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JP5108850B2 - Switched capacitor circuit - Google Patents

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JP5108850B2
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Description

本発明は、スイッチトキャパシタ回路に関し、特に演算増幅器の同相入力変動を効果的に抑制することが可能なシングル/差動変換回路として適用されるスイッチトキャパシタ回路に関する。   The present invention relates to a switched capacitor circuit, and more particularly to a switched capacitor circuit applied as a single / differential conversion circuit that can effectively suppress common-mode input fluctuations of an operational amplifier.

図6は、スイッチトキャパシタ回路を用いたシングル/差動変換回路の従来における一般的な構成を示す回路図である。
図示のスイッチトキャパシタ回路は、入力信号VIPを受ける入力用導体部100と、第1の参照信号VINを受ける第1の参照信号入力用導体部101との間に供給される単相信号を差動信号に変換して該差動信号を演算増幅器110の反転出力用導体部111および非反転出力用導体部112の間に出力するシングル/差動変換回路として機能する。
FIG. 6 is a circuit diagram showing a conventional general configuration of a single / differential conversion circuit using a switched capacitor circuit.
The illustrated switched capacitor circuit differentially converts a single-phase signal supplied between an input conductor portion 100 that receives an input signal VIP and a first reference signal input conductor portion 101 that receives a first reference signal VIN. It functions as a single / differential conversion circuit that converts the signal into a signal and outputs the differential signal between the inverted output conductor 111 and the non-inverted output conductor 112 of the operational amplifier 110.

演算増幅器110は非反転入力用導体部(+)、反転入力用導体部(−)、反転出力用導体部(−)111、および、非反転出力力用導体部(+)112を有すると共に、図示しないコモンモードフィードバック回路を内蔵している。
以下の説明では、演算増幅器110に関し、非反転入力用導体部への入力信号をVx、反転入力用導体部への入力信号をVy、反転出力用導体部からの出力信号をVOP、非反転出力用導体部からの出力信号をVONと表記する。
The operational amplifier 110 includes a non-inverting input conductor portion (+), an inverting input conductor portion (−), an inverting output conductor portion (−) 111, and a non-inverting output force conductor portion (+) 112. A common mode feedback circuit (not shown) is incorporated.
In the following description, regarding the operational amplifier 110, the input signal to the non-inverting input conductor is Vx, the input signal to the inverting input conductor is Vy, the output signal from the inverting output conductor is VOP, and the non-inverting output. The output signal from the force conductor is denoted as VON.

演算増幅器110の入力側の回路および帰還回路に関連して、図示のように、キャパシタC1、C2、C3、C4と、これらキャパシタの接続状態を切換えるスイッチSW1〜スイッチSW10を含んで構成されるスイッチ回路SWが設けられている。
上述のシングル/差動変換回路におけるサンプリングモードとホールドモードとにおけるこれらキャパシタC1、C2、C3、C4の接続状態が、スイッチ回路の各スイッチSW1〜スイッチSW10によって切換えられる。
In relation to the circuit on the input side of the operational amplifier 110 and the feedback circuit, as shown in the figure, the switch includes capacitors C1, C2, C3, C4 and switches SW1 to SW10 for switching the connection state of these capacitors. A circuit SW is provided.
The connection states of the capacitors C1, C2, C3, and C4 in the sampling mode and the hold mode in the single / differential conversion circuit described above are switched by the switches SW1 to SW10 of the switch circuit.

スイッチ回路SWの切換えは図4のタイミングチャートに示す制御信号φ1およびφ2によって制御される。
制御信号φ1はサンプリングモードにおいて“H”となり、ホールドモードにおいて“L”となる。他方、制御信号φ2は、サンプリングモードにおいて“L”であり、ホールドモードにおいて“H”となる。各スイッチSW1〜スイッチSW10は、自己に供給される制御信号が“H”のときにオン、“L”のときにオフとなる。
Switching of the switch circuit SW is controlled by control signals φ1 and φ2 shown in the timing chart of FIG.
The control signal φ1 is “H” in the sampling mode and “L” in the hold mode. On the other hand, the control signal φ2 is “L” in the sampling mode and “H” in the hold mode. Each of the switches SW1 to SW10 is turned on when the control signal supplied thereto is “H”, and turned off when it is “L”.

このため、サンプリングモードにおいて、制御信号φ1に対応する各スイッチSW2、SW3、SW6、SW7、SW9、SW10がオンになり、スイッチSW1、SW4、SW5、SW8はオフとなる。
従って、キャパシタC1は、サンプリングモードにおいて、一端がスイッチSWを通して入力用導体部100に接続される。同時に、キャパシタC2の一端がスイッチSW3を通して入力用導体部100に接続される。このとき、キャパシタC1およびC2の各他端側はSW9を通して第2の参照信号入力用導体部102に接続される。
Therefore, in the sampling mode, the switches SW2, SW3, SW6, SW7, SW9, and SW10 corresponding to the control signal φ1 are turned on, and the switches SW1, SW4, SW5, and SW8 are turned off.
Thus, the capacitor C1, in the sampling mode, one end of which is connected to the input conductive portion 100 through the switch SW 2. At the same time, one end of the capacitor C2 is connected to the input conductor portion 100 through the switch SW3. At this time, the other end sides of the capacitors C1 and C2 are connected to the second reference signal input conductor 102 through SW9.

従って、サンプリングモードにおいて、キャパシタC1およびC2の各一端側には入力信号VIPが印加され各他端側には第2の参照信号VCMが印加されて、電圧VIP−VCMによって充電される。
一方、キャパシタC4は、サンプリングモードにおいて、一端がスイッチSW7を通して第1の参照信号入力用導体部101に接続される。同時に、キャパシタC3の一端がスイッチSW6を通して第1の参照信号入力用導体部101に接続される。このとき、キャパシタC4およびC3の各他端側はSW10を通して第2の参照信号入力用導体部102に接続される。
Therefore, in the sampling mode, the input signal VIP is applied to one end side of each of the capacitors C1 and C2, and the second reference signal VCM is applied to the other end side, and is charged by the voltage VIP-VCM.
On the other hand, one end of the capacitor C4 is connected to the first reference signal input conductor 101 through the switch SW7 in the sampling mode. At the same time, one end of the capacitor C3 is connected to the first reference signal input conductor 101 through the switch SW6. At this time, the other end sides of the capacitors C4 and C3 are connected to the second reference signal input conductor 102 through the SW10.

従って、サンプリングモードにおいて、キャパシタC4およびC3の各一端側には第1の参照信号VINが印加され各他端側には第2の参照信号VCMが印加されて、電圧VIN−VCMによって充電される。
尚、以下の説明においては、便宜上、上述の各キャパシタとそれらの各容量値については同じ符号、C1、C2、C3、および、C4を用いて表記する。
Accordingly, in the sampling mode, the first reference signal VIN is applied to each one end of the capacitors C4 and C3, and the second reference signal VCM is applied to each other end, and is charged by the voltage VIN-VCM. .
In the following description, for the sake of convenience, the above-described capacitors and their respective capacitance values are described using the same symbols, C1, C2, C3, and C4.

サンプリングモードにおいて、各キャパシタは上述のように充電されるため、それらの各容量C1、C2、C3、および、C4における電荷量Q1、Q2、Q3、および、Q4は、それぞれ次式のようになる。
Q1=C1(VIP−VCM) ………(1)
Q2=C2(VIP−VCM) ………(2)
Q3=C3(VIN−VCM) ………(3)
Q4=C4(VIN−VCM) ………(4)
サンプリングモードにおいて、反転出力用導体部111と非反転出力力用導体部112とは内部のコモンモードフィードバック回路によって短絡されており両出力用導体部からは所定の定電圧VCMに近い電圧が出力される。
In the sampling mode, since each capacitor is charged as described above, the charge amounts Q1, Q2, Q3, and Q4 in their respective capacitors C1, C2, C3, and C4 are respectively expressed by the following equations. .
Q1 = C1 (VIP-VCM) (1)
Q2 = C2 (VIP-VCM) (2)
Q3 = C3 (VIN-VCM) (3)
Q4 = C4 (VIN-VCM) (4)
In the sampling mode, the inverted output conductor portion 111 and the non-inverted output force conductor portion 112 are short-circuited by an internal common mode feedback circuit, and a voltage close to a predetermined constant voltage VCM is output from both output conductor portions. The

一方、ホールドモードにおいては、φ2が”H”となり、スイッチSW1、SW4、SW5、SW8がオン、スイッチSW2、SW3、SW6、SW7、SW9、SW10がオフとなる。
この状態で、キャパシタC1の一端に上述の出力信号VOPが印加され、キャパシタC4の一端に上述の出力信号VONが印加されてネガティブフィードバックがかかり、演算増幅器110の非反転入力用導体部と反転入力用導体部とは仮想短絡状態(Vx≒Vy)になる。
On the other hand, in the hold mode, φ2 is “H”, the switches SW1, SW4, SW5, and SW8 are turned on, and the switches SW2, SW3, SW6, SW7, SW9, and SW10 are turned off.
In this state, the output signal VOP described above is applied to one end of the capacitor C1, the output signal VON is applied to one end of the capacitor C4, negative feedback is applied, and the non-inverting input conductor of the operational amplifier 110 and the inverting input are applied. It becomes a virtual short circuit state (Vx≈Vy) with the conductor portion for use.

また、キャパシタC2およびC3の各一端側に第2の参照電圧VCMが印加される。
ホールドモードにおいて、各キャパシタには上述のように電圧が印加されるため、それらの各容量C1、C2、C3、および、C4に充電される電荷量Q1、Q2、Q3、および、Q4についてはそれぞれ次式のようになる。
Q1=C1(VOP−Vx) ………(5)
Q2=C2(VCM−Vx) ………(6)
Q3=C3(VCM−Vy) ………(7)
Q4=C4(VON−Vy) ………(8)
The second reference voltage VCM is applied to each one end side of the capacitors C2 and C3.
In the hold mode, since the voltage is applied to each capacitor as described above, the charge amounts Q1, Q2, Q3, and Q4 charged in the capacitors C1, C2, C3, and C4 are respectively It becomes like the following formula.
Q1 = C1 (VOP−Vx) (5)
Q2 = C2 (VCM−Vx) (6)
Q3 = C3 (VCM−Vy) (7)
Q4 = C4 (VON−Vy) (8)

サンプリングモードとホールドモードでQ1とQ2の総電荷量、Q3とQ4の総電荷量は一定なので、C1=C2=C3=C4のとき出力電圧VOP、VONはそれぞれ次式のようになる。
VOP=2VIP−3VCM+2Vx ………(9)
VON=2VIN−3VCM+2Vy ………(10)
既述のとおり、ホールドモードでは非反転入力用導体部(電圧Vx)と反転入力用導体部(電圧Vy)とは仮想短絡状態(Vx≒Vy)になっているので、差動出力VOP−VONは(9)および(10)より次式のようになりシングル/差動変換動作を行うことができる。
VOP−VON=2(VIP−VIN) ………(11)
Since the total charge amount of Q1 and Q2 and the total charge amount of Q3 and Q4 are constant in the sampling mode and hold mode, when C1 = C2 = C3 = C4, the output voltages VOP and VON are respectively expressed by the following equations.
VOP = 2VIP-3VCM + 2Vx (9)
VON = 2VIN-3VCM + 2Vy (10)
As described above, in the hold mode, the non-inverting input conductor (voltage Vx) and the inverting input conductor (voltage Vy) are in a virtual short-circuited state (Vx≈Vy), so the differential output VOP-VON From (9) and (10), the following equation is obtained, and single / differential conversion operation can be performed.
VOP-VON = 2 (VIP-VIN) (11)

ここで入力信号の同相成分(以下、同相入力という)について考察すると、上述した従来のスイッチトキャパシタ回路でのシングル/差動変換動作においては、サンプリングモードのスイッチトキャパシタ回路の同相入力(VIP+VIN)/2に依存してホールドモードの演算増幅器110の同相入力(V+V)/2が大きく変動する(以下、演算増幅器110の同相入力変動と記載)という問題があり、その変化量は(9)および(10)より次式のようになる。
(Vx+Vy)/2
={3VCM+(VOP+VON)}/2−(VIP+VIN)/2 ……(12)
Considering the in-phase component of the input signal (hereinafter referred to as in-phase input), in the single / differential conversion operation in the conventional switched capacitor circuit described above, the in-phase input (VIP + VIN) / 2 of the switched capacitor circuit in the sampling mode. The common-mode input (V x + V y ) / 2 of the operational amplifier 110 in the hold mode largely fluctuates (hereinafter referred to as the common-mode input fluctuation of the operational amplifier 110) depending on the variation, and the amount of change is (9) From (10), the following equation is obtained.
(Vx + Vy) / 2
= {3VCM + (VOP + VON)} / 2- (VIP + VIN) / 2 (12)

図6における演算増幅器110の回路構成の例を図7に示し、このような構成の演算増幅器に関して、上述のサンプリングモードにおけるスイッチトキャパシタ回路の同相入力(VIP+VIN)/2、および、ホールドモードにおける演算増幅器110の同相入力(Vx+Vy)/2が及ぼす影響について以下に説明する。
図7に示す演算増幅器は、初段にMOSトランジスタM1〜M9で構成されるテレスコピック型のゲイン段を有し、後段にMOSトランジスタM10〜M14で構成されるスイング段を有する2ステージの形式をとる。
An example of the circuit configuration of the operational amplifier 110 in FIG. 6 is shown in FIG. 7. Regarding the operational amplifier having such a configuration, the in-phase input (VIP + VIN) / 2 of the switched capacitor circuit in the sampling mode described above and the operational amplifier in the hold mode The effect of 110 in-phase input (Vx + Vy) / 2 will be described below.
The operational amplifier shown in FIG. 7 takes a two-stage form having a telescopic gain stage composed of MOS transistors M1 to M9 in the first stage and a swing stage composed of MOS transistors M10 to M14 in the subsequent stage.

