JPH1092190A - 追跡および保持回路 - Google Patents

追跡および保持回路

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JPH1092190A
JPH1092190A JP9165574A JP16557497A JPH1092190A JP H1092190 A JPH1092190 A JP H1092190A JP 9165574 A JP9165574 A JP 9165574A JP 16557497 A JP16557497 A JP 16557497A JP H1092190 A JPH1092190 A JP H1092190A
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スコット・キャメロン・マクレオド
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 大きい切換え遷移を生じることなく高速度で
追跡および保持動作を行うこと。 【解決手段】 入力信号を追跡し、ディジタル化のため
値を保持する高速回路10は、保持コンデンサ28と、
コンデンサ28のいずれかの側に接続されて定流発生器
20と電源電圧VCC間に延びる2つの充電回路26、2
6′とを含む。各充電回路26、26′は、アナログ入
力信号VINに応答する入力トランジスタ30、30′
と、コンデンサ28ならびにサンプル信号VSに応答し
て追跡モードまたは保持モードを取らせる直列のスイッ
チング・トランジスタ34、34′を含む負荷とを有す
る。負荷は、コンデンサ28が充電中の追跡モードの間
は低い抵抗を呈し、コンデンサ28が放電中の保持モー
ドの間は高い抵抗を呈するダイオード38、38′を含
む。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、追跡および保持回
路に関し、特に高速な回路に関する。
【0002】
【従来の技術】信号処理において、ディジタル処理のた
めアナログ信号をディジタル化することは日常事であ
る。これは、予め定めた時点でアナログ信号をまずサン
プリングして、次に各アナログ・サンプルをディジタル
形態に変換することによって行われる。サンプリングの
ため用いられる一般形態の追跡および保持回路は、信号
電圧を電圧を追跡する保持コンデンサに接続するFET
を備え、ディジタル化に充分な期間コンデンサ電圧を保
持するようにこのFETを遮断するためサンプリング電
圧が印加される。コンデンサ電圧は、アナログ/ディジ
タル・コンバータに接続される低インピーダンス出力ド
ライブを提供するため演算増幅器によりバッファされ
る。
【0003】しかし、FETの追跡および保持回路は動
作が遅く、このため高周波の用途には適さず、更にこの
回路は、切換えが生じる時、出力に大きな切換え遷移を
生じる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、大きい切換え遷移を生じることなく高速度で追跡お
よび保持動作を行うことにある。別の目的は、単純で低
コストの回路により追跡および保持動作を行うことにあ
る。
【0005】
【課題を解決するための手段】1対の充電回路が、保持
コンデンサの両端に接続され、アナログ入力信号に応答
して、望ましくは1より大きな利得で入力信号を追跡す
るコンデンサに電圧を印加する。定電流源が、両充電回
路に給電し、各充電回路は、追跡中は低インピーダンス
を保持中は高インピーダンスとなるダイオードを含むイ
ンピーダンス経路を有する。各充電回路における入力ト
ランジスタは、追跡を行うように入力信号によって制御
される。各充電回路における第1のトランジスタ・スイ
ッチは、追跡機能を動作可能にするよう導通し、コンデ
ンサ電圧を保持するためオフになる。各入力トランジス
タと関連しかつ定電流源と直列の第2のトランジスタ・
スイッチは、定電流のための経路を提供するため第1の
トランジスタがオフである時にオンになる。
【0006】本発明の上記および他の利点については、
同じ参照番号が類似部分を指す添付図面に関して以降の
記述を参照すれば更に明らかになろう。
【0007】
【発明の実施の形態】以降の記述は、5MHzのサンプ
リング速度で75MHz程度の信号処理の如き高速度用
途のために開発された追跡および保持回路に関する。し
かし、かかる回路が低コストで単純な回路が望ましい広
範囲の用途に対して有効であることは明らかであろう。
【0008】図1は、アナログ入力信号VINと、低いデ
