JPH03250911A - Switched capacitor integrator - Google Patents

Switched capacitor integrator

Info

Publication number
JPH03250911A
JPH03250911A JP4847190A JP4847190A JPH03250911A JP H03250911 A JPH03250911 A JP H03250911A JP 4847190 A JP4847190 A JP 4847190A JP 4847190 A JP4847190 A JP 4847190A JP H03250911 A JPH03250911 A JP H03250911A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
capacitor
switch
electrode
clock
input terminal
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Pending
Application number
JP4847190A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yutaka Takahashi
豊 高橋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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 NEC Corp filed Critical NEC Corp
Priority to JP4847190A priority Critical patent/JPH03250911A/en
Publication of JPH03250911A publication Critical patent/JPH03250911A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Filters That Use Time-Delay Elements (AREA)

Abstract

PURPOSE:To reduce noise to the utmost by forming a switched capacitor integrator of a switch, a capacitor and a differential amplifier. CONSTITUTION:When an input signal VIN is inputted to an input terminal 1 and a clock phi1 reaches a high level and a clock phi2 reaches a low level, switches 4, 6 are turned on, switches 5, 7 are turned off and a changer (VIN.C12) is stored in a capacitor 12, and both electrodes of a capacitor 13 are connected via ground 17. When the clock phi1 reaches a low level and the clock phi2 reaches a high level, the charges (VIN.C12) stored in the capacitor 12 is integrated by a capacitor 14 and a charger (VIN.C13) is stored in one electrode of the capacitor 13 and a charge (-VIN.C13) appears in the other electrode and the charge is integrated by a capacitor 15.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野コ 本発明はアンバランス信号をバランス信号に変換する機
能を有するスイッチドキャパシタ積分器に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a switched capacitor integrator having the function of converting an unbalanced signal into a balanced signal.

口従来の技術] スイッチドキャパシタ積分器はスイッチドキャパシタフ
ィルタ等の回路を実現するために不可欠な回路である。
[Background Art] A switched capacitor integrator is an essential circuit for realizing a circuit such as a switched capacitor filter.

また、全差動型スイッチドキャパシタ回路は種々の回路
を低雑音で実現するために、重要な回路である。しかし
、大規模なスイッチドキャパシタ回路を実現する場合に
、全ての回路を全差動回路にすると、回路規模が大きく
なってしまう。このため、雑音感度が高い部分のみを全
差動回路で形成することがある。この場合は、アンバラ
ンス信号をバランス信号に変換するための回路が必要に
なる。
Furthermore, fully differential switched capacitor circuits are important circuits for realizing various circuits with low noise. However, when implementing a large-scale switched capacitor circuit, if all circuits are made into fully differential circuits, the circuit scale will increase. For this reason, only the portion with high noise sensitivity may be formed with a fully differential circuit. In this case, a circuit is required to convert the unbalanced signal into a balanced signal.

第5図(a)はアンバランス/バランス変換回路を備え
た従来のスイッチドキャパシタ積分器を示す回路図であ
る。
FIG. 5(a) is a circuit diagram showing a conventional switched capacitor integrator equipped with an unbalanced/balanced conversion circuit.

入力端子71はスイッチ74を介してコンデンサ82の
一方の電極に接続されている。このコンデンサ82の他
方の電極は、スイッチ77を介して全差動演算増幅器8
6の非反転入力端に接続されている。また、コンデンサ
82の前記一方の電極と接地88との間にはスイッチ7
5が介挿されており、コンデンサ82の前記他方の電極
と接地88との間にはスイッチ76が介挿されている。
Input terminal 71 is connected to one electrode of capacitor 82 via switch 74. The other electrode of this capacitor 82 is connected to the fully differential operational amplifier 8 via a switch 77.
It is connected to the non-inverting input terminal of 6. Further, a switch 7 is connected between the one electrode of the capacitor 82 and the ground 88.
5 is inserted, and a switch 76 is inserted between the other electrode of the capacitor 82 and ground 88.

入力端子71は反転増幅器87の入力端にも接続されて
おり、この反転増幅器87の出力端は、スイッチ78を
介して、コンデンサ83の一方の電極に接続されている
。このコンデンサ83の他方の電極は、スイッチ81を
介して、全差動演算増幅器86の反転入力端に接続され
ている。また、コンデンサ83の前記一方の電極と接地
88との間にはスイッチ79が介挿されており、コンデ
ンサ83の前記他方の電極と接地88との間にはスイッ
チ80が介挿されている。
The input terminal 71 is also connected to the input end of an inverting amplifier 87, and the output end of the inverting amplifier 87 is connected to one electrode of a capacitor 83 via a switch 78. The other electrode of this capacitor 83 is connected to the inverting input terminal of a fully differential operational amplifier 86 via a switch 81. Further, a switch 79 is interposed between the one electrode of the capacitor 83 and the ground 88, and a switch 80 is interposed between the other electrode of the capacitor 83 and the ground 88.

全差動演算増幅器86の反転出力端は出力端子72に接
続されており、非反転出力端は出力端子73に接続され
ている。また、この全差動演算増幅器86の非反転入力
端と反転出力端との間にはコンデンサ84が介挿されて
おり、反転入力端と非反転出力端との間にはコンデンサ
85が介挿されている。
The inverting output terminal of the fully differential operational amplifier 86 is connected to the output terminal 72, and the non-inverting output terminal is connected to the output terminal 73. Further, a capacitor 84 is inserted between the non-inverting input terminal and the inverting output terminal of this fully differential operational amplifier 86, and a capacitor 85 is inserted between the inverting input terminal and the non-inverting output terminal. has been done.

なお、反転増幅器87の利得は1である。一般的には、
この反転増幅器87もスイッチドキャパシタ回路を備え
ている。
Note that the gain of the inverting amplifier 87 is 1. In general,
This inverting amplifier 87 also includes a switched capacitor circuit.

