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JP2833070B2 - トラック/ホールド回路 - Google Patents

トラック/ホールド回路

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Publication number
JP2833070B2
JP2833070B2 JP1301359A JP30135989A JP2833070B2 JP 2833070 B2 JP2833070 B2 JP 2833070B2 JP 1301359 A JP1301359 A JP 1301359A JP 30135989 A JP30135989 A JP 30135989A JP 2833070 B2 JP2833070 B2 JP 2833070B2
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JP
Japan
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track
hold
circuit
output
switch
Prior art date
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JP1301359A
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JPH03219724A (ja
Inventor
誠 今村
秀尋 中馬
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Yokogawa Electric Corp
Original Assignee
Yokogawa Electric Corp
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Publication date
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Publication of JPH03219724A publication Critical patent/JPH03219724A/ja
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Description

【発明の詳細な説明】 <産業上の利用分野> 本発明は、トラック/ホールド回路においてアクイジ
ションのタイミングのずれにより発生するホールド波形
の歪の低減に関するものである。
<従来の技術> 第7図は従来のトラック/ホールド回路(以下T/H回
路とも呼ぶ)の具体例を示す構成回路図である。1はト
ラック/ホールドアンプ(T/Hアンプとも呼ぶ)、SW1,S
W2はT/Hアンプの反転入力端子と共通電位点(以下コモ
ンと呼ぶ)の間に直列に接続する第1,第2のFETスイッ
チ、CHはT/Hアンプ1の出力端子とFETスイッチSW1,SW2
の接続点との間に接続するホールドキャパシタ、R3はホ
ールドキャパシタCHとT/Hアンプ1の出力端子の間に接
続するダンピング用抵抗、SW3,SW4はT/Hアンプの反転入
力端子とコモンの間に直列に接続する第3,第4のFETス
イッチ、3はT/H入力電圧Vinが印加される入力端子、R1
は入力端子3とFETスイッチSW3,SW4の接続点との間に接
続する抵抗、R2はSW3,SW4の前記接続点とT/Hアンプ1の
出力端子の間に接続するR1と等しい値(ゲイン1の場
合)の抵抗である。4はT/Hアンプ1の出力端子が接続
する本T/H回路の出力端子である。FETスイッチSW1〜SW4
はD−MOS FETスイッチで構成され、SW2,SW3のゲートは
T/Hクロックで、SW1,SW4のゲートはその反転クロックで
駆動されている。これらのクロックは外部の回路で発生
される。
トラックモードではFETスイッチSW2,SW3はオン、FET
スイッチSW1,SW4はオフとなり、T/H回路は反転増幅器を
構成し、入力電圧Vinは−1倍のゲインで出力される。
ホールドモードとなり、FETスイッチSW1,SW4がオン、FE
TスイッチSW2,SW3がオフになるとホールドキャパシタCH
にはSW2がオフしたタイミングにおける反転出力信号の
電圧値が保持される。なおFETスイッチSW4がオンとなる
のでT/H入力電圧Vinによる入力電流はコモンへ流れ、T/
H出力Voutと分離される。
<発明が解決しようとする課題> しかしながら、上記の回路では入力信号電圧Vinの周
波数が高くなると、ホールドキャパシタCHを充電する電
流が大きくなり、FETスイッチSW2のオン抵抗で生ずる電
圧下降でホールドするタイミングが変調を受け、再現波
形に高調波歪が発生していた。
以下にこの現象を詳しく説明する。第7図のT/H回路
ではSW2にD−MOSスイッチを使用している。D−MOSス
