JP3589235B2 - Analog signal delay circuit - Google Patents

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【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アナログ信号の遅延に用いられ集積回路に内蔵するのに好適な遅延回路に関する。
【0002】
【従来の技術】
高密度集積回路(以下、LSIと略す)の内部に設けられる遅延回路においては、スイッチとコンデンサで構成される複数のメモリセルを並列接続し、アナログ信号の電圧を各メモリセルに順次蓄積していき、所定時間が経過した後に蓄積されたアナログ信号を読み出すことにより、アナログ信号を遅延をするものがある。
【0003】
図13は、従来の遅延回路の回路図である。図において、M1〜Mnは並列に接続されたn個のメモリセルであり、そこにはアナログ信号の電圧が記憶されるようになっている。メモリセルM1は、入力スイッチSW1、コンデンサC1および出力スイッチSW1’から構成されており、また、他のメモリセルM2〜MnもメモリセルM1と同様に構成されている。メモリセルM1〜Mnの出力側には、オペアンプOPで構成されるボルテージフォロアが設けられている。なお、CpはメモリセルM1〜Mnの出力側に生じる寄生容量である。
【0004】
以上の構成において、入力アナログ信号Vinを書き込む際には、入力スイッチSW1〜SWnをSW1→SW2→…SWn→SW1…といったように順次オン状態にすることによって、入力アナログ信号Vinをサンプリング周期毎にサンプルホールドして、その電圧をコンデンサC1〜Cnに記憶していく。次に、記憶された入力アナログ信号Vinを読み出す際には、出力スイッチSW1’〜SWn’をSW1’→SW2’→…SWn’→SW1’…といったように順次オン状態にすることによって、記憶された入力アナログ信号Vinを順次読み出していく。
【0005】
この場合には、メモリセルM1〜Mn−1に入力アナログ信号Vinを書き込んでいき、次のサンプリングタイミングで入力アナログ信号VinをメモリセルMnに書き込むのと同時に、メモリセルM1から遅延された入力アナログ信号Vinが読み出され、オペアンプOPから出力アナログ信号Voutとして出力される。すなわち、メモリセルM1〜Mnは、リング状に書込動作と読出動作を繰り返すようになっている。ここで、サンプリング期間(各スイッチがオン状態となる期間)をTsとすれば、遅延時間Tdは、Td=(n−1)*Tsで与えられる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、LSIの内部で上述した遅延回路を構成しようとすると、コンデンサC1〜Cnの値は数pFとなるので、低周波領域においても、それらのインピーダンスは高い。このため、低周波の外乱ノイズ(例えば、商用交流電源の周波数に同期したハム)を遅延回路が受けた場合には、コンデンサC1〜Cnの電圧値が変動してしまう。したがって、メモリセルM1〜Mnから読み出された入力アナログ信号Vinに低周波の外乱ノイズが重畳してしまう。仮にノイズ成分が信号成分の帯域よりも高周波領域に存在するのであれば、ローパスフィルタによって出力アナログ信号Voutからノイズ成分を除去することができるが、ハムのように低周波の外乱ノイズは、その周波数が信号帯域内にあるので、出力アナログ信号Voutからノイズ成分を除去することが困難である。したがって、LSIの内部に上述した形式の遅延回路を構成してもSN比が劣化してしまうといった問題がある。
【0007】
また、上述した遅延回路では、寄生容量Cpの影響を受けて、メモリセルM1〜MnのコンデンサC1〜Cnに記憶された電圧を正確に読み出すことができないといった問題がある。
例えば、スイッチSW1をオン状態にしてメモリセルM1のコンデンサC1から電圧を読み出した後、スイッチSW1をオフ状態にしたとすると、寄生容量Cpの電圧はコンデンサC1に記憶されていた電圧に応じたものとなる。この状態において、寄生容量Cpの電圧をVs’、寄生容量Cpの値をCbとし、メモリセルM2において、コンデンサC2の値をCa、読み出し前のコンデンサC2の電圧をVs、読み出し後のコンデンサC2の電圧(実際に読み出される電圧)をVs’’とすれば、Vs’’は以下の式で与えられる。
Vs’’=(CaVs+CbVs’)/(Ca+Cb)
すなわち、本来、Vsとして読み出されるべき電圧が、寄生容量Cpの作用によってVs’’に変化してしまうのである。しかも、寄生容量Cpの値Cbには電圧依存性があるので、寄生容量Cpは出力アナログ信号Voutの歪みの原因にもなっている。
【0008】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、低周波のノイズ外乱を除去することができる遅延回路を提供することを目的とする。また、他の目的は寄生容量の影響を受けることがない遅延回路を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項に記載の発明にあっては、コンデンサに電荷を蓄積することによりアナログ信号を記憶するメモリセルを複数個備えた遅延回路であって、入力電圧信号を電流に変換して入力電流信号を生成する電圧電流変換手段と、前記入力電流信号を複数の前記メモリセルに順次書き込む書込手段と、前記複数のメモリセルから記憶されている前記入力電流信号を書込順序に従って順次読み出す読出手段と、前記読出手段によって読み出された前記入力電流信号を電圧に変換して出力電圧信号を生成する電流電圧変換手段とを備えたことを特徴とする。
【0012】
また、請求項に記載の発明にあっては、前記メモリセルは、入力端子と一端が接続される第1のスイッチ手段と、出力端子と前記第1のスイッチの他端との間に設けられた第2のスイッチ手段と、前記第1のスイッチ手段の他端と前記コンデンサの一端との間に設けられた第3のスイッチ手段と、ゲートが前記コンデンサの一端と接続されるとともに前記コンデンサの他端と前記第1のスイッチ手段の他端との間にソースとドレインとが接続された電界効果トランジスタとを備えたことを特徴とする。
【0013】
【発明の実施の形態】
A.第1実施形態
以下、図面を参照しつつ、本発明の一実施形態に係わる遅延回路について説明する。
【0014】
1.第1実施形態の構成
図1は、本発明の第1実施形態に係わる遅延回路の回路図である。
図において、M1〜Mnはメモリセルであり、各メモリセルM1〜Mnは、一端が接地されたコンデンサC1〜Cn、コンデンサC1〜Cnの他端と入力側との間に設けられた入力スイッチSW1〜SWn、コンデンサC1〜Cnの他端と出力側との間に設けられた出力スイッチSW1’〜SWn’から各々構成されている。ここで、入力スイッチSW1〜SWnは、制御信号φ1〜φnがハイレベルのときオン状態となり。ローレベルのときオフ状態となるように構成されており、また、出力スイッチSW1’〜SWn’も同様に制御信号φ1’〜φn’がハイレベルのときオン状態となり。ローレベルのときオフ状態となるように構成されている。
【0015】
次に、10は、ゲイン1の反転回路であって、その出力インピーダンスはローインピーダンスに設定されている。反転回路10の入力側には入力アナログ信号Vinが供給され、また、その出力側にはメモリセルM2,M4,…Mnが接続されている。したがって、偶数番目のメモリセルM2,M4,…Mnには、反転された入力アナログ信号Vinが供給され、入力スイッチSW2,SW4,…SWnの動作に従ってその電圧がコンデンサC2,C4,…Cnに各々蓄積されることになる。一方、奇数番目のメモリセルM1,M3,…Mn−1には、図示せぬバッファ回路から入力アナログ信号Vinがローインピーダンスで供給される。したがって、奇数番目のメモリセルM1,M3,…Mn−1には、入力スイッチSW1,SW3,…SWn−1の動作に従って、入力アナログ信号Vinの電圧がコンデンサC1,C3,…Cn−1に各々蓄積されることになる。
【0016】
次に、20は、偶数番目のメモリセルM2,M4,…Mnの出力側に設けられたゲイン1の反転回路である。上述したように、メモリセルM2,M4,…Mnには反転された入力アナログ信号Vinが書き込まれるが、この反転回路20によって再度反転されて読み出されるので、反転回路20の出力信号の極性は、入力アナログ信号Vinの極性と一致する。
次に、SW0はスイッチであって、制御信号φ0がハイレベルのとき端子Saと導通し、ローレベルのとき端子Sbと導通するように構成されている。このスイッチSW0によって、奇数番目のメモリセルM1,M3,…Mn−1からの出力信号と偶数番目のメモリセルM2,M4,…Mnからの出力信号とが交互に選択される。これにより、両信号が合成され、入力アナログ信号Vinを遅延した出力アナログ信号Voutが生成される。
次に、30はシフトレジスタ等によって構成される制御回路である。制御回路30は、クロック信号CLKに基づいて各スイッチSW1〜SWn,SW1’〜SWn’,SW0を制御する制御信号φ1〜φn、φ1’〜φn’、φ0を生成するように構成されている。なお、クロック信号CLKの周波数は入力アナログ信号Vinの信号帯域周波数よりも2倍以上高く設定されている。また、この遅延回路の後段には、クロック成分を充分除去できるローパスフィルタ(図示せず)が設けられている。このローパスフィルタは、入力アナログ信号Vinの周波数帯域で平坦な周波数特性を示し、かつ、サンプリング周波数付近において、充分な減衰特性を有するものである。
【0017】
以上の構成によって、入力アナログ信号Vinを書き込む際には、SW1→SW2→…SWn→SW1…といったように各入力スイッチが順次オン状態になるように制御され、入力アナログ信号Vinがクロック信号CLKに同期してサンプルホールドされていく。次に、入力アナログ信号Vinを読み出す際には、SW1’→SW2’→…SWn’→SW1’…といったように各出力スイッチが順次オン状態になるように制御され、入力アナログ信号Vinがクロック信号CLKに同期して読み出されていく。これにより、出力アナログ信号Voutが生成されると、ローパスフィルタによってクロック成分が除去されるようになっている。
【0018】
したがって、入力アナログ信号Vinがサンプリング周期毎に正転反転を交互に繰り返しながらメモリセルM1〜Mnに書き込まれると共に、反転して書き込まれた入力アナログ信号Vinは読み出し時に再度反転されて読み出される。このような遅延回路において、低周波の外乱ノイズが作用すると、コンデンサC1〜Cnに記憶されている電圧が変動する。しかしながら、各メモリセルM1〜Mnから記憶された電圧を読み出す際には、サンプリング周期毎に正転反転を交互に繰り返しながら読み出すので、出力アナログ信号Voutに重畳する外乱ノイズはサンプリング周波数で変調されたものとなる。このため、信号帯域内にある外乱ノイズをサンプリング周波数付近に周波数シフトすることができるので、上述したローパスフィルタによって、外乱ノイズを除去することができる。
