JPH11102594A - サンプル−ホールド回路を具える集積回路 - Google Patents
サンプル−ホールド回路を具える集積回路Info
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- JPH11102594A JPH11102594A JP10192512A JP19251298A JPH11102594A JP H11102594 A JPH11102594 A JP H11102594A JP 10192512 A JP10192512 A JP 10192512A JP 19251298 A JP19251298 A JP 19251298A JP H11102594 A JPH11102594 A JP H11102594A
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- G11C27/024—Sample-and-hold arrangements using a capacitive memory element
- G11C27/026—Sample-and-hold arrangements using a capacitive memory element associated with an amplifier
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Abstract
ル−ホールド回路を提供する。 【解決手段】 比較器22は出力増幅器21から生じる
出力信号Vout を入力信号Vinと比較する。この比較器
は比較の方向に応じて、互いに逆の電流を生じる2つの
電流源IGA,IGBのうちの一方或いは他方の電流源
の導通を制御する。相補的な2つのアセンブリA,Bの
各々は第1トランジスタT1A,T1Bと第2トランジ
スタT2A,T2Bとを有する。各第1トランジスタT
1A,T1Bのベースは前記電流源の1つにより制御さ
れて出力端に接続された第1キャパシタC1を充電し、
しかもこの第1トランジスタが対応する第2トランジス
タの動通をも制御する。第2トランジスタT2A,T2
Bのベースはともに第1キャパシタC1に接続され、こ
れら第2トランジスタのエミッタはともに出力増幅器2
1の“−”入力端に接続され、この“−”入力端は抵抗
20を経て基準電圧V ref の点に接続されているととも
に第2キャパシタC2を経て出力端Vout に接続されて
いる。
Description
出力信号を生じるサンプル−ホールド回路を具える集積
回路であって、サンプル−ホールド回路は第1キャパシ
タ及び第2キャパシタを有し、各キャパシタの第1電極
板が、サンプル−ホールド回路の出力端を構成する出力
増幅器の出力端に接続され、第1キャパシタの第2電極
板と出力増幅器の“−”入力端との間に接続部が設けら
れ、第2キャパシタの第2電極板が前記入力端に接続さ
れている当該サンプル−ホールド回路を具える集積回路
に関するものである。このようなサンプル−ホールド回
路は他の回路、例えばアナログ−デジタル変換器と関連
して用いられ、このサンプル−ホールド回路によりこの
変換器の速度を改善しうるようにする。
特許第5,015,877 号明細書に開示されており、既知であ
る。この米国特許明細書に開示されているサンプル−ホ
ールド回路は更に、相互コンダクタンス入力増幅器と、
スイッチを制御する“S/H”信号増幅器と、第2キャ
パシタを入力増幅器の電流により充電する増幅器とを有
し、2つのキャパシタの第2電極板が抵抗により相互接
続されている。
の融通性が良好で簡単なサンプル−ホールド回路を提供
せんとするにある。
け、出力信号を生じるサンプル−ホールド回路を具える
集積回路であって、サンプル−ホールド回路は第1キャ
パシタ及び第2キャパシタを有し、各キャパシタの第1
電極板が、サンプル−ホールド回路の出力端を構成する
出力増幅器の出力端に接続され、第1キャパシタの第2
電極板と出力増幅器の“−”入力端との間に接続部が設
けられ、第2キャパシタの第2電極板が前記入力端に接
続されている当該サンプル−ホールド回路を具える集積
回路において、前記サンプル−ホールド回路が、前記出
力信号を前記入力信号と比較する比較回路を具え、この
比較回路は比較状態中比較方向に応じて一方或いは他方
の方向の予め定めた値の電流を生じるようになってお
り、前記サンプル−ホールド回路が更に、前記比較回路
が電流を生じる際に前記第1キャパシタの電荷を急速に
変えるとともにこの比較回路の電流のほぼ全部を第2キ
ャパシタに流し、比較回路が電流を生じない際に前記キ
ャパシタの双方をともに前記出力増幅器の入力端に接続
する装置を具えていることを特徴とする。
較する比較器によりキャパシタの充電電流を制御し、こ
れによりキャパシタの充放電回路を簡単にするという着
