JPS63311699A - Sample-and-hold circuit - Google Patents
Sample-and-hold circuitInfo
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- JPS63311699A JPS63311699A JP62147575A JP14757587A JPS63311699A JP S63311699 A JPS63311699 A JP S63311699A JP 62147575 A JP62147575 A JP 62147575A JP 14757587 A JP14757587 A JP 14757587A JP S63311699 A JPS63311699 A JP S63311699A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、入力信号をサンプルパルスによってサンプリ
ングし、次のサンプルパルスの到来までその電圧を保持
するサンプルホールド回路に関するもので、特にホール
ド時間が長く必要な、例えばサンプリングサーボ等に利
用されるサンプルホールド回路に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of Industrial Application The present invention relates to a sample and hold circuit that samples an input signal using a sample pulse and holds that voltage until the arrival of the next sample pulse. For example, the present invention relates to a sample and hold circuit used in sampling servo and the like.
従来の技術
第4図は、従来より知られている一般的なサンプルホー
ルド回路の構成を示す図である。BACKGROUND ART FIG. 4 is a diagram showing the configuration of a conventionally known general sample-and-hold circuit.
第4図で、入力信号6がオペアンプ11の正転入力に供
給され、同オペアンプ11の出力は、スイッチ回路2を
介してホールドコンデンサ4と出力バッフ7回路3に接
続されている。バッファ回路3の出力は、このサンプル
ホールド回路の出力となるとともにオペアンプ11の反
転入力に接続されている。オペアンプ11は、バッファ
回路3の出力の帰還により発振しないように位相補償:
]ンデンサ5により位相補償されている。この回路の動
作は、サンプルパルスの到来でスイッチ2が閉じられ、
オペアンプ11とバッファ回路3の出力の帰還によりポ
ル°テージフナロアが構成され、バッファ回路3の出力
からは、入力信号と同一電圧が出力される。この時ホー
ルドコンデンサ4には、その時の電圧に応じた電荷が蓄
積され、スイッチ2が開かれた時にはコンデンサ4は蓄
積された電荷を保持しているため、バッファ回路3の出
力は、以前の電圧をそのままホールドしている。In FIG. 4, an input signal 6 is supplied to the normal input of an operational amplifier 11, and the output of the operational amplifier 11 is connected to a hold capacitor 4 and an output buffer 7 circuit 3 via a switch circuit 2. The output of the buffer circuit 3 becomes the output of this sample and hold circuit, and is also connected to the inverting input of the operational amplifier 11. The operational amplifier 11 performs phase compensation to prevent oscillation due to feedback of the output of the buffer circuit 3:
] The phase is compensated by the capacitor 5. The operation of this circuit is that switch 2 is closed when a sample pulse arrives;
Feedback of the outputs of the operational amplifier 11 and the buffer circuit 3 constitutes a portage funnel, and the output of the buffer circuit 3 outputs the same voltage as the input signal. At this time, the hold capacitor 4 accumulates a charge corresponding to the voltage at that time, and when the switch 2 is opened, the capacitor 4 holds the accumulated charge, so the output of the buffer circuit 3 is the same as the previous voltage. is held as is.
発明が解決しようとする問題点
第4図に示すサンプルホールド回路において、スイッチ
2が開いている状態においても、バッファ回路3の入力
インピーダンス、ホールドコンデンサ4のリーク電流ス
イッチ2のリーク電流等により、保持されているはずの
電荷が時間とともに流出し、出力電圧は徐々に変化する
ドループが起こる。特にホールド時間が長い場合、その
変化量は大きな値となる。ドループを低減するために、
ホールドコンデンサ4の容量を大きくする手段がとられ
るが、この時、スイッチ2のオン抵抗とホールドコンデ
ンサ4とにより一種のローパスフィルタが構成され、帰
還ループを持つ第2図の構成では不安定な系となってし
まう。Problems to be Solved by the Invention In the sample and hold circuit shown in FIG. The charge that should have been stored flows out over time, causing droop, which causes the output voltage to gradually change. Especially when the hold time is long, the amount of change becomes a large value. To reduce droop,
Measures are taken to increase the capacitance of the hold capacitor 4, but at this time, the on-resistance of the switch 2 and the hold capacitor 4 form a kind of low-pass filter, and the configuration of FIG. 2 with a feedback loop causes an unstable system. It becomes.
第5図は、不安定な状態の第4図に示すサンプルホール
ド回路でスイッチ2を閉じた状態で入力信号に方形波を
印加した時の出力波形の一例を示す。立ち上り時間は短
いもののオーバーシュートを生じ、リンギングを伴って
しまい、セトリング時間Tsが長(かかってしまう。FIG. 5 shows an example of an output waveform when a square wave is applied to the input signal with switch 2 closed in the sample-and-hold circuit shown in FIG. 4 in an unstable state. Although the rise time is short, overshoot occurs and ringing occurs, resulting in a long settling time Ts.
