JPS5841007B2 - Charge transfer type transversal filter - Google Patents

Charge transfer type transversal filter

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Publication number
JPS5841007B2
JPS5841007B2 JP53100413A JP10041378A JPS5841007B2 JP S5841007 B2 JPS5841007 B2 JP S5841007B2 JP 53100413 A JP53100413 A JP 53100413A JP 10041378 A JP10041378 A JP 10041378A JP S5841007 B2 JPS5841007 B2 JP S5841007B2
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JP
Japan
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gate electrode
charge
charge transfer
electrode
under
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Application number
JP53100413A
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Japanese (ja)
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JPS5527711A (en
Inventor
建郎 坂上
哲也 飯田
八十二 鈴木
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Toshiba Corp
Original Assignee
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Tokyo Shibaura Electric Co Ltd filed Critical Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Priority to FR7920901A priority patent/FR2433857A1/en
Priority to DE2933440A priority patent/DE2933440C2/en
Publication of JPS5527711A publication Critical patent/JPS5527711A/en
Publication of JPS5841007B2 publication Critical patent/JPS5841007B2/en
Expired legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03HIMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H15/00Transversal filters

Landscapes

  • Picture Signal Circuits (AREA)
  • Filters That Use Time-Delay Elements (AREA)
  • Networks Using Active Elements (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は正、負の重み係数をもつ電荷転送形トランス
バーサルフィルタに係り、特に正、負の重み係数が任意
に設定可能な電荷転送形トランスバーサルフィルタに関
する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a charge transfer type transversal filter having positive and negative weighting coefficients, and particularly to a charge transfer type transversal filter in which positive and negative weighting coefficients can be arbitrarily set.

周知の如く電荷結合素子(以下CCDと略称する)やバ
ケツリレー素子(以下BBDと略称する)のような電荷
転送素子(以下CTDと略称する)は、その遅延機能を
利用してトランスバーサルフィルタに応用することがで
きる。
As is well known, charge transfer devices (hereinafter referred to as CTD) such as charge-coupled devices (hereinafter referred to as CCD) and bucket brigade devices (hereinafter referred to as BBD) can be used as transversal filters by utilizing their delay function. It can be applied.

最近、複数に分岐された入力信号を予じめ定められた係
数で重み付けを行ない、CTDで加算、遅延を行なう入
力加重方式の構成により集積度が高く、特性の優れたト
ランスバーサルフィルタが開発されてきている。
Recently, transversal filters with high integration and excellent characteristics have been developed using an input weighting method in which multiple branched input signals are weighted with predetermined coefficients, and added and delayed using CTD. It's coming.

この場合、CTDでは取扱う信号電荷の極性は正又は負
のどちらか一方の極性に限られるため正、負両方の重み
付けを行なうためには例えば入力信号と反転入力信号を
用いてこれを利得制御することにより、等価的な正、負
の重み付けを行なうことができる。
In this case, in CTD, the polarity of the signal charge handled is limited to either positive or negative polarity, so to perform both positive and negative weighting, for example, gain control is performed using an input signal and an inverted input signal. By doing so, equivalent positive and negative weighting can be performed.

しかしこの様な方法では重み係数の正、負にかかわらず
信号電荷の直流分がCTDの各段で加算されて行くため
、出力段に向うにつれて直流分が増加しこの直流分を収
容するため転送電極面積を出力段に向うにつれて大きく
しておかなければならなかった。
However, in this method, the DC component of the signal charge is added at each stage of the CTD regardless of whether the weighting coefficient is positive or negative, so the DC component increases toward the output stage and is transferred to accommodate this DC component. The electrode area had to be increased toward the output stage.

さらには出力段においてこの直流分の増加により相対的
な信号検出感度が低下するという欠点があった。
Furthermore, there is a drawback that the relative signal detection sensitivity decreases due to the increase in the DC component at the output stage.

この発明は上記点に鑑みなされたもので正の重み係数で
重み付けされた信号は各段へ信号電荷として注入し、負
の重み係数で重み付けされた信号は各段から信号電荷と
して流出することにより直流分に関しても加減算を行な
って、集積度が高く信号検出感度の高い電荷転送形トラ
ンスバーサルフィルタを提供することを目的とするもの
である。
This invention was made in view of the above points, and the signal weighted with a positive weighting coefficient is injected as a signal charge into each stage, and the signal weighted with a negative weighting coefficient flows out from each stage as a signal charge. It is an object of the present invention to provide a charge transfer type transversal filter with a high degree of integration and high signal detection sensitivity by performing addition and subtraction with respect to the DC component.

以下図面を参照してこの発明の一実施例を説明する。An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第1図はこの発明の電荷転送形トランスバーサルフィル
タの原理的な構成を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing the basic structure of a charge transfer type transversal filter of the present invention.

電荷転送手段1の最前段には、仮想的な零レベルに相当
、した直流電荷をこの手段に注入するための直流電荷注
入手段2が設けられている。
At the forefront of the charge transfer means 1, there is provided a DC charge injection means 2 for injecting a DC charge corresponding to a virtual zero level into this means.

また電荷転送手段1の各段には、端子3a〜3d各々を
介して入力する制御電圧に応じ正の重み係数で重み付け
された入力信号を入力するための信号電荷注入手段4a
〜4d各々が設けられている。
Further, each stage of the charge transfer means 1 is provided with a signal charge injection means 4a for inputting an input signal weighted with a positive weighting coefficient according to the control voltage inputted through each of the terminals 3a to 3d.
~4d are provided respectively.

