JPH0249055B2 - Toransubaasarufuiruta - Google Patents

Toransubaasarufuiruta

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JPH0249055B2
JPH0249055B2 JP15634377A JP15634377A JPH0249055B2 JP H0249055 B2 JPH0249055 B2 JP H0249055B2 JP 15634377 A JP15634377 A JP 15634377A JP 15634377 A JP15634377 A JP 15634377A JP H0249055 B2 JPH0249055 B2 JP H0249055B2
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JP
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filter
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signal
transfer device
charge transfer
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Kunaueru Karuru
Pufuraideraa Hansuieruku
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Siemens AG
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/68Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/76Unipolar devices, e.g. field effect transistors
    • H01L29/762Charge transfer devices
    • H01L29/765Charge-coupled devices
    • H01L29/768Charge-coupled devices with field effect produced by an insulated gate
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03HIMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H15/00Transversal filters
    • H03H15/02Transversal filters using analogue shift registers
    • H03H15/023Transversal filters using analogue shift registers with parallel-input configuration

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  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
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  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Networks Using Active Elements (AREA)
  • Filters That Use Time-Delay Elements (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は電荷転送デバイスを有するトランス
バーサルフイルタに関する。
ドーブされた半導体材料から成る基板の表面上
にそれぞれ少なくとも1個の絶縁層コンデンサ或
いは堰層コンデンサから成るコンデンサ素子の列
を有する電荷転送デバイスを備え、各コンデンサ
素子の外部電極には電荷転送デバイを動作させる
ため少なくとも2つの互いに位相のずれたシフト
パルス列を印加し得るようになつており、電荷転
送デバイスはろ波すべき信号を印加可能な直列入
力と、シフトパルス列の選択されたものに対して
決定されたすべてのコンデンサ素子において相互
