JPH0119653B2 - - Google Patents

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JPH0119653B2
JPH0119653B2 JP56500359A JP50035981A JPH0119653B2 JP H0119653 B2 JPH0119653 B2 JP H0119653B2 JP 56500359 A JP56500359 A JP 56500359A JP 50035981 A JP50035981 A JP 50035981A JP H0119653 B2 JPH0119653 B2 JP H0119653B2
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JP
Japan
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capacitor
operational amplifier
switch
clock
wiring
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JP56500359A
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JPS56501786A (ja
Inventor
Ruubitsuku Guregorian
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AMERIKAN MAIKURO SHISUTEMUSU Inc
Original Assignee
AMERIKAN MAIKURO SHISUTEMUSU Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by AMERIKAN MAIKURO SHISUTEMUSU Inc filed Critical AMERIKAN MAIKURO SHISUTEMUSU Inc
Publication of JPS56501786A publication Critical patent/JPS56501786A/ja
Publication of JPH0119653B2 publication Critical patent/JPH0119653B2/ja
Expired legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03HIMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H19/00Networks using time-varying elements, e.g. N-path filters
    • H03H19/004Switched capacitor networks

Description

請求の範囲 1 楕円型電子フイルタにおいて、フイルタされ
るべき入力電圧源に接続されており且つ第1スイ
ツチトキヤパシタ手段を具備する入力手段、第1
電圧源へ接続した非反転入力端と前記入力手段へ
接続した反転入力端と出力端とを持つた第1積分
演算増幅器、前記第1積分演算増幅器の前記反転
入力端と前記第1積分演算増幅器の前記出力端と
の間に接続した第1コンデンサを具備する第1フ
イードバツク手段、前記第1積分演算増幅器の前
記反転入力端と前記第1積分演算増幅器の前記出
力端との間に接続された第2スイツチトキヤパシ
タ手段を具備する第2フイードバツク手段、前記
第1電圧源へ接続した非反転入力端と反転入力端
と出力端とを持つた第2積分演算増幅器、前記第
2積分演算増幅器の前記反転入力端と前記第2積
分演算増幅器の出力端との間に接続された第2コ
ンデンサを具備する第3フイードバツク手段、前
記第1積分演算増幅器の前記出力端と前記第2積
分演算増幅器の前記反転入力端との間に接続され
た第3スイツチトキヤパシタ手段を具備する第1
接続手段、前記第1積分演算増幅器の前記反転入
力端と前記第2積分演算増幅器の前記出力端との
間に接続した第4スイツチトキヤパシタ手段を具
備する第4フイードバツク手段、前記第1電圧源
に接続した非反転入力端と反転入力端と出力端と
