JPH0666640B2 - Switch control circuit - Google Patents

Switch control circuit

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JPH0666640B2
JPH0666640B2 JP16969486A JP16969486A JPH0666640B2 JP H0666640 B2 JPH0666640 B2 JP H0666640B2 JP 16969486 A JP16969486 A JP 16969486A JP 16969486 A JP16969486 A JP 16969486A JP H0666640 B2 JPH0666640 B2 JP H0666640B2
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switch circuit
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国治 内村
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Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の属する技術分野〕 本発明は、スイッチ回路と容量素子とを用いて抵抗素子
と等価な働きをさせ、積分器やフィルタ等の回路を実現
するスイッチト・キャパシタ回路におけるスイッチ回路
のオン・オフを制御するスイッチ制御回路に関するもの
である。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention uses a switch circuit and a capacitive element to function equivalently to a resistance element and realizes a circuit such as an integrator or a filter. The present invention relates to a switch control circuit that controls ON / OFF of a switch circuit in a circuit.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

スイッチト・キャパシタ回路は、スイッチ回路、容量素
子及び演算増幅器の接続によって種々のフィルタやアナ
ログ/ディジタル変換器等を実現するものである。
The switched capacitor circuit realizes various filters and analog / digital converters by connecting the switch circuit, the capacitive element and the operational amplifier.

その基本原理は、スイッチ回路をオン・オフすることに
よって信号電圧を容量素子に充放電させ、信号電圧に比
例した電流を流すようにすることによって抵抗素子と等
価な働きを実現するものである。
The basic principle is to implement a function equivalent to that of a resistance element by turning on / off a switch circuit to charge / discharge a signal voltage to / from a capacitive element and to cause a current proportional to the signal voltage to flow.

第6図は、従来のスイッチト・キャパシタ回路の一例図
であり、スイッチト・キャパシタ積分器を例示したもの
である。これは、スイッチ回路を4個使用して寄生容量
の影響を受けないようにした装置である(例えばケン
マルティン アンド アデル エス セドラ“ストレイ
ズ‐インセンシティブ スイッチト‐キャパシタ フィ
ルタズ ベイスト オン バイリニア Z-トランスフォ
ーム"Ken Mertin and Adel S Sedra “Streys-Insensit
ive Switched-Capacitor Filters Based on Bilinear Z
-transform"Electronics letters 21st June 1979 Vol,
15 No,13 pp365〜366に記載)。
FIG. 6 is an example diagram of a conventional switched capacitor circuit, and illustrates a switched capacitor integrator. This is a device that uses four switch circuits so that it is not affected by parasitic capacitance (for example,
Martin and Adel S Sedra “Streys-Insensit”
ive Switched-Capacitor Filters Based on Bilinear Z
-transform "Electronics letters 21st June 1979 Vol,
15 No, 13 pp 365-366).

第6図において、1〜4はスイッチ回路、15はスイッチ
制御回路、21及び22は容量素子、23は演算増幅器、30は
クロック入力素子、31は信号入力端子、32は信号出力端
子であり、上記のスイッチ回路1〜4、スイッチ制御回
路15及び容量素子21はサンプリング回路を構成し、また
容量素子22と演算増幅器23とは積分回路を構成してい
る。
In FIG. 6, 1 to 4 are switch circuits, 15 is a switch control circuit, 21 and 22 are capacitive elements, 23 is an operational amplifier, 30 is a clock input element, 31 is a signal input terminal, and 32 is a signal output terminal. The switch circuits 1 to 4, the switch control circuit 15, and the capacitance element 21 form a sampling circuit, and the capacitance element 22 and the operational amplifier 23 form an integration circuit.

また、スイッチ制御回路15は、例えば第7図に示すごと
く論理ゲート回路50、51と遅延回路52とを用いて構成さ
れている。そして、クロック入力端子30に第8図に示す
ごときクロック信号CLK−0を入力し、2つの制御信号C
LK−AとCLK−Bとを出力する。
Further, the switch control circuit 15 is configured by using logic gate circuits 50 and 51 and a delay circuit 52 as shown in FIG. 7, for example. Then, the clock signal CLK-0 as shown in FIG.
It outputs LK-A and CLK-B.

第6図のスイッチ回路1〜4は、制御信号が“High"の
場合にオンになり、“Low"の場合にオフとなる。そし
て、制御信号CLK−Aはスイッチ回路1と3を同時に制
御し、制御信号CLK−Bはスイッチ回路2と4を同時に
制御している。
The switch circuits 1 to 4 in FIG. 6 turn on when the control signal is "High", and turn off when the control signal is "Low". The control signal CLK-A simultaneously controls the switch circuits 1 and 3, and the control signal CLK-B simultaneously controls the switch circuits 2 and 4.