また、スイッチ74.76.78及び80は、第5図(
b)に示すクロックφ、で駆動され、このクロックφ、
が高レベルのときにオンとなり、低レベルのときにオフ
となる。更に、スイッチ75.77.79及び81は、
第5図(b)に示すクロックφ2で駆動され、このクロ
ックφ2が高レベルのときにオンとなり、低レベルのと
きにオフとなる。そして、これらのクロックφ1及びφ
2は、相互に異なる位相でこの回路に供給される。
In addition, the switches 74, 76, 78 and 80 are connected to each other in FIG.
b) is driven by the clock φ, shown in FIG.
It turns on when the level is high and turns off when the level is low. Furthermore, switches 75, 77, 79 and 81 are
It is driven by a clock φ2 shown in FIG. 5(b), and is turned on when this clock φ2 is at a high level and turned off when it is at a low level. And these clocks φ1 and φ
2 are supplied to this circuit in mutually different phases.

第6図は上述した従来のスイッチドキャパシタ積分器の
動作を示すタイミングチャート図である。
FIG. 6 is a timing chart showing the operation of the conventional switched capacitor integrator mentioned above.

但し、入力信号VINは、予め標本化されているものと
する。
However, it is assumed that the input signal VIN has been sampled in advance.

先ず、入力端子71に入力信号V□8が入力される。こ
の入力信号VINは反転増幅器87で反転され、反転増
幅器87から反転入力信号VIN−が出力される。
First, the input signal V□8 is input to the input terminal 71. This input signal VIN is inverted by an inverting amplifier 87, and an inverting input signal VIN- is output from the inverting amplifier 87.

次に、クロックφ□が高レベルになり、クロックφ2が
低レベルになると、スイッチ74.7B、78及び80
がオンになり、スイッチ75.77.79及び81がオ
フになる。そうすると、入力信号VINはコンデンサ8
2によりサンプリングされ、反転入力信号VIN−はコ
ンデンサ83によりサンプリングされる。
Next, when the clock φ□ goes high and the clock φ2 goes low, the switches 74.7B, 78 and 80
is turned on and switches 75, 77, 79 and 81 are turned off. Then, the input signal VIN is capacitor 8
2, and the inverted input signal VIN- is sampled by capacitor 83.

次いで、クロックφ1が低レベルになり、クロックφ2
が高レベルになると、スイッチ74.78.78及び8
0がオフになり、スイッチ75.77.79及び81が
オンになる。そうすると、コンデンサ82にサンプリン
グされていた入力信号v!Nがコンデンサ84により積
分され、コンデンサ83にサンプリングされていた反転
入力信号V工、−がコンデンサ85により積分される。
Then, clock φ1 goes low and clock φ2
is at a high level, switches 74, 78, 78 and 8
0 is turned off and switches 75, 77, 79 and 81 are turned on. Then, the input signal v! sampled by the capacitor 82! N is integrated by the capacitor 84, and the inverted input signal V, - sampled by the capacitor 83 is integrated by the capacitor 85.

そして、出力端子72には非反転出力信号V。UT+が
出力され、出力端子73には反転出力信号V。Uアーが
出力される。
The output terminal 72 receives a non-inverted output signal V. UT+ is output, and the output terminal 73 receives an inverted output signal V. UA is output.

このような動作をクロックφ、及びφ2に同期して繰り
返すことにより、入力信号VINの積分を連続して行う
。この場合に、全差動演算増幅器88の差動出力は、非
反転出力信号V。U7やと反転出力信号VOUT−との
差、即ち(V out+) −(V out−)になる
。これにより、電源からの回り込み等の同相の雑音は相
互に打ち消される。従って、このスイッチドキャパシタ
積分器は、本質的に雑音レベルが極めて低い。
By repeating such operations in synchronization with the clocks φ and φ2, the input signal VIN is continuously integrated. In this case, the differential output of the fully differential operational amplifier 88 is the non-inverted output signal V. The difference between U7 and the inverted output signal VOUT-, that is, (V out+) - (V out-). As a result, common-mode noises such as loop-around from the power supply are mutually canceled out. Therefore, this switched capacitor integrator inherently has a very low noise level.

[発明が解決しようとする課題] しかしながら、上述した従来のスイッチドキャパシタ積
分器は、入力端子1と全差動演算増幅器860入力端と
の間に演算増幅器(反転増幅器87)を有しているため
、この演算増幅器で発生する雑音が信号の対称性を崩し
、全差動演算増幅器の差動出力に雑音を伝達してしまう
という欠点がある。
[Problems to be Solved by the Invention] However, the conventional switched capacitor integrator described above has an operational amplifier (inverting amplifier 87) between the input terminal 1 and the input terminal of the fully differential operational amplifier 860. Therefore, there is a drawback that the noise generated in this operational amplifier destroys the symmetry of the signal, and the noise is transmitted to the differential output of the fully differential operational amplifier.

第7図は反転増幅器87の出力に雑音が含まれている状
態での従来のスイッチドキャパシタ積分器の動作を示す
タイミングチャート図である。但し、実線は雑音がない
場合の状態であり、破線は反転増幅器87の出力に雑音
が重畳された状態を示している。反転増幅器87の出力
に雑音が重畳されていると、コンデンサ83は雑音が重
畳された反転入力信号VXN−をサンプリングし、この
ため全差動演算増幅器86の反転出力信号VoUy−に
は、折り返し雑音が発生する。従って、従来のスイッチ
ドキャパシタ積分器は、全差動増幅を行う効果が十分で
あるとはいえない。
FIG. 7 is a timing chart showing the operation of the conventional switched capacitor integrator when the output of the inverting amplifier 87 contains noise. However, the solid line shows the state where there is no noise, and the broken line shows the state where noise is superimposed on the output of the inverting amplifier 87. When noise is superimposed on the output of the inverting amplifier 87, the capacitor 83 samples the inverted input signal VXN- on which the noise is superimposed, and therefore the inverted output signal VoUy- of the fully differential operational amplifier 86 contains aliasing noise. occurs. Therefore, it cannot be said that the conventional switched capacitor integrator is sufficiently effective in performing fully differential amplification.