作用のない増幅出力とを有し、増幅出力はろ波さ
れた信号を取出し得るフイルタ出力と接続され、
増幅出力の各々の増幅定数数はフイルタにより行
われるフイルタ作用のパルス応答の所属の値に対
応しているトランスバーサルフイルタは公知であ
る(IEEE Journal of Solid−Stete Circuits、
1973年4月、巻SC−8、第2号、138乃至146頁、
およびBell−Northern Research 11、4、第240
乃至243頁参照)。電荷輸送デパイスとして電荷結
合転送デバイス(CCD)或はバケツトブリゲー
ドデバイス(BBD)が使用される。相互作用の
無い増幅出力の実現のため、一方においていわゆ
る“分割電極”法或は他方において高入力抵抗を
持つ純増幅器を使用することができる。“分割電
極”法においては当該の各コンデンサ素子は、2
個の並置された、かつ基板中のドープされた領域
にわたつて結合された絶縁層コンデンサから成
る。これら両絶縁層コンデンサの容量比は希望す
る増幅定数に関係して選定される。相互作用の無
い増幅出力は所定のコンデンサ素子においての
み、殊に一定のシフトパルス列に対して決定され
たものにおいてのみ存在する。すべての相互作用
の無い増幅出力は、波された信号を取り出し得
るフイルタ出力と接続される。各相互作用の無い
増幅出力の増幅定数はフイルタにより実現される
べきフイルタ作用のインパルス応答の所属する値
にそれぞれ対応する。
この発明の目的は冒頭に述べた形式のトランス
バーサルフイルタにおいて、同じフイルタ作用を
行う普通の形式の対応するトランスバーサルフイ
ルタに比較して、一層多くの種々のフイルタ特性
を実現できるフイルタを得ることにある。
この目的を達成するためこの発明によれば、残
りのコンデンサ素子の少くも1個において、フイ
ルタ出力と接続された少くも1個の相互作用の無
い増幅出力が存在し、この増幅出力の増幅定数も
フイルタ作用のパルス応答の所属する値に対応す
ると有利である。
この発明の重要な利点は下記の通りである。
普通の形式の対応するトランスバーサルフイル
タに比して、任意のフイルタ作用を与える際、一
方において普通のものに比して所要面積が減少さ
れ、他方において同じ面積の際、付加の相互作用
の無い増幅出力により、フイルタ作用の再現の正
確さを著しく高めることができる。更に動作中シ
フトクロツク周波数の変更のみにより、付加的の
異なるフイルタ特性を得ることができる。
次に図示の2実施例についてこの発明を説明す
る。
第1図は従来のトランスバーサルフイルタ
を、この発明による線図的に表わして実施例お
よびにと対比して概略的に示し、第2図はダイ
ヤグラムにおいて時間tについてのシフトクロ
ツクを、その下のダイヤフラムにおいて任意に
選んだ波されるべき信号の時間的経過をそれぞ
れ示し、第3乃至第7図はマトリクス状の図式
を、第8図は2個のダイヤフラムおよびにお
いて、この発明の1実施例の出力信号と対比して
普通のトランスバーサルフイルタの出力信号を時
間tについて示す。
第1図において普通のトランスバーサルフイル
タをで示す。10は電荷転送デバイスを示し、
2相動作に対する電荷結合送デバイスにより実現
される。この電荷結合転送デバイスの各素子は隣
接する2個のコンデンサ素子から成る。デバイス
の各素子にはそれぞれ数字1乃至4をつけた。コ
ンデンサ素子自体には各個の数字11,12,2
1,22,31,32および41,42をつけて
ある。コンデンサ素子11,21,31,41は
2つの互に位相推移されたシフトパルス列の一方
のものに対して定められ、残りのコンデンサ素子
12,22,32,42は他方のパルス列に対し
て定められている。転送デバイスの直列入力はE
で示してある。一方のシフトパルス列に対する特
定のコンデンサ素子の各々に、それぞれ相互作用
のない増幅出力K11,K21,K31,K41が存在し、
全出力はフイルタ出力Aと接続される。第1図中
のにおいてはコンデンサ素子11,21,3
1,41に出力が存在する。しかしかかる出力は
これらコンデンサ素子の代りに、コンデンサ素子
12,22,32,42に同様に存在することが
できる。シンボルK11,K21,K31,K41は同様に
当該の相互作用のない増幅出力の増幅定数を現わ
す。電荷結合輸送デバイス10は一般にn相動作
のためのデバイスであり、ここでn=3,4,5
…である。その際デバイスの各素子は2個の隣接
するコンデンサ素子を包含し、かつ動作のため2
個の互い位相推移されたシフトインパルス列を印