さらに電荷転送手段1の各段には、端子5a〜5d各々
を介して入力する制御電圧に応じ負の重み係数で重み付
けされた入力信号を入力するための信号電荷流出手段6
a〜6d各々が設けられている。
Further, each stage of the charge transfer means 1 is provided with a signal charge draining means 6 for inputting an input signal weighted with a negative weighting coefficient according to the control voltage inputted through each of the terminals 5a to 5d.
a to 6d are provided respectively.

さらにまた電荷転送手段1の出力段には、ごの電荷転送
手段1の各段で遅延、加算あるいは減算された信号を検
知するための出力手段7が設けられている。
Furthermore, the output stage of the charge transfer means 1 is provided with an output means 7 for detecting signals delayed, added or subtracted at each stage of the charge transfer means 1.

第2図は上記第1図に示すトランスバーサルフィルタの
動作を説明するための模式図である。
FIG. 2 is a schematic diagram for explaining the operation of the transversal filter shown in FIG. 1.

すなわち、直流電荷注入手段2から電荷転送手段1の最
前段へ直流電荷QIが注入され、各段の信号電荷注入手
段4a〜4d各々からは正の重み係数で重み付けされた
信号電荷q。
That is, a DC charge QI is injected from the DC charge injection means 2 to the foremost stage of the charge transfer means 1, and a signal charge q weighted with a positive weighting coefficient is output from each of the signal charge injection means 4a to 4d at each stage.

(K)+(1,(K)が注入されるか、又は負の重み係
数で重み付けされた信号電荷q≦(K)+qs(IOが
各段の信号電荷流出手段6a〜6d各々から流出される
(K)+(1, (K) is injected, or the signal charge q≦(K)+qs weighted with a negative weighting coefficient (IO is drained from each of the signal charge draining means 6a to 6d of each stage). Ru.

この時出力手段7に到達する電荷Qoは、 となる。The charge Qo reaching the output means 7 at this time is becomes.

ここでQIは最前段から注入される直流電荷、qo(K
)とq、(K)は各々に段目で正の重み係数で重み付け
されて注入された信号電荷の直流分と交流弁、q’o(
K)とqs(K)は各々に段目で負の重み係数で重み付
けされて流出された信号電荷の直流分゛と交流弁を表わ
す。
Here, QI is the DC charge injected from the front stage, qo(K
), q, (K) are the direct current component of the signal charge injected and weighted with a positive weighting coefficient at each stage, the AC valve, and q'o(
K) and qs(K) respectively represent the DC component and the AC valve of the signal charge that is weighted with a negative weighting coefficient in each stage and is drained.

となるので、出力電荷Qoは最前段から入力される直流
電荷を中心に正負に振れる交流電荷が重畳されたものと
なる。
Therefore, the output charge Qo is a superposition of alternating current charges that swing positive and negative around the direct current charge input from the front stage.

したがって電荷電送手段1の出力段に向うにつれて直流
電荷が増加するという現象がなくなる。
Therefore, the phenomenon that the DC charge increases toward the output stage of the charge transmission means 1 is eliminated.

また最前段から入力される直流電荷は転送電極下で収容
できる最大電荷量の略y2となる様に選べば入力信号q
5ωy q’s (K’)に対する出力電荷Qoのダイ
ナミックレンジを最も広く取ることができる。
In addition, if the DC charge input from the front stage is selected to be approximately y2, which is the maximum amount of charge that can be accommodated under the transfer electrode, the input signal q
The widest dynamic range of the output charge Qo for 5ωy q's (K') can be achieved.

となる。becomes.

ここで であり、正の重み係数で重み付けされて注入された信号
電荷の直流分と負の重み係数で重み付けされて流出され
た信号電荷の直流分の差の総和である。
Here, it is the sum total of the difference between the DC component of the injected signal charge weighted with a positive weighting coefficient and the DC component of the signal charge drained out while weighted with a negative weighting coefficient.

従ってこの場合は(2)式の場合に比べてダイナミック
レンジが狭くなる。
Therefore, in this case, the dynamic range is narrower than in the case of equation (2).

第3図は第1図に示すブロック図を具体的に示した平面
図であり、電荷電送形トランスバーサルフィルタの重み
係数を外部電気信号によって任意に変化できるプログラ
ム可能なトランスバーサルフィルタに適用した例である
FIG. 3 is a plan view specifically showing the block diagram shown in FIG. 1, and is an example of application to a programmable transversal filter in which the weighting coefficient of a charge transfer type transversal filter can be arbitrarily changed by an external electric signal. It is.

そしてここでは電荷注入手段としては電位平衡法、電荷
転送手段としては単相駆動形CCD1出力電荷検出手段
としてはフローティング拡散増幅器を用いて説明する。
In this case, a potential balancing method will be used as the charge injection means, and a floating diffusion amplifier will be used as the charge transfer means and single-phase drive type CCD1 output charge detection means.

第3図においてCCD1の最前段から直流電荷を注入す
る直流電荷注入手段2は、ソース領域11とこれに順次
隣接して設けられる第1ゲート電極12.第2ゲート電
極13.第3ゲート電極14とから構成されている。
In FIG. 3, a DC charge injection means 2 for injecting DC charges from the frontmost stage of the CCD 1 includes a source region 11 and a first gate electrode 12 provided successively adjacent thereto. Second gate electrode 13. and a third gate electrode 14.