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、
従来に比して一層低雑音のスイッチドキャパシタ積分器
を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of such problems, and includes:
It is an object of the present invention to provide a switched capacitor integrator with lower noise than conventional ones.

[課題を解決するための手段] 本発明に係るスイッチドキャパシタ積分器は、相互に位
相が異なる第1のクロック及び第2のクロックにより駆
動されるスイッチドキャパシタ積分器において、第1の
コンデンサと、第2のコンデンサと、全差動増幅器と、
前記第1のコンデンサの第1電極と信号入力端子との間
に介挿された第1のスイッチと、前記第1のコンデンサ
の前記第1電極と信号グランドとの間に介挿された第2
のスイッチと、前記第1のコンデンサの第2電極と前記
信号グランドとの間に介挿された第3のスイッチと、前
記第1のコンデンサの前記第2電極と前記全差動増幅器
の非反転入力端との間に介挿された第4のスイッチと、
前記第2のコンデンサの第1電極と前記信号入力端子と
の間に介挿された第5のスイッチと、前記第2のコンデ
ンサの前記第1電極と前記信号グランドとの間に介挿さ
れた第6のスイッチと、前記第2のコンデンサの第2電
極と前記信号グランドとの間に介挿された第7のスイッ
チと、前記第2のコンデンサの前記第2電極と前記全差
動増幅器の反転入力端との間に介挿された第8のスイッ
チと、前記全差動増幅器の前記非反転入力端と反転出力
端との間に介挿された第3のコンデンサと、前記全差動
増幅器の前記反転入力端と非反転出力端との間に介挿さ
れた第4のコンデンサとを有し、前記第1のスイッチ、
前記第3のスイッチ、前記第6のスイッチ及び前記第7
のスイッチは前記第1のクロックにより制御され、前記
第2のスイッチ、前記第4のスイッチ、前記第5のスイ
ッチ及び前記第8のスイッチは前記第2のクロックによ
り制御されることを特徴とする。
[Means for Solving the Problems] A switched capacitor integrator according to the present invention is a switched capacitor integrator driven by a first clock and a second clock having mutually different phases. , a second capacitor, a fully differential amplifier,
a first switch inserted between the first electrode of the first capacitor and a signal input terminal; and a second switch inserted between the first electrode of the first capacitor and a signal ground.
a third switch inserted between the second electrode of the first capacitor and the signal ground; and a non-inverting switch of the second electrode of the first capacitor and the fully differential amplifier. a fourth switch inserted between the input end;
a fifth switch inserted between the first electrode of the second capacitor and the signal input terminal; and a fifth switch inserted between the first electrode of the second capacitor and the signal ground. a sixth switch, a seventh switch inserted between the second electrode of the second capacitor and the signal ground, and a seventh switch inserted between the second electrode of the second capacitor and the fully differential amplifier; an eighth switch inserted between the inverting input terminal and the third capacitor interposed between the non-inverting input terminal and the inverting output terminal of the fully differential amplifier; a fourth capacitor interposed between the inverting input terminal and the non-inverting output terminal of the amplifier, the first switch;
the third switch, the sixth switch and the seventh switch
The switch is controlled by the first clock, and the second switch, the fourth switch, the fifth switch, and the eighth switch are controlled by the second clock. .

[作用] 本発明においては、先ず、第1のクロックが高レベルに
なると、信号入力端子と第1のコンデンサの第1電極と
の間に介挿された第1のスイッチ及びこの第1のコンデ
ンサの第2電極と信号グランドとの間に介挿された第3
のスイッチがオンになる。これにより、入力信号は第1
のコンデンサによりサンプリングされる。このとき、信
号入力端子と第2のコンデンサの第1電極との間に介挿
された第5のスイッチはオフになっており、この第2の
コンデンサの電極と信号グランドとの間に介挿された第
6及び第7のスイッチはいずれもオンになっている。即
ち、第2のコンデンサの第1及び第2の電極は信号グラ
ンドを介して相互に電気的に接続され、この第1及び第
2の電極の電位は同一になっている。
[Function] In the present invention, first, when the first clock becomes high level, the first switch inserted between the signal input terminal and the first electrode of the first capacitor and the first capacitor A third electrode inserted between the second electrode and the signal ground
switch is turned on. This causes the input signal to be
sampled by the capacitor. At this time, the fifth switch inserted between the signal input terminal and the first electrode of the second capacitor is off, and the fifth switch inserted between the electrode of the second capacitor and the signal ground is turned off. Both the sixth and seventh switches are turned on. That is, the first and second electrodes of the second capacitor are electrically connected to each other via the signal ground, and the potentials of the first and second electrodes are the same.

次に、第1のクロックが低レベルになり、第2のクロッ
クが高レベルになると、前記第1及び第3のスイッチが
オフになり、第2及び第4のスイッチがオンになって、
前記第1のコンデンサにサンプリングされた信号は第3
のコンデンサにより積分される。これにより、全差動増
幅器の反転出力端には、入力信号が積分された非反転出
力信号が出力される。
Then, when the first clock goes low and the second clock goes high, the first and third switches are turned off and the second and fourth switches are turned on,
The signal sampled on the first capacitor is transferred to the third capacitor.
is integrated by the capacitor. As a result, a non-inverted output signal obtained by integrating the input signal is outputted to the inverted output terminal of the fully differential amplifier.

