JPS6166300A - Sampling and holding circuit - Google Patents

Sampling and holding circuit

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JPS6166300A
JPS6166300A JP59189101A JP18910184A JPS6166300A JP S6166300 A JPS6166300 A JP S6166300A JP 59189101 A JP59189101 A JP 59189101A JP 18910184 A JP18910184 A JP 18910184A JP S6166300 A JPS6166300 A JP S6166300A
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switch
capacitor
level
circuit
sample
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JP59189101A
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Machirou Kasai
河西 萬智朗
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NEC Corp
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NEC Corp
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Abstract

PURPOSE:To perform the level shift and level conversion independently of each other with no addition of a gain control circuit, etc., by combining three switches and two capacitors. CONSTITUTION:The 1st sampling circuit consists of the 1st switch 1 connected to an input terminal 11 and a capacitor 4 connected to the switch 1. Then the 2nd switch 2 is connected to the 1st sampling circuit. The 3rd switch 3 is provided between earths and in parallel to a capacitor 5 connected to the switch 2, a voltage dividing circuit consisting of the switch 2 and the capacitor 5 respectively. The voltage dividing ratio can be set according to the selection of a capacity ratio between capacitors 4 and 5. At the same time, the level of a terminal 13 is varied by operations of switches 1-3. Thus it is possible to obtain a sampling/holding circuit that can perform the level shift and level conversion operations independently of each other with no addition of a gain control circuit, etc.

Description

【発明の詳細な説明】 (技術分野) 本発明はサンプル・ホールド回路に係り、特にレベル変
換及びレベルシフトが可能なサンプル・ホールド回路に
関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Technical Field) The present invention relates to a sample and hold circuit, and more particularly to a sample and hold circuit capable of level conversion and level shifting.

(従来技術〕 従来のこの種のサンプル・ホールド回路は、単独でレベ
ルシフト又はレベル変換を行えず、レベルシフト等を行
うためには、付加回路を接続する必要がらった。この従
来のサンプル・ホールド回路を第4図に墓づいて説明す
る。
(Prior Art) Conventional sample-and-hold circuits of this type cannot perform level shifting or level conversion by themselves, and in order to perform level shifting, etc., it is necessary to connect an additional circuit. The hold circuit will be explained with reference to FIG.

同図において1本回路は、スイッチ1と、コンデン?4
と、演算増幅器6と、この演算増幅器6の利得を設定す
る抵抗器7.8とを有する。
In the same figure, one circuit consists of switch 1 and capacitor ? 4
, an operational amplifier 6, and a resistor 7.8 for setting the gain of the operational amplifier 6.

今、スイッチ1がオン(ON)となると、入力端子11
0信号がスイッチ1を通9.コンデンテ4に印加される
。次に、スイッチlがオフ(OFF’)となると、コン
デンサ4の蓄積電荷は保持され。
Now, when switch 1 is turned on, input terminal 11
0 signal passes through switch 19. The voltage is applied to the capacitor 4. Next, when the switch 1 is turned off (OFF'), the accumulated charge in the capacitor 4 is held.

ホールド状態となる。コンデンサ4に印加された電圧は
、演算増S器6の非反転入力端子に入力され、二りの抵
抗器7,8の抵抗値の比によって憎幅され、出力端子1
6に出力される。
It becomes a hold state. The voltage applied to the capacitor 4 is input to the non-inverting input terminal of the operational amplifier 6, and is amplified by the ratio of the resistance values of the two resistors 7 and 8, and is applied to the output terminal 1.
6 is output.

また、レベルシフト端子14の信号は、抵抗器7全通し
て演算増幅器6の反転入力端子に入力され、非反転入力
端子に入力された前記信号と同様に増幅され、出力端子
16に出力される。これを数式により表わすと次式の様
になる。
The signal at the level shift terminal 14 is input to the inverting input terminal of the operational amplifier 6 through the resistor 7, amplified in the same way as the signal input to the non-inverting input terminal, and output to the output terminal 16. . This can be expressed numerically as shown below.

Va−(Rt+FLs>・V/Ry  Rs・Vi/R
y・・・・・・・・・・・・ (1) ここで、vsは呂力畑子16における信号レベル、Vは
入力端子11の信号レベルであり、コンテン?4に印加
されたレベルに等しい。また、vRはレベルシフト端子
14における信号レベル、R1゜allはそれぞれ抵抗
器7.8の抵抗値を示す。
Va-(Rt+FLs>・V/Ry Rs・Vi/R
y・・・・・・・・・・・・ (1) Here, vs is the signal level at the Riki Hatoko 16, V is the signal level at the input terminal 11, and the content? Equal to the level applied to 4. Further, vR represents the signal level at the level shift terminal 14, and R1°all represents the resistance value of the resistor 7.8.