を持つた第3積分演算増幅器、前記第3積分演算
増幅器の前記反転入力端と前記第3積分演算増幅
器の前記出力端との間に接続した第3コンデンサ
を具備する第5フイードバツク手段、前記第3積
分演算増幅器の前記出力端と前記第3積分演算増
幅器の前記反転入力端との間に接続した第5スイ
ツチトキヤパシタ手段を具備する第6フイードバ
ツク手段、前記第3積分演算増幅器の前記反転入
力端と前記第2積分演算増幅器の前記出力端との
間に接続した第6スイツチトキヤパシタ手段を具
備する第2接続手段、及び前記第1積分演算増幅
器の前記出力端と前記第3積分演算増幅器の前記
反転入力端との間に接続した第4コンデンサ、を
有しており、前記第1乃至第6スイツチトキヤパ
シタ手段の各々が、交流2相クロツク源の第1相
を表す第1クロツク信号によつて駆動される2個
のMOSFETスイツチング装置を具備しており且
つ前記第1クロツク信号に対して相補的な第2ク
ロツク信号によつて駆動される別の2個の
MOSFET装置を具備しており、その際に、系内
の浮遊容量が接地され且つ前記演算増幅器による
積分動作に影響を与えることが無く、前記入力源
からのアナログ電圧がサンプルデータ信号に変換
され且つ前記第3積分演算増幅器から出力電圧が
発生され、前記出力電圧は予め選択した帯域にお
ける周波数を有するものであることを特徴とする
楕円型電子フイルタ。
2 特許請求の範囲第1項において、Z領域にお
ける伝達関数の零点は全て単位円上に位置されて
おり、その際に予め選択した零点周波数において
無限の損失を与えることを特徴とする楕円型電子
フイルタ。
3 特許請求の範囲第1項において、フイルタ回
路の伝達関数が、 H0(z)=−α3α4/(1+α1)(1+α6)×〔Z2
Z(2−α2α5/α4)+1〕/〔Z−1/1+α6〕Z2
−(2+α1−α1′α2)/1+α1+1/1+α1 なる式によつて表されることを特徴とする楕円型
電子フイルタ。
4 特許請求の範囲第1項において、前記各スイ
ツチトキヤパシタ手段における前記4個の
MOSFETの2個は接地接続されており且つそれ
らの夫々のゲート上における同一のクロツク相に
よつて制御されることを特徴とする楕円型電子フ
イルタ。
5 特許請求の範囲第1項において、前記各スイ
ツチトキヤパシタ手段における前記4個の
MOSFETの2個は接地接続されており且つそれ
らの夫々のゲート上における反対のクロツク相の
信号によつて制御されることを特徴とする楕円型
電子フイルタ。
6 特許請求の範囲第1項において、前記第1電
圧源が接地であることを特徴とする楕円型電子フ
イルタ。
7 特許請求の範囲第1項において、前記各スイ
ツチトキヤパシタ手段は、第1プレートと第2プ
レートとを持つたコンデンサと、第1乃至第
4MOSFETとを有しており、前記各MOSFET
は、ソースとドレインとゲートとを持つており、
前記第1MOSFETのゲートは基準電圧へ接続さ
れており、前記第1MOSFETのドレイン及び前
記第2MOSFETのソースは前記コンデンサの前
記第1プレートへ接続されており、前記第
2MOSFETのドレインは前記スイツチトキヤパ
シタ手段の出力リードであり、前記第
3MOSFETのソースは前記スイツチトキヤパシ
タの入力リードであり、前記第3MOSFETのド
レイン及び前記第4MOSFETのソースは前記コ
ンデンサの前記第2プレートに接続されており、
前記第4MOSFETのドレインは前記基準電圧へ
接続されており、その場合に、前記第1及び第
3MOSFETのゲートは第1クロツク信号によつ
て駆動され、且つ前記第2及び第4MOSFETの
ゲートは第2クロツク信号によつて駆動され、前
記第2クロツク信号は前記第1クロツク信号と相
補的であることを特徴とする楕円型電子フイル
タ。
発明の背景 本発明は、電子フイルタに関するもので、更に
詳細には、集積回路装置として具現化するのに適
したスイツチトキヤパシタを有する楕円状態可変
の改良型フイルタ回路に関するものである。
1978年9月8日出願で出願番号第940473号の米
国特許出願において、直列接続させた3個の演算
増幅器を有しスイツチトキヤパシタを使用する楕
円型フイルタ回路に付いて記載してある。この回
路では、2番目の演算増幅器の出力端と1番目の
演算増幅器の入力端(これは回路の入力端でもあ