一方、このとき同時に、信号入力端子と第2のコンデン
サの第1電極との間に介挿された第5のスイッチ及び第
2のコンデンサの第2電極と全差動増幅器との間に介挿
された第8のスイッチがオンになり、第2のコンデンサ
と信号グランドとの間に介挿された第6のスイッチ及び
第7のスイッチがオフになる。このため、第2のコンデ
ンサの第1電極には入力信号により電荷が蓄積されると
共に、この電荷と逆極性の電荷が第2のコンデンサの第
2電極に出現する。そして、この電荷が第4のコンデン
サにより積分される。これにより、全差動増幅器の非反
転出力端には入力信号が積分された反転出力信号が出力
される。
Meanwhile, at the same time, a fifth switch is inserted between the signal input terminal and the first electrode of the second capacitor, and a fifth switch is inserted between the second electrode of the second capacitor and the fully differential amplifier. The eighth switch inserted between the second capacitor and the signal ground is turned on, and the sixth switch and seventh switch inserted between the second capacitor and the signal ground are turned off. Therefore, charge is accumulated in the first electrode of the second capacitor due to the input signal, and a charge having the opposite polarity to this charge appears at the second electrode of the second capacitor. This charge is then integrated by the fourth capacitor. As a result, an inverted output signal obtained by integrating the input signal is outputted to the non-inverted output terminal of the fully differential amplifier.

本発明に係るスイッチドキャパシタ積分器は、このよう
にして動作する。この場合に、信号入力端子と全差動増
幅器の入力端との間には演算増幅器が介在していないた
め、全差動増幅器の非反転入力端及び反転入力端に入力
される2つの信号の対称性が極めて優れている。これに
より、全差動増幅後の信号に含まれる雑音が、著しく低
減される。
The switched capacitor integrator according to the invention operates in this manner. In this case, since there is no operational amplifier between the signal input terminal and the input terminal of the fully differential amplifier, the two signals input to the non-inverting input terminal and the inverting input terminal of the fully differential amplifier Excellent symmetry. This significantly reduces the noise contained in the fully differentially amplified signal.

[実施例コ 次に、本発明の実施例について添付の図面を参照して説
明する。
[Embodiments] Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

第1図(a)は本発明の第1の実施例に係るスイッチド
キャパシタ積分器を示す回路図である。
FIG. 1(a) is a circuit diagram showing a switched capacitor integrator according to a first embodiment of the present invention.

入力端子1とコンデンサ12の一方の電極との間にはス
イッチ4が介挿されている。そして、このコンデンサ1
2の他方の電極は、スイッチ7を介して、全差動演算増
幅器16の非反転入力端に接続されている。また、この
コンデンサ12の前記一方の電極と接地17との間には
スイッチ5が介挿されており、前記他方の電極と接地1
7との間にはスイッチeが介挿されている。
A switch 4 is inserted between the input terminal 1 and one electrode of the capacitor 12. And this capacitor 1
The other electrode of 2 is connected to a non-inverting input terminal of a fully differential operational amplifier 16 via a switch 7. Further, a switch 5 is inserted between the one electrode of the capacitor 12 and the ground 17, and a switch 5 is inserted between the other electrode and the ground 17.
A switch e is inserted between the switch 7 and the switch 7.

更に、入力端子1とコンデンサ13の一方の電極との間
にはスイッチ8が介挿されており、コンデンサ13の他
方の電極は、スイッチ11を介して、全差動増幅器1θ
の反転入力端に接続されている。このコンデンサ13の
前記一方の電極と接地17との間にはスイッチ9が接続
されており、前記他方の電極と接地17との間にはスイ
ッチ10が接続されている。
Furthermore, a switch 8 is inserted between the input terminal 1 and one electrode of the capacitor 13, and the other electrode of the capacitor 13 is connected to the fully differential amplifier 1θ via the switch 11.
is connected to the inverting input terminal of A switch 9 is connected between the one electrode of the capacitor 13 and the ground 17, and a switch 10 is connected between the other electrode and the ground 17.

更にまた、全差動増幅器16の前記非反転入力端と反転
出力端との間にはコンデンサ14が接続されており、前
記反転入力端と非反転出力端との間にはコンデンサ15
が介挿されている。そして、全差動演算増幅器1θの反
転出力端はaカ端子2に接続され、非反転出力端は出力
端子3に接続されている。
Furthermore, a capacitor 14 is connected between the non-inverting input terminal and the inverting output terminal of the fully differential amplifier 16, and a capacitor 15 is connected between the inverting input terminal and the non-inverting output terminal.
is inserted. The inverting output terminal of the fully differential operational amplifier 1θ is connected to the a-power terminal 2, and the non-inverting output terminal is connected to the output terminal 3.

スイッチ4.8.9及び10は、従来と同様に、第1図
(b)に示すクロックφ1で駆動され、このクロックφ
1が高レベルのときにオンになる。
The switches 4, 8, 9 and 10 are driven by the clock φ1 shown in FIG. 1(b) as in the conventional case.
Turns on when 1 is high level.

また、スイッチ5.7.8及び11はクロックφ2で駆
動され、このクロックφ2が高レベルのときにオンにな
る。
Further, the switches 5, 7, 8 and 11 are driven by the clock φ2, and are turned on when the clock φ2 is at a high level.

次ニ、本実施例に係るスイッチドキャパシタ積分器の動
作について説明する。但し、以下の説明において、コン
デンサ12.13.14及び15の各容量値を夫々C1
2、C13、c、4及びc、、とする。
Next, the operation of the switched capacitor integrator according to this embodiment will be explained. However, in the following explanation, each capacitance value of capacitors 12, 13, 14 and 15 is referred to as C1.
2, C13, c, 4 and c, .

第2図は本実施例に係るスイッチドキャパシタ積分器の
動作を示すタイミングチャート図である。
FIG. 2 is a timing chart showing the operation of the switched capacitor integrator according to this embodiment.

ナオ、入力信号は、予め標本化されているものとする。It is assumed that the input signal has been sampled in advance.

