JPH04192615A

JPH04192615A - 電荷転送回路

Info

Publication number: JPH04192615A
Application number: JP31861590A
Authority: JP
Inventors: Toshihisa Yoshida; 吉田　俊久
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1990-11-24
Filing date: 1990-11-24
Publication date: 1992-07-10

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明はコンデンサとスイッチとで電荷を転送する回路
に関し、特にコンデンサの接点の初期電圧を設定する回
路に関する。

〔従来の技術〕

従来のこの種の電荷転送回路は、第３図に示すように、
第１のコンデンサ３００、第２のコンデンサ３０１、第
３のコンデンサ３０２をＴ字型に接続するとともに、第
１のコンデンサ３００と第３のコンデンサ３０２にそれ
ぞれ第１のスイッチ３０３および第２のスイッチ３０４
を接続し、さらに第２のコンデンサ３０１を接地した回
路とされている。

この回路では、端子３０５に印加した電圧を分圧して端
子３０６へ電荷を出力することができる。

すなわち、第１のスイッチ３０３と第２のスイッチ３０
４で第１および第３のコンデンサ３００゜３０２の各一
方の端子を接地することにより、第１ないし第３のコン
デンサ３００，３０１，３０２の電荷を放電する。また
、第１および第２のスイッチ３０３，３０４を動作させ
、第１のコンデンサ３００を端子３０５へ、第３のコン
デンサ３０２を端子３゛０６へ接続することにより、ｍ
子３０５に印加された電圧をコンデンサ３００，３０１
゜３０２の容量で決まる値で分圧し、端子３０６から接
地へＱ。（Ｃ）の電荷を転送することができる。コンデ
ンサ３００〜３０２の容量値をＣｏ。

ｃ、、Ｃ２（’Ｆ）　、端子３０５に印加される電圧を
Ｖ＋（Ｖ）とすると、Ｑｏ（Ｃ）は、Ｑｏ　”■＋　　
−Ｃ＋　　−Ｃ＋　／　（Ｃ＋　＋Ｃｚ　＋Ｃ３）（Ｃ
）となるので、Ｃ＋　＝Ｃｓ　＝Ｃ，Ｃｚ　＝８Ｃとする
と、Ｑｏ　＝Ｖ＋　　・Ｃ／１０となり、転送する電荷を使用しているコンデンサの容量
値の割に小さくすることができる。

〔発明が解決しようとする課題〕

このような従来の回路では、コンデンサ３００〜３０２
の初期電荷がＯとは限らないこと、動作中に外部からコ
ンデンサの接点に電荷が入った時に電荷の逃げる回路が
ないため、スイッチ３０３゜３０４でコンデンサ３００
，３０２の各一方を接地してもコンデンサ３００〜３０
２の電荷は０にならない。したがって、端子３０５に印
加された電圧は計算通りに端子３０６へ伝、わらず、転
送電荷量が変わってしまうという問題があった。

本発明の目的は転送電荷量を正確に決定することができ
る電荷転送回路を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の電荷転送回路は、第１ないし第３の抵抗と、第
１および第２の演算増幅器と、スイッチと、電池とを備
えており、第１と第２の抵抗を電荷転送回路を構成する
複数個のコンデンサの接点に接続し、第１の抵抗の他端
を第１の演算増幅器の正相入力に接続し、第２の抵抗の
他端を第２の演算増幅器の逆相入力と第３の抵抗に接続
し、第３の抵抗の他端は第２の演算増幅器の出力へ接続
し、第１の演算増幅器の逆相入力を第１の演算増幅器の
出力に接続し、これを直接あるいは抵抗を介して第２の
演算増幅器の正相入力とスイッチに接続し、スイッチの
他端を電池に接続している。

〔作用〕

本発明によれば、第１ないし第３の抵抗と、第１および
第２の演算増幅器と、スイッチと、゛電池とで構成され
る回路により、第１ないし第３のコンデンサの接点電位
の初期値を設定することを可能とする。

〔実施例〕

次に、本発明を図面を参照して説明する。　　。

第１図は本発明の第１実施例の回路図であり、第３図の
従来回路と同一部分には同一符号を付しである。同図に
おいて、第１ないし第４の抵抗１００〜１０３と、第１
および第２の演算増幅器１０４．１０５と、スイッチ１
０６と、電池１０７とで所要の回路を構成し、これを第
３図の回路と同様に第１ないし第３のコンデンサ３００
〜３０２と、第１および第２のスイッチ３０３．３０４
とで構成された電荷転送回路に接続している。