【0019】
2.第1実施形態の動作
次に、第1実施形態に係わる遅延回路の動作を説明する。図2は第1実施形態に係わる遅延回路の動作を示すタイミングチャートである。時刻t0より図2(a)に示す入力アナログ信号Vinが、遅延回路に供給されたとすると、入力スイッチSW1には図2(b)に示す制御信号φ1が供給される。上述したようにスイッチSW1は制御信号φ1がハイレベルになるとオン状態になるから、メモリセルM1には、時刻t0〜t1の期間における入力アナログ信号Vinが取り込まれる。また、制御信号φ2〜φnは、図2(b)〜(e)に示すように、サンプリング周期毎に制御信号φ1をシフトさせたものとなっている。したがって、M1→M2→…Mnの順に書込が行われる。ただし、偶数番目のメモリセルM2,M4,…Mnについては、反転された入力アナログ信号Vinが書き込まれる。
【0020】
ここで、遅延時間を7サンプリング周期に設定すると、制御信号φ1’は図2(f)に示すものとなり、時刻t7〜t8において、出力スイッチSW1’がオン状態となり、メモリセルM1のコンデンサC1に蓄積されている電圧が読み出されるようになっている。また、制御信号φ2’〜φn’は、図2(g)〜(i)に示すように、サンプリング周期毎に制御信号φ1’をシフトさせたものとなっている。したがって、M1→M2→…Mnの順に読出が行われる。
【0021】
こうして各メモリセルM1〜Mnから信号が読み出されると、奇数番目のメモリセルから読み出された信号はスイッチSW0の端子Saに供給され、偶数番目のメモリセルから読み出された信号は反転回路20を介して端子Sbに供給される。スイッチSW0は、制御信号φ0がハイレベルのとき端子Saを選択し、制御信号φ0がローレベルのとき端子SWbを選択するので、図2(j)に示す制御信号φ0によってスイッチSW0が制御されると、図2(k)に示す出力アナログ信号Voutが得られる。例えば、時刻t7〜t8の期間にあっては、時刻t0から時刻t1における入力アナログ信号Vinの最終値(時刻t1における値)が出力される。
【0022】
さてここで、この例における低周波ノイズの除去動作を図3,4に示すタイミングチャートを用いて説明する。なお、同図に示す波形は、説明を分かり易くするためコンデンサのホールド効果を省略して記載してある。いま、図3(a)に示す入力アナログ信号Vinが当該遅延回路に供給されたとすると、各メモリセルM1〜M8に記憶される信号は、同図(b)に示すようにサンプリング周期毎に反転したものとなる。
【0023】
上述したようにLSIに内蔵されるコンデンサC1〜Cnの値は数pFであるから、低周波数領域でも各コンデンサC1〜Cnのインピーダンスは高いので、ハム等の低周波ノイズによってコンデンサC1〜Cnのホールド電圧が変動してしまう。例えば、図3(c)に示すノイズ電圧が、コンデンサC1〜C8に重畳したとすると、メモリセルM1〜M8に記憶される信号は、図4(a)に示すものとなる。
【0024】
したがって、出力アナログ信号Voutは、図4(b)に示す実線となる。この場合、ノイズ成分は、点線で示す入力アナログ信号Vinと実線で示す出力アナログ信号Voutの差分となるので、出力アナログ信号Voutに重畳しているノイズ信号は図4(c)に示すものとなる。ここで、図3(c)に示すノイズ信号と図4(c)に示すノイズ信号を比較すると、図4(c)に示すものは、サンプリング周波数で変調されていることがわかる。すなわち、この遅延回路によれば、低域周波数のノイズ成分をサンプリング周波数付近の高域周波数に周波数変換することができる。例えば、サンプリング周波数をfs、ノイズ信号の周波数をfnとすれば、周波数変換されたノイズ信号の周波数は、fs−fn,fs+fnとなる。
【0025】
ところで、遅延回路の後段には、上述したように、サンプリング周波数成分を除去するためのローパスフィルタが設けられているので、サンプリング周波数付近に周波数変換されたノイズ信号は、このローパスフィルタによって除去される。したがって、出力アナログ信号Voutに重畳するノイズ信号は、除去可能である。
【0026】
以上、説明したように本実施形態によれば、メモリセル入力アナログ信号VinをメモリセルM1〜Mnに書き込む際に交互に反転して書き込み、これを読み出す際に再び交互に反転して読み出すようにしたので、メモリセルM1〜Mnに入力アナログ信号Vinを記憶していている期間中に低周波ノイズが混入したとしても、この低周波ノイズをサンプリング周波数付近に周波数変換することができるので、従来、分離することができなかった低周波ノイズを出力アナログ信号Voutから除去して、SN比を向上させることができる。
【0027】
B.第2実施形態
以下、図面を参照しつつ、本発明の他の実施形態に係わる遅延回路について説明する。
【0028】
1.第2実施形態の構成
図5は、本発明の第2実施形態に係わる遅延回路の回路図である。
図において、メモリセルM1〜Mnの内部構成は、第1実施形態と同様である。また、この例にあっては、各メモリセルM1〜Mnが並列接続されており、各メモリセルM1〜Mnの入力側は入力ラインLinに接続されており、その出力側は出力ラインLoutに接続されている。また、出力ラインLoutとグランドの間には電圧依存性がある寄生容量Cpが存在している。
【0029】
このオペアンプ40の負入力端子と出力端子との間には、コンデンサCsとスイッチSW0が設けられており、また、その正入力端子は接地されている。オペアンプ40としては、入力インピーダンスが高く、かつゲインが充分大きいものを用いる。このため、オペアンプ40の負入力端子と正入力端子との間はイマジナリショートされる。したがって、その正入力端子の電圧は、常に一定の電圧、この例では、グランドレベルとなる。
【0030】
メモリセルM1に記憶された電圧を読み出す場合には、入力スイッチSW1とスイッチSW0とをオフ状態にし、この状態で出力スイッチSW1’をオン状態にする。出力ラインLoutは仮想接地されているから、上述したように各スイッチを動作させると、コンデンサC1に蓄積された電荷はコンデンサCsに移動する。ここで、コンデンサCsの値はコンデンサC1〜Cnの値と等しくなるように設定されている。このため、ノードAの電圧は、コンデンサC1に記憶されていた電圧と一致する。したがって、寄生容量Cpの影響を受けることなく、各メモリセルM1〜Mnに記憶された電圧を読み出すことができる。
【0031】
この場合、次のメモリセルに記憶された電圧を読み出す際に、前のメモリセルから読み出した電荷がコンデンサCsに蓄積されていると、次のメモリセルに記憶された電圧と前のメモリセルに記憶された電圧がコンデンサCsで加算されてしまう。したがって、各メモリセルM1〜Mnからの読出毎にコンデンサCsに蓄積されている電荷をクリアする必要がある。スイッチSW0はこのために設けられた構成であり、次のメモリセルから電圧を読み出す前にオン状態となり、コンデンサCsに蓄積された電荷をクリアするように構成されている。
【0032】
ところで、コンデンサCsの電圧はメモリセルM1〜Mnから電圧を読み出す毎にクリアされるので、ノードAの電圧はスイッチSW0の動作と同期してチョッパ状に変化する。このため、この例にあっては、サンプルホールド回路によって、ノードAの電圧を連続したものに変換して、出力アナログ信号Voutを生成している。具体的には、ボルテージフォロアを構成するオペアンプ50とオペアンプ60、スイッチSW0’およびコンデンサChによってサンプルホールド回路が構成される。
【0033】
次に、30はシフトレジスタ等によって構成される制御回路であって、クロック信号CLKに基づいて各スイッチSW1〜SWn,SW1’〜SWn’,SW0,SW0’を制御する制御信号φ1〜φn、φ1’〜φn’、φ0、φ0’を生成するように構成されている。また、この遅延回路の後段には、第1実施形態と同様にクロック成分を充分除去できるローパスフィルタ(図示せず)が設けられている。このローパスフィルタは、入力アナログ信号Vinの周波数帯域で平坦な周波数特性を示し、かつ、サンプリング周波数付近において、充分な減衰特性を有するものである。
【0034】
2.第2実施形態の動作
次に、本発明の第2実施形態に係わる遅延回路の動作を説明する。図6は第2実施形態に係わる遅延回路の動作を示すタイミングチャートである。図6(a)に示す入力アナログ信号Vinが遅延回路に供給され、図6(b)〜(d)に示す制御信号φ1〜φnによって入力スイッチSW1〜SWnが制御されたとすると、時刻t1における入力アナログ信号VinがメモリセルM1に、時刻t2における入力アナログ信号VinがメモリセルM2、といったように各タイミングの電圧が順次記憶されていく。
【0035】
この後、図6(e)〜(f)に示す制御信号φ1’〜φn’がスイッチSW1’〜SWn’に供給されると、各メモリセルM1〜Mnから記憶された電圧が順次読み出され、ノードAの電圧は図6(i)に示すようにチョッパ状の波形となる。このノードAの電圧を図6(j)に示す制御信号φ0’に基づいてサンプルホールドすると、図6(k)に示す出力アナログ信号Voutが得られる。
【0036】
ここで、読み出し時の詳細なタイミングチャートを図7に示す。図7(a)は、制御信号φ0であり、これがローベルレベルの期間はスイッチSW0がオン状態となり、一方、ハイレベルの期間はスイッチSW0がオフ状態となる。この例では、まず、時刻t0から時刻t1の期間において、スイッチSW0がオン状態となるので、コンデンサCsの電荷はクリアされる。なお、スイッチSW0がオン状態となる時間は、コンデンサCsの値とスイッチSW0のオン抵抗で定まる時定数を考慮して、そこに蓄積される電荷が充分クリアされるように設定されている。したがって、時刻t1においてコンデンサCsの電荷は充分クリアされ、メモリセルからの読み出し準備が整う。
【0037】
この後、第k番目のメモリセルMkから電圧を読み出すべく、出力スイッチSWkに図7(b)に示す制御信号φk’が与えられる。この制御信号φk’は、制御信号φ0がローレベルからハイレベルに変化してスイッチSW0がオフ状態になった後、時刻t2においてローレベルからハイレベルに変化する。すると、第k番目のメモリセルMkのコンデンサCkと出力ラインLoutが接続されるので、コンデンサCkに蓄積されている電荷がコンデンサCsに移動する。ここで、オペアンプ40の負入力端子は仮想接地しているので、寄生容量Cpには電荷が移動せず、全ての電荷をコンデンサCsに移動させることができる。このため、寄生容量Cpの影響を受けることなくメモリセルに記憶された電圧を正確に読み出すことができる。
