される。電流センサ回路12が、第1のノード(NODE1)及び第2のノード(NODE2)に接続される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に基づいて構成された電流センサ回路を有する相互コンダクタンス・コンデンサ・フィルタ装置の回路図を示す図。
【図2】本発明に基づいて構成された電流センサ回路を用いたブースト・ローパス・フィルタを示す図。
【符号の説明】
8 相互コンダクタンス・コンデンサ・フィルタ装置
10 相互コンダクタンス・コンデンサ・フィルタ
12 電流センサ回路
14 電流変換ステージ
16 電流加算ステージ
18 積分ステージ
20,22,24、26,32,34,50,52 NPNトランジスタ
28,30 抵抗
36 積分コンデンサ
38,40,42,44,46,48,56,58,60 DC電流源
Claims (3)
- 相互コンダクタンス・コンデンサ・フィルタ装置であって、
電圧変換ステージへの電圧であって、
第1の一対の入力、第1のノードに接続される第1の電流パス、及び第2のノードに接続される第2の電流パスを有し、一対の入力の間の第1の電圧に応じて、第1のノードに第1のレベルのAC電流を供給し、第2のノードから第1のレベルのAC電流を引き出すように作動可能な第1の相互コンダクタンス増幅器と、
第2の一対の入力、第1のノードに接続される第3の電流パス、及び第2のノードに接続される第4の電流パスを有し、一対の入力の間の第2の電圧に応じて、第1のノードに第2のレベルのAC電流を供給し、第2のノードから第2のレベルのAC電流を引き出すように作動する第2の相互コンダクタンス増幅器と、
を有する電圧変換ステージへの電圧と、
一対の出力と、第1のノードに接続される第5の電流パスと、第2のノードに接続される第6の電流パスとを有し、第1のレベルのACの電流と第2のレベルのAC電流との和を第1のノードから第2のノードへ導電するように作動し、第1のレベルのAC電流と第2のレベルのAC電流との和に応じて一対の出力の間の出力電圧を供給するように作動する積分ステージと、
第1のノードに接続される第1の入力と、第2のノードに接続される第2の入力を有し、第1のレベルのAC電流と第2のレベルのAC電流との和を検出するように作動する電流センサ回路と、
を有することを特徴とする装置。 - 相互コンダクタンス・コンデンサ・フィルタ装置であって、
電圧変換ステージへの電圧であって、
第1の一対の入力、第1のノードに接続される第1の電流パス、及び第2のノードに接続される第2の電流パスを有し、一対の入力の間の第1の電圧に応じて、第1のノードに第1のレベルのAC電流を供給し、第2のノードから第1のレベルのAC電流を引き出すように作動可能な第1の相互コンダクタンス増幅器と、
第2の一対の入力、第1のノードに接続される第3の電流パス、及び第2のノードに接続される第4の電流パスを有し、一対の入力の間の第2の電圧に応じて、第1のノードに第2のレベルのAC電流を供給し、第2のノードから第2のレベルのAC電流を引き出すように作動する第2の相互コンダクタンス増幅器と、を有する電圧変換ステージへの電圧と、
一対の出力と、第1のノードに接続される第5の電流パスと、第2のノードに接続される第6の電流パスとを有し、第1のレベルのACの電流と第2のレベルのAC電流との和を第1のノードから第2のノードへ導電するように作動し、第1のレベルのAC電流と第2のレベルのAC電流との和に応じて一対の出力の間の出力電圧を供給するように作動する積分ステージと、
第1のノードに接続される第1の入力と、第2のノードに接続される第2の入力を有し、第1のレベルのAC電流と第2のレベルのAC電流との和を検出するように作動する電流センサ回路と、
第1のノードと第2のノードを含み、該第1のノード及び第2のノードで第1のレベルのAC電流と第2のレベルのAC電流との和を提供するように作動する電流加算ステージと
を有することを特徴とする装置。 - 相互コンダクタンス・コンデンサ・フィルタ装置であって、
電圧変換ステージへの電圧であって、
第1の一対の入力、第1のノードに接続される第1の電流パス、及び第2のノードに接続される第2の電流パスを有し、一対の入力の間の第1の電圧に応じて、第1のノードに第1のレベルのAC電流を供給し、第2のノードから第1のレベルのAC電流を引き出すように作動可能な第1の相互コンダクタンス増幅器と、
第2の一対の入力、第1のノードに接続される第3の電流パス、及び第2のノードに接続される第4の電流パスを有し、一対の入力の間の第2の電圧に応じて、第1のノードに第2のレベルのAC電流を供給し、第2のノードから第2のレベルのAC電流を引き出すように作動する第2の相互コンダクタンス増幅器と、
を有する電圧変換ステージへの電圧と、
一対の出力と、第1のノードに接続される第5の電流パスと、第2のノードに接続される第6の電流パスとを有し、第1のレベルのACの電流と第2のレベルのAC電流との和を第1のノードから第2のノードへ導電するように作動し、第1のレベルのAC電流と第2のレベルのAC電流との和に応じて一対の出力の間の出力電圧を供給するように作動する積分ステージと、
第1のノードに接続される第1の入力と、第2のノードに接続される第2の入力を有し、第1のレベルのAC電流と第2のレベルのAC電流との和を検出するように作動する電流センサ回路と、
を有し、前記電流センサ回路が、
第1の入力、第2の入力、第1の電流ノード及び第2の電流ノードを有し、第1の入力および第2の入力の間の電圧に応答して、第1の電流ノードであるレベルのAC電流を供給し、第2の電流ノードからあるレベルのAC電流を引き出すように作動可能な差動対と、
第1の電流ノードおよび第2の電流ノードに結合され、第1の電流ノードから第2の電流ノードへあるレベルのAC電流を導電するように作動し、AC電流のレベルの大きさを検出するロードと、
とを有することを特徴とする装置。
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