加すべきである。電荷転送デバイスとしてバケツ
トブリゲードデバイス(BBD)を用いることも
できる。相互作用のない増幅出力に対しては種々
の構成が可能である。
第1図の実施例およびにおいて、電荷転送
デバイスの各コンデンサ素子に、それぞれ共通の
フイルタ出力Aと接続された所の、相互作用のな
い増幅出力が存在する。両実施例において、に
おける同じ相互作用に無い増幅出力K11,K21
K31,K41が使用される。フイルタにおいて
におけるようにかかる出力のみが使用される。
ととを比較し、においてはなお4個のコンデ
ンサ素子11,12,21,22が必要なのみで
あることが示される。他のすべては同じのままで
ある。すなわちにおいては面積節約はに比し
ほぼ50%である。n相動作(n=3、4、5)
…)に対する電荷転送デバイスの使用の際、の
所要面積はに比して1/nの減少が可能である。
フイルタとフイルタとの相違は、コンデン
サ素子12,22,32,42に相互作用の無い
付加の増幅出力K12,K22,K32,K42(これらはフ
イルタ出力Aと接続される)が存在することであ
る。すなわちにおいてはにおけるより2倍
の、相互作用の無い増幅出力が存在する。n相動
作(n=3、4、5…)に対する電荷転送デバイ
スの使用の際、フイルタにおいて、フイルタ
におけるよりn倍の出力が存在し得る。
フイルタおよびの電荷転送デバイスに対す
るシフトクロツクの周波数を、如何に選ぶかが著
しく重要である。その際2つの場合が特に重要で
ある。1つの場合は、クロツク周波数をフイルタ
に対するクロツク周波数fpに等しく選び、之に
よりフイルタ出力Aから過さた信号を送出する
所の出力周波数は2倍され(n相動作に対する電
荷転送デバイスの使用の際n倍され得る)、或は
シフトクロツクの周波数をfp2(一般にfp/n)
に選び、之により出力Aにおける波された信号
の出力周波数はfpに等しい。出力Aの出力周波数
はいずれの場合にも、入力Eにおいて波される
べき信号を走査する走査周波数よりも2倍(一般
にn倍)に高められる。
従つて第1図のフイルタおよびに対し総計
4種のかかる場合を区別することができる。第1
図のフイルタに対するシフトクロツクの周波数
を上記のようにfpで、フイルタに対しf〓で、フ
イルタに対しf〓で表わすと、これらの場合を下
記のように区別することができる、f〓=fp、f〓=
fp、f〓=fp/nおよびf〓=fp/n。実施例の特殊の
場合において、n=2である。シフトクロツクと
は、情報電荷が電荷送デバイスの素子から素子へ
とシフトさせるクロツクである。
更に説明のために2個のダイヤフラムおよび
を示す第2図が役立つ。ダイヤダラムは時間
tに関し、電荷転送デバイス10に対するシフト
クロツクのパルス列を線で表わしている。パルス
巾はTpで表わす。その下にダイヤフラム中に、
波されるべき信号の任意に選んだ形状を時間t
に関し示してある。シフトクロツクの周波数に対
しfp=1/Tpが適用される。波されるべき信号
はフイルタにおいては、クロツク周波数fpで走
査される。走査された信号値はS11,S21,S31
S41で示す。フイルタがクロツク周波数2fpで動
作されたとすると、付加的の信号値が走査される
であろう。この付加の信号値を第2図において
S12,S22,S32,S42で示す。しかしこの付加の信
号値は以下において重要で無い。
第1図においてコンデンサ素子は2桁の参照数
字xyで示す。その際xは電荷転送デバイスの素
子の連続番号を意味し、入力Eに向つて数えられ
る。yは素子中のコンデンサ素子の連続番号を意
味し、やはり入力Eに向つて数えられる(電荷転
送デバイス10においてyは数字1、2であり、
一般には数字1乃至nである)。対応する仕方で
フイルタにおいて、相互作用の無い増幅出力は
Kxyをつけてある。従つて例えば出力K21はコン
デンサ素子21に存在するものである。
増幅定数と共に評価された信号値は一般に形式
Kxy・suvで表わす。xyの意味は既に述べてあり、
uは走査時刻t1,t2など(第2図参照)のインデ
クスであり、vは1乃至nの数であり、フイルタ
がクロツク周波数n・fpで動作されたときの、
tuおよびtu+1の付加的の走査時刻を与える。以下
n=1の場合のみが重要であるとする。
第3乃至7図には評価された信号Kxy・suvのマ
トリクス状の図式を示す。之においてv=1の縦
列のみが重要である。v=2の縦列は省略するこ
とができる。この図式において出力信号に対して
