JPS6327114A - Switch control circuit - Google Patents

Switch control circuit

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JPS6327114A
JPS6327114A JP16969486A JP16969486A JPS6327114A JP S6327114 A JPS6327114 A JP S6327114A JP 16969486 A JP16969486 A JP 16969486A JP 16969486 A JP16969486 A JP 16969486A JP S6327114 A JPS6327114 A JP S6327114A
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Kuniharu Uchimura
内村 国治
Toshio Hayashi
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Abstract

PURPOSE:To obtain an accurate switched capacitor circuit not causing distortion or the like due to clock noise by controlling 4 kinds of switch circuits by 4 kinds of control signals so as to turn on/off the switch circuits in predcribed different timings. CONSTITUTION:A switch control circuit 16 controls the switch circuits 1-4 by using different control signals CLK1-CLK4 respectively to turn on/off them in different timings. In selecting the mode from the integration state into the charging state, the circuit 4 is turned off at first, then the circuit 3 is turned on, then the circuit 2 is turned off and the circuit 1 is turned on by controlling each switch circuit. Moreover, in switching the charging state into the integrating state, each switch circuit is controlled in such a way as by turning off the circuit 3 at first, then turning on the circuit 4, turning off the circuit 1 and turning on the circuit 2. Since the clock noise subject to integration is constant independently of the input signal, the integrated electric charge is proportional accurately to the input signal to realize the switched capacitor circuit with high accuracy.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の属する技術分野〕 本発明は、スイッチ回路と容量素子とを用いて抵抗素子
と等価な働きをさせ、積分器やフィルタ等の回路を実現
するスイッチト・キャパシタ回路におけるスイッチ回路
のオン・オフを制御するスインチ制御回路に関するもの
である。
[Detailed description of the invention] [Technical field to which the invention pertains] The present invention relates to a switched capacitor that uses a switch circuit and a capacitive element to function equivalently to a resistive element, and realizes a circuit such as an integrator or a filter. The present invention relates to a switch control circuit that controls on/off of a switch circuit in a circuit.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

スイッチト・キャパシタ回路は、スイッチ回路。 A switched capacitor circuit is a switch circuit.

容量素子及び演算増幅器の接続によって種々のフィルタ
やアナログ/ディジタル変換器等を実現するものである
Various filters, analog/digital converters, etc. are realized by connecting capacitive elements and operational amplifiers.

その基本原理は、スイッチ回路をオン・オフすることに
よって信号電圧を容量素子に充放電させ、信号電圧に比
例した電流を流すようにすることによって抵抗素子と等
価な働きを実現するものである。
The basic principle is to charge and discharge a signal voltage into a capacitive element by turning on and off a switch circuit, and by causing a current proportional to the signal voltage to flow, it achieves the equivalent function of a resistive element.

第6図は、従来のスイッチト・キャパシタ回路の一例図
であり、スイッチト・キャパシタ積分器を例示したもの
である。これは、スイッチ回路を4個使用して寄生容量
の影響を受けないようにした装置である(例えばケンマ
ルティンアンドアデルエスセドラ“ストレイズーインセ
ンシティブスイッチトーキャパシタ フィルタズベイス
トオンバイリニア z−トランスフオーム”  Ken
Martin and Adal S 5edra  
“Strsys−InsensitiveSwitch
ed−Capacitor  Filters  Ba
5ed  on  BBlllnearZ−trans
for” Electronics  1etters
  21st  June1979 Vol、15 N
o、13 pp365〜366に記載)。
FIG. 6 is an example diagram of a conventional switched capacitor circuit, illustrating a switched capacitor integrator. This is a device that uses four switch circuits to avoid being affected by parasitic capacitance (for example, Ken Martin and Adel Escedra's "Stray Zoo Insensitive Switched Toe Capacitor Filters Bast on Bilinear Z-Transform"). Ken
Martin and Adal S 5edra
“Strsys-InsensitiveSwitch
ed-Capacitor Filters Ba
5ed on BBllllnearZ-trans
for” Electronics 1etters
21st June1979 Vol, 15 N
o, 13 pp. 365-366).

第6図において、1〜4はスイッチ回路、15はスイッ
チ制御回路、21及び22は容量素子、23は演算増幅
器、30はクロック入力端子、31は信号入力端子、3
2は信号出力端子であり、上記のスイッチ回路1〜4、
スイッチ制御回路15及び容量素子21はサンプリング
回路を構成し、また容量素子22と演算増幅器23とは
積分回路を構成している。
In FIG. 6, 1 to 4 are switch circuits, 15 is a switch control circuit, 21 and 22 are capacitive elements, 23 is an operational amplifier, 30 is a clock input terminal, 31 is a signal input terminal, 3
2 is a signal output terminal, and the above switch circuits 1 to 4,
The switch control circuit 15 and the capacitive element 21 constitute a sampling circuit, and the capacitive element 22 and the operational amplifier 23 constitute an integrating circuit.

