JPS6292512A - Variable coefficient circuit - Google Patents

Variable coefficient circuit

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JPS6292512A
JPS6292512A JP23123385A JP23123385A JPS6292512A JP S6292512 A JPS6292512 A JP S6292512A JP 23123385 A JP23123385 A JP 23123385A JP 23123385 A JP23123385 A JP 23123385A JP S6292512 A JPS6292512 A JP S6292512A
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JP
Japan
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capacitor
input
phase
switch
capacitors
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JP23123385A
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Japanese (ja)
Inventor
Shizuo Yagi
八木 志津夫
Isao Akitake
秋武 勇夫
Shuzo Matsumoto
松本 修三
Hironori Hanabusa
花房 宏典
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Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
Hitachi Video Engineering Co Ltd
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Publication of JPS6292512A publication Critical patent/JPS6292512A/en
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Abstract

PURPOSE:To vary easily an input/output voltage coefficient by a switched capacitor by controlling the number of transmission and the sampling of an input voltage by capacitors different from the capacitance ratio via a switch for varying the control speed. CONSTITUTION:An input voltage from a terminal 98 is sampled by a switched capacitor comprising switches 11, 12, 21, 31, 41, 32, 42 and capacitors 111, 122 of different capacitances and the result is fed to an inverting input terminal 97 of an operational amplifier 97. Then an output voltage is generated from a terminal 99 via an integration capacitor 100 brought into the initial state by switches 01, 02 and a capacitor 101. The operating speed of the switches 11, 12, 21, 22, 31, 32, 41, 42 applying input/output control of the capacitors 111, 122 is controlled within the operating period of the switches 01, 02 to change the switching number of times, then the output voltage is changed and the switched capacitor is used to apply fine adjustment of the input/output voltage coefficient having the input/output voltage ratio easily.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野J 本発明は、IC,LSI化に好適なスイッチト・キャパ
シタ回路による可変係数回路に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Application of the Invention J] The present invention relates to a variable coefficient circuit using a switched capacitor circuit suitable for IC and LSI implementation.

〔発明の背景〕[Background of the invention]

スイッチト・キャパシタによる従来の可変係数回路は、
電子通信学会論文誌’84/8 Vol 、J67−B
/16a 「スイッチトキャパシタを用いた自動フィル
タ」と題する論文に記載されているように、係数の可変
範囲を広く設計できるものであるが、高精度な係数を必
要とするような場合には、スイッチをさらに高速動作さ
せる必要があるため、スイッチ駆動回路、スイッチ回路
(トランジスタなど)のチップ上の面積が大きくなり、
経済的でなく、サンプルホールドされた入力信号をさら
に高い周期でサンプリングを行なうため、高速デバイス
あることを必要とするというような問題があった。
The conventional variable coefficient circuit using switched capacitors is
Journal of the Institute of Electronics and Communication Engineers '84/8 Vol, J67-B
/16a As described in the paper entitled "Automatic filter using switched capacitors", it is possible to design a wide variable range of coefficients, but if high-precision coefficients are required, switching Because it is necessary to operate at even higher speeds, the area on the chip for switch drive circuits and switch circuits (transistors, etc.) becomes larger.
This method is not economical and requires a high-speed device to sample the sample-and-hold input signal at a higher frequency.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解消し、スイ
ッチト・キャパシタにより、係数値を微調整可能とした
可変係数回路を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art and to provide a variable coefficient circuit in which coefficient values can be finely adjusted using switched capacitors.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

この目的を達成するために、本発明は、個々にスイッチ
ングすることにより、複数個の容量比の異なるキャパシ
タに入力信号電圧をサンプリングしてそれらを加算し、
この処理を入力信号電圧のホールド期間内に複数回行な
い、このサンプリングと蓄積を行なう回数を制御するこ
とにより、スイッチト・キャパシタでもって係数の微調
整可能にした点に特徴がある。
To achieve this objective, the present invention samples the input signal voltage across a plurality of capacitors with different capacitance ratios and adds them together by switching them individually.
This process is performed multiple times within the hold period of the input signal voltage, and by controlling the number of times this sampling and accumulation is performed, it is possible to finely adjust the coefficient using a switched capacitor.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

以下、本発明の実施例を図面により説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第1図は本発明による可変係数回路の一実施例を示す回
路図であって、01.02,11.12,21.22゜
31.52,41.42.  はそれぞれスイッチ、1
00,101゜111.122はそれぞれキャパシタ、
97は増幅器、98は信号入力端子、99は出力端子で
ある。
FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of a variable coefficient circuit according to the present invention, and shows 01.02, 11.12, 21.22, 31.52, 41.42. are the switches and 1 respectively.
00, 101° 111.122 are capacitors, respectively.
97 is an amplifier, 98 is a signal input terminal, and 99 is an output terminal.