る)との間にフイードバツク接続を使用すると共
に、入力電圧源及び1番目の演算増幅器の出力端
からフイードホワード接続を使用するものであ
る。これらのフイードホワード信号は2番目の演
算増幅器からの出力と結合される。種々の演算増
幅器への入力を制御する為に前記回路内でスイツ
チトキヤパシタは、全て、予め定められた周波数
で操作される2相クロツクドライバに接続されて
いる。この様なフイルタ回路の伝達関係において
は、Z領域内(零点)が単位円上にあり、従つて
零点周波数において無限の減衰が得られることが
基本である。
従来の回路においては、伝達関数の零点は正確
なコンデンサ比を選択することによつて単位円上
に強制的に合わさせていた。従つて、仮にコンデ
ンサ値が計算された設計値から変化してコンデン
サ比が少量ズレたとしても、零点の点は正確に単
位円上にあるのではなくその内側か外側かに移動
する。このことは、零点周波数で無限の減衰を与
えず、しかも、周波数対損失曲線に所望のシヤー
プなロールオフを与えることのないフイルタ周波
数応答特性としていた。本発明は、コンデンサ比
の如何に拘わらず零点周波数で無限の減衰を有す
るフイルタ回路を提供することによつて上記問題
を解決するものである。
従来のスイツチトキヤパシタを有するフイルタ
における別の問題点、特により大型のモノリシツ
クな集積回路内に組み込む場合の問題点は、寄生
容量に敏感であるということである。所謂“浮
遊”コンデンサは、スイツチの接合容量や典型的
なデバイス構成に存在するライン基板容量で形成
される。周波数応答特性は、コンデンサ比の誤差
に比較的高度に敏感であるから、この様な浮遊容
量の効果を除去するか減少させる為には所要の回
路コンデンサを比較的大型に作ることが必要であ
つた。この様な浮遊ないし寄生容量は主に接合型
容量であるから、電圧依存性であると共に非線型
性であり、従つてフイルタ内で調波歪を発生する
いう付加的な欠点がある。本発明は、浮遊コンデ
ンサの効果を完全に除去することによつて上記問
題を解決し、通常の回路コンデンサを最小の寸法
とすることを可能にすると共に基本的なチツプ面
積を節約し、しかも調波線型性を増加させてフイ
ルタ特性を改善するものである。
発明の簡単な要約 本発明によるフイルタ回路は、交流クロツク信
号で制御されフイードホワード構成内に1個のコ
ンデンサを有する1連のスイツチトキヤパシタを
介して持続された第1、第2及び第3の演算増幅
器を有するものである。回路入力は、例えばアナ
ログ電圧源から、クロツク動作されるMOSスイ
ツチとコンデンサとを介して第1演算増幅器に供
給される。第1演算増幅器の出力は、第2演算増
幅器の入力端に接続されたコンデンサ及びフイー
ドホワード構成における別のコンデンサを介して
第3演算増幅器の入力端に供給される。第2演算
増幅器の出力は、コンデンサを介して第3演算増
幅器の入力端に供給されると共に、フイードバツ
ク・ループとしてコンデンサを介して第1演算増
幅器の入力端に供給される。この構成によつて、
回路伝達関数の分子の零点を、種々のコンデンサ
の比とは無関係に常に“Z”領域内の単位円上に
存在させることができる。従つて、零点周波数で
無限の減衰が得られ、高精度の回路の周波数応答
特性を確保している。
回路内の各スイツチトキヤパシタは、交流クロ
ツク信号で制御されるMOSスイツチで制御され、
該コンデンサ及びスイツチは浮遊容量の影響を取
り除く為に付加スイツチ要素を介して接地接続さ
れている。このMOSスイツチの1形態としては、
同一のクロツクで制御されるスイツチ要素間にコ
ンデンサを設け、該コンデンサの対抗プレートを
付加スイツチ要素(逆のクロツク相で制御され
る)を介して接地接続されている。従つて、該コ
ンデンサの1方のプレートが1方のクロツク相で
充電されると、浮遊容量も又充電されるが、次
の、即ち、逆のクロツク相になると、浮遊容量は
集積される電荷の1部を形成する代わりに接地電
位になる。MOSスイツチの第2の形態において
は、スイツチ要素間の前記コンデンサを反対のク
ロツク相に接続させる。この場合には、浮遊容量
は前記コンデンサから一時的に幾らかの電荷を得
るが、内側のスイツチ要素がオンすると増幅器コ
ンデンサに流してしまう。従つて、この様な短時
間の過渡現象は回路動作に影響を与えるものでは