また、スイッチ制御回路15は1例えば第7図に示すご
とく論理ゲート回路50.51と遅延回路52とを用い
て構成されている。そして、クロック入力端子30に第
8図に示すごときクロック信号CLK−〇を入力し、2
つの制御信号CLK−AとCLK−Bとを出力する。
Further, the switch control circuit 15 is constructed using logic gate circuits 50 and 51 and a delay circuit 52, for example, as shown in FIG. Then, input the clock signal CLK-〇 as shown in FIG. 8 to the clock input terminal 30, and
Two control signals CLK-A and CLK-B are output.

第6図のスイッチ回路1〜4は、制御信号が”High
”の場合にオンになり、”Low”の場合にオフとなる
。そして、制御信号CLK−Aはスイッチ回路1と3を
同時に制御し、制御信号CLK−Bはスイッチ回路2と
4を同時に制御している。
Switch circuits 1 to 4 in FIG.
”, and turns off when “Low”.Then, the control signal CLK-A controls switch circuits 1 and 3 simultaneously, and the control signal CLK-B controls switch circuits 2 and 4 simultaneously. are doing.

上記の回路の動作は次のようになる。The operation of the above circuit is as follows.

すなわち、第8図のt工の期間ではスイッチ回路1と3
がオン、スイッチ回路2と4がオフになり、信号入力端
子31に与えられた信号電圧が容量素子21に充電され
る。
That is, during period t in FIG. 8, switch circuits 1 and 3
is turned on, switch circuits 2 and 4 are turned off, and the capacitive element 21 is charged with the signal voltage applied to the signal input terminal 31.

次に、t、の期間ではスイッチ回路2と4がオン、スイ
ッチ回路1と3がオフとなり、容量素子21の電荷が積
分回路の容量素子22に積分される。
Next, during period t, switch circuits 2 and 4 are turned on, switch circuits 1 and 3 are turned off, and the charge of capacitive element 21 is integrated into capacitive element 22 of the integrating circuit.

なお、t2及びt4の期間では全てのスイッチ回路がオ
フとなっているが、これは容量素子21の電荷が確実に
保持されるようにするため、スイッチ回路1と2または
3と4が同時にオン状態になるのを避けるようにしたも
のである。
Note that all switch circuits are off during periods t2 and t4, but this is because switch circuits 1 and 2 or 3 and 4 are on at the same time in order to ensure that the charge in the capacitive element 21 is retained. This is to avoid this situation.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

上記のごとき従来のスイッチト・キャパシタ回路におい
ては、スイッチ回路1〜4がオン・オフする際のクロッ
ク雑音によって、積分する電荷に誤差を生ずるという問
題があった。
In the conventional switched capacitor circuit as described above, there is a problem in that clock noise when the switch circuits 1 to 4 are turned on and off causes an error in the integrated charge.

以下、詳細に説明する。This will be explained in detail below.

第9図は、第6図の1〜4として用いられるスイッチ回
路の一例図であり、nチャネルMOSトランジスタ41
、pチャネルMOSトランジスタ42及びインバータ4
3を用いたスイッチ回路の例である。なお、44及び4
5は信号入出力端子、46は制御信号の入力端子である
FIG. 9 is an example of a switch circuit used as 1 to 4 in FIG.
, p-channel MOS transistor 42 and inverter 4
This is an example of a switch circuit using 3. In addition, 44 and 4
5 is a signal input/output terminal, and 46 is a control signal input terminal.

上記ρごときスイッチ回路において、MOSトランジス
タはゲートとソース、ドレインとの間に寄生容量がある
ため、制御信号の電圧変化が寄生容量を通してソース端
子及びドレイン端子(信号入出力端子44.45)に漏
れてしまい、これがクロック雑音となる。
In the switch circuit like ρ mentioned above, since the MOS transistor has parasitic capacitance between the gate, source, and drain, voltage changes of the control signal leak through the parasitic capacitance to the source and drain terminals (signal input/output terminals 44 and 45). This causes clock noise.

第10図は前記第6図のノード7.8における電圧v7
及びV、の変化とクロック雑音との関係を示した図であ
る。
FIG. 10 shows the voltage v7 at node 7.8 in FIG.
FIG. 3 is a diagram showing the relationship between changes in and V and clock noise.

