JPS587903A - Switched capacitor modulator - Google Patents

Switched capacitor modulator

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JPS587903A
JPS587903A JP10217681A JP10217681A JPS587903A JP S587903 A JPS587903 A JP S587903A JP 10217681 A JP10217681 A JP 10217681A JP 10217681 A JP10217681 A JP 10217681A JP S587903 A JPS587903 A JP S587903A
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ジヨン・エイ・シ−・ビンガム
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はある周波数帯の信号をほぼ正弦波ないしは方形
波の第2周波数帯の信号と掛は合わせることにより信号
を変調する技術に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a technique for modulating a signal by multiplying a signal in one frequency band by a substantially sinusoidal or square wave signal in a second frequency band.

過去、変調器は種々の非線形デバイス、例えば真空管、
ダイオード、トランジスタやスイッチ等を、トランスま
たは増幅器と組合せることによって構成された。例えは
、米国特許第3,937,882(Bingllam 
+ 1976年り月]0日付与)に示す変調器はその代
表例といえよう。設計−トの要求事項とl−て変調器の
全てのスプリアス出力に対17て、これらの値をごく低
く抑えろ必要かある場合には回路パラメータを個々に調
整することが一般に必要とされた。
In the past, modulators were composed of various nonlinear devices, such as vacuum tubes,
It was constructed by combining diodes, transistors, switches, etc. with transformers or amplifiers. For example, U.S. Patent No. 3,937,882 (Binglam
The modulator shown in 1976/month/0 days given) can be said to be a typical example. Due to design requirements and all spurious outputs of the modulator, it has generally been necessary to keep these values very low and to individually adjust circuit parameters if necessary.

電子回路の伝達関数をLSI回路に実装できる部品のみ
で実現することがしばしばのぞまれる。
It is often desired to realize the transfer function of an electronic circuit using only components that can be mounted on an LSI circuit.

このような部品によるひとつの構成例はスイッチ、キャ
パシタおよび演算増幅器からなるものである。
One example configuration of such components is a switch, a capacitor, and an operational amplifier.

これらの部品を使用する技術はスイッチト・キャパシタ
技術と呼ばれており、Ho5ticl<aらのIEEE
Journal  of 5olid  5tate 
 C1rcuits (1977年12月P、600 
)等に記述されている。
The technology using these components is called switched capacitor technology, and is based on the IEEE standard of Ho5ticl et al.
Journal of 5solid 5tate
C1rcits (December 1977 P, 600
) etc.

スイッチト・キャパシタ回路の伝達関数はキャパシタの
各電極と共通グランド(通常は基板)間の寄生容量に対
して感度を有することが示される。基板側の電極と基板
(グランド)間の寄生容量の方が大きい。しかしこの大
きい方の寄生容量についてはキャパシタの基板側電極を
基板に接地することで通常影響を除去することが可能で
ある。
The transfer function of a switched capacitor circuit is shown to be sensitive to parasitic capacitance between each electrode of the capacitor and a common ground (usually the substrate). The parasitic capacitance between the electrode on the substrate side and the substrate (ground) is larger. However, the influence of this larger parasitic capacitance can usually be eliminated by grounding the substrate side electrode of the capacitor to the substrate.

しかし、このようにしてもキャパシタの上方の電極と基
板間に寄生する小さい方の寄生容量に対する感度は依存
として残る。
However, even in this case, the sensitivity to the smaller parasitic capacitance between the upper electrode of the capacitor and the substrate remains dependent.

上記両寄生容量のいずれに対しても全く感度を持たない
スイッチト・キャパシタの2つの構成例がMartin
と5edraにより、Electronics Let
ters(1979年6月21日、P365)に記載さ
れている。これには種々のフィルタ・セクション用の回
路構成とともに反転積分器と非反転積分器の対が載せら
れている。
Two examples of switched capacitor configurations that are completely insensitive to either of the above parasitic capacitances are given by Martin.
and 5edra, Electronics Let
ters (June 21, 1979, P365). It carries a pair of inverting and non-inverting integrators as well as circuitry for the various filter sections.

したがって、本発明の主な目的は個別部品が不要な、完
全に集積化された変調装置を提供することである。
Therefore, the main objective of the present invention is to provide a fully integrated modulation device that does not require separate components.

その他の目的はそのような変調装置をスイッチ、キャパ
シタおよび演算増幅器を使用して実現することである。
Another object is to implement such a modulation device using switches, capacitors and operational amplifiers.

さらに他の目的はキャリヤ信号の制御の下で交互に反転
モードと非反転モードで虹・作するよう積分器に変調信
号を与える変調装置を提供することである。
Yet another object is to provide a modulation device for providing a modulation signal to an integrator so as to alternately rainbow in inverting and non-inverting modes under the control of a carrier signal.

さらに他の目的はキャパシタの寄生容量に対する感度を
持たない変調装置を提供することである。
Yet another object is to provide a modulation device that is insensitive to the parasitic capacitance of capacitors.

