JPS5995732A - 電気信号の追尾・保持回路 - Google Patents

電気信号の追尾・保持回路

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JPS5995732A
JPS5995732A JP58195140A JP19514083A JPS5995732A JP S5995732 A JPS5995732 A JP S5995732A JP 58195140 A JP58195140 A JP 58195140A JP 19514083 A JP19514083 A JP 19514083A JP S5995732 A JPS5995732 A JP S5995732A
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note
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JP58195140A
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シヤウン・マイケル・ロ−ガン
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AT&T Corp
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Western Electric Co Inc
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    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
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    • H03K17/51Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used
    • H03K17/74Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of diodes
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C27/00Electric analogue stores, e.g. for storing instantaneous values
    • G11C27/02Sample-and-hold arrangements
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    • G11C27/026Sample-and-hold arrangements using a capacitive memory element associated with an amplifier

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  • Electronic Switches (AREA)
  • Use Of Switch Circuits For Exchanges And Methods Of Control Of Multiplex Exchanges (AREA)

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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は追尾・保持回路に、細目的には追尾°保持オフ
セットを有する入力信号とは独立でフィートスルーやド
ループ(droop )の如き望ましくない効果を最小
化する追尾・保持回路に関する。
追尾・保持回路は標本化・保持回路とも呼ばれアナログ
またはディジタルの入力信号のサンプルを提供し、各サ
ンプルの値を予め定められた時間期間保持する。この回
路の典型的な応用用途はアナログ・ディジタルおよびデ
ィジタル・アナログ変換器である。
一般に、追尾および保持回路は電子スイッチと信号蓄積
装置より成る。各々の追尾期間中、スイッチは追尾制御
信号に応動して閉じ、入力信号は信号蓄積装置に結合さ
れる。各々の保持期間中、スイッチは保持制御信号に応
動して開き、それによって信号蓄積装置を切離す。ダイ
オード・ブリッジをスイッチとして使用するこのような
回路の代表例が米国特許第3.628.1.61号に示
されている。
追尾・保持回路の問題点は追尾状態への遷移が生じる毎
に蓄積された信号から電荷が加えられたり、除去された
りすることである。