第10図において、V工は期間t工における入力信号電
圧、■、は次の周期の期間t工における入力信号電圧で
あり、これらは時間と共に変化する電圧である。そして
、MOSトランジスタの寄生容量の大きさはソース端子
、ドレイン端子の電圧によって変化するので、上記のご
とく入力端子電圧が変化するとクロック雑音の大きさも
変化してしまう。
In FIG. 10, V is the input signal voltage in the period t, and ■ is the input signal voltage in the period t of the next cycle, and these are voltages that change with time. Since the magnitude of the parasitic capacitance of a MOS transistor changes depending on the voltage at the source terminal and drain terminal, the magnitude of clock noise also changes as the input terminal voltage changes as described above.

クロック雑音はクロック波形が変化するT1、T2、T
3、T、(T、)の4時点で発生するが、信号電圧の影
響を受けるのはT工及びT2の時点で発生するクロック
雑音である。
Clock noise consists of T1, T2, and T where the clock waveform changes.
3, T, and (T,), but it is the clock noise that occurs at time T and T2 that is affected by the signal voltage.

時点T□ではスイッチ回路1及び3がオフになるが、こ
の時にスイッチ回路3の入出力端子電圧は常にグランド
電圧で一定である。
At time T□, switch circuits 1 and 3 are turned off, but at this time, the input/output terminal voltage of switch circuit 3 is always constant at the ground voltage.

しかし、スイッチ回路1の入出力端子電圧V工は入力信
号電圧と共に変化する。この電圧v1にクロック雑音が
のってv2となるが、期間t2では容量素子21が(V
2  vs)の電圧で充電されており1時点T2以降に
この電荷が積分される。
However, the input/output terminal voltage V of the switch circuit 1 changes with the input signal voltage. Clock noise is added to this voltage v1 and becomes v2, but during period t2, the capacitive element 21 is (V
2 vs), and this charge is integrated after one time point T2.

時点T2ではスイッチ回路2及び4がオンになるが、ノ
ード7の電圧v7は急速にグランド電圧になるため演算
増幅器23が追従せず、時点T2直後では過渡的に電圧
v9がv6の電圧までふれる。
At time T2, switch circuits 2 and 4 are turned on, but since voltage v7 at node 7 quickly becomes ground voltage, operational amplifier 23 does not follow it, and immediately after time T2, voltage v9 transiently swings to voltage v6. .

この電圧■6は電圧v1にほぼ比例する電圧であるから
、スイッチ回路4がオンになった時のクロック雑音に影
響を及ぼす。
Since this voltage 6 is almost proportional to the voltage v1, it affects the clock noise when the switch circuit 4 is turned on.

また、MOS)−ランジスタの寄生容量値はソース・ド
レイン電圧に対して非線形に変化するので。
Also, the parasitic capacitance value of a MOS transistor varies non-linearly with respect to the source-drain voltage.

クロック雑音が入力信号電圧に影響を受ける場合も非線
形な依存性を示す。そのため、積分される電荷は入力信
号電圧に完全に比例したものではなくなり、歪が発生し
てしまい、高精度なスイッチト・キャパシタ回路を実現
することができなくなってしまう、という問題があった
When clock noise is affected by input signal voltage, it also shows nonlinear dependence. As a result, the integrated charge is no longer completely proportional to the input signal voltage, causing distortion, making it impossible to realize a highly accurate switched capacitor circuit.

本発明は上記のごとき従来技術の問題を解決し。The present invention solves the problems of the prior art as described above.

高精度なスイッチト・キャパシタ回路を提供することを
目的とするものである。
The purpose is to provide a highly accurate switched capacitor circuit.

〔問題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

上記の目的を達成するため本発明においては、前記のご
とき4個のスイッチ回路と容量素子と積分回路とを備え
たスイッチト・キャパシタ回路において、積分状態から
充電状態に切り換える場合には、まず第4のスイッチ回
路をオフにし、次に第3のスイッチ回路をオンにし1次
に第2のスイッチ回路をオフにし、次に第1のスイッチ
回路をオンにするように各スイッチ回路を制御し、また
充電状態から積分状態に切り換える場合には、まず第3
のスイッチ回路をオフにし、次に第4のスイッチ回路を
オンにし1次に第1のスイッチ回路をオフにし、次に第
2のスイッチ回路をオンにするように各スイッチ回路を
制御する手段を備えるように構成している。
In order to achieve the above object, in the present invention, in a switched capacitor circuit including the four switch circuits, a capacitive element, and an integrating circuit, when switching from an integrating state to a charging state, first controlling each switch circuit to turn off the fourth switch circuit, then turn on the third switch circuit, turn off the first and second switch circuit, and then turn on the first switch circuit, Also, when switching from charging state to integral state, first
means for controlling each switch circuit to turn off a switch circuit, then turn on a fourth switch circuit, turn off the first switch circuit, and then turn on the second switch circuit; It is configured to be prepared.