ない。この様に回路全体にわたり2重スイツチ部
分を設けるので、フイルタの性能は全ての浮遊容
量とは全く独立したものとなる。
要するに、スイツチトキヤパシタを有するタイ
プの改良した楕円型フイルタを提供することが本
発明の一般的目的である。更に詳細に言えば、本
発明の目的は、(1)モノリシツク集積回路装置内の
全ての寄生要素から影響を受けず、(2)コンデンサ
比誤差に比較的に影響を受けない周波数応答特性
を有し、(3)零点が本来的に単位円上に存在し、零
点周波数で無限大の損失を発生する伝達関数を有
し、(4)極とは無関係に零点が得られる伝達関数を
有し、(5)従来考案された同等のフイルタ装置と比
べより小さなシリコン面積で足りる集積回路装置
の1部として製造可能であり、(6)同じ伝達関数に
対して同じタイプの従来のフイルタよりも少数の
コンデンサを使用するフイルタ回路を提供するこ
とである。
本発明のその他の目的、利点及び特徴は、添付
図面を参考に詳記する以下の1実施例の記載から
明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来技術の積分器の回路図、 第2図は浮遊容量を除去する為のスイツチを有
する積分器構成の回路図、 第3図は浮遊容量を除去する為の別のスイツチ
構成を有する積分器の回路図、 第4図は本発明の原理を実施化したフイルタの
回路図、 第4A図は第4図の回路を動作させるクロツク
φ及びのタイミング線図、である。
実施例の詳細な説明 図面を参照すると、第1図はシイミユレートし
たラダーフイルタ用の従来技術において使用され
たタイプの基本的な積分器を示している。ここ
で、入力電圧Vioは、ゲートを交流クロツク相φ
に接続した第1MOSスイツチを介し、更に、ゲー
トを反対のクロツク相に接続した第2スイツチ
を介して積分用演算増幅器の負入力端に供給され
る。これら2つのスイツチ要素間の接続点からコ
ンデンサαCを有する配線が延在し接地している。
点線は、コンデンサαCの上部プレートから接地
接続される浮遊容量CP1を表わしている。
この積分器の伝達関数(CP1=0として)は、 H(Z)=Vout(z)/Vio(z)=−α/−1(1)
この積分器部分は多くの浮遊容量効果から影響
を受けない。というのは、殆んど全ての節点から
接地へのインピーダンスは極めて低いからであ
る。然しながら、αCの上部プレートから接地へ
の浮遊容量CP1はαCと並列であるので、式(1)にお
いてαをα+CP1/Cに変化させる。これにより
αCの下限、即ちこの段によつて占有される全ダ
イ面積の下限を確立する。更に、CP1は非線形な
p−n接合容量を有するので、フイルタの調波歪
を発生させる。
寄生容量CP1で発生される不正確さや非線形性
を避ける為に、CP1の影響を受けない異なつた
MOSスイツチ構成を使用した2つの別の積分器
段が開発された。その第1の回路を第2図に示し
てある。ここで、入力電圧Vioは、第1MOSスイ
ツチQ1を介してコンデンサαCの1方のプレー
トからの第1接続点に接続されており、該コンデ
ンサの他方のプレートは第2接続点に接続されて
いる。この第2接続点から延在する1つの配線は
スイツチQ3を介して接地接続されており、該ス
イツチQ3は前記第1スイツチと同じクロツク相
で制御される。又、前記第2接続点からの別の配
線は別のスイツチQ4を介して積分用演算増幅器
の負入力端に接続されている。スイツチQ4と前
記第1接続点に接続された別のスイツチQ2は、
交流クロツク信号で制御される。負記号が無いと
いうこと以外は、この段は、第1回のものと同じ
伝達関数を有する。然しながら、この場合には、
何れの浮遊容量も動作に影響を与えることがな
い。実際に、CP1は入力電圧源から単に吸収し接
地に放電するだけである。浮遊容量CP2は一時的
に(Q3がオフした時)αCから幾らかの電荷を
得るが、Q4がオンした後に電荷をコンデンサC
に送り出す。従つて、この短時間の過度現象を除
いては、浮遊容量CP2は当該段の動作に影響を及
ぼすことはない。
第3図は浮遊容量を取り除く為の別のスイツチ
ング回路で、直列(分路ではなく)接続したスイ
ツチ動作されるコンデンサを使用した反転積分器
に応用した場合を示している。この場合、入力電
圧Vioは、コンデンサαCの1端側に接続された第