イッチにはゲートとドレイン間に容量Cgdが存在し、そ
の容量には電圧依存性がある。すなわちゲート・ドレイ
ン間電圧Vgdが増加するとCgdも増加する。トラック・モ
ードで入力信号の周波数が高くなるとホールドキャパシ
タCHを充電する電流が大きくなり、SW2のオン抵抗で生
ずる電圧ドロップが変化する。ゲート電圧は例えば5Vで
一定であるが、電圧ドロップによりドレイン電圧が変化
するとVgdが変化し、したがってCgdも変化する。Cgd
ドレイン電圧の変化により変動すると、SW2のゲート駆
動回路の出力抵抗との間で生じるCR時定数が変化し、SW
1がオフするタイミングすなわちデータアクイジション
のタイミングが変調を受ける。このようにしてホールド
されたデータを再現した信号波形は入力信号Vinの波形
に対して高調波歪を含んだものとなってしまう。第8図
はこの様子を示すもので、(A)は入力信号Vinとトラ
ックモード時のCHに流れる電流Iの位相関係を示す。
(R)はアクイジションタイミングのずれを示し、Vgd,
Cgdが最大となる時にCR時定数が最大となり、アクイジ
ションタイミングがΔt1だけ遅れるが、Vgd,Cgdが最小
となる時は、CR時定数が最小となり、アクイジションタ
イミングがΔt2だけ進んでいる。(C)は理想波形(点
線:入力波形)と再現波形(T/H回路出力をA/D変換した
後の波形)を比較しており、再現波形が高調波歪を含ん
でいることが示されている。
本発明は上記の問題を解決するためになされたもの
で、データ・アクイジションのタイミングが変調を受け
ずに一定なトラック/ホールド回路を実現することを目
的とする。
<課題を解決するための手段> 本発明に係るトラック/ホールド回路は少なくとも出
力段を共通として入力信号のトラック動作とホールド動
作を行いトラック動作の際に前記入力信号が反転入力端
子に接続するトラック/ホールドアンプと、このトラッ
ク/ホールドアンプの出力端子にその一端が接続し、少
なくともホールド動作の際にその他端が前記トラック/
ホールドアンプの反転入力端子に接続するホールドキャ
パシタと、このホールドキャパシタの他端とコモンの間
に接続する第1のFETスイッチと、前記トラック/ホー
ルドアンプの出力端子にその一端が接続するキャパシタ
と、このキャパシタの他端とコモンの間に接続する第2
のFETスイッチと、前記キャパシタの他端の電圧を入力
するレベルシフト回路と、トラック動作の際に前記レベ
ルシフト回路の出力電圧で前記第1のFETスイッチをオ
ンにする駆動回路とを備えたことを特徴とする。
<作用> トラックモードにおいて、レベルシフト回路および駆
動回路によりFETスイッチのゲート端子の電位はFETスイ
ッチのドレイン端子の電位と等しく変化するので、FET
スイッチのゲート・ドレイン間における電圧および容量
は一定となる。したがってデータ・アクイジションのタ
イミングも一定となる。
<実施例> 以下、図面を用いて本発明を詳しく説明する。第1図
は本発明に係るトラック/ホールド回路の第1の実施例
で反転型のものを示す構成回路図である。ここで第7図
と同じ部分は同一の記号を付して説明を省略する。C1
T/Hアンプ1の出力端子にその一端が接続する第2のキ
ャパシタ、SW5はキャパシタC1の他端とコモンの間に接
続するモニタ用の第5のD−MOS FETスイッチ、5はFET
スイッチSW5のドレイン端子の電圧を入力して5Vシフト
するレベルシフト回路、6はレベルシフト回路5の出力
電圧をTTLレベルの電源電圧としT/Hクロック(トラック
モードとホールドモードのタイミングを決めるクロッ
ク。)と同期したクロックにより駆動されるD形フリッ
プフロップ(A−CMOS)である。FETスイッチSW2のゲー
トはフリップフロップ6の出力により駆動され、SW5の
ゲートは常に5Vが印加されてオンとなっている。FETス
イッチSW2とSW5、キャパシタCHとC1の特性はそれぞれ等
しいものを用いる。
上記の構成するトラック/ホールド回路の動作を次に
説明する。トラックモードにおいて、FETスイッチSW2,S
W3はオンとなり、T/H出力として入力信号Vinと符号が逆
で等倍の信号が出力される。このときFETスイッチSW2に
はホールドキャパシタCHを充電する電流Iが流れ、FET
スイッチSW2のドレイン電圧はそのオン抵抗(数100Ω)
による電圧降下で変動する。CHとC1、SW2とSW5がそれぞ
れ同一特性の素子なので、FETスイッチSW5のドレイン電
圧もSW2と全く同じ変化をする。FETスイッチSW5のドレ
イン電圧はレベルシフト回路5で+5Vシフトされ、レベ
ルシフト回路5からは+5V中心の交流信号がフリップフ
ロップ6の電源端子VSSに供給される。T/Hクロックと同
期したクロック入力により、フリップフロップ6の出力
QがHighとなる時はレベルシフト回路5の出力がそのま
ま出力されるので、SW2がオンのときはSW2のゲートとド
レイン間の電位差は常に5Vと一定になる。フリップフロ