上記のように構成したことにより、本発明の回路におい
ては、次のように動作する。
With the above configuration, the circuit of the present invention operates as follows.

すなわち、積分状態から充電状態に切り換える場合には
、まず容量素子の積分回路側端子を積分回路から切り離
し1次に該積分回路側端子を第1の電圧端子(例えばグ
ランド電位)に接続し、次に容量素子の入力側端子を第
1の電圧端子から切り離し、次に該入力側端子を入力電
圧端子に接続するように各スイッチ回路が制御され、ま
た充電状態から積分状態に切り換える場合には、まず容
量素子の積分回路側端子を第1の電圧端子から切す離し
1次に該積分回路側端子を積分回路に接続し、次に容量
素子の入力側端子を入力電圧端子に接続し、次に該入力
側端子を第1の電圧端子から切り離すように各スイッチ
回路が制御される。
That is, when switching from the integrating state to the charging state, first disconnect the integrating circuit side terminal of the capacitive element from the integrating circuit, first connect the integrating circuit side terminal to the first voltage terminal (for example, ground potential), and then Each switch circuit is controlled to disconnect the input side terminal of the capacitive element from the first voltage terminal and then connect the input side terminal to the input voltage terminal, and when switching from the charging state to the integrating state, First, disconnect the integrating circuit side terminal of the capacitive element from the first voltage terminal, then connect the integrating circuit side terminal to the integrating circuit, then connect the input side terminal of the capacitive element to the input voltage terminal, and then Each switch circuit is controlled to disconnect the input side terminal from the first voltage terminal.

上記のように4種のスイッチ回路を4種の制御信号によ
って制御し、それぞれ異なった所定のタイミングでオン
・オフさせることにより、クロック雑音による歪等を生
じることのない精密なスイッチト・キャパシタ回路を実
現することが可能となる。
As mentioned above, the four types of switch circuits are controlled by four types of control signals and turned on and off at different predetermined timings, creating a precision switched capacitor circuit that does not cause distortion due to clock noise. It becomes possible to realize this.

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

第1図は、本発明の一実施例図である。 FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of the present invention.

第1図において、1〜4はスイッチ回路、16はスイッ
チ制御回路、21.22は容量素子、23は演算増幅器
、30はクロック入力端子、31は信号入力端子、32
は信号出力端子であり、上記のスイッチ回路1〜4、ス
イッチ制御回路16及び容量素子21はサンプリング回
路を構成し、また容量素子22と演算増幅器23とは積
分回路を構成している。
In FIG. 1, 1 to 4 are switch circuits, 16 is a switch control circuit, 21 and 22 are capacitive elements, 23 is an operational amplifier, 30 is a clock input terminal, 31 is a signal input terminal, and 32
is a signal output terminal, the switch circuits 1 to 4, the switch control circuit 16, and the capacitive element 21 constitute a sampling circuit, and the capacitive element 22 and the operational amplifier 23 constitute an integrating circuit.

第1図の装置においては、4種のスイッチ回路1〜4を
それぞれ異なった制御信号CLK−1−CLK−2、C
LK−3、CLK−4でそれぞれ制御し、異なったタイ
ミングでオン・オフさせる。
In the device shown in FIG. 1, four types of switch circuits 1 to 4 are controlled by different control signals CLK-1-CLK-2, C
Controlled by LK-3 and CLK-4, they are turned on and off at different timings.

上記のごとき4種の制御信号を出力するスイッチ制御回
路16は、例えば第4図に示すように4個の論理ゲート
素子53〜56と3個の遅延回路57〜59で構成する
ことができる。
The switch control circuit 16 that outputs the four types of control signals described above can be composed of, for example, four logic gate elements 53 to 56 and three delay circuits 57 to 59, as shown in FIG.

上記のスイッチ制御回路16におけるクロック信号CL
K−〇と4種の制御信号CLK−1〜CLK−’4との
関係は、例えば第2図に示すごとき特性を有している。
Clock signal CL in the above switch control circuit 16
The relationship between K-0 and the four types of control signals CLK-1 to CLK-'4 has characteristics as shown in FIG. 2, for example.

またスイッチ回路1〜4は、前記第6図の場合と同様に
制御信号が”High”の場合はオンになり、71 L
 (IIJ”の場合にはオフになる。
Further, the switch circuits 1 to 4 are turned on when the control signal is "High" as in the case of FIG. 6, and 71 L
(In case of “IIJ”, it is turned off.