本発明によればギヤリヤ信号の制御の下で反転モードと
非反転モード間を切り換る積分器が朗     ′用さ
れる。入来信号、すなわち変調信号がスイノチト・キャ
パシタ回路を通し2てこの積分器に入力される。積分器
とスイッチト・キャパシタ回路で使用する回路部品は全
てLSIに実装可能である。
According to the invention, an integrator is used which switches between an inverting mode and a non-inverting mode under the control of a gear signal. The incoming signal, ie the modulation signal, is input to this integrator through a Suinocito capacitor circuit. All of the circuit components used in the integrator and switched capacitor circuits can be mounted on an LSI.

本発明の特徴は帰還キャパシタ付のひとつの演算増幅器
(積分器)および入来信号と積分器間においてスイッチ
ング動作するひとつあるいはそれ以上の入力キャパシタ
で、入力信号をそのままあるいは逆相で積分器に導入す
るキャパシタとから成る変調装置にある。積分器の出力
信号は入来信号で変調されたキャリヤ信号と等価である
The invention features an operational amplifier (integrator) with a feedback capacitor and one or more input capacitors that switch between the incoming signal and the integrator, introducing the input signal as it is or out of phase into the integrator. The modulation device consists of a capacitor and a capacitor. The output signal of the integrator is equivalent to a carrier signal modulated with the incoming signal.

以下、本発明のいくつかの実施例を示し、上述した目的
その他の目的、特徴、利点等について図面を参照した以
下の詳細な説明を通して明らかにする。
Hereinafter, several embodiments of the present invention will be shown, and the above-mentioned objects and other objects, features, advantages, etc. will be made clear through the following detailed description with reference to the drawings.

第1図には論理回路8、スイソチト・キャパシタ回路1
0および積分器12から成る変調装置をブロック図で示
しである。論理回路8の入力14には変調信号のサンプ
リングの基本となるクロック信号が与えられる。変調信
号はスイッチト・キャパシタ回路10の入力16に与え
られる。キャリヤ信号は論理回路80入力18に与えら
れ、この信号の状態によってサンプルした変調信号がそ
のままの形で積分器12に加えられるか、あろ(・は反
転した形で加えられるかが決まる。積分器12は変調信
号により変調されたキャリヤ信号と等価な出力信号を発
生ずる。論理回路8は切挽信号をスイノチト・キャパシ
タ回路10に与えて変調信号が積分器12に上述した形
で印加されるようにする。本発明の実施例によれば第1
図の変調装置はLSIに容易に実装できる回路素子のみ
で構成される。スイッチは通常MO8FETのICでよ
く積分器は帰還用キャパシタを設けた普通の演算増幅器
でよく、これらの部品(素子)はすべて−個の基板上に
集積することができる。好ましいことに、個別部品を一
切使用することなく本発明を実現することができる。
Figure 1 shows a logic circuit 8 and a Swisso-chito capacitor circuit 1.
1 is a block diagram of a modulation device consisting of an integrator 12 and an integrator 12; An input 14 of the logic circuit 8 is supplied with a clock signal which is the basis for sampling the modulation signal. The modulation signal is applied to input 16 of switched capacitor circuit 10. A carrier signal is applied to the input 18 of the logic circuit 80, and the state of this signal determines whether the sampled modulation signal is applied to the integrator 12 in its unchanged form or in its inverted form. 12 generates an output signal equivalent to the carrier signal modulated by the modulating signal. Logic circuit 8 applies the cut signal to Suinocito capacitor circuit 10 so that the modulating signal is applied to integrator 12 in the manner described above. According to an embodiment of the present invention, the first
The modulation device shown in the figure is composed only of circuit elements that can be easily mounted on an LSI. The switch is usually an MO8FET IC, and the integrator is an ordinary operational amplifier equipped with a feedback capacitor, and all of these components (elements) can be integrated on one substrate. Advantageously, the invention can be implemented without using any separate parts.

第2a図には第1図のスイノチト・キャパシタ回路の基
本的構成例を示しである。キャリヤ信号の一方の半波期
間(半サイクル)では、スイッチ20ど22が同相で閉
じてキャパシタ24を充電する。ついでスイッチ20と
22は開になり、スイッチ26と28が閉じてキャパシ
タ24を放電して積分器12に送る。この動作モードで
はサンプルした変調信号は反転した形で積分器に送られ
る。したがって積分器12を帰還キャパシタHの反転壇
幅器で構成した場合には、変調装置全体としては非反転
モードで動作することになる。
FIG. 2a shows an example of the basic configuration of the Suinotito capacitor circuit of FIG. 1. During one half-wave period (half cycle) of the carrier signal, switches 20 and 22 close in phase to charge capacitor 24. Switches 20 and 22 are then opened and switches 26 and 28 are closed to discharge capacitor 24 to integrator 12. In this mode of operation, the sampled modulated signal is sent to the integrator in inverted form. Therefore, if the integrator 12 is configured with an inverting stepper having a feedback capacitor H, the entire modulation device will operate in a non-inverting mode.