演算増幅器の後段で出力スイングを限界まで確保すると、後段の同相入力レベル(VMP+VMN)/2は次式のようになる。尚、ここでは、MOSトランジスタのドレイン−ソース間電圧をVdsとし、この後に該当するMOSトランジスタを特定する符号を括弧書きにて添えるように表記する。同様にMOSトランジスタのゲート−ソース間電圧をVgsとし、この後に該当するMOSトランジスタを特定する符号を括弧書きにて添えるように表記する。閾値電圧Vthについても同様である。
(VMP+VMN)/2
=Vds(M10)+Vgs(M11(M12))
=VON(M10)+VON(M11(M12))+Vth(M11(M12)
=2VON+Vth ………(13)
When the output swing is secured to the limit at the subsequent stage of the operational amplifier, the in-phase input level (VMP + VMN) / 2 at the subsequent stage is expressed by the following equation. Here, the drain-source voltage of the MOS transistor is represented as Vds, and a code for specifying the corresponding MOS transistor is appended thereto in parentheses. Similarly, the gate-source voltage of the MOS transistor is denoted as Vgs, and thereafter, a code for identifying the corresponding MOS transistor is indicated in parentheses. The same applies to the threshold voltage Vth.
(VMP + VMN) / 2
= Vds (M10) + Vgs (M11 (M12))
= VON (M10) + VON (M11 (M12)) + Vth (M11 (M12)
= 2VON + Vth (13)

M3、M4のVdsにも十分なVONを与えるとすると、M3、M4のソース電圧は
(VMP+VMN)/2−VON(M3(M4))=VON+Vth……(14)
となり、初段の入力差動対M1、M2が飽和領域で動作するための同相入力レベル(Vx+Vy)/2の上限は、M1(M2)のドレイン電圧VON+VthにM1(M2)の閾値電圧Vthを足した値となる。
(Vx+Vy)/2(MAX)=VON+Vth+Vth(M1(M2))
=VON+2Vth ………(15)
If sufficient VON is given to Vds of M3 and M4, the source voltage of M3 and M4 is (VMP + VMN) / 2−VON (M3 (M4)) = VON + Vth (14)
Thus, the upper limit of the common-mode input level (Vx + Vy) / 2 for the first-stage input differential pair M1, M2 to operate in the saturation region is the sum of the drain voltage VON + Vth of M1 (M2) plus the threshold voltage Vth of M1 (M2). It becomes the value.
(Vx + Vy) / 2 (MAX) = VON + Vth + Vth (M1 (M2))
= VON + 2Vth ......... (15)

一方、初段の入力差動対M1、M2が飽和領域で動作するための同相入力レベル(Vx+Vy)/2の下限は次式のようになる。
(Vx+Vy)/2(MIN)
=Vds(M9)+Vgs(M1(M2))
=VON(M9)+VON(M1(M2))+Vth(M1(M2))
=2VON+Vth ………(16)
従って、この演算増幅器の全てのMOSトランジスタが飽和領域で動作する同相入力(Vx+Vy)/2の範囲は、(15)−(16)より
VON+2Vth−(2VON+Vth)=Vth−VON ………(17)
となる。
On the other hand, the lower limit of the common-mode input level (Vx + Vy) / 2 for the first-stage input differential pair M1, M2 to operate in the saturation region is expressed by the following equation.
(Vx + Vy) / 2 (MIN)
= Vds (M9) + Vgs (M1 (M2))
= VON (M9) + VON (M1 (M2)) + Vth (M1 (M2))
= 2VON + Vth (16)
Accordingly, the range of the common-mode input (Vx + Vy) / 2 in which all MOS transistors of this operational amplifier operate in the saturation region is VON + 2Vth− (2VON + Vth) = Vth−VON (17) from (15) − (16).
It becomes.

このように全てのMOSトランジスタが飽和領域で動作するための同相入力の範囲が狭い演算増幅器を用いてシングル/差動変換動作を行うと、スイッチトキャパシタ回路の同相入力(VIP+VIN)/2が高く演算増幅器の同相入力(Vx+Vy)/2が2VON+Vthより低いときはM9が飽和領域から外れてしまう。
また、逆に(VIP+VIN)/2が低く(Vx+Vy)/2がVON+Vthより高いときはMOSトランジスタM1、M2が飽和領域から外れてしまい、低電源電圧での変換、または高速の変換が困難になるという問題がある。
When single / differential conversion operation is performed using an operational amplifier having a narrow common-mode input range for operating all MOS transistors in the saturation region, the common-mode input (VIP + VIN) / 2 of the switched capacitor circuit is high. When the common-mode input (Vx + Vy) / 2 of the amplifier is lower than 2VON + Vth, M9 falls out of the saturation region.
Conversely, when (VIP + VIN) / 2 is low and (Vx + Vy) / 2 is higher than VON + Vth, the MOS transistors M1 and M2 are out of the saturation region, and conversion at a low power supply voltage or high-speed conversion becomes difficult. There is a problem.

入力信号の同相成分の変動を防止する回路技術が提案されている(例えば特許文献1参照)。
特許文献1の提案では、第1及び第2のクロックでスイッチトキャパシタ回路における複数のスイッチを制御して、演算増幅器に負帰還を施すキャパシタと入力信号をサンプルするキャパシタとをスイッチで切り換える。
この提案の場合、第1のクロックがオンの時に演算増幅器の入出力をショートして、サミングノードの電位と入力電圧との差をサンプル容量にチャージしておく。そして、第2のクロックがオンの時にスイッチが動作点を決定する参照電圧に接続され、サンプル容量と帰還容量との比によって増幅し出力するサンプルホールド回路において、補正回路を設け、入力信号のコモン電圧と参照電圧に応じた制御信号を演算増幅器に供給し、同相入力の変動を防止するようにしている。
A circuit technique for preventing fluctuations in the in-phase component of an input signal has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
In the proposal of Patent Document 1, a plurality of switches in a switched capacitor circuit are controlled by first and second clocks, and a capacitor that performs negative feedback on an operational amplifier and a capacitor that samples an input signal are switched by the switch.
In the case of this proposal, the input / output of the operational amplifier is short-circuited when the first clock is on, and the difference between the potential of the summing node and the input voltage is charged in the sample capacitor. When the second clock is on, the switch is connected to a reference voltage that determines the operating point, and a correction circuit is provided in the sample and hold circuit that amplifies and outputs by the ratio of the sample capacity and the feedback capacity. A control signal corresponding to the voltage and the reference voltage is supplied to the operational amplifier so as to prevent fluctuation of the common-mode input.

特開2006−121307号公報(要約;段落0011;段落0015;図1等)JP 2006-121307 (Summary; Paragraph 0011; Paragraph 0015; FIG. 1 etc.)

しかしながら、特許文献1の技術では、サンプルホールド回路のホールドモードのときの出力電圧から同相電圧のズレを検出するため、演算増幅器の同相入力レベルの変化分の補正は1周期後のホールドモードに行われる。このため、大信号入力時のシングル/差動変換において、補正が追従できず、図6の従来例と同様に高速の変換が困難になるという技術課題を残している。
本発明は上述のような状況に鑑みてなされたものであり、スイッチトキャパシタ回路におけるシングル/差動変換時の演算増幅器の同相入力変動を抑制し、低電源電圧での変換、または高速の変換にも対応することが可能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。
However, in the technique of Patent Document 1, since the deviation of the common-mode voltage is detected from the output voltage when the sample-hold circuit is in the hold mode, the change in the common-mode input level of the operational amplifier is corrected to the hold mode after one cycle. Is called. For this reason, in single / differential conversion at the time of large signal input, correction cannot be followed, and there remains a technical problem that high-speed conversion becomes difficult as in the conventional example of FIG.
The present invention has been made in view of the above situation, and suppresses common-mode input fluctuations of an operational amplifier during single / differential conversion in a switched capacitor circuit, thereby enabling conversion at a low power supply voltage or high-speed conversion. An object of the present invention is to provide a switched capacitor circuit that can cope with the above.

上記目的を達成するべく、本願では次に列記するようなスイッチトキャパシタ回路を提案する。
(1)入力信号を受ける入力用導体部と第1の参照信号を受ける第1の参照信号入力用導体部との間に供給される単相信号を差動信号に変換して該差動信号を反転出力用導体部および非反転出力用導体部間に出力するスイッチトキャパシタ回路であって、
差動出力を前記反転出力用導体部および非反転出力用導体部間に出力する第1の演算増幅器と、サンプリングモードにおいて第1の演算増幅器の反転出力用導体部から非反転入力用導体部への容量性帰還回路を形成せず且つホールドモードにおいて前記第1の演算増幅器の反転出力用導体部から非反転入力用導体部への容量性帰還回路を形成するように接続状態が切換えられる一の帰還用キャパシタと、前記サンプリングモードにおいて前記入力用導体部と前記第1の演算増幅器の非反転入力用導体部間に接続され且つ前記ホールドモードにおいて所定の第2の参照信号入力用導体部と前記第1の演算増幅器の非反転入力用導体部間に接続されるように接続状態が切換えられるN(Nは自然数)個の第1群の非帰還用キャパシタと、前記サンプリングモードにおいて前記第1の演算増幅器の非反転出力用導体部から反転入力用導体部への容量性帰還回路を形成せず且つ前記ホールドモードにおいて前記第1の演算増幅器の非反転出力用導体部から反転入力用導体部への容量性帰還回路を形成するように接続状態が切換えられる他の帰還用キャパシタと、前記サンプリングモードにおいて所定の第1の参照信号入力用導体部と前記第1の演算増幅器の反転入力用導体部間に接続され且つ前記ホールドモードにおいて前記第2の参照信号入力用導体部と前記第1の演算増幅器の反転入力用導体部間に接続されるように接続状態が切換えられるN個の第2群の非帰還用キャパシタと、前記サンプリングモードおよび前記ホールドモードにおける前記各キャパシタの接続状態を所定の制御信号に応答して切換えるスイッチ回路と、を備えたスイッチトキャパシタアンプ部と、
前記第1の演算増幅器の同相入力を所定の定常値とする第2参照信号を生成して前記第2の参照信号入力用導体部に供給する第2参照信号生成部と、
を備え
前記第2参照信号生成部は、前記第1の演算増幅器の非反転入力用導体部および反転入力用導体部のうちの何れか一方の入力用導体部の電圧が自器の反転入力用導体部に印加され且つ所定の定電圧が自器の非反転入力用導体部に印加され該印加された両電圧に基づいて前記第2参照信号を生成する第2の演算増幅器を有することを特徴とするスイッチトキャパシタ回路。
In order to achieve the above object, the present application proposes switched capacitor circuits as listed below.
(1) A single-phase signal supplied between an input conductor portion that receives an input signal and a first reference signal input conductor portion that receives a first reference signal is converted into a differential signal, and the differential signal Is a switched capacitor circuit that outputs between the inverting output conductor and the non-inverting output conductor,
A first operational amplifier that outputs a differential output between the inverting output conductor and the non-inverting output conductor, and from the inverting output conductor of the first operational amplifier in the sampling mode to the non-inverting input conductor. In the hold mode, the connection state is switched so as to form a capacitive feedback circuit from the inverting output conductor portion to the non-inverting input conductor portion of the first operational amplifier in the hold mode. A feedback capacitor; and a second reference signal input conductor portion that is connected between the input conductor portion and the non-inverting input conductor portion of the first operational amplifier in the sampling mode; N (N is a natural number) first group of non-feedback capacitors whose connection state is switched so as to be connected between the non-inverting input conductors of the first operational amplifier; A capacitive feedback circuit from the non-inverting output conductor portion of the first operational amplifier to the inverting input conductor portion is not formed in the ring mode, and the non-inverting output conductor portion of the first operational amplifier is in the hold mode. Another feedback capacitor whose connection state is switched so as to form a capacitive feedback circuit from the input conductor to the inverting input conductor, a predetermined first reference signal input conductor in the sampling mode, and the first calculation The connection state is switched so as to be connected between the inverting input conductor portions of the amplifier and connected between the second reference signal input conductor portion and the inverting input conductor portion of the first operational amplifier in the hold mode. A predetermined control signal indicating the connection state of each of the N second group of non-feedback capacitors and the respective capacitors in the sampling mode and the hold mode. A switched capacitor amplifier section and a switching circuit for switching in response to,
A second reference signal generation unit configured to generate a second reference signal having a common phase input of the first operational amplifier as a predetermined steady value and supply the second reference signal to the second reference signal input conductor unit;
Equipped with a,
The second reference signal generator is configured such that the voltage of any one of the non-inverting input conductor and the inverting input conductor of the first operational amplifier is the inverting input conductor of its own device. characterized Rukoto to have a second operational amplifier for generating the second reference signal based on both the voltage applied and the predetermined constant voltage is applied to the applied to the non-inverting input conductive portion of the self vessel to Switched capacitor circuit.