また第3図は、上記第1図の回路におけるノード7及び
8の電圧■7とV、の動作波形を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing operating waveforms of the voltages 7 and V at nodes 7 and 8 in the circuit shown in FIG.

以下、第2図及び第3図に基づいて第1図の回路の動作
を説明する。
Hereinafter, the operation of the circuit shown in FIG. 1 will be explained based on FIGS. 2 and 3.

まず期間t1では、スイッチ回路1及び3がオンであり
、容量素子21に入力信号の電圧を充電している。
First, in the period t1, the switch circuits 1 and 3 are on, and the capacitive element 21 is charged with the voltage of the input signal.

上記のごとき充電状態から、まず時点T1でスイッチ回
路3をオフにする。
In the charging state as described above, first, the switch circuit 3 is turned off at time T1.

このときスイッチ回路3の入出力端子の電圧。At this time, the voltage at the input and output terminals of the switch circuit 3.

すなわちノード8の電圧vIlは入力信号電圧に関係な
く常にグランド電位となっているため、スイッチ回路3
から発生するクロック雑音V、も常に一定の大きさであ
る。
In other words, since the voltage vIl of the node 8 is always at the ground potential regardless of the input signal voltage, the switch circuit 3
The clock noise V generated from the clock signal is also always of a constant magnitude.

次に、時点T2でスイッチ回路4をオンにすると、ノー
ド8は演算増幅器23の反転入力端子(積分器の入力端
子)に接続され、スイッチ回路3から発生したクロック
雑音が積分されてノード8の電圧■8は再びグランド電
圧になる。
Next, when the switch circuit 4 is turned on at time T2, the node 8 is connected to the inverting input terminal (the input terminal of the integrator) of the operational amplifier 23, and the clock noise generated from the switch circuit 3 is integrated and the node 8 is The voltage 8 becomes the ground voltage again.

次に、時点T3でスイッチ回路1をオフにすると、スイ
ッチ回路1の入出力端子の電圧は入力信号電圧v1であ
るため、クロック雑音が入力信号電圧の影響を受ける。
Next, when the switch circuit 1 is turned off at time T3, the voltage at the input/output terminal of the switch circuit 1 is the input signal voltage v1, so that the clock noise is affected by the input signal voltage.

しかし、その時点では既にスイッチ回路4がオンになっ
ているので、積分回路の容量素子22に積分される電荷
量は、容量索子21の入力端子側の端子電圧の変化量、
すなわち時点T、における電圧v0と積分期間t5の終
わりである時点T、における電圧(グランド電圧)との
電圧差で決定される。
However, since the switch circuit 4 is already turned on at that point, the amount of charge integrated into the capacitive element 22 of the integrating circuit is equal to the amount of change in the terminal voltage on the input terminal side of the capacitive element 21.
That is, it is determined by the voltage difference between the voltage v0 at time T and the voltage (ground voltage) at time T, which is the end of the integration period t5.

したがって1時点T、と時点T5との間のt4〜1sの
期間における電圧V1、■、の過渡的な電圧変化は積分
される電荷量とは無関係になる。
Therefore, the transient voltage change in the voltage V1, (2) during the period from t4 to 1s between time T and time T5 becomes irrelevant to the amount of integrated charge.

このため、スイッチ回路1で発生したクロック雑音によ
ってノード7の電圧■7がv2となったり、スイッチ回
路2がオンになったときにノード8の電圧■8がv6と
なったりしても積分電荷量には影響しない。
Therefore, even if voltage ■7 at node 7 becomes v2 due to clock noise generated in switch circuit 1, or voltage ■8 at node 8 becomes v6 when switch circuit 2 is turned on, the integrated charge Does not affect quantity.

このように充電期間t□から積分期間t、の状態への切
り換えを前記の順序で行なえば、積分電荷は入力信号電
圧に正確に比例することになる。
If the switching from the charging period t□ to the integration period t is performed in the above-described order, the integrated charge will be accurately proportional to the input signal voltage.

一方、積分状態から充電状態へ切り換える場合には、ま
ず時点T5でスイッチ回路4をオフにす机 このときスイッチ回路4の入出力端子電圧はグランド電
圧であるから、クロック雑音は常に一定の大きさで発生
する。
On the other hand, when switching from the integral state to the charging state, the switch circuit 4 is first turned off at time T5.At this time, the input/output terminal voltage of the switch circuit 4 is the ground voltage, so the clock noise always has a constant magnitude. Occurs in

それ以後のスイッチ切り換え順序は、スイッチ回路4が
既にオフになっているので直接的には積分電荷量に影響
しない。しかし、スイッチ回路の寄生容量を通してノー
ド8の電圧変化が少量伝達する。
The subsequent switching order does not directly affect the integrated charge amount since the switch circuit 4 is already turned off. However, a small amount of voltage change at node 8 is transmitted through the parasitic capacitance of the switch circuit.