ューティ・サイクルの「オン」時間を有する方形波サン
プリング信号VSとを持つ追跡および保持回路10の環
境を示している。追跡および保持回路10の差出力は、
演算増幅器14とその関連する入力抵抗およびフィード
バック抵抗とを含むバッファ12に接続されている。シ
ングル・エンドのバッファ出力は、サンプル信号VS
そのオフ・サイクルへ切換えられる瞬間に入力信号VIN
の値に等しいかあるいはこれに比例する。バッファ12
の出力は、該バッファ出力に対応するディジタル値を生
じるアナログ/ディジタル・コンバータ16へ送られ
る。入力信号VINもまたシングル・エンドであり、従っ
て一方の線上の信号VINは基準電圧と照合され、第2の
入力線は該基準電圧に固定されている。
【0009】図2において、追跡および保持回路10の
アクティブな構成要素は、バイポーラ・トランジスタ
(ダイオードとして構成される2つのトランジスタを含
む)であり、その結果、この回路は単一のモノリシック
構成に向いている。この回路は、抵抗24を介して接地
されたトランジスタ22を有する定電流発生器20を含
み、このトランジスタのベースはバイアス電圧VBに接
続されている。1対の充電回路26、26′は、定電流
発生器20から電源電圧VCCまで延び、保持コンデンサ
28の両側に接続されている。この充電回路は対称形で
あるので、1つの回路について記述し、他の回路はダッ
シュを付した同じ対応の要素を持つ。トランジスタはN
PN型であり、エミッタが抵抗32を介して定電流発生
器20に接続された入力トランジスタ30を含んでい
る。入力トランジスタ30のコレクタは、第1のスイッ
チ即ちサンプリング・トランジスタ34を介して保持コ
ンデンサ28の片側に接続され、かつインピーダンス回
路36を介して電源電圧VCCに接続されている。インピ
ーダンス回路は、アノードが電源電圧に接続され、カソ
ードが小さな抵抗40を介して保持コンデンサ28に接
続されたダイオード38を含んでいる。大きな抵抗42
が、この保持コンデンサ28の両端間に接続されてい
る。第2のスイッチ即ちバイパス・トランジスタ44
は、そのエミッタがサンプリング・トランジスタ34の
エミッタに接続され、そのコレクタは電源電圧VCCに接
続されている。バイパス・トランジスタ44のベース
は、サンプル信号VSの片側に接続され、サンプリング
・トランジスタ34のベースはサンプル信号の他の側に
接続されて、スイッチとしてのサンプリング・トランジ
スタ34および44は逆位相で導通する。追跡および保
持出力電圧VTHが、保持コンデンサ28の両端間に現れ
る。
【0010】動作において、サンプリング・トランジス
タ34、34′のベースが少なくともバイパス・トラン
ジスタ44、44′の電位より100mv大きな電位で
ある時、トランジスタ44、44′はオフであり、定電
流発生器20を流れる全電流は充電回路26、26′を
介して、インピーダンス回路36、36′および保持コ
ンデンサ28により形成される負荷へ送られる。次い
で、ダイオード38、38′がオンにバイアスされて非
常に低いインピーダンスを持ち、回路出力(保持コンデ
ンサ28の両端間の)は(抵抗40/抵抗32)の抵抗
比により決定される利得で入力を追跡する。
【0011】サンプリング・トランジスタ34とバイパ
ス・トランジスタ44におけるバイアスが反転すると、
定電流発生器を流れる全電流はバイパス・トランジスタ
44、44′を介してVCCへ送られる。サンプリング・
トランジスタ34、34′のコレクタは実質的に開回路
であるので、追跡時間に保持コンデンサに形成される電
荷はインピーダンス回路36、36′を経て放電しなけ
ればならない。ダイオード38、38′は非常に高いイ
ンピーダンス状態にあるが、サンプリング・トランジス
タ34、34′を流れる小さな漏れ電流が存在する。こ
の電流がダイオード38、38′をターンオンすること
を阻止するため、抵抗42、42′がこれらダイオード
に電流を流す。その抵抗値は前記ダイオードをターンオ
ンさせるに足る電圧降下(約0.3ボルトより大きい)
を生ずることなく、できるだけ高くなるように選定され
る。このため、追跡モードにある時、コンデンサ28は
抵抗40、40′を介して入力信号により充電される
が、保持モードにおいては、入力信号による充電は生じ
ず、コンデンサ28は抵抗40、42、40′および4
2′を通して非常にゆっくり放電する。抵抗42、4
2′の値が抵抗40、40′より非常に大きいと、前記
回路は高速の追跡および保持として動作する。構成要素
の数値例としては、保持コンデンサは約100pfであ