【0038】
こうして、コンデンサCsに電荷が移動すると、時刻t4において制御信号φk’はハイレベルからローレベルに変化して、出力スイッチSWk’はオフ状態となる。また、時刻t4において、制御信号φ0’がローレベルからハイレベルに変化してスイッチSW0’がオン状態となり、ノードAの電圧がコンデンサChにホールドされる。この後、時刻t5において、制御信号φ0’がハイレベルからローレベルに変化すると、スイッチSW0’はオフ状態となり、次にスイッチSW0’がオン状態となるまでコンデンサChの電圧が保持される。
【0039】
この後、時刻t6において、制御信号φ0がハイレベルからローレベルに変化すると、スイッチSW0が再びオン状態となってコンデンサCsに蓄積されている電荷がクリアされる。そして、時刻t7においてスイッチSW0がオフ状態となり読出準備が整うと、時刻t8において、図7(d)に示す制御信号φk+1’がローレベルからハイレベルに変化し、第k+1番目のメモリセルMk+1から、記憶されている電圧が読み出される。以下、同様の動作を繰り返し、各メモリセルM1〜Mnからそこに記憶されている電圧が順次読み出される。
【0040】
以上、説明したように本実施形態によれば、メモリセルM1〜Mnの出力側に仮想接地されたオペアンプ40を設け、各サンプリング周期毎にコンデンサCsに蓄積された電荷をクリアするようにしたので、寄生容量Cpの影響を受けることなく各メモリセルM1〜Mnに蓄積されている電圧を正確に読み出すことができる。特に、メモリセルを数百段〜数千段も並列接続するような場合にあっては寄生容量Cpの値が増加するので、出力アナログ信号Voutの品質を大幅に改善することができる。
【0041】
C.第3実施形態
上述した第1および第2実施形態の遅延回路は、入力アナログ信号Vinを各メモリセルM1〜Mnに電圧モードで記憶したが、これに対して第3実施形態の遅延回路は電流モードで入力アナログ信号Vinを記憶するものである。以下、図面を参照しつつ、第3実施形態に係わる遅延回路について説明する。
【0042】
1.第3実施形態の構成
図8は、本発明の第3実施形態に係わる遅延回路の回路図である。
図において、電圧電流変換部70は、カレントミラー回路等からなる周知の電圧電流変換を行う構成であって、入力アナログ信号Vinの電圧に応じた入力電流Iiを出力するようになっている。
【0043】
次に、メモリセルM1’〜Mn’は、上述した第1,第2実施形態で説明したメモリセルM1〜Mnに相当する構成である。ただし、メモリセルM1’〜Mn’は電流値を記憶する点で、電圧値を記憶するメモリセルM1〜Mnと相違する。メモリセルM1’〜Mn’は、入力ラインLinと一端が接続された入力スイッチSW1〜SWn、入力スイッチSW1〜SWnの他端と一端が接続されたスイッチSW1’’〜SWn’’、スイッチSW1’’〜SWn’’の他端とグランドとの間に設けられたコンデンサC1〜Cn、ソースが入力スイッチSW1〜SWnの他端と接続され、ゲートがコンデンサC1〜Cnと接続され、ドレインが接地されたNチャンネルFETN1〜Nnから構成されている。この入力スイッチSW1〜SWn、出力スイッチSW1’〜SWn’およびスイッチSW1’’〜SWn’’は、制御信号φ1〜φn、φ1’〜φn’、φ1’’〜φn’’がハイレベルのときオン状態となり。ローレベルのときオフ状態となるように構成されている。
【0044】
例えば、メモリセルM1’に入力電流Iiを書き込むときには、入力スイッチSW1とスイッチSW1’’とをオン状態に、スイッチSW1’をオフ状態にする。すると、入力電流IiがNチャンネルFETN1を介してグランドに流れる。この場合、コンデンサC1の電圧値(ゲート電圧値)は、NチャンネルFETN1が入力電流Iiを流せるだけの値となる。そして、書込期間が終了すると、入力スイッチSW1とスイッチSW1’’とはオフ状態になる。また、NチャンネルFETN1のゲートの入力インピーダンスは極めて高いので、コンデンサC1には書込期間終了時の電圧が保持される。すなわち、入力電流Iiに応じた電圧がコンデンサC1に記憶される。
【0045】
一方、メモリセルM1’から電流を読み出すときには、入力スイッチSW1とスイッチSW1’’をオフ状態にすると共に、出力スイッチSW1’をオン状態にする。すると、NチャンネルFETN1は、コンデンサC1の電圧(ゲート電圧)に応じた出力電流Ioを出力ラインLoutから吸い込む。この場合、出力電流Ioは寄生容量Cpの影響を受けて変動することはないので、メモリセルに記憶されている電流値を正確に読み出すことができる。
【0046】
次に80は電流電圧変換部であって、オペアンプおよび抵抗から構成される。この電流電圧変換部80によって、出力電流Ioが電圧に変換され、当該電圧が出力アナログ信号Voutとして出力される。
【0047】
次に、30はシフトレジスタ等によって構成される制御回路であって、クロック信号CLKに基づいて各スイッチSW1〜SWn,SW1’〜SWn’,SW1’’〜SWn’’を制御する制御信号φ1〜φn、φ1’〜φn’、φ1’’〜φn’’を生成するように構成されている。また、この遅延回路の後段には、第1実施形態と同様にクロック成分を充分除去できるローパスフィルタ(図示せず)が設けられている。このローパスフィルタは、入力アナログ信号Vinの周波数帯域で平坦な周波数特性を示し、かつ、サンプリング周波数付近において、充分な減衰特性を有するものである。
【0048】
2.第3実施形態の動作
次に、第3実施形態に係わる遅延回路の動作を図面を参照しつつ説明する。図9は、第3実施形態に係わる遅延回路のタイミングチャートである。この例における遅延回路にあっては、図9(a)に示す入力アナログ信号Vinが遅延回路に供給されると、同図(h)に示す入力電流Iiに変換される。ここで、図9(b)〜(d)に示す制御信号φ1〜φnによって入力スイッチSW1〜SWnが制御され、制御信号φ1’’〜φn’’によってスイッチSW1’’〜SWn’’が制御されたとすると、時刻t1における入力電流Iiの値がメモリセルM1に、時刻t2における入力電流Iiの値がメモリセルM2、といったように各タイミングの電流値が順次記憶されていく。なお、この例にあっては、制御信号φ1〜φnのパルス幅と制御信号φ1’’〜φn’’のパルス幅は一致するものとして説明するが、制御信号φ1〜φnのパルス幅を制御信号φ1’’〜φn’’のパルス幅よりも若干広く設定してもよい。
【0049】
この後、図9(e)〜(f)に示す制御信号φ1’〜φn’がスイッチSW1’〜SWn’に供給されると、これらのスイッチSW1’〜SWn’が順次オン状態となり、各NチャンネルFETN1〜Nnのゲート電圧に応じた出力電流Ioが、出力ラインLoutから吸い込まれる。ここで、NチャンネルFETN1〜Nnのゲート電圧は、コンデンサC1〜Cnの電圧として与えられ、各コンデンサC1〜Cnには、各書込期間終了時における入力電流Iiを吸い込めるだけの電圧が記憶されている。したがって、各NチャンネルFETN1〜Nnは、記憶された入力電流Iiと同じ値の出力電流Ioを出力ラインLoutから吸い込む。この結果、出力電流Ioは図9(i)に示すものとなる。この後、出力電流Ioが電流電圧変換部80によって電圧に変換され、図9(j)に示す出力アナログ信号Voutが得られる。
【0050】
このように本実施形態にあっては、入力アナログ信号Vinを電圧電流変換して、変換された電流の値を各メモリセルM1’〜Mn’に記憶し、これを読み出して出力アナログ信号Voutを再生するようにしたので、メモリセルM1’〜Mn’から電流を読み出す際に、寄生容量Cpの影響を受けることなく、正確に記憶された電流値を読み出すことができる。この結果、高品質な出力アナログ信号Voutを得ることができる。
【0051】
また、第2実施形態にあっては、各メモリセルM1〜Mnから電圧を読み出す際には、コンデンサC1〜Cnに蓄積された電荷をコンデンサCsに移動させていたので、メモリセルM1〜Mnからの読出は一回に限られたが、第3実施形態に係わる遅延回路にあっては、メモリセルM1’〜Mn’からの読出を電流の形式で行うから、複数回の読出が可能となる。
【0052】
また、入力電流Iiを各NチャンネルFETN1〜Nnに流せるだけの電圧が各コンデンサC1〜Cnに保持されるから、各コンデンサC1〜Cnの値にバラツキがあったとしても問題がない。また、各コンデンサC1〜Cnの値はごくわずかなものであってもよいので、ゲートの寄生容量で代用することもできる。この場合には、各コンデンサC1〜Cnを特別に作り込む必要がない。
【0053】
D.第4実施形態
第4実施形態に係わる遅延回路は、第1実施形態と第2実施形態を組み合わせたものである。以下、図面を参照しつつ、第4実施形態に係わる遅延回路について説明する。
【0054】
図10は、本発明の第4実施形態に係わる遅延回路の回路図である。なお、図1、図5に示す構成と同一の構成には同一の符号を付す。
この例にあっては、第1実施形態と同様に入力アナログ信号Vinが奇数番目の各メモリセルM1,M3,…Mn−1に各々供給され、また、反転回路10によって反転された入力アナログ信号Vinが偶数番目の各メモリセルM2,M4,…Mn−1に各々供給されるようになっている。したがって、入力アナログ信号Vinがサンプリング周期毎に正転反転を交互に繰り返しながらメモリセルM1〜Mnに書き込まれる。
【0055】
また、奇数番目のメモリセルM1,M3,…Mn−1の出力側には、仮想接地されたオペアンプ40が設けられており、一方、偶数番目のメモリセルM2,M4,…Mnの出力側には、仮想接地されたオペアンプ40’が設けられており、この点では、第2実施形態と同様である。このため、オペアンプ40,40’の負入力端子電圧は、常にグランドレベルとなるので、寄生容量Cp,Cp’の影響を受けることなく各メモリセルM1〜Mnから記憶された入力アナログ信号Vinを読み出すことができる。なお、コンデンサCs,Cs’に並列に接続されたスイッチSW0,SW0’は、次のメモリセルから電圧を読み出す前にオン状態となり、電荷をクリアするリセット手段として機能するようになっている。
【0056】