このため、サンプルパルスのパルス幅はTs以上が必要
となることは言うまでもないが、パルス幅がTs以下に
限定されてしまうシステムでは、ホールドされた値は不
確実なものとなってしまう。Therefore, it goes without saying that the pulse width of the sample pulse needs to be Ts or more, but in a system where the pulse width is limited to Ts or less, the held value becomes uncertain.
問題点を解決するための手段
本発明は、上記の問題点を解決するために、ホールドコ
ンデンサの値に応じ、バッファ出力からオペアンプ内部
回路に帰還される位相補償コンデンサの値を変えること
で、帰還ループの位相特性を可変できるようにし、最適
な過渡応答特性が得られるようにしたものである。Means for Solving the Problems The present invention solves the above problems by changing the value of the phase compensation capacitor that is fed back from the buffer output to the internal circuit of the operational amplifier according to the value of the hold capacitor. The phase characteristics of the loop can be varied to obtain optimal transient response characteristics.
作用
この構成により、ドループ特性の許容値がら求められる
ホールドコンデンサの値に対し、最適な位相補償コンデ
ンサの値を求めることで、オーバーシュート1.リンギ
ングの発生の少ない過渡応答特性が得られ、セトリング
時間を最少値に設定できる。Function: With this configuration, overshoot 1. A transient response characteristic with less ringing can be obtained, and the settling time can be set to the minimum value.
実施例
第1図は、本発明の一実施例であるサンプルホールド回
路の構成図であり、第1図において、入力信号6は、オ
ペアンプ1の正転入力に供給され、その出力は、サンプ
ルパルス7で開閉されるスイッチ回路2を介し、ホール
ドコンデンサ4とバッファ回路3に接続され、ホールド
コンデンサ6のもう一方の端子は接地されており、バッ
ファ回路3の出力は、オペアンプ1の反転入力に接続さ
れ、帰還ループを構成するとともに、位相補償コンデン
サ5を介して、オペアンプ1の内部回路に帰還されてい
る。この構成において、スイッチ2とホールドコンデン
サ4は、スイッチ2のオン抵抗とホールドコンデンサ4
の値に応じ、周波数特性の興なるローパスフィルタを形
成する。Embodiment FIG. 1 is a block diagram of a sample and hold circuit which is an embodiment of the present invention. In FIG. 1, an input signal 6 is supplied to the normal input of an operational amplifier 1, and its output is a sample pulse. The other terminal of the hold capacitor 6 is grounded, and the output of the buffer circuit 3 is connected to the inverting input of the operational amplifier 1. The signal is fed back to the internal circuit of the operational amplifier 1 via the phase compensation capacitor 5, forming a feedback loop. In this configuration, switch 2 and hold capacitor 4 are connected to the on-resistance of switch 2 and hold capacitor 4.
A low-pass filter with different frequency characteristics is formed according to the value of .
第2図は、ホールドコンデンサの値に対し、適切な位相
補償コンデンサ5の値を設定した時の過渡応答特性で、
オーバーシュート、リンギングともに発生せず、短いセ
トリング時間Tsで最終値に集束している。このように
、ホールドコンデンサ4の値に応じ、位相補償コンデン
サ5の値を適正値に選ぶことで最適な過渡応答が得られ
、セトリング時間も短く、サンプルパルスの短いシステ
ムにも対応可能となる。Figure 2 shows the transient response characteristics when the value of the phase compensation capacitor 5 is set appropriately for the value of the hold capacitor.
Neither overshoot nor ringing occurs, and the value converges to the final value in a short settling time Ts. In this way, by selecting an appropriate value for the phase compensation capacitor 5 in accordance with the value for the hold capacitor 4, an optimal transient response can be obtained, the settling time is short, and a system with a short sample pulse can be supported.
第3図は、本発明のより具体的な一実施例を示すサンプ
ルホールド回路の回路構成図である。第3図において一
点鎖線で囲んだ区分域Iはオペアンプ回路、同■はスイ
ッチ回路、同mはバッファ回路を示す。Q1〜Q17は
それぞれトランジスタであり、R1−R6は抵抗、11
〜■6は定電流源を示し、SWlはサンプルパルスを開
閉する電流スイッチである。CHはホールドコンデンサ
で、CTは位相補償コンデンサであり、バッファ出力を
オペアンプ回路中のトランジスタQ7のベースに帰還し
ている。FIG. 3 is a circuit configuration diagram of a sample and hold circuit showing a more specific embodiment of the present invention. In FIG. 3, a section I surrounded by a dashed-dotted line indicates an operational amplifier circuit, 2 indicates a switch circuit, and m indicates a buffer circuit. Q1 to Q17 are transistors, R1 to R6 are resistors, and 11
~■6 indicates a constant current source, and SWl is a current switch that opens and closes the sample pulse. CH is a hold capacitor, CT is a phase compensation capacitor, and the buffer output is fed back to the base of the transistor Q7 in the operational amplifier circuit.