ップ回路6の出力がLowのときはコモンレベルが出力さ
れSW2がオフになる。上記のようにトラックモードでFET
スイッチSW2のVgdが一定なので、FETスイッチSW2のCgd
も一定となり、スイッチング時のCR時定数も一定とな
り、データアクイジションのタイミングが入力信号に拘
らず一定となる。
第2図は第1図のトラック/ホールド回路の第1の変
形例である。第1図と異なるのは、レベルシフト回路5
の出力をフリップフロップ6の電源に供給する代りに、
差動スイッチ7の電源に供給するようにした点である。
クロックで駆動されるD形フリップフロップ6の出力が
差動スイッチ7のスイッチング入力となっている。ここ
でT/Hクロックに対し差動スイッチ6のスイッチングの
分の遅れがSW2のオンオフ信号に生じるが、全体のタイ
ミングを調整すると問題とならない。また第2図の点線
のように、フリップフロップ回路6のQ出力とその反転
出力をそれぞれT/H出力の反転出力およびT/H出力とする
ことにより、外部回路を簡素化することができる。
第3図は第1図のトラック/ホールド回路の第2の変
形例で、レベルシフト回路5の入力をSW2のドレイン端
子から直接取るものを示す構成回路図である。レベルシ
フト回路5がT/H回路6に影響を与えない理想的なも
の、すなわち、入力インピーダンス≒∞、バイアス電流
≒0であれば実現することができる。キャパシタC1およ
びFETスイッチSW5を省略できるので回路が簡単となり、
FETスイッチSW2とSW5、キャパシタCHとC1の間のミスマ
ッチングによる誤差が生じない。
第4図は本発明に係るトラック/ホールド回路の第2
の実施例で非反転型のものを示す構成回路図である。第
1図と同じ部分は同一の記号を付してある。10は2つの
入力段101,102およびその出力が接続する出力段を有
し、入力段101,102に供給する動作電流を切換えること
により入力段101,102のうちいずれか一方を選択するT/H
増幅器で、第1の入力段101の非反転入力端子に入力信
号Vinが印加され、反転入力端子が出力段103の出力端子
に接続している。ここで入力段101,102の初段はFETの差
動回路で構成されている。ホールドキャパシタCHは第2
の入力段102の反転入力端子とT/H増幅器10の出力段103
の出力端子との間に接続され、ダンピング抵抗R3はホー
ルドキャパシタCHと出力段103の間に挿入され、FETスイ
ッチSW2は入力段102の反転入力端子とコモンの間に接続
されて前記動作電流の切換と連動してそのオンオフが制
御される。SW6は入力段102の非反転入力端子とコモンの
間に接続され、SW2と連動してそのオンオフが制御され
るFETスイッチ、C2はFETスイッチSW6と並列に接続され
るホールドキャパシタCHと同一容量のキャパシタで、FE
TスイッチSW2がスイッチング時に発生するペデスタル電
圧を補償するためのもの、11は一端が負電圧源VS-に接
続しT/H増幅器10の入力段101または102に動作電流を供
給するための定電流源、2は定電流源11の他端を入力段
101(T側),102(H側)のいずれか一方に切換えて接
続する電流スイッチである。
ブートストラップ回路は第1図の場合と同様に、FET
スイッチSW5のドレイン電圧をレベルシフト回路5で5V
(TTVレベルの場合)レベルシフトした後、その出力を
フリップフロップ6の電源VSSに供給し、T/Hクロックと
同期するクロックでフリップフロップ回路6を駆動し、
フリップフロップ回路6の出力でスイッチSW2,SW6を駆
動している。
次にその動作を説明する。
(a)トラックモード時 トラックモードでは、第1図において、FETスイッチS
W2,SW6がオンとなり、電流スイッチ2はT側へ接続す
る。入力信号Vinは入力段101と出力段103を組合せたゲ
イン1のトラックアンプを通り、入力信号Vinと等倍のT
/H出力が4に現れる。このときFETスイッチSW2にはホー
ルドキャパシタCHを充電する電流Iが流れ、FETスイッ
チSW2のドレイン電圧はそのオン抵抗(数100Ω)による
電圧降下で変動する。CHとC1、SW2とSW5がそれぞれ同一
特性の素子なので、FETスイッチSW5のドレイン電圧もSW
2のドレイン電圧と全く同じ変化をする。その結果、第
1図の場合と同様にゲート・ドレイン間電圧Vgdが一定
(ここでは5V)となる。
(b)ホールドモード時 ホールドモードでは同一のタイミングでスイッチSW2,
SW6がオフ、電流スイッチ2はH側へ倒れる。スイッチS
W2がオフするとホールドキャパシタCHにはその時点での
交流信号(入力信号)の電圧値が保持される。
すなわち(a)で述べたように、SW2のゲート・ドレ
イン間電圧が一定となるので、SW2のゲート・ドレイン
間容量Cgdが一定となり、スイッチング時定数の変化に
よって生じるホールドタイミングの変化がなくなり、波
形歪を低減することができる。
第5図は上記のトラック/ホールド回路につき実験に