そして第1ゲート電極12と第2ゲート電極13には所
定の直流バイアスVG−1,vo−2が各々与えられて
次の転送電極すなわち第3ゲート電極14下で収容でき
る最大電荷量の約4の電荷が第2ゲート電極13下に蓄
積される様に設定される。
Then, predetermined DC biases VG-1 and vo-2 are applied to the first gate electrode 12 and the second gate electrode 13, respectively, so that about 4 of the maximum amount of charge that can be accommodated under the next transfer electrode, that is, the third gate electrode 14, is applied. The setting is made so that the charge of 200 nm is accumulated under the second gate electrode 13.

ソース領域11にはパルスφ8が与えられ、また第3ゲ
ート電極14にはパルスφG−sが与えられて、ソース
領域11から電荷が注入されている間は第3ゲート電極
14は閉じており、ソース領域11から電荷の注入が停
止されている期間に第3ゲート電極14が開いて第2ゲ
ート電極13下の電荷をCCD1の転送電極20aに転
送する。
A pulse φ8 is applied to the source region 11, a pulse φG-s is applied to the third gate electrode 14, and the third gate electrode 14 is closed while charges are injected from the source region 11. During the period when charge injection from the source region 11 is stopped, the third gate electrode 14 is opened and the charge under the second gate electrode 13 is transferred to the transfer electrode 20a of the CCD 1.

各段の信号電荷注入手段4a〜4dは全て同じ構成とな
っており、ソース領域15a、15b。
The signal charge injection means 4a to 4d at each stage all have the same configuration, including source regions 15a and 15b.

15c 、 15d各々と、第1ゲート電極16a。15c, 15d, and the first gate electrode 16a.

16b、16c、16d各々と、第2ゲート電極17a
、17b、17c、17d各々と、第3ゲート電極18
a、18b、18c、18d各々とから構成されている
16b, 16c, 16d, and the second gate electrode 17a
, 17b, 17c, and 17d, and the third gate electrode 18
a, 18b, 18c, and 18d.

第1ゲート電極16a。16 b t 16 c t
16 dには、入力信号■in に直流電圧vBがバ
イアスされた信号が並列的に印加される。
First gate electrode 16a. 16 b t 16 c t
A signal obtained by biasing the input signal ■in with the DC voltage vB is applied in parallel to the input signal 16d.

第2ゲート電極17a、17b、17c。17dには、
これら各電極下のポテンシャル井戸の容量が所望の重み
係数比になる様な制御電圧vh4(+l 、Vha(田
、Vh2(田、■h1(1)が各々印加される。
second gate electrodes 17a, 17b, 17c; In 17d,
Control voltages vh4 (+1), Vha (2), Vh2 (1), and (2) h1 (1) are applied so that the capacitance of the potential well under each of these electrodes becomes a desired weighting coefficient ratio.

ソース領域15a、15b、15c。15dにはパルス
φ8が並列的に与えられ、第3ゲート電極18a、18
b、18c、18ctには、パルスφG−3が並列的に
与えられていて、ソース領域15a、15’b、15c
、15dから電荷が注入されている間は第3ゲート電極
18a。
Source regions 15a, 15b, 15c. A pulse φ8 is applied in parallel to the third gate electrodes 18a and 15d.
Pulse φG-3 is applied in parallel to source regions 15a, 15'b, 15c.b, 18c, 18ct.
, 15d, the third gate electrode 18a.

18b、18c、18dは閉じており、ソース領域15
a、15b、15c、15dから電荷の注入が停止され
ている期間に第3ゲート電極18a。
18b, 18c, 18d are closed and the source region 15
The third gate electrode 18a during the period in which charge injection from a, 15b, 15c, and 15d is stopped.

18b、18c、18dが開いて第2ゲート電極17a
、17d、17c、17d下の電荷をCCD1の転送電
極20b、20c、20d。
18b, 18c, and 18d are opened to form the second gate electrode 17a.
, 17d, 17c, and 17d are transferred to the transfer electrodes 20b, 20c, and 20d of the CCD1.

20e各々に転送する。20e.

各段の信号電荷流出手段は6a〜6dは全て同じ構成と
なっており、第4ゲート電極29a。
All of the signal charge draining means 6a to 6d in each stage have the same configuration, including a fourth gate electrode 29a.

29b、29c、29d各々と、第5ゲート電極30a
、30b、30c、30d各々と、第6ゲート電極31
a、31b、31c、31d各々と、ドレイン領域32
a、32b、32c、32d各各とから構成されている
29b, 29c, and 29d, and the fifth gate electrode 30a
, 30b, 30c, and 30d, and the sixth gate electrode 31
a, 31b, 31c, and 31d, and the drain region 32
a, 32b, 32c, and 32d.

第4ゲート電極29a。29b、29c、29dには、
前記第1ゲート電極17a、17b、17c、17dに
印加された信号と同じ信号、すなわち入力信号Vinに
直流電圧vBがバイアスされた信号が並列的に印加され
る。
Fourth gate electrode 29a. In 29b, 29c, 29d,
The same signal as that applied to the first gate electrodes 17a, 17b, 17c, and 17d, that is, a signal obtained by biasing the input signal Vin with the DC voltage vB, is applied in parallel.