そのため、時点T、、でスイッチ回路3をオンにしてノ
ード8の電圧vIIをグランド電圧に固定し、その後、
時点T1及びTsでスイッチ回路2及びスイッチ回路1
を切り換えて充電状態にすれば、スイッチ回路1.2の
クロック雑音やノード7の電圧変化の影響を受けること
がなくなる。
Therefore, at time T, the switch circuit 3 is turned on to fix the voltage vII of the node 8 to the ground voltage, and then,
Switch circuit 2 and switch circuit 1 at times T1 and Ts
If the switch circuit 1.2 is switched to a charging state, it will not be affected by the clock noise of the switch circuit 1.2 or the voltage change at the node 7.

以上説明したごとき順序によってスイッチ回路をオン・
オフ制御することにより、積分されるクロック雑音が入
力信号電圧に依存せず一定になるので、積分電荷は正確
に入力信号電圧に比例した値となり、高精度なスイッチ
ト・キャパシタ回路を実現することができる。
The switch circuit is turned on and off in the order explained above.
By off-controlling, the integrated clock noise becomes constant regardless of the input signal voltage, so the integrated charge becomes a value exactly proportional to the input signal voltage, realizing a highly accurate switched capacitor circuit. Can be done.

なお、本発明の回路を用いて音声信号等をサンプリング
する際には交流を入力信号として用いるが、アナログ/
ディジタル変換器として使用する際には入力信号として
直流を使用することもある6また。第4図に示したスイ
ッチ制御回路において、遅延回路57の遅延時間によっ
て制御信号CLK−3とCLK−4のタイミング(第2
図のt2とt6の時間)が決まる。また、遅延回路58
の遅延時間によって第2図のt3とt7の時間が決まり
、また遅延回路59の遅延時間によってt4と1sの時
間が決まる。
Note that when sampling audio signals etc. using the circuit of the present invention, AC is used as an input signal, but analog/
When used as a digital converter, direct current may be used as the input signal6. In the switch control circuit shown in FIG. 4, the timing of control signals CLK-3 and CLK-4 (second
t2 and t6 in the figure) are determined. In addition, the delay circuit 58
The time t3 and t7 in FIG. 2 are determined by the delay time of , and the time t4 and 1s are determined by the delay time of the delay circuit 59.

このような遅延回路は、一般にインバータ回路の偶数段
接続によって容易に実現することができる。
Such a delay circuit can generally be easily realized by connecting an even number of inverter circuits.

また、上記の遅延時間の長さは、スイッチ回路の応答速
度等を考慮して各スイッチ回路の動作がオーバラップし
ないように設定する。ただし、制御信号CLK−1とC
I、に−2との時間差であるt4とtI、の期間はいず
れも積分動作の精度に影響しないので、スイッチ回路1
と2とが同時にオン状態となって電流が流れても問題が
なければスイッチ回路1と2とがオーバラップして動作
してもよい。その場合には、t4とt、の時間は0に近
いタイミングにすることが可能である。
Further, the length of the above delay time is set in consideration of the response speed of the switch circuits, etc. so that the operations of the respective switch circuits do not overlap. However, control signals CLK-1 and C
Since the time difference between t4 and tI, which is the time difference between I and -2, does not affect the accuracy of the integration operation, the switch circuit 1
If there is no problem even if circuits 1 and 2 are turned on at the same time and current flows, switch circuits 1 and 2 may operate in an overlapping manner. In that case, the times t4 and t can be set to timings close to 0.

次に、第5図は本発明の他の実施例図であり、前記第1
図の実施例とは異なるスイッチト・キャパシタ回路に本
発明を適用した例を示す。
Next, FIG. 5 is a diagram showing another embodiment of the present invention.
An example in which the present invention is applied to a switched capacitor circuit different from the illustrated embodiment is shown.

第5図の回路は、アナログ信号を1ビット分解能のディ
ジタル信号に変換するオーバサンプリング形アナログ/
ディジタル変換回路である。
The circuit in Figure 5 is an oversampling type analog/
It is a digital conversion circuit.

第5図において、5及び6はスイッチ回路、Z4は電圧
比較器、25は遅延回路、26は容量素子、27は極性
切り換え回路、33は基準電圧入力端子、34はアナロ
グ信号入力端子、35はディジタル信号出力端子であり
、その他前記第1図と同符号は同一物を示す。
In FIG. 5, 5 and 6 are switch circuits, Z4 is a voltage comparator, 25 is a delay circuit, 26 is a capacitive element, 27 is a polarity switching circuit, 33 is a reference voltage input terminal, 34 is an analog signal input terminal, and 35 is a This is a digital signal output terminal, and the same reference numerals as in FIG. 1 indicate the same components.