上記(1)のスイッチトキャパシタ回路では、そのスイッチトキャパシタ部におけるスイッチ回路が、次のように、各該当するキャパシタの接続状態を切換える。
即ち、一の帰還用キャパシタは、サンプリングモードにおいて反転出力用導体部から非反転入力用導体部への容量性帰還回路を形成せず且つホールドモードにおいて前記第1の演算増幅器の反転出力用導体部から非反転入力用導体部への容量性帰還回路を形成するように接続状態が切換えられる。
In the switched capacitor circuit of (1) above, the switch circuit in the switched capacitor section switches the connection state of each corresponding capacitor as follows.
That is, the one feedback capacitor does not form a capacitive feedback circuit from the inverting output conductor portion to the non-inverting input conductor portion in the sampling mode, and the inverting output conductor portion of the first operational amplifier in the hold mode. The connection state is switched so as to form a capacitive feedback circuit from the non-inverting input conductor portion to the non-inverting input conductor portion.

また、第1群の非帰還用キャパシタは、サンプリングモードにおいて前記入力用導体部と前記第1の演算増幅器の非反転入力用導体部間に接続され且つ前記ホールドモードにおいて所定の第2の参照信号入力用導体部と前記第1の演算増幅器の非反転入力用導体部間に接続される。
更に、サンプリングモードにおいて他の帰還用キャパシタは、前記第1の演算増幅器の非反転出力用導体部から反転入力用導体部への容量性帰還回路を形成せず且つ前記ホールドモードにおいて前記第1の演算増幅器の非反転出力用導体部から反転入力用導体部への容量性帰還回路を形成するように接続状態が切換えられる。
The first group of non-feedback capacitors are connected between the input conductor portion and the non-inverting input conductor portion of the first operational amplifier in the sampling mode, and a predetermined second reference signal in the hold mode. The input conductor is connected between the input conductor and the non-inverting input conductor of the first operational amplifier.
Further, in the sampling mode, the other feedback capacitor does not form a capacitive feedback circuit from the non-inverting output conductor portion to the inverting input conductor portion of the first operational amplifier, and in the hold mode, the first feedback amplifier does not form a capacitive feedback circuit. The connection state is switched so as to form a capacitive feedback circuit from the non-inverting output conductor portion of the operational amplifier to the inverting input conductor portion.

更にまた、第2群の非帰還用キャパシタは、サンプリングモードにおいて所定の第1の参照信号入力用導体部と前記第1の演算増幅器の反転入力用導体部間に接続され且つ前記ホールドモードにおいて前記第2の参照信号入力用導体部と前記第1の演算増幅器の反転入力用導体部間に接続されるように接続状態が切換えられる。
そして、第2参照信号生成部は、前記第1の演算増幅器の同相入力を所定の定常値とする第2参照信号を生成して前記第2の参照信号入力用導体部に供給する。
特に、第2の演算増幅器によって、前記第1の演算増幅器の双方の入力電圧のうちの一方と所定の定電圧との関係に応じて適切な第2参照信号が生成される。
Furthermore, the second group of non-feedback capacitors are connected between a predetermined first reference signal input conductor part and an inverting input conductor part of the first operational amplifier in the sampling mode, and in the hold mode, The connection state is switched so as to be connected between the second reference signal input conductor and the inverting input conductor of the first operational amplifier.
The second reference signal generation unit generates a second reference signal having the in-phase input of the first operational amplifier as a predetermined steady value and supplies the second reference signal to the second reference signal input conductor.
In particular, an appropriate second reference signal is generated by the second operational amplifier according to the relationship between one of the input voltages of the first operational amplifier and a predetermined constant voltage.

(2)入力信号を受ける入力用導体部と第1の参照信号を受ける第1の参照信号入力用導体部との間に供給される単相信号を差動信号に変換して該差動信号を反転出力用導体部および非反転出力用導体部間に出力するスイッチトキャパシタ回路であって、
差動出力を前記反転出力用導体部および非反転出力用導体部間に出力する第1の演算増幅器と、サンプリングモードにおいて第1の演算増幅器の反転出力用導体部から非反転入力用導体部への容量性帰還回路を形成せず且つホールドモードにおいて前記第1の演算増幅器の反転出力用導体部から非反転入力用導体部への容量性帰還回路を形成するように接続状態が切換えられる一の帰還用キャパシタと、前記サンプリングモードにおいて前記入力用導体部と前記第1の演算増幅器の非反転入力用導体部間に接続され且つ前記ホールドモードにおいて所定の第2の参照信号入力用導体部と前記第1の演算増幅器の非反転入力用導体部間に接続されるように接続状態が切換えられるN(Nは自然数)個の第1群の非帰還用キャパシタと、前記サンプリングモードにおいて前記第1の演算増幅器の非反転出力用導体部から反転入力用導体部への容量性帰還回路を形成せず且つ前記ホールドモードにおいて前記第1の演算増幅器の非反転出力用導体部から反転入力用導体部への容量性帰還回路を形成するように接続状態が切換えられる他の帰還用キャパシタと、前記サンプリングモードにおいて所定の第1の参照信号入力用導体部と前記第1の演算増幅器の反転入力用導体部間に接続され且つ前記ホールドモードにおいて前記第2の参照信号入力用導体部と前記第1の演算増幅器の反転入力用導体部間に接続されるように接続状態が切換えられるN個の第2群の非帰還用キャパシタと、前記サンプリングモードおよび前記ホールドモードにおける前記各キャパシタの接続状態を所定の制御信号に応答して切換えるスイッチ回路と、を備えたスイッチトキャパシタアンプ部と、
前記第1の演算増幅器の同相入力を所定の定常値とする第2参照信号を生成して前記第2の参照信号入力用導体部に供給する第2参照信号生成部と、
を備え、
前記第2参照信号生成部は、
前記入力信号の電圧と所定の基準電圧とを比較して前記入力信号の電圧のレベルを判定するレベル判定回路と、
前記レベル判定回路における判定結果に基づいて予め設定された複数の電圧から1つの電圧を選択し前記第2の参照電圧として出力する選択回路と、
を有することを特徴とするスイッチトキャパシタ回路。
上記(2)のスイッチトキャパシタ回路では、そのスイッチトキャパシタ部におけるスイッチ回路が、次のように、各該当するキャパシタの接続状態を切換える。
即ち、一の帰還用キャパシタは、サンプリングモードにおいて反転出力用導体部から非反転入力用導体部への容量性帰還回路を形成せず且つホールドモードにおいて前記第1の演算増幅器の反転出力用導体部から非反転入力用導体部への容量性帰還回路を形成するように接続状態が切換えられる。
また、第1群の非帰還用キャパシタは、サンプリングモードにおいて前記入力用導体部と前記第1の演算増幅器の非反転入力用導体部間に接続され且つ前記ホールドモードにおいて所定の第2の参照信号入力用導体部と前記第1の演算増幅器の非反転入力用導体部間に接続される。
更に、サンプリングモードにおいて他の帰還用キャパシタは、前記第1の演算増幅器の非反転出力用導体部から反転入力用導体部への容量性帰還回路を形成せず且つ前記ホールドモードにおいて前記第1の演算増幅器の非反転出力用導体部から反転入力用導体部への容量性帰還回路を形成するように接続状態が切換えられる。
更にまた、第2群の非帰還用キャパシタは、サンプリングモードにおいて所定の第1の参照信号入力用導体部と前記第1の演算増幅器の反転入力用導体部間に接続され且つ前記ホールドモードにおいて前記第2の参照信号入力用導体部と前記第1の演算増幅器の反転入力用導体部間に接続されるように接続状態が切換えられる。
そして、第2参照信号生成部は、前記第1の演算増幅器の同相入力を所定の定常値とする第2参照信号を生成して前記第2の参照信号入力用導体部に供給する。
特に、第2参照信号の生成が帰還ループ等によらず開ループで設定されるため、帰還の影響を被ることがない簡素な構成で第2参照信号の生成が確実に生成され得る。
)前記スイッチトキャパシタアンプ部は、前記サンプリングモードにおいて、前記一の帰還用キャパシタと第1群の非帰還用キャパシタとが並列に接続され、且つ、前記他の帰還用キャパシタと第2群の非帰還用キャパシタとが並列に接続されるように、前記スイッチ回路が当該接続状態を切換えることを特徴とする(1)または(2)のスイッチトキャパシタ回路。
上記()のスイッチトキャパシタ回路では、(1)または(2)のスイッチトキャパシタ回路において特に、そのスイッチトキャパシタ部におけるスイッチ回路が、次のように、各該当するキャパシタの接続状態を切換える。
即ち、前記サンプリングモードにおいて、前記一の帰還用キャパシタと第1群の非帰還用キャパシタとが並列に接続され、且つ、前記他の帰還用キャパシタと第2群の非帰還用キャパシタとが並列に接続される。
(2) A single-phase signal supplied between an input conductor portion that receives an input signal and a first reference signal input conductor portion that receives a first reference signal is converted into a differential signal, and the differential signal Is a switched capacitor circuit that outputs between the inverting output conductor and the non-inverting output conductor,
A first operational amplifier that outputs a differential output between the inverting output conductor and the non-inverting output conductor, and from the inverting output conductor of the first operational amplifier in the sampling mode to the non-inverting input conductor. In the hold mode, the connection state is switched so as to form a capacitive feedback circuit from the inverting output conductor portion to the non-inverting input conductor portion of the first operational amplifier in the hold mode. A feedback capacitor; and a second reference signal input conductor portion that is connected between the input conductor portion and the non-inverting input conductor portion of the first operational amplifier in the sampling mode; N (N is a natural number) first group of non-feedback capacitors whose connection state is switched so as to be connected between the non-inverting input conductors of the first operational amplifier; A capacitive feedback circuit from the non-inverting output conductor portion of the first operational amplifier to the inverting input conductor portion is not formed in the ring mode, and the non-inverting output conductor portion of the first operational amplifier is in the hold mode. Another feedback capacitor whose connection state is switched so as to form a capacitive feedback circuit from the input conductor to the inverting input conductor, a predetermined first reference signal input conductor in the sampling mode, and the first calculation The connection state is switched so as to be connected between the inverting input conductor portions of the amplifier and connected between the second reference signal input conductor portion and the inverting input conductor portion of the first operational amplifier in the hold mode. A predetermined control signal indicating the connection state of each of the N second group of non-feedback capacitors and the respective capacitors in the sampling mode and the hold mode. A switched capacitor amplifier section and a switching circuit for switching in response to,
A second reference signal generation unit configured to generate a second reference signal having a common phase input of the first operational amplifier as a predetermined steady value and supply the second reference signal to the second reference signal input conductor unit;
With
The second reference signal generator is
A level determination circuit that compares the voltage of the input signal with a predetermined reference voltage to determine the level of the voltage of the input signal;
A selection circuit that selects one voltage from a plurality of preset voltages based on a determination result in the level determination circuit and outputs the selected voltage as the second reference voltage;
A switched capacitor circuit comprising:
In the switched capacitor circuit of (2) above, the switch circuit in the switched capacitor section switches the connection state of each corresponding capacitor as follows.
That is, the one feedback capacitor does not form a capacitive feedback circuit from the inverting output conductor portion to the non-inverting input conductor portion in the sampling mode, and the inverting output conductor portion of the first operational amplifier in the hold mode. The connection state is switched so as to form a capacitive feedback circuit from the non-inverting input conductor portion to the non-inverting input conductor portion.
The first group of non-feedback capacitors are connected between the input conductor portion and the non-inverting input conductor portion of the first operational amplifier in the sampling mode, and a predetermined second reference signal in the hold mode. The input conductor is connected between the input conductor and the non-inverting input conductor of the first operational amplifier.
Further, in the sampling mode, the other feedback capacitor does not form a capacitive feedback circuit from the non-inverting output conductor portion to the inverting input conductor portion of the first operational amplifier, and in the hold mode, the first feedback amplifier does not form a capacitive feedback circuit. The connection state is switched so as to form a capacitive feedback circuit from the non-inverting output conductor portion of the operational amplifier to the inverting input conductor portion.
Furthermore, the second group of non-feedback capacitors are connected between a predetermined first reference signal input conductor part and an inverting input conductor part of the first operational amplifier in the sampling mode, and in the hold mode, The connection state is switched so as to be connected between the second reference signal input conductor and the inverting input conductor of the first operational amplifier.
The second reference signal generation unit generates a second reference signal having the in-phase input of the first operational amplifier as a predetermined steady value and supplies the second reference signal to the second reference signal input conductor.
In particular, since the generation of the second reference signal is set in an open loop regardless of the feedback loop or the like, the generation of the second reference signal can be reliably generated with a simple configuration that does not suffer from the influence of feedback.
( 3 ) In the switched capacitor amplifier section, in the sampling mode, the one feedback capacitor and the first group of non-feedback capacitors are connected in parallel, and the other feedback capacitor and the second group of capacitors are connected in parallel. The switched capacitor circuit according to (1) or (2) , wherein the switch circuit switches the connection state so that a non-feedback capacitor is connected in parallel.
In the switched capacitor circuit of ( 3 ), particularly in the switched capacitor circuit of (1) or (2) , the switch circuit in the switched capacitor unit switches the connection state of each corresponding capacitor as follows.
That is, in the sampling mode, the one feedback capacitor and the first group of non-feedback capacitors are connected in parallel, and the other feedback capacitor and the second group of non-feedback capacitors are connected in parallel. Connected.