り、抵抗40、40′、32および32′は100Ωよ
り小さく、抵抗42、42′は約7KΩである。
【0012】この追跡および保持回路は簡単で、チップ
上に実現するのに安価であり、高速度で動作し得ること
が判る。
【図面の簡単な説明】
【図1】追跡および保持回路を用いる回路を示すブロッ
ク図である。
【図2】本発明による追跡および保持回路を示す概略図
である。
【符号の説明】
10 追跡および保持回路 12 バッファ 14 演算増幅器 16 アナログ/ディジタル・コンバータ 20 定電流発生器 26、26′ 充電回路 28 保持コンデンサ

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 保持コンデンサと、 前記コンデンサを充電するため、該コンデンサの両側に
    接続された1対の充電回路であって、各々がアナログ信
    号に対する入力を含むベースを有する入力トランジスタ
    を備え、各々が前記コンデンサから電源の片側に接続さ
    れたインピーダンス経路を有する、1対の並列の充電回
    路と、 前記入力トランジスタと直列に接続され、前記入力トラ
    ンジスタを介する充電を交互に動作可能、動作不能にす
    るためサンプル制御信号により制御されるスイッチ手段
    とを備え、 これにより、充電が動作可能にされる時前記コンデンサ
    の電圧が前記アナログ信号を追跡し、充電が動作不能に
    される時存在する信号値を保持する追跡および保持回
    路。
  2. 【請求項2】 前記スイッチ手段が充電を動作可能にす
    る時は低インピーダンス充電し、前記スイッチ手段が充
    電を動作不能にする時は高インピーダンス放電するため
    のダイオードを各インピーダンス経路が含む請求項1記
    載の追跡および保持回路。
  3. 【請求項3】 前記スイッチ手段が、各入力トランジス
    タと直列であり且つ前記サンプル制御信号により制御さ
    れるトランジスタを含む請求項1記載の追跡および保持
    回路。
  4. 【請求項4】 前記スイッチ手段が、 各入力トランジスタと直列であり、前記サンプル制御信
    号によりオン状態およびオフ状態に制御されるサンプリ
    ング・トランジスタと、 各入力トランジスタと直列であり、前記サンプリング・
    トランジスタがオフである時に定電流源に対する電流経
    路を提供するように、前記サンプリング・トランジスタ
    の状態とは逆にオン状態とオフ状態とに前記サンプル制
    御信号により制御されるバイパス・トランジスタとを含
    む請求項1記載の追跡および保持回路。
  5. 【請求項5】 前記充電回路が前記アナログ信号を増幅
    する請求項1記載の追跡および保持回路。
  6. 【請求項6】 前記充電回路が、共通の抵抗経路を介し
    て前記電源の他の側に接続される請求項1記載の追跡お
    よび保持回路。
  7. 【請求項7】 前記充電回路が、共通の定電流源を介し
    て前記電源の他の側に接続される請求項1記載の追跡お
    よび保持回路。
  8. 【請求項8】 電源の片側に接続された定電流源と、 保持コンデンサと、 前記定電流源と前記コンデンサの反対側との間に接続さ
    れて前記コンデンサを充電する1対の並列の充電回路と
    を備え、 各充電回路が直列に接続された入力トランジスタとサン
    プリング・トランジスタとを含み、 前記入力トランジスタがアナログ入力信号に接続された
    ベースを有し、 前記サンプリング・トランジスタが、前記入力トランジ
    スタを介して充電を交互に動作可能、動作不能にするよ
    うにサンプル制御信号により制御され、 各充電回路が、前記スイッチ手段が充電を動作可能にす
    る時、前記アナログ電圧に比例して前記コンデンサを充
    電するため、前記コンデンサの片側と前記電源の他の側
    との間にインピーダンス経路を有する追跡および保持回
    路。
  9. 【請求項9】 前記インピーダンス経路が、前記入力信
    号を追跡する充電期間には低インピーダンスを持ち、放
    電期間には高インピーダンスを持ち、充電が動作不能に
    された時に存在する値に信号を実質的に保持する請求項
    8記載の追跡および保持回路。
  10. 【請求項10】 前記トランジスタがバイポーラ・トラ
    ンジスタである請求項8記載の追跡および保持回路。
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