上記の回路の動作は次のようになる。The operation of the above circuit is as follows.

すなわち、第8図のt1の期間ではスイッチ回路1と3が
オン、スイッチ回路2と4がオフになり、信号入力端子
31に与えられた信号電圧が容量素子21に充電される。
That is, in the period of t 1 in FIG. 8, the switch circuits 1 and 3 are turned on, the switch circuits 2 and 4 are turned off, and the signal input terminals are turned on.
The capacitive element 21 is charged with the signal voltage applied to 31.

次に、t3の期間ではスイッチ回路2と4がオン、スイッ
チ回路1と3がオフとなり、容量素子21の電荷が積分回
路の容量素子22に積分される。なお、t2及びt4の期間で
は全てのスイッチ回路がオフとなっているが、これは容
量素子21の電荷が確実に保持されるようにするため、ス
イッチ回路1と2または3と4が同時にオン状態になる
のを避けるようにしたものである。
Next, in the period of t 3 , the switch circuits 2 and 4 are turned on, the switch circuits 1 and 3 are turned off, and the charge of the capacitance element 21 is integrated into the capacitance element 22 of the integration circuit. Note that all the switch circuits are off during the period of t 2 and t 4 , but this is because the switch circuits 1 and 2 or 3 and 4 are set in order to ensure that the electric charge of the capacitor 21 is held. It is designed to avoid being turned on at the same time.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problems to be solved by the invention]

上記のごとき従来のスイッチト・キャパシタ回路におい
ては、スイッチ回路1〜4がオン・オフする際のクロッ
ク雑音によって、積分する電荷に誤差を生ずるという問
題があった。
In the conventional switched capacitor circuit as described above, there is a problem that an error is generated in the electric charge to be integrated due to the clock noise when the switch circuits 1 to 4 are turned on and off.

以下、詳細に説明する。The details will be described below.

第9図は、第6図の1〜4として用いられるスイッチ回
路の一例図であり、nチャネルMOSトランジスタ41、p
チャネルMOSトランジスタ42及びインバータ43を用いた
スイッチ回路の例である。なお、44及び45は信号入出力
端子、46は制御信号の入力端子である。
FIG. 9 is an example of a switch circuit used as 1 to 4 in FIG. 6, in which an n-channel MOS transistor 41, p
It is an example of a switch circuit using a channel MOS transistor 42 and an inverter 43. Incidentally, 44 and 45 are signal input / output terminals, and 46 is a control signal input terminal.

上記のごときスイッチ回路において、MOSトランジスタ
はゲートとソース、ドレインとの間に寄生容量があるた
め、制御信号の電圧変化が寄生容量を通してソース端子
及びドレイン端子(信号入出力端子44、45)に漏れてし
まい、これがクロック雑音となる。
In the switch circuit as above, the MOS transistor has parasitic capacitance between the gate and the source and drain, so the voltage change of the control signal leaks to the source and drain terminals (signal input / output terminals 44 and 45) through the parasitic capacitance. This becomes clock noise.

第10図は前記第6図のノード7、8における電圧V7及び
V8の変化とクロック雑音との関係を示した図である。
FIG. 10 shows the voltage V 7 at nodes 7 and 8 of FIG.
FIG. 7 is a diagram showing the relationship between changes in V 8 and clock noise.

第10図において、v1は期間t1における入力信号電圧、v4
は次の周期の期間t1における入力信号電圧であり、これ
らは時間と共に変化する電圧である。そして、MOSトラ
ンジスタの寄生容量の大きさはソース端子、ドレイン端
子の電圧によって変化するので、上記のごとく入力端子
電圧が変化するとクロック雑音の大きさも変化してしま
う。
In FIG. 10, v 1 is the input signal voltage in the period t 1 , and v 4
Are the input signal voltages in the period t 1 of the next cycle, and these are the voltages that change with time. Since the magnitude of the parasitic capacitance of the MOS transistor changes depending on the voltage of the source terminal and the drain terminal, if the input terminal voltage changes as described above, the magnitude of clock noise also changes.

クロック雑音はクロック波形が変化するT1、T2、T3、T4
(T0)の4時点で発生するが、信号電圧の影響を受ける
のはT1及びT2の時点で発生するクロック雑音である。
Clock noise is the change in clock waveform T 1 , T 2 , T 3 , T 4
The noise occurs at four points of (T 0 ), but what is affected by the signal voltage is the clock noise generated at the points of T 1 and T 2 .

