JPH0758597B2 - Peak voltage holding circuit - Google Patents

Peak voltage holding circuit

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JPH0758597B2
JPH0758597B2 JP62045727A JP4572787A JPH0758597B2 JP H0758597 B2 JPH0758597 B2 JP H0758597B2 JP 62045727 A JP62045727 A JP 62045727A JP 4572787 A JP4572787 A JP 4572787A JP H0758597 B2 JPH0758597 B2 JP H0758597B2
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amplifier
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capacitor
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はピーク電圧保持回路、特にコンデンサを利用し
たピーク電圧保持回路に関する。
The present invention relates to a peak voltage holding circuit, and more particularly to a peak voltage holding circuit using a capacitor.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来、この種のピーク電圧保持回路は、アナログ入力電
圧を整流機能を有する増幅器を介してコンデンサに印加
し、コンデンサが保持している電圧よりもアナログ入力
電圧の方が低い場合には増幅器の整流作用により回路が
導通せずにコンデンサは以前の電圧を保持し続け、逆に
コンデンサが保持している電圧よりもアナログ入力電圧
の方が高い場合には増幅器の整流作用により回路が導通
してコンデンサをアナログ入力電圧まで充電することに
よって、これまでに印加されたアナログ入力電圧の最大
値をコンデンサに保持する構成となっていた。
Conventionally, this type of peak voltage holding circuit applies an analog input voltage to a capacitor through an amplifier having a rectifying function, and rectifies the amplifier when the analog input voltage is lower than the voltage held by the capacitor. The circuit does not conduct due to the action and the capacitor continues to hold the previous voltage. Conversely, when the analog input voltage is higher than the voltage held by the capacitor, the rectifying action of the amplifier causes the circuit to conduct and the capacitor Is charged to the analog input voltage, the maximum value of the analog input voltage applied so far is held in the capacitor.

第5図は上述したピーク電圧保持回路の従来例の回路図
である。このピーク電圧保持回路は,電圧保持コンデン
サ11と、増幅器13,14と、整流器15,16と、アナログ入力
電圧Vxの入力端子10と、ピーク値電圧Vpの出力端子20と
からなっている。また、増幅器13および増幅器14はそれ
ぞれ利得1の非反転増幅回路(ボルテージフォロワ)を
構成し、増幅器14の出力は増幅器13の反転入力端子にも
接続されている。
FIG. 5 is a circuit diagram of a conventional example of the peak voltage holding circuit described above. This peak voltage holding circuit comprises a voltage holding capacitor 11, amplifiers 13 and 14, rectifiers 15 and 16, an input terminal 10 for an analog input voltage Vx, and an output terminal 20 for a peak value voltage Vp. The amplifier 13 and the amplifier 14 each form a non-inverting amplifier circuit (voltage follower) having a gain of 1, and the output of the amplifier 14 is also connected to the inverting input terminal of the amplifier 13.