前記(1)式で明らかなように、この回路はレベルシフ
トは可能であるが、利得を1以下に設定できず、また利
得t−1に設定するとレベルシフトが不可能となってし
まう。このため、従来でf′i44図に示したサンプル
・ホールド回路の後段に利得を下げる回路を付加しなけ
ればならなかっ1ヒ。
As is clear from the above equation (1), although this circuit is capable of level shifting, the gain cannot be set below 1, and if the gain is set to t-1, level shifting becomes impossible. For this reason, conventionally it was necessary to add a circuit to lower the gain after the sample and hold circuit shown in Figure f'i44.

(発明の目的) 本発明の目的は、別に回gを付加せず、レベルシフト及
びレベル変換が単独で行えるようにしたサンプル・ホー
ルド回路を提供することにある。
(Object of the Invention) An object of the present invention is to provide a sample-and-hold circuit that can perform level shifting and level conversion independently without adding a separate circuit.

(発明の構成) 本発明のテンフル・ホールド回路の構成は、入力が印加
される第1のスイッチとFilのコンデンサとの直列体
を有するサンプル回路と、これに接続される第2のスイ
ッチと第2の:ンデ/fとの直列体を有する分圧回路と
、前記第2のコンデンサと並7りに接続された′!PJ
3のスイッチとを備えていることを特徴とする。
(Structure of the Invention) The structure of the tensile hold circuit of the present invention includes a sample circuit having a series body of a first switch to which an input is applied and a Fil capacitor, a second switch connected to this, and a A voltage divider circuit having a series circuit with 2:nd/f and '! P.J.
3 switches.

(実施例) 次に図面を参照しながら本発明の詳細な説明する。(Example) Next, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

第1図は本発明の第1の実施例のす/プル・ホールド回
路を示す回路図、第3図は第1図のサンプル・ホールド
回路の動作状態金示すタイムチャートである。第1図に
おいて2本サンプル・ホールド回路は、弗1.第2.第
3のスイッチ1,2゜3と、 fil、 342のコン
テン?4.5とを含み構成される。
FIG. 1 is a circuit diagram showing a sample/pull hold circuit according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a time chart showing the operating state of the sample/hold circuit of FIG. 1. In FIG. 1, the two sample and hold circuits are 1. Second. The third switch 1, 2°3 and the content of fil, 342? 4.5.

まず、出力端子13のレベルを基準電位(この例では接
地電位)に設定するため、出力側の第2のコンデ/す5
に並列に接続されて−る第3のスイッチ3をオン(ON
)とし、第2のコンデンサ5の電荷を零とする。このコ
ンデ/?5の容量をC8,電荷をQ6とすると9次の式
が得られる。
First, in order to set the level of the output terminal 13 to the reference potential (ground potential in this example), the second capacitor/switch 5 on the output side is set.
Turn on the third switch 3 connected in parallel to
), and the charge on the second capacitor 5 is set to zero. This conde/? Assuming that the capacitance of 5 is C8 and the charge is Q6, the following equation is obtained.

Qs=C+s・0=0  ・・・・・・・・・(2)第
3図で示す放電区間kが経過し、第3のスイッチ3fニ
オ7(OFF)とした後、充電用の第1のコンテンf4
に入力端子11のレベルに比例した電荷を充電するため
、第1のスイッチ1t−オン(ON)とする。入力端子
11のレベルをv、第1のコンテン?4の容量を04m
蓄えられた電荷をQ4  とすると2次の式が得られる
Qs=C+s・0=0 (2) After the discharge period k shown in FIG. 3 has passed and the third switch 3f is turned 7 (OFF), the first content f4
In order to charge a charge proportional to the level of the input terminal 11, the first switch 1t is turned on. Let the level of input terminal 11 be v, the first content? 04m capacity
Letting the stored charge be Q4, the following equation is obtained.

Q4−C,・V  ・・・・・・・・・(3)第3図に
示す充電区間Bが経過し9.第1のスイッチ1をOFF
とした後1分圧用スイッチ2がONする。ここで、第1
のコンテン?4に充電されていた電荷は、第1のコンテ
ン?4と第2のコンテン?5との容量比に応じて2分配
される。この電荷は保存されるので、前記(2)式及び
(3)式から1次の式が得られる。
Q4-C,・V ・・・・・・・・・(3) 9. Charging section B shown in FIG. 3 has passed. Turn off the first switch 1
After that, the partial pressure switch 2 is turned on. Here, the first
Content? Is the charge charged in 4 the first content? 4 and the second content? It is divided into two according to the capacity ratio with 5. Since this charge is conserved, a first-order equation can be obtained from equations (2) and (3).