キャリヤ信号の他方の半波期間においては、スイッチ2
0と28が同相で閉じキャパシタ24を充電し、サンプ
ルした変調信号をそのままの形で積分器12に印加させ
る。しかる後、スイッチ20と28は開となり、これに
代ってスイッチ22と26が閉シてキャパシタ24をグ
ランドに放電する。したがって、積分器が上述の構成の
場合、変調装置全体としての動作は反転モードとなる。
During the other half-wave period of the carrier signal, switch 2
0 and 28 are closed in phase, charging the capacitor 24, and applying the sampled modulation signal to the integrator 12 as it is. Switches 20 and 28 are then opened, and switches 22 and 26 are then closed, discharging capacitor 24 to ground. Therefore, when the integrator has the above-described configuration, the operation of the modulation device as a whole is in the inversion mode.

キャリヤ信号のηi制御によるモード切換により変調が
実行される。
Modulation is performed by mode switching based on ηi control of the carrier signal.

論理回路8はスイノチト・キャパシタ回路10のスイ、
ノチを切換える切換信号を発生する。切換信号Sn(こ
こにnは第2a図の各スイッチの番号を表わ−ず)の好
ましい論理表示は次の通り。
The logic circuit 8 is a switch of the Suinocito capacitor circuit 10,
Generates a switching signal to switch the notch. A preferred logical representation of the switching signal Sn (where n does not represent the number of each switch in FIG. 2a) is as follows.

S、。二CL、OCK■C’XR 822=  CLOCK S、6二CLOCK■CXR 528=  CLOCK ここに、CL OCK と CXRはそれぞれ、クロッ
ク信号とキャリヤ信号の論理レベルを示1゜クロック信
号とキャリヤ信号との間の位相関係に制限はない。ただ
し、クロック信号の周波数がキャリヤ信号の周波数の8
倍より低い場合には該動作をもたらす重大な歪みが生じ
る。
S. 2 CL, OCK ■ C' There are no restrictions on the phase relationship between them. However, if the frequency of the clock signal is 8 times higher than the frequency of the carrier signal,
If it is less than 2 times, there will be significant distortions that will cause this behavior.

本発明の好適実施例ではブロック信号の周波数は2のX
乗で、Xの値は少なくとも4である。
In the preferred embodiment of the invention, the frequency of the block signal is 2
and the value of X is at least 4.

第2b図にキャリヤ信号とクロック信号および−F述し
た切換信号間の好ましい関係の一例を示しである。
FIG. 2b shows an example of a preferred relationship between the carrier signal, the clock signal and the switching signal mentioned above.

上記変調装置が非反転モードで動作している場合には、
クロック信号の最初の半周期においてキャパシタ24が
充電され、次の半周期において積分器12に放電される
。したがって積分器12に与えられる変調信号はクロッ
ク信号の半周期分たけ遅れる。これに対し、反転モード
では時間遅れなしで変調信号が積分器に与えられる。こ
のアンバランスは出力信号にスプリアス成分を発生させ
る。
When the above modulator is operating in non-inverting mode,
Capacitor 24 is charged during the first half cycle of the clock signal and discharged into integrator 12 during the next half cycle. Therefore, the modulation signal applied to integrator 12 is delayed by half a period of the clock signal. In contrast, in the inversion mode, the modulated signal is applied to the integrator without time delay. This imbalance generates spurious components in the output signal.

このアンバランスは第;う8図に示すように基本例のス
イッチト・ギヤパンク回路にもうひとつスイッチを加え
ることで・除かれる。
This imbalance can be eliminated by adding another switch to the basic example switched gear puncture circuit, as shown in Figure 8.

キー1. IJギヤ号の第1の半周期ではスイッチ3゜
は開いたままどし、スイノチト・キャパシタ回路の残り
の部分は第2a図の回路の非反転動作と同様に動作させ
る。
Key 1. During the first half-cycle of the IJ gear, switch 3° remains open and the remainder of the Suinotito capacitor circuit operates in a manner similar to the non-inverting operation of the circuit of FIG. 2a.

しかし、キャリヤ信号の第2の半周期ではスイッチ20
と22を開いたままにし、スイッチ26は閉じたままに
する。そして、クロック信号の第1の半周期においてス
イッチ30を閉じ、スイッチ20を通してキャパシタ2
4を充電する。クロック信号の第2の半周期ではスイッ
チ30を開、スイッチ28を閉として積分器14の方へ
キャパシタ24を放電する。こうして反転モード(キャ
リヤ信号の第2の半周期での動作モード)でも、上述し
た時間遅れが生じることになり、上記アンバランスがな
くなる。
However, during the second half period of the carrier signal, switch 20
and 22 remain open, and switch 26 remains closed. Then, during the first half cycle of the clock signal, switch 30 is closed and capacitor 2 is connected through switch 20.
Charge 4. The second half period of the clock signal opens switch 30 and closes switch 28 to discharge capacitor 24 to integrator 14. In this way, even in the inversion mode (operation mode in the second half period of the carrier signal), the above-mentioned time delay occurs, and the above-mentioned imbalance is eliminated.

