JPH07176982A - 半導体集積回路 - Google Patents

半導体集積回路

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JPH07176982A
JPH07176982A JP31714293A JP31714293A JPH07176982A JP H07176982 A JPH07176982 A JP H07176982A JP 31714293 A JP31714293 A JP 31714293A JP 31714293 A JP31714293 A JP 31714293A JP H07176982 A JPH07176982 A JP H07176982A
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JP
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circuit
signal
transmission
control
semiconductor integrated
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JP31714293A
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English (en)
Inventor
Kazunori Nishizono
和則 西薗
Masatoshi Kokubu
政利 国分
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は半導体集積回路に関し、フィルタ回
路及び増幅回路等の伝送回路の入出力特性を外付け回路
の必要なく高精度に設定することを目的とする。 【構成】 信号源(10)は、周波数又はデューティ比
を可変して基準パルス信号を発生し、基準回路(12)
は、基準パルス信号を供給されて伝送する。スイッチ
(SW1)は、基準回路の伝送信号を基準パルス信号の
周波数又はデューティ比に対応した期間だけ取り出す。
ピークホールド回路(14,16)は、スイッチで取り
出された基準回路の伝送信号のピークホールドを行な
う。制御回路(17)は、ピークホールド回路の出力電
圧に基づく制御信号を生成して基準回路及び基準回路と
同一構成の伝送回路(18)の入出力特性を設定制御す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は半導体集積回路に関し、
フィルタ回路又は増幅回路の如く入出力特性を持つ回路
を内蔵する半導体集積回路に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、半導体集積回路はフィルタ回路
又は増幅回路を内蔵するものが多い。従来、半導体集積
回路に内蔵されるフィルタ回路はその周波数特性を静電
容量値と抵抗値とによって決定されている。また増幅回
路のカットオフ周波数は物理的な限界及び増幅回路の動
作電流により決定されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】フィルタ回路のカット
オフ周波数特性を決定する容量値及び抵抗値は製造過程
において数十%のバラツキ誤差を生じる。このため、集
積回路内蔵のフィルタ回路では所望の周波数特性を高精
度に得ることができず、高精度とするにはコンデンサ及
び抵抗を集積回路に外付けしなければならなかった。ま
た、増幅回路のカットオフ周波数を高精度に設計するこ
とは困難であり、カットオフ周波数が所望の周波数を必
ず越えるような値の動作電流を設定しなければならない
という問題があった。
【0004】本発明は上記の点に鑑みなされたもので、
フィルタ回路及び増幅回路等の伝送回路の周波数特性を
外付け回路の必要なく高精度に設定する半導体集積回路
を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の半導集積回路
は、周波数又はデューティ比を可変して基準パルス信号
を発生する信号源と、入出力特性が制御信号に応じて可
変され、上記基準パルス信号を供給されて伝送する基準
回路と、基準回路の伝送信号を上記基準パルス信号の周