次に、この従来例の動作を説明する。まず、入力端子10
にアナログ入力電圧Vxが印加されると増幅器13の出力電
圧V2はアナログ入力電圧Vxに等しくなる。この時、増幅
器13の出力電圧V2の値が電圧保持コンデンサ11が保持し
ている電圧V1より高い時には整流器16が導通して電圧保
持コンデンサ11はさらに充電されることになる。ところ
が、整流器16を通しての充電であるため電圧保持コンデ
ンサ11の電圧V1は増幅器13の出力電圧V2より整流器の閾
値電圧VTだけ小さな値、すなわちV2−VTまでしか充電さ
れない。ところで、増幅器13の出力電圧V2はアナログ入
力電圧Vxに等しく、かつ増幅器14の出力電圧Vpは電圧保
持コンデンサ11の保持している電圧V1に等しくなること
から、増幅器14の出力電圧VpはVx−VTとなる。一方、増
幅器14の出力は増幅器13の反転入力端子に帰還されてい
るため、増幅器13の反転入力端子の印加電圧は増幅器14
の出力電圧Vp、すなわちVx−VTとなる。増幅器13の非反
転入力端子の印加電圧はアナログ入力電圧Vxであるか
ら、増幅器13の反転入力端子と非反転入力端子への印加
電圧は不平衡状態となり、印加電圧の差はVTとなる。従
って、増幅器13は反転入力端子と非反転入力端子への印
加電圧の差によって出力電圧が変化することになる。増
幅器13の出力電圧の変化は増幅器14を通して増幅器13の
反転入力端子に帰還され、増幅器13の反転入力端子に印
加される電圧がアナログ入力電圧Vxに等しくなった時点
で平衡状態となって増幅器13の出力電圧の変化は止ま
る。最終的に増幅器13の出力電圧V2の値はVx+VTとな
り、電圧保持コンデンサ11の保持電圧V1の値はVxとなっ
てアナログ入力電圧に等しくなる。従って、アナログ入
力電圧Vxの最大値をVxpとすると、電圧保持コンデンサ1
1の保持電圧V1はVxpまで上昇し、同時に増幅器14の出力
電圧VpもVxpまで上昇することになる。この時の増幅器1
3の出力電圧V2は先に述べた増幅器14からの帰還作用に
よってVxp+VTとなっている。
Next, the operation of this conventional example will be described. First, input terminal 10
When the analog input voltage Vx is applied to, the output voltage V 2 of the amplifier 13 becomes equal to the analog input voltage Vx. At this time, when the value of the output voltage V 2 of the amplifier 13 is higher than the voltage V 1 held by the voltage holding capacitor 11, the rectifier 16 becomes conductive and the voltage holding capacitor 11 is further charged. However, since the charging is performed through the rectifier 16, the voltage V 1 of the voltage holding capacitor 11 is charged only to a value smaller than the output voltage V 2 of the amplifier 13 by the threshold voltage V T of the rectifier, that is, V 2 −V T. By the way, since the output voltage V 2 of the amplifier 13 is equal to the analog input voltage Vx and the output voltage Vp of the amplifier 14 is equal to the voltage V 1 held by the voltage holding capacitor 11, the output voltage Vp of the amplifier 14 is It becomes Vx−V T. On the other hand, since the output of the amplifier 14 is fed back to the inverting input terminal of the amplifier 13, the voltage applied to the inverting input terminal of the amplifier 13 is
Output voltage Vp, that is, Vx−V T. Since the voltage applied to the non-inverting input terminal of the amplifier 13 is the analog input voltage Vx, the voltage applied to the inverting input terminal and the non-inverting input terminal of the amplifier 13 is unbalanced, and the difference between the applied voltages is V T. Therefore, the output voltage of the amplifier 13 changes depending on the difference between the voltages applied to the inverting input terminal and the non-inverting input terminal. The change in the output voltage of the amplifier 13 is fed back to the inverting input terminal of the amplifier 13 through the amplifier 14, and when the voltage applied to the inverting input terminal of the amplifier 13 becomes equal to the analog input voltage Vx, the amplifier 13 enters a balanced state. The change in the output voltage at stops. Finally, the value of the output voltage V 2 of the amplifier 13 becomes Vx + V T , and the value of the holding voltage V 1 of the voltage holding capacitor 11 becomes Vx, which is equal to the analog input voltage. Therefore, if the maximum value of the analog input voltage Vx is Vxp, the voltage holding capacitor 1
The holding voltage V 1 of 1 rises to Vxp, and at the same time, the output voltage Vp of the amplifier 14 also rises to Vxp. Amplifier 1 at this time
The output voltage V 2 of 3 is Vxp + V T due to the feedback action from the amplifier 14 described above.

次に、アナログ入力電圧Vxが最大値Vxpより低くなる
と、増幅器13の出力電圧V2がVxp+VTより低くなって整
流器16は逆バイアス状態となって非導通となる。従っ
て、入力電圧Vxの変化は電圧保持コンデンサ11には伝わ
らず、電圧保持コンデンサ11はアナログ入力電圧Vxの最
大値Vxpの値を保持し続ける。なお、整流器15は、アナ
ログ入力電圧Vxが負となった時に増幅器13の出力が負側
に振れないようにクランプするためのものである。
Next, when the analog input voltage Vx becomes lower than the maximum value Vxp, the output voltage V 2 of the amplifier 13 becomes lower than Vxp + V T , and the rectifier 16 becomes reverse biased and becomes non-conductive. Therefore, the change in the input voltage Vx is not transmitted to the voltage holding capacitor 11, and the voltage holding capacitor 11 continues to hold the maximum value Vxp of the analog input voltage Vx. The rectifier 15 is for clamping the output of the amplifier 13 so as not to swing to the negative side when the analog input voltage Vx becomes negative.

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

上述した従来のピーク電圧保持回路は、増幅器14の出力
を増幅器13に帰還することで整流器16の閾値電圧VTの補
正を行なっているため、アナログ入力電圧Vxが変化して
から最終的な平衡状態になるまでには増幅器13の出力が
変化して整流器16を通して電圧保持コンデンサ11の充電
が行なわれ、さらに増幅器14の出力が変化し、増幅器14
の出力が増幅器13の入力に帰還されて増幅器13の出力が
さらに変化するという帰還動作をくりかえす。したがっ
て、アナログ入力電圧Vxの周波数が高くなって電圧の変
化が速くなると帰還動作はそれだけ高速に行なわれる必
要があり、そのためには増幅器13や増幅器14には高速動
作可能な増幅器を使用する必要がある。
The conventional peak voltage holding circuit described above corrects the threshold voltage V T of the rectifier 16 by feeding back the output of the amplifier 14 to the amplifier 13, so that the final balance after the analog input voltage Vx changes. By the time the state is reached, the output of the amplifier 13 changes, the voltage holding capacitor 11 is charged through the rectifier 16, the output of the amplifier 14 changes, and the amplifier 14
The feedback operation is repeated in which the output of is fed back to the input of the amplifier 13 and the output of the amplifier 13 is further changed. Therefore, when the frequency of the analog input voltage Vx becomes high and the change in the voltage becomes fast, the feedback operation needs to be performed at such a high speed. Therefore, it is necessary to use an amplifier capable of high-speed operation for the amplifier 13 and the amplifier 14. is there.