第5ゲート電極30 a s 30 b ) 30 c
t30dにはこれらの電極下のポテンシャル井戸の容
量が所望の重み係数比になる様な制御電圧Vh4(−)
・V h 3 (−)・Vh2(−)・Vhl(−)が
印加される。
Fifth gate electrode 30a s 30b) 30c
At t30d, a control voltage Vh4(-) is applied so that the capacity of the potential well under these electrodes becomes a desired weighting coefficient ratio.
-Vh3(-),Vh2(-),Vhl(-) are applied.

第6ゲート電極31 a 、31b、31c、31dに
は、前記第3ゲート電極18a、18b。
The third gate electrodes 18a, 18b are the sixth gate electrodes 31a, 31b, 31c, 31d.

18c、18dに印加されたパルスと同じパルスφG−
sが並列的に印加され、ドレイン領域32a。
The same pulse φG- as applied to 18c and 18d
s is applied in parallel to the drain region 32a.

32b、32c、32dには、直流電圧VDDが並列的
に印加される。
A DC voltage VDD is applied in parallel to 32b, 32c, and 32d.

そしてcc:olの転送電極20a、20b、20c、
20d各々から第4ゲート電極29a、29b、29c
、29ct下を通って第5ゲート電極30a、30b、
30c。
and cc:ol transfer electrodes 20a, 20b, 20c,
Fourth gate electrodes 29a, 29b, 29c from each of 20d
, 29ct to pass under the fifth gate electrodes 30a, 30b,
30c.

30d各々の下に蓄積された信号電荷は、第6ゲート電
極31a、31b、31c、31dに並列的に印加され
たパルスφG−aによってこのゲートが開かれることに
より、ドレイン領域32a。
The signal charges accumulated under each of the sixth gate electrodes 30d are transferred to the drain region 32a by opening the gates by a pulse φG-a applied in parallel to the sixth gate electrodes 31a, 31b, 31c, and 31d.

32b、32c、32d各々に流出される。32b, 32c, and 32d, respectively.

出力手段7は、CCD1の転送電極21eと隣接して設
けられたフローティング拡散領域24と、このフローテ
ィング拡散領域24に接続されたMOS FFT27
と抵抗28からなるソースフォロワアンプA1上記フロ
ーティング拡散領域24と隣接して設けられるリセット
ゲート電極25、このリセットゲート電極25、このリ
セットゲート電極25とさらに隣接して設けられるドレ
イン領域26とから構成されている。
The output means 7 includes a floating diffusion region 24 provided adjacent to the transfer electrode 21e of the CCD 1, and a MOS FFT 27 connected to the floating diffusion region 24.
A source follower amplifier A1 consisting of a resistor 28 and a reset gate electrode 25 provided adjacent to the floating diffusion region 24, this reset gate electrode 25, and a drain region 26 provided further adjacent to this reset gate electrode 25. ing.

そして上記ソースフォロワアンプAから出力信号が取り
出された後、リセットゲート電極25およびドレイン領
域26によってパルスφRに同期して電荷が除去される
After the output signal is taken out from the source follower amplifier A, the charge is removed by the reset gate electrode 25 and the drain region 26 in synchronization with the pulse φR.

以上述べた動作を第4図乃至第6図を用いて電荷の注入
、流出の機構を中心に更に詳細に説明する。
The above-mentioned operation will be explained in more detail with reference to FIGS. 4 to 6, focusing on the mechanism of charge injection and outflow.

第4図は第3図中で用いられるパルスのタイミングを示
す波形図、第5図は第3図中のA−A’線に沿った断面
図にあわせて、各電極下に形成されるポテンシャルの状
態を示す図、第6図は第3図中B−B’線に沿った断面
図にあわせて、各電極下に形成されるポテンシャルの状
態を示す図である。
Fig. 4 is a waveform diagram showing the pulse timing used in Fig. 3, and Fig. 5 is a sectional view taken along the line A-A' in Fig. 3, showing the potential formed under each electrode. FIG. 6 is a diagram showing the state of the potential formed under each electrode, along with a sectional view taken along line BB' in FIG. 3.

第5図および第6図中時刻1=11では、第4図に示す
ようにパルスφ8が低レベルにあるためソース領域15
aから第1ゲート電極16a下を通って第2ゲート電極
17a下へ電荷が注入される。
At time 1=11 in FIGS. 5 and 6, the pulse φ8 is at a low level as shown in FIG.
Charge is injected from a to the second gate electrode 17a through the first gate electrode 16a.

また時刻1=12ではパルスφ8が高レベルにあるため
、ソース領域15aから電荷の注入が停止され第2ゲー
ト電極17a下に蓄積された電荷のうち第1ゲート電極
16a下の電位より低い電位にある電荷はソース領域1
5aへ戻る。
Furthermore, at time 1=12, pulse φ8 is at a high level, so the injection of charges from the source region 15a is stopped, and the potential of the charges accumulated under the second gate electrode 17a is lower than the potential under the first gate electrode 16a. A certain charge is in the source region 1
Return to 5a.

一方接数の相電祝すなわち転送電極20a。One side of the tangent is the transfer electrode 20a.

21a、22a・・・のうち転送電極21a、19b。Transfer electrodes 21a, 19b among 21a, 22a...

21b、19c・・・(第3図中幅の細い転送電極)に
は予じめイオン注入等により転送20a 。
21b, 19c... (narrow transfer electrodes in FIG. 3) are transferred by ion implantation or the like in advance.