Q4 +QB = C4・V+ O−−−(4)gJ3
図に示す分圧区間Cが経過し、第2のスイッチ2がOF
Fとなると8次の放電区間Aが始まるまでの区間がホー
ルド区間りで6り、 第2のコンテン?5の電荷は保持
される。この時、出力端子13のレベルvoは、(4)
式から1次の式が得られる。
Q4 +QB = C4・V+ O---(4)gJ3
The voltage division period C shown in the figure has passed, and the second switch 2 is turned OFF.
When it becomes F, the interval until the start of the 8th discharge interval A is a hold interval, and the second content? The charge of 5 is retained. At this time, the level vo of the output terminal 13 is (4)
A linear equation is obtained from the equation.

Q4 +Qi −C4・v−(Ca+Cs )・Vo 
・” (5)よって、この(5)式から9次の式が得ら
れる。
Q4 +Qi -C4・v−(Ca+Cs)・Vo
・” (5) Therefore, the ninth-order equation is obtained from this equation (5).

Vo=Ci・V/CC4+Cs)  ・”・”<6>以
上説明したように、第1の;ンデンナ4及び第2のコン
デ/す5の容量比を適当に定めることにより、E−意の
分圧比を設定でき、また以上の回路構成により、?ンプ
ル・ホールド回路を構成できる。
Vo=Ci・V/CC4+Cs) ・”・”<6> As explained above, by appropriately determining the capacity ratio of the first capacitor 4 and the second capacitor 5, the The pressure ratio can be set, and with the above circuit configuration,? A sample hold circuit can be configured.

第2図は本発明の第2の実施例のサンプル・ホールド回
路の回路図である。本サンプル・ホールド回路は、演算
増幅器6と、この演算増幅器6の利得を設定する抵抗器
7.8と、第1図に示した回路と同一の回路部9とを含
み構成される。
FIG. 2 is a circuit diagram of a sample and hold circuit according to a second embodiment of the present invention. This sample-and-hold circuit includes an operational amplifier 6, a resistor 7.8 for setting the gain of the operational amplifier 6, and a circuit section 9 that is the same as the circuit shown in FIG.

今、入力端子11の信号が、サン1ル・ホールド回路部
9に入力されると、入力信号は′!1I11のコンデン
サ4及び第2のコンデンサ5の容量比により分圧され、
出力端子13の信号として演算増幅器6の非反転入力端
子に接続される。
Now, when the signal at the input terminal 11 is input to the sample hold circuit section 9, the input signal is '! The voltage is divided by the capacitance ratio of the capacitor 4 and the second capacitor 5 of 1I11,
The signal at the output terminal 13 is connected to the non-inverting input terminal of the operational amplifier 6.

この演算増幅器6は2反転入力端子へ接続される入力抵
抗器7及び反転入力へ子と出力端子とに接続されるフィ
ードバック抵抗器8により、利得が設定される。レベル
シフト端子14の信号が抵抗器7に入力されると、出力
端子13の信号との間で演算が行われ、出力端子16の
信号として出力する。今、Vベルン7ト喘子14のレベ
ル’k V R#出力端子13のレベルをVo、a:l
刃端子16のレベルをV B +抵抗器7.抵抗器8の
抵抗値をそれぞれR1,、R@とすると9次式が得られ
る。
The gain of this operational amplifier 6 is set by an input resistor 7 connected to the inverting input terminal and a feedback resistor 8 connected to the inverting input terminal and the output terminal. When the signal at the level shift terminal 14 is input to the resistor 7, an operation is performed between the signal at the level shift terminal 14 and the signal at the output terminal 13, and the result is output as a signal at the output terminal 16. Now, set the level of V Bern 7 toe 14 to 'k', and set the level of V R# output terminal 13 to Vo, a:l.
Set the level of the blade terminal 16 to V B + resistor 7. Letting the resistance values of the resistors 8 be R1, R@, respectively, a 9th order equation is obtained.

Vll−(R17+FL8) ・VO/R1?−R11
1・Vn/Rrt・・・・・・・・・・・・(7) ここで、前記(7)式に、前記(6)式を代入すると9
次式が得られる。
Vll-(R17+FL8) ・VO/R1? -R11
1・Vn/Rrt・・・・・・・・・・・・(7) Here, by substituting the above equation (6) into the above equation (7), 9
The following equation is obtained.

Ys−(FLy+Rs)−c、 ・V/Ray ・(C
4+C3)−Rs 、Vn/FLt    ・旧・・−
・” (8)−例として、R7=R8,C4−C5とす
ると1次式%式% 即ち、レベルシフトが可能な回路となる。ま之。
Ys-(FLy+Rs)-c, ・V/Ray ・(C
4+C3)-Rs, Vn/FLt ・Old...-
・" (8) - As an example, if R7=R8, C4-C5, it becomes a linear equation % equation % In other words, it becomes a circuit capable of level shifting.