第6図は、アナログ入力電圧Vxの周波数が高くなって電
圧の変化が速くなった時に増幅器の動作速度が十分でな
く、アナログ入力電圧Vxの変化に帰還動作が追従できな
くなった時の各部の動作波形を示す図である。アナログ
入力電圧Vxの変化が速く、帰還動作がアナログ入力の変
化に追従できないために電圧保持コンデンサ11の保持す
る電圧V1および増幅器14の出力電圧Vpはアナログ入力電
圧Vxのピーク値Vxpに達することができずに第6図に示
すような誤差を生ずる。
Fig. 6 shows the operational speed of the amplifier when the frequency of the analog input voltage Vx becomes high and the voltage changes rapidly, and the feedback operation cannot follow the change of the analog input voltage Vx. It is a figure which shows an operating waveform. The voltage V 1 held by the voltage holding capacitor 11 and the output voltage Vp of the amplifier 14 must reach the peak value Vxp of the analog input voltage Vx because the analog input voltage Vx changes rapidly and the feedback operation cannot follow the change of the analog input. However, the error as shown in FIG. 6 occurs.

以上説明してきたように、従来のピーク電圧保持回路で
はアナログ入力電圧の周波数が高くなって電圧の変化が
速くなった時には、誤差の発生を防ぐために高速動作可
能な増幅器を使用する必要があり、このような増幅器は
必然的に回路が複雑となり、ピーク電圧保持回路をモノ
リシック集積回路化する場合にチップ面積や消費電力が
増大するという欠点がある。
As described above, in the conventional peak voltage holding circuit, when the frequency of the analog input voltage becomes high and the change in the voltage becomes fast, it is necessary to use an amplifier capable of operating at high speed in order to prevent the occurrence of an error. Such an amplifier inevitably complicates the circuit and has a drawback that the chip area and power consumption increase when the peak voltage holding circuit is formed into a monolithic integrated circuit.

また、上述のピーク電圧保持回路をMOS ICのプロセス技
術を用いてシリコン基板内に形成しようとすると、整流
器15,16は通常のMOS ICのプロセス技術ではつくりにく
く、プロセス技術が複雑化するという欠点もある。
In addition, if the above-mentioned peak voltage holding circuit is to be formed in a silicon substrate using the MOS IC process technology, the rectifiers 15 and 16 are difficult to make with the normal MOS IC process technology, and the process technology becomes complicated. There is also.

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

本発明のピーク電圧保持回路は、アナログ信号を入力す
るための入力端子と、該入力端子に入力されたアナログ
信号の電圧を保持するコンデンサと、前記入力端子と前
記コンデンサとの間に直列に介在するスイッチ手段と、
前記入力端子に入力された前記アナログ信号の電圧と前
記コンデンサに保持されている電圧とを比較する比較器
と、一定周期の制御信号を入力するためのの入力端子と
を有し、前記比較器の出力と前記制御信号とにより前記
スイッチ手段を開閉制御するものである。
The peak voltage holding circuit of the present invention includes an input terminal for inputting an analog signal, a capacitor for holding the voltage of the analog signal input to the input terminal, and a capacitor interposed in series between the input terminal and the capacitor. Switch means for
A comparator for comparing a voltage of the analog signal input to the input terminal with a voltage held in the capacitor; and an input terminal for inputting a control signal of a constant cycle, the comparator And the control signal to control the opening and closing of the switch means.