第2図は第1図に示す各部の波形及び各スイッチの動作
状態を示すタイムチャートであり、(a)は入力端子9
8に加わる電圧波形、(b)は出力端子99に現われる
電圧波形、(C)はキャパシタ100に充放電される電
荷の変化状態、(d)はキャパシタ101による充放電
される電荷の変化状態、(e)はキャパシタ111に充
放電される電荷の変化状態、(f)はキャパシタ122
に充放電される電荷の変化状態、(g)はスイッチ01
の動作状態、(h)はスイッチ02の動作状態バi)は
スイッチ11,12の動作状態、(j)はスイッチ21
.22の動作状態、(k)はスイッチ31.32の動作
状態、(りはスイッチ41゜42の動作状態を示す。ま
たTはスイッチ01,02の動作周期、 G、H,L 
、、L 、Kl 、に2 、Ks 、 Lt 、L2゜
L、 、に、、 、 L、、 、に、、 、 L、2 
 はそれぞれスイッチが導通状態となる位相を示す。1
. 、12は時間を示す。
2 is a time chart showing the waveforms of each part and the operating state of each switch shown in FIG. 1, and (a) is a time chart showing the input terminal 9.
8, (b) is the voltage waveform appearing at the output terminal 99, (C) is the state of change in the charge being charged and discharged to the capacitor 100, (d) is the state of change in the charge being charged and discharged by the capacitor 101, (e) shows the changing state of charge charged and discharged in the capacitor 111, and (f) shows the state of change in the charge charged and discharged in the capacitor 122.
(g) is the state of change in charge being charged and discharged in switch 01.
(h) is the operating state of switch 02; i) is the operating state of switches 11 and 12; (j) is the operating state of switch 21.
.. 22, (k) is the operating state of switches 31 and 32, (k) is the operating state of switches 41 and 42, and T is the operating period of switches 01 and 02, G, H, L.
, , L , Kl , 2 , Ks , Lt , L2゜L, , , , , L , , , , , , L, 2
each indicates the phase in which the switch becomes conductive. 1
.. , 12 indicate time.

この実施例はスイッチト・キャパシタによるものであり
、まず、第1図における各素子の動作について簡単に説
明する。
This embodiment uses a switched capacitor, and first, the operation of each element in FIG. 1 will be briefly explained.

同図において、キャパシタ100は増幅器97の入出力
瑞子間に接続された積分キャパシタであり、キャパシタ
101は、スイッチ01,02によって入出力制御され
、キャパシタ100の電荷を一定周期Tでキャンセルす
る。キャパシタ111ハスイッチ11,12,21.2
2により、キャパシタ122はスイッチ3j 、32,
41.42によりそれぞれ入出力制御され、入力端子9
8に入力された信号aをサンプリングして電荷を蓄積し
た後、この電荷を増幅器970反転入力端子に転送する
。スイッチ11.12,21.22,31.32,41
.42はスイッチ01,02の動作周期と同期し、この
動作の一周期内のオンオフ動作の回数、すなわちキャパ
シタ111,122への入力信号aのサンプリング及び
電荷の転送の回数により係数回路の係数値を決定する。
In the figure, a capacitor 100 is an integral capacitor connected between the input and output terminals of an amplifier 97, and the input and output of a capacitor 101 is controlled by switches 01 and 02, and the charge of the capacitor 100 is canceled at a constant period T. Capacitor 111 Switch 11, 12, 21.2
2, the capacitor 122 is connected to the switches 3j, 32,
The input and output are controlled by 41 and 42, respectively, and the input terminal 9
After sampling the signal a input to the amplifier 8 and accumulating the charge, this charge is transferred to the inverting input terminal of the amplifier 970. Switch 11.12, 21.22, 31.32, 41
.. 42 is synchronized with the operating cycle of the switches 01 and 02, and calculates the coefficient value of the coefficient circuit according to the number of on/off operations within one cycle of this operation, that is, the number of samplings of the input signal a to the capacitors 111 and 122 and the number of charge transfers. decide.

次に、この実施例の動作について詳細に説明する。Next, the operation of this embodiment will be explained in detail.