22a、20b、22b、・・・よりポテンシャルが低
くなる様に設定されている。
22a, 20b, 22b, . . . are set to have lower potentials.

そのため単相のクパルスφ1と直流電圧■2によって電
荷を一方向(第3図で左から右)へ転送できる。
Therefore, charges can be transferred in one direction (from left to right in FIG. 3) by single-phase couple pulse φ1 and DC voltage 2.

この時刻を−12ではクロックパルスφ1が高レベルに
あるため転送電極20b下には前の転送電極22aから
電荷が電送されている。
At this time -12, since the clock pulse φ1 is at a high level, charges are being transferred from the previous transfer electrode 22a to the lower side of the transfer electrode 20b.

また時刻1=1.ではパルスφ。Also, time 1=1. Now pulse φ.

−3が高レベルにあるため、第3ゲート電極18aが開
き、第2ゲート電極17a下に蓄積されていた電荷のう
ち第3ゲート電極18a下より低いポテンシャルにある
電荷が転送電極20b下に転送されてくる。
-3 is at a high level, the third gate electrode 18a opens, and among the charges accumulated under the second gate electrode 17a, charges at a potential lower than that under the third gate electrode 18a are transferred to the bottom of the transfer electrode 20b. It will be done.

同時に第6ゲート電極31bが開き第5ゲート電極30
b下に蓄積されていた電荷のうち第6ゲート電極31b
下より低いポテンシャルにある電荷がドレイン領域32
bに流出される。
At the same time, the sixth gate electrode 31b opens and the fifth gate electrode 30
Of the charges accumulated under b, the sixth gate electrode 31b
Charges at a lower potential than below the drain region 32
It is leaked to b.

時刻1=14ではパルスφG−sが低レベルになり、第
3ゲート電極18aと第6ゲート電極31bは閉じる。
At time 1=14, the pulse φG-s becomes low level, and the third gate electrode 18a and the sixth gate electrode 31b are closed.

時刻を−1,ではクロックパルスφ1が低レベルになる
ので、転送電極20b下に蓄積されていた電荷は最初第
4ゲート電極29bを経て第5ゲート電極30bへ転送
され、第4ゲート電極29b下より低いポテンシャルに
ある電荷は第4ゲート電極29bを経て■2電極22b
へ転送されて一連の動作を終る。
At time -1, the clock pulse φ1 becomes low level, so the charge accumulated under the transfer electrode 20b is first transferred to the fifth gate electrode 30b via the fourth gate electrode 29b, and then Charges at a lower potential pass through the fourth gate electrode 29b and are transferred to the second electrode 22b.
The sequence of operations is completed.

第7図はこの発明の他の実施例の構成を示す平面図であ
る。
FIG. 7 is a plan view showing the configuration of another embodiment of the invention.

この場合前記第3図と異なる点は人力信号”inが可変
抵抗素子Rh4(田、Rh3(1)。
In this case, the difference from FIG. 3 is that the human input signal "in" is connected to the variable resistance element Rh4 (Rh3(1)).

Rh2(1)、Rh!(I−)、Rh4(ロ)tRh3
(へ)夕Rh2(へ)。
Rh2 (1), Rh! (I-), Rh4 (b)tRh3
(to) Evening Rh2 (to).

Rh1(−)と固定抵抗素子R8の値で決まる分割抵抗
比で利得制御されて第1ゲート電極16a。
The first gate electrode 16a is gain controlled by a dividing resistance ratio determined by Rh1(-) and the value of the fixed resistance element R8.

16b、16c、16dおよび第4ゲート電極29a、
29b、29c、29dに入力されていることである。
16b, 16c, 16d and fourth gate electrode 29a,
29b, 29c, and 29d.

この場合前記可変抵抗素子Rh4(1)。Rh5(−)
)・・・とじてMOS FETを用いればCCDと同
一基板上に容易に集積し得る。
In this case, the variable resistance element Rh4(1). Rh5(-)
)...If a MOS FET is used, it can be easily integrated on the same substrate as the CCD.

また第2ゲート電極17a、17b、17c、17dお
よび第5ゲート電極30a、30b、30c。
Also, second gate electrodes 17a, 17b, 17c, 17d and fifth gate electrodes 30a, 30b, 30c.

30dには一定の電圧■G−2が並列的に印加されて、
前記利得制御された信号に比例した電荷がこれらの電極
下に一時蓄積される。
A constant voltage ■G-2 is applied in parallel to 30d,
A charge proportional to the gain-controlled signal is temporarily stored under these electrodes.

第7図において電荷の注入、流出の機構は第3図の場合
と全く同じであるのでその説明は省略する。
In FIG. 7, the mechanism of charge injection and outflow is exactly the same as that in FIG. 3, so a description thereof will be omitted.

要するに第3図では信号の利得制御が可変容量で行なわ
れたのに対し第7図では可変抵抗で行なわれた点が異な
る。
In short, the difference is that in FIG. 3, the signal gain control is performed using a variable capacitor, whereas in FIG. 7, it is performed using a variable resistor.

第8図はこの発明のさらに他の実施例の構成を示す平面
図である。
FIG. 8 is a plan view showing the configuration of still another embodiment of the present invention.