時点T1ではスイッチ回路1及び3がオフになるが、この
時にスイッチ回路3の入出力端子電圧は常にグランド電
圧で一定である。
At time T 1 , the switch circuits 1 and 3 are turned off, but at this time, the input / output terminal voltage of the switch circuit 3 is always constant at the ground voltage.

しかし、スイッチ回路1の入出力端子電圧v1は入力信号
電圧と共に変化する。この電圧v1にクロック雑音がのっ
てv2となるが、期間t2では容量素子21が(v2−v5)の電
圧で充電されており、時点T2以降にこの電荷が積分され
る。
However, output terminal voltage v 1 of the switch circuit 1 varies with the input signal voltage. Although clock noise is added to this voltage v 1 and becomes v 2 , the capacitive element 21 is charged with the voltage of (v 2 −v 5 ) during the period t 2 , and this charge is integrated after time T 2. It

時点T2ではスイッチ回路2及び4がオンになるが、ノー
ド7の電圧V7は急速にグランド電圧になるため演算増幅
器23が追従せず、時点T2直後では過渡的に電圧V8がv6
電圧までふれる。
At time T 2 , the switch circuits 2 and 4 are turned on, but the voltage V 7 of the node 7 rapidly becomes the ground voltage, so the operational amplifier 23 does not follow up, and immediately after time T 2 , the voltage V 8 is transiently changed to v Touch up to a voltage of 6 .

この電圧v6は電圧v1にほぼ比例する電圧であるから、ス
イッチ回路4がオンになった時のクロック雑音に影響を
及ぼす。
Since this voltage v 6 is a voltage that is substantially proportional to the voltage v 1 , it affects clock noise when the switch circuit 4 is turned on.

また、MOSトランジスタの寄生容量値はソース・ドレイ
ン電圧に対して非線形に変化するので、クロック雑音が
入力信号電圧に影響を受ける場合も非線形な依存性を示
す。そのため、積分される電荷は入力信号電圧に完全に
比例したものではなくなり、歪が発生してしまい、高精
度なスイッチト・キャパシタ回路を実現することができ
なくなってしまう、という問題があった。
Further, since the parasitic capacitance value of the MOS transistor changes nonlinearly with the source-drain voltage, it also exhibits nonlinear dependence when the clock noise is affected by the input signal voltage. Therefore, there is a problem that the integrated charge is not completely proportional to the input signal voltage, distortion occurs, and it becomes impossible to realize a highly accurate switched capacitor circuit.

本発明は上記のごとき従来技術の問題を解決し、高精度
なスイッチト・キャパシタ回路を提供することを目的と
するものである。
It is an object of the present invention to solve the problems of the prior art as described above and to provide a highly accurate switched capacitor circuit.

〔問題を解決するための手段〕[Means for solving problems]

上記の目的を達成するため本発明においては、前記のご
とき4個のスイッチ回路と容量素子と積分回路とを備え
たスイッチト・キャパシタ回路において、積分状態から
充電状態に切り換える場合には、まず第4のスイッチ回
路をオフにし、次に第3のスイッチ回路をオンにし、次
に第2のスイッチ回路をオフにし、次に第1のスイッチ
回路をオンにするように各スイッチ回路を制御し、また
充電状態から積分状態に切り換える場合には、まず第3
のスイッチ回路をオフにし、次に第4のスイッチ回路を
オンにし、次に第1のスイッチ回路をオフにし、次に第
2のスイッチ回路をオンにするように各スイッチ回路を
制御する手段を備えるように構成している。
In order to achieve the above object, in the present invention, in a switched capacitor circuit including the above-mentioned four switch circuits, a capacitive element and an integrating circuit, when switching from the integrating state to the charging state, first, Controlling each switch circuit to turn off the switch circuit of No. 4, then turn on the third switch circuit, then turn off the second switch circuit, and then turn on the first switch circuit; When switching from the charging state to the integrating state, first, the third
To turn off the switch circuit, then turn on the fourth switch circuit, then turn off the first switch circuit, and then turn on the second switch circuit. It is configured to be equipped.

上記のように構成したことにより、本発明の回路におい
ては、次のように動作する。
With the above configuration, the circuit of the present invention operates as follows.