第1図において、キャパシタ100の容量値をC1oo
 +キャパシタ101の容量値をC+o1pキャパシタ
111の容量値をC111,キャパシタ122の容量値
を0122とする。ここで、動作をわかりやすく説明す
るために、それぞれ容量値を のようにすると、この実施例では、係数の可変範囲は一
倍〜57倍となり、係数の最小変化量τとなる。
In FIG. 1, the capacitance value of the capacitor 100 is C1oo
+The capacitance value of the capacitor 101 is C, the capacitance value of the o1p capacitor 111 is C111, and the capacitance value of the capacitor 122 is 0122. Here, in order to explain the operation in an easy-to-understand manner, the respective capacitance values are set as follows. In this embodiment, the variable range of the coefficient is 1 to 57 times, which is the minimum variation τ of the coefficient.

・  61 第2図はこの係数値か1T倍、I倍のときの各部の波形
と各スイッチのタイミングチャートを示している。同図
において、時刻t1から時刻・  3 t2の間で係数値か1T倍2時刻t2以降で係数値φ 
1 か丁倍となっている。最初に時刻t1から時刻t2まで
の間の各部の動作説明をする。
・61 FIG. 2 shows the waveforms of each part and the timing chart of each switch when this coefficient value is multiplied by 1T or I. In the same figure, the coefficient value between time t1 and time 3 t2 is 1T times 2. After time t2, the coefficient value φ is
It is 1 or 1 times larger. First, the operation of each part from time t1 to time t2 will be explained.

まず、位相Gにおいて、スイッチ01は閉じており、キ
ャパシタ101は増幅器97の出力端子99の電圧(b
)の値V?9に相当する電荷Q+o1をスイッチ01を
介して蓄積する。このとき、増幅器97の出力電圧すは
キャパシタ100の電荷Q+ooに比例した値V??で
ある。次に、位相Hにおいて、スイッチ01は開いてス
イッチ02が閉じ、キャパシタ101は出力端子99か
ら入力端子97に接続され、キャパシタ100の電荷Q
1ooをキャンセルする。ここで、C+oo ”” C
+otであるから、キャパシタ100とキャパシタ10
1の電荷の和はQ+oo +Q、。、=0となる。キャ
パシタ101は、スイッチ0102により、上記のよう
な動作を一定周期で繰り返見す。
First, in phase G, switch 01 is closed and capacitor 101 is connected to the voltage (b) at output terminal 99 of amplifier 97.
) value V? A charge Q+o1 corresponding to 9 is accumulated through the switch 01. At this time, the output voltage of the amplifier 97 is a value V? proportional to the charge Q+oo of the capacitor 100? ? It is. Then, in phase H, switch 01 is open and switch 02 is closed, capacitor 101 is connected from output terminal 99 to input terminal 97, and charge Q of capacitor 100 is
Cancel 1oo. Here, C+oo "" C
+ot, so capacitor 100 and capacitor 10
The sum of charges of 1 is Q+oo +Q. ,=0. The capacitor 101 repeatedly performs the above operation at regular intervals by the switch 0102.

キャパシタ111は、位相11と位相J1で入力端子9
8に入力された直Laの電圧(a)をサンプリングした
のち、増幅器97の反転入力端子に接続され、さらにこ
のサンプリングした電圧値V?8に相当した電荷Q11
.がキャパシタ100に転送されて蓄積される。
Capacitor 111 connects input terminal 9 with phase 11 and phase J1.
After sampling the voltage (a) of the direct La input to the amplifier 97, the sampled voltage value V? Charge Q11 corresponding to 8
.. is transferred to the capacitor 100 and stored therein.

同様にして、位相に1と位相L19位相に2と位相に2
2位相に3と位AFLsで、キャパシタ122は入力端
子98に入力された値Vf@の電圧(a)をサンプリン
グしたのち、このサンプリングした電圧値v?8に相当
する電荷QI22をキャパシタ100に転送する動作を
6回繰り返見す。この製作により、キャパシタ100に
ば、1 5XQ122の電荷が蓄積される。これらキャ
パシタ111とキャパシタ122とによるサンプリング
及び転送の動作が終了した次の位相GKて、出力端子9
9から信号を取り出せば、入力信号電圧(a)の値V9
mの1τ倍の値V99の出力信号電圧(b)が得られる
。このときのキャパシタ100の電荷をQlaoとすれ
ば、−Q+no=  Q1oo+Qyo+−Qul−3
Qtzzとなる。これはまた、 −CjOOV↓t = −C+ooVpp + C+o
1Vu −C+n■psづC+22Vtaと現わされる
。したがって、キャパシタ100゜101.111,1
22の容量値には(1)式のような関係があるから、 Lp=1TV9g  ・・・・・・・・・(2)となる
。すなわち、これは、入力端子98に入力された信号電
圧(a)が出力端子99に1i倍されて出力されること
を示す。
Similarly, 1 in phase, 2 in phase L19, 2 in phase
With two phases and three positions AFLs, the capacitor 122 samples the voltage (a) of the value Vf@ input to the input terminal 98, and then converts this sampled voltage value v? The operation of transferring the charge QI22 corresponding to 8 to the capacitor 100 is repeated six times. With this fabrication, the capacitor 100 stores a charge of 15×Q122. At the next phase GK after the sampling and transfer operations by these capacitors 111 and 122 are completed, the output terminal 9
If the signal is taken out from 9, the value of input signal voltage (a) is V9
An output signal voltage (b) of a value V99 which is 1τ times m is obtained. If the charge of the capacitor 100 at this time is Qlao, -Q+no=Q1oo+Qyo+-Qul-3
It becomes Qtzz. This also means -CjOOV↓t = -C+ooVpp + C+o
It is expressed as 1Vu -C+n*pszuC+22Vta. Therefore, capacitor 100°101.111,1
Since the capacitance value of 22 has a relationship as shown in equation (1), Lp=1TV9g (2). That is, this indicates that the signal voltage (a) input to the input terminal 98 is multiplied by 1i and output to the output terminal 99.