先ず、入力端子1に入力信号VINが入力され、クロッ
クφ、が高レベルになり、クロックφ2が低レベルにな
ると、スイッチ4,8がオンになり、スイッチ5,7が
オフになって、コンデンサ12には(VIN”C−2)
の電荷が蓄積される。一方、スイッチ9及び10もオン
になるため、コンデンサ13の両方の電極が接地17を
介して接続される。即ち、コンデンサ13の電荷はクリ
アされる。
First, input signal VIN is input to input terminal 1, clock φ becomes high level, and clock φ2 becomes low level, switches 4 and 8 are turned on, switches 5 and 7 are turned off, and the capacitor is turned off. 12 (VIN”C-2)
charge is accumulated. On the other hand, since switches 9 and 10 are also turned on, both electrodes of capacitor 13 are connected via ground 17. That is, the charge on the capacitor 13 is cleared.

次に、クロックφ工が低レベルになり、クロックφ2が
高レベルになると、スイッチ4及び6がオフになり、ス
イッチ5及び7がオンになるため、コンデンサ12に蓄
積されていた電荷(VXN・Cよ。)はコンデンサ14
により積分される。一方、スイッチ9及び10がオフに
なり、スイッチ8及び11がオンになるため、コンデン
サ13の一方の電極には(VIN@013)の電荷が蓄
積されると同時に、他方の電極には(−Vxs・Cユ。
Next, when the clock φ becomes a low level and the clock φ2 becomes a high level, switches 4 and 6 are turned off and switches 5 and 7 are turned on, so that the charge accumulated in the capacitor 12 (VXN C) is capacitor 14
It is integrated by On the other hand, switches 9 and 10 are turned off and switches 8 and 11 are turned on, so a charge of (VIN@013) is accumulated in one electrode of the capacitor 13, and at the same time, the charge of (- Vxs・Cyu.

)の電荷が出現し、この電荷がコンデンサ15により積
分される。
) appears, and this charge is integrated by the capacitor 15.

これにより、出力端子2には入力信号VINが(C14
/ C□2)の利得で積分された非反転出力信号V O
UT+が出力され、出力端子3には入力信号VINが(
−CII5/ G 1G)の利得で積分された反転出力
信号V。UT−が出力される。
As a result, the input signal VIN (C14
/C□2) non-inverted output signal V O
UT+ is output, and input signal VIN is output to output terminal 3 (
- the inverted output signal V integrated with a gain of CII5/G1G). UT- is output.

本実施例においては、入力端子1から全差動演算増幅器
16の非反転入力端及び反転入力端までの間に演算増幅
器を有しないため、全差動演算増幅器16の非反転入力
端及び反転入力端に入力される信号の対称性が極めて優
れている。従って、出力信号には雑音が極めて少ない。
In this embodiment, since there is no operational amplifier between the input terminal 1 and the non-inverting input terminal and the inverting input terminal of the fully differential operational amplifier 16, the non-inverting input terminal and the inverting input terminal of the fully differential operational amplifier 16 are not provided. The symmetry of the signals input at the ends is extremely good. Therefore, the output signal has very little noise.

なお、第2図の出力信号V。uTth及びV。UT−は
コンデンサ12.13.14及び15の容量値CI2、
C13、C14及びC15が全て等しい場合の波形であ
る。
Note that the output signal V in FIG. uTth and V. UT- is the capacitance value CI2 of capacitors 12, 13, 14 and 15,
This is a waveform when C13, C14, and C15 are all equal.

また、本実施例においては、スイッチ4乃至11は、い
ずれもNチャネルMO8)ランジスタにより構成される
。従って、クロックφ、及びφ2はこれらのMOS)ラ
ンジスタのゲートに入力され、各スイッチの両端は夫々
トランジスタのソース及びドレインに対応する。これに
より、本実施例の回路はMO8集積回路として半導体基
板上に実現することが可能である。
Further, in this embodiment, the switches 4 to 11 are all constituted by N-channel MO8) transistors. Therefore, the clocks φ and φ2 are input to the gates of these MOS transistors, and both ends of each switch correspond to the source and drain of the transistor, respectively. Thereby, the circuit of this embodiment can be realized as an MO8 integrated circuit on a semiconductor substrate.

第3図(a)は本発明の第2の実施例に係るスイッチド
キャパシタ積分器を示す回路図である。
FIG. 3(a) is a circuit diagram showing a switched capacitor integrator according to a second embodiment of the present invention.

この第3図(a)において、符号N1乃至N8はいずれ
もNチャネルMOSトランジスタを示し、符号Pl乃至
P8はいずれもPチャネルMOSトランジスタを示して
いる。
In FIG. 3(a), symbols N1 to N8 all indicate N-channel MOS transistors, and symbols P1 to P8 indicate P-channel MOS transistors.

本実施例が第1の実施例と異なる点は、スイッチが0M
O8により構成されていることにある。
The difference between this embodiment and the first embodiment is that the switch is 0M
The reason is that it is composed of O8.