すなわち、積分状態から充電状態に切り換える場合に
は、まず容量素子の積分回路側端子を積分回路から切り
離し、次に該積分回路側端子を第1の電圧端子(例えば
グランド電位)に接続し、次に容量素子の入力側端子を
第1の電圧端子から切り離し、次に該入力側端子を入力
電圧端子に接続するように各スイッチ回路が制御され、
また充電状態から積分状態に切り換える場合には、まず
容量素子の積分回路側端子を第1の電圧端子から切り離
し、次に該積分回路側端子を積分回路に接続し、次に容
量素子の入力側端子を入力電圧端子に接続し、次に該入
力側端子を第1の電圧端子から切り離すように各スイッ
チ回路が制御される。
That is, when switching from the integration state to the charging state, first, the integration circuit side terminal of the capacitive element is disconnected from the integration circuit, then the integration circuit side terminal is connected to the first voltage terminal (eg, ground potential), and then the Each switch circuit is controlled so that the input side terminal of the capacitive element is disconnected from the first voltage terminal, and then the input side terminal is connected to the input voltage terminal,
When switching from the charging state to the integrating state, first, the integrating circuit side terminal of the capacitive element is disconnected from the first voltage terminal, then the integrating circuit side terminal is connected to the integrating circuit, and then the input side of the capacitive element is connected. Each switch circuit is controlled to connect the terminal to the input voltage terminal and then disconnect the input side terminal from the first voltage terminal.

上記のように4種のスイッチ回路を4種の制御信号によ
って制御し、それぞれ異なった所定のタイミングでオン
・オフさせることにより、クロック雑音による歪等を生
じることのない精密なスイッチト・キャパシタ回路を実
現することが可能となる。
As described above, by controlling the four types of switch circuits by the four types of control signals and turning them on and off at different predetermined timings, respectively, a precise switched capacitor circuit that does not generate distortion due to clock noise Can be realized.

〔発明の実施例〕Example of Invention

第1図は、本発明の一実施例図である。 FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of the present invention.

第1図において、1〜4はスイッチ回路、16はスイッチ
制御回路、21、22は容量素子、23は演算増幅器、30はク
ロック入力端子、31は信号入力端子、32は信号出力端子
であり、上記のスイッチ回路1〜4、スイッチ制御回路
16及び容量素子21はサンプリング回路を構成し、また容
量素子22と演算増幅器23とは積分回路を構成している。
In FIG. 1, 1 to 4 are switch circuits, 16 is a switch control circuit, 21 and 22 are capacitive elements, 23 is an operational amplifier, 30 is a clock input terminal, 31 is a signal input terminal, and 32 is a signal output terminal. Switch circuits 1 to 4 and switch control circuit described above
The 16 and the capacitance element 21 form a sampling circuit, and the capacitance element 22 and the operational amplifier 23 form an integration circuit.

第1図の装置においては、4種のスイッチ回路1〜4を
それぞれ異なった制御信号CLK−1、CLK−2、CLK−
3、CLK−4でそれぞれ制御し、異なったタイミングで
オン・オフさせる。
In the apparatus of FIG. 1, four kinds of switch circuits 1 to 4 are provided with different control signals CLK-1, CLK-2, CLK-.
3 and CLK-4, respectively, to turn on and off at different timings.

上記のごとき4種の制御信号を出力するスイッチ制御回
路16は、例えば第4図に示すように4個の論理ゲート素
子53〜56と3個の遅延回路57〜59で構成することができ
る。
The switch control circuit 16 for outputting the above-mentioned four kinds of control signals can be composed of, for example, four logic gate elements 53 to 56 and three delay circuits 57 to 59 as shown in FIG.

上記のスイッチ制御回路16におけるクロック信号CLK−
0と4種の制御信号CLK−1〜CLK−4との関係は、例え
ば第2図に示すごとき特性を有している。
Clock signal CLK− in the above switch control circuit 16
The relationship between 0 and the four kinds of control signals CLK-1 to CLK-4 has a characteristic as shown in FIG. 2, for example.

またスイッチ回路1〜4は、前記第6図の場合と同様に
制御信号が“High"の場合はオンになり、“Low"の場合
にはオフになる。
The switch circuits 1 to 4 are turned on when the control signal is "High" and turned off when the control signal is "Low", as in the case of FIG.

また第3図は、上記第1図の回路におけるノード7及び
8の電圧V7とV8の動作波形を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing operating waveforms of the voltages V 7 and V 8 of the nodes 7 and 8 in the circuit of FIG.

以下、第2図及び第3図に基づいて第1図の回路の動作
を説明する。
The operation of the circuit shown in FIG. 1 will be described below with reference to FIGS. 2 and 3.