その結果、一般にサンプル毎に変化する追尾・保持ペデ
スタル、即ちオフセットが生じることである。その結果
生じるサンプリングの誤差は多くの通信用用途にあって
は許容出来ない程度のものである。
追尾・保持回路の他の問題点は保持期間中に蓄積される
信号に変動を生じさせるフィートスルーとドループであ
る。フィートスルーは入力信号に依存し、保持期間中の
入力信号の変化率と関係を有している。他方ドループは
入力信号とは無関係で、追尾・保持回路の素子の不整合
と関係を有している。
多数の従来技術が追尾・保持オフセット、フィードスル
ーおよびドループの問題を解消するのに使用されて来て
いる。しかしこれらの技術を組合わせると高価になり、
捷た追尾・保持回路の動作速度も低下する。その結果、
精確なサンプルを提供し、高速度で動作する低価格の追
尾・保持回路の出現が望まれている。
本発明に従い、電子スイッチと信号蓄積装置を含む改良
された追尾・保持回路が提供される。追尾・保持機能は
夫々追尾および保持制御信号に応動してスイッチを作動
させることにより提供される。入力信号に依存する追尾
・保持オフセットの問題を除去するため、選択された追
尾および保持制御信号が使用されている。詳細に述べる
と追尾および保持制御信号は夫々相続ぐ追尾および保持
期間中入力信号に従って変化するが両者の差は実質的に
一定である。その結果、追尾・保持オフセットは入力信
号の変動とは無関係となり、実質的に一定値に保持され
る。この技法は追尾・保持回路の動作速度には影響を与
えず、フィートスルーやドループによって引き起こされ
る保持期間中の蓄積された信号の変動を容易に最小化す
ることが出来る。
本発明に従う追尾・保持回路が第1図に示されている。
ダイオード・ブリッジ100は4つの実質的に同一のダ
イオード101より成っている。各ダイオード101は
順方向バイアスされるとVD  なる電圧降下を与える
追尾・保持機能を提供するため、ダイオード・ブリッジ
100はブリッジの制御ノード112および113に供
給される制御信号に応動する電子スイッチとして動作す
る。追尾期間中、ブリッジの入力ノート110の変化す
る入力信号Vinをブリッジの出力ノード111に結合
する追尾制御信号が供給される。
保持期間中、入力ノード110を出力ノード111から
切離す護持制御信号が供給され、追尾から保持への遷移
時点におけるVinO値はコンデンサ114中に保持さ
れる。
夫々基準電圧+Vおよび−Vによってバイアスされた電
流源103および105は追尾制御信号を発生する。電
流源103および105は2レベルの論理信号CL K
の論理91“レベルによって活性化され、電流工。
がノード112から113に流れる。この電。
流はノー1’l12および113に夫々Vin +VD
およびVin −VDなる追尾制御信号を形成する。従
ってブリッジ100の対称性によりVinが出力ノード
111に発生される。
CLI(の論理のゝ0”レベルは電流源103および1
05をオフとする。保持期間中のノード110の切離し
はノード112および113にダイオード101を逆バ
イアスするVLおよび■Iなる一定の保持制御信号を供
給することにより実行され得るが、この制御信号は変動
する追尾−保持オフセットを発生させる。このようにオ
フセットが変動するのは各々の追尾から保持への遷移時
点においてノード112はVL −(Vjn+VD)な
る制御信号の差を、そしてノード113はvH−(V 
i n−■n )なる制御信号の差を横切らなければな
らないためである。Vinは各々の追尾から保持への遷
移時点にお1/1て異なる値をとり得るので、ダイオー
ド101が導通状態から非導通状態に変化するのに必要
な時間はVinO値に従って変化する。このターン・オ
フ時間の変動により各々の追尾から保持への遷移時点に
おいて変動する電荷がブリッジ100とコンデンサ11
4の間に加えられることによる。その結果入力信号に依
存して変動する追尾・保持オフセットがコンデンサ11
4に生じ、これによって発生されるサンプルの精度は低
下する。この場合追尾・保持オフセットの値は一般に予
測出来ない。
入力信号に依存して変動する追尾・保持オフセットを緩
和するため、電流源103および105、抵抗106お
よび109ならびにダイオード107シよび108が使
用されている。各々の保持期間中、電流源103および
105はCLKの論理のゝO“レベルによってオフとさ
れ、電流源102および104は2レベルの論理信号C
LKの論理の六1 〃レベルによって活性化される。C
LKおよびCLKは相補信号であり、従って電流源10
2および104は各々の追尾期間中オフとなる。
電流源102および104が活性化されると制御ノート
113から抵抗106、タイオート107、ダイオード