この場合、信号の重み付けは正の重み付けに対しては第
2ゲート電極の面積、負の重み付けに対しては第5ゲー
ト電極の面積によって決定される。
In this case, the weighting of the signal is determined by the area of the second gate electrode for positive weighting and by the area of the fifth gate electrode for negative weighting.

すなわち第2ゲート電極、および第5ゲート電極には一
定の直流電圧■G−2が印加されているため第2ゲート
電極および第5ゲート電極下にはその面積に比例した信
号電荷が蓄積される。
In other words, since a constant DC voltage G-2 is applied to the second and fifth gate electrodes, signal charges proportional to their areas are accumulated under the second and fifth gate electrodes. .

第8図ではh4=−1,5、h5=+ 1.5、h2−
−2.01h1=+2.0の場合を示したが要は定めら
れた重み係数比で第2ゲート電極および第5ゲート電極
の面積を定めればよい。
In Figure 8, h4=-1,5, h5=+1.5, h2-
Although the case of −2.01h1=+2.0 is shown, the point is that the areas of the second gate electrode and the fifth gate electrode may be determined based on the determined weighting coefficient ratio.

電荷の注入、流出の機構は前記第3図の場合と全く同様
であるので省略する。
The mechanism of charge injection and outflow is completely the same as in the case of FIG. 3, and will therefore be omitted.

要するに第3図では信号の利得制御が可変容量で行なわ
れたのに対し、第8図では固定容量で行なわれた点が異
なる。
In short, the signal gain control in FIG. 3 is performed with a variable capacitor, whereas in FIG. 8, it is performed with a fixed capacitor.

この種の重み係数が固定なトランスバーサルフィルタは
第7図で示したトランスバーサルフィルタを用いても構
成できる。
This type of transversal filter with fixed weighting coefficients can also be constructed using the transversal filter shown in FIG.

すなわち第7図で可変抵抗の代りに固定抵抗を用いて定
められた重み係数比に等しく分割抵抗比を定めれば固定
の重み係数をもつトランスバーサルフィルタとなる。
That is, if a fixed resistor is used instead of the variable resistor in FIG. 7 and the dividing resistance ratio is set equal to the determined weighting coefficient ratio, a transversal filter with fixed weighting coefficients will be obtained.

なおこの発明は上記の実施例に限定されるものではなく
、例えば電荷転送手段としては2相、3相あるいは4相
駆動形CCD1またはBBDでもよく、電荷注入手段と
してはダイオードカットオフ形、出力手段としてはフロ
ーティングゲート増幅器等周知の技術を各々用いること
が可能である。
Note that the present invention is not limited to the above embodiments; for example, the charge transfer means may be a two-phase, three-phase or four-phase drive type CCD1 or BBD, and the charge injection means may be a diode cut-off type, and the charge injection means may be of the diode cut-off type, and the output means may be of a two-phase, three-phase or four-phase drive type. As such, it is possible to use a well-known technique such as a floating gate amplifier.