第2a図で説明したクロック信号とキャリヤ信号の関係
はこの場合も当てはまるが、個々の切換信号については
変ってくる。
The relationship between the clock signal and the carrier signal described in FIG. 2a also applies in this case, but the individual switching signals vary.

論理回路83はスイッチト・キャパシタ回路103のス
イッチの動作を制御する切換信号を発生する。切換信号
Sn(ここにnは第3a図の各スイッチ番号を示す)の
好ましい切換の論理式は次の通り。
Logic circuit 83 generates switching signals that control the operation of the switches in switched capacitor circuit 103. A preferred switching logic equation for the switching signal Sn (where n indicates the respective switch number in FIG. 3a) is as follows.

52o= S2.=CLOCK−CXR8,6−CLO
CK■CXR 828−CLOCK S3o−CLOCK−CXR ここに、CLOCKとCXRは上述した通りである。
52o=S2. =CLOCK-CXR8,6-CLO
CK■CXR 828-CLOCK S3o-CLOCK-CXR Here, CLOCK and CXR are as described above.

第3b図に第3a図におけるキャリヤ信号、クロック信
号および切換信号間の好ましい関係の一例を示す。
FIG. 3b shows an example of a preferred relationship between the carrier signal, clock signal and switching signal in FIG. 3a.

第4 a図は第;3図の変調装置の相補形であり1〜た
がって動作モードの詳しい説明は省略する。
FIG. 4A is a complementary version of the modulator shown in FIG.

スイッチ32が第3a図0)スイッチ30と相補開光に
あるスイ、・チである。!l1gJa図の装置の動作が
充分理解できるように第−i b図にキャリヤ信号、ク
ロック信号および切換信号の間の所望の関係の一例を示
す。、 第;3a図(または第4a図)の回路を集積化した場合
には、キャパシタ24の電極(第3a図ではスイッチ2
2.28.30、第4a図では20.26.32につな
がって(・る方の電極)と基板間の寄生容量のため反転
モードでは積分器12の利得が増加するが、当該寄生容
置は非反転モードにおける積分器12の利得には影響を
与えない。
The switch 32 is in the complementary opening state with the switch 30 in FIG. 3a. ! An example of the desired relationship between the carrier signal, the clock signal and the switching signal is shown in FIGS. , When the circuit shown in Fig. 3a (or Fig. 4a) is integrated, the electrode of the capacitor 24 (in Fig. 3a, the switch 2
2.28.30, in Figure 4a, the gain of the integrator 12 increases in the inversion mode due to the parasitic capacitance between the electrode connected to 20.26.32 and the substrate. does not affect the gain of integrator 12 in non-inverting mode.

このアンバランスの/にめに+N分器12の出力に小さ
なスプリアス成分が生じる。
Due to this imbalance, a small spurious component is generated in the output of the +N divider 12.

寄生容量の影響は寄生容量に対する感度を有し、ない第
2a図の回路を使用し、かつ反転モードにおいて変調信
号をクロック信号な℃・し切換信号の半周M分遅らせて
から積分器に導入する遅延方式を採用することにより除
くことができる。
The influence of parasitic capacitance is sensitive to parasitic capacitance, so the circuit of Figure 2a is used, and in the inversion mode the modulation signal is delayed by a half cycle M of the clock signal and the switching signal before being introduced into the integrator. This can be eliminated by adopting a delay method.

第5a図に第2a図のスイノチト・ギャパンタ回路10
2に上記遅延を与える遅延回路38を伺加したものを示
す。本例では変調信号は人力40に与えられる。スイッ
チ42はスイッチ22ど同相で動作する。キI IJギ
ヤ号の第1の半周期ではスイッチ42はスイッチ20に
対しても同相で゛あり、したがって変調信号に遅れは与
えられない。
Fig. 5a shows the Suinochito Gapanta circuit 10 of Fig. 2a.
A delay circuit 38 for providing the above-mentioned delay is added to 2. In this example, the modulated signal is applied to human power 40. The switch 42 operates in the same phase as the switch 22. During the first half cycle of the key IJ gear, switch 42 is also in phase with switch 20, so no delay is imparted to the modulated signal.

しかし、キャリヤ信号の第2の半周期ではスイッチ42
はスイッチ20と逆相で動作し7、スイッチ42、キャ
パシタ46および単位利得増幅器44によりつくられる
ザンプル・ホールド回路により変調信号はクロック信号
の半周期分遅延が与えられる。こうして第2a図に関し
て説明したアンバランスが取り除かれる。
However, during the second half period of the carrier signal, switch 42
operates in opposite phase to switch 20, and a sample hold circuit formed by switch 42, capacitor 46, and unity gain amplifier 44 delays the modulated signal by a half period of the clock signal. This eliminates the imbalance described with respect to FIG. 2a.