〔作用〕[Action]

アナログ入力電圧とコンデンサが保持している電圧の大
小を比較器を用いて比較し、入力アナログ電圧の方が電
圧保持コンデンサの保持する電圧よりも大きいときの
み、入力端子と電圧保持コンデンサとの間に直列に介在
するスイッチ手段を閉じ、アナログ入力電圧を電圧保持
コンデンサに保持させることにより、ダイオードのよう
な整流器を必要とせず、整流器の閾値電圧を補償するた
めに帰還動作をくり返す必要がないため高速動作が可能
となる。また、ダイオードを除去し比較器とスイッチ手
段を付加する比較的簡単な構成であるため、半導体集積
回路化が容易である。
A comparator is used to compare the magnitude of the analog input voltage and the voltage held by the capacitor, and only when the input analog voltage is higher than the voltage held by the voltage holding capacitor, the voltage between the input terminal and the voltage holding capacitor is By closing the switch means interposed in series to hold the analog input voltage in the voltage holding capacitor, there is no need for a rectifier such as a diode, and there is no need to repeat the feedback operation to compensate the threshold voltage of the rectifier. Therefore, high speed operation is possible. Further, since the diode is removed and the comparator and the switching means are added, the semiconductor integrated circuit can be easily formed because of the relatively simple structure.

〔実施例〕〔Example〕

第1図は本発明のピーク電圧保持回路の第1の実施例の
回路図である。
FIG. 1 is a circuit diagram of a first embodiment of a peak voltage holding circuit of the present invention.

本実施例のピーク電圧保持回路は、電圧保持コンデンサ
1と、アナログ入力電圧Vxの入力端子10と、入力端子10
と電圧保持コンデンサ1との間に直列に介在するスイッ
チ2と、スイッチ2が持つ等価直列抵抗5と、アナログ
入力電圧Vxと電圧保持コンデンサ1が保持している電圧
V1との大小を比較判定する比較器4と、スイッチ2の開
閉を制御するための制御信号φの入力端子30と、制御信
号φと比較器4の出力を受けてスイッチ2の開閉を制御
する論理ゲート6と、電圧保持コンデンサ1が保持して
いる電圧V1を出力するための出力増幅器3と、出力端子
20とからなっている。
The peak voltage holding circuit of this embodiment includes a voltage holding capacitor 1, an input terminal 10 for an analog input voltage Vx, and an input terminal 10.
2 which is interposed in series between the voltage holding capacitor 1 and the voltage holding capacitor 1, the equivalent series resistance 5 of the switch 2, the analog input voltage Vx and the voltage held by the voltage holding capacitor 1.
Comparator 4 for determining the magnitude of V 1 and the input terminal 30 of control signal φ for controlling the opening / closing of switch 2, and controlling the opening / closing of switch 2 by receiving the control signal φ and the output of comparator 4. Logic gate 6, an output amplifier 3 for outputting the voltage V 1 held by the voltage holding capacitor 1, and an output terminal
It consists of 20 and.

ここで、電圧保持コンデンサ1の容量は、例えば数PFで
あり、抵抗5の抵抗値は例えば1KΩ程度であり、半導体
集積回路化に適している。
Here, the capacity of the voltage holding capacitor 1 is, for example, several PF, and the resistance value of the resistor 5 is, for example, about 1 KΩ, which is suitable for a semiconductor integrated circuit.

第2図は第1図のピーク電圧保持回路の各部の電圧の変
化を示す波形図である。それぞれアナログ入力電圧Vxお
よび電圧保持コンデンサ1の保持する電圧V1の変化、制
御信号φの波形、比較器4の出力波形、スイッチ2の開
閉を制御する論理ゲートの出力Cの波形が示されてい
る。
FIG. 2 is a waveform diagram showing changes in the voltage of each part of the peak voltage holding circuit of FIG. The changes in the analog input voltage Vx and the voltage V 1 held by the voltage holding capacitor 1, the waveform of the control signal φ, the output waveform of the comparator 4, and the waveform of the output C of the logic gate that controls the opening and closing of the switch 2 are shown. There is.