また、第3図の回路は、モノリシック集積回路化も容易
であり、Tl〜T6を端子として取り出せば、ホールド
コンデンサCH,位相補償コンデンサCTは、自由に選
べ、広範囲の仕様設定が可能となる。もちろん、仕様を
限定するならば、ホ−ルビコンデンサC8゜位相補償コ
ンデンサCTの集積回路化も可能である。また、第3図
は、オペアンプ、スイッチ、バッファをバイポーラ素子
で構成したが、MO8素子で構成できることは言うまで
もない。Furthermore, the circuit shown in FIG. 3 can be easily integrated into a monolithic circuit, and if Tl to T6 are taken out as terminals, the hold capacitor CH and the phase compensation capacitor CT can be freely selected and a wide range of specifications can be set. Of course, if the specifications are limited, it is also possible to integrate the Holby capacitor C8° phase compensation capacitor CT. Further, in FIG. 3, the operational amplifier, switch, and buffer are constructed with bipolar elements, but it goes without saying that they can be constructed with MO8 elements.
発明の効果
以上のように本発明によれば、ホールドコンデサの値に
応じ、位相補償コンデンサの値を選ぶことにより、最適
な過渡応答特性が得られ、最も短いセトリング時間のサ
ンプルホールド回路が実現できる。Effects of the Invention As described above, according to the present invention, by selecting the value of the phase compensation capacitor according to the value of the hold capacitor, an optimal transient response characteristic can be obtained, and a sample-and-hold circuit with the shortest settling time can be realized. .
第1図は本発明の一実施例であるサンプルホールド回路
を示すブロック図、第2図は本発明によるサンプルホー
ルド回路の過渡応答特性図、第3図は本発明の具体的な
一実施例を示す回路図、第4図は従来のサンプルホール
ド回路を示すブロック図、第5図は従来のサンプルホー
ルド回路における過渡応答特性図である。
1・・・・・・オペアンプ、2・・・・・・スイッチ回
路、3・・・・・・バッファ回路、4・・・・・・ホー
ルドコンデンサ、5・・・・・・位相補償コンデンサ、
6・・・・・・入力信号、7・・・・・・サンプルパル
ス。
代理人の氏名 弁理士 中尾敏男 ほか1名第2図
TIME βFQ
14図
第5図
11M5 .5’ECFIG. 1 is a block diagram showing a sample-and-hold circuit according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a transient response characteristic diagram of the sample-and-hold circuit according to the present invention, and FIG. 3 is a diagram showing a specific embodiment of the present invention. FIG. 4 is a block diagram showing a conventional sample-and-hold circuit, and FIG. 5 is a transient response characteristic diagram of the conventional sample-and-hold circuit. 1... operational amplifier, 2... switch circuit, 3... buffer circuit, 4... hold capacitor, 5... phase compensation capacitor,
6...Input signal, 7...Sample pulse. Name of agent: Patent attorney Toshio Nakao and one other person Figure 2 TIME βFQ Figure 14 Figure 5 11M5 . 5'EC
Claims (1)
イッチを介して、ホールド用コンデンサおよび出力バッ
ファに結合し、このバッファの出力を、前記オペアンプ
の反転入力部に帰還結合するとともに、位相補償用コン
デンサを介して前記オペアンプの内部回路に帰還結合し
たことを特徴とするサンプルホールド回路。The operational amplifier and its output are coupled to a hold capacitor and an output buffer via a switch that opens and closes with the sample pulse, and the output of this buffer is feedback coupled to the inverting input of the operational amplifier and is connected via a phase compensation capacitor. A sample and hold circuit characterized in that the sample and hold circuit is feedback-coupled to an internal circuit of the operational amplifier.
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP62147575A JPH088000B2 (en) | 1987-06-12 | 1987-06-12 | Sample-hold circuit |
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JP62147575A JPH088000B2 (en) | 1987-06-12 | 1987-06-12 | Sample-hold circuit |
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Publication Number | Publication Date |
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JPS63311699A true JPS63311699A (en) | 1988-12-20 |
JPH088000B2 JPH088000B2 (en) | 1996-01-29 |
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Family Applications (1)
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JP (1) | JPH088000B2 (en) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5426189A (en) * | 1977-07-28 | 1979-02-27 | Mitsubishi Rayon Co Ltd | Sterilizing bag |
JPS57203296A (en) * | 1981-06-09 | 1982-12-13 | Toko Inc | Sample holding circuit |
-
1987
- 1987-06-12 JP JP62147575A patent/JPH088000B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
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JPS5426189A (en) * | 1977-07-28 | 1979-02-27 | Mitsubishi Rayon Co Ltd | Sterilizing bag |
JPS57203296A (en) * | 1981-06-09 | 1982-12-13 | Toko Inc | Sample holding circuit |
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