例えば、NチャネルMOSトランジスタN1[びPチャ
ネルMO8)ランジスタP1からなる0MO8により1
つのスイッチが構成されており、このスイッチは第1図
(a)のスイッチ4に対応している。以下同様に、トラ
ンジスタN2及びP2からなる0MO81)ランジスタ
N3及びP3からなる0MO8,トランジスタN4及び
P4からなる0MO8,)ランジスタN5及びP5から
なる0MO81)ランジスタN6及びP6からなる0M
O81)ランジスタN7及びPlからなるCMO8iび
にトランジスタN8及びP8からなる0MO8は夫々第
1図(a)のスイッチ5.6.7.8.8.10及び1
1に対応している。また、コンデンサ32.33.34
及び35は夫々第1図(a)のコンデンサ12.13.
14及び15に対応し、全差動演算増幅器36は第1図
(a)の全差動演算増幅器16に対応している。更に、
入力端子21及び出力端子22.23は夫々第1図(a
)の入力端子1及び出力端子2,3に対応している。
For example, 1 by 0MO8 consisting of N-channel MOS transistor N1 [and P-channel MO8] transistor P1.
This switch corresponds to switch 4 in FIG. 1(a). Similarly, 0MO8 consisting of transistors N2 and P2, 0MO8 consisting of transistors N3 and P3, 0MO8 consisting of transistors N4 and P4,) 0MO8 consisting of transistors N5 and P5, 1) 0MO8 consisting of transistors N6 and P6,
081) CMO8i consisting of transistors N7 and Pl and 0MO8 consisting of transistors N8 and P8 are switches 5.6.7.8.8.10 and 1 of FIG. 1(a), respectively.
It corresponds to 1. Also, capacitor 32.33.34
and 35 are the capacitors 12, 13, . . . in FIG. 1(a), respectively.
14 and 15, and the fully differential operational amplifier 36 corresponds to the fully differential operational amplifier 16 in FIG. 1(a). Furthermore,
The input terminal 21 and the output terminals 22 and 23 are respectively shown in FIG.
) corresponds to input terminal 1 and output terminals 2 and 3.

本実施例においては、スイッチが0MO8により構成さ
れているため、第3図(b)に示すように、制御信号と
してクロックφ1及びこのクロックφ1の反転クロック
φ1並びにクロックφ2及びこのクロックφ2の反転ク
ロックφ2が必要である。そして、クロックφ1はNチ
ャネルMOSトランジスタNl、N3.N8.N7に入
力され、反転クロックφ1はPチャネルMO8)ランジ
スタPi、P3.P8.P7に入力される。また、クロ
ックφ2はNチャネルMO8)ランジスタN2、N4.
N5.N8に入力され、反転クロックφ2はPチャネル
MO8I−ランジスタP2.P4゜P5.P8に入力さ
れる。
In this embodiment, since the switch is composed of 0MO8, as shown in FIG. 3(b), the control signals are clock φ1, an inverted clock φ1 of this clock φ1, a clock φ2 and an inverted clock of this clock φ2. φ2 is required. The clock φ1 is applied to N channel MOS transistors Nl, N3 . N8. N7, and the inverted clock φ1 is input to the P-channel MO8) transistors Pi, P3 . P8. It is input to P7. In addition, clock φ2 is applied to N-channel MO8) transistors N2, N4 .
N5. N8, and the inverted clock φ2 is input to the P-channel MO8I-transistor P2. P4゜P5. It is input to P8.

本実施例においても、入力端子21から全差動演算増幅
器36の非反転入力端及び反転入力端までの間に演算増
幅器を有しないため、雑音が極めて少な(、入力信号V
INが入力端子21に入力されると、出力端子22及び
23に夫々出力信号Voters及びV。LJT−が出
力される。そして、本実施例においては、各スイッチが
0MO8により構成されているため、第1の実施例に比
して、ダイナミックレンジが大きな信号に対応すること
ができるという効果を得ることができる。
Also in this embodiment, since there is no operational amplifier between the input terminal 21 and the non-inverting input terminal and the inverting input terminal of the fully differential operational amplifier 36, noise is extremely low (input signal V
When IN is input to input terminal 21, output signals Voters and V are output to output terminals 22 and 23, respectively. LJT- is output. In this embodiment, since each switch is constituted by 0MO8, it is possible to obtain an effect that the dynamic range can correspond to a signal with a larger dynamic range than in the first embodiment.

第4図は本発明を1次のローパスフィルタに適用した第
3の実施例を示す回路図である。本実施例回路は、第1
図(a)に示すスイッチドキャパシタ積分器と同様に構
成された積分器の全差動演算増幅器の非反転入力端と反
転出力端との間及び反転入力端と非反転出力端との間に
夫々スイッチドキャパシタが付加されて構成されたもの
である。
FIG. 4 is a circuit diagram showing a third embodiment in which the present invention is applied to a first-order low-pass filter. The circuit of this example has the first
Between the non-inverting input terminal and the inverting output terminal and between the inverting input terminal and the non-inverting output terminal of the fully differential operational amplifier of the integrator configured similarly to the switched capacitor integrator shown in Figure (a). Each of these is constructed by adding a switched capacitor.

即ち、スイッチ44.45.48.47.48.49.
50及び51は夫々第1図(a)のスイッチ4.6.6
.7.8.9.10及び11に対応している。また、コ
ンデンサ60.61.82及び83は、夫々第1図(a
)のコンデンサ12.13.14.15に対応し、全差
動演算増幅器68は第1図(a)の全差動演算増幅器1
6に対応し、入力端子41及び出力端子42.43は夫
々第1図(a)の入力端子1及び出力端子2,3に対応
している。これらの各スイッチ、各コンデンサ及び全差
動演算増幅器66により、スイッチドキャパシタ積分器
が構成されている。
That is, switches 44.45.48.47.48.49.
50 and 51 are switches 4.6.6 in FIG. 1(a), respectively.
.. Compatible with 7.8.9.10 and 11. In addition, capacitors 60, 61, 82 and 83 are shown in FIG. 1 (a), respectively.
), the fully differential operational amplifier 68 corresponds to the fully differential operational amplifier 1 in FIG. 1(a).
6, and the input terminal 41 and output terminals 42 and 43 correspond to the input terminal 1 and output terminals 2 and 3 in FIG. 1(a), respectively. Each of these switches, each capacitor, and the fully differential operational amplifier 66 constitute a switched capacitor integrator.