想を基になしたものである。
出力端を有する比較器を以って構成され、この比較器の
これら出力端は、その入力端に供給される信号間の比較
方向に応じて、互いに逆の電流を生じる2つの電流源の
うちの一方或いは他方の導通を制御するようにする。
前記装置が相補的な2つのアセンブリを有し、各アセン
ブリは比較回路の電流方向の1つに対応し、各アセンブ
リは第1トランジスタを有し、この第1トランジスタの
ベースはこれに対応する電流方向の電流により附勢さ
れ、この第1トランジスタのコレクタは電源端子に接続
され、2つのアセンブリの第1トランジスタのエミッタ
はともに第1キャパシタの第2電極板に接続されている
ようにするのが有利である。
タを極めて急速に充電することができる。各アセンブリ
が第2トランジスタを有し、この第2トランジスタのベ
ースが第1トランジスタのエミッタに接続され、この第
2トランジスタのコレクタが第1トランジスタのベース
に接続され、2つのアセンブリの第2トランジスタのエ
ミッタがともに出力増幅器の入力端に接続され、この出
力増幅器の入力端が抵抗を経て基準電圧の点に接続さ
れ、この出力増幅器の入力端が第2キャパシタの第2電
極板に接続されているようにするのが好ましい。
接続が制御され、従ってより一層有効なものとなる。特
に有利な適用に当たっては、サンプル−ホールド回路を
用いて、アナログ−デジタル変換器の入力信号を波形整
形する。本発明の上述した特徴及びその他の特徴は以下
の実施例に関する説明から明らかとなるであろう。
入力端子Vinと出力端子Vout とを有する。比較器22
は出力信号Vout と入力信号Vinとを比較する。この比
較器は2つの相補信号を生じる2つの相補出力端を有
し、これらの相補信号は、クロックCLKにより制御さ
れる瞬時に、信号Vin及びVout 間の比較方向に応じて
2つの電流源IGA及びIGBのうちの一方又は他方の
導通を制御する。電流源IGAは値IGAを有する電流
をノードSに導入し、電流源IGBは値IGBを有する
電流をこのノードSから抽出する。比較器と電流源IG
A,IGBとのアセンブリが前述した比較回路を構成す
る。
“−”入力端に接続されたノードVcの電圧を制御し、
この出力増幅器21の出力端がサンプル−ホールド回路
の出力端Vout を構成している。この増幅器21は、絶
対値βで有限の負の利得を有する。
する。一方のアセンブリAはNPN型の第1トランジス
タT1A及び第2トランジスタT2Aを有し、他方のア
センブリBはPNP型の第1トランジスタT1B及び第
2トランジスタT2Bを有する。これらアセンブリで
は、第1トランジスタT1A及びT1Bのベースがノー
ドSに接続され、これらトランジスタのコレクタが固定
電圧源、すなわち電源VCC及び大地にそれぞれ接続さ
れ、これらトランジスタのエミッタが第2トランジスタ
T2A及びT2Bのベースにそれぞれ接続され、これら
第2トランジスタのコレクタが、これら第2トランジス
タの主電流の順方向にそれぞれ配置されたダイオードD
A及びDBを経て第1トランジスタT1A及びT1Bの
ベースにそれぞれ接続されている。
板と、値C2を有するキャパシタC2の第1電極板とが
出力端Vout に接続されている。2つの第2トランジス
タT2A及びT2BのベースがともにキャパシタC1の
第2電極板に接続されている。これら2つの第2トラン
ジスタのエミッタはともに、 − 出力増幅器21の“−”入力端と、 − 値R20を有する抵抗20を介して基準電圧Vref
の点と、 − キャパシタC2の第2電極板と に接続されている。
ぼ半分の値を有する。アセンブリAの動作を以下に説明
する。アセンブリBの動作はこの説明に必要な変更を加
えて推論しうる。すなわち、相補的なこれら2つのアセ
ンブリは、電流源IGA又は電流源IGBのいずれが電
流を生ずるかに応じて同種の役割を奏する。
スタT1Aがターン・オンし、VCCからのその主電流
がキャパシタC1を急速に充電する。これと同時にこの
電流がトランジスタT2Aのベースに給電し、従って電
流源IGAからの電流がほぼ完全にトランジスタT2A
の主電流路を流れ、キャパシタC2を充電する。電流源
IGAが遮断すると、キャパシタC1及びC2がトラン
ジスタT2Aのベース−エミッタダイオードを介して相
互接続され、抵抗20を介してともに放電される。
効果に類似する効果を用いるもので、この場合増幅器2
1に関するものであり、電流源IGAからトランジスタ
T2Aを経て流れる電流は、増幅器21の入力電流を無
視しうるものとすると、抵抗20とキャパシタC2との
間で分割される。ノードVc における電圧が増大する
と、出力端Vout における電圧が減少し、従って、C1
及びC2の右側の電極板が固定電圧の点に接続されてい
るものとした場合にノードVc における電圧は急速に上
昇するも電圧Vout がキャパシタC1及びC2によって