R7−FL8 、3・C4−C,とすると1次式が得ら
れる。
R7-FL8, 3.C4-C, a linear equation is obtained.

VB=2.V/4  vR−Vz−vR−+・++−+
m(lo)即チ、レベル・77トの池に、利得全1μ下
に設定することも可能でらる。
VB=2. V/4 vR-Vz-vR-+・++-+
It is also possible to set the total gain to 1 μ below m(lo), i.e., level 77.

よって、レベルシフト端子14のレベルvRによって、
出力信号のレベルシフトが可能でめり、また第1のコン
デンサ4や第2のコンデンサ5゜抵抗器7.抵抗器8の
値’t、18ぶことにより、所望の比率でレベル変換が
できる。
Therefore, depending on the level vR of the level shift terminal 14,
It is possible to level shift the output signal, and the first capacitor 4 and the second capacitor 5° resistor 7. By increasing the value 't, 18 of the resistor 8, level conversion can be performed at a desired ratio.

(発明の効果) 本発明によれば1以上説明したように、少なくとも3個
のスイッチと2個のコンデンサとを組合せることにより
、レベル変換が行え、またこれに非反転増幅器を、組合
せることにより、レベルシフトも同時に可能となる等の
効果が得られる。
(Effects of the Invention) According to the present invention, as explained above, level conversion can be performed by combining at least three switches and two capacitors, and a non-inverting amplifier can be combined with this. As a result, effects such as level shifting can be achieved at the same time can be obtained.

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

′W!11図は本発明の第1の実施例のサンプル・ホー
ルド回路を示す回路図、第2図は本発明の第2の実施例
のす/プル・ホールド回路を示す回路図。 83図は第1図に示すサンプル・ホールド回路のスイッ
チの動作を現わすタイムチャート、第4図は従来のす/
プル・ホールド回路を示す回路図である。尚[F]にお
いて。 1.2.3・・・・・・スイッチ、4・・・・・・第1
のコンデンサ、5・・・・・・fJII2のコンデンサ
、6・・・・・・演算増幅器、7,8・・・・・・抵抗
器、9・・・・・・サンプル・ホールド回路部、11・
・・・・・入力端子、13.16・・・・・・出力端子
、14・・・・・・レベルシフト端子、A・・・・・・
第2のコンデンサの放電区間、B・・・・・・第1のコ
ンデンサへの充電区間、C・・・・・・第2のコンデン
サへの分圧区間、D・・・・・・ホールド区間、E・・
・・・・スイッチのOFF’区間。
'W! FIG. 11 is a circuit diagram showing a sample and hold circuit according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a circuit diagram showing a pull and hold circuit according to the second embodiment of the present invention. Figure 83 is a time chart showing the operation of the switch in the sample-and-hold circuit shown in Figure 1, and Figure 4 is a time chart showing the operation of the switch in the sample-and-hold circuit shown in Figure 1.
FIG. 2 is a circuit diagram showing a pull-hold circuit. Furthermore, in [F]. 1.2.3...Switch, 4...1st
capacitor, 5... capacitor of fJII2, 6... operational amplifier, 7, 8... resistor, 9... sample/hold circuit section, 11・
...Input terminal, 13.16...Output terminal, 14...Level shift terminal, A...
Discharging section of the second capacitor, B... Charging section to the first capacitor, C... Voltage dividing section to the second capacitor, D... Holding section , E...
...Switch OFF' section.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims]  入力端子に接続された第1のスイッチとこの第1のス
イッチに接続された第1のコンデンサとを有するサンプ
ル回路と、このサンプル回路に接続された第2のスイッ
チとこの第2のスイッチに接続された第2のコンデンサ
とを有する分圧回路と、前記第2のコンデンサと並列に
接続された第3のスイッチとを備えていることを特徴と
するサンプル・ホールド回路。
a sample circuit having a first switch connected to an input terminal and a first capacitor connected to the first switch; a second switch connected to the sample circuit; and a second switch connected to the second switch. 1. A sample-and-hold circuit comprising: a voltage divider circuit having a second capacitor with a second capacitor; and a third switch connected in parallel with the second capacitor.
JP59189101A 1984-09-10 1984-09-10 Sampling and holding circuit Granted JPS6166300A (en)

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JPS6166300A true JPS6166300A (en) 1986-04-05
JPH0434238B2 JPH0434238B2 (en) 1992-06-05

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5440263A (en) * 1992-04-30 1995-08-08 Sgs-Thomson Microelectronics, S.A. Voltage threshold detection circuit with very low power consumption

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5440263A (en) * 1992-04-30 1995-08-08 Sgs-Thomson Microelectronics, S.A. Voltage threshold detection circuit with very low power consumption
US5619165A (en) * 1992-04-30 1997-04-08 Sgs-Thomson Microelectronics, S.A. Voltage threshold detection circuit with very low consumption

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