第5a図に示す積分器には増幅器48と積分キ〜・パシ
タ50から成る。積分器12と並列にスイッチ52、ス
イッチ54およびキャパシタ56から成る回路51が接
続される。このスイッチーコンテンザースイッチ組合せ
回路51はクロック信号の各周期においてキャパシタ5
0の電荷の一部を逃がすことにより増幅器のDC飽和を
防市する機能を持つ−Cいる1゜ 第2a図で説明1〜だ切換信号とキャリア信号との周波
数関係は第5a図にも同様に適用される。
The integrator shown in FIG. 5a consists of an amplifier 48 and an integrating key pacitor 50. A circuit 51 consisting of a switch 52, a switch 54, and a capacitor 56 is connected in parallel with the integrator 12. This switch-container switch combination circuit 51 connects the capacitor 5 at each period of the clock signal.
It has the function of preventing DC saturation of the amplifier by dissipating a part of the zero charge.Explained in Figure 2a 1~ The frequency relationship between the switching signal and the carrier signal is the same as in Figure 5a. Applies to.

ただし、論理回路85は適当な修正をした切換信号を発
生する3、切換信号Sn(ここに11は第5a図の谷ス
イッチの番号を示す)の好ましい論理式は次の通り、。
However, logic circuit 85 generates a switching signal with appropriate modifications.3 The preferred logic equation for switching signal Sn (where 11 indicates the number of the valley switch in FIG. 5a) is as follows.

S2o” CI、0CK(θCXR 822” ”’42=854二CLOCKS26 = 
CLOCK(1) CXR828= 852=CLOC
K ここにCL OCKとCXRは前述の定義通り。
S2o" CI, 0CK (θCXR 822""'42 = 854 2 CLOCKS26 =
CLOCK (1) CXR828= 852=CLOC
K Here CLOCK and CXR are as defined above.

第5b図に第5a図のキャリヤ信号、クロック信号およ
び切換信号の間の好ましい関係の一例を示す。
FIG. 5b shows an example of a preferred relationship between the carrier signal, clock signal and switching signal of FIG. 5a.

前述した切換関数は互に重なり合わないようにし−C実
現J−るのが望ましい。閉にすべきスイッチの動作をす
でに閉になっているスイッチが開くまでまたせる。重な
り合わない関係を得るのに適した方法は、」二連した切
換信号を発生させ、各切換信号を対応するANDゲート
に送ることで7ちる。
It is desirable that the switching functions described above do not overlap with each other. A switch that should be closed is made to operate again until a switch that is already closed opens. A suitable method for obtaining a non-overlapping relationship is to generate two consecutive switching signals and send each switching signal to a corresponding AND gate.

そして各ANDゲートの第2人力に前述したクロック信
号の2倍の周波数のクロックパルスをちえる。ついでA
NDゲートの出力信号を切換信号として対応するスイッ
チに与える。このようにすればクロック信号の%周期分
しか各スイッチは閉じないので重なり合わない切換関係
が得られる。
Then, a clock pulse having twice the frequency of the aforementioned clock signal is applied to the second input of each AND gate. Then A
The output signal of the ND gate is applied to the corresponding switch as a switching signal. In this way, each switch is closed only for % period of the clock signal, so that a switching relationship that does not overlap can be obtained.

上述した実施例ではキャリヤ信号として方形波を使用し
たが、正弦波キャリヤへの近似が必要な場合には、整形
手段により積分器12の利得を段階的に増減して変調が
正弦波の階状近イリで行なわれるようにする。すなわち
積分器12の利得はキA・ハシタ24の容量に直接比例
するから、このキャパシタと並列になるようないくつか
のキャパシタを順次切り換て導入することにより利得を
制御する。整形手段で使用されるキャパ/りの数により
正弦波への近似の程度が決まる。
In the above-described embodiment, a square wave was used as the carrier signal, but if approximation to a sine wave carrier is required, the gain of the integrator 12 is increased or decreased in steps by the shaping means so that the modulation is in the order of the sine wave. I hope it will be done soon. That is, since the gain of the integrator 12 is directly proportional to the capacitance of the integrator 24, the gain is controlled by sequentially switching and introducing several capacitors in parallel with this capacitor. The number of capacitors used in the shaping means determines the degree of approximation to a sine wave.