)前記スイッチトキャパシタアンプ部は、前記サンプリングモードにおいて、前記一の帰還用キャパシタおよび前記他の帰還用キャパシタの各両端がそれぞれ短絡されることによって容量性帰還回路を形成しないように、前記スイッチ回路が当該接続状態を切換えることを特徴とする(1)または(2)のスイッチトキャパシタ回路。
上記()のスイッチトキャパシタ回路では、(1)または(2)のスイッチトキャパシタ回路において特に、そのスイッチトキャパシタ部におけるスイッチ回路が、次のように、各該当するキャパシタの接続状態を切換える。
即ち、前記サンプリングモードにおいて、前記一の帰還用キャパシタおよび前記他の帰還用キャパシタの各両端がそれぞれ短絡される。これにより前記一の帰還用キャパシタおよび前記他の帰還用キャパシタは上記容量性帰還回路を形成しない。
( 4 ) In the sampling mode, the switched capacitor amplifier unit is configured to prevent the capacitive feedback circuit from being formed by short-circuiting both ends of the one feedback capacitor and the other feedback capacitor. The switched capacitor circuit according to (1) or (2) , wherein the circuit switches the connection state.
In the switched capacitor circuit of ( 4 ), particularly in the switched capacitor circuit of (1) or (2) , the switch circuit in the switched capacitor unit switches the connection state of each corresponding capacitor as follows.
That is, in the sampling mode, both ends of the one feedback capacitor and the other feedback capacitor are short-circuited. Thus, the one feedback capacitor and the other feedback capacitor do not form the capacitive feedback circuit.

(5)前記第2の演算増幅器の非反転入力用導体部に印加される所定の定電圧が自器の非反転入力用導体部に印加され、且つ、前記第1の演算増幅器の非反転入力用導体部および反転入力用導体部のうちの何れか他方の入力用導体部の電圧が自器の反転入力用導体部に印加された第3の演算増幅器を更に有することを特徴とする()のスイッチトキャパシタ回路。
上記(5)のスイッチトキャパシタ回路では、()のスイッチトキャパシタ回路において特に、前記第1の演算増幅器の非反転入力端子とGNDとの間の寄生容量と前記第1の演算増幅器の反転入力端子とGNDとの間の寄生容量を等しくして安定した動作を実現することができる。
(5) A predetermined constant voltage applied to the non-inverting input conductor portion of the second operational amplifier is applied to the non-inverting input conductor portion of the own operational amplifier, and the non-inverting input of the first operational amplifier 1 , further comprising a third operational amplifier in which the voltage of the other input conductor portion of the conductive conductor portion and the inverting input conductor portion is applied to the inverting input conductor portion of the device itself ( 1 ) Switched capacitor circuit.
In the switched capacitor circuit of (5), particularly in the switched capacitor circuit of ( 1 ), a parasitic capacitance between the non-inverting input terminal of the first operational amplifier and GND and the inverting input terminal of the first operational amplifier. Stable operation can be realized by equalizing the parasitic capacitance between the capacitor and GND.

)前記スイッチ回路における切換え動作を制御するための前記制御信号を生成するように構成され、前記スイッチトキャパシタ回路に関連した回路系を統括的に制御する制御信号をも生成するように構成されたシステムコントローラを更に備えたことを特徴とする(1)または(2)のスイッチトキャパシタ回路。
上記()のスイッチトキャパシタ回路では、(1)または(2)のスイッチトキャパシタ回路において特に、当該スイッチトキャパシタ回路に関連した回路系を統括的に制御する制御信号をも生成するように構成されたシステムコントローラによって、関連した回路系全体の動作のタイミングが最適化され得る。
( 6 ) It is configured to generate the control signal for controlling the switching operation in the switch circuit, and is also configured to generate a control signal for comprehensively controlling a circuit system related to the switched capacitor circuit. The switched capacitor circuit according to (1) or (2) , further comprising a system controller.
In the switched capacitor circuit of ( 6 ), particularly in the switched capacitor circuit of (1) or (2) , a control signal that comprehensively controls a circuit system related to the switched capacitor circuit is also generated. The system controller can optimize the timing of the operation of the entire associated circuitry.

本発明によれば、スイッチトキャパシタ回路におけるシングル/差動変換時の演算増幅器の同相入力変動を抑制し、低電源電圧での変換、または高速の変換にも対応することが可能なスイッチトキャパシタ回路を提供することができる。   According to the present invention, there is provided a switched capacitor circuit capable of suppressing the common-mode input fluctuation of the operational amplifier at the time of single / differential conversion in the switched capacitor circuit and corresponding to conversion at a low power supply voltage or high-speed conversion. Can be provided.

本発明のスイッチトキャパシタ回路の第1の実施の形態の構成を示す回路図である。1 is a circuit diagram showing a configuration of a switched capacitor circuit according to a first embodiment of the present invention. 本発明のスイッチトキャパシタ回路の第2の実施の形態の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of 2nd Embodiment of the switched capacitor circuit of this invention. 本発明のスイッチトキャパシタ回路の第3の実施の形態の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of 3rd Embodiment of the switched capacitor circuit of this invention. スイッチトキャパシタ回路の動作モードを切換える制御信号を表すタイミングチャートである。It is a timing chart showing the control signal which switches the operation mode of a switched capacitor circuit. 本発明のスイッチトキャパシタ回路を用いたシングル/差動変換回路の閉ループ利得を任意に選択可能にする構成について説明するための図である。It is a figure for demonstrating the structure which enables selection of the closed loop gain of the single / differential converter circuit using the switched capacitor circuit of this invention arbitrarily. スイッチトキャパシタ回路を用いたシングル/差動変換回路の従来における一般的な構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the conventional general structure of the single / differential conversion circuit using a switched capacitor circuit. スイッチトキャパシタ回路に適用される演算増幅器の構成例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structural example of the operational amplifier applied to a switched capacitor circuit.

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図1は、本発明のスイッチトキャパシタ回路の第1の実施の形態の構成を示す回路図である。
このスイッチトキャパシタ回路1は、入力信号VIPを受ける入力用導体部100と第1の参照信号VINを受ける第1の参照信号入力用導体部101との間に供給される単相信号を差動信号(VOP−VON)に変換して該差動信号を反転出力用導体部111および非反転出力用導体部112間に出力する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration of a switched capacitor circuit according to a first embodiment of the present invention.
The switched capacitor circuit 1 uses a differential signal as a single-phase signal supplied between an input conductor portion 100 that receives an input signal VIP and a first reference signal input conductor portion 101 that receives a first reference signal VIN. The differential signal is converted into (VOP-VON) and output between the inverting output conductor 111 and the non-inverting output conductor 112.

第1の参照信号VINは任意のDC電圧であればよい。但し、シングル/差動変換という観点から、入力信号VIPの基準(0)レベルを入力するのが一般的である。
差動出力(VOP−VON)を反転出力用導体部111および非反転出力用導体部112間に出力する第1の演算増幅器110が設けられ、この第1の演算増幅器110の入力側に複数のキャパシタ(図1の例ではC1〜C4)が設けられている。
The first reference signal VIN may be an arbitrary DC voltage. However, from the viewpoint of single / differential conversion, it is common to input the reference (0) level of the input signal VIP.
A first operational amplifier 110 that outputs a differential output (VOP-VON) between the inverting output conductor 111 and the non-inverting output conductor 112 is provided, and a plurality of differential amplifiers are provided on the input side of the first operational amplifier 110. Capacitors (C1 to C4 in the example of FIG. 1) are provided.

更に、スイッチトキャパシタ回路1の動作モードがサンプリングモードにあるかホールドモードにあるかに応じてこれらのキャパシタの接続状態を切換えるスイッチ回路SWが設けられている。
上述のキャパシタのうちの一のものは、サンプリングモードにおいて一端が入力用導体部100に接続され他端側が第1の演算増幅器110の非反転入力用導体部(+)に接続され且つホールドモードにおいて該一端が第1の演算増幅器110の反転出力用導体部(−)に接続されるように接続状態が切換えられて第1の演算増幅器110の反転出力用導体部(−)から非反転入力用導体部(+)への帰還回路を形成す帰還用キャパシタC1をなしている。
Further, a switch circuit SW is provided for switching the connection state of these capacitors depending on whether the operation mode of the switched capacitor circuit 1 is the sampling mode or the hold mode.
One of the capacitors described above has one end connected to the input conductor 100 in the sampling mode and the other end connected to the non-inverting input conductor (+) of the first operational amplifier 110 and in the hold mode. The connection state is switched so that the one end is connected to the inverting output conductor (-) of the first operational amplifier 110, and the non-inverting input conductor is switched from the inverting output conductor (-) of the first operational amplifier 110. It forms a feedback capacitor C1 that form a feedback circuit to the conductor portion (+).

また、上述のキャパシタのうち帰還用キャパシタC1に該当しないN(Nは自然数)個の第1群の非帰還用キャパシタ(図1の例ではN=1、即ち、一つのキャパシタC2)は、サンプリングモードにおいて帰還用キャパシタC1と並列に接続され且つホールドモードにおいて所定の第2の参照信号入力用導体部102と第1の演算増幅器110の非反転入力用導体部(+)間に接続されるように接続状態が切換えられる。   Of the above-described capacitors, N (N is a natural number) first group of non-feedback capacitors (N = 1 in the example of FIG. 1, that is, one capacitor C2) not corresponding to the feedback capacitor C1 are sampled. It is connected in parallel with the feedback capacitor C1 in the mode and is connected between the predetermined second reference signal input conductor 102 and the non-inverting input conductor (+) of the first operational amplifier 110 in the hold mode. The connection state is switched to.