すなわち、第１の抵抗１００と第２の抵抗１０１を前記
各コンデンサ３００〜３０２の接点に接続し、第１の抵
抗１００の他端を第１の演算増幅器１０４の正相入力に
接続する。第２の抵抗１０１の他端を第２の演算増幅器
１０５の逆相入力と第３の抵抗１０２に接続する。第３
の抵抗１０２の他端は第２の演算増幅器１０５の出力へ
接続する。

さらに、第１の演算増幅器１０４の逆相入力を第１の演
算増幅器１０４の出力と第４の抵抗に接続し、第４の抵
抗の他端を第２の演算増幅器１０・５の正相入力とスイ
ッチ１０６に接続する。スイッチ１０６の他端は電池１
０７に接続する−、この構成によれば、先ず、コンデン
サ３００〜３０２の初期電荷を設定するために、スイッ
チ３０３．３０４でコンデンサ３ＣＩ０．３０．２の一
方の端子を接地し、スイッチ１０６で電池１０７の電位
を第２の演算増幅器１０５の正相入力へ印加する。第２
の演算増幅器１０５の出力は逆相入力電位が正相入力電
位に等しくなるように変化する０例えばコンデンサ３０
０〜３０２の接点電位が電源１０７より高＜ｖｏ　　（
Ｖ）、抵抗１０１゜１０２の抵抗値をＲ１，Ｒｚ（Ω）
、電源１０７の電圧をＥｌ　　（ｖ）とすると、演算増
幅器１０５の出力は、（■。−Ｅ、）　　・Ｒ１／Ｒ２＋ＥＩ　　　（ｖ）に
なるが、抵抗１０１を通してコンデンサ３００〜３０２
の電荷が移動するので、■。（Ｖ）が変化しＥｌ　　（
Ｖ）に近づく。演算増幅器１０５の出力がＥ、（Ｖ）に
なった時、コンデンサ３００〜３０２の接点電位もＥｌ
　　（ｖ）になる。

コンデンサ３００〜３０２の接点電位Ｖ（ｔ）（Ｖ）は
、初期電位を■。（Ｖ）として、コンデンサ３００〜３
０２の容量値を各々Ｃ，，Ｃ，。

Ｃ２（Ｆ）、抵抗１０１の抵抗値をＲ，（Ω）、電池１
０７の電圧をＥｌ　　（ｖ）とすると、ｖ　（ｔ）＝Ｅ
、＋　（Ｖ。−Ｅ、）・ｅｘｐ　　（ｔ　（ｃｏ、＋ｃ＋　＋Ｃｚ　）　）（
Ｖ）で表され、抵抗１０１の値Ｒ，（Ω）を小さくすれば設
定電位Ｅｌ　　（ｖ）になる時間は短くなる。

コンデンサ３００〜３０２の接点電位をＥ、（Ｖ）に設
定後、スイッチ３０３を端子３０５へ、スイッチ３０４
を端子３０６へ接続することにより、端子３０５の電圧
Ｖ、（ｖ）をコンデンサ３００〜３０２で分圧して、端
子３０６から接地へＱｏ（Ｃ）の電荷を転送することが
できる。Ｑｏは次の式で表される。

Ｑｏ　＝Ｃ＋　　（Ｅｌ　　（Ｃ＋　＋Ｃｚ　＋Ｃ３）
＋Ｖ、　　・Ｃ＋　　＜ｃｚ　＋Ｃ３）／　（ｃ＋　÷
Ｃ２＋Ｃｓ　）））／　（Ｃ２＋Ｃ，）（Ｃ）ここで、
Ｅ１＝０にすると、従来の例と同しになる。

第２図は本発明の第２の実施例で、第１ないし第３の抵
抗２００〜２０２と、第１および第２の演算増幅器２０
４，２０５と、スイッチ２０６と、電池２０７とで構成
される回路を、第３図の回路に接続している。

この実施例では、第１の抵抗２００と第２の抵抗２０１
を前記各コンデンサ３００〜３０２の接点に接続し、第
１の抵抗２００の他端を第１の演算増幅器２０４の正相
入力に接続する。また、第２の抵抗２０１の他端を第２
の演算増幅器２０５の逆相入力と第３の抵抗２０２に接
続する。第３の抵抗２０２の他端は第２の演算増幅器２
０５の出力へ接続する。さらに、第１の演算増幅器２０
４の逆相入力を第１の演算増幅器２０４の出力に接続し
、さらに第２の演算増幅器２０５の正相入力とスイッチ
２０６に接続する。スイッチ２０６の他端は電池２０７
に接続する。

この構成によれば、先ず、コンデンサ３００〜３０２の
初期電荷を設定するために、スイッチ３０３．３０４で
コンデンサ３００，３０２の一方の端子を接地し、スイ
ッチ２０６で電池２０７の電位を第２の演算増幅器２０
５の正相入力へ印加する。第１の演算増幅器２０４はボ
ルテージフォロアなので出力は正相入力と同じ電位にな
る。