第6a図にキャパシタ24と並列にキャパシタとスイッ
チを接続する場合の一例を示す。この並列回路は上述し
たスインチト・キャパシタ回路のいずれにもイ月加する
ことかで゛きる。スイッチ56.58.60が開の場合
、積分器12の利得はスイノチト・キャパシタ回路10
6のキャパシタ24のみで定められる。まずスイッチ5
6を入れてキャパシタ62を導入し、以下、スイッチ5
8と60を順次閉にしてキャパシタ64と66を回路に
加える。次に逆の順序でスイッチ横にしてキャパシタを
順次、回路から切り離す。キャパシタ24.62.64
.66を容量比を1.000 : 1.848 ;1.
414:0.765にすればキャリヤ信号の第3.5.
7.9.11および13高調波成分およびその側波帯を
低域することができる。
FIG. 6a shows an example in which a capacitor and a switch are connected in parallel with the capacitor 24. This parallel circuit can be added to any of the pinched capacitor circuits described above. When the switches 56, 58, 60 are open, the gain of the integrator 12 is equal to that of the Suinocito capacitor circuit 10.
6 capacitors 24 only. First switch 5
6 and introduce the capacitor 62, and below, switch 5
Capacitors 64 and 66 are added to the circuit by sequentially closing capacitors 8 and 60. Next, in reverse order, place the switch next to it and disconnect the capacitors from the circuit one by one. capacitor 24.62.64
.. 66 and the capacity ratio is 1.000: 1.848; 1.
414:0.765, the 3rd, 5th, .
7.9.11 and 13 harmonic components and their sidebands can be lowered.

第6b図に第6a図のスイッチ56.58.60用の切
換信号S56、S58、S6oのタイミングチャートを
示す。論理回路86でつくられるこれらの切換信号の好
ましい論理関係を表1の真理値表で示す。この表におい
て、F□はキャリヤ信号の論理レベル、F3、F4、F
8はそれぞれキャリヤ信号の2倍、4倍、8倍周波の信
号の論理レベルを示す。
FIG. 6b shows a timing chart of switching signals S56, S58, S6o for switches 56, 58, and 60 of FIG. 6a. The preferred logical relationship between these switching signals produced by logic circuit 86 is shown in the truth table of Table 1. In this table, F□ is the logic level of the carrier signal, F3, F4, F
8 indicates the logic levels of signals having frequencies twice, four times, and eight times that of the carrier signal, respectively.

表    ■ 0000000 0001100 0010110 0011.111 0100111 0101110 0110100 0111000 1000000 1001100 1010110 1011111 1100111 1101110 1110100 1111000Table ■ 0000000 0001100 0010110 0011.111 0100111 0101110 0110100 0111000 1000000 1001100 1010110 1011111 1100111 1101110 1110100 1111000

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

第1図は変調装置のブロック図、第2a図は第1図のス
イッチト・キャパシタ回路の基本構成例を示す回路図、
第2b図は第2a図のスイッチの制御論理のタイミング
チャート、第3a図は第2a図のスイソテト・キャパシ
タ回路のもうひとつの構成例を示す回路図、第3b図は
第3a図のスイッチの制御論理のタイミングチャート、
第4a図は第1図のスイノチト・キャパシタ回路のもう
ひとつの構成例を示す回路図、第4b図は第4a図のス
イッチの制御論理のタイミングチャート、第5a図は第
1図のスイッチト・キャパシタ回路のさらに別の構成例
を示す回路図、第5b図は第5a図のスイッチの制御論
理のタイミングチャート、第6a図は第1図のスイッチ
ト・キャパシタ回路のさらに別の構成例を示す回路図、
第6b図は第6a図のスイッチの制御論理のタイミング
・チャートで゛ある。 8.82.83.84.85.86:論理回路12:積
分器 10.10” 、10代10へ105.106:  ス
イッチト・キャパシタ回路24: 主キャパシタ 20.22.26.28.30.32ニスインチ62.
64.66:補助キャパシタ 56.58.60:補助スイッチ 特許出願人   レイカル−パーティツク・インコーポ
レーテノド(外1名) Fig 3b FigAb 手  続  補  正  書 昭和7L年 フ月70日 1、事件の表示 昭和9L年特許願第 7021’−7b  号2、発明
の名称 7’+   r  −j−1−N−1\ ’、、’9 
 E 115−p、、亘ろ、補正をする者 事件との関係  特許出願人 住所 ス 肯  レイ力iし一ハーニA5り、・りフコ−1−
,−−テ、ト4、代理人 重囲(の、由り 、−入 目61)内で1:1tも)ユ
し)14−−
FIG. 1 is a block diagram of a modulation device, FIG. 2a is a circuit diagram showing an example of the basic configuration of the switched capacitor circuit of FIG. 1,
Figure 2b is a timing chart of the control logic of the switch in Figure 2a, Figure 3a is a circuit diagram showing another configuration example of the Swissotete capacitor circuit in Figure 2a, and Figure 3b is a control logic for the switch in Figure 3a. logic timing chart,
FIG. 4a is a circuit diagram showing another example of the configuration of the Suinotito capacitor circuit shown in FIG. 1, FIG. 4b is a timing chart of the control logic of the switch shown in FIG. 4a, and FIG. FIG. 5b is a timing chart of the control logic of the switch in FIG. 5a; FIG. 6a is a circuit diagram showing yet another example of the configuration of the switched capacitor circuit in FIG. 1; circuit diagram,
FIG. 6b is a timing diagram of the control logic for the switch of FIG. 6a. 8.82.83.84.85.86: Logic circuit 12: Integrator 10.10”, to 10 105.106: Switched capacitor circuit 24: Main capacitor 20.22.26.28.30. 32 varnish inches 62.
64.66: Auxiliary capacitor 56.58.60: Auxiliary switch Patent applicant Raycal Parts Inc. (1 other person) Fig 3b 9L Patent Application No. 7021'-7b 2, Title of Invention 7'+ r -j-1-N-1\ ',,'9
E 115-p, Relation to the amended person's case Address of patent applicant
, -- Te, To 4, 1:1t within the proxy box (no, yuri, - entry 61)) 14--