時刻t2以降においても、前述の時刻t1りら時刻t2
までのときの動作と同様な動作を行なう。
Even after time t2, the above-mentioned time t1 and time t2
Perform the same operation as before.

すなわち、キャパシタ100には、位相に11と位相L
112位相に12と位相L12でキャパシタ12202
倍の電荷2XQ112と、位相Gと位相Hでキャパシタ
101の電荷Q+a+が蓄積される。キャパシタ100
の初期電荷なQ+’oa 、そのときの入力電圧(a)
の値をV9@1 yこれらの動作が終了した次の位相G
で出力端子99に現われる電圧(b)の値をv991と
すれば、前記(2)式に対応して次式が現わされる0 −C100V??1 =  ’J品+Q、:o12Q;
22(1)式の関係より上式は V、、、 =−5−V9.、  ・・・・・・・・(3
)となる、これは、入力端子98に入力された信号電圧
(a)が出力端子99に7倍されて出力されることを示
す。
That is, the capacitor 100 has a phase of 11 and a phase of L.
12 to 112 phase and capacitor 12202 at phase L12
The double charge 2XQ112 and the charge Q+a+ of the capacitor 101 in phase G and phase H are accumulated. capacitor 100
The initial charge Q+'oa, the input voltage at that time (a)
The value of V9@1 y is the next phase G after these operations are completed.
If the value of the voltage (b) appearing at the output terminal 99 is v991, then the following equation appears corresponding to the above equation (2): 0 -C100V? ? 1 = 'J product + Q, :o12Q;
22 From the relationship of equation (1), the above equation is V, , =-5-V9. , ・・・・・・・・・(3
), which indicates that the signal voltage (a) input to the input terminal 98 is multiplied by seven and output to the output terminal 99.

以上、2種類の係数値の場合について説明を行なったが
、この実施例における係数値はスイッチ01,02の動
作周期T内でキャパシタ111とキャパシタ122それ
ぞれのサンプリング及び転送の回数を制御することによ
り可変できることは明らかである。また、これらキャパ
シタ111゜1220入出力制御を行なうスイッチ11
,12,21゜22.61.32,41.42の制御は
論現回路にて容易に実現できることは明らかである。
The case of two types of coefficient values has been explained above, but the coefficient value in this embodiment is determined by controlling the number of sampling and transfer of each of the capacitors 111 and 122 within the operation period T of the switches 01 and 02. It is clear that it can be varied. In addition, a switch 11 for controlling input/output of these capacitors 111°1220
, 12, 21° 22.61.32, 41.42 can easily be controlled by a logic circuit.

この実施例によれば、スイッチト・キャパシ・ 15 りによる係数可変範囲か一倍から7倍で最小可変量が上
等差数列の可変係数回路が構成され得ることになる。
According to this embodiment, a variable coefficient circuit can be constructed in which the minimum variable amount is an upper arithmetic progression within the coefficient variable range of 1 to 7 times based on the switched capacitor.

第6図は本発明による可変係数回路の他の実施例を示す
回路図であって、51,61,71.81はそれぞれス
イッチ、133,144はそれぞれキャパシタであり、
第1図に対応する部分には同一符号をつけている。
FIG. 6 is a circuit diagram showing another embodiment of the variable coefficient circuit according to the present invention, in which 51, 61, 71, 81 are switches, 133, 144 are capacitors,
Parts corresponding to those in FIG. 1 are given the same reference numerals.