更に、上述のキャパシタのうちの他の一のものは帰還用キャパシタC4として用いられ、該帰還用キャパシタC4は、サンプリングモードにおいて一端が第1の参照信号入力用導体部101に接続され他端側が第1の演算増幅器110の反転入力用導体部(−)に接続され且つホールドモードにおいて該一端が第1の演算増幅器110の非反転出力用導体部(+)に接続されるように接続状態が切換えられて、第1の演算増幅器110の非反転出力用導体部(+)から反転入力用導体部(−)への帰還回路を形成する。   Furthermore, the other one of the above-described capacitors is used as a feedback capacitor C4, and one end of the feedback capacitor C4 is connected to the first reference signal input conductor 101 in the sampling mode, and the other end side is connected to the other end side. The connection state is such that it is connected to the inverting input conductor (−) of the first operational amplifier 110 and is connected to the non-inverting output conductor (+) of the first operational amplifier 110 in the hold mode. By switching, a feedback circuit from the non-inverting output conductor (+) to the inverting input conductor (−) of the first operational amplifier 110 is formed.

また、上述のキャパシタのうち帰還用キャパシタC4に該当しないN(Nは自然数)個の第2群の非帰還用キャパシタ(図1の例ではN=1、即ち、一つのキャパシタC3)は、サンプリングモードにおいて帰還用キャパシタC4と並列に接続され且つホールドモードにおいて第2の参照信号入力用導体部102と第1の演算増幅器110の反転入力用導体部(−)間に接続されるように接続状態が切換えられる。   Of the above-described capacitors, N (N is a natural number) second group of non-feedback capacitors (N = 1 in the example of FIG. 1, that is, one capacitor C3) not corresponding to the feedback capacitor C4 is sampled. Connected in parallel with the feedback capacitor C4 in the mode and connected between the second reference signal input conductor 102 and the inverting input conductor (-) of the first operational amplifier 110 in the hold mode. Is switched.

上述のサンプリングモードおよびホールドモードにおける各キャパシタ(図1の例ではC1〜C4)の接続状態を所定の制御信号(図1の例ではφ1、φ2)に応答して切換えるスイッチ回路SWが設けられ、このスイッチ回路SWは、後述する各スイッチSW1〜SW10を含んで構成されている。
上述の第1の演算増幅器110、各キャパシタC1〜C4、および、スイッチ回路SWを含んでスイッチトキャパシタアンプ部10が構成される。
There is provided a switch circuit SW for switching the connection state of each capacitor (C1 to C4 in the example of FIG. 1) in response to a predetermined control signal (φ1, φ2 in the example of FIG. 1) in the sampling mode and the hold mode, The switch circuit SW includes switches SW1 to SW10 described later.
The switched capacitor amplifier unit 10 is configured including the first operational amplifier 110, the capacitors C1 to C4, and the switch circuit SW.

スイッチトキャパシタアンプ部10における上述の第2の参照信号入力用導体部102に供給する第2参照信号VCMaを生成する第2参照信号生成部20が設けられている。
この第2参照信号VCMaは、第1の演算増幅器110の同相入力を所定の定常値とする値を持つように生成される。
図1におけるこの第2参照信号生成部20は、第1の演算増幅器110の非反転入力用導体部(+)および反転入力用導体部(−)のうちの何れか一方の入力用導体部(図1の例では非反転入力用導体部)の電圧が自器の反転入力用導体部(−)に印加され且つ所定の定電圧VCMが自器の非反転入力用導体部(+)に印加され該印加された両電圧に基づいて第2参照信号VCMaを生成する第2の演算増幅器120を有する。
A second reference signal generation unit 20 that generates the second reference signal VCMa to be supplied to the above-described second reference signal input conductor 102 in the switched capacitor amplifier unit 10 is provided.
The second reference signal VCMa is generated to have a value that makes the in-phase input of the first operational amplifier 110 a predetermined steady value.
The second reference signal generation unit 20 in FIG. 1 includes one of the non-inverting input conductor (+) and the inverting input conductor (−) of the first operational amplifier 110. In the example of FIG. 1, the voltage of the non-inverting input conductor portion) is applied to the inverting input conductor portion (-) of the own device, and the predetermined constant voltage VCM is applied to the non-inverting input conductor portion (+) of the device. The second operational amplifier 120 generates the second reference signal VCMa based on the applied voltages.

図1のスイッチトキャパシタ回路1は、更に、第2の演算増幅器120の非反転入力用導体部(+)に印加される所定の定電圧VCMが自器の非反転入力用導体部(+)に印加され、且つ、第1の演算増幅器110の非反転入力用導体部(+)および反転入力用導体部(−)のうちの何れか他方の入力用導体部(図1の例では反転入力用導体部)の電圧が自器の反転入力用導体部(−)に印加された第3の演算増幅器130を有する。   In the switched capacitor circuit 1 shown in FIG. 1, a predetermined constant voltage VCM applied to the non-inverting input conductor (+) of the second operational amplifier 120 is further applied to the non-inverting input conductor (+) of its own device. One of the non-inverting input conductor portion (+) and the inverting input conductor portion (−) of the first operational amplifier 110 that is applied (in the example of FIG. 1, for the inverting input) A third operational amplifier 130 in which the voltage of the conductor portion is applied to the inverting input conductor portion (−) of the device itself.

この第3の演算増幅器130は、その出力端がどこにも接続されず所謂ダミーアンプとして用いられている。即ち、第1の演算増幅器110の非反転入力端子とGNDとの間の寄生容量と第1の演算増幅器の反転入力端子とGNDとの間の寄生容量を等しくして安定した動作を実現するようにしている。
既述のように、スイッチ回路SWは、各スイッチSW1〜SW10を含んで構成される。これらのスイッチSW1〜SW10の配置について次に説明する。
The third operational amplifier 130 is used as a so-called dummy amplifier with its output terminal connected to nowhere. That is, the parasitic capacitance between the non-inverting input terminal of the first operational amplifier 110 and GND and the parasitic capacitance between the inverting input terminal of the first operational amplifier and GND are made equal to realize a stable operation. I have to.
As described above, the switch circuit SW includes the switches SW1 to SW10. The arrangement of these switches SW1 to SW10 will be described next.

スイッチSW1は、キャパシタC1の一端と演算増幅器110の反転出力用導体部111との間に介挿されている。
スイッチSW2は、キャパシタC1の一端と入力用導体部100との間に介挿されている。
スイッチSW3は、キャパシタC2の一端と入力用導体部100との間に介挿されている。
スイッチSW4は、キャパシタC2の一端と第2の参照信号入力用導体部102との間に介挿されている。
スイッチSW5は、キャパシタC3の一端と第2の参照信号入力用導体部102との間に介挿されている。
スイッチSW6は、キャパシタC3の一端と第1の参照信号入力用導体部101との間に介挿されている。
The switch SW1 is interposed between one end of the capacitor C1 and the inverted output conductor portion 111 of the operational amplifier 110.
The switch SW2 is interposed between one end of the capacitor C1 and the input conductor portion 100.
The switch SW3 is interposed between one end of the capacitor C2 and the input conductor portion 100.
The switch SW4 is interposed between one end of the capacitor C2 and the second reference signal input conductor 102.
The switch SW5 is interposed between one end of the capacitor C3 and the second reference signal input conductor 102.
The switch SW6 is interposed between one end of the capacitor C3 and the first reference signal input conductor 101.

スイッチSW7は、キャパシタC4の一端と第1の参照信号入力用導体部101との間に介挿されている。
スイッチSW8は、キャパシタC4の一端と演算増幅器110の非反転出力用導体部112との間に介挿されている。
スイッチSW9は、所定の定電圧VCMが印加される導体部120Pと演算増幅器110の非反転入力用導体部(+)との間に介挿されている。
スイッチSW10は、所定の定電圧VCMが印加される導体部120Pと演算増幅器110の反転入力用導体部(−)との間に介挿されている。
The switch SW7 is interposed between one end of the capacitor C4 and the first reference signal input conductor 101.
The switch SW8 is interposed between one end of the capacitor C4 and the non-inverting output conductor 112 of the operational amplifier 110.
The switch SW9 is interposed between the conductor part 120P to which a predetermined constant voltage VCM is applied and the non-inverting input conductor part (+) of the operational amplifier 110.
The switch SW10 is interposed between the conductor portion 120P to which a predetermined constant voltage VCM is applied and the inverting input conductor portion (−) of the operational amplifier 110.

次に本発明の図1の実施の形態におけるスイッチトキャパシタ回路1の動作を図4に示した制御信号のタイミングチャートを適宜参照して説明する。
制御信号φ1はサンプリングモードにおいて“H”となり、ホールドモードにおいて“L”となる。他方、制御信号φ2は、サンプリングモードにおいて“L”であり、ホールドモードにおいて“H”となる。各スイッチSW1〜スイッチSW10は、自己に供給される制御信号が“H”のときにオン、“L”のときにオフとなる。
Next, the operation of the switched capacitor circuit 1 in the embodiment of FIG. 1 of the present invention will be described with reference to the timing chart of the control signal shown in FIG.
The control signal φ1 is “H” in the sampling mode and “L” in the hold mode. On the other hand, the control signal φ2 is “L” in the sampling mode and “H” in the hold mode. Each of the switches SW1 to SW10 is turned on when the control signal supplied thereto is “H”, and turned off when it is “L”.

サンプリングモードにおいて、φ1が”H”の時に、スイッチSW2、SW3、SW6、SW7、SW9、SW10がオン、SW1、SW4、SW5、SW8はオフになり、キャパシタC1およびC2の一端に入力信号VIPが印加され、キャパシタC3およびC4の一端に第1の参照信号VIN(電圧値VIN)が印加される。また、キャパシタC1、C2、C3、C4の各他端には所定の定電圧VCM(電圧値VCM)が印加される。   In the sampling mode, when φ1 is “H”, the switches SW2, SW3, SW6, SW7, SW9, SW10 are turned on, SW1, SW4, SW5, SW8 are turned off, and the input signal VIP is applied to one end of the capacitors C1 and C2. The first reference signal VIN (voltage value VIN) is applied to one end of the capacitors C3 and C4. A predetermined constant voltage VCM (voltage value VCM) is applied to the other ends of the capacitors C1, C2, C3, and C4.

従って、キャパシタC1は、サンプリングモードにおいて第1の演算増幅器110の反転出力用導体部111から非反転入力用導体部(+)への容量性帰還回路を形成せず且つホールドモードにおいて第1の演算増幅器110の反転出力用導体部111から非反転入力用導体部(+)への容量性帰還回路を形成する。
また、キャパシタC4は、サンプリングモードにおいて第1の演算増幅器110の非反転出力用導体部112から反転入力用導体部(−)への容量性帰還回路を形成せず且つホールドモードにおいて第1の演算増幅器110の非反転出力用導体部112から反転入力用導体部(−)への容量性帰還回路を形成する。
Therefore, the capacitor C1 does not form a capacitive feedback circuit from the inverting output conductor portion 111 of the first operational amplifier 110 to the non-inverting input conductor portion (+) in the sampling mode, and the first calculation in the hold mode. A capacitive feedback circuit is formed from the inverting output conductor 111 of the amplifier 110 to the non-inverting input conductor (+).
Further, the capacitor C4 does not form a capacitive feedback circuit from the non-inverting output conductor 112 of the first operational amplifier 110 to the inverting input conductor (−) in the sampling mode, and the first calculation in the hold mode. A capacitive feedback circuit is formed from the non-inverting output conductor portion 112 of the amplifier 110 to the inverting input conductor portion (−).