Claims (1)

【特許請求の範囲】 (1)変調信号でキャリヤ信号を変調して変調された信
号な形成するスイッチト・キャパシタ変調装置にお(・
て、 変調1言号が印加される第1人力と、複数のり換信号が
印加される第2人力と、ザンプル(−た変調信号を力え
る出力と、第1と第2の電極を有する主キャパシティブ
手段と、切換信号に応答して前記第1と第2電極を前記
入力と出力に接続する複数の2進スイツチを含むスイッ
チング手段、 キャリヤ信号、16よびこのキャリヤ信号の少なくとも
4倍の周波数を有するクロック信号に応答して前記切換
信号を発生する論理手段、および 前記ザンゾルした変調信号に応答して変調された信号を
−匂える積分手段と、 から成ることを特徴どするスイノチト・ギャパシタ変調
装置。 (2、特許請求の範囲第1項の変調装置に1.9いて、
前記複数の2進スイツチは少なくとも第1、第2、第3
および第4のスイッチを乱み、前記第1電極は第1スイ
ツチを介して前記第1人力に接続され、第2スイツチを
斤して共通グランドに接続され、前記第2電極は第3ス
イツチを介して前記出力に接@され、第4スインチを斤
して共通グランドに接続されて(・ること。 (3)特許請求の範囲第2項の変調装置において、前記
論理手段はキャリヤ信号の第1の半サイクルにおいて、 クロック信号−ソつ一方の半周期では前記第1と第4ス
イツチを閉とし前記第2と第3スイツチを開とする切換
信号を発生ずることにより^1j記主キャパシティブ手
段が変、1.81商号で充電されるようにするとともに
、クロック信号の残りの半周期では前記第1と第4スイ
ツチを開どし前記第2と第3スイツチを閉とする切換伯
萼を発生することにより前記主キャパシティブ手段が放
電されるようにしたこと。 (4)特許請求の範囲第3項の変調装置において、前記
論理手段はキャリヤ信号の河2の半サイクルにおいて、
クロック信号の一方の半周期では前記第1と第3スイツ
チを閉とし前記第2と第4スイツチを開とする切換信号
を発生ずることにより前記主キャパシティブ手段が変調
信号で充電されるようにするとともに、クロック信号の
残りの半周間では前記第1と第3スイツチを開とし前記
第2と第4スイツチを閉とする切換信号を発生ずること
により前記主キャパシティブ手段が放電されるようにし
たこと。 (5)特許請求の範囲第4項の変調装置において、入力
と出力を有する演算増幅器第5スイツチ、および蓄積キ
ャパシティブ手段から成る遅延手段を設け、演算増幅器
の入力は第5スインチを介して前記第1人力に接就し、
演算増幅器の出力は前記第1スインチに接続し、蓄積キ
ャパシティブ手段は演算増幅器の入力と共通グランド間
)(挿入1.、第5スイツチを第4スイツチと同一の切
換信号により制御するようにしたとと。 (6)特許請求の範囲第3項の変調装置dにおいて、前
記スイッチング手段は前述した以外の切換信号Sに応答
して前記累1人力を前記第2電極に接続する第5スイ7
チを含み、前記論理手段はキャリヤ信号の前記第1の半
サイクルにおいてこの第5スイツチを開にする前記切換
信号Sを発生すること、さらに前記論理手段はキャリヤ
信号の前記第2の半サイクルにおいて、前記第2スイツ
チを閉とし前記第1と第4スインチを開としておきクロ
ック信号の第1の半周間では第5スイツチを閉とし第3
スイツチを開にして前記キャパシイテイブ手段を変調信
号で充電させるがクロック信号の第2の半周期では第5
スイツチを開とし第3スイツチを閉にして前記キャパシ
イティプ手段を放電させろ切換信号を発生ずること。 (7)特許請求の範囲第3項の変調装置において、前記
スイッチング手段は前述した以外の切換信号S′に応答
して前記出力を前記第1電極に接続する第5スイツチを
含み、前記論理手段はキャリヤ信号の前記第1の半サイ
クルにおいてこの第52インチを開にする前記切換信号
S′を発生すること、さらに前記論理手段はキャリヤ信
号の第2の半サイクルにおいて、前記第4スイツチを閉
とし前記第2と第3スイツチを開にしておきクロック信
号の第1の半周期では第1スイツチを閉とし第5スイツ
チを開にして前記キャハステイブ手段を変調信号で充電
させるがクロック信号の第2の半周期では第1スイツチ
を開とし第5スイツチを閉にして前記キャパシイテイブ
手段を放電させる切換信号を発生すること。 (8)特許請求の範囲第5項、第6項または第7項の変
調装置において、前記スイッチング手段はサラに複数の
補助キャパシイテイブ手段および補助切換信号に応答す
る複数の補助スイッチから成る整形手段を含み、各補助
キャパシイテイプ手段は対応する補助スイッチを介して
前記主キャパシティブ手段の両端に接続されており、前
記論理手段はキャリヤ信号の整数倍の周波数で前記補助
スイッチを動作する前記補助切換信号を発生すること。
[Claims] (1) A switched capacitor modulation device that modulates a carrier signal with a modulation signal to form a modulated signal.
a first human power to which one modulation word is applied, a second human power to which a plurality of switching signals are applied, an output for applying a sample modulation signal, and a main power having first and second electrodes. switching means comprising capacitive means and a plurality of binary switches for connecting said first and second electrodes to said input and output in response to a switching signal; Logic means for generating the switching signal in response to a clock signal having a signal, and integrating means for detecting the modulated signal in response to the distorted modulation signal. (2. 1.9 in the modulation device of claim 1,
The plurality of binary switches include at least first, second, and third binary switches.
and a fourth switch, the first electrode is connected to the first human power via the first switch and connected to a common ground via the second switch, and the second electrode is connected to the third switch. (3) In the modulation device according to claim 2, the logic means In one half cycle, the main capacitive means is operated by generating a switching signal that closes the first and fourth switches and opens the second and third switches during one half cycle of the clock signal. 1.81, and a switching function that opens the first and fourth switches and closes the second and third switches during the remaining half period of the clock signal. (4) In the modulation device according to claim 3, the logic means discharges the main capacitive means in a half cycle of the carrier signal stream 2.