まず期間t1では、スイッチ回路1及び3がオンであり、
容量素子21に入力信号の電圧を充電している。
First, in the period t 1 , the switch circuits 1 and 3 are on,
The capacitive element 21 is charged with the voltage of the input signal.

上記のごときから充電状態から、まず時点T1でスイッチ
回路3をオフにする。
From the above described state of charge, the switch circuit 3 is turned off at time T 1 .

このときスイッチ回路3の入出力端子の電圧、すなわち
ノード8の電圧V8は入力信号電圧に関係なく常にグラン
ド電位となっているため、スイッチ回路3から発生する
クロック雑音v5も常に一定の大きさである。
At this time, the voltage of the input / output terminal of the switch circuit 3, that is, the voltage V 8 of the node 8 is always at the ground potential regardless of the input signal voltage. Therefore, the clock noise v 5 generated from the switch circuit 3 is always constant. That's it.

次に、時点T2でスイッチ回路4をオンにすると、ノード
8は演算増幅器23の反転入力端子(積分器の入力端子)
に接続され、スイッチ回路3から発生したクロック雑音
が積分されてノード8の電圧V8は再びグランド電圧にな
る。
Next, when the switch circuit 4 is turned on at the time point T 2 , the node 8 becomes the inverting input terminal of the operational amplifier 23 (the input terminal of the integrator).
And the clock noise generated from the switch circuit 3 is integrated so that the voltage V 8 at the node 8 becomes the ground voltage again.

次に、時点T3でスイッチ回路1をオフにすると、スイッ
チ回路1の入出力端子の電圧は入力信号電圧v1であるた
め、クロック雑音が入力信号電圧の影響を受ける。
Next, when the switch circuit 1 is turned off at the time point T 3 , the voltage at the input / output terminal of the switch circuit 1 is the input signal voltage v 1 , so the clock noise is affected by the input signal voltage.

しかし、その時点では既にスイッチ回路4がオンになっ
ているので、積分回路の容量素子22に積分される電荷量
は、容量素子21の入力端子側の端子電圧の変化量、すな
わち時点T3における電圧v1と積分期間t5の終わりである
時点T5における電圧(グランド電圧)との電圧差で決定
される。
However, since the switch circuit 4 is already turned on at that time, the charge amount integrated in the capacitive element 22 of the integrating circuit is the amount of change in the terminal voltage on the input terminal side of the capacitive element 21, that is, at time T 3 . It is determined by the voltage difference between the voltage v 1 and the voltage (ground voltage) at time T 5 which is the end of the integration period t 5 .

したがって、時点T3と時点T5との間のt4〜t5の期間にお
ける電圧V7、V8の過渡的な電圧変化は積分される電荷量
とは無関係になる。
Therefore, independent of the transient voltage variation amount of charge is the integral of the voltage V 7, V 8 in the period t 4 ~t 5 between the times T 3 and time T 5.

このため、スイッチ回路1で発生したクロック雑音によ
ってノード7の電圧V7がv2となったり、スイッチ回路2
がオンになったときにノード8の電圧V8がv6となったり
しても積分電荷量には影響しない。
Therefore, the voltage V 7 of the node 7 becomes v 2 due to the clock noise generated in the switch circuit 1, and the switch circuit 2
Even if the voltage V 8 of the node 8 becomes v 6 when is turned on, it does not affect the integrated charge amount.

このように充電期間t1から積分期間t5の状態への切り換
えを前記の順序で行なえば、積分電荷は入力信号電圧に
正確に比例することになる。
In this way, if the charging period t 1 is switched to the state of the integration period t 5 in the above-mentioned order, the integrated charge is exactly proportional to the input signal voltage.

一方、積分状態から充電状態へ切り換える場合には、ま
ず時点T5でスイッチ回路4をオフにする。
On the other hand, when switching from the integration state to the charging state, first, the switch circuit 4 is turned off at time T 5 .

このときスイッチ回路4の入出力端子電圧はグランド電
圧であるから、クロック雑音は常に一定の大きさで発生
する。
At this time, since the input / output terminal voltage of the switch circuit 4 is the ground voltage, the clock noise is always generated with a constant magnitude.

それ以後のスイッチ切り換え順序は、スイッチ回路4が
既にオフになっているので直接的には積分電荷量に影響
しない。しかし、スイッチ回路の寄生容量を通してノー
ド8の電圧変化が少量伝達する。
The subsequent switching order does not directly affect the integrated charge amount because the switch circuit 4 has already been turned off. However, a small voltage change of the node 8 is transmitted through the parasitic capacitance of the switch circuit.