第1図に示した実施例では、キャパシタ111及びキャ
パシタ122でサンプリングを行なって蓄積された電荷
を増幅器97に転送するとき、これらキャパシタ111
,122の極性を変えて増幅器に接続したが、この実施
例では、キャパシタ111.122を極性を変えずに増
幅器970入力端子に接続されるものであり、他の動作
は第1図に示した実施例と同様である。
In the embodiment shown in FIG.
, 122 are connected to the amplifier by changing the polarity of the capacitors 111 and 122, but in this embodiment, the capacitors 111 and 122 are connected to the input terminal of the amplifier 970 without changing the polarity, and the other operations are as shown in FIG. This is similar to the example.

また、第4図は第3図に示す各部の波形及び。Moreover, FIG. 4 shows the waveforms of each part shown in FIG.

各スイッチの動作状態を示すタイムチャートであり、(
a)は入力端子98に入力される電圧波形。
This is a time chart showing the operating status of each switch.
a) is a voltage waveform input to the input terminal 98;

(b)は出力端子99に現われる電圧波形、(C)はキ
ャパシタ100に充放電される電荷の変化状態、(d)
はキャパシタ101に充放電される電荷の変化状態、(
e)はキャパシタ133に充放電される電荷の変化状態
、(f)はキャパシタ144に充放電される電荷の変化
状態、(g)はスイッチ01の動作状態。
(b) is the voltage waveform appearing at the output terminal 99, (C) is the change state of the charge charged and discharged in the capacitor 100, (d)
is the change state of the charge charged and discharged in the capacitor 101, (
e) shows the state of change in the charges charged and discharged to the capacitor 133, (f) shows the state of change in the charge charged and discharged to the capacitor 144, and (g) shows the operating state of the switch 01.

(h)はスイッチ02の動作状態、(i)はスイッチ5
1の動作状態、(j)はスイッチ61の動作状態、(k
)はスイッチ71の動作状態、(1)はスイッチ81の
動作状態を示す。なお、同図のは) v (h) −(
’) t (J) −(k) 、 <l)の各スイッチ
の動作は、説明をわかりやすくするために、第2図の各
スイッチのタイムチャート(g) 、 (h) 、 (
i) 、 U) 、 (k) 、 (A’)と同じにし
である。
(h) is the operating state of switch 02, (i) is switch 5
1, (j) is the operating state of switch 61, (k
) indicates the operating state of the switch 71, and (1) indicates the operating state of the switch 81. In addition, in the same figure) v (h) −(
') t (J) - (k), <l) To make the explanation easier to understand, the operation of each switch is as shown in the time chart of each switch (g), (h), (
It is the same as i), U), (k), and (A').

この実施例の動作は、第1図に示した実施例と同様な動
作をする。したがって、時刻t1から時刻t2の間では
、キャパシタ100には、位相■1と位相J2でキャパ
シタCLSMの電荷Q+ssと、位相に1と位相L+ 
、位相に2と位相L22位相に5と位相L3でキャパシ
タC144の3倍の電荷3Q144と、位相Gと位相H
でキャパシタ101の電荷Q+a+が蓄積される。キャ
パシタ100の初期電荷なQloa。
The operation of this embodiment is similar to that of the embodiment shown in FIG. Therefore, between time t1 and time t2, capacitor 100 has charges Q+ss of capacitor CLSM in phase 1 and phase J2, and charges Q+ss in phase 1 and phase L+.
, 2 in phase and phase L22 5 in phase and 3 times charge in phase L3 3Q144 of capacitor C144, phase G and phase H
The charge Q+a+ of the capacitor 101 is accumulated. Qloa is the initial charge of the capacitor 100.

入力電圧(a)の値をv98.出力電圧なV99とすれ
ば、前記(2)式に対応して、 C+oaVpt =−Qlao +(J+ot +Qt
ii + 3Q144  −−− (4)の関係が成り
立つ。ここで とすれば、(4)式は V!! = −1−塁−vt@      ・・・・・
・・・・ (6)となる。これは、入力端子99に入力
された信号電圧(a)が出力端子99に、入力信号に対
し極性が反転されかつ1−7−倍されて出力されろこと
を示す。
Set the value of input voltage (a) to v98. If the output voltage is V99, then C+oaVpt = -Qlao + (J+ot +Qt
ii + 3Q144 --- The relationship (4) holds true. Here, equation (4) becomes V! ! = -1-Base-vt@・・・・・・
...(6). This indicates that the signal voltage (a) input to the input terminal 99 should be outputted to the output terminal 99 with the polarity inverted and multiplied by 1-7 with respect to the input signal.