それぞれの容量C1、C2、C3、C4に充電される電荷量についてはそれぞれ次式のようになる。
Q1=C1(VIP−VCM) ………(18)
Q2=C2(VIP−VCM) ………(19)
Q3=C3(VIN−VCM) ………(20)
Q4=C4(VIN−VCM) ………(21)
ホールドモードにおいて、φ2が”H”の時に、SW1、SW4、SW5、SW8がオン、SW2、SW3、SW6、SW7、SW9、SW10がオフになり、キャパシタC1の一端にVOPが印加されると共にキャパシタC4の一端にVONが印加されて演算増幅器110にネガティブフィードバックがかかる。
The amount of charge charged in each of the capacitors C1, C2, C3, and C4 is expressed by the following equation.
Q1 = C1 (VIP-VCM) (18)
Q2 = C2 (VIP-VCM) (19)
Q3 = C3 (VIN-VCM) (20)
Q4 = C4 (VIN-VCM) (21)
In the hold mode, when φ2 is “H”, SW1, SW4, SW5, SW8 are turned on, SW2, SW3, SW6, SW7, SW9, SW10 are turned off, VOP is applied to one end of the capacitor C1, and the capacitor VON is applied to one end of C4 and negative feedback is applied to the operational amplifier 110.

このため演算増幅器110の入力Vx,Vyは仮想短絡状態(Vx≒Vy)になる。さらに、キャパシタC2およびC3の各一端側が第2の演算増幅器120の出力に接続されることによって、第2の演算増幅器120にもネガティブフィードバックが形成される。
このネガティブフィードバックにより、第2の演算増幅器120の反転入力端子(−)と非反転入力端子(+)は仮想短絡状態となり、従って、反転入力端子(−)および非反転入力端子(+)の電圧は該非反転入力端子(+)に印加されている定電圧の参照信号VCMに略等しくなる(Vx(≒Vy)=VCM)。
それぞれの容量C1、C2、C3、および、C4に充電される電荷量についてはそれぞれ次式のようになる。
Q1=C1(VOP−Vx) ………(22)
Q2=C2(VCMa−Vx)………(23)
Q3=C3(VCMa−Vy)………(24)
Q4=C4(VON−Vy) ………(25)
Therefore, the inputs Vx and Vy of the operational amplifier 110 are in a virtual short circuit state (Vx≈Vy). Further, each one end side of the capacitors C2 and C3 is connected to the output of the second operational amplifier 120, whereby a negative feedback is also formed in the second operational amplifier 120.
Due to this negative feedback, the inverting input terminal (−) and the non-inverting input terminal (+) of the second operational amplifier 120 are virtually short-circuited, and accordingly, the voltages of the inverting input terminal (−) and the non-inverting input terminal (+). Becomes substantially equal to the constant voltage reference signal VCM applied to the non-inverting input terminal (+) (Vx (≈Vy) = VCM).
The amount of charge charged in each of the capacitors C1, C2, C3, and C4 is expressed by the following equation.
Q1 = C1 (VOP−Vx) (22)
Q2 = C2 (VCMa−Vx) (23)
Q3 = C3 (VCMa−Vy) (24)
Q4 = C4 (VON−Vy) (25)

サンプリングモードとホールドモードでQ1とQ2の総電荷量、および、Q3とQ4の総電荷量はそれぞれ一定なので、C1=C2=C3=C4のとき第1の演算増幅器110の両出力電圧VOP、VONはそれぞれ次式のようになる。
VOP=2VIP−2VCM+2Vx−VCMa ………(26)
VON=2VIN−2VCM+2V−VCMa ………(27)
ホールドモードで第1の演算増幅器110の同相入力(Vx+Vy)/2は、これら式(26)および(27)より次式のようになる。
(Vx+Vy)/2
={VCMa+2VCM+(VOP+VON)}/2−(VIP+VIN))/2
…(28)
Since the total charge amount of Q1 and Q2 and the total charge amount of Q3 and Q4 are constant in the sampling mode and the hold mode, respectively, both output voltages VOP and VON of the first operational amplifier 110 when C1 = C2 = C3 = C4 Is as follows:
VOP = 2VIP-2VCM + 2Vx-VCMa (26)
VON = 2VIN-2VCM + 2V y -VCMa ......... (27)
The in-phase input (Vx + Vy) / 2 of the first operational amplifier 110 in the hold mode is expressed by the following equation from these equations (26) and (27).
(Vx + Vy) / 2
= {VCMa + 2VCM + (VOP + VON)} / 2- (VIP + VIN)) / 2
... (28)

以上から理解されるとおり、第2の参照電圧VCMaが一定の電圧であれば、VIPに依存して第1の演算増幅器110の同相入力(V+V)/2が変動していたのに対し、第1の演算増幅器110の非反転入力端子(+)への入力信号を第2の演算増幅器120の反転入力端子(−)に供給するようにしてネガティブフィードバックを形成することによってVx(≒Vy)=VCMとなるように第2の参照電圧VCMaを調整するので、VIPのレベルに依らず第1の演算増幅器110の同相入力を所定の定電圧VCMのレベルに保つことができる。
この場合、第2の参照電圧VCMaの変動は差動回路でキャンセルされるので、本来のシングル/差動変換動作には影響を及ぼさないという顕著な効果を奏する。
As understood from the above, if the second reference voltage VCMa is a constant voltage, the in-phase input (V x + V y ) / 2 of the first operational amplifier 110 varies depending on VIP. On the other hand, by forming a negative feedback by supplying an input signal to the non-inverting input terminal (+) of the first operational amplifier 110 to the inverting input terminal (−) of the second operational amplifier 120, Vx (≈ Since the second reference voltage VCMa is adjusted so that Vy) = VCM, the common-mode input of the first operational amplifier 110 can be maintained at a predetermined constant voltage VCM level regardless of the VIP level.
In this case, since the fluctuation of the second reference voltage VCMa is canceled by the differential circuit, there is a remarkable effect that the original single / differential conversion operation is not affected.

尚、既述のダミーアンプとしての第3の演算増幅器130を上述のように用いるに替えて、第2の演算増幅器120の反転入力端子(−)とGNDとの間の寄生容量に等しいキャパシタを、第1の演算増幅器110の反転入力端子(−)とGNDとの間に接続してもよい。
また、図1に示すシングル/差動変換回路の閉ループ利得は2であるが、既述の第1群の非帰還用キャパシタおよび第2群の非帰還用キャパシタの並列接続の個数N(Nは自然数)を選択することによってこの閉ループ利得を任意に選択することができる。上述のような閉ループ利得の選択については後に図面を参照して詳述する。
Instead of using the above-described third operational amplifier 130 as a dummy amplifier as described above, a capacitor equal to the parasitic capacitance between the inverting input terminal (−) of the second operational amplifier 120 and GND is used. The first operational amplifier 110 may be connected between the inverting input terminal (−) and GND.
The closed loop gain of the single / differential conversion circuit shown in FIG. 1 is 2, but the number N (N is the number of parallel connections of the first group of non-feedback capacitors and the second group of non-feedback capacitors described above). This closed loop gain can be arbitrarily selected by selecting (natural number). The selection of the closed loop gain as described above will be described in detail later with reference to the drawings.

図2は、本発明のスイッチトキャパシタ回路の第2の実施の形態の構成を示す回路図である。
図2の実施の形態において図1との対応部は同一の参照符号によって示してある。この第2の実施の形態における第1の実施の形態との相違点は、第1の実施の形態における第2参照信号生成部20に替えて第2参照信号生成部20aを適用した点にある。スイッチトキャパシタアンプ部10の構成については図1を参照して説明したものと同様である。
図2の実施の形態における第2参照信号生成部20aは、入力信号VIPの電圧と所定の基準電圧VCN1〜VCNnとを比較して入力信号VIPの電圧のレベルを判定するレベル判定回路210と、レベル判定回路210における判定結果に基づいて予め設定された複数の電圧VCNn+1〜VCNmから1つの電圧を選択し第2の参照電圧VCMbとして出力する選択回路220とを有する。
FIG. 2 is a circuit diagram showing a configuration of the second embodiment of the switched capacitor circuit of the present invention.
2 corresponding to those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals. The difference of the second embodiment from the first embodiment is that a second reference signal generation unit 20a is applied in place of the second reference signal generation unit 20 in the first embodiment. . The configuration of the switched capacitor amplifier unit 10 is the same as that described with reference to FIG.
The second reference signal generator 20a in the embodiment of FIG. 2 compares the voltage of the input signal VIP with predetermined reference voltages VCN1 to VCNn to determine the level of the voltage of the input signal VIP, A selection circuit 220 that selects one voltage from a plurality of preset voltages VCNn + 1 to VCNm based on the determination result in the level determination circuit 210 and outputs the selected voltage as the second reference voltage VCMb.

レベル判定回路210は複数のコンパレータを含んで構成される所謂コンパレータブロック回路であり、複数の基準電圧VCN1、VCN2、…、VCNn-1、VCNnが各対応するコンパレータに供給され、入力信号VIPがこの基準電圧と比較されてデジタル化された比較結果の信号を得る。
一方、選択回路220はマルチプレクサの形態を成すものであり、上述の比較結果の信号に応じて自己に供給される複数の信号VCNn+1、VCNn+2、…、VCNm-1、VCNmのうちから一のものを選択して第2の参照電圧VCMbとして出力する。
The level determination circuit 210 is a so-called comparator block circuit including a plurality of comparators. A plurality of reference voltages VCN1, VCN2,..., VCNn-1, VCNn are supplied to the corresponding comparators, and the input signal VIP is supplied to the level determination circuit 210. A comparison result signal digitized by comparison with the reference voltage is obtained.
On the other hand, the selection circuit 220 is in the form of a multiplexer, and is selected from among a plurality of signals VCNn + 1, VCNn + 2,..., VCNm-1, VCNm supplied to itself according to the signal of the comparison result described above. One is selected and output as the second reference voltage VCMb.

サンプリングモードのVIPのレベルに依らずにホールドモードの第1の演算増幅器110の同相入力を第2の参照電圧VCMのレベルに保つ第2の参照電圧VCMbの理想値は、式(28)において(V+V)/2=VCM、(VOP+VON)/2=VCMを代入して求めることができ、次式のようになる。
VCMb=VIP+VIN−VCM ………(29)
従って、選択回路220内のスイッチオン/オフ制御を式(29)と関連付け、VIPのレベルに応じた参照電圧を第2の参照電圧VCMbとして割り当てることによって、種々のVIPのレベルに対してホールドモードで第1の演算増幅器110の同相入力の変動を抑制することが可能となる。
また、第2参照信号の生成が帰還ループ等によらず開ループで設定されるため、帰還の影響を被ることがない簡素な構成で第2参照信号の生成が確実に生成され得る。
The ideal value of the second reference voltage VCMb for maintaining the common-mode input of the first operational amplifier 110 in the hold mode at the level of the second reference voltage VCM regardless of the VIP level in the sampling mode is expressed by the following equation (28): V x + V y ) / 2 = VCM, (VOP + VON) / 2 = VCM can be obtained by substituting, and the following equation is obtained.
VCMb = VIP + VIN-VCM (29)
Accordingly, the switch on / off control in the selection circuit 220 is associated with the equation (29), and the reference voltage corresponding to the VIP level is assigned as the second reference voltage VCMb, so that the hold mode can be set for various VIP levels. Therefore, it is possible to suppress the fluctuation of the common-mode input of the first operational amplifier 110.
In addition, since the generation of the second reference signal is set in an open loop regardless of the feedback loop or the like, the generation of the second reference signal can be reliably generated with a simple configuration that does not suffer from the influence of feedback.

図3は、本発明のスイッチトキャパシタ回路の第3の実施の形態の構成を示す回路図である。
図3の実施の形態において図1との対応部は同一の参照符号によって示してある。この第3の実施の形態ではスイッチトキャパシタアンプ部10aの構成が第1の実施の形態におけるスイッチトキャパシタアンプ部10との相違点である。一方、第2参照信号生成部20については図1を参照して既述のものと相違しないため、図1における説明を援用する。
FIG. 3 is a circuit diagram showing a configuration of a switched capacitor circuit according to a third embodiment of the present invention.
In the embodiment of FIG. 3, the corresponding parts to those of FIG. 1 are denoted by the same reference numerals. In the third embodiment, the configuration of the switched capacitor amplifier unit 10a is different from the switched capacitor amplifier unit 10 in the first embodiment. On the other hand, the second reference signal generation unit 20 is not different from that already described with reference to FIG.