より得られた、有効ビット数の周波数特性を示す図で、
従来例と比べて全周波数帯域にわたり精度が改善されて
いる。
第6図は上記のトラック/ホールド回路につき実験に
より得られた2次高調波歪の周波数特性である。高調波
歪が高域で大幅に改善されていることがわかる。
なお第4図の非反転形トラック/ホールド回路におい
て、第2図の場合と同様にレベルシフト回路5の出力を
差動スイッチ7の電源に接続してもよい。
また第4図の非反転形トラック/ホールド回路におい
て、第3図の場合と同様にSW2のドレイン端子の電圧を
高入力インピーダンスの増幅器を介して直接ブートスト
ラップ回路で帰還してもよい。
また上記各実施例のトラック/ホールド回路は少なく
ともその出力段が共通に用いられているのでFETスイッ
チSW2に掛かる交流振幅が比較的小さくなり、これをブ
ートストラップ回路でさらに小さくできるので、高分解
能AD変換器に使用する場合に特に効果がある。また構成
も簡単になる。
<発明の効果> 以上の説明から明らかなように、本願発明によれば、
スイッチ・オン抵抗による電圧降下をブートストラップ
回路で打消すことにより、データ・アクイジションのタ
イミングが変調を受けずに一定なトラック/ホールド回
路を簡単な構成で実現することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係るトラック/ホールド回路の第1の
実施例を示す構成回路図、第2図は本発明に係るトラッ
ク/ホールド回路の第1の変形例を示す構成回路図、第
3図は本発明に係るトラック/ホールド回路の第2の変
形例を示す構成回路図、第4図は本発明に係るトラック
/ホールド回路の第2の実施例を示す構成回路図、第5
図および第6図は第4図のトラック/ホールド回路の特
性曲線図、第7図は従来例のトラック/ホールド回路を
示す構成回路図、第8図は第7図装置の動作を説明する
ための図である。 1,10……トラック/ホールドアンプ、4……出力端子、
5……レベルシフト回路、6……Dフリップフロップ、
7……差動スイッチ、103……出力段、CH……ホールド
キャパシタ、SW2……FETスイッチ、Vin……入力電圧。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H03M 1/00 - 1/88 G11C 27/02

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】少なくとも出力段を共通として入力信号の
    トラック動作とホールド動作を行いトラック動作の際に
    前記入力信号が反転入力端子に接続するトラック/ホー
    ルドアンプと、 このトラック/ホールドアンプの出力端子にその一端が
    接続し、少なくともホールド動作の際にその他端が前記
    トラック/ホールドアンプの反転入力端子に接続するホ
    ールドキャパシタと、 このホールドキャパシタの他端とコモンの間に接続する
    第1のFETスイッチと、 前記トラック/ホールドアンプの出力端子にその一端が
    接続するキャパシタと、 このキャパシタの他端とコモンの間に接続する第2のFE
    Tスイッチと、 前記キャパシタの他端の電圧を入力するレベルシフト回
    路と、 トラック動作の際に前記レベルシフト回路の出力電圧で
    前記第1のFETスイッチをオンにする駆動回路と を備えたことを特徴とするトラック/ホールド回路。
JP1301359A 1989-10-12 1989-11-20 トラック/ホールド回路 Expired - Lifetime JP2833070B2 (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2001110195A (ja) 1999-10-08 2001-04-20 Agilent Technologies Japan Ltd トラックアンドホールド回路
JP2001126492A (ja) * 1999-10-27 2001-05-11 Agilent Technologies Japan Ltd トラックアンドホールド回路
KR100838402B1 (ko) * 2002-02-21 2008-06-13 삼성전자주식회사 부트스트래핑 기법을 이용하는 샘플-앤-홀드 증폭기 및이를 구비하는 cmos a/d 변환기

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5760593A (en) * 1980-09-26 1982-04-12 Hitachi Ltd Sample holding circuit
JPS6369098A (ja) * 1986-09-10 1988-03-29 Yokogawa Electric Corp トラツク・ホ−ルド回路

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