そして、全差動演算増幅器66の非反転入力端は、スイ
ッチ52を介してコンデンサ64の一方の電極に接続さ
れており、このコンデンサ64の他方の電極はスイッチ
55を介して全差動演算増幅器66の反転出力端に接続
されている。また、コンデンサ64の前記一方の電極と
接地67との間にはスイッチ53が介挿されており、コ
ンデンサ64の前記他方の電極と接地67との間にはス
イッチ54が介挿されている。更に、全差動演算増幅器
66の反転入力端は、スイッチ56を介してコンデンサ
65の一方の電極が接続されており、このコンデンサ6
5の他方の電極はスイッチ59を介して全差動演算増幅
器66の非反転出力端に接続されている。更にまた、コ
ンデンサ65の前記一方の電極と接地67との間にはス
イッチ57が介挿されており、コンデンサ65の前記他
方の電極と接地67との間にはスイッチ58が介挿され
ている。
The non-inverting input terminal of the fully differential operational amplifier 66 is connected to one electrode of a capacitor 64 via a switch 52, and the other electrode of this capacitor 64 is connected to the fully differential operational amplifier via a switch 55. It is connected to the inverting output terminal of 66. Further, a switch 53 is interposed between the one electrode of the capacitor 64 and the ground 67, and a switch 54 is interposed between the other electrode of the capacitor 64 and the ground 67. Further, the inverting input terminal of the fully differential operational amplifier 66 is connected to one electrode of a capacitor 65 via a switch 56.
The other electrode of 5 is connected to the non-inverting output terminal of a fully differential operational amplifier 66 via a switch 59. Furthermore, a switch 57 is inserted between the one electrode of the capacitor 65 and the ground 67, and a switch 58 is inserted between the other electrode of the capacitor 65 and the ground 67. .

これらのスイッチ53.54.57及び58は、積分器
部分のスイッチ44.4B、49及び50と同様に、ク
ロックφ、により駆動される。また、スイッチ52.5
5.56及び59は、積分器部分のスイッチ45.47
.48及び51と同様に、クロックφ2により駆動され
る。
These switches 53, 54, 57 and 58, like the switches 44.4B, 49 and 50 of the integrator part, are driven by the clock φ. Also, switch 52.5
5.56 and 59 are switches 45.47 in the integrator section
.. Like 48 and 51, it is driven by clock φ2.

本実施例に係るローパスフィルタは、カットオフ周波数
が外部から供給されるクロックφ1及びφ2の周波数に
より決定される。この場合に、入力端子から全差動演算
増幅器の非反転入力端及び反転入力端までの間に演算増
幅器が介在していないため、雑音が極めて少ない。
In the low-pass filter according to this embodiment, the cutoff frequency is determined by the frequencies of externally supplied clocks φ1 and φ2. In this case, since no operational amplifier is interposed between the input terminal and the non-inverting input terminal and the inverting input terminal of the fully differential operational amplifier, noise is extremely low.

[発明の効果] 以上説明したように本発明によれば、スイッチドキャパ
シタ積分器がスイッチ及びコンデンサ並びに1個の全差
動増幅器により構成されており、信号入力端子と前記全
差動増幅器の入力端との間には演算増幅器が介在してい
ないため、全差動増幅器に入力される信号の対称性が極
めて優れている。このため、本発明に係るスイッチドキ
ャバシタ積分器は、雑音が極めて少ない。
[Effects of the Invention] As explained above, according to the present invention, the switched capacitor integrator is constituted by a switch, a capacitor, and one fully differential amplifier, and the signal input terminal and the input of the fully differential amplifier are connected to each other. Since there is no operational amplifier between the two ends, the symmetry of the signals input to the fully differential amplifier is extremely excellent. Therefore, the switched capacitor integrator according to the present invention has extremely low noise.

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

第1図(a)は本発明の第1の実施例に係るスイッチド
キャパシタ積分器を示す回路図、第1図(b)は同じく
そのクロックを示す波形図、第2図は同じくその動作を
示すタイミングチャート図、第3図(a)は本発明の第
2の実施例に係るスイッチドキャパシタ積分器を示す回
路図、第3図(b)は同じくそのクロックを示す波形図
、第4図は本発明を1次のローパスフィルタに適用した
第3の実施例を示す回路図、第5図(a)はアンバラン
ス/バランス変換回路を備えた従来のスイッチドキャパ
シタ積分器を示す回路図、第5図(b)は同じくそのク
ロックを示す波形図、第6図は同じくその動作を示すタ
イミングチャート図、第7図は同じくその反転増幅器の
出力に雑音が含まれている状態での動作を示すタイミン
グチャート図である。 1.21.41,71;入力端子、2,3,22.23
,42,43.72,73:出力端子、4乃至11.4
4乃至59.74乃至81;スイッチ、12乃至15,
32乃至35.E30乃至65.82乃至85;コンデ
ンサ、16.3B、6e、se;全差動演算増幅器、1
7,37,87゜88;接地、87;反転増幅器
FIG. 1(a) is a circuit diagram showing a switched capacitor integrator according to the first embodiment of the present invention, FIG. 1(b) is a waveform diagram showing its clock, and FIG. 2 is a diagram showing its operation. FIG. 3(a) is a circuit diagram showing a switched capacitor integrator according to the second embodiment of the present invention, FIG. 3(b) is a waveform diagram showing its clock, and FIG. is a circuit diagram showing a third embodiment in which the present invention is applied to a first-order low-pass filter; FIG. 5(a) is a circuit diagram showing a conventional switched capacitor integrator equipped with an unbalanced/balanced conversion circuit; FIG. 5(b) is a waveform diagram showing the same clock, FIG. 6 is a timing chart showing the operation, and FIG. 7 is the same operation when the output of the inverting amplifier contains noise. It is a timing chart figure shown. 1.21.41,71; input terminal, 2,3,22.23
, 42, 43. 72, 73: Output terminal, 4 to 11.4
4 to 59.74 to 81; switch, 12 to 15,
32 to 35. E30 to 65.82 to 85; Capacitor, 16.3B, 6e, se; Fully differential operational amplifier, 1
7, 37, 87° 88; ground, 87; inverting amplifier