次に、オペアンプ40,40’の出力側には正入力端子41aと負入力端子41bとを備えた加算回路41が設けられている。この加算回路41はオペアンプと抵抗から構成されており、正入力端子41aにはオペアンプ40の出力信号が、負入力端子41bにはオペアンプ40’の出力信号が各々供給されている。したがって、偶数番目のメモリセルM2,M4,…Mnから出力される信号は再度反転されて、奇数番目のメモリセルM1,M3,…Mn−1から出力される信号と加算され、出力アナログ信号Voutとして出力されるようになっている。また、制御回路30は、クロック信号CLKに基づいて、制御信号φ1〜φn、φ1’〜φn’、φ0、φ0’を生成する。また、この遅延回路の後段には、第1実施形態と同様にクロック成分を充分除去できるローパスフィルタ(図示せず)が設けられている。このローパスフィルタは、入力アナログ信号Vinの周波数帯域で平坦な周波数特性を示し、かつ、サンプリング周波数付近において、充分な減衰特性を有するものである。
【0057】
したがって、この例においても、第1実施形態と同様に、メモリセルM1〜Mnに低周波ノイズが混入したとしても、この低周波ノイズをサンプリング周波数付近に周波数変換することができるので、従来、分離することができなかった低周波ノイズを出力アナログ信号Voutから除去して、SN比を向上させることができる。また、第2実施形態と同様に寄生容量の影響を受けることなく、各メモリセルに蓄積されている電圧を読み出すことができる。
【0058】
以上、説明したように第4実施形態によれば、第1実施形態の低周波ノイズの除去と第2実施形態の寄生容量の悪影響の回避という利点を同時に実現できるので、より高品質な出力アナログ信号を得ることができる。
【0059】
E.第5実施形態
第5実施形態に係わる遅延回路は、第1実施形態と第3実施形態を組み合わせたものである。以下、図面を参照しつつ、第5実施形態に係わる遅延回路について説明する。
【0060】
図11は、本発明の第5実施形態に係わる遅延回路の回路図である。なお、図1および図8に示す構成と同一の構成には同一の符号を付す。
この例にあっては、正転電圧電流変換部70によって、入力アナログ信号Vinの電圧値が電流値に変換され、正転入力電流Iiとして奇数番目の各メモリセルM1’,M3’,…Mn−1’に各々出力されるようになっている。また、反転電圧電流変換部70’によって、反転された入力アナログ信号Vinの電圧値が電流値に変換され、反転入力電流Ii’として偶数番目の各メモリセルM2’,M4’,…Mn’に各々供給されるようになっている。したがって、入力アナログ信号Vinに応じた電流がサンプリング周期毎に正転反転を交互に繰り返しながらメモリセルM1’〜Mn’に書き込まれる。
【0061】
また、奇数番目のメモリセルM1’,M3’,…Mn−1’と偶数番目のメモリセルM2’,M4’,…Mn’の出力側には、電流電圧変換部80,80’が各々設けられており、これらによって、正転出力電流Ioと反転出力電流Io’が電流電圧変換される。なお、各メモリセルM1’〜Mn’の書込・読出動作は、制御回路30によって、クロック信号CLKに基づいて生成される制御信号φ1〜φn、φ1’〜φn’、φ1’’〜φn’’によって制御される。また、電流電圧変換部80の出力信号は加算回路41の負入力端子41bに供給され、一方、電流電圧変換部80’の出力信号はその正入力端子41aに供給されるようになっている。ここで、電流電圧変換部80’の出力信号と電流電圧変換部80の出力信号とは振幅極性が反転しているので、この加算回路41によって振幅極性を揃えつつ、両信号を合成することによって、遅延された入力アナログ信号Vinを再生することができる。また、この遅延回路の後段には、第1実施形態と同様にクロック成分を充分除去できるローパスフィルタ(図示せず)が設けられている。このローパスフィルタは、入力アナログ信号Vinの周波数帯域で平坦な周波数特性を示し、かつ、サンプリング周波数付近において、充分な減衰特性を有するものである。
【0062】
したがって、この例においても、第1実施形態と同様に、メモリセルM1〜Mnに低周波ノイズが混入したとしても、この低周波ノイズをサンプリング周波数付近に周波数変換することができるので、従来、分離することができなかった低周波ノイズを出力アナログ信号Voutから除去して、SN比を向上させることができる。また、第3実施形態と同様に、寄生容量の影響を受けることなく正確に電流を各メモリセルM1’〜Mn’から読み出すことができ、しかも、同じメモリセルから複数回読み出すことができる。
【0063】
以上、説明したように第5実施形態によれば、第1実施形態の低周波ノイズの除去と第3実施形態の寄生容量の悪影響の回避という利点を同時に実現できるので、より高品質な出力アナログ信号を得ることができる。
【0064】
F.変形例
以上、本発明に係わる実施形態を説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、以下に述べる各種の変形が可能である。
▲1▼上述した各実施形態の遅延回路は、例えば、カラオケ装置におけるエコーとして利用することができる。この場合、遅延回路の出力アナログ信号Vinに係数を乗算し、この結果と入力アナログ信号を加算してこれを遅延回路に入力すればよい。また、音声信号のみならず映像信号にこの遅延回路を利用してもよい。
【0065】
▲2▼また、上述した各実施形態において、各メモリセルM1〜Mnへの書込動作はサンプリングに相当することから、入力アナログ信号Vinの信号帯域が広いと折り返し歪みが発生してしまう。このため、折り返し歪みが発生しないようにサンプリング周期に応じたカットオフ周波数を有するローパスフィルタを前述した遅延回路の前段に設けるようにしてもよい。また、このローパスフィルタは、第3,第5実施形態の電圧電流変換部70,70’の周波数特性を適宜設定することによって実現してもよい。
【0066】
▲3▼また、上述した第1、第3、第5実施形態において、各メモリセルからの読出動作を1サンプリング期間内で時分割で動作させることによって、サンプリング周期毎に複数の遅延された信号を再生するようにしてもよい。この場合、再生された各信号は、遅延時間が異なるのでトランスバーサルフィルタのタップ出力に相当するから、再生された各信号を適当な比率で加算することによって、トランスバーサルフィルタを実現することもできる。
【0067】
▲4▼また、上述した第4,第5実施形態にあっては、加算回路41によって、出力アナログ信号Voutを合成するようにしたが、これをサンプルホールド回路によって合成するようにしてもよい。
【0068】
▲5▼また、上述した第1、第2、第4実施形態においてコンデンサC1〜Cnの一端は接地されていたが、これを電源に接続するようにしてもよい。要は、一定電圧のラインに接続するのであればよい。
【0069】
▲6▼また、上述した第3、第5実施形態においてメモリセルM1’〜Mn’は、一端が接地されたコンデンサC1〜CnやNチャンネルFETN1〜Nn等から構成されていたが、本発明はこれに限定されるものではなく、コンデンサC1〜Cn」の一端を電源と接続し、NチャンネルFETの代わりにPチャンネルFETを用いるものであってもよい。また、上述した第5実施形態において、正転電圧電流変換部70と反転電圧電流変換部70’とは図12示すように一体の回路として構成するようにしてもよい。
【0070】
【発明の効果】
上述したように本発明に係る発明特定事項によれば、寄生容量の影響を受けることなくメモリセルから読出を行うことができるので、出力信号の品質を改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態に係わる遅延回路の回路図である。
【図2】同実施形態に係わる遅延回路の動作を示すタイミングチャートである。
【図3】同実施形態に係わる低周波ノイズの除去動作を示すタイミングチャートである。
【図4】同実施形態に係わる低周波ノイズの除去動作を示すタイミングチャートである。
【図5】本発明の第2実施形態に係わる遅延回路の回路図である。
【図6】同実施形態に係わる遅延回路の動作を示すタイミングチャートである。
【図7】同実施形態に係わるメモリセルからの読出動作を示すタイミングチャートである。
【図8】本発明の第3実施形態に係わる遅延回路の回路図である。
【図9】同実施形態に係わる遅延回路の動作を示すのタイミングチャートである。
【図10】本発明の第4実施形態に係わる遅延回路の回路図である。
【図11】本発明の第5実施形態に係わる遅延回路の回路図である。
【図12】変形例に係わる正転電流電圧変換部と反転電流電圧変換部の回路図である。
【図13】従来の遅延回路の回路図である。
【符号の説明】
10…反転回路(第1の反転手段、反転手段)、20…反転回路(第2の反転手段)、30…制御回路(書込手段、読出手段)、40…オペアンプ(負帰還増幅手段、第1の負帰還増幅手段)、40’…オペアンプ(第2の負帰還増幅手段)、41…加算回路(合成手段)、70…電圧電流変換部(電圧電流変換手段、正転電圧電流変換手段)、80…電流電圧変換部(電流電圧変換手段、反転電流電圧変換手段)、Vin…入力アナログ信号(入力信号、入力電圧信号)、Vout…出力アナログ信号(出力信号、出力電圧信号)、Ii…入力電流(入力電流信号)、M1〜Mn、M1’〜Mn’…メモリセル、SW1〜SWn…入力スイッチ(第1のスイッチ手段)、SW1’〜SWn’…出力スイッチ(第2のスイッチ手段)、SW1’’〜SWn’’…スイッチ(第3のスイッチ手段)、SW0…スイッチ(合成手段、リセット手段、第1のリセット手段)、SW0’…スイッチ(第2のリセット手段)、C1〜Cn…コンデンサ、Cs…コンデンサ(フィードバックコンデンサ)。
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a delay circuit used for delaying an analog signal and suitable for being incorporated in an integrated circuit.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art In a delay circuit provided inside a high-density integrated circuit (hereinafter abbreviated as LSI), a plurality of memory cells each including a switch and a capacitor are connected in parallel, and a voltage of an analog signal is sequentially stored in each memory cell. In some cases, the analog signal is delayed by reading out the accumulated analog signal after a predetermined time has elapsed.
