JPS6374318A - コンパレ−タ - Google Patents

コンパレ−タ

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JPS6374318A
JPS6374318A JP21819286A JP21819286A JPS6374318A JP S6374318 A JPS6374318 A JP S6374318A JP 21819286 A JP21819286 A JP 21819286A JP 21819286 A JP21819286 A JP 21819286A JP S6374318 A JPS6374318 A JP S6374318A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
inverter
input
output
comparator
switch
Prior art date
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Pending
Application number
JP21819286A
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English (en)
Inventor
Akira Mizumura
水村 章
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
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Publication of JPS6374318A publication Critical patent/JPS6374318A/ja
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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】 A、産業上の利用分野 本発明は2つの入力信号の電圧の大小に応じて出力する
コンパレークに関し、特に高速動作を行い得るコンパレ
ークに関する。
B0発明の概要 容量、インバータを直列に配し、該インバータの入出力
間をスイッチング手段により短絡又は開放して2つの入
力信号の電圧を比較するコンパレータにおいて、インバ
ータに対して正帰還をかけるような第2のインバータを
接続して該第2のインバータを動作させることにより、
素子数の低減を図り高速な電圧の比較を行うものである
C0従来の技術 ]ンパレークは、2つの入力信号の電圧の大小に応じて
出力する回路であって、従来、第5図に示すようなコン
パレータが知られている。
この第5図に示すコン、Qレークについて、簡単に説明
すると、入力端子51.52が設けられており、入力端
子51からは参照電圧Vrefが入力され、入力端子5
2からは信号電圧Vsigが入力される。そして、これ
ら入力端子51.52は、それぞれスイッチ5W53,
5W54を介して容量C55と接続する。この容量C5
5の他端にはインバータIn56が接続されており、こ
のインバータIn56の入出力間には短絡及び開放を制
御するスイッチSW57が配されている。さらに上記イ
ンバータIn56の出力端には容2C58が配され、そ
の他端には入出力間にスイッチ5W60を設けたインバ
ータIn59が配されている、そして、このインバータ
1n59の出力はバッフy Buf61. Buf62
を介して出力端子63に至っている。
このような構成からなる従来のコンパレータの動作は、
まず、上記スイッチ5W53,5W57.5W60がオ
ン状態とされ、上記スイッチ5W54がオフ状態とされ
て、上記インバータIn56.1n、59の入出力電圧
は、電源電圧Vcc/2例えば電源電圧Vccを5Vと
した場合に2.5vとされる。そして、上記容量C55
は、インバータIn5Gとの接続側でVcc/2とされ
ると共にIVcc/ 2− Vref  lの値の電位
差が残され、上記容量C58の両端の電圧は、電源電圧
Vcc/2例えば2.5Vとされる。
次に、各スイッチに対して逆相の信号を与えて上記スイ
ッチ5W53,5W57,5W60をオフ状態とし、上
記スイッチ5W54をオン状態とする。すると、上記信
号電圧Vsigが上記容1c55の一端に伝わるが、こ
の容量には1Vcc/2−Vref  lの値の電位差
が残されているため、参照電圧Vref と信号電圧V
 sigの比較が行われ、信号電圧Vsigの方が大き
い場合には、インバータIn56の出力はローレベルと
され、逆に、参照電圧VrefO方が大きい場合には、