第5図の装置においては、アナログ入力信号と帰還信号
との電圧差を積分器で積分し、積分電圧を電圧比較器2
4でディジタル信号に変換し、この信号を次のクロック
周期の帰還信号としている。
In the device shown in FIG.
4, the signal is converted into a digital signal, and this signal is used as a feedback signal for the next clock cycle.

なお、極性切り換え回路27は、スイッチ回路5及び6
に入力される制御信号を入れ換えることによって基準電
圧を正・負のいずれかの極性で積分するものである。
Note that the polarity switching circuit 27 is connected to the switch circuits 5 and 6.
The reference voltage is integrated with either positive or negative polarity by switching the control signals input to the .

また、スイッチ回路5及び6を制御する制御信号CLK
−1及びCLK−2はスイッチ回路1及び2を制御する
制御信号と同一であり、前記第1図のスイッチト・キャ
パシタ積分器におけるスイッチ回路1及び2と容量索子
21の回路とを2組用意し、それらを並列に接続するこ
とによって2つの電圧を同時に積分できるようにしたも
のである6なお、第5図の回路において、スイッチ回路
3及び4も2組用い、それぞれのスイッチ回路4の出力
を積分回路の入力に接続するように構成することも勿論
できる。
In addition, a control signal CLK for controlling the switch circuits 5 and 6
-1 and CLK-2 are the same as control signals for controlling switch circuits 1 and 2, and two sets of switch circuits 1 and 2 and the circuit of capacitor 21 in the switched capacitor integrator of FIG. By preparing two voltages and connecting them in parallel, it is possible to integrate two voltages at the same time.6 In the circuit shown in Fig. 5, two sets of switch circuits 3 and 4 are also used, and each switch circuit 4 is connected in parallel. Of course, it is also possible to configure the output to be connected to the input of the integrating circuit.

上記のように本発明のスイッチ制御回路は、各種のスイ
ッチト・キャパシタ回路に応用することが可能である。
As described above, the switch control circuit of the present invention can be applied to various switched capacitor circuits.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したごとく本発明のスイッチ制御回路しこおい
ては、スイッチト・キャパシタ回路のスイッチ回路から
発生するタロツク雑音の入力信号電圧依存性を除去する
ことができる。
As explained above, in the switch control circuit of the present invention, it is possible to eliminate the input signal voltage dependence of tallock noise generated from the switch circuit of a switched capacitor circuit.

そのため、スイッチト・キャパシタ回路の基本動作であ
る積分動作を極めて高精度に行なうことができるので、
スイッチト・キャパシタ回路の入出力特性上の非直線性
を除去し、歪の発生を抑えることができるという効果が
得られる。
Therefore, the integral operation, which is the basic operation of a switched capacitor circuit, can be performed with extremely high precision.
The effect of eliminating nonlinearity in the input/output characteristics of the switched capacitor circuit and suppressing the occurrence of distortion can be obtained.

また、スイッチト・キャパシタ回路でフィルタを構成し
た場合には、出力がアナログ信号であるから直接に出力
信号の低歪化の効果が得られる。
Further, when the filter is configured with a switched capacitor circuit, since the output is an analog signal, the effect of lowering the distortion of the output signal can be directly obtained.

また、アナログ/ディジタル変換器のアナログ信号処理
にスイッチト・キャパシタ回路を応用した場合には、デ
ィジタル出力の変換精度を向上させることができるとい
う効果が得られる。
Further, when a switched capacitor circuit is applied to analog signal processing of an analog/digital converter, the effect of improving the conversion accuracy of digital output can be obtained.