[0003]
FIG. 13 is a circuit diagram of a conventional delay circuit. In the figure, M1 to Mn are n memory cells connected in parallel, in which the voltage of an analog signal is stored. The memory cell M1 includes an input switch SW1, a capacitor C1, and an output switch SW1 ', and the other memory cells M2 to Mn have the same configuration as the memory cell M1. A voltage follower including an operational amplifier OP is provided on the output side of the memory cells M1 to Mn. Note that Cp is a parasitic capacitance generated on the output side of the memory cells M1 to Mn.
[0004]
In the above configuration, when writing the input analog signal Vin, the input switches SW1 to SWn are sequentially turned on in the order of SW1, SW2,..., SWn, SW1,. The sample and hold is performed, and the voltage is stored in the capacitors C1 to Cn. Next, when the stored input analog signal Vin is read, the output switches SW1 ′ to SWn ′ are sequentially turned on in the order of SW1 ′ → SW2 ′ →... SWn ′ → SW1 ′. Input analog signals Vin are sequentially read.
[0005]
In this case, the input analog signal Vin is written to the memory cells M1 to Mn-1, and the input analog signal Vin is written to the memory cell Mn at the next sampling timing, and at the same time, the input analog signal delayed from the memory cell M1 is input. The signal Vin is read and output from the operational amplifier OP as an output analog signal Vout. That is, the memory cells M1 to Mn repeat the write operation and the read operation in a ring shape. Here, assuming that a sampling period (a period in which each switch is in an ON state) is Ts, a delay time Td is given by Td = (n-1) * Ts.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, when the delay circuit described above is configured inside the LSI, the values of the capacitors C1 to Cn are several pF, so that their impedance is high even in a low frequency region. Therefore, when the delay circuit receives low-frequency disturbance noise (for example, hum synchronized with the frequency of the commercial AC power supply), the voltage values of the capacitors C1 to Cn fluctuate. Therefore, low-frequency disturbance noise is superimposed on the input analog signal Vin read from the memory cells M1 to Mn. If the noise component exists in a higher frequency region than the band of the signal component, the noise component can be removed from the output analog signal Vout by a low-pass filter. Is within the signal band, it is difficult to remove noise components from the output analog signal Vout. Therefore, there is a problem that the SN ratio is deteriorated even if the delay circuit of the above-described type is configured inside the LSI.
[0007]
Further, the above-described delay circuit has a problem that the voltages stored in the capacitors C1 to Cn of the memory cells M1 to Mn cannot be accurately read due to the influence of the parasitic capacitance Cp.
For example, if the switch SW1 is turned on and the voltage is read from the capacitor C1 of the memory cell M1, and then the switch SW1 is turned off, the voltage of the parasitic capacitance Cp is determined according to the voltage stored in the capacitor C1. It becomes. In this state, the voltage of the parasitic capacitance Cp is Vs ′, the value of the parasitic capacitance Cp is Cb, in the memory cell M2, the value of the capacitor C2 is Ca, the voltage of the capacitor C2 before reading is Vs, and the voltage of the capacitor C2 after reading is Assuming that the voltage (the voltage actually read) is Vs ″, Vs ″ is given by the following equation.
Vs ″ = (CaVs + CbVs ′) / (Ca + Cb)
That is, the voltage that should be read as Vs originally changes to Vs ″ due to the action of the parasitic capacitance Cp. Moreover, since the value Cb of the parasitic capacitance Cp has a voltage dependency, the parasitic capacitance Cp also causes distortion of the output analog signal Vout.
[0008]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and has as its object to provide a delay circuit that can remove low-frequency noise disturbance. Another object is to provide a delay circuit which is not affected by parasitic capacitance.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
To solve the above problems, Claim 1 According to the invention described in (1), there is provided a delay circuit including a plurality of memory cells that store an analog signal by accumulating a charge in a capacitor, and generates an input current signal by converting an input voltage signal into a current. Voltage-current converting means, writing means for sequentially writing the input current signal to the plurality of memory cells, reading means for sequentially reading the input current signals stored from the plurality of memory cells in a writing order, Current voltage conversion means for converting the input current signal read by the reading means into a voltage to generate an output voltage signal.
[0012]
Claims 2 In the invention described in (1), the memory cell includes a first switch means having one end connected to the input terminal, and a second switch means provided between the output terminal and the other end of the first switch. Switch means, third switch means provided between the other end of the first switch means and one end of the capacitor, and a gate connected to one end of the capacitor and the other end of the capacitor A field effect transistor having a source and a drain connected between the other end of the first switch means.
[0013]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
A. First embodiment
Hereinafter, a delay circuit according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0014]
1. Configuration of the first embodiment
FIG. 1 is a circuit diagram of a delay circuit according to the first embodiment of the present invention.
In the figure, M1 to Mn are memory cells, and each of the memory cells M1 to Mn is a capacitor C1 to Cn having one end grounded, and an input switch SW1 provided between the other end of the capacitors C1 to Cn and the input side. To SWn, and output switches SW1 ′ to SWn ′ provided between the other ends of the capacitors C1 to Cn and the output side. Here, the input switches SW1 to SWn are turned on when the control signals φ1 to φn are at a high level. The output switches SW1 ′ to SWn ′ are similarly turned on when the control signals φ1 ′ to φn ′ are at a high level. It is configured to be turned off when it is at a low level.
[0015]
Next, reference numeral 10 denotes an inverting circuit having a gain of 1, and its output impedance is set to low impedance. An input analog signal Vin is supplied to an input side of the inverting circuit 10, and memory cells M2, M4,... Mn are connected to the output side. Therefore, the inverted input analog signal Vin is supplied to the even-numbered memory cells M2, M4,... Mn, and the voltage is applied to the capacitors C2, C4,. Will be accumulated. On the other hand, to the odd-numbered memory cells M1, M3,... Mn-1, the input analog signal Vin is supplied at a low impedance from a buffer circuit (not shown). Therefore, in the odd-numbered memory cells M1, M3,... Mn-1, the voltage of the input analog signal Vin is applied to the capacitors C1, C3,. Will be accumulated.
[0016]
Next, 20 is an inverting circuit of gain 1 provided on the output side of the even-numbered memory cells M2, M4,... Mn. As described above, the inverted input analog signal Vin is written in the memory cells M2, M4,... Mn. However, since the inverted input analog signal Vin is again inverted and read by the inverting circuit 20, the polarity of the output signal of the inverting circuit 20 is It matches the polarity of the input analog signal Vin.
Next, SW0 is a switch, which is configured to conduct to the terminal Sa when the control signal φ0 is at a high level and to conduct to the terminal Sb when the control signal φ0 is at a low level. By the switch SW0, the output signals from the odd-numbered memory cells M1, M3,... Mn-1 and the output signals from the even-numbered memory cells M2, M4,. As a result, the two signals are combined, and an output analog signal Vout obtained by delaying the input analog signal Vin is generated.
Next, reference numeral 30 denotes a control circuit constituted by a shift register or the like. The control circuit 30 is configured to generate control signals φ1 to φn, φ1 ′ to φn ′, φ0 for controlling the switches SW1 to SWn, SW1 ′ to SWn ′, and SW0 based on the clock signal CLK. The frequency of the clock signal CLK is set to be at least twice as high as the signal band frequency of the input analog signal Vin. Further, a low-pass filter (not shown) capable of sufficiently removing a clock component is provided at a stage subsequent to the delay circuit. This low-pass filter has a flat frequency characteristic in the frequency band of the input analog signal Vin, and has a sufficient attenuation characteristic near the sampling frequency.
[0017]
With the above configuration, when the input analog signal Vin is written, each input switch is controlled to be sequentially turned on in the order of SW1, SW2,..., SWn, SW1, and so on, and the input analog signal Vin becomes the clock signal CLK. Samples are held synchronously. Next, when reading the input analog signal Vin, each output switch is controlled so as to be sequentially turned on in the order of SW1 ′ → SW2 ′ →... SWn ′ → SW1 ′. It is read out in synchronization with CLK. Thus, when the output analog signal Vout is generated, the clock component is removed by the low-pass filter.
[0018]
Therefore, the input analog signal Vin is written into the memory cells M1 to Mn while alternately repeating the normal rotation and inversion every sampling cycle, and the inverted input analog signal Vin is again inverted and read at the time of reading. In such a delay circuit, when low-frequency disturbance noise acts, the voltage stored in the capacitors C1 to Cn fluctuates. However, when reading the stored voltage from each of the memory cells M1 to Mn, the readout is performed while alternately repeating the normal rotation and inversion for each sampling cycle, so that the disturbance noise superimposed on the output analog signal Vout is modulated at the sampling frequency. It will be. Therefore, the disturbance noise in the signal band can be frequency-shifted to the vicinity of the sampling frequency, so that the disturbance noise can be removed by the above-described low-pass filter.