1MOSスイツチQ1に供給される。該コンデンサ
αCの他端側は別のスイツチQ3を介して積分演
算増幅器の負入力端に接続されている。これら最
初の2つのスイツチは同じクロツク相に接続さ
れている。
コンデンサαCの両端側に接続して1対の接地
接続されたスイツチQ2及びQ4が設けられてお
り、これらのスイツチは別のクロツク相φで制御
される。浮遊容量CP1,CP2及びCioは点線で示し
てある。この回路の動作は次の如くである。クロ
ツク相φがφ=1、即ち“オン”の場合、Q2と
Q4はコンデンサαCを放電させると共に浮遊コ
ンデンサCP1とCP2とを放電させる。クロツク相φ
がゼロになると、スイツチQ1及びQ3を介して
コンデンサαC及びCP1がVioに充電される。一方、
コンデンサCP2及びCioは略々接地状態に維持され
る。従つて、この場合も、浮遊容量CP1のみが入
力電圧源から電荷を吸収するが、積分器のコンデ
ンサCで積分される全電荷はコンデンサαCで供
給され、浮遊コンデンサは回路動作に関与しな
い。
第4図を参照すると、楕円型フイルタ10は入
力(Vio)を受け入れる為の第1演算増幅器12
と、第2ないしは中間演算増幅器14と、フイル
タ出力(V3)を発生する第3演算増幅器16と
を有する。この図においては、回路を構成する場
合に通常起こる浮遊接合及びライン容量は夫々の
箇所に点線で示してある。
フイルタされるべき入力信号電圧(Vio)を、
例えばアナログ音声信号から、ゲートを周期的ク
ロツク電圧に接続したMOS装置で形成したス
イツチ18に供給する。第4A図のタイミング線
図に示す如く、交流クロツク信号φ及びは、適
当な外部源又はチツプ上の発振器から所定の周波
数(例えば、128KHz)で供給される。
スイツチング構成に関しては、第2図に示した
如く、MOSスイツチ18は、ゲートを交流クロ
ツク電圧φに接続した同様のMOSスイツチ20
に直列接続されている。
ゲートを夫々クロツク及びφに接続した同様
の1対のMOSスイツチ22及び24は直列接続
されており、又演算増幅器12の負入力端に接続
された配線26に接続されている。3つの演算増
幅器の正入力端は全て接地接続されている。スイ
ツチ18と20との間に1端を接続し、他端をス
イツチ22と24との間に接続すると共にコンデ
ンサ30(α3C1とも示される)の両側に接続さ
れて配線28が設けられている。従つて、クロ
ツクパルスに対して入力Vioはコンデンサ30に
供給貯蔵され、次のφクロツクパルスに対して貯
蔵されたVio電荷は演算増幅器12の負入力端に
供給される。
演算増幅器12は出力V1を供給する出力用配
線32を有する。入力用配線26及び出力用配線
32から分岐して1対の配線34及び36が設け
られている。配線34及び36の間の第1配線3
8に接続してフイードパツク・コンデンサ40
(C1)が設けられており、一方配線34及び36
の間の第2配線42に接続して別のコンデンサ4
4(α1C1)が設けられている。コンデンサ44
の1端側の配線42に接続してMOSスイツチ4
6が設けられており、該スイツチ46の他方のソ
ースないしドレイン端子は分岐配線34に接続さ
れ、そのゲートはφクロツクに接続されている。
スイツチ46は第3図に示したスイツチング構成
の1部である。従つて、コンデンサ44の他端側
には別のスイツチ48が設けられており、該スイ
ツチ48のソース端子及びドレイン端子は配線4
2及び36に接続され、そのゲートはφクロツク
に接続されている。さて、コンデンサ44の両側
の配線42に接続して別の1対の分岐配線50及
び52が設けられており、その各々は、夫々、1
対のMOSスイツチ54及び56のソースないし
ドレイン端子に接続されている。これらスイツチ
54及び56の他のソースないしドレイン端子は
接地され、夫等のゲートは両方共クロツク源に
接続されている。これらのスイツチは、以下説明
する如く、回路のこの部分における浮遊容量の除
去を制御する。
配線32上の演算増幅器12の出力V1は、ゲ
ートをクロツクに接続したMOSスイツチ58
に供給される。このスイツチ58は、第2図に示
したタイプの別のスイツチング回路網であり、配
線60によつてゲートをφクロツクに接続した別
のMOSスイツチ62に接続されている。配線6
0と配線62とを相互接続すると共にコンデンサ