また、時刻t2以降では、キャパシタ100には位相X
++と位相L112位相に12と位相L+2でキャパシ
タ144の2倍の電荷2Q?44と、位相Gと位相Hで
キャパシタ101の電荷Qio+が蓄積される。
Moreover, after time t2, the capacitor 100 has a phase X
++ and phase L112 phase 12 and phase L+2 twice the charge 2Q of capacitor 144? 44, the charge Qio+ of the capacitor 101 is accumulated in phase G and phase H.

キャパシタ100の初期電荷なQ:co 、入力電圧(
a)の値をV9111.出力電圧なV??1とすると、
前記(2)式に対応して、 一〇10υV??1 =−Q:oO+ Qla+ + 
2Q?44となり、(5)式の関係より、上式は、L?
+ =−上V96゜ となる。これは、入力端子98に入力された信号電圧(
a)が出力端子99に該入力信号電圧に対して個性が反
転されかつ1倍されて出力されることを示す。
The initial charge of the capacitor 100, Q:co, and the input voltage (
Set the value of a) to V9111. Output voltage V? ? If it is 1,
Corresponding to the above equation (2), 1010υV? ? 1 =-Q:oO+ Qla+ +
2Q? 44, and from the relationship in equation (5), the above equation becomes L?
+=-Upward V96°. This is the signal voltage (
A) indicates that the input signal voltage is inverted and multiplied by 1 and output to the output terminal 99.

以上、2種類の係数値の場合について説明を行なったが
、この実施例の係数値は、スイッチ01.02の動作周
期T内でキャパシタ155とキャパシタ144それぞれ
のサンプリング及び転送の回数を制御することにより、
可変できろことは明らかである。また、これらキャパシ
タ133゜1440入出力制御を行なうスイッチ51.
61 、71 。
The case of two types of coefficient values has been described above, but the coefficient values of this embodiment are used to control the number of times of sampling and transfer of each of the capacitor 155 and the capacitor 144 within the operating cycle T of the switch 01.02. According to
It is clear that it can be changed. Also, a switch 51 for controlling the input and output of these capacitors 133 and 1440.
61, 71.

81.91の制御は論理回路にて容易に実現できること
は明らかである。
It is clear that the control of 81.91 can be easily realized using logic circuits.

この冥施例によれば、スイッチト・キャパシ、15 りによる係数可変範囲か7倍から3−2−倍で最小・ 
1 可変量かT等差数列で入力信号に対し出力信号の極性が
反転した可変係数回路を構成することができる。
According to this example, the coefficient variable range depending on the switched capacitor is 15 times, and the minimum value is 7 times to 3-2 times.
1. It is possible to construct a variable coefficient circuit in which the polarity of the output signal is inverted with respect to the input signal using a variable amount or T arithmetic progression.

第5図は本発明による可変係数回路のさらに他の実施例
を示す回路図であり、第1図および第6図に対応する部
分に同一符号をつけているっこの実施例は、入力部のキ
ャパシタ111とキャパシタ144がサンプリングして
得られた電荷を互いに極性を異にして増幅器970反転
入力端子に入力するものであり、その動作は前述した各
実施例と同様である。
FIG. 5 is a circuit diagram showing still another embodiment of the variable coefficient circuit according to the present invention. In this embodiment, parts corresponding to FIGS. 1 and 6 are given the same reference numerals. The charges obtained by sampling by the capacitor 111 and the capacitor 144 are input to the inverting input terminal of the amplifier 970 with different polarities, and the operation thereof is the same as in each of the embodiments described above.

また、第6図は第5図に示す各部の波形及び各スイッチ
の動作状態を示すタイムチャートで、ちり、(a)は入
力端子99に入力される電圧波形。
Moreover, FIG. 6 is a time chart showing the waveforms of each part and the operating state of each switch shown in FIG. 5, and (a) shows the voltage waveform input to the input terminal 99.

(b)は出力端子99に現われる電圧波形、(C)はキ
ャパシタ100に充放電される電荷の変化状態、(d)
はキャパシタ101に充放電される電荷の変化状態、(
e)はキャパシタ111に充放電される電荷の変化状態
、(f)はキャパシタ144に充放電される電荷の変化
状態、(g)はスイッチ01の動作状態。
(b) is the voltage waveform appearing at the output terminal 99, (C) is the change state of the charge charged and discharged in the capacitor 100, (d)
is the change state of the charge charged and discharged in the capacitor 101, (
e) shows the state of change in the charges charged and discharged to the capacitor 111, (f) shows the state of change in the charge charged and discharged to the capacitor 144, and (g) shows the operating state of the switch 01.