波数又はデューティ比に対応した期間だけ取り出すスイ
ッチと、上記スイッチで取り出された上記基準回路の伝
送信号のピークホールドを行なうピークホールド回路
と、上記ピークホールド回路の出力電圧に基づく制御信
号を生成して上記基準回路及び基準回路と同一構成の伝
送回路に供給して、上記基準回路及び伝送回路の入出力
特性を設定制御する制御回路とを有する。
【0006】
【作用】本発明においては、基準パルス信号の周波数又
はデューティ比を可変して基準回路の伝送信号のピーク
ホールド電圧を可変し、このピークホールド電圧に基づ
く制御信号で基準回路及び伝送回路の入出力特性を制定
制御することにより、フィルタ回路及び増幅回路等の伝
送回路の入出力特性を外付け回路の必要なく高精度に設
定する半導体集積回路を提供することを目的とする。
【0007】
【実施例】図1は本発明回路の第1実施例の回路構成図
を示す。同図中、信号源10は図2(A)に示す如き所
定周波数の基準パルス信号aを発生する。この基準パル
ス信号はバッファ11を通してフィルタ回路12に供給
される。
【0008】フィルタ回路12は可変抵抗RVとコンデ
ンサC1とから構成された低域フィルタであり、基準パ
ルス信号aを積分し、図2(B)に示す積分信号bをピ
ーク検出器14に供給する。上記の可変抵抗RVは拡散
抵抗の素子形成領域に印加する電圧VGに略比例して抵
抗値が増加するピンチ抵抗、又は電圧VGによって抵抗
値を制御できる接合形FET等で構成されている。
【0009】ピーク検出器14は積分信号bのピーク検
出を行なって図2(C)に示すピーク検出信号cをスイ
ッチSW1に供給する。スイッチSW1はバッファ15
を通して基準パルス信号aを供給されており、パルス信
号aのローレベル期間に導通してピーク検出信号をサン
プルホールド回路16に供給し、ハイレベル期間に遮断
する。
【0010】サンプリングホールド回路16はスイッチ
SW1の導通時のピーク検出信号cをコンデンサC2に
充電してホールドし図2(D)に示すホールド信号dを
出力する。なお、サンプリングホールド回路16はコン
デンサC2と抵抗R2との時定数でホールド電圧が減少
する。このホールド信号は差動増幅器17の反転入力端
子に供給される。差動増幅器17の非反転入力端子には
電源電圧VCCを抵抗R4,R5で分圧した基準電圧V
Nが供給されている。これにより差動増幅器17は図2
(E)に示す如き制御信号eを生成してフィルタ回路1
2及び18に供給する。フィルタ回路18は交流信号源
20よりの信号の周波数制限を行ない、端子18より集
積回路内の次段回路へ供給するもので、フィルタ回路1
2と同様に可変抵抗及びコンデンサで構成されている。
【0011】ここで、ホールド信号dの電圧が基準電圧
VNより上昇すると、制御信号eは負となるため、フィ
ルタ回路12の抵抗R1A,R1Bで電源電圧VCCと
制御信号eの電圧とを分圧した制御電圧VGは低下し、
フィルタ回路12の可変抵抗RVの抵抗値は減少し、時
定数τ(=C1×RV)は小さくなる。逆に、ホールド
信号dの電圧が基準電圧VNより低下すると制御信号e
は正となり、制御電圧VGは上昇し、可変抵抗RVの抵
抗値が増加して時定数τは大きくなる。これはフィルタ
回路18についても同一である。
【0012】ここで、基準パルス信号aのデューティ比
を0から増大させてハイレベル期間を増大させると、ピ
ーク検出信号cの電圧は増大する。ただし、デューティ
比が大きくなるにつれて信号cの増大率は小さくなる。
つまり、デューティ比を任意に選択することによって、
フィルタ回路12,18夫々の時定数つまり周波数特性
を可変調整することができる。また、基準パルス信号a
のデューティ比を一定としてその周波数を低下させるこ
とにより基準パルス信号cのハイレベル期間を増大させ
ても同様にピーク検出信号cの電圧は増大し、周波数を
任意に選択することによってフィルタ回路12,18夫
々の時定数つまり周波数特性を可変調整することができ
る。
【0013】ところで、信号源10で基準パルス信号a
の周波数を可変する際に、デューティ比を一定とするこ
とは、なかなか困難である。この点を解決するのが次の
第2実施例である。
【0014】図3は本発明回路の第2実施例の回路構成
図を示す。同図中、図1と同一部分には同一符号を付