そのため、時点T6でスイッチ回路3をオンにしてノード
8の電圧V8をグランド電圧に固定し、その後、時点T7
びT8でスイッチ回路2及びスイッチ回路1を切り換えて
充電状態にすれば、スイッチ回路1、2のクロック雑音
やノード7の電圧変化の影響を受けることがなくなる。
Therefore, at time T 6 , the switch circuit 3 is turned on to fix the voltage V 8 of the node 8 to the ground voltage, and then at time T 7 and T 8 , the switch circuit 2 and the switch circuit 1 are switched to the charging state. , And is not affected by the clock noise of the switch circuits 1 and 2 and the voltage change of the node 7.

以上説明したごとき順序によってスイッチ回路をオン・
オフ制御することにより、積分されるクロック雑音が入
力信号電圧に依存せず一定になるので、積分電荷は正確
に入力信号電圧に比例した値となり、高精度なスイッチ
ト・キャパシタ回路を実現することができる。
Turn on the switch circuit according to the sequence described above.
By controlling the OFF, the integrated clock noise becomes constant independent of the input signal voltage, so the integrated charge becomes a value that is accurately proportional to the input signal voltage, and a highly accurate switched capacitor circuit can be realized. You can

なお、本発明の回路を用いて音声信号等をサンプリング
する際には交流を入力信号として用いるが、アナログ/
ディジタル変換器として使用する際には入力信号として
直流を使用することもある。
It should be noted that alternating current is used as an input signal when sampling a voice signal or the like using the circuit of the present invention.
When used as a digital converter, direct current may be used as an input signal.

また、第4図に示したスイッチ制御回路において、遅延
回路57の遅延時間によって制御信号CLK−3とCLK−4の
タイミング(第2図のt2とt6の時間)が決まる。また、
遅延回路58の遅延時間によって第2図のt3とt7の時間が
決まり、また遅延回路59の遅延時間によってt4とt8の時
間が決まる。
Further, in the switch control circuit shown in FIG. 4, the timing of the control signals CLK-3 and CLK-4 (time t 2 and t 6 in FIG. 2 ) is determined by the delay time of the delay circuit 57. Also,
The delay time of the delay circuit 58 determines the times t 3 and t 7 in FIG. 2, and the delay time of the delay circuit 59 determines the times t 4 and t 8 .

このような遅延回路は、一般にインバータ回路の偶数段
接続によって容易に実現することができる。
Such a delay circuit can be generally easily realized by connecting even stages of inverter circuits.

また、上記の遅延時間の長さは、スイッチ回路の応答速
度等を考慮して各スイッチ回路の動作がオーバラップし
ないように設定する。ただし、制御信号CLK−1とCLK−
2との時間差であるt4とt8の期間はいずれも積分動作の
精度に影響しないので、スイッチ回路1と2とが同時に
オン状態となって電流が流れても問題がなければスイッ
チ回路1と2とがオーバラップして動作してもよい。そ
の場合には、t4とt8の時間は0に近いタイミングにする
ことが可能である。
Further, the length of the delay time is set in consideration of the response speed of the switch circuits so that the operations of the switch circuits do not overlap. However, control signals CLK-1 and CLK-
Since the period of t 4 and t 8 which is the time difference from 2 do not affect the accuracy of the integration operation, if there is no problem even if the switch circuits 1 and 2 are turned on at the same time and current flows, there is no problem. 2 and 2 may overlap and operate. In that case, the times t 4 and t 8 can be set to a timing close to zero.

次に、第5図は本発明の他の実施例図であり、前記第1
図の実施例とは異なるスイッチト・キャパシタ回路に本
発明を適用した例を示す。
Next, FIG. 5 is a diagram of another embodiment of the present invention.
An example in which the present invention is applied to a switched capacitor circuit different from the illustrated embodiment will be shown.

第5図の回路は、アナログ信号を1ビット分解能のディ
ジタル信号に変換するオーバサンプリング形アナログ/
ディジタル変換回路である。
The circuit shown in FIG. 5 is an oversampling type analog / digital converter that converts an analog signal into a digital signal with 1-bit resolution.
It is a digital conversion circuit.