インバータIn56の出力はハイレベルとされる。そし
て、これがインバータIn59及びバッファBuf61
、Buf62を介して出力端子63に至り、所定の比較
信号を得ることができる。
D1発明が解決しようとする問題点 しかしながら、上述したコンパレータにあっては、その
構成がインバータIn5(3,In59さらにはバッフ
ァBuf61.Buf62を組み合わせてなるものであ
り、例えば上記スイッチSW57.5W60をCMOS
スイッチとし、インバータもCMOSインバータとした
ときには、素子数が多くなり、歩留りの低下等の問題が
生ずる。
また、さらに半導体集積回路においては、一般的な高速
動作の要求があり、コンパレータにあってもその例外で
はないが、上述の回路構成によっては、その高速動作の
要求を満足して行くものとは言いi4ない。
そこで、本発明は上述の問題点に鑑み、素子数の低減を
図り高速な電圧の比較を行うコンパレータの提供を目的
とする。
巳9問題点を解決するための手段 本発明は、入力端子から順に、容量と、第1のインバー
タが直列に接続され、該第1のインバータの入出力間を
短絡又は開放するスイッチング手段を有し、2つの入力
信号の電圧を比較するコンパレータにおいて、上記第1
のインバータの入出力間に正帰還をかける第2のインバ
ータを接続し、上記スイッチング手段は上記2つの入力
信号のうち第1の入力信号が供給されるときに短絡され
、第2の入力信号が供給されるときに開放されることを
特徴とするコンパレータにより上述の問題点を解決する
さらに、第2のインバータから第1のインバータへの帰
還ループには、もう1つのスイッチング手段を設けても
良い。
F0作用 本発明のコンパレータは、第1のインバータの入出力間
に正帰還をかける第2のインバータを接続しているため
、スイッチング手段が短絡から開放の状態に移った場合
には、比較電圧を検知し、その帰還系を以て高速に電源
電圧若しくは接地電圧に遷移する。また、単に第2のイ
ンバータを正帰還をかけるように配設するのみで良く、
その全体としての素子数は少なくて済むことになる。
G、実施例 本発明の好適な実施例を図面を参照しながら説明する。
第1の実施例 本実施例は、インバータを構成する素子のサイズ等が同
等の第1のインバータと第2のインバータを用いて、高
速な電圧の比較を行うコンパレータの一例であり、第1
図に示すように構成されるものである。
すなわち、第1の実施例のコンパレークは、第1図に示
すように、入力端子11.12が設けられており、入力
端子11からは参照電圧V refが入力され、入力端
子12からは信号電圧Vsigが入力される。そして、
これら入力端子11.12は、それぞれスイッチSW1
.SW2を介して容量Cの一端と接続する。この容量C
の他端には第1のインバータであるインバータInlの
入力側が接続されており、このインバータInlの入出
力間には短絡及び開放を制御するスイッチSW3が配さ
れている。
そして、上記第1のインバータであるインバータInl
の出力側にその入力側が接続し、上記インバータInl
の入力側にその出力側が接続する第2のインバータとし
てのインバータIn2が、その接続により上記インバー
タInlに正帰還をかけるように配されている。なお、
このコンパレータにより比較した出力は、出力端子13
より取り出される。
次に、このような構成を有してなる第1の実施例の動作
について説明する。
本実施例のコンパレークは、参照電圧Vrefが容量C
に取り込まれるリファレンス期間と、比較の対象となる
信号電圧Vsigが取り込まれて電圧の比較が行われる
コンパレート期間が交互に繰り返されて動作するもので
ある。
まず、第2図における時刻tQで上記スイッチSWI、
SW3はそれぞれオン状態とされ、−上記スイッチSW
2はオフ状態とされる。上記スイッチSW3がオン状態
となっていることから、インバータInl、In2の入
出力電圧は、双方とも電源電圧Vcc/2例えば電源電
圧Vccを5vとした場合に2.5■にされる。そして
、上記容量Cは、インバータInlとの接続側でVcc
/2とされると共に、上記スイッチSWIがオン状態と
されることから、入力端子11側で参照電圧Vrefが
印加され、当該容量Cはl Vcc/ 2− Vref
  lの電位差を以て充電される。
次に、時刻t1では、上記スイッチSWI、SW3はそ
れぞれオン状態から逆にオフ状態とされ、一方、上記ス
イッチSW2はオフ状態からオン状態となる。すると、
スイッチSW2がオン状態となることから信号電圧Vs
igが上記容量Cの入力端子12側で印加されることに
なり、当該容量Cの上記インバータInl側には、参照