し、その説明を省略する。図3において、信号源25は
図4(A)に示す如き所定周波数のパルス信号aを発生
する。このパルス信号aはトリガ形フリップフロップ2
6で1/2分周され図4(C)に示す基準パルス信号c
とされてバッファ11,15及びノア回路27に供給さ
れる。
【0015】またパルス信号aはインバータ28で反転
されて図4(B)に示す信号bとされた後、トリガ形フ
リップフロップ29で1/2分周され図4(D)に示す
信号dとされてノア回路27に供給される。ノア回路2
7は上記の信号c,dから図4(E)に示すスイッチン
グ信号eを生成し、スイッチSW3に供給する。
【0016】スイッチSW3はスイッチング信号eのロ
ーレベル期間(時刻t0 〜t3 )に遮断し、ハイレベル
期間(時刻t3 〜t4 )に導通してフィルタ回路12内
のコンデンサC1の充電電荷を抵抗R11を通して放電
する。またスイッチSW1は基準パルス信号cのハイレ
ベル期間(時刻t0 〜t2 )に遮断し、ローレベル期間
(時刻t2 〜t4 )に導通する。このため、フィルタ回
路12のコンデンサC1は時刻t0 〜t2 間で充電さ
れ、時刻t2 〜t3 間で自然放電され、時刻t3〜t4
間で抵抗R11を通して放電されて、フィルタ回路12
の出力信号fは図4(F)に示す如く変化する。上記の
時刻t0 〜t2 間は信号源25の出力パルス信号aのデ
ューティ比に拘らず一定である。
【0017】また、時刻t2 〜t3 間はパルス信号aの
デューティ比に応じて変化するが、サンプリングホール
ド回路16は時刻t2 でサンプリングホールドを行な
い、図4(G)に示すホールド信号gを出力するため、
上記の時刻t2 〜t3 間の変動はホールド信号gの電圧
に何ら影響を与えない。差動増幅器17は上記ホールド
信号gの電圧を基準電圧VNと差動増幅して図4(H)
に示す制御信号hを生成し、フィルタ回路12,18に
供給する。
【0018】つまり、この実施例では実質的にデューテ
ィ比が50%となる。これによって、信号源25の周波
数を可変調整することにより正確にコンデンサC1の充
電期間を可変調整でき、フィルタ回路12,18の時定
数つまり周波数特性を可変調整することができる。
【0019】図5は本発明回路の第3実施例の回路構成
図を示す。この実施例はフィルタ回路の代りに増幅回路
のカットオフ周波数の調整を行なうものである。図5に
おいて、信号源31の出力する基準パルス信号は演算増
幅回路(オペアンプ)OP1と、増幅度を設定する抵抗
R12,R13及びオペアンプOP1に動作電流を供給
する定電流源I1で構成される反転増幅回路32で増幅
された後、スイッチSW4に供給される。
【0020】スイッチSW4は信号源31よりの基準パ
ルス信号のローレベル期間に導通し、ハイレベル期間に
遮断する。増幅回路32出力はスイッチSW4の導通時
にピークホールド回路33に供給される。ピークホール
ド回路33はピーク検出器14及びサンプリングホール
ド回路16と同様にして増幅回路32出力のピーク電圧
を保持する。
【0021】このピークホールド電圧は抵抗R16を通
して電圧電流変換回路34に供給される。電圧電流変換
回路34はトランジスタQ1,Q2で構成されたカレン
トミラー回路であり、トランジスタQ1,Q2のコレク
タ電流は上記ピークホールド電圧に比例する。このトラ
ンジスタQ1のコレクタ電流は増幅回路32,35夫々
の動作電流に加算される。
【0022】増幅回路35は交流信号源36よりの信号
を増幅し、端子37より集積回路内の次段回路へ供給す
るもので、増幅回路32と同様にオペアンプOP2と抵
抗R14,R15と定電流源I2とより構成されてい
る。
【0023】オペアンプOP1,OP2等の差動回路で
構成された増幅回路32,35のカットオフ周波数は物
理的な限界を別にすれば動作電流が大きくなるほど高周
波数となる。これによって、信号源31の出力する基準
パルス信号のデューティ比又は周波数を可変することに
より基準パルス信号のハイレベル期間を調整してピーク
ホールド電圧を可変調整し、増幅回路32,35のカッ
トオフ周波数を可変調整することができる。
【0024】図6は本発明回路の第4実施例の回路構成
図を示す。同図中、信号源41の出力する基準パルス信