[0019]
2. Operation of the first embodiment
Next, the operation of the delay circuit according to the first embodiment will be described. FIG. 2 is a timing chart showing the operation of the delay circuit according to the first embodiment. Assuming that the input analog signal Vin shown in FIG. 2A is supplied to the delay circuit from the time t0, the control signal φ1 shown in FIG. 2B is supplied to the input switch SW1. As described above, since the switch SW1 is turned on when the control signal φ1 becomes high level, the input analog signal Vin during the period from time t0 to t1 is taken into the memory cell M1. Further, as shown in FIGS. 2B to 2E, the control signals φ2 to φn are obtained by shifting the control signal φ1 every sampling period. Therefore, writing is performed in the order of M1 → M2 →... Mn. However, the inverted input analog signal Vin is written to the even-numbered memory cells M2, M4,... Mn.
[0020]
Here, if the delay time is set to 7 sampling cycles, the control signal φ1 ′ becomes as shown in FIG. 2F, and the output switch SW1 ′ is turned on from time t7 to t8, and the control signal φ1 ′ is connected to the capacitor C1 of the memory cell M1. The stored voltage is read. In addition, the control signals φ2 ′ to φn ′ are obtained by shifting the control signal φ1 ′ every sampling period, as shown in FIGS. Therefore, reading is performed in the order of M1 → M2 →... Mn.
[0021]
When the signal is read from each of the memory cells M1 to Mn in this manner, the signal read from the odd-numbered memory cell is supplied to the terminal Sa of the switch SW0, and the signal read from the even-numbered memory cell is inverted by the inverting circuit 20. Is supplied to the terminal Sb. The switch SW0 selects the terminal Sa when the control signal φ0 is at a high level, and selects the terminal SWb when the control signal φ0 is at a low level. Therefore, the switch SW0 is controlled by the control signal φ0 shown in FIG. Then, the output analog signal Vout shown in FIG. 2 (k) is obtained. For example, in the period from time t7 to t8, the final value (the value at time t1) of the input analog signal Vin from time t0 to time t1 is output.
[0022]
Now, the operation of removing low-frequency noise in this example will be described with reference to timing charts shown in FIGS. Note that the waveform shown in the figure omits the hold effect of the capacitor for easy understanding. Now, assuming that the input analog signal Vin shown in FIG. 3A is supplied to the delay circuit, the signals stored in the memory cells M1 to M8 are inverted every sampling period as shown in FIG. It will be.
[0023]
As described above, since the values of the capacitors C1 to Cn built in the LSI are several pF, the impedance of each of the capacitors C1 to Cn is high even in a low frequency region, so that the capacitors C1 to Cn are held by low frequency noise such as hum. The voltage fluctuates. For example, if the noise voltage shown in FIG. 3C is superimposed on the capacitors C1 to C8, the signals stored in the memory cells M1 to M8 are as shown in FIG.
[0024]
Therefore, the output analog signal Vout becomes a solid line shown in FIG. In this case, since the noise component is the difference between the input analog signal Vin indicated by the dotted line and the output analog signal Vout indicated by the solid line, the noise signal superimposed on the output analog signal Vout is as shown in FIG. . Here, comparing the noise signal shown in FIG. 3C with the noise signal shown in FIG. 4C, it can be seen that the signal shown in FIG. 4C is modulated at the sampling frequency. That is, according to this delay circuit, the frequency component of the low-frequency noise component can be converted to the high-frequency near the sampling frequency. For example, if the sampling frequency is fs and the frequency of the noise signal is fn, the frequency of the frequency-converted noise signal is fs-fn, fs + fn.
[0025]
By the way, as described above, the low-pass filter for removing the sampling frequency component is provided at the subsequent stage of the delay circuit, so that the noise signal frequency-converted around the sampling frequency is removed by this low-pass filter. . Therefore, a noise signal superimposed on the output analog signal Vout can be removed.
[0026]
As described above, according to the present embodiment, the memory cell input analog signal Vin is alternately inverted and written when writing to the memory cells M1 to Mn, and is alternately inverted and read again when reading the same. Therefore, even if low-frequency noise is mixed during the period in which the input analog signal Vin is stored in the memory cells M1 to Mn, the low-frequency noise can be frequency-converted to near the sampling frequency. The low frequency noise that could not be separated can be removed from the output analog signal Vout to improve the SN ratio.
[0027]
B. Second embodiment
Hereinafter, a delay circuit according to another embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0028]
1. Configuration of the second embodiment
FIG. 5 is a circuit diagram of a delay circuit according to the second embodiment of the present invention.
In the figure, the internal configuration of the memory cells M1 to Mn is the same as in the first embodiment. In this example, the memory cells M1 to Mn are connected in parallel, the input side of each of the memory cells M1 to Mn is connected to the input line Lin, and the output side is connected to the output line Lout. Have been. A parasitic capacitance Cp having voltage dependency exists between the output line Lout and the ground.
[0029]
A capacitor Cs and a switch SW0 are provided between the negative input terminal and the output terminal of the operational amplifier 40, and the positive input terminal is grounded. As the operational amplifier 40, one having a high input impedance and a sufficiently large gain is used. As a result, the negative input terminal and the positive input terminal of the operational amplifier 40 are imaginarily short-circuited. Therefore, the voltage of the positive input terminal is always a constant voltage, in this example, the ground level.
[0030]
When reading the voltage stored in the memory cell M1, the input switch SW1 and the switch SW0 are turned off, and in this state, the output switch SW1 'is turned on. Since the output line Lout is virtually grounded, when each switch is operated as described above, the electric charge accumulated in the capacitor C1 moves to the capacitor Cs. Here, the value of the capacitor Cs is set to be equal to the values of the capacitors C1 to Cn. Therefore, the voltage at the node A matches the voltage stored in the capacitor C1. Therefore, the voltage stored in each of the memory cells M1 to Mn can be read without being affected by the parasitic capacitance Cp.
[0031]
In this case, when reading the voltage stored in the next memory cell, if the charge read from the previous memory cell is accumulated in the capacitor Cs, the voltage stored in the next memory cell and the voltage stored in the previous memory cell are stored in the capacitor Cs. The stored voltage is added by the capacitor Cs. Therefore, it is necessary to clear the charge stored in the capacitor Cs every time reading from each of the memory cells M1 to Mn. The switch SW0 is provided for this purpose, and is turned on before reading a voltage from the next memory cell, and is configured to clear the charge accumulated in the capacitor Cs.
[0032]
By the way, since the voltage of the capacitor Cs is cleared every time the voltage is read from the memory cells M1 to Mn, the voltage of the node A changes like a chopper in synchronization with the operation of the switch SW0. For this reason, in this example, the output analog signal Vout is generated by converting the voltage of the node A into a continuous one by the sample and hold circuit. Specifically, a sample-and-hold circuit is configured by the operational amplifier 50 and the operational amplifier 60 constituting the voltage follower, the switch SW0 ′, and the capacitor Ch.
[0033]
Next, reference numeral 30 denotes a control circuit constituted by a shift register or the like, which controls control signals φ1 to φn, φ1 for controlling the switches SW1 to SWn, SW1 ′ to SWn ′, SW0, SW0 ′ based on the clock signal CLK. '~ Φn', φ0, φ0 '. Further, a low-pass filter (not shown) that can sufficiently remove the clock component is provided at the subsequent stage of the delay circuit as in the first embodiment. This low-pass filter has a flat frequency characteristic in the frequency band of the input analog signal Vin, and has a sufficient attenuation characteristic near the sampling frequency.
[0034]
2. Operation of the second embodiment
Next, the operation of the delay circuit according to the second embodiment of the present invention will be described. FIG. 6 is a timing chart showing the operation of the delay circuit according to the second embodiment. Assuming that the input analog signal Vin shown in FIG. 6A is supplied to the delay circuit and the input switches SW1 to SWn are controlled by the control signals φ1 to φn shown in FIGS. 6B to 6D, the input at time t1 The voltage at each timing is sequentially stored such that the analog signal Vin is stored in the memory cell M1 and the input analog signal Vin at time t2 is stored in the memory cell M2.
[0035]
Thereafter, when the control signals φ1 ′ to φn ′ shown in FIGS. 6E to 6F are supplied to the switches SW1 ′ to SWn ′, the voltages stored in the memory cells M1 to Mn are sequentially read. , The voltage of the node A has a chopper-like waveform as shown in FIG. When the voltage of the node A is sampled and held based on the control signal φ0 ′ shown in FIG. 6 (j), an output analog signal Vout shown in FIG. 6 (k) is obtained.
[0036]
Here, a detailed timing chart at the time of reading is shown in FIG. FIG. 7A shows a control signal φ0, in which the switch SW0 is on while the signal is at the low level, and the switch SW0 is off during the high level. In this example, first, during the period from time t0 to time t1, the switch SW0 is turned on, so that the charge of the capacitor Cs is cleared. The time during which the switch SW0 is turned on is set in consideration of a time constant determined by the value of the capacitor Cs and the on-resistance of the switch SW0 so that the electric charge accumulated therein is sufficiently cleared. Therefore, at time t1, the charge of the capacitor Cs is sufficiently cleared, and the preparation for reading from the memory cell is completed.
[0037]
Thereafter, in order to read a voltage from the k-th memory cell Mk, a control signal φk ′ shown in FIG. 7B is applied to the output switch SWk. The control signal φk ′ changes from the low level to the high level at time t2 after the control signal φ0 changes from the low level to the high level and the switch SW0 is turned off. Then, the capacitor Ck of the k-th memory cell Mk is connected to the output line Lout, so that the electric charge accumulated in the capacitor Ck moves to the capacitor Cs. Here, since the negative input terminal of the operational amplifier 40 is virtually grounded, no charge moves to the parasitic capacitance Cp, and all charges can move to the capacitor Cs. For this reason, the voltage stored in the memory cell can be accurately read without being affected by the parasitic capacitance Cp.
[0038]
When the charge moves to the capacitor Cs, the control signal φk ′ changes from the high level to the low level at time t4, and the output switch SWk ′ is turned off. At time t4, the control signal φ0 ′ changes from the low level to the high level, the switch SW0 ′ is turned on, and the voltage of the node A is held by the capacitor Ch. Thereafter, at time t5, when the control signal φ0 ′ changes from the high level to the low level, the switch SW0 ′ is turned off, and the voltage of the capacitor Ch is held until the switch SW0 ′ is turned on next time.