重要な評価された信号値Kxy・suvを、それぞれ円
でかこむ。所定の円は線で互い結んである。この
ことは、線で結ばれた円中の値Kxy・suvが、出力
信号の形式のために総計されなければならないこ
とを意味する。
第3図に示す図式は第1図のフイレタ1に関す
る。時刻t1において読出された信号値S11が、電
荷転送デバイス中のコンデンサ素子11に達した
ものと仮定する。その際コンデンサ素子21中に
は信号値S21が、コンデンサ素子31中に信号値
S31が、コンデンサ素子41中に信号値S41が存在
する。これら信号値は電荷転送デバイスから並列
に読出され、フイルタ出力Aから値K11・s11
K21・s21,K31・s31しかしてK41・s41の和が得ら
れる。図式中でこれら評価された信号値の各々は
円に囲まれ、これら円は線により結ばれ、ころこ
とはこれら信号値が信号形式のため加えられるこ
とを意味する。次のクロツクに際しすべてのこれ
ら信号値は1コンデンサ素子だけ左にシフトさ
れ、之によりコンデンサ素子11中に今や信号値
S21が、コンデンサ素子41中に新規に到着すべ
き信号値S51が存在する。電荷転送デバイスはコ
ンデンサ素子の後に出力段を持たねばならず、そ
の中に存在する各信号値は次のクロツクの際に読
出され得る。このことは実施例およびに対し
ても適用する。出力段としては例えば障壁を持つ
電極が適する。信号値S21,S31,S41,S51Aはや
はり並列に読出され、フイルタ出力AではK11
s21,K21・s31,K31・s41およびK41・s51の和が使
用される。この図式の同主旨の進行により波さ
れた信号の全信号値を簡単な仕方で確かめること
ができる。第3図の図式において波された信号
の最初の3個の信号値をA1,A2,A3で示す。
波された信号を取出す出力周波数に対しfA=fp
適用される。
第4図に示す図式はフイルタ、殊にf〓=fp
選定された場合に対して適用される。時刻t1に入
力Eに与えられた信号値S11がコンデンサ素子1
1までシフトされた場合、コンデンサ素子21中
には信号値S21が存在する。両信号値は並列に読
出され、フイルタ出力Aにおいて波された信号
の値A1=K11・s11+K31・s21が用いられる。これ
らの信号値は半クロツク時間後に1コンデンサ素
子だけ左にシフトされ、之によりコンデンサ素子
12中に信号値S21が、コンデンサ素子22中に
は新規に読出される信号値S31が存在する。両信
号値は同時刻に読出され、フイルタ出力Aにおい
て波された信号の値A2=K21・s21+K41・s31
得る。これら両信号値は完全なクロツク時間にお
いてやはり1コンデンサ素子だけ左にシフトさ
れ、この時刻に出力Aにおいて波された信号の
値A3=K11・s21+K31・s31が得られ、以下同様で
ある。出力周波数に対してはこの場合fA=2fp
適用され波されるべき信号を走査する走査周波
数fEに対してはfE=fpが適用される。
第5図に示す図式はやはりフイルタに対して
適用されるが、今はf〓=fp/2が選定された場合
に対するものである。時刻t1に入力Eに与えられ
た信号値S11がコンデンサ素子11までシフトさ
れた場合、今はコンデンサ素子31中に信号値
S31が存在する。何となれば今は各第2の時刻後
に始めて走査されるからである。この時刻にフイ
ルタ出力Aは波された信号の値A1=K11・s11
K31・s31が得られる。時間Tp=1/fp後に1コン
デンサ素子だけ左へのシフトが生じ、之によりこ
の時刻に出力Aには値A2=K21・s31+K41・s51
存在する。出力周波数に対してはfA=fpが適用さ
れ、走査周波数に対してはfE=fp/2が適用され
る。
第6図に示す図式はf〓=fpの場合のフイルタ
に対して適用される。出力信号の信号値の形成
は、図式から最初の3個の信号値A1,A2,A3
対して示す。以後の信号値は図式の同主旨の進行
により容易に確かめられる。ここではfA=2fp
よびfE=fpが適用される。
第7図に示す図式はやはりフイルタに適用さ
れるが、今はf〓=fp/2の場合に対して適用され
る。やはり図式から最初の3個の信号値A1,A2
A3を取出す。図式の同主旨の進行により、波
された信号の以後の全信号値を容易に確かめるこ
とができる。この場合fA=fpおよびfE=fp/2が適
用される。
第8図においてダイヤフラム中に、第1図の
フイルタの出力Aからクロツク周波数fpによる
動作の際に取出されると同じような、波された
信号に対する1例を示す。ダイヤフラム中に比