(h)はスイッチ02の動作K d 、 (i>はスイ
ッチ11゜12の制作状M、(j)はスイッチ21.2
2の動作状態。
(h) is the operation K d of switch 02, (i> is the production record M of switch 11゜12, (j) is the switch 21.2
2 operating conditions.

(k)はスイッチ71の動作状態、(1)はスイッチ8
1の動作状態を示す。億) 、 (h) 、 (i) 
、 U) 、 (k) 、 (1)の各スイッチの動作
状態は、説明をわかりゃすくするために、第2図の(g
) 、 (h) 、 (i) 、 (j) 、 (k)
 、 (A’)と同じにしである。
(k) is the operating state of switch 71, (1) is switch 8
1 shows the operating state. billion), (h), (i)
, U), (k), and (1) are shown in (g) in Fig. 2 for ease of explanation.
), (h), (i), (j), (k)
, is the same as (A').

そこで、時刻t1から時刻t2の間では、キャパシタ1
00には、位相11と位相J1でキャパシタ111の電
荷Q111と、位相に1と位相Ll、位相に2と位相L
2 、位相Ksと位相り、でキャパシタ144の3倍の
電荷3Q+44と、位相Gと位相Hでキャパシタ101
の電荷Q+o+が蓄積される。キャパシタ100の初期
電荷なQtoa 、入力電圧(a)の値をVtSとすれ
ば出力電圧(b)の値V99は、−C+ 0fIV??
 = −Q+ oo +Q1o+  −Q+ ++  
+ 3 Qlaa       −−−(7)の関係が
成り立つ。ここで、 とすれば、(7)式は ■9?=÷V98 となる。これは入力端子9日に入力された信号電圧(a
)が出力端子99に7倍されて出力されることを示す。
Therefore, between time t1 and time t2, capacitor 1
00 has the charge Q111 of the capacitor 111 in the phase 11 and the phase J1, the phase 1 and the phase Ll, the phase 2 and the phase L
2, in phase with the phase Ks, the charge 3Q+44 is three times that of the capacitor 144, and the capacitor 101 is in phase G and H.
A charge Q+o+ is accumulated. If the initial charge of the capacitor 100 is Qtoa and the value of the input voltage (a) is VtS, the value of the output voltage (b) V99 is -C+0fIV? ?
= −Q+ oo +Q1o+ −Q+ ++
+ 3 Qlaa --- The relationship (7) holds true. Here, if , equation (7) becomes ■9? =÷V98. This is the signal voltage (a
) is multiplied by seven and output to the output terminal 99.

また、時刻t2以降では、キャパシタ100には、位相
に11と位相L112位相に12と位相IJ−12でキ
ャパシタ14402倍の電荷Q;44と、位相Gと位相
Hでキャパシタ101の電荷Q晶が蓄積される。
Furthermore, after time t2, the capacitor 100 has a charge Q; 44 which is twice as much as the capacitor 14402 in phase 11, phase L112, 12 in phase IJ-12, and charge Q crystal of capacitor 101 in phase G and phase H. Accumulated.

キャパシタILIOの初期電荷を’Joo 、入力電圧
(a)の値をv9−1とすれば、出力電圧Vtt+は、
−C+ooVtu= Q3QO+Q品+2Q144とな
り、(8)式の関係より、上式は、v9?、ニー2N’
?81 となる。これは、入力端子98に入力された信号電圧(
a)が出力端子99に、該入力信号(a)に対し極性が
反転されかつ丁倍されて出力されることを示す。以上、
2種類の係数1匝の場せについて説明を行なった。
If the initial charge of the capacitor ILIO is 'Joo' and the value of the input voltage (a) is v9-1, the output voltage Vtt+ is
-C+ooVtu=Q3QO+Q product+2Q144, and from the relationship in equation (8), the above equation becomes v9? , knee 2N'
? It becomes 81. This is the signal voltage (
a) indicates that the input signal (a) is outputted to the output terminal 99 with its polarity inverted and multiplied. that's all,
An explanation was given for two types of coefficients.

この実施例の・糸数値は、スイッチ04,02の動作周
期T内でキャパシタ111とキャパシタ144それぞれ
のサンプリング及び転送の回数を制御することにより可
変できることは明らかである。
It is clear that the thread value in this embodiment can be varied by controlling the number of times of sampling and transfer of the capacitors 111 and 144, respectively, within the operation cycle T of the switches 04 and 02.