号は選択スイッチSW5に供給される。選択スイッチS
W5は端子42より供給されるフィルタセレクト信号に
従って上記基準パルス信号をフィルタ回路44,45,
46のいずれかに供給する。フィルタ回路44,45,
46夫々の出力信号は選択スイッチ回路SW6に供給さ
れ、選択スイッチ回路SW6はフィルタセレクト信号に
従って、フィルタ回路44,45,46のうち基準パル
ス信号を供給されているフィルタ回路出力を選択してス
イッチSW8に供給する。
【0025】スイッチSW8は信号源41よりの基準パ
ルス信号のローレベル期間に導通し、ハイレベル期間に
遮断する。選択スイッチSW6で選択されたフィルタ回
路出力はこのスイッチSW8の導通時にピークホールド
回路47に供給されてピーク電圧を保持される。
【0026】このピークホールド電圧は差動増幅器48
で基準電圧VNと差動増幅されて制御電圧VGが生成さ
れる。制御電圧VGはA/Dコンバータ49でディジタ
ル化されメモリ50に供給され書き込まれる。このとき
のメモリ50のアドレスはフィルタセレクト信号に応じ
て端子51より供給される。
【0027】この後、メモリ50に格納された制御電圧
データは端子51よりのメモリアドレスに従って順次読
み出され、選択スイッチSW7に供給される。選択スイ
ッチSW7はメモリアドレスに応じた端子42より供給
されるフィルタセレクト信号に従って制御電圧データを
D/Aコンバータ52,53,54に順次供給する。D
/Aコンバータ52,53,54夫々は供給された制御
電圧データを保持し、この保持したデータをアナログ化
する。D/Aコンバータ52の出力する制御電圧はフィ
ルタ回路44,55に供給され、D/Aコンバータ53
の出力する制御電圧はフィルタ回路45,56に供給さ
れ、D/Aコンバータ54の出力する制御電圧はフィル
タ回路46,57に供給される。
【0028】フィルタ回路44〜46,55〜57夫々
は図1のフィルタ回路12と同様のもので、制御電圧が
高いほど時定数が大きくなるものであり、フィルタ回路
44と55、45と56、46と57夫々は同一構成で
ある。フィルタ回路55,56,57夫々は交流信号源
58,59,60夫々よりの信号の周波数制限を行なっ
て端子61,62,63夫々より集積回路内の次段回路
へ供給する。
【0029】この実施例では絶えず基準パルス信号を発
生する必要がなく、フィルタ回路44,45,46夫々
に一定期間、基準パルス信号を供給して各制御電圧をメ
モリ50に書き込んだ後は基準パルス信号を発生する必
要がない。
【0030】なお、図1に示す第1実施例の変形例とし
て図7に示す如く、フィルタ回路18と同一構成で、交
流信号源65よりの信号の周波数制限を行なって端子6
6より半積回路内の次段回路へ供給するフィルタ回路6
4に制御信号eを供給してフィルタ回路64の周波数特
性を可変調整しても良い。また、図8に示す如く、フィ
ルタ回路18と同一構成のフィルタ回路67をフィルタ
回路18に縦続接続してその出力信号を端子21から次
段回路へ供給し、このフィルタ回路67に制御信号eを
供給することにより、フィルタ回路18,67で高次の
フィルタを構成しても良い。
【0031】更に、フィルタ回路12,18の代りに図
9に示すジャイレータフィルタ回路で構成することが考
えられる。図9において70,71はVCCS(Voltag
e Controled Current Source) であり、各VCCSの相
互コンダクタンスgは同一である。図9ではi1 =g・
1 ,i2 =g・V3 と表わされるため、1/g=V 1
/i1 (=R)1/g=V2 /i2 (=R)となるた
め、等価的に抵抗Rが見えることになり、この抵抗Rと
コンデンサCとによりフィルタの時定数が決定される。
【0032】VCCSは基本的に差動回路構成であり、
差動回路に定電流源から供給される動作電流を変化させ
ることにより相互コンダクタンスgを可変できる。つま
り動作電流を増大させると、相互コンダクタンスgが増
大し、抵抗Rが減少する。従って、図1に示す差動増幅
器17の出力電圧を図5に示す如き電圧電流変換回路3
4で電流に変換して、このジャイレータフィルタに供給
することにより、ジャイレータフィルタの周波数特性を
可変調整することができる。