以下第1図および第2図を用いて本実施例の動作を説明
する。まず、スイッチ2が開状態で入力端子10にアナロ
グ入力電圧Vxが印加されると比較器4はアナログ入力電
圧Vxと電圧保持コンデンサ1が保持している電圧V1との
大小を比較する。このときアナログ入力電圧Vxが電圧保
持コンデンサ1の保持している電圧V1よりも低いので比
較器4の出力は高レベル、すなわち論理“1"となって制
御信号φにかかわらず論理ゲート6の出力は低レベルと
なり、スイッチ2は開のままである。従って、アナログ
入力電圧Vxの変化は電圧保持コンデンサ1には何らの影
響を与えることなく、電圧保持コンデンサ1は以前から
保持している電圧V1を保ち続ける。アナログ入力電圧Vx
が次第に大きくなり、電圧保持コンデンサ1が保持して
いる電圧V1より高くなると、比較器4の出力は低レベ
ル、すなわち論理“0"となり、制御信号φが“0"のとき
に、論理ゲート6から制御信号Cが出力される。そして
スイッチ制御信号Cが高レベル、すなわち論理“1"の時
にはスイッチ2が閉じられ、電圧保持コンデンサ1はス
イッチ2を介して充電されることになる。スイッチ2は
等価直列抵抗5を持っているため等価直列抵抗5と電圧
保持コンデンサ1とで時定数回路が構成され、電圧保持
コンデンサ1が保持している電圧V1はアナログ入力電圧
Vxの変化に対して前記時定数回路で決まる時間だけ遅れ
て追従する。スイッチ2の等価直列抵抗5の値を十分に
小さくしておけば、電圧保持コンデンサ1はアナログ入
力電圧Vxに等しくなるまで急速に充電され、等価直列抵
抗5の両端には充電々流に対応した電位差が生ずる。こ
の電位差はアナログ入力電圧Vxがピーク値Vxpに近づい
て、アナログ入力電圧Vxと電圧保持コンデンサ1が保持
している電圧V1との差が小さくなるに従って小さくなり
アナログ入力電圧Vxがピーク値Vxpに達した後、アナロ
グ入力電圧Vxと電圧保持コンデンサ1が保持している電
圧V1とが等しくなった時に等価直列抵抗5の両端に発生
した電位差は零となる。ところで、スイッチ制御信号C
の1つの高レベル期間内で前記電位差が零にならなかっ
た場合、すなわち電圧保持コンデンサ1の保持電圧V1
アナログ入力電圧Vxに達しなかった場合には比較器4の
出力は低レベルの状態が維持され、引き続きスイッチ制
御信号Cがスイッチ2に供給され続ける。ところがアナ
ログ入力電圧Vxがピーク値Vxpを過ぎて降下を始め、電
圧保持コンデンサ1が保持する電圧V1とアナログ入力電
圧Vxとが等しくなったときに、等価直列抵抗5の両端に
発生していた電位差は零となる。すると、比較器4の出
力は反転して高レベル、すなわち論理“1"となって論理
ゲート6は閉じられ、スイッチ制御信号Cはスイッチ2
に供給されなくなって、スイッチ2は開状態になる。ス
イッチ2が開いたことによってアナログ入力電圧Vxの入
力端子10と電圧保持コンデンサ1とは切離され、電圧保
持コンデンサ1はアナログ入力電圧のピーク値Vxpとほ
ぼ等しい電圧を保持することになる。電圧保持コンデン
サ1で保持された電圧V1は、非反転回路接続された利得
1の出力増幅器3を介して出力端子20から出力される。
The operation of this embodiment will be described below with reference to FIGS. 1 and 2. First, when the switch 2 is open and the analog input voltage Vx is applied to the input terminal 10, the comparator 4 compares the analog input voltage Vx and the voltage V 1 held by the voltage holding capacitor 1 with each other. At this time, since the analog input voltage Vx is lower than the voltage V 1 held by the voltage holding capacitor 1, the output of the comparator 4 becomes a high level, that is, the logic "1", and the logic gate 6 The output goes low and switch 2 remains open. Therefore, the change of the analog input voltage Vx does not have any influence on the voltage holding capacitor 1, and the voltage holding capacitor 1 continues to hold the voltage V 1 held from before. Analog input voltage Vx
Becomes gradually higher and becomes higher than the voltage V 1 held by the voltage holding capacitor 1, the output of the comparator 4 becomes low level, that is, the logic “0”, and when the control signal φ is “0”, the logic gate A control signal C is output from 6. Then, when the switch control signal C is at a high level, that is, the logic "1", the switch 2 is closed and the voltage holding capacitor 1 is charged via the switch 2. Since the switch 2 has the equivalent series resistance 5, the equivalent series resistance 5 and the voltage holding capacitor 1 form a time constant circuit, and the voltage V 1 held by the voltage holding capacitor 1 is the analog input voltage.
It follows the change in Vx with a delay of the time determined by the time constant circuit. If the value of the equivalent series resistance 5 of the switch 2 is made sufficiently small, the voltage holding capacitor 1 will be charged rapidly until it becomes equal to the analog input voltage Vx, and both ends of the equivalent series resistance 5 will correspond to the charge flow. A potential difference occurs. This potential difference becomes smaller as the analog input voltage Vx approaches the peak value Vxp and the difference between the analog input voltage Vx and the voltage V 1 held by the voltage holding capacitor 1 becomes smaller, and the analog input voltage Vx becomes the peak value Vxp. After that, when the analog input voltage Vx becomes equal to the voltage V 1 held by the voltage holding capacitor 1, the potential difference generated across the equivalent series resistor 5 becomes zero. By the way, the switch control signal C
If the potential difference does not become zero within one high level period of, that is, if the holding voltage V 1 of the voltage holding capacitor 1 does not reach the analog input voltage Vx, the output of the comparator 4 is in the low level state. Is maintained, and the switch control signal C is continuously supplied to the switch 2. However, when the analog input voltage Vx started to drop after passing the peak value Vxp and the voltage V 1 held by the voltage holding capacitor 1 became equal to the analog input voltage Vx, it occurred at both ends of the equivalent series resistance 5. The potential difference becomes zero. Then, the output of the comparator 4 is inverted to a high level, that is, becomes a logic "1", the logic gate 6 is closed, and the switch control signal C is switched to the switch 2
Is not supplied to the switch 2, and the switch 2 is opened. Since the switch 2 is opened, the input terminal 10 for the analog input voltage Vx and the voltage holding capacitor 1 are separated from each other, and the voltage holding capacitor 1 holds a voltage substantially equal to the peak value Vxp of the analog input voltage. The voltage V 1 held by the voltage holding capacitor 1 is output from the output terminal 20 via the gain 1 output amplifier 3 connected in the non-inverting circuit.