また、これらキャパシタ111,144の入出力制御を
行なうスイッチ11.12,2j 、22,71.81
の制御は論理回路にて容易に実現できることは明らかで
ある0 この実施例によれば、スイッチト・キャパシタによる係
数可変範囲が−÷倍から3倍で最小可変量かτ等差数列
で入力信号に対し出力信号の極性をも制御できる可変係
数回路を構成することができる。
In addition, switches 11.12, 2j, 22, 71.81 control input and output of these capacitors 111, 144.
It is clear that control of can be easily realized using a logic circuit.0 According to this embodiment, the coefficient variable range by the switched capacitor is from -÷ times to 3 times, and the input signal is determined by the minimum variable amount or τ arithmetic progression. Therefore, it is possible to construct a variable coefficient circuit that can also control the polarity of the output signal.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように、本発明によれば、スイッチト・キ
ャパシタによる可変係数回路が構成で@、IC化に有利
であるし、また、高精度な係数を低速動作で実現でき、
スイッチ回路、スイッチ駆動回路などチップ上の面積を
大幅に削減できるという優れた効果を得ることができる
As explained above, according to the present invention, the variable coefficient circuit using switched capacitors is advantageous in IC implementation, and highly accurate coefficients can be realized with low speed operation.
An excellent effect can be obtained in that the area on a chip such as a switch circuit and a switch drive circuit can be significantly reduced.

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

第1図は本発明による可変係数回路の一実施例を示す回
路図、第2図は第1図における各部の波形及び各スイッ
チの動作状態を示すタイムチャート、第3図は本発明に
よる可変係数回路の他の実施例を示す回路図、第4図は
第5図における各部の信号波形及び各スイッチの動作状
態を示すタイムチャート、第5図は本発明による可変係
数回路のさらに他の実施例を示す回路図、第6図は第5
図における各部の信号波形及びスイッチの動作状態を示
すタイミングチャートである。 01.02,11,12,21,22,31,32,4
1,42,51,61,71,81・・・・・スイッチ
、97・・・・・・増幅器、100,111,122゜
133.144・・・・・・キャパシタ。 /7・ご。 “、
FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of the variable coefficient circuit according to the present invention, FIG. 2 is a time chart showing the waveforms of each part and the operating state of each switch in FIG. 1, and FIG. 3 is a variable coefficient circuit according to the present invention. A circuit diagram showing another embodiment of the circuit, FIG. 4 is a time chart showing the signal waveform of each part and the operating state of each switch in FIG. 5, and FIG. 5 is a still another embodiment of the variable coefficient circuit according to the present invention. The circuit diagram shown in Figure 6 is
5 is a timing chart showing signal waveforms of each part in the figure and operating states of switches. 01.02, 11, 12, 21, 22, 31, 32, 4
1,42,51,61,71,81...Switch, 97...Amplifier, 100,111,122゜133.144...Capacitor. /7・Go. “,

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 増幅器と、該増幅器の反転入力端子と出力端子との間に
接続された第1のキャパシタと、前記増幅器の反転入力
端子と出力端子とにその一端がスイッチ回路によって交
互に接続され他端は接地された第2のキャパシタと、信
号入力端子からの信号蓄積及び該蓄積信号を前記増幅器
の反転入力端子へ転送を行なう複数個のキャパシタと、
これら複数個のキャパシタの信号の蓄積及び転送の動作
を行なわせるために前記第2のキャパシタの一端の前記
信号入力端子と前記増幅器の反転入力端子との交互接続
制御するスイッチ手段とから成り、該スイッチ手段の制
御速度を可変とすることにより、前記信号入力端子に供
給される入力信号電圧と前記出力端子に得られる出力信
号電圧との間の係数値を可変とすることができるように
構成したことを特徴とする可変係数回路。
an amplifier, a first capacitor connected between the inverting input terminal and the output terminal of the amplifier, one end of which is alternately connected to the inverting input terminal and the output terminal of the amplifier by a switch circuit, and the other end of which is grounded; a plurality of capacitors for accumulating a signal from a signal input terminal and transferring the accumulated signal to an inverting input terminal of the amplifier;
switch means for controlling the alternating connection of the signal input terminal at one end of the second capacitor and the inverting input terminal of the amplifier in order to cause the plurality of capacitors to store and transfer signals; By making the control speed of the switching means variable, the coefficient value between the input signal voltage supplied to the signal input terminal and the output signal voltage obtained at the output terminal can be made variable. A variable coefficient circuit characterized by:
JP23123385A 1985-10-18 1985-10-18 Variable coefficient circuit Pending JPS6292512A (en)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63274362A (en) * 1986-12-19 1988-11-11 インターナシヨナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーシヨン On-chip multilevel voltage generator
JPH0279768A (en) * 1988-09-14 1990-03-20 Sumitomo Metal Ind Ltd Dc-dc converter
US5717318A (en) * 1996-07-08 1998-02-10 Fujitsu Limited Step-down type DC-DC regulator

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