[0039]
Thereafter, at time t6, when the control signal φ0 changes from the high level to the low level, the switch SW0 is turned on again, and the electric charge stored in the capacitor Cs is cleared. Then, at time t7, when the switch SW0 is turned off and read preparation is completed, at time t8, the control signal φk + 1 ′ shown in FIG. 7D changes from the low level to the high level, and the control signal φk + 1 ′ changes from the (k + 1) th memory cell Mk + 1. , The stored voltage is read. Hereinafter, the same operation is repeated, and the voltages stored therein are sequentially read from each of the memory cells M1 to Mn.
[0040]
As described above, according to the present embodiment, the operational amplifier 40 that is virtually grounded is provided on the output side of the memory cells M1 to Mn, and the charge accumulated in the capacitor Cs is cleared at each sampling cycle. The voltage stored in each of the memory cells M1 to Mn can be accurately read out without being affected by the parasitic capacitance Cp. In particular, when several hundreds to thousands of memory cells are connected in parallel, the value of the parasitic capacitance Cp increases, so that the quality of the output analog signal Vout can be significantly improved.
[0041]
C. Third embodiment
In the delay circuits of the first and second embodiments described above, the input analog signal Vin is stored in each of the memory cells M1 to Mn in the voltage mode. On the other hand, the delay circuit of the third embodiment operates in the current mode in the input analog signal Vin. The signal Vin is stored. Hereinafter, the delay circuit according to the third embodiment will be described with reference to the drawings.
[0042]
1. Configuration of Third Embodiment
FIG. 8 is a circuit diagram of a delay circuit according to the third embodiment of the present invention.
In the figure, a voltage-to-current converter 70 performs a well-known voltage-to-current conversion including a current mirror circuit and the like, and outputs an input current Ii corresponding to the voltage of an input analog signal Vin.
[0043]
Next, the memory cells M1 ′ to Mn ′ have a configuration corresponding to the memory cells M1 to Mn described in the first and second embodiments. However, the memory cells M1 ′ to Mn ′ are different from the memory cells M1 to Mn that store voltage values in that they store current values. The memory cells M1 ′ to Mn ′ include input switches SW1 to SWn each having one end connected to the input line Lin, switches SW1 ″ to SWn ″ each having one end connected to the other end of the input switches SW1 to SWn, and a switch SW1 ′. Capacitors C1 to Cn provided between the other ends of '' to SWn 'and the ground, the sources are connected to the other ends of the input switches SW1 to SWn, the gates are connected to the capacitors C1 to Cn, and the drains are grounded. N-channel FETs N1 to Nn. The input switches SW1 to SWn, the output switches SW1 ′ to SWn ′ and the switches SW1 ″ to SWn ″ are turned on when the control signals φ1 to φn, φ1 ′ to φn ′, and φ1 ″ to φn ″ are at a high level. State. It is configured to be turned off when it is at a low level.
[0044]
For example, when writing the input current Ii to the memory cell M1 ′, the input switch SW1 and the switch SW1 ″ are turned on, and the switch SW1 ′ is turned off. Then, the input current Ii flows to the ground via the N-channel FET N1. In this case, the voltage value (gate voltage value) of the capacitor C1 is a value that allows the N-channel FET N1 to flow the input current Ii. Then, when the writing period ends, the input switch SW1 and the switch SW1 ″ are turned off. Since the input impedance of the gate of the N-channel FET N1 is extremely high, the voltage at the end of the writing period is held in the capacitor C1. That is, a voltage corresponding to the input current Ii is stored in the capacitor C1.
[0045]
On the other hand, when reading a current from the memory cell M1 ', the input switch SW1 and the switch SW1''are turned off and the output switch SW1' is turned on. Then, the N-channel FET N1 sinks the output current Io according to the voltage (gate voltage) of the capacitor C1 from the output line Lout. In this case, since the output current Io does not fluctuate under the influence of the parasitic capacitance Cp, the current value stored in the memory cell can be accurately read.
[0046]
Next, reference numeral 80 denotes a current-voltage converter, which is composed of an operational amplifier and a resistor. The output current Io is converted into a voltage by the current / voltage converter 80, and the voltage is output as an output analog signal Vout.
[0047]
Next, reference numeral 30 denotes a control circuit constituted by a shift register or the like, and control signals φ1 to SWn ″ for controlling the switches SW1 to SWn, SW1 ′ to SWn ′, and SW1 ″ to SWn ″ based on the clock signal CLK. φn, φ1 ′ to φn ′, and φ1 ″ to φn ″ are generated. Further, a low-pass filter (not shown) that can sufficiently remove the clock component is provided at the subsequent stage of the delay circuit as in the first embodiment. This low-pass filter has a flat frequency characteristic in the frequency band of the input analog signal Vin, and has a sufficient attenuation characteristic near the sampling frequency.
[0048]
2. Operation of the third embodiment
Next, the operation of the delay circuit according to the third embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 9 is a timing chart of the delay circuit according to the third embodiment. In the delay circuit in this example, when the input analog signal Vin shown in FIG. 9A is supplied to the delay circuit, it is converted into an input current Ii shown in FIG. 9H. Here, input switches SW1 to SWn are controlled by control signals φ1 to φn shown in FIGS. 9B to 9D, and switches SW1 ″ to SWn ″ are controlled by control signals φ1 ″ to φn ″. Then, the current value at each timing is sequentially stored, such as the value of the input current Ii at the time t1 in the memory cell M1, the value of the input current Ii at the time t2 as the memory cell M2, and so on. In this example, the pulse widths of the control signals φ1 to φn and the pulse widths of the control signals φ1 ″ to φn ″ are described as being equal to each other. The pulse width may be set slightly wider than the pulse width of φ1 ″ to φn ″.
[0049]
Thereafter, when the control signals φ1 ′ to φn ′ shown in FIGS. 9E to 9F are supplied to the switches SW1 ′ to SWn ′, the switches SW1 ′ to SWn ′ are sequentially turned on, and each N An output current Io according to the gate voltages of the channel FETs N1 to Nn is drawn from the output line Lout. Here, the gate voltages of the N-channel FETs N1 to Nn are given as voltages of the capacitors C1 to Cn, and each of the capacitors C1 to Cn stores a voltage enough to absorb the input current Ii at the end of each writing period. ing. Therefore, each of the N-channel FETs N1 to Nn sinks the output current Io having the same value as the stored input current Ii from the output line Lout. As a result, the output current Io is as shown in FIG. Thereafter, the output current Io is converted into a voltage by the current-voltage converter 80, and an output analog signal Vout shown in FIG. 9 (j) is obtained.
[0050]
As described above, in the present embodiment, the input analog signal Vin is voltage-current converted, the converted current value is stored in each of the memory cells M1 ′ to Mn ′, read out, and the output analog signal Vout is converted. Since the reproduction is performed, when the current is read from the memory cells M1 ′ to Mn ′, the stored current value can be accurately read without being affected by the parasitic capacitance Cp. As a result, a high-quality output analog signal Vout can be obtained.
[0051]
Further, in the second embodiment, when the voltage is read from each of the memory cells M1 to Mn, the electric charge accumulated in the capacitors C1 to Cn is moved to the capacitor Cs. Is limited to one time, but in the delay circuit according to the third embodiment, reading from the memory cells M1 ′ to Mn ′ is performed in the form of current, so that reading can be performed a plurality of times. .
[0052]
Further, since a voltage enough to allow the input current Ii to flow through each of the N-channel FETs N1 to Nn is held in each of the capacitors C1 to Cn, there is no problem even if the values of the capacitors C1 to Cn vary. Further, since the value of each of the capacitors C1 to Cn may be very small, it can be substituted by the parasitic capacitance of the gate. In this case, there is no need to specially form the capacitors C1 to Cn.
[0053]
D. Fourth embodiment
The delay circuit according to the fourth embodiment is a combination of the first embodiment and the second embodiment. Hereinafter, a delay circuit according to the fourth embodiment will be described with reference to the drawings.
[0054]
FIG. 10 is a circuit diagram of a delay circuit according to the fourth embodiment of the present invention. The same components as those shown in FIGS. 1 and 5 are denoted by the same reference numerals.
In this example, similarly to the first embodiment, the input analog signal Vin is supplied to each of the odd-numbered memory cells M1, M3,... Mn-1, and the input analog signal inverted by the inversion circuit 10. Vin is supplied to each of the even-numbered memory cells M2, M4,... Mn-1. Therefore, the input analog signal Vin is written into the memory cells M1 to Mn while alternately repeating normal rotation and inversion every sampling cycle.
[0055]
A virtual grounded operational amplifier 40 is provided on the output side of the odd-numbered memory cells M1, M3,... Mn-1, while the output side of the even-numbered memory cells M2, M4,. Is provided with an operational amplifier 40 'that is virtually grounded, and in this regard, is similar to the second embodiment. Therefore, the negative input terminal voltages of the operational amplifiers 40 and 40 'are always at the ground level, so that the input analog signal Vin stored in each of the memory cells M1 to Mn is read without being affected by the parasitic capacitances Cp and Cp'. be able to. The switches SW0 and SW0 'connected in parallel to the capacitors Cs and Cs' are turned on before reading the voltage from the next memory cell, and function as reset means for clearing the charge.
[0056]
Next, an addition circuit 41 having a positive input terminal 41a and a negative input terminal 41b is provided on the output side of the operational amplifiers 40 and 40 '. The adder circuit 41 includes an operational amplifier and a resistor. The output signal of the operational amplifier 40 is supplied to the positive input terminal 41a, and the output signal of the operational amplifier 40 'is supplied to the negative input terminal 41b. Therefore, the signals output from the even-numbered memory cells M2, M4,... Mn are again inverted and added to the signals output from the odd-numbered memory cells M1, M3,. Is output. Further, the control circuit 30 generates control signals φ1 to φn, φ1 ′ to φn ′, φ0, and φ0 ′ based on the clock signal CLK. Further, a low-pass filter (not shown) that can sufficiently remove the clock component is provided at the subsequent stage of the delay circuit as in the first embodiment. This low-pass filter has a flat frequency characteristic in the frequency band of the input analog signal Vin, and has a sufficient attenuation characteristic near the sampling frequency.