以上説明したようにこの発明によれば集積度が高くかつ
信号検出感度も高くさらには入力信号への正負の重み付
けが容易にし得る電荷転送形トランスバーサルフィルタ
を提供することができる。
As described above, according to the present invention, it is possible to provide a charge transfer type transversal filter that has a high degree of integration, has high signal detection sensitivity, and can easily assign positive and negative weights to input signals.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図はこの発明の一実施例の電荷転送形トランスバー
サルフィルタの原理的な構成を示すブロック図、第2図
は上記実施例の動作を説明するための模式図、第3図は
第1図に示すブロック図を具体的に示す平面図、第4図
乃至第6図は各々上記実施例の動作をさらに詳しく説明
するためのもので、第4図は第3図中で用いられるパル
スのタイミングを示す波形図、第5図は第3図中のA
−A′線に沿った断面図にあわせて、各電極下に形成さ
れるポテンシャルの状態を示す図、第6図は第3図中の
B−B’線に沿った断面図にあわせて、各電極下に形成
されるポテンシャルの状態を示す図、第7図はこの発明
の他の実施例の構成を示す平面図、第8図はこの発明の
さらに他の実施例の構成を示す平面図である。 1・・・電荷転送手段、2・・・直流電荷注入手段、4
a〜4b・・・信号電荷注入手段、6a〜6d・・・信
号電荷流出手段、7・・・出力手段、11・・・ソース
領域、12・・・第1ゲート電極、13・・・第2ゲー
ト電極、14・・・第3ゲート電極、15a〜15d・
・・ソース領域、16a〜16d・・・第1ゲート電極
、17 a〜17 d・・・第2ゲート電極、18a〜
18d−・・第3ゲート電極、19a〜19e。 20a〜20d、21a〜21d、22a〜22d・・
・転送電極、24・・・フローティング拡散領域、25
・・・リセットゲート電極、26・・・ドレイン領域、
27・・・MOS FET12B・・・抵抗、29a
〜29d・・・第4ゲート電極、30a〜30d・・・
第5ゲート電極、31a〜31d・・・第6ゲート電極
、32a〜32d・・・ドレイン領域。
FIG. 1 is a block diagram showing the basic structure of a charge transfer type transversal filter according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a schematic diagram for explaining the operation of the above embodiment, and FIG. A plan view specifically showing the block diagram shown in the figure, and FIGS. 4 to 6 are for explaining the operation of the above embodiment in more detail, and FIG. 4 shows the pulse diagram used in FIG. A waveform diagram showing the timing, Figure 5 is A in Figure 3.
A diagram showing the state of the potential formed under each electrode according to the cross-sectional view taken along the line -A', and FIG. 6 is a cross-sectional view taken along the line B-B' in FIG. A diagram showing the state of potential formed under each electrode, FIG. 7 is a plan view showing the configuration of another embodiment of the invention, and FIG. 8 is a plan view showing the configuration of still another embodiment of the invention. It is. 1... Charge transfer means, 2... DC charge injection means, 4
a to 4b... Signal charge injection means, 6a to 6d... Signal charge outflow means, 7... Output means, 11... Source region, 12... First gate electrode, 13... Third 2 gate electrode, 14... 3rd gate electrode, 15a to 15d.
...Source region, 16a-16d...First gate electrode, 17a-17d...Second gate electrode, 18a-
18d--Third gate electrode, 19a to 19e. 20a-20d, 21a-21d, 22a-22d...
- Transfer electrode, 24... floating diffusion region, 25
...Reset gate electrode, 26...Drain region,
27...MOS FET12B...Resistor, 29a
~29d... Fourth gate electrode, 30a~30d...
Fifth gate electrode, 31a to 31d...Sixth gate electrode, 32a to 32d...Drain region.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 信号を遅延、および加算、減算する電荷転送手段と
、この電荷転送手段の各段に対応して所定の重み係数で
重み付けされた入力信号を信号電荷として前記電荷転送
手段に注入する手段と、前記電荷転送手段の各段に対応
して所定の重み係数で重み付けされた入力信号を信号電
荷として前記電荷転送手段から流出する手段と、前記電
荷転送手段の最前段から直流電荷を注入する手段と、前
記電荷転送手段で遅延、および加算、減算された電荷を
検知する手段とを具備してなる電荷転送形トランスバー
サルフィルタ。 2 前記電荷転送手段の最前段から直流電荷を注入する
手段によって注入される直流電荷は、電荷転送手段の各
段に於て収容可能な最大電荷量の略に2であるようにし
た特許請求の範囲第1項記載の電荷転送形トランスバー
サルフィルタ。 3 前記電荷転送手段の最前段から直流電荷を注入する
手段は、ソース領域とこれに引続く第1ゲート電極、第
2ゲート電極、第3ゲート電極を含み、第1ゲート電極
と第2ゲート電極には所定の直流電圧を印加し、ソース
領域から第1ゲート電極下を通って第2ゲート電極下に
電荷が注入されている間は第3ゲートを閉じ、ソース領
域から電荷の注入が停止されている期間に第3ゲートを
開いて第2ゲート電極下の電荷を前記電荷転送手段の転
送電極下へ転送するようにした特許請求の範囲第1項記
載の電荷転送形トランスバーサルフィルタ。 4 前記電荷転送手段の各段に対応して所定の重み係数
で重み付けされた入力信号を信号電荷として電荷転送手
段に注入する手段は、ソース領域とこれに引続く第1ゲ
ート電極、第2ゲート電極。 第3ゲートを含み、第1ゲート電極には直流電圧によっ
てバイアスした入力信号を印加し、第2ゲート電極には
所定の直流電圧を印加し、ソース領域から第1ゲート電
極下を通って第2ゲート電極下に電荷が注入されている
間は第3ゲートを閉じ、ソース領域から電荷の注入が停
止されている期間に第3ゲートを開いて第2ゲート電極
下の電荷を転送電極下へ転送するようにした特許請求の
範囲第1項記載の電荷転送形トランスバーサルフィルタ
。 5 前記電荷転送手段の各段に対応して所定の重み係数
で重み付けされた入力信号を信号電荷として電荷転送手
段から流出する手段は、電荷転送手段の少なくとも2つ
の相電極に隣接する第4ゲート電極とこれに引続く第5
ゲート電極、第6ゲート電極、ドレイン領域を含み、第
4ゲート電極には直流電圧によってバイアスした入力信
号を印加し、第5ゲート電極には所定の直流電圧を印加
し、第4ゲート電極に隣接する2つの相電極のうちの入
力側に近い力の相電極下から第4ゲート電極下を通って
第5ゲート電極下へ一部の電荷が転送されて蓄積される
とともに残りの電荷が出力側に近い方の相電極下に転送
されるまでの期間第6ゲート電極を閉じこの転送動作後
第6ゲート電極を問いて前記第5ゲート電極下に蓄積さ
れた電荷をトレイン領域に流出せしめるようにした特許
請求の範囲第1項記載の電荷転送形トランスバーサルフ
ィルタ。 6 前記信号を遅延、および加算、減算する電荷転送手
段は、単相駆動形の電荷転送素子であり、各段の入力側
に近い方の相電極にはクロックパルスを印加し、出力側
に近い方の相電極には直流重圧を印加した特許請求の範
囲第1項記載の電荷転送形トランスバーサルフィルタ。 7 前記第2ゲート電極および第5ゲート電極にはこれ
らの電極下の蓄積容量が所定の重み係数比に等しくなる
ような制御電圧が与えられている特許請求の範囲第4項
記載の電荷転送形トランスパーサルフィルタ。 8 前記第1ゲート電極および第4ゲート電極には可変
又は固定抵抗素子によって入力信号が所定の重み係数比
に等しく利得制御されて印加されている特許請求の範囲
第4項記載の電荷転送形トランスバーサルフィルタ。 9 前記第2ゲート電極および第5ゲート電極はその面
積比が所定の重み係数比に等しいものである特許請求の
範囲第4項記載の電荷転送形トランスバーサルフィルタ
。 10前記第2ゲート電極および第5ゲート電極にはこれ
らの電極下の蓄積容量が所定の重み係数比に等しくなる
ような制御電圧が与えられている特許請求の範囲第5項
記載の電荷転送形トランスバーサルフィルタ。 11 前記第1ゲート電極および第4ゲート電極には可
変又は固定抵抗素子によって入力信号が所定の重み係数
比に等しく利得制御されて印加されている特許請求の範
囲第5項記載の電荷転送形トランスバーサルフィルタ。 12前記第2ゲート電極および第5ゲート電極はその面
積比が所定の重み係数比に等しいものである特許請求の
範囲第5項記載の電荷転送形トランスバーサルフィルタ