108および抵抗109を通してノード112に流れる
電流IOが発生される。ダイオード107および108
はタイオード101とは逆極性なので各々の追尾期間中
抵抗106および109に電流が流れることを妨げる。
抵抗106およびダイオード107はVRなる電圧降下
を与えるよう選択され、抵抗109およびダイオード1
08は同様に同じ電圧降下VRを提供するよう選択され
ている。vRHVinの最大のピーク対ピーク振幅に等
しい。その結果得られるノード112および113にお
ける保持制御信号は夫々Vin −VRおよびVi n
 −4−VRとがる。その結果、各々の追尾から保持へ
の遷移時点において、制御ノード112および113の
各々の電圧はVD+■Rなる一定の信号差を横切ること
になる。この差は明らかにVinとは無関係である。従
って追尾・保持オフセットは入力信号とは独立となり、
更に振幅および極性も実質的に一定となる。
第1図の回路において、ノード112および113にお
ける保持制御信号は保持期間中Vinに応じて変化する
が、出力ノード111の信号レベルは実質的に一定であ
る。その結果、ノード111に接続された2つのダイオ
−ト101の逆バイアス容量の差によりブリッド100
とコンデンサ114の間に電子的な電荷結合が生じる。
この電荷結合は保持期間中に蓄積された信号を変化させ
る。この効果はフィートスルーとして知られており、保
持期間中にわたってMinの変化速度に応じて変化する
前述のフィートスルー効果を最小とするため、追尾・保
持回路は第2図に示すように変更することが出来る。第
2図は抵抗106および夕゛イオート107が出力ノー
ド111と制御ノード113の間に接続されており、抵
抗109とダイオード108が出力ノード111と制御
ノード112の間に接続されている点を除いて第1図と
同一である。との場合、各々の追尾から保持への遷移時
点において保持制御信号はVjn−VRおよびv】n+
VRである。ここでVinは各々の保持期間中にコンデ
ンサ114中に蓄積されたVinO値である。従って保
持制御信号はVinの関数であるが、保持期間中(徒一
定レベルに保持される。
第1および第2図の実施例は実質的に一定な追尾・保持
オフセットを提供する。更に、第2図の実施例はフィー
 トスルーの効果を減少させる。しかし第2図において
は、電流源102と104が不整合状態にあると、各々
の保持期間中に蓄積された信号が変動する可能性がある
。例えは電流源104から流出する電流I。が電流源1
02中に流入する電流Toより犬であると、電荷がコン
デンサ114に加えられる。同様に、電流源102が電
流#、104によって供給される電流より大きな電流を
シンクするとコンデンサ114から電荷が除去されるこ
とになる。その結果コンデンサ114中に蓄積された信
号の変動は入力信号とは無関係となる。この変動は一般
にゝゝドループ“(droop )と呼ばれる。
第3図の実施例は第2図を参照して議論したドループ効
果および第1図を参照して議論り、、p、フィートスル
ー効果を最小化するのに使用できる。第3図においては
第2のダイオード・ブリッジ300、増幅器324およ
び325、ならびにトランジスタ323および326が
第1図の回路に付加されている。あるいはこれらの回路
を第2図の実施例に付加することも出来る。
ブリッジ300は4つの同じ極性で同等なダイオード3
15より成る。ブリッジ300の入力ノード310はブ
リッジ1000入力ノート110に接続されている。ブ
リッジ300の出力ノード323は追尾・保持回路の出
力導a350を通してコンデンサ316に接続されてい
る。ブリッジ100の動作は前述のブリッジ100の動
作と同一であり、ブリッジ300はブリッジ100と同
期して動作する。追尾期間中、電圧+■および−Vによ
って夫々バイアスされている電流源318および320
はCLKの論理のXX1  //レベルによりオンとな
る。その結果、ブリッジ100と同様に、Vinに応じ
て変化する追尾制御信号がブリッジ300に形成される
。保持期間中、電流源318および320はオフとされ
、基準電圧−■および→−■によゆ夫々バイアスされて
いる電流源317および319はオンとなる。これら電
流源の制御は第1および第2図の実施例で述べたのと同
一である。電流υg317および319の活性化により
PNPトランジスタ326およびNPNトランジスタ3
23が順方向バイアスされる。増幅器324およびトラ
ンジスタ326はVin”の値を→−■Rだけシフトさ
せる。増幅器325およO・トランジスタ323はVi
 n”の値を−VRたけシフトさせる。その結果、各々
の保持期間中、制御ノート321の保持制御信号はVi