電圧Vrefと信号電圧Vsigとの差に応じた比較信
号が発生することになる。そして、これと同時に、上記
スイッチSW3の動作により、上記インバータ■n1と
上記インバータIn2は、相互に正帰還されるフリップ
フロップの関係の如く入出力電圧がVcc/2である例
えば2.5■から変化し、論理レベルの“1″とO”で
ある電源電圧Vccと接地電圧にその入出力部が遷移す
る。しかし、このとき上記スイッチSW2がオン状態に
なり発生した比較信号がトリガ入力として上記インバー
タIn1の入力側に供給されることから、これを契機と
してインバータrnlの出力は比較信号の反転出力側へ
の遷移を開始することになる。
そして、一度遷移が開始した後では、上記インバータI
nlの出力レベルは、その人カレベルが上記インバータ
In2によって正帰還されて得られるため、当該帰還系
によって急速にラッチされて行くことになる。そしであ
る時刻t2では、上記出力端子13から比較した電圧に
応じた出力が、従来に比し高速でなされることになる。
このように第1の実施例のコンパレータは、上記第2の
一インバータであるインバータIn2に反転増幅作用に
よって、正帰還がなされており、このため極めて高速の
動作を行うことが可能となる。また、その主な素子は上
記インバータInl。
In2等に用いられ、且つインバータIn2より正帰還
されているため、バッファ等を不要として十分な出力を
得ることができることがら、素子数を低減して、しかも
生産性の向上環を実現することができる。
第2の実施例 第2の実施例のコンパレータは、第1のインバータの入
力側と第2のインバータの出力側の間のループに、所定
の遅延を以て動作するスイッチSW4を配し、特に第1
及び第2のインバータの素子のばらつき等がある場合で
も、その正(i?SiWの動作により十分に高速動作を
行うコンパレータである。
まず、この第2の実施例のコンパレータの構成は、第3
図に示すように、入力端子11.12が設けられており
、入力端子11からは参照電圧■refが入力され、入
力端子12からは信号電圧Vsigが入力される。そし
て、これら入力端子11.12は、それぞれスイッチS
WI、SW2を介して容量Cの一端と接続する。この容
量Cの他端には第1のインバータであるインバータIn
lの入力側が接続されており、このインバータInlの
入出力間には短絡及び開放を制御するスイッチSW3が
配されている。
そして、上記第1のインバータであるインバータInl
の出力側にその入力側が接続し、上記インバータInl
の入力側にその出力側が接続する第2のインバータとし
てのインバータIn2が、その接続により上記インバー
タInlに正帰還をかけるように配されており、さらに
、このインバータ1n2の出力側とインバータInlの
入力側の間のループには、スイッチSW3等の立ち下が
りから所定の遅延時間τを以て動作するSW4が配され
ている。なお、このコンパレータにより比較した出力は
、当該コンパレークのインバータ■n1の出力側に設け
られた出力端子13より取り出される。
次に、この第2の実施例のコンパレータの動作について
説明する。
本実施例のコンパレータも第1の実施例のコンパレータ
と同様に、参照電圧Vrerを容Hcに取り込むリファ
レンス期間と、比較の対象となる信号電圧Vsigが取
り込まれて電圧の比較が行われるコンパレート期間が交
互に繰り返されて動作するものである。
この場合において、まず、リファレンス期間のある時刻
toにおいては、第4図に示すように、上記スイッチS
WI、SW3及びSW4はそれぞれオン状態とされ、上
記スイッチSW2はオフ状態とされる。上記スイッチS
W3.SW4がオン状態となっていることから、インバ
ータrnl。
[n2の入出力電圧は、例えば電源電圧Vccを5Vと
した場合に265Vにされる。そして、上記容?Cは、
インハークInlとの接続側で例えば2゜5■とされる
と共に、入力端子11側で参照電圧Vrefが印加され
、当該容HCはl 2.5− Vreflの電位差を以
て充電される。
次に、第1の実施例と同様に、時刻t1で、スイッチS
WI、SW3がオフ状態となり、スイッチSW2がオン
状態となる。すると信号電圧Vsigが容Hcの入力端
に加わり、比較された比較信号が上記インバータInl
に伝わり、当該インバータInlの出力側に上記比較信
号は増幅されて現れる。そして、続いてスイッチSW3
等の立ち下がり時刻t1から所定の遅延時間τを以て、
スイッチSW4がオフ状態からオン状態に変化する。こ
の際、インバータIn2によってインバータInlは正
帰還がかかることになるが、この正帰還に用いられる電