第5図において、5及び6はスイッチ回路、24は電圧比
較器、25は遅延回路、26は容量素子、27は極性切り換え
回路、33は基準電圧入力端子、34はアナログ信号入力端
子、35はディジタル信号出力端子であり、その他前記第
1図と同符号は同一物を示す。
In FIG. 5, 5 and 6 are switch circuits, 24 is a voltage comparator, 25 is a delay circuit, 26 is a capacitance element, 27 is a polarity switching circuit, 33 is a reference voltage input terminal, 34 is an analog signal input terminal, and 35 is This is a digital signal output terminal, and the same reference numerals as those in FIG.

第5図の装置においては、アナログ入力信号と帰還信号
との電圧差を積分器で積分し、積分電圧を電圧比較器24
でディジタル信号に変換し、この信号を次のクロック周
期の帰還信号としている。
In the device of FIG. 5, the voltage difference between the analog input signal and the feedback signal is integrated by the integrator, and the integrated voltage is calculated by the voltage comparator 24.
Is converted into a digital signal, and this signal is used as a feedback signal in the next clock cycle.

なお、極性切り換え回路27は、スイッチ回路5及び6に
入力される制御信号を入れ換えることによって基準電圧
を正・負のいずれかの極性で積分するものである。
The polarity switching circuit 27 switches the control signals input to the switch circuits 5 and 6 to integrate the reference voltage with either positive or negative polarity.

また、スイッチ回路5及び6を制御する制御信号CLK−
1及びCLK−2はスイッチ回路1及び2を制御する制御
信号と同一であり、前記第1図のスイッチト・キャパシ
タ積分器におけるスイッチ回路1及び2と容量素子21の
回路とを2組用意し、それらを並列に接続することによ
って2つの電圧を同時に積分できるようにしたものであ
る。
In addition, a control signal CLK- for controlling the switch circuits 5 and 6
1 and CLK-2 are the same as the control signals for controlling the switch circuits 1 and 2, and two sets of the switch circuits 1 and 2 and the capacitor element 21 circuit in the switched capacitor integrator of FIG. 1 are prepared. By connecting them in parallel, two voltages can be integrated at the same time.

なお、第5図の回路において、スイッチ回路3及び4も
2組用い、それぞれのスイッチ回路4の出力を積分回路
の入力に接続するように構成することも勿論できる。
In the circuit of FIG. 5, it is of course possible to use two sets of the switch circuits 3 and 4 and connect the output of each switch circuit 4 to the input of the integrating circuit.

上記のように本発明のスイッチ制御回路は、各種のスイ
ッチト・キャパシタ回路に応用することが可能である。
As described above, the switch control circuit of the present invention can be applied to various switched capacitor circuits.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上説明したごとく本発明のスイッチ制御回路において
は、スイッチト・キャパシタ回路のスイッチ回路から発
生するクロック雑音の入力信号電圧依存性を除去するこ
とができる。
As described above, in the switch control circuit of the present invention, the dependency of clock noise generated from the switch circuit of the switched capacitor circuit on the input signal voltage can be eliminated.

そのため、スイッチト・キャパシタ回路の基本動作であ
る積分動作を極めて高精度に行なうことができるので、
スイッチト・キャパシタ回路の入出力特性上の非直線性
を除去し、歪の発生を抑えることができるという効果が
得られる。
Therefore, the integral operation, which is the basic operation of the switched capacitor circuit, can be performed with extremely high accuracy.
It is possible to obtain the effect that the nonlinearity in the input / output characteristics of the switched capacitor circuit can be removed and the occurrence of distortion can be suppressed.

また、スイッチト・キャパシタ回路でフィルタを構成し
た場合には、出力がアナログ信号であるから直接に出力
信号の低歪化の効果が得られる。
Further, when the filter is composed of the switched capacitor circuit, since the output is an analog signal, the effect of directly reducing the distortion of the output signal can be obtained.

また、アナログ/ディジタル変換器のアナログ信号処理
にスイッチト・キャパシタ回路を応用した場合には、デ
ィジタル出力の変換精度を向上させることができるとい
う効果が得られる。
Further, when the switched capacitor circuit is applied to the analog signal processing of the analog / digital converter, it is possible to improve the conversion accuracy of the digital output.