ところで、アナログ入力電圧Vxがピーク値Vxpを過ぎて
降下を始め電圧保持コンデンサ1が保持する電圧V1がア
ナログ入力電圧Vxと等しくなっても、比較器4が入力オ
フセットを持っていると出力が反転せず、従ってスイッ
チ2が閉じたままとなって電圧保持コンデンサ1に保持
された電圧V1がピーク値Vxp以下となったアナログ入力
電圧Vxに引きずられて低下してしまいピークホールドが
できなくなる現象が生ずる。このような現象を避けるた
めスイッチ制御信号Cに低レベルとなる期間を設け、こ
の低レベルの期間にスイッチ2を強制的に開状態にして
アナログ入力電圧Vxの変化を電圧保持コンデンサ1に伝
えないようにすることによってアナログ入力電圧Vxと電
圧保持コンデンサ1が保持している電圧V1とに差を生じ
させ、比較器4が入力オフセットを持っていても容易に
出力が反転できるようにしている。スイッチ制御信号C
の低レベル期間はアナログ入力電圧Vxの変化が電圧保持
コンデンサ1に伝わらないため誤差の要因となるが、ス
イッチ制御信号Cの低レベル期間をアナログ入力電圧Vx
の持つ最大周波数成分に対して十分に短くすれば誤差は
無視できる程度に小さくすることができる。
By the way, even if the analog input voltage Vx starts to drop after passing the peak value Vxp and the voltage V 1 held by the voltage holding capacitor 1 becomes equal to the analog input voltage Vx, if the comparator 4 has an input offset, the output is Therefore, the switch 2 remains closed, and the voltage V 1 held in the voltage holding capacitor 1 is dragged by the analog input voltage Vx that has become the peak value Vxp or less and falls, so that the peak hold cannot be performed. A phenomenon occurs. In order to avoid such a phenomenon, a period in which the switch control signal C is at a low level is provided, and during this low level period, the switch 2 is forcibly opened to prevent the change in the analog input voltage Vx from being transmitted to the voltage holding capacitor 1. By doing so, a difference is generated between the analog input voltage Vx and the voltage V 1 held by the voltage holding capacitor 1 so that the output can be easily inverted even if the comparator 4 has an input offset. . Switch control signal C
During the low level period, the change of the analog input voltage Vx is not transmitted to the voltage holding capacitor 1, which causes an error. However, during the low level period of the switch control signal C, the analog input voltage Vx is changed.
If it is sufficiently short with respect to the maximum frequency component of, the error can be made small enough to be ignored.

第3図は本発明の第2の実施例の回路図である。本実施
例ではスイッチとして半導体アナログスイッチを用い、
アナログスイッチを構成する半導体素子としてp型MOS
トランジスタ8とn型MOSトランジスタ9とを並列に接
続して使用している。p型MOSトランジスタ8のゲート
には論理ゲート6の出力をインバータ7で反転して供給
し、n型MOSトランジスタ9のゲートには論理ゲート6
の出力をそのまま供給している。半導体アナログスイッ
チは導通状態でも数十オームから数百オームの等価直列
抵抗を持つため、第3図に示す回路は第1図の回路と等
価となる。
FIG. 3 is a circuit diagram of the second embodiment of the present invention. In this embodiment, a semiconductor analog switch is used as the switch,
P-type MOS as a semiconductor element that constitutes an analog switch
The transistor 8 and the n-type MOS transistor 9 are connected in parallel and used. The output of the logic gate 6 is inverted by the inverter 7 and supplied to the gate of the p-type MOS transistor 8, and the logic gate 6 is supplied to the gate of the n-type MOS transistor 9.
The output of is supplied as it is. Since the semiconductor analog switch has an equivalent series resistance of several tens to several hundreds of ohms even in the conductive state, the circuit shown in FIG. 3 is equivalent to the circuit shown in FIG.