第２の演算増幅器２０５の正相入力は電池２０７の電位
と同じになり、出力は逆相入力電位が正相入力電位に等
しくなるように変化する。例えば、コンデンサ３００〜
３０２の接点電位が電池２０７より高く■。（■）、抵
抗２０１，２０２の抵抗値をＲ１，Ｒ２（Ω）、電池２
０７の電圧をＥ。

（Ｖ）とすると、演算増幅器２０５の出力は、（Ｖｏ　
　Ｅｌ）　　・Ｒ１／Ｒ２＋ＥＩ　　　（Ｖ）になるが
、抵抗２０１を通してコンデンサ３００〜３０２の電荷
が移動するので、ｖｏ　　（Ｖ）が変化しＥｌ（Ｖ）に
近づく。演算増幅器２０５の出力がＥ、（Ｖ）になった
時、コンデンサ３００〜３０２の接点電位もＥ、（Ｖ）
になる。

コンデンサ３００〜３０２の接点電位Ｖ（ｔ）（Ｖ）は
、初期電位を■。（Ｖ）として、コンデンサ３００〜３
０２の容量値を各々Ｃ０，Ｃ，。

Ｃｍ　　（Ｆ）、抵抗２０１の抵抗値をＲ，（Ω）、電
池２０７の電圧をＥ、　　（Ｖ）とすると、Ｖ　（ｔ）
　＝Ｅ、士（■。−Ｅ、　）・ｅｘｐ　　（−ｔ　　（
Ｃ０±Ｃ＋　　＋Ｃｚ　））（Ｖ）で表され、抵抗２０１の値Ｒ，（Ω）を小さくすれば設
定電位Ｅｌ　　（Ｖ）になる時間は短（なる。

コンデンサ３００〜３０２の接点電位をＥ、（Ｖ）に設
定後、スイッチ３０３を端子３０５へ、スイッチ３０４
を端子３０６へ接続することにより、端子３０５の電圧
Ｖｌ　　（Ｖ）をコンデンサ３００〜３０２で分圧して
、端子３０６から接地へＱｏ（Ｃ）の電荷を転送するこ
とができる。Ｑｏは次の式で表される。

Ｑｏ　＝Ｃ＋　　（Ｅ＋　　（ＣＩ　＋Ｃｚ　＋Ｃｚ　
）＋Ｖ、　　Ｈｃｌ　　（ｃｚ　＋　Ｃ３）　／　（Ｃ
Ｉ　＋Ｃｚ＋Ｃ３）））／　（Ｃ２＋Ｃ３）（Ｃ）ここ
で、Ｅ１＝０にすると、従来の例と同じになる。

なお、前記いずれの実施例においても、第１の抵抗を大
きくすることにより、コンデンサに対する演算増幅器の
入力容量の影響を少なくでき、演算誤差を少なくするこ
とができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は、第１ないし第３のコンデ
ンサと、第１および第２のスイッチで構成される電荷転
送回路に、第１ないし第３の抵抗と、第１および第２の
演算増幅器と、スイッチと、電池とで構成される回路を
備えているので、第１ないし第３のコンデンサの接点電
位の初期値を設定することが可能となり、転送電荷量を
正確に決めることができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例の回路図、第２図は本発明
の第２実施例の回路図、第３図は従来の電荷転送回路の
回路図である。１００〜１０３・・・抵抗、１０４，１０５・・・演算
増幅器、１０６・・・スイッチ、１０７・・・電池、２
００〜２０２・・・抵抗、２０４，２０５・・・演算増
幅器、２０６−・・スイッチ、２０７・・・電池、３０
０〜３０２・・・コンデンサ、３０３．３０４・・・ス
イッチ、３０５，３０６・・・端子。第１図第２図第３図

Claims

【特許請求の範囲】

１、Ｔ字型に接続された第１ないし第３のコンデンサと
、前記コンデンサの入力側と出力側にそれぞれ接続され
た第１および第２のスイッチとで電荷の転送を行う回路
において、第１ないし第３の抵抗と、第１および第２の
演算増幅器と、スイッチと、電池とを備え、第１と第２
の抵抗を前記コンデンサの接点に接続し、第１の抵抗の
他端を第１の演算増幅器の正相入力に接続し、第２の抵
抗の他端を第２の演算増幅器の逆相入力と第３の抵抗に
接続し、第３の抵抗の他端は第２の演算増幅器の出力へ
接続し、第１の演算増幅器の逆相入力を第１の演算増幅
器の出力に接続し、これを直接あるいは抵抗を介して第
２の演算増幅器の正相入力とスイッチに接続し、スイッ
チの他端を電池に接続したことを特徴とする電荷転送回
路。