圧(即ちインバータIn2の出力電圧)は、上記インバ
ータInlでの一定時間τ(遅延時間と等しい。)だけ
経過した後のある程度確定した電位を基に動作するため
、例えば素子のばらつき等によっては誤動作等の弊害が
生じ17るが、本実施例のコンパレータでは、安定した
比較信号を例えばある時刻t2では出力端子13から分
解能良く取り出すことが可能となる。なお、スイッチS
 W 4がオン状態となった後の動作については・上述
の第1の実施例のコンパレート同様に動作する。
なお、遅延時間τは、例えばシミュレーション等によっ
ても設定することができ、例えばリファレンス期間とコ
ンパレート期間のタイミングに応じて遅延時間τを調整
して、素子のばらつき等による誤動作等を有効に防止す
ることができる。
H,発明の効果 本発明のコンパレータは、正帰還をかけるための第2の
インバータを第1のインバータ入出力間に配しているた
め、従来に比べて極めて高速で比較信号を増幅して出力
することができる。また、正帰還された出力を安定して
得ることができるため、素子数は低減され、生産性の向
上に寄与することになる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第1の実施例のコンパレークを説明す
るための回路図、第2図はそのスイッチの動作を説明す
るための波形図、第3図は本発明の第2の実施例のコン
パレークを説明するための回路図、第4図はそのスイッ
チの動作を説明するための波形図、第5図は従来のコン
パレータの一例を示す回路図である。 Inl・・・インバータ(第1のインバータ)In2・
・・インバータ(第2のインバータ)SWI、SW2.
SW3.SW4・・・スイッチC・・・容量 11.12・・・入力端子 13・・・出力端子 特 許 出 願 人  ソニー株式会社代理人   弁
理士     小池 見間         田村榮− Inl−−−−@ 1 (F) イ>ハ”9In2−−
−一 第2のイン八゛−り 秘日月の’41の寅焚鏝qの4〉ハロレータ第1図 ta  i、 t。 スイッチの動イ乍 第2図 11:発日月の第2のr#f!存知コ〉ハルータ第3図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 入力端子から順に、容量と、第1のインバータが直列に
    接続され、該第1のインバータの入出力間を短絡又は開
    放するスイッチング手段を有し、2つの入力信号の電圧
    を比較するコンパレータにおいて、 上記第1のインバータの入出力間に正帰還をかける第2
    のインバータを接続し、上記スイッチング手段は上記2
    つの入力信号のうち第1の入力信号が供給されるときに
    短絡され、第2の入力信号が供給されるときに開放され
    ることを特徴とするコンパレータ。
JP21819286A 1986-09-18 1986-09-18 コンパレ−タ Pending JPS6374318A (ja)

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JP21819286A JPS6374318A (ja) 1986-09-18 1986-09-18 コンパレ−タ

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JP21819286A JPS6374318A (ja) 1986-09-18 1986-09-18 コンパレ−タ

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JPS6374318A true JPS6374318A (ja) 1988-04-04

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ID=16716056

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05346441A (ja) * 1991-01-31 1993-12-27 Toshiba Corp コンパレータ
JP2013165382A (ja) * 2012-02-10 2013-08-22 Denso Corp 論理信号絶縁伝送回路

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6064520A (ja) * 1983-09-20 1985-04-13 Seiko Epson Corp コンパレ−タ回路

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