図3の実施の形態におけるキャパシタC1は、一端が第1の演算増幅器110の非反転入力用導体部(+)に接続され他端が第1の演算増幅器110の反転出力用導体部(−)111に接続されている。このキャパシタC1には、サンプリングモードにおいてオンとなってその該両端を短絡するスイッチSW31が並列に接続されている。
また、キャパシタC4は、一端が第1の演算増幅器110の反転入力用導体部(−)に接続され他端が第1の演算増幅器110の非反転出力用導体部(+)111に接続されている。このキャパシタC4には、サンプリングモードにおいてオンとなり該両端を短絡するスイッチSW36が並列に接続されている。
The capacitor C1 in the embodiment of FIG. 3 has one end connected to the non-inverting input conductor (+) of the first operational amplifier 110 and the other end connected to the inverting output conductor (−) of the first operational amplifier 110. 111 is connected. The capacitor C1 is connected in parallel with a switch SW31 that is turned on in the sampling mode and short-circuits both ends thereof.
The capacitor C4 has one end connected to the inverting input conductor (−) of the first operational amplifier 110 and the other end connected to the non-inverting output conductor (+) 111 of the first operational amplifier 110. Yes. The capacitor C4 is connected in parallel with a switch SW36 that is turned on in the sampling mode and shorts both ends.

従って、キャパシタC1は、サンプリングモードにおいて第1の演算増幅器110の反転出力用導体部111から非反転入力用導体部(+)への容量性帰還回路を形成せず且つホールドモードにおいて第1の演算増幅器110の反転出力用導体部111から非反転入力用導体部(+)への容量性帰還回路を形成する。
また、キャパシタC4は、サンプリングモードにおいて第1の演算増幅器110の非反転出力用導体部112から反転入力用導体部(−)への容量性帰還回路を形成せず且つホールドモードにおいて第1の演算増幅器110の非反転出力用導体部112から反転入力用導体部(−)への容量性帰還回路を形成する。
Therefore, the capacitor C1 does not form a capacitive feedback circuit from the inverting output conductor portion 111 of the first operational amplifier 110 to the non-inverting input conductor portion (+) in the sampling mode, and the first calculation in the hold mode. A capacitive feedback circuit is formed from the inverting output conductor 111 of the amplifier 110 to the non-inverting input conductor (+).
Further, the capacitor C4 does not form a capacitive feedback circuit from the non-inverting output conductor 112 of the first operational amplifier 110 to the inverting input conductor (−) in the sampling mode, and the first calculation in the hold mode. A capacitive feedback circuit is formed from the non-inverting output conductor portion 112 of the amplifier 110 to the inverting input conductor portion (−).

一方、サンプリングモードにおいて入力用導体部100(入力信号VIP)と第1の演算増幅器110の非反転入力用導体部(+)間に接続され且つホールドモードにおいて所定の第2の参照信号入力用導体部102(第2参照信号VCMa)と第1の演算増幅器110の非反転入力用導体部(−)間に接続されるように接続状態が切換えられるN(Nは自然数)個(図示の例ではN=1)の第1群の非帰還用キャパシタC2が図示のように設けられている。   On the other hand, the second reference signal input conductor is connected between the input conductor portion 100 (input signal VIP) and the non-inverting input conductor portion (+) of the first operational amplifier 110 in the sampling mode and in the hold mode. N (N is a natural number) (N is a natural number) whose connection state is switched so as to be connected between the section 102 (second reference signal VCMa) and the non-inverting input conductor section (−) of the first operational amplifier 110. A first group of non-feedback capacitors C2 with N = 1) is provided as shown.

更に、サンプリングモードにおいて所定の第1の参照信号入力用導体部101(第1の参照信号VIN)と第1の演算増幅器110の反転入力用導体部(−)間に接続され且つホールドモードにおいて第2の参照信号入力用導体部102(第2参照信号VCMa)と第1の演算増幅器110の反転入力用導体部(−)間に接続されるように接続状態が切換えられるN個(図示の例ではN=1)の第2群の非帰還用キャパシタC3が図示のように設けられている。   Further, it is connected between a predetermined first reference signal input conductor 101 (first reference signal VIN) and the inverting input conductor (−) of the first operational amplifier 110 in the sampling mode and in the hold mode. N reference signal input conductor portions 102 (second reference signal VCMa) and N pieces of connection states switched so as to be connected between the inverting input conductor portions (−) of the first operational amplifier 110 (example shown in the figure) Then, a second group of non-feedback capacitors C3 (N = 1) is provided as shown.

そして、図3の実施の形態ではスイッチ回路SW30は、各スイッチSW31〜SW36を含んで構成されている。これらのスイッチSW31〜SW36の配置について次に説明する。
スイッチSW31は、既述のように、サンプリングモードにおいてオンとなってキャパシタC1の該両端を短絡するようにキャパシタC1に並列に接続されている。
スイッチSW32は、入力用導体部100(入力信号VIP)とキャパシタC2の一端との間に介挿されている。
In the embodiment shown in FIG. 3, the switch circuit SW30 includes the switches SW31 to SW36. The arrangement of these switches SW31 to SW36 will be described next.
As described above, the switch SW31 is turned on in the sampling mode and connected in parallel to the capacitor C1 so as to short-circuit both ends of the capacitor C1.
The switch SW32 is interposed between the input conductor portion 100 (input signal VIP) and one end of the capacitor C2.

スイッチSW33は、第2の参照信号入力用導体部102(第2参照信号VCMa)と入力用導体部100とキャパシタC2の一端との間に介挿されている。
スイッチSW34は、第2の参照信号入力用導体部102(第2参照信号VCMa)とキャパシタC3の一端との間に介挿されている。
スイッチSW35は、第1の参照信号入力用導体部101(第1の参照信号VIN)とキャパシタC3の一端との間に介挿されている。
スイッチSW36は、既述のように、サンプリングモードにおいてオンとなってキャパシタC4の該両端を短絡するようにキャパシタC4に並列に接続されている。
The switch SW33 is interposed between the second reference signal input conductor 102 (second reference signal VCMa), the input conductor 100, and one end of the capacitor C2.
The switch SW34 is interposed between the second reference signal input conductor 102 (second reference signal VCMa) and one end of the capacitor C3.
The switch SW35 is interposed between the first reference signal input conductor 101 (first reference signal VIN) and one end of the capacitor C3.
As described above, the switch SW36 is turned on in the sampling mode and connected in parallel to the capacitor C4 so as to short-circuit both ends of the capacitor C4.

次に図3の実施の形態におけるスイッチトキャパシタ回路の動作を、図4に示したタイミング波形を適宜参照して説明する。
サンプルモードにおいて、図4の制御信号φ1が”H”の時に、スイッチSW31、SW32、SW35、および、SW36がオン、SW33およびSW34はオフになる。この結果、キャパシタC2の一端が入力用導体部100(入力信号VIP)に接続され、また、キャパシタC3の一端が第1の参照信号入力用導体部101(第1の参照信号VIN)に接続される。
Next, the operation of the switched capacitor circuit in the embodiment of FIG. 3 will be described with reference to the timing waveforms shown in FIG.
In the sample mode, when the control signal φ1 in FIG. 4 is “H”, the switches SW31, SW32, SW35, and SW36 are turned on, and the SW33 and SW34 are turned off. As a result, one end of the capacitor C2 is connected to the input conductor portion 100 (input signal VIP), and one end of the capacitor C3 is connected to the first reference signal input conductor portion 101 (first reference signal VIN). The

VOPとVONは第1の演算増幅器110に内蔵されたコモンモードフィードバックとスイッチ回路により、VCMに等しい電圧になっている。C1、C4は両端がSW31、SW36で短絡されているので電荷はチャージされず、C2、C3にチャージされる電荷量についてはそれぞれ次式のようになる。
Q2=C2(VIP−VCM)…………(30)
Q3=C3(VIN−VCM)…………(31)
ホールドモードにおいて、図4の制御信号φ2が”H”の時に、SW33、SW34がオン、SW31、SW32、SW35、SW36がオフになり、C1、C4を介してネガティブフィードバックがかかり、第1の演算増幅器110の入力Vx、Vyは仮想短絡状態(Vx≒Vy)になる。
VOP and VON are set to a voltage equal to VCM by the common mode feedback and switch circuit built in the first operational amplifier 110. Since both ends of C1 and C4 are short-circuited by SW31 and SW36, the charge is not charged, and the amount of charge charged to C2 and C3 is expressed by the following equations, respectively.
Q2 = C2 (VIP-VCM) ............ (30)
Q3 = C3 (VIN-VCM) (31)
In the hold mode, when the control signal φ2 in FIG. 4 is “H”, SW33 and SW34 are turned on, SW31, SW32, SW35 and SW36 are turned off, negative feedback is applied via C1 and C4, and the first calculation is performed. The inputs Vx and Vy of the amplifier 110 are in a virtual short circuit state (Vx≈Vy).

OP2にネガティブフィードバックがかかり(Vx(≒Vy)=VCM)となるのは図1の実施の形態と同様である。それぞれの容量C1、C2、C3、C4にチャージされる電荷量についてはそれぞれ次式のようになる。
Q1=C1(VOP−Vx)…………(32)
Q2=C2(VCM′−Vx)………(33)
Q3=C3(VCM′−Vy)………(34)
Q4=C4(VONVy)…………(35)
The negative feedback is applied to OP2 (Vx (≈Vy) = VCM) as in the embodiment of FIG. The amount of charge charged in each of the capacitors C1, C2, C3, and C4 is expressed by the following equation.
Q1 = C1 (VOP-Vx) (32)
Q2 = C2 (VCM′−Vx) (33)
Q3 = C3 (VCM′−Vy) (34)
Q4 = C4 (VON - Vy) ............ (35)

サンプルモードとホールドモードでQ1とQ2のトータル電荷量、Q3とQ4のトータル電荷量は一定なので、C1=C2=C3=C4のとき出力電圧VOP、VONはそれぞれ次式のようになる。
VOP=VIP−VCM+2Vx−VCM′…………(36)
VON=VIN−VCM+2Vy−VCM′…………(37)
既述のとおり、ホールドモードではVx,Vyは仮想短絡状態(Vx≒Vy)になっているので、差動出力VOP−VONは式(36)−式(37)より次式のようになり、図1の実施の形態と同様にシングル/差動変換動作を行うことができる。
VOP−VON=VIP−VIN…………(38)
Since the total charge amount of Q1 and Q2 and the total charge amount of Q3 and Q4 are constant in the sample mode and hold mode, the output voltages VOP and VON are respectively expressed by the following equations when C1 = C2 = C3 = C4.
VOP = VIP-VCM + 2Vx-VCM '(36)
VON = VIN-VCM + 2Vy-VCM '(37)
As described above, in the hold mode, Vx and Vy are in a virtual short-circuited state (Vx≈Vy). Therefore, the differential output VOP-VON is expressed by the following equation from Equations (36) to (37): A single / differential conversion operation can be performed as in the embodiment of FIG.
VOP-VON = VIP-VIN ............ (38)

また、ホールドモードで第1の演算増幅器110の同相入力(Vx+Vy)/2は式(36)+式(37)より次式のようになる。
(Vx+Vy)/2=(2VCM′+2VCM
+(VOP+VON)−(VIP+VIN))/4…………(39)
図1の実施の形態と同様に、Vx(≒Vy)=VCMとなるようにVCM′を調整するので、VIPのレベルに依らず第1の演算増幅器110の同相入力レベルをVCMのレベルに保つことができる。
In the hold mode, the in-phase input (Vx + Vy) / 2 of the first operational amplifier 110 is expressed by the following equation from the equation (36) + the equation (37).
(Vx + Vy) / 2 = (2VCM ′ + 2VCM
+ (VOP + VON)-(VIP + VIN)) / 4 ............ (39)
As in the embodiment of FIG. 1, VCM ′ is adjusted so that Vx (≈Vy) = VCM, so that the common-mode input level of the first operational amplifier 110 is kept at the VCM level regardless of the VIP level. be able to.

また、図3に示すシングル/差動変換回路の閉ループ利得は1であるが、図5を参照して後述するように非帰還用キャパシタの並列接続の個数を選択することによって、任意に閉ループ利得を選択することが可能である。
以上、図1、図2、および、図3の各実施の形態に関して、スイッチ回路SW、SW30における切換え動作を制御ための制御信号(φ1、φ2)をシステムコントローラ500によって生成し供給するように構成することができる。
The single / differential conversion circuit shown in FIG. 3 has a closed loop gain of 1, but can be arbitrarily closed loop gain by selecting the number of non-feedback capacitors connected in parallel as will be described later with reference to FIG. Can be selected.
1, 2, and 3, the system controller 500 generates and supplies the control signals (φ1, φ2) for controlling the switching operation in the switch circuits SW, SW30. can do.