第4図は本発明の第3の実施例の回路図である。本実施
例では回路開閉手段として2つのスイッチを持ち比較器
4の出力と制御信号φによってそれぞれ別のスイッチを
独立に開閉制御するもので、比較器4の出力で開閉を制
御される第1のスイッチと、制御信号φによって開閉を
制御される第2のスイッチを設けている。第1のスイッ
チとしてp型MOSトランジスタ8とn型MOSトランジスタ
9とを並列に接続し、p型MOSトランジスタ8のゲート
には比較器4の出力をインバータ7で反転して供給し、
n型MOSトランジスタ9には比較器4の出力をそのまま
供給している。また、第2のスイッチとしてp型MOSト
ランジスタ18とn型MOSトランジスタ19とを並列に接続
し、p型MOSトランジスタ18のゲートには制御信号φを
インバータ17で反転して供給し、n型MOSトランジスタ1
9のゲートには制御信号φをそのまま供給している。
FIG. 4 is a circuit diagram of the third embodiment of the present invention. In this embodiment, two switches are provided as the circuit opening / closing means, and the output of the comparator 4 and the control signal φ are used to control the opening / closing of the other switches independently. The opening / closing is controlled by the output of the comparator 4. A switch and a second switch whose opening and closing are controlled by a control signal φ are provided. A p-type MOS transistor 8 and an n-type MOS transistor 9 are connected in parallel as a first switch, and the output of the comparator 4 is inverted by an inverter 7 and supplied to the gate of the p-type MOS transistor 8.
The output of the comparator 4 is directly supplied to the n-type MOS transistor 9. Also, a p-type MOS transistor 18 and an n-type MOS transistor 19 are connected in parallel as a second switch, and a control signal φ is inverted by an inverter 17 and supplied to the gate of the p-type MOS transistor 18 to supply an n-type MOS transistor. Transistor 1
The control signal φ is directly supplied to the gate of 9.

なお、第1のスイッチと第2のスイッチの順序が入れ換
わっても、まったく同じ効果が得られるのは言うまでも
ない。
Needless to say, the same effect can be obtained even if the order of the first switch and the second switch is exchanged.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上説明したように本発明は、アナログ入力端子と電圧
保持コンデンサとの間にスイッチを接続し、アナログ入
力電圧と電圧保持コンデンサが保持している電圧との大
小を比較器で比較判定し、前記比較器の比較結果に基づ
いて前記スイッチの開閉を制御することにより、従来の
ピーク電圧保持回路のように整流器の閾値電圧を補償す
るために出力増幅器の出力を帰還させる必要がなく、従
って高速で動作する増幅器を必要とせず、しかもスイッ
チのもつ等価直列抵抗と電圧保持コンデンサとで構成さ
れる時定数回路の時定数を小さくすればアナログ入力電
圧が高速で変化しても電圧保持コンデンサが保持する電
圧はアナログ入力電圧の変化に追従することができるた
め高速動作に適したピーク電圧保持回路を得ることがで
き、さらに特殊な回路を必要としないため比較的構成の
簡単なモノリシック集積回路として構成することが容易
な、しかも高速で動作することが可能なピーク電圧保持
回路を提供できる効果がある。
As described above, the present invention connects a switch between the analog input terminal and the voltage holding capacitor, compares the analog input voltage and the voltage held by the voltage holding capacitor with a comparator, and determines By controlling the opening and closing of the switch based on the comparison result of the comparator, it is not necessary to feed back the output of the output amplifier to compensate the threshold voltage of the rectifier as in the conventional peak voltage holding circuit, and therefore at high speed. No need for an operating amplifier, and if the time constant of the time constant circuit consisting of the equivalent series resistance of the switch and the voltage holding capacitor is made small, the voltage holding capacitor holds even if the analog input voltage changes at high speed. Since the voltage can follow changes in the analog input voltage, it is possible to obtain a peak voltage holding circuit suitable for high-speed operation. Road easy to be configured as a simple monolithic integrated circuit relatively arrangement requires no, yet the effect capable of providing a peak voltage holding circuit capable of operating at high speed.

更に、比較器の論理出力でスイッチの開閉を直接制御し
ないで、比較器の出力信号と一定の周期を有する制御信
号の二つの信号に基づいて、スイッチの開閉を制御した
ことにより、コンデンサに保持されている電圧が入力電
圧より低く、従って比較器の論理出力が低のままであっ
ても、制御信号 によりスイッチを強制的に開状態にす
る期間を設けて、アナログ入力信号の変化がコンデンサ
に伝わらないようにし、アナログ入力電圧とコンデンサ
の保持電圧とに差を生じさせ、これによって、比較器が
入力オフセットを持っていても、入力信号の極近くで比
較器が容易に出力が反転出来るようにしたことにより、
ピーク電圧の精度を格段に向上させた。
Further, the open / close of the switch is not directly controlled by the logical output of the comparator, but the open / close of the switch is controlled based on the two signals of the output signal of the comparator and the control signal having a constant period, so that the capacitor is held. Even if the voltage being applied is lower than the input voltage and thus the logic output of the comparator remains low, the control signal forces the switch to open, allowing a change in the analog input signal to the capacitor. This prevents the signal from being transmitted and causes a difference between the analog input voltage and the holding voltage of the capacitor, so that even if the comparator has an input offset, the output can be easily inverted by the comparator near the input signal. By doing,
The accuracy of the peak voltage has been dramatically improved.