[Scope of Claims] 1. Charge transfer means for delaying, adding, and subtracting signals, and the charge transfer means using input signals weighted by predetermined weighting coefficients corresponding to each stage of the charge transfer means as signal charges. means for injecting an input signal weighted by a predetermined weighting coefficient corresponding to each stage of the charge transfer means from the charge transfer means as a signal charge; A charge transfer type transversal filter comprising means for injecting charge, and means for detecting charges delayed, added, and subtracted by the charge transfer means. 2. The DC charge injected by the means for injecting DC charge from the frontmost stage of the charge transfer means is approximately 2 of the maximum amount of charge that can be accommodated in each stage of the charge transfer means. A charge transfer type transversal filter according to item 1 of the range. 3. The means for injecting DC charge from the frontmost stage of the charge transfer means includes a source region, a first gate electrode, a second gate electrode, and a third gate electrode following the source region, and the first gate electrode and the second gate electrode A predetermined DC voltage is applied to the source region, and the third gate is closed while charges are being injected from the source region through under the first gate electrode and under the second gate electrode, and the injection of charges from the source region is stopped. 2. The charge transfer type transversal filter according to claim 1, wherein the third gate is opened during a period during which the charge under the second gate electrode is transferred to under the transfer electrode of the charge transfer means. 4. The means for injecting an input signal weighted by a predetermined weighting coefficient corresponding to each stage of the charge transfer means into the charge transfer means as a signal charge includes a source region and a first gate electrode and a second gate following the source region. electrode. an input signal biased by a DC voltage is applied to the first gate electrode, a predetermined DC voltage is applied to the second gate electrode, and a second The third gate is closed while charge is being injected under the gate electrode, and the third gate is opened while charge injection from the source region is stopped to transfer the charge under the second gate electrode to the bottom of the transfer electrode. A charge transfer type transversal filter according to claim 1, wherein the charge transfer type transversal filter is configured to: 5. The means for flowing out the input signal weighted by a predetermined weighting coefficient corresponding to each stage of the charge transfer means from the charge transfer means as a signal charge is a fourth gate adjacent to at least two phase electrodes of the charge transfer means. electrode and the following fifth
a gate electrode, a sixth gate electrode, and a drain region, an input signal biased by a DC voltage is applied to the fourth gate electrode, a predetermined DC voltage is applied to the fifth gate electrode, and a drain region adjacent to the fourth gate electrode is applied. A part of the charge is transferred from under the power phase electrode of the two phase electrodes closer to the input side, passes under the fourth gate electrode, and is accumulated under the fifth gate electrode, and the remaining charge is transferred to the output side. The sixth gate electrode is closed for a period of time until the charge is transferred under the phase electrode nearer to the phase electrode, and after this transfer operation, the sixth gate electrode is connected so that the charge accumulated under the fifth gate electrode flows out to the train region. A charge transfer type transversal filter according to claim 1. 6 The charge transfer means for delaying, adding, and subtracting the signals is a single-phase drive type charge transfer element, and a clock pulse is applied to the phase electrode closer to the input side of each stage, and the charge transfer means closer to the output side 2. The charge transfer type transversal filter according to claim 1, wherein a direct current heavy pressure is applied to one phase electrode. 7. The charge transfer type according to claim 4, wherein a control voltage is applied to the second gate electrode and the fifth gate electrode so that the storage capacitance under these electrodes becomes equal to a predetermined weighting coefficient ratio. Transpersal filter. 8. The charge transfer type transformer according to claim 4, wherein an input signal is applied to the first gate electrode and the fourth gate electrode with a gain controlled to be equal to a predetermined weighting coefficient ratio by a variable or fixed resistance element. Versal filter. 9. The charge transfer type transversal filter according to claim 4, wherein the second gate electrode and the fifth gate electrode have an area ratio equal to a predetermined weighting coefficient ratio. 10. The charge transfer type according to claim 5, wherein a control voltage is applied to the second gate electrode and the fifth gate electrode so that the storage capacitance under these electrodes becomes equal to a predetermined weighting coefficient ratio. transversal filter. 11. The charge transfer type transformer according to claim 5, wherein an input signal is applied to the first gate electrode and the fourth gate electrode with a gain controlled to be equal to a predetermined weighting coefficient ratio by a variable or fixed resistance element. Versal filter. 12. The charge transfer type transversal filter according to claim 5, wherein the second gate electrode and the fifth gate electrode have an area ratio equal to a predetermined weighting coefficient ratio.
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