n”−VRとなり、制御ノード322の保持制御信号は
Vjn″+vRとなる。従って、第2図の実施例と同様
フィートスルーは最小化される。更に、出力ノード32
311−1:保持期間中電流源102.104.317
および319から切離される。従って、これら電流源の
間に不整合があっても各々の保持期間中コンデンサ31
6中に記憶された値には何らの影響も与えない。これは
また第2図の実施例に第2のタイオード・ブリッジ30
0、増幅器324および325ならびにトランジスタ3
23および326を付加した場合にも言える。
前述の実施例は本発明の原理を応用した多数の他の装量
の内の一例を示すものであるととを理解されたい。本発
明の精神と範囲を逸脱することなく当業者にあっては多
数の他の装置を考案することが可能である。例えば寸ず
第1に追尾から保持への切換えにダイオード・ブリッジ
が使用されているが、前述の追尾・保持制御信号は他の
電子的スイッチング装置においても使用することが出来
る。第2に、各々のダイオード・ブリッジは2一つの)
u制御ノートにより接続されているが、Vinが常に正
であるか、捷たけ常に負であるならば制御ノードと相応
する追尾・保持制御信号の一方は明らかに必要ない。第
3にコンデンサが信号蓄積装置として使用されているが
、他の電子的信号蓄積装置を使用することが出来る。
最後に、追尾期間の時間幅と保持期間の時間幅は独立に
調整することが出来る。従って追尾期間と保持期間の時
間幅は等しい必要はない。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第1の実施例を示す図、第2図は本発
明の第2の実施例を示す図、第3図は本発明の第3の実
施例を示す図である。 〔主要部分の符号の説明〕 114・・・第1の蓄積手段 100 タイオード・ブリッジ・スイッチ手段103.
105  ・追尾制御信号 102.104・・・保持制御信号 316・・第2の蓄積手段 318.320・・補助追尾制御信号 317.319・・・補助保持制御信号324.326
;323,325・・・結合手段FI0.3

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、電気信号の追尾・保持回路(例えば第1図または第
    2図)において、該回路は電荷のための第1の蓄積手段
    (例えば114)と、 入力、出力および制御ノートを有し、追尾制御信号(例
    えば103.105)に応動して入力ノートの時間的に
    変化する入力信号のザンブルを出力ノートの前記蓄積手
    段に結合し、保持制御信号(例えば102.104)に
    応動して前記入力ノードを前記出力ノードから切離すダ
    イオード・ブリッジ・スイッチ手段(例えば100)を
    含み、前記追尾および保持信号は前言己制御ノート、に
    加えられ、 前記タイオード・ブリッジの入力または出力ノートに接
    続された1対のブリッジ・アームは、抵抗(例えば10
    6,109)とバイパスされるダイオードとは逆極性の
    ダイオード(例えば107,108)の直列接続により
    バイパスされており、それによって追尾から保持への制
    御信号の遷移期間中残りのブリッジのノート電圧変化を
    入力信号とは独立な実質的に一定な値に保持することを
    特徴とする電気信号の追尾・保持回路。 2、特許請求の範囲第1項記載の追尾・制御回路(例え
    は第3図)において、更に 第2の蓄積手段(例えば316)が設けられており、 補助タイオード・ブリッジ・スイッチ手段(例えば30
    0)は補助追尾制御信号(例えば318,320 )に
    応動して入力ノートの前記入力信号を出力ノートの前記
    更なる蓄積手段に結合し、補助保持制御信号(例えば3
    17,319)に応動して入力ノードを出力ノートから
    切離し、前記補助追尾および保持信号は前記補助ブリッ
    ジ手段の制御ノートに加えられ、 結合手段(例えば324.326 ;323゜325)
    は前記蓄積手段(例えば114)の電荷を前記補助ブリ
    ッジの夫々の制御ノーI−′(例えば321,322)
    に転送し、それによって保持制御信号の不整合による前
    記第2の蓄積手段(例えば316)の両端の電圧のドル
    ープは実質的に補償されることを特徴とする追尾・制御
    回路。
JP58195140A 1982-10-18 1983-10-18 電気信号の追尾・保持回路 Pending JPS5995732A (ja)

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