伝達されることによりノードVc における電圧がこのよ
うに急速に増大するのを防止する。このことはすべて、
キャパシタC1及びC2の値が大きくなったかのように
生じるが、このことは正しくない。本発明によれば、低
い値のキャパシタを用いることができ、従ってこれらキ
ャパシタを集積化することができる。電流IGAがトラ
ンジスタT2Aを流れると、電圧はIGA,C2及び増
幅器21の利得βの値に依存する速度で増幅器21の入
力端に生じる。電流IGAが消滅すると、T1A及びT
2Aの電流も消滅し、電圧は時定数τ2=R20×β×
(C1+C2)を以ってノードVc に生じる。
リガするクロックパルス中、前の値から新たな値に急速
に変化し、従って2つのクロック期間の間で比較的長い
時定数τ2を以って電圧Vref に向って変化する。図2
はこの動作を示しており、2つの状態の各々の電圧変化
をそれぞれ“τ1”及び“τ2”で示しており、垂直の
点線がクロックを示している。
ック−ホールド”回路と称されるサンプリング装置T/
Hがアナログ−デジタル変換器A/Dに先行し、この変
換器が例えばビデオ信号を表わす8ビットのデジタル信
号を生じる。この図3の特性曲線がこの適用例の利点を
示している。出力信号の実効精度を縦座標にプロット
し、これをビットの有効数ENOBで表わし、一方、入
力信号の周波数F(Vin)を横座標にプロットしてあ
る。曲線1及び2はトラック−ホールド回路T/Hがあ
る場合と無い場合との結果をそれぞれ示す。トラック−
ホールド回路があると、ビットの有効数が実際にナイキ
スト基準に基づく理論的な限界に達する。
路図である。
間線図である。
ある。
Claims (5)
- 【請求項1】 入力信号を受け、出力信号を生じるサン
プル−ホールド回路を具える集積回路であって、サンプ
ル−ホールド回路は第1キャパシタ及び第2キャパシタ
を有し、各キャパシタの第1電極板が、サンプル−ホー
ルド回路の出力端を構成する出力増幅器の出力端に接続
され、第1キャパシタの第2電極板と出力増幅器の
“−”入力端との間に接続部が設けられ、第2キャパシ
タの第2電極板が前記入力端に接続されている当該サン
プル−ホールド回路を具える集積回路において、 前記サンプル−ホールド回路が、前記出力信号を前記入
力信号と比較する比較回路を具え、この比較回路は比較
状態中比較方向に応じて一方或いは他方の方向の予め定
めた値の電流を生じるようになっており、前記サンプル
−ホールド回路が更に、前記比較回路が電流を生じる際
に前記第1キャパシタの電荷を急速に変えるとともにこ
の比較回路の電流のほぼ全部を第2キャパシタに流し、
比較回路が電流を生じない際に前記キャパシタの双方を
ともに前記出力増幅器の入力端に接続する装置を具えて
いることを特徴とするサンプル−ホールド回路を具える
集積回路。 - 【請求項2】 請求項1に記載のサンプル−ホールド回
路を具える集積回路において、前記比較回路は2つの相
補出力端を有する比較器を以って構成され、この比較器
のこれら出力端は、その入力端に供給される信号間の比
較方向に応じて、互いに逆の電流を生じる2つの電流源
のうちの一方或いは他方の導通を制御するようになって
いることを特徴とするサンプル−ホールド回路を具える
集積回路。 - 【請求項3】 請求項1に記載のサンプル−ホールド回
路を具える集積回路において、第1キャパシタを急速に
充電するために、前記装置が相補的な2つのアセンブリ
を有し、各アセンブリは比較回路の電流方向の1つに対
応し、各アセンブリは第1トランジスタを有し、この第
1トランジスタのベースはこれに対応する電流方向の電
流により附勢され、この第1トランジスタのコレクタは
電源端子に接続され、2つのアセンブリの第1トランジ
スタのエミッタはともに第1キャパシタの第2電極板に
接続されていることを特徴とするサンプル−ホールド回
路を具える集積回路。 - 【請求項4】 請求項3に記載のサンプル−ホールド回
路を具える集積回路において、各アセンブリが第2トラ
ンジスタを有し、この第2トランジスタのベースが第1
トランジスタのエミッタに接続され、この第2トランジ
スタのコレクタが第1トランジスタのベースに接続さ
れ、2つのアセンブリの第2トランジスタのエミッタが
ともに出力増幅器の入力端に接続され、この出力増幅器
の入力端が抵抗を経て基準電圧の点に接続され、この出
力増幅器の入力端が第2キャパシタの第2電極板に接続
されていることを特徴とするサンプル−ホールド回路を
具える集積回路。 - 【請求項5】 請求項1に記載のサンプル−ホールド回
路を具える集積回路において、前記サンプル−ホールド
回路がアナログ−デジタル変換器と関連していることを
特徴とするサンプル−ホールド回路を具える集積回路。
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