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

第1図は本発明の一実施例の回路図、第2図は本発明の
スイッチ制御回路における制御信号波形の一実施例図、
第3図は第1図の実施例における動作波形図、第4図は
スイッチ制御回路の具体的構成を示す一実施例図、第5
図は本発明の他の実施例図、第6図は従来装置の一例
図、第7図は従来装置におけるスイッチ制御回路の一例
図、第8図は第6図の回路における制御信号波形図、第
9図はスイッチ回路の具体的構成図、第10図は第6図の
装置における動作波形図である。 〈符号の説明〉 1〜6……スイッチ回路 15、16……スイッチ制御回路 21、22、26……容量素子、23……演算増幅器 24……電圧比較器、25……遅延回路 27……極性切り換え回路、30……クロック入力端子 31……信号入力端子、32……信号出力端子 33……基準電圧入力端子 34……アナログ信号入力端子 35……ディジタル信号出力端子
FIG. 1 is a circuit diagram of an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an embodiment of a control signal waveform in a switch control circuit of the present invention,
FIG. 3 is an operation waveform diagram in the embodiment of FIG. 1, FIG. 4 is an embodiment diagram showing a concrete configuration of the switch control circuit, and FIG.
6 is another embodiment of the present invention, FIG. 6 is an example of a conventional device, FIG. 7 is an example of a switch control circuit in the conventional device, FIG. 8 is a control signal waveform diagram in the circuit of FIG. FIG. 9 is a concrete configuration diagram of the switch circuit, and FIG. 10 is an operation waveform diagram in the apparatus of FIG. <Description of symbols> 1 to 6 ... switch circuit 15, 16 ... switch control circuit 21, 22, 26 ... capacitive element, 23 ... operational amplifier 24 ... voltage comparator, 25 ... delay circuit 27 ... Polarity switching circuit, 30 …… Clock input terminal 31 …… Signal input terminal, 32 …… Signal output terminal 33 …… Reference voltage input terminal 34 …… Analog signal input terminal 35 …… Digital signal output terminal

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】容量素子の入力側端子と入力電圧端子との
間に接続された第1のスイッチ回路と、上記容量素子の
入力側端子と第1の電圧端子との間に接続された第2の
スイッチ回路と、上記容量素子の積分回路側端子と第1
の電圧端子との間に接続された第3のスイッチ回路と、
上記容量素子の積分回路側端子と積分回路の入力端子と
の間に接続された第4のスイッチ回路とを備え、上記第
1〜4のスイッチ回路を所定のタイミングでオン・オフ
することによって上記入力電圧を上記容量素子に充電
し、かつ、その充電した電荷を上記積分回路で積分する
スイッチト・キャパシタ回路において、上記充電素子の
電荷を積分する積分状態から上記容量素子を充電する充
電状態に切り換える場合には、まず上記第4のスイッチ
回路をオフにし、次に上記第3のスイッチ回路をオンに
し、次に上記第2のスイッチ回路をオフにし、次に上記
第1のスイッチ回路をオンにするように上記の各スイッ
チ回路を制御し、また、上記充電状態から上記積分状態
に切り換える場合には、まず上記第3のスイッチ回路を
オフにし、次に上記第4のスイッチ回路をオンにし、次
に上記第1のスイッチ回路をオフにし、次に上記第2の
スイッチ回路をオンにするように上記の各スイッチ回路
を制御する手段を備えたことを特徴とするスイッチ制御
回路。
1. A first switch circuit connected between an input side terminal of a capacitance element and an input voltage terminal, and a first switch circuit connected between the input side terminal of the capacitance element and a first voltage terminal. 2 switch circuit, the integrating circuit side terminal of the capacitance element, and the first
A third switch circuit connected between the voltage terminal of
A fourth switch circuit connected between an integrating circuit side terminal of the capacitive element and an input terminal of the integrating circuit, and by turning on / off the first to fourth switch circuits at a predetermined timing, In a switched-capacitor circuit that charges the capacitance element with an input voltage, and integrates the charged charge in the integration circuit, from an integration state in which the charge of the charging element is integrated to a charge state in which the capacitance element is charged. When switching, first the fourth switch circuit is turned off, then the third switch circuit is turned on, then the second switch circuit is turned off, and then the first switch circuit is turned on. In order to control each of the switch circuits as described above and to switch from the charge state to the integration state, first turn off the third switch circuit, and then turn No. 4 is turned on, then the first switch circuit is turned off, and then the second switch circuit is turned on. Switch control circuit.
【請求項2】上記入力電圧、上記容量素子、上記第1の
スイッチ回路及び上記第2のスイッチ回路をそれぞれ複
数個備え、複数の入力電圧を同時に積分することを特徴
とする特許請求の範囲第1項記載のスイッチ制御回路。
2. The input voltage, the capacitance element, the first switch circuit, and the second switch circuit are respectively provided in plurality, and a plurality of input voltages are integrated simultaneously. The switch control circuit according to item 1.
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