システムコントローラ500はスイッチトキャパシタ回路に関連した回路系を統括的に制御する制御信号(φ3、…、φn-1、φn)をも生成するように構成されたものである。
このようなシステムコントローラ500によってスイッチ回路SWのスイッチSW1〜SW10のオンオフを制御するように構成することによって、関連した回路系全体の動作のタイミングが最適化され得る。
The system controller 500 is also configured to generate control signals (φ3,..., Φn−1, φn) that comprehensively control the circuit system related to the switched capacitor circuit.
By configuring the system controller 500 to control the on / off of the switches SW1 to SW10 of the switch circuit SW, the operation timing of the entire related circuit system can be optimized.

図5は、図1、図2、および、図3の実施の形態におけるシングル/差動変換回路の閉ループ利得を第1群の非帰還用キャパシタおよび第2群の非帰還用キャパシタの並列接続の個数N(Nは自然数)を選択することによって任意に選択することが可能であることについて説明するための図である。
図5において既述の図1および図2との対応部は同一の参照符号によって示してある。図1および図2では、N(Nは自然数)個の第1群の非帰還用キャパシタについてはN=1、即ち、一つのキャパシタC2であり、同様にN(Nは自然数)個の第2群の非帰還用キャパシタについてもN=1、即ち、一つのキャパシタC3である場合が表記されていた。
FIG. 5 shows the closed loop gain of the single / differential converter circuit in the embodiment of FIGS. 1, 2, and 3 in the parallel connection of the first group of non-feedback capacitors and the second group of non-feedback capacitors. It is a figure for demonstrating that it can select arbitrarily by selecting the number N (N is a natural number).
In FIG. 5, the parts corresponding to those in FIGS. 1 and 2 described above are indicated by the same reference numerals. 1 and 2, N = 1 (N is a natural number) for the first group of non-feedback capacitors, that is, one capacitor C2. Similarly, N (N is a natural number) second capacitors are used. Also for the non-feedback capacitors in the group, the case where N = 1, that is, one capacitor C3 is described.

これに対し、図5では、第1群の非帰還用キャパシタがC2、C3、…、CN、CN+1のN個であり、第2群の非帰還用キャパシタがCN+2、CN+3、…、C2N、C2N+1のN個である場合が表記されている。
また、帰還用キャパシタは、図5においてC1およびC2N+2である。スイッチ回路SWの切換えは図4のタイミングチャートに示す制御信号φ1およびφ2によって制御される。
In contrast, in FIG. 5, the first group of non-feedback capacitors is N of C2, C3,..., CN, CN + 1, and the second group of non-feedback capacitors is CN + 2, CN + 3. ,..., C2N, C2N + 1.
The feedback capacitors are C1 and C2N + 2 in FIG. Switching of the switch circuit SW is controlled by control signals φ1 and φ2 shown in the timing chart of FIG.

上記構成の図5のスイッチトキャパシタ回路によるシングル/差動変換回路では、サンプリングモードおよびホールドモードにおける各キャパシタの電荷蓄積状況は次のようになる。
即ち、サンプリングモードにおいて:
Q1=C1(VIP−VCM)
Q2=C2(VIP−VCM)
・・・
QN+1=CN+1(VIP−VCM)
QN+2=CN+2(VIN−VCM)
QN+3=CN+3(VIN−VCM)
・・・
Q2N+2=C2N+2(VIN−VCM)
In the single / differential conversion circuit using the switched capacitor circuit of FIG. 5 configured as described above, the charge accumulation state of each capacitor in the sampling mode and the hold mode is as follows.
That is, in sampling mode:
Q1 = C1 (VIP-VCM)
Q2 = C2 (VIP-VCM)
...
QN + 1 = CN + 1 (VIP-VCM)
QN + 2 = CN + 2 (VIN-VCM)
QN + 3 = CN + 3 (VIN-VCM)
...
Q2N + 2 = C2N + 2 (VIN-VCM)

次に、ホールドモードにおいて:
Q1=C1(VOP−V
Q2=C2(VCM−V
・・・
QN+1=CN+1(VCM−V
QN+2=CN+2(VCM−V
QN+3=CN+3(VCM−V
・・・
Q2N+2=C2N+2(VON−V
Then in hold mode:
Q1 = C1 (VOP−V x )
Q2 = C2 (VCM−V x )
...
QN + 1 = CN + 1 ( VCM-V x)
QN + 2 = CN + 2 (VCM- Vy )
QN + 3 = CN + 3 (VCM- Vy )
...
Q2N + 2 = C2N + 2 ( VON-V y)

サンプリングモードとホールドモードとでは、Q1〜QN+1の総電荷量、および、QN+2〜Q2N+2の総電荷量は一定である。
従って、C1=C2=・・・=C2N+1=C2N+2のとき、
(2N+1)(VIP−VCM)=(VOP−V)+2N(VCM−V)…(40)
(2N+1)(VIN−VCM)=(VON−V)+2N(VCM−V)…(41)
上記式(40)および(41)より
VOP−VON=(2N+1)(VIP−VIN)…(42)
即ち、Nの値の如何によって、スイッチトキャパシタ回路によるシングル/差動変換回路の閉ループ利得を任意に選択することができる。
In the sampling mode and the hold mode, the total charge amount of Q1 to QN + 1 and the total charge amount of QN + 2 to Q2N + 2 are constant.
Therefore, when C1 = C2 =... = C2N + 1 = C2N + 2,
(2N + 1) (VIP−VCM) = (VOP−V x ) + 2N (VCM−V x ) (40)
(2N + 1) (VIN−VCM) = (VON−V y ) + 2N (VCM−V y ) (41)
From the above formulas (40) and (41) VOP-VON = (2N + 1) (VIP-VIN) (42)
That is, the closed loop gain of the single / differential conversion circuit by the switched capacitor circuit can be arbitrarily selected depending on the value of N.

本発明のスイッチトキャパシタ回路は、例えば、AD変換回路の前段の処理回路部として適用することができる。   The switched capacitor circuit of the present invention can be applied, for example, as a processing circuit unit in the previous stage of an AD conversion circuit.

1,2…スイッチトキャパシタ回路
10…スイッチトキャパシタアンプ部
20…第2参照信号生成部
110…演算増幅器、第1の演算増幅器
120…第2の演算増幅器
130…第3の演算増幅器
500…システムコントローラ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, ... Switched capacitor circuit 10 ... Switched capacitor amplifier part 20 ... 2nd reference signal production | generation part 110 ... Operational amplifier, 1st operational amplifier 120 ... 2nd operational amplifier 130 ... 3rd operational amplifier 500 ... System controller

Claims (6)

入力信号を受ける入力用導体部と第1の参照信号を受ける第1の参照信号入力用導体部との間に供給される単相信号を差動信号に変換して該差動信号を反転出力用導体部および非反転出力用導体部間に出力するスイッチトキャパシタ回路であって、
差動出力を前記反転出力用導体部および非反転出力用導体部間に出力する第1の演算増幅器と、サンプリングモードにおいて第1の演算増幅器の反転出力用導体部から非反転入力用導体部への容量性帰還回路を形成せず且つホールドモードにおいて前記第1の演算増幅器の反転出力用導体部から非反転入力用導体部への容量性帰還回路を形成するように接続状態が切換えられる一の帰還用キャパシタと、前記サンプリングモードにおいて前記入力用導体部と前記第1の演算増幅器の非反転入力用導体部間に接続され且つ前記ホールドモードにおいて所定の第2の参照信号入力用導体部と前記第1の演算増幅器の非反転入力用導体部間に接続されるように接続状態が切換えられるN(Nは自然数)個の第1群の非帰還用キャパシタと、前記サンプリングモードにおいて前記第1の演算増幅器の非反転出力用導体部から反転入力用導体部への容量性帰還回路を形成せず且つ前記ホールドモードにおいて前記第1の演算増幅器の非反転出力用導体部から反転入力用導体部への容量性帰還回路を形成するように接続状態が切換えられる他の帰還用キャパシタと、前記サンプリングモードにおいて所定の第1の参照信号入力用導体部と前記第1の演算増幅器の反転入力用導体部間に接続され且つ前記ホールドモードにおいて前記第2の参照信号入力用導体部と前記第1の演算増幅器の反転入力用導体部間に接続されるように接続状態が切換えられるN個の第2群の非帰還用キャパシタと、前記サンプリングモードおよび前記ホールドモードにおける前記各キャパシタの接続状態を所定の制御信号に応答して切換えるスイッチ回路と、を備えたスイッチトキャパシタアンプ部と、
前記第1の演算増幅器の同相入力を所定の定常値とする第2参照信号を生成して前記第2の参照信号入力用導体部に供給する第2参照信号生成部と、
を備え
前記第2参照信号生成部は、前記第1の演算増幅器の非反転入力用導体部および反転入力用導体部のうちの何れか一方の入力用導体部の電圧が自器の反転入力用導体部に印加され且つ所定の定電圧が自器の非反転入力用導体部に印加され該印加された両電圧に基づいて前記第2参照信号を生成する第2の演算増幅器を有することを特徴とするスイッチトキャパシタ回路。
A single-phase signal supplied between an input conductor portion that receives an input signal and a first reference signal input conductor portion that receives a first reference signal is converted into a differential signal, and the differential signal is inverted and output. A switched capacitor circuit that outputs between a conductor part for non-inversion and a conductor part for non-inverting output,
A first operational amplifier that outputs a differential output between the inverting output conductor and the non-inverting output conductor, and from the inverting output conductor of the first operational amplifier in the sampling mode to the non-inverting input conductor. In the hold mode, the connection state is switched so as to form a capacitive feedback circuit from the inverting output conductor portion to the non-inverting input conductor portion of the first operational amplifier in the hold mode. A feedback capacitor; and a second reference signal input conductor portion that is connected between the input conductor portion and the non-inverting input conductor portion of the first operational amplifier in the sampling mode; N (N is a natural number) first group of non-feedback capacitors whose connection state is switched so as to be connected between the non-inverting input conductors of the first operational amplifier; A capacitive feedback circuit from the non-inverting output conductor portion of the first operational amplifier to the inverting input conductor portion is not formed in the ring mode, and the non-inverting output conductor portion of the first operational amplifier is in the hold mode. Another feedback capacitor whose connection state is switched so as to form a capacitive feedback circuit from the input conductor to the inverting input conductor, a predetermined first reference signal input conductor in the sampling mode, and the first calculation The connection state is switched so as to be connected between the inverting input conductor portions of the amplifier and connected between the second reference signal input conductor portion and the inverting input conductor portion of the first operational amplifier in the hold mode. A predetermined control signal indicating the connection state of each of the N second group of non-feedback capacitors and the respective capacitors in the sampling mode and the hold mode. A switched capacitor amplifier section and a switching circuit for switching in response to,
A second reference signal generation unit configured to generate a second reference signal having a common phase input of the first operational amplifier as a predetermined steady value and supply the second reference signal to the second reference signal input conductor unit;
Equipped with a,
The second reference signal generator is configured such that the voltage of any one of the non-inverting input conductor and the inverting input conductor of the first operational amplifier is the inverting input conductor of its own device. characterized Rukoto to have a second operational amplifier for generating the second reference signal based on both the voltage applied and the predetermined constant voltage is applied to the applied to the non-inverting input conductive portion of the self vessel to Switched capacitor circuit.
入力信号を受ける入力用導体部と第1の参照信号を受ける第1の参照信号入力用導体部との間に供給される単相信号を差動信号に変換して該差動信号を反転出力用導体部および非反転出力用導体部間に出力するスイッチトキャパシタ回路であって、
差動出力を前記反転出力用導体部および非反転出力用導体部間に出力する第1の演算増幅器と、サンプリングモードにおいて第1の演算増幅器の反転出力用導体部から非反転入力用導体部への容量性帰還回路を形成せず且つホールドモードにおいて前記第1の演算増幅器の反転出力用導体部から非反転入力用導体部への容量性帰還回路を形成するように接続状態が切換えられる一の帰還用キャパシタと、前記サンプリングモードにおいて前記入力用導体部と前記第1の演算増幅器の非反転入力用導体部間に接続され且つ前記ホールドモードにおいて所定の第2の参照信号入力用導体部と前記