較のため、第1図のフイルタの出力Aにおける
出力信号を同じ入力信号に対して示し、その際こ
のフイルタはクロツク周波数f〓=fpで動作する。
フイルタに比してフイルタにより波された
信号の平滑が得られることが明らかに分かる。情
報は2倍の(或はn倍の)周波数で現われる。こ
の波された信号はもはやフイルタの出力信号
の如き情報を持たない、之はもつばら良好な形状
を示し、よつて以後の処理が容易である。従つて
ベースバンドの信号を表わすのに、RC素子によ
る平滑で充分であり、すなわち走査信号中に含ま
れる高い周波数成分を去することができる。
両実施例において全コンデンサ素子は相互作用
の無い並列出力を備える。更にそうでない場合が
あることを指摘する。フイルタに対し新規のフ
イルタ特性を得るため、残余のコンデンサ素子の
少くも1個が相互作用の無い増幅出力を持てば既
に充分である。
前述の実施例にような多くの実施形において、
この出力の増幅定数はフイルタ作用のパルス応答
の所属の値に対応する。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来普通のトランスバーサルフイルタ
に比較して、この発明による2つの実施例お
よびを線図的に示し、第2図はダイヤグラム
において時間tに関するシフトクロツク、および
その下にダイヤグラムにおいて、任意に選んだ
波されるべき信号の時間的経過を示し、第3乃
至7図はマトリクス状の図式を示し、第8図は2
個のダイヤグラムおよびにおいて、普通のト
ランスバーサルフイルタの出力信号を、この発明
の1実施例の出力信号に比較して時間tに関して
示す。 A……フイルタ出力、E……入力、K11,K12
K21,K22,K31,K32,K41,K42……増幅出力、
Kxy・suv……増幅定数と共に評価された信号値、
S11,S12,S21,S22,S31,S32,S41,S42……走
査された信号値、Tp……パルス巾、1〜4……
電荷転送デバイス素子、10……電荷転送デバイ
ス、11,12,21,22,31,32,4
1,42……コンデンサ素子。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 ドープされた半導体材料から成る基板の表面
    上にそれぞれ少なくとも1個の絶縁層コンデンサ
    或いは堰層コンデンサから成るコンデンサ素子の
    列を有する電荷転送デバイスを備え、各コンデン
    サ素子の外部電極には電荷転送デバイスを動作さ
    せるため少なくとも2つの互いに位相のずれたシ
    フトパルス列を印加し得るようになつており、電
    荷転送デバイスはろ波すべき信号を印加可能な直
    列入力と、シフトパルス列の選択されたものに対
    して決定されたすべてのコンデンサ素子において
    相互作用のない増幅出力とを有し、増幅出力はろ
    波された信号を取出し得るフイルタ出力と接続さ
    れ、増幅出力の各々の増幅定数はフイルタにより
    行われるフイルタ作用のパルス応答の所属の値に
    対応しているトランスバーサルフイルタにおい
    て、残余のコンデンサ素子の少なくとも1個にお
    いて、フイルタ出力と接続された少なくとも1個
    の相互作用のない増幅出力が存在し、この増幅出
    力の増幅定数もフイルタ作用のパルス応答の所属
    の値に対応していることを特徴とするトランスバ
    ーサルフイルタ。
JP15634377A 1976-12-23 1977-12-23 Toransubaasarufuiruta Expired - Lifetime JPH0249055B2 (ja)

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EP0004563B1 (de) * 1978-03-31 1982-06-16 Siemens Aktiengesellschaft Transversalfilter
DE2814053A1 (de) * 1978-03-31 1979-10-11 Siemens Ag Transversalfilter mit paralleleingaengen

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CA1098594A (en) 1981-03-31
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