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

第1図は本発明の一実施例の回路図、第2図は本発明の
スイッチ制御回路における制御信号波形の一実施例図、
第3図は第1図の実施例における動作波形図、第4図は
スイッチ制御回路の具体的構成を示す一実施例図、第5
図は本発明の他の実施例図、第6図は従来装置の一例図
、第7図は従来装置におけるスイッチ制御回路の一例図
、第8図は第6図の回路における制御信号波形図、第9
図はスイッチ回路の具体的構成側図、第10図は第6図
の装置における動作波形図である。 く符号の説明〉 1〜6・・・スイッチ回路 15.16・・・スイッチ制御回路 21、22.26・・・容量素子 23・・・演算増幅
器24・・・電圧比較器    25・・・遅延回路2
7・・・極性切り換え回路 30・・・クロック入力端
子31・・・信号入力端子   32・・・信号出力端
子33・・・基準電圧入力端子 34・・・アナログ信号入力端子 35・・・ディジタル信号出力端子 特許出願人 日本電信電話株式会社 代理人弁理士  中 村 純之助 矛2図 オフ図 51P8図 矛9図 矛10図
FIG. 1 is a circuit diagram of an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a diagram of an embodiment of control signal waveforms in a switch control circuit of the present invention,
3 is an operating waveform diagram in the embodiment of FIG. 1, FIG. 4 is an embodiment diagram showing a specific configuration of the switch control circuit, and FIG.
6 is an example of a conventional device, FIG. 7 is an example of a switch control circuit in the conventional device, FIG. 8 is a control signal waveform diagram in the circuit of FIG. 6, 9th
The figure is a side view of a specific configuration of the switch circuit, and FIG. 10 is an operational waveform diagram of the device of FIG. 6. Explanation of symbols> 1 to 6... Switch circuit 15.16... Switch control circuit 21, 22.26... Capacitive element 23... Operational amplifier 24... Voltage comparator 25... Delay circuit 2
7...Polarity switching circuit 30...Clock input terminal 31...Signal input terminal 32...Signal output terminal 33...Reference voltage input terminal 34...Analog signal input terminal 35...Digital signal Output Terminal Patent Applicant Nippon Telegraph and Telephone Corporation Representative Patent Attorney Junnosuke Nakamura Figure 2 Off Figure 51 Page 8 Figure 9 Figure 10

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)容量素子の入力側端子と入力電圧端子との間に接
続された第1のスイッチ回路と、上記容量素子の入力側
端子と第1の電圧端子との間に接続された第2のスイッ
チ回路と、上記容量素子の積分回路側端子と第1の電圧
端子との間に接続された第3のスイッチ回路と、上記容
量素子の積分回路側端子と積分回路の入力端子との間に
接続された第4のスイッチ回路とを備え、上記第1〜4
のスイッチ回路を所定のタイミングでオン・オフするこ
とによって上記入力電圧を上記容量素子に充電し、かつ
、その充電した電荷を上記積分回路で積分するスイッチ
ト・キャパシタ回路において、上記充電素子の電荷を積
分する積分状態から上記容量素子を充電する充電状態に
切り換える場合には、まず上記第4のスイッチ回路をオ
フにし、次に上記第3のスイッチ回路をオンにし、次に
上記第2のスイッチ回路をオフにし、次に上記第1のス
イッチ回路をオンにするように上記の各スイッチ回路を
制御し、また、上記充電状態から上記積分状態に切り換
える場合には、まず上記第3のスイッチ回路をオフにし
、次に上記第4のスイッチ回路をオンにし、次に上記第
1のスイッチ回路をオフにし、次に上記第2のスイッチ
回路をオンにするように上記の各スイッチ回路を制御す
る手段を備えたことを特徴とするスイッチ制御回路。
(1) A first switch circuit connected between the input side terminal of the capacitive element and the input voltage terminal, and a second switch circuit connected between the input side terminal of the capacitive element and the first voltage terminal. a third switch circuit connected between the switch circuit, the integrating circuit side terminal of the capacitive element and the first voltage terminal, and the integrating circuit side terminal of the capacitive element and the input terminal of the integrating circuit; and a fourth switch circuit connected to the first to fourth switch circuits.
In the switched capacitor circuit, the capacitor is charged with the input voltage by turning on and off the switch circuit at a predetermined timing, and the charged charge is integrated by the integration circuit. When switching from an integration state in which the capacitive element is integrated to a charge state in which the capacitive element is charged, the fourth switch circuit is first turned off, then the third switch circuit is turned on, and then the second switch circuit is turned off. Each of the switch circuits is controlled to turn off the circuit and then turn on the first switch circuit, and when switching from the charging state to the integrating state, first the third switch circuit is turned on. , the fourth switch circuit is turned on, the first switch circuit is turned off, and the second switch circuit is turned on. A switch control circuit characterized by comprising means.
(2)上記入力電圧、上記容量素子、上記第1のスイッ
チ回路及び上記第2のスイッチ回路をそれぞれ複数個備
え、複数の入力電圧を同時に積分することを特徴とする
特許請求の範囲第1項記載のスイッチ制御回路。
(2) A plurality of each of the input voltage, the capacitor, the first switch circuit, and the second switch circuit are provided, and a plurality of input voltages are integrated simultaneously. Switch control circuit as described.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5495199A (en) * 1991-08-02 1996-02-27 Nippondenso Co., Ltd. Switched capacitor circuit
US9246502B2 (en) 2013-08-21 2016-01-26 Asahi Kasei Microdevices Corporation Control method of D/A converter, D/A converter, control method of A/D converter, and A/D converter

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