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)相互に位相が異なる第1のクロック及び第2のク
ロックにより駆動されるスイッチドキャパシタ積分器に
おいて、第1のコンデンサと、第2のコンデンサと、全
差動増幅器と、前記第1のコンデンサの第1電極と信号
入力端子との間に介挿された第1のスイッチと、前記第
1のコンデンサの前記第1電極と信号グランドとの間に
介挿された第2のスイッチと、前記第1のコンデンサの
第2電極と前記信号グランドとの間に介挿された第3の
スイッチと、前記第1のコンデンサの前記第2電極と前
記全差動増幅器の非反転入力端との間に介挿された第4
のスイッチと、前記第2のコンデンサの第1電極と前記
信号入力端子との間に介挿された第5のスイッチと、前
記第2のコンデンサの前記第1電極と前記信号グランド
との間に介挿された第6のスイッチと、前記第2のコン
デンサの第2電極と前記信号グランドとの間に介挿され
た第7のスイッチと、前記第2のコンデンサの前記第2
電極と前記全差動増幅器の反転入力端との間に介挿され
た第8のスイッチと、前記全差動増幅器の前記非反転入
力端と反転出力端との間に介挿された第3のコンデンサ
と、前記全差動増幅器の前記反転入力端と非反転出力端
との間に介挿された第4のコンデンサとを有し、前記第
1のスイッチ、前記第3のスイッチ、前記第6のスイッ
チ及び前記第7のスイッチは前記第1のクロックにより
制御され、前記第2のスイッチ、前記第4のスイッチ、
前記第5のスイッチ及び前記第8のスイッチは前記第2
のクロックにより制御されることを特徴とするスイッチ
ドキャパシタ積分器。
(1) In a switched capacitor integrator driven by a first clock and a second clock having mutually different phases, the first capacitor, the second capacitor, the fully differential amplifier, and the first a first switch inserted between a first electrode of a capacitor and a signal input terminal; a second switch inserted between the first electrode of the first capacitor and a signal ground; a third switch interposed between the second electrode of the first capacitor and the signal ground; and a third switch inserted between the second electrode of the first capacitor and the non-inverting input terminal of the fully differential amplifier. The fourth interposed between
a fifth switch inserted between the first electrode of the second capacitor and the signal input terminal, and between the first electrode of the second capacitor and the signal ground. a sixth switch inserted between the second electrode of the second capacitor and the signal ground; and a seventh switch inserted between the second electrode of the second capacitor and the signal ground;
an eighth switch inserted between the electrode and the inverting input end of the fully differential amplifier; and a third switch inserted between the non-inverting input end and the inverting output end of the fully differential amplifier. and a fourth capacitor inserted between the inverting input terminal and the non-inverting output terminal of the fully differential amplifier, the first switch, the third switch, and the fourth capacitor. 6 switch and the seventh switch are controlled by the first clock, the second switch, the fourth switch,
The fifth switch and the eighth switch are connected to the second switch.
A switched capacitor integrator characterized in that it is controlled by a clock.
JP4847190A 1990-02-28 1990-02-28 Switched capacitor integrator Pending JPH03250911A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4847190A JPH03250911A (en) 1990-02-28 1990-02-28 Switched capacitor integrator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4847190A JPH03250911A (en) 1990-02-28 1990-02-28 Switched capacitor integrator

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH03250911A true JPH03250911A (en) 1991-11-08

Family

ID=12804295

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP4847190A Pending JPH03250911A (en) 1990-02-28 1990-02-28 Switched capacitor integrator

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH03250911A (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2702610A1 (en) * 1993-03-11 1994-09-16 Senn Patrice Method for producing a differential signal at the output of a switched-capacitor circuit fed with a single input signal, and corresponding circuit
US5361037A (en) * 1992-05-16 1994-11-01 Xueuing Qui Isolation amplifier with capacitive coupling
US10333529B1 (en) 2018-08-24 2019-06-25 Semiconductor Components Industries, Llc Method of forming a conversion circuit and structure therefor

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5361037A (en) * 1992-05-16 1994-11-01 Xueuing Qui Isolation amplifier with capacitive coupling
FR2702610A1 (en) * 1993-03-11 1994-09-16 Senn Patrice Method for producing a differential signal at the output of a switched-capacitor circuit fed with a single input signal, and corresponding circuit
US10333529B1 (en) 2018-08-24 2019-06-25 Semiconductor Components Industries, Llc Method of forming a conversion circuit and structure therefor

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5220286A (en) Single ended to fully differential converters
JP2708007B2 (en) Sample and hold circuit
JP2835347B2 (en) Sampled analog current storage circuit
JP2937027B2 (en) comparator
JPH0322103B2 (en)
JP2762868B2 (en) Voltage comparison circuit
US4400637A (en) Integrator with sampling stage
JPH10511533A (en) Filtering of differential switching capacitors
JP2916505B2 (en) Comparison circuit
US4746871A (en) Differential switched capacitor integrator using a single integration capacitor
JPH0434239B2 (en)
JP2000022500A (en) Switched capacitor circuit
US4647865A (en) Parasitic insensitive switched capacitor input structure for a fully differential operational amplifier
US6166581A (en) Differential integrator having offset and gain compensation, not requiring balanced inputs
JP3738078B2 (en) Switch-capacitor differential circuit
EP1811662B1 (en) A lowpass biquad VGA filter
JPH03250911A (en) Switched capacitor integrator
US5812023A (en) Voltage offset compensation circuit
US6404262B1 (en) Switched capacitor integrator using unity gain buffers
JPH0161263B2 (en)
JPH01272312A (en) Switched capacitor circuit
JP2009044379A (en) Switched capacitor integrator
JPH0422479Y2 (en)
JP2723664B2 (en) Switched capacitor filter
JPS60198915A (en) Voltage comparator