68(α2C2)の両端側に接続して配線66が設
けられている。配線64は、2個のMOSスイツ
チ70及び72に接続されており、これらスイツ
チのゲートは、夫々、クロツク及びφクロツク
に接続されている。
スイツチ72は、配線74を介して第2演算増
幅器14の負入力端に接続されている。演算増幅
器14の出力(V2)は接続点78に接続された
配線76に供給される。この接続点から延在して
フイードバツク配線80が設けられており、コン
デンサ82(C2)の1端側に接続され、その他
端側は入力用配線74に接続されている。接続点
78から延在して別のフイードバツク配線84が
MOSスイツチ86の1端に接続されており、そ
の他端はスイツチ動作されるコンデンサ88
(α1′C1)の1端側に配線90を介して接続されて
いる。このコンデンサの他端側はスイツチ92の
1端に接続されており、その他端は配線94を介
して第1演算増幅器12の入力用配線26に接続
されている。スイツチ86及び92のゲートは両
方共φクロツク源に接続されており、第3図に示
したタイプのスイツチング構成の1部を形成して
いる。従つて、コンデンサ88の両側で配線90
から1対の分岐配線96及び98が延在されてお
り、これら分岐配線は1対のMOSスイツチ10
0及び102に夫々接続されている。これらスイ
ツチのゲートはクロツク源に接続されており、
又他方のソースないしドレイン端子は浮遊容量を
除去する手段として接地接続されている。
同様なスイツチング構成が第2演算増幅器14
からの出力(V2)に対して設けられている。即
ち、MOSスイツチ104が接続点78に接続さ
れると共に相互配線106に接続されており、該
相互配線106は別のスイツチ108の1端に接
続される一方その他端は配線110を介して演算
増幅器16の負入力端に接続されている。スイツ
チ104及び108のゲートは両方共φクロツク
に接続されている。配線106はコンデンサ11
2(α5C3)の両端に接続されており、該コンデ
ンサの両端の配線106から延在して1対の分岐
配線114及び116が設けられていて、これら
分岐配線は別の1対のMOSスイツチ118及び
120に夫々接続されている。これら別の1対の
MOSスイツチのゲートはクロツクに接続され
ており、夫等の他端は接地接続されている。
第1演算増幅器12の出力端から延在し分岐配
線36を介してフイードホワード配線122を設
けてあり、該配線122はコンデンサ124
(α4C3)の1端側に接続され、又その他端側は配
線126によつて第3演算増幅器16の入力用配
線110に接続されている。
第1演算増幅器と同様な構成において、第3演
算増幅器は出力用配線128を有すると共に、該
配線から分岐するフイードバツク配線130を有
する。配線130と配線126との間に接続して
フイードバツク配線132を設けてあり、該フイ
ードバツク配線はコンデンサ134(C3)の両
側に接続されている。更に、配線126と130
との間に接続して1対のMOSスイツチ136と
138とが設けられており、これらスイツチは配
線140で相互接続され、又コンデンサ142
(α6C3)の両側に接続されている。これらのスイ
ツチは第3図に示したスイツチング構成の1部を
形成しており、スイツチ136及び138のゲー
トはφクロツク源に接続されている。コンデンサ
142の両側で配線140から分岐して設けた1
対の配線144及び146は、1対のMOSスイ
ツチ148及び150の1端子に夫々接続されて
いる。これらのスイツチのゲートはクロツクに
接続されており、又他端子は接地接続されてい
る。
第1図に示した様に、本質的な接合容量現象や
従来の集積回路構造で発生するライン容量によつ
て回路10の異なつた箇所に種々の浮遊コンデン
サが形成される。この様な浮遊コンデンサの各々
を夫等が発生しそうな場所付近に点線で示してあ
り、これらの各場合に、夫等の回路動作への影響
及び演算増幅器の積分機能への影響は各スイツチ
トキヤパシタに対し1対のスイツチを付加するこ
とで取り除いている。即ち、例えば、入力スイツ
チ部分において、コンデンサ30の両側にある
MOSスイツチ20及び24の端子近傍には、通
常、浮遊コンデンサが存在する。クロツクがオ
ンでスイツチ18が閉成されると、下方の浮遊コ
ンデンサはコンデンサ30と共に充電される。然