【0033】なお、上記実施例では周波数特性を可変設
定しているが、この他にもインピーダンス特性、増幅器
の出力特性等を可変設定しても良く、上記実施例に限定
されない。
【0034】
【発明の効果】上述の如く、本発明の半導体集積回路に
よれば、フィルタ回路及び増幅回路等の伝送回路の入出
力特性を外付け回路の必要なく高精度に設定することが
でき、実用上きわめて有用である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明回路の第1実施例の回路構成図である。
【図2】図1の回路各部の信号波形図である。
【図3】本発明回路の第2実施例の回路構成図である。
【図4】図3の回路各部の信号波形図である。
【図5】本発明回路の第3実施例の回路構成図である。
【図6】本発明回路の第4実施例の回路構成図である。
【図7】本発明回路の変形例の回路構成図である。
【図8】本発明回路の変形例の回路構成図である。
【図9】ジャイレータフィルタの回路構成図である。
【符号の説明】
10,25,31,41 信号源 11,15 バッファ 12,18,44〜46,55〜57 フィルタ回路 14 ピーク検出器 16 サンプリングホールド回路 17 差動増幅器 20,36,58〜60 交流信号源 32,35 増幅器 33,47 ピークホールド回路 34 電圧電流交換回路 SW1〜SW4,SW8 スイッチ SW5,SW6,SW7 選択スイッチ

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 周波数又はデューティ比を可変して基準
    パルス信号を発生する信号源(10)と、 入出力特性が制御信号に応じて可変され、上記基準パル
    ス信号を供給されて伝送する基準回路(12)と、 基準回路の伝送信号を上記基準パルス信号の周波数又は
    デューティ比に対応した期間だけ取り出すスイッチ(S
    W1)と、 上記スイッチで取り出された上記基準回路の伝送信号の
    ピークホールドを行なうピークホールド回路(14,1
    6)と、 上記ピークホールド回路の出力電圧に基づく制御信号を
    生成して上記基準回路及び基準回路と同一構成の伝送回
    路(18)に供給して、上記基準回路及び伝送回路の入
    出力特性を設定制御する制御回路(17)とを有するこ
    とを特徴とする半導体集積回路。
  2. 【請求項2】 前記基準回路(12)及び伝送回路(1
    8)はフィルタ回路であることを特徴とする請求項1記
    載の半導体集積回路。
  3. 【請求項3】 前記制御回路(17)は制御信号の電圧
    により前記基準回路及び伝送回路の入出力特性を設定す
    ることを特徴とする請求項2記載の半導体集積回路。
  4. 【請求項4】 前記基準回路(32)及び伝送回路(3
    5)は増幅回路であることを特徴とする請求項1記載の
    半導体集積回路。
  5. 【請求項5】 前記制御回路(34)は制御信号の電流
    により前記基準回路(32)及び伝送回路(35)の入
    出力特性を設定することを特徴とする請求項4記載の半
    導体集積回路。
  6. 【請求項6】 前記制御回路(48)で生成された複数
    の前記基準回路及び伝送回路夫々の制御信号を記憶する
    メモリ(50)を有し、 上記メモリから読み出した複数の制御信号を対応する基
    準回路(44〜46)及び伝送回路(55〜57)に供
    給することを特徴とする請求項1記載の半導体集積回
    路。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006074435A (ja) * 2004-09-02 2006-03-16 Fujitsu Ltd カットオフ周波数の調整を可能にしたフィルタ回路

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JP4723215B2 (ja) * 2004-09-02 2011-07-13 富士通セミコンダクター株式会社 カットオフ周波数の調整を可能にしたフィルタ回路

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