During one half cycle of the clock signal, the main capacitive means is charged with the modulating signal by generating a switching signal that closes the first and third switches and opens the second and fourth switches. In addition, during the remaining half period of the clock signal, the main capacitive means is discharged by generating a switching signal that opens the first and third switches and closes the second and fourth switches. . (5) In the modulation device according to claim 4, a fifth switch of an operational amplifier having an input and an output, and a delay means consisting of storage capacitive means are provided, and the input of the operational amplifier is connected to the fifth switch through the fifth switch. Attended by one person,
The output of the operational amplifier is connected to the first switch, and the storage capacitive means is connected between the input of the operational amplifier and the common ground. (Insertion 1.) The fifth switch is controlled by the same switching signal as the fourth switch. (6) In the modulation device d according to claim 3, the switching means includes a fifth switch 7 for connecting the electric power to the second electrode in response to a switching signal S other than the one described above.
said logic means generate said switching signal S which opens said fifth switch during said first half-cycle of the carrier signal; , the second switch is closed, the first and fourth switches are open, and during the first half cycle of the clock signal, the fifth switch is closed and the third switch is closed.
The switch is opened to charge the capacitive means with the modulating signal, but during the second half period of the clock signal, the fifth
generating a switching signal to open the switch and close the third switch to discharge the capacitance tip means; (7) In the modulation device according to claim 3, the switching means includes a fifth switch that connects the output to the first electrode in response to a switching signal S' other than the one described above, and the logic means generating said switching signal S' which opens said 52nd switch during said first half-cycle of the carrier signal; further said logic means causes said switching signal S' to close said fourth switch during said second half-cycle of the carrier signal; Then, the second and third switches are left open, and during the first half period of the clock signal, the first switch is closed and the fifth switch is opened to charge the carrier stabilizing means with the modulation signal, but when the second half of the clock signal generating a switching signal for opening the first switch and closing the fifth switch for discharging the capacitive means during a half cycle of the first switch; (8) In the modulation device according to claim 5, 6 or 7, the switching means includes shaping means consisting essentially of a plurality of auxiliary capacitive means and a plurality of auxiliary switches responsive to an auxiliary switching signal. each auxiliary capacitive switching means is connected across the main capacitive means via a corresponding auxiliary switch, and the logic means generates the auxiliary switching signal for operating the auxiliary switch at a frequency that is an integer multiple of the carrier signal. to do.
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JPS59181708A (en) * 1983-03-22 1984-10-16 ジ−メンス・アクチエンゲゼルシヤフト Modulator formed as condenser filter with switch

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59181708A (en) * 1983-03-22 1984-10-16 ジ−メンス・アクチエンゲゼルシヤフト Modulator formed as condenser filter with switch
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