[0057]
Therefore, in this example, as in the first embodiment, even if low-frequency noise is mixed in the memory cells M1 to Mn, the low-frequency noise can be frequency-converted to near the sampling frequency. The low frequency noise that could not be removed can be removed from the output analog signal Vout to improve the SN ratio. Further, similarly to the second embodiment, the voltage stored in each memory cell can be read without being affected by the parasitic capacitance.
[0058]
As described above, according to the fourth embodiment, the advantages of removing the low-frequency noise of the first embodiment and avoiding the adverse effect of the parasitic capacitance of the second embodiment can be realized at the same time. A signal can be obtained.
[0059]
E. FIG. Fifth embodiment
The delay circuit according to the fifth embodiment is a combination of the first embodiment and the third embodiment. Hereinafter, the delay circuit according to the fifth embodiment will be described with reference to the drawings.
[0060]
FIG. 11 is a circuit diagram of a delay circuit according to the fifth embodiment of the present invention. The same components as those shown in FIGS. 1 and 8 are denoted by the same reference numerals.
In this example, the voltage value of the input analog signal Vin is converted into a current value by the non-inversion voltage / current conversion unit 70, and the odd-numbered memory cells M1 ′, M3 ′,. -1 '. Further, the inverted voltage value of the input analog signal Vin is converted into a current value by the inverted voltage / current converter 70 ′, and the inverted input analog signal Vin is converted into the even-numbered memory cells M2 ′, M4 ′,. Each is supplied. Therefore, a current corresponding to the input analog signal Vin is written to the memory cells M1 'to Mn' while alternately repeating normal rotation and inversion every sampling cycle.
[0061]
Also, current-voltage converters 80, 80 'are provided on the output sides of the odd-numbered memory cells M1', M3 ',... Mn-1' and the even-numbered memory cells M2 ', M4',. Thus, the normal output current Io and the inverted output current Io ′ are current-voltage converted. Note that the write / read operation of each of the memory cells M1 ′ to Mn ′ is performed by the control circuit 30 using control signals φ1 to φn, φ1 ′ to φn ′, and φ1 ″ to φn ′ generated based on the clock signal CLK. Is controlled by The output signal of the current-voltage converter 80 is supplied to the negative input terminal 41b of the adder circuit 41, while the output signal of the current-voltage converter 80 'is supplied to the positive input terminal 41a. Here, since the output signal of the current-voltage conversion unit 80 'and the output signal of the current-voltage conversion unit 80 have inverted amplitude polarities, the addition circuit 41 combines the two signals while making the amplitude polarities uniform. , The delayed input analog signal Vin can be reproduced. Further, a low-pass filter (not shown) that can sufficiently remove the clock component is provided at the subsequent stage of the delay circuit as in the first embodiment. This low-pass filter has a flat frequency characteristic in the frequency band of the input analog signal Vin, and has a sufficient attenuation characteristic near the sampling frequency.
[0062]
Therefore, in this example, as in the first embodiment, even if low-frequency noise is mixed in the memory cells M1 to Mn, the low-frequency noise can be frequency-converted to near the sampling frequency. The low frequency noise that could not be removed can be removed from the output analog signal Vout to improve the SN ratio. Further, similarly to the third embodiment, the current can be accurately read from each of the memory cells M1 ′ to Mn ′ without being affected by the parasitic capacitance, and the current can be read from the same memory cell a plurality of times.
[0063]
As described above, according to the fifth embodiment, the advantages of removing the low-frequency noise of the first embodiment and avoiding the adverse effect of the parasitic capacitance of the third embodiment can be realized at the same time. A signal can be obtained.
[0064]
F. Modified example
The embodiment according to the present invention has been described above, but the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications described below are possible.
{Circle around (1)} The delay circuits of the above embodiments can be used, for example, as echoes in a karaoke apparatus. In this case, the output analog signal Vin of the delay circuit is multiplied by a coefficient, the result is added to the input analog signal, and this is input to the delay circuit. The delay circuit may be used not only for audio signals but also for video signals.
[0065]
{Circle around (2)} In each of the above-described embodiments, since the write operation to each of the memory cells M1 to Mn corresponds to sampling, if the signal band of the input analog signal Vin is wide, aliasing occurs. For this reason, a low-pass filter having a cut-off frequency corresponding to the sampling period may be provided in the preceding stage of the above-described delay circuit so that aliasing distortion does not occur. Further, this low-pass filter may be realized by appropriately setting the frequency characteristics of the voltage-current converters 70 and 70 'of the third and fifth embodiments.
[0066]
{Circle around (3)} In the first, third, and fifth embodiments described above, the read operation from each memory cell is performed in a time-division manner within one sampling period, so that a plurality of delayed signals are provided for each sampling period. May be reproduced. In this case, since the reproduced signals correspond to the tap outputs of the transversal filter because the delay times are different, the transversal filter can be realized by adding the reproduced signals at an appropriate ratio. .
[0067]
{Circle around (4)} In the fourth and fifth embodiments described above, the output analog signal Vout is synthesized by the adder circuit 41. However, the output analog signal Vout may be synthesized by the sample-and-hold circuit.
[0068]
(5) In the first, second, and fourth embodiments described above, one end of each of the capacitors C1 to Cn is grounded, but it may be connected to a power supply. In short, what is necessary is just to connect to the line of a fixed voltage.
[0069]
{Circle around (6)} In the third and fifth embodiments described above, the memory cells M1 ′ to Mn ′ are composed of the capacitors C1 to Cn, the N-channel FETs N1 to Nn, etc., whose one ends are grounded. However, the present invention is not limited to this. One end of each of the capacitors C1 to Cn may be connected to a power supply, and a P-channel FET may be used instead of the N-channel FET. In the above-described fifth embodiment, the non-inversion voltage / current conversion unit 70 and the inversion voltage / current conversion unit 70 ′ may be configured as an integrated circuit as shown in FIG.
[0070]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, data can be read from a memory cell without being affected by a parasitic capacitance, so that the quality of an output signal can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a circuit diagram of a delay circuit according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a timing chart showing the operation of the delay circuit according to the embodiment.
FIG. 3 is a timing chart showing an operation of removing low-frequency noise according to the embodiment.
FIG. 4 is a timing chart showing an operation of removing low-frequency noise according to the embodiment.
FIG. 5 is a circuit diagram of a delay circuit according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a timing chart showing the operation of the delay circuit according to the first embodiment.
FIG. 7 is a timing chart showing a read operation from a memory cell according to the first embodiment;
FIG. 8 is a circuit diagram of a delay circuit according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a timing chart showing the operation of the delay circuit according to the same embodiment.
FIG. 10 is a circuit diagram of a delay circuit according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a circuit diagram of a delay circuit according to a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a circuit diagram of a forward current-to-voltage converter and a reverse current-to-voltage converter according to a modification.
FIG. 13 is a circuit diagram of a conventional delay circuit.
[Explanation of symbols]
10: inverting circuit (first inverting means, inverting means), 20: inverting circuit (second inverting means), 30: control circuit (writing means, reading means), 40: operational amplifier (negative feedback amplifying means, No. 1 negative feedback amplification means), 40 '... operational amplifier (second negative feedback amplification means), 41 ... addition circuit (synthesis means), 70 ... voltage / current conversion unit (voltage / current conversion means, forward voltage / current conversion means) , 80 ... current-voltage converter (current-voltage converter, inverted current-voltage converter), Vin ... input analog signal (input signal, input voltage signal), Vout ... output analog signal (output signal, output voltage signal), Ii ... Input current (input current signal), M1 to Mn, M1 'to Mn' ... memory cells, SW1 to SWn ... input switches (first switch means), SW1 'to SWn' ... output switches (second switch means) , SW1 ''-SW n '' ... switch (third switch means), SW0 ... switch (synthesis means, reset means, first reset means), SW0 '... switch (second reset means), C1 to Cn ... capacitors, Cs ... Capacitor (feedback capacitor).

Claims (2)

コンデンサに電荷を蓄積することによりアナログ信号を記憶するメモリセルを複数個備えた遅延回路であって、
入力電圧信号を電流に変換して入力電流信号を生成する電圧電流変換手段と、
前記入力電流信号を複数の前記メモリセルに順次書き込む書込手段と、
前記複数のメモリセルから記憶されている前記入力電流信号を書込順序に従って順次読み出す読出手段と、
前記読出手段によって読み出された前記入力電流信号を電圧に変換して出力電圧信号を生成する電流電圧変換手段と
を備えたことを特徴とするアナログ信号の遅延回路。
A delay circuit including a plurality of memory cells that store an analog signal by storing charge in a capacitor,
Voltage-current conversion means for converting an input voltage signal into a current to generate an input current signal;
Writing means for sequentially writing the input current signal to the plurality of memory cells;
Reading means for sequentially reading the input current signals stored from the plurality of memory cells according to a writing order;
A current-voltage converter for converting the input current signal read by the reading unit into a voltage to generate an output voltage signal;
前記メモリセルは、入力端子と一端が接続される第1のスイッチ手段と、出力端子と前記第1のスイッチの他端との間に設けられた第2のスイッチ手段と、前記第1のスイッチ手段の他端と前記コンデンサの一端との間に設けられた第3のスイッチ手段と、ゲートが前記コンデンサの一端と接続されるとともに前記コンデンサの他端と前記第1のスイッチ手段の他端との間にソースとドレインとが接続された電界効果トランジスタとを備えたことを特徴とする請求項に記載のアナログ信号の遅延回路。The memory cell includes first switch means connected at one end to an input terminal, second switch means provided between an output terminal and the other end of the first switch, and the first switch means Third switch means provided between the other end of the means and one end of the capacitor, a gate connected to one end of the capacitor, and the other end of the capacitor and the other end of the first switch means. 2. The analog signal delay circuit according to claim 1 , further comprising a field effect transistor having a source and a drain connected between the two.
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