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

第1図は本発明のピーク電圧保持回路の第1の実施例の
回路図、第2図は第1図のピーク電圧保持回路の各部の
電圧の変化を示す図、第3図は本発明のピーク電圧保持
回路の第2の実施例の回路図、第4図は本発明のピーク
電圧保持回路の第3の実施例の回路図、第5図はピーク
電圧保持回路の従来例を示す回路図、第6図は第5図の
従来のピーク電圧保持回路の各部の電圧の変化を示す図
である。 1……電圧保持コンデンサ、 2……スイッチ、 3……増幅器、 4……比較器、 5……スイッチ2の等価直列抵抗、 6……ノアゲート、 7……インバータ、 8……PMOSトランジスタ、 9……NMOSトランジスタ、 10……アナログ入力端子、 20……ホールド電圧出力端子、 30……制御信号入力端子、 15,16……整流器、 18,19……MOSトランジスタ、 Vx……アナログ入力電圧、 φ……制御信号、 V1……保持電圧、 C……ノアゲート6の出力、 Vp……出力電圧。
FIG. 1 is a circuit diagram of a first embodiment of a peak voltage holding circuit of the present invention, FIG. 2 is a diagram showing changes in voltage of each part of the peak voltage holding circuit of FIG. 1, and FIG. Circuit diagram of the second embodiment of the peak voltage holding circuit, FIG. 4 is a circuit diagram of the third embodiment of the peak voltage holding circuit of the present invention, and FIG. 5 is a circuit diagram showing a conventional example of the peak voltage holding circuit. , FIG. 6 is a diagram showing changes in the voltage of each part of the conventional peak voltage holding circuit of FIG. 1 ... Voltage holding capacitor, 2 ... Switch, 3 ... Amplifier, 4 ... Comparator, 5 ... Equivalent series resistance of switch 2, 6 ... NOR gate, 7 ... Inverter, 8 ... PMOS transistor, 9 …… NMOS transistor, 10 …… Analog input terminal, 20 …… Hold voltage output terminal, 30 …… Control signal input terminal, 15,16 …… Rectifier, 18,19 …… MOS transistor, Vx …… Analog input voltage, φ: control signal, V 1: holding voltage, C: output of NOR gate 6, Vp: output voltage.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】アナログ信号を入力するための入力端子
と、該入力端子に入力されたアナログ信号の電圧を保持
するコンデンサと、前記入力端子と前記コンデンサとの
間に直列に介在するスイッチ手段と、前記入力端子に入
力された前記アナログ信号の電圧と前記コンデンサに保
持されている電圧とを比較する比較器と、一定周期の制
御信号を入力するための入力端子とを有し、前記比較器
の出力と前記制御信号とにより前記スイッチ手段を開閉
制御し前記入力端子と前記コンデンサ間の導通を周期的
に遮断することを特徴とするピーク電圧保持回路。
1. An input terminal for inputting an analog signal, a capacitor for holding a voltage of the analog signal input to the input terminal, and switch means interposed in series between the input terminal and the capacitor. A comparator for comparing the voltage of the analog signal input to the input terminal with the voltage held in the capacitor, and an input terminal for inputting a control signal of a constant cycle, the comparator The peak voltage holding circuit is characterized in that the switch means is controlled to be opened / closed by the output of the control signal and the control signal to periodically interrupt the conduction between the input terminal and the capacitor.
【請求項2】前記比較器の出力と前記制御信号との論理
積手段を有し、該論理積手段の出力により前記スイッチ
手段を開閉制御することを特徴とする特許請求の範囲第
1項記載のピーク電圧保持回路。
2. The method according to claim 1, further comprising a logical product means for outputting the output of the comparator and the control signal, and controlling the opening / closing of the switch means by the output of the logical product means. Peak voltage holding circuit.
【請求項3】前記スイッチ手段は直列接続の2個のスイ
ッチから成り、それぞれを前記比較器の出力および前記
制御信号により開閉制御することを特徴とする特許請求
の範囲第1項記載のピーク電圧保持回路。
3. The peak voltage according to claim 1, wherein said switch means comprises two switches connected in series, each of which is controlled to open / close by an output of said comparator and said control signal. Holding circuit.
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