しながら、交流φクロツク相が発生すると、下方
の浮遊コンデンサは次のクロツクサイクルでコ
ンデンサ30に影響を与える代わりに接地状態に
放電される。上方の浮遊コンデンサについても同
様の事が起こり、この場合にはスイツチ22を介
してクロツクサイクルで接地状態に放電され、
その際に演算増幅器12への入力用配線系内のコ
ンデンサ30の放電のみを起こさせる。クロツク
サイクルが変化する毎に全ての浮遊コンデンサに
付いて同様の接地動作が行なわれる。
次に、回路10の動作に付き説明すると、2相
の非オーバーラツプ型クロツクが所定の周波数で
スイツチング用MOSFETにφ及びのパルスを
連続的に供給するものとし、t=(n−1)tに
おける演算増幅器12の出力V1(t)をV1(n−
1)とする。クロツク相φが“オン”となる時間
(n−1)tにおいて、フイードホワード配線1
22内のコンデンサ124(α4C3)はV1(n−
1)に維持され、コンデンサ68(α2C2)及び
30(α3C1)は夫々V1(n−1)及びVio(n−
1)に充電され、一方コンデンサ44(α´1C1),
88(α1C1),112(α5C3)及び142
(α6C3)はゼロに放電される。さて、クロツクφ
がゼロになりが“オン”になると、コンデンサ
86及び112はV2(n)に充電されると共に、
コンデンサ44及び124はV1(n)に充電さ
れ、一方コンデンサ30及び68の電荷はコンデ
ンサC1及びC2に夫々導入される。これに相当す
る電荷保存方程式は以下の通りである。
C1V1(n)=C1V1(n−1)−α1V1(n) −α1′V2(n)+α3Vio(n−1) C2V2(n)=C2V2(n−1) +α2C2V1(n−1) C3V3(n)=C3V3(n−1) −α6C3V3(n−1)−α5C3V2(n) −α4C3〔V1(n)−V1(n−1)〕 一方、上式の両側にz変換を行なうと次式を得
る。
V1(z)〔(1+α1)−z-1〕 =−α1′V2(z)+α3z-1Vio(z) 式2 V2(z)〔1−z-1〕=α2z-1V1(z) 式3 V3(z)〔(1+α6)−z-1〕 =−α5V2(z)−α4V1(z)(1−z-1) 式4 上式2乃至4を結合すると次の回路伝達関数が
得られる。
H0(z)=−α3α4/(1+α1)(1+α6)×〔z2
z(2−α2α3/α4)+1〕/〔z−1/1+α6〕z2
−z(2+α1−α1′α2)/1+α1+1/1+α1
5 上式5は、図面に示し前述した回路構成で与え
られ、2つの複素共役極と、1つの実極と、2つ
の複素共役零点とを有する3次の楕円型フイルタ
特性を表わす数式である。回路10の重要な特徴
を構成する上式の伝達関数における重要で独特な
こととしては零点の大きさはコンデンサ値αi(こ
こで、“i”は1,2,……をとる)によつては
影響されず、全てのαiの値に対して単位円上に滞
まるということである。伝達関数(式5)におい
て、零点の大きさは分子中の2次のフアクターの
定数項であり、それはコンデンサ値がどうであろ
うと常に“1”である。
本発明に基づく上述の伝達関数を有するフイル
タを実際に構成する場合には、z=ej〓に対する
|H(z)|が所望のフイルタの周波数特性に近似
する様にαiに対し適切な値を選択することが必要
である。種々のコンデンサに対するこれらのαi
値は当業者等に良く知られた手順で決定すれば良
い。
コンデンサ要素に対し適切な値を選択した場合
には、回路10は単位円上に零点を有し、従つて
零点周波数で無限の減衰を有するフイルタを提供
するものである。更に、上述した如くスイツチ要
素を使用して全ての浮遊コンデンサを取り除くこ
とによつて、周波数応答特性は設計上の特性に極
めて近似したものとなる。更に、極Qの感度はコ
ンデンサの比における不正確さに関し比較的低い
ので、精度及び多様性は更に増加されている。
以上、本発明の関する技術分野における当業者
等にとつて、本発明の精神及び範囲から逸脱する
ことなしに本発明の構成における多くの変形及び
かなり異なつた実施例及び適用例を想到可能であ
る。ここにおける開示及び記載は単に例示的なも
のであつて、何等限定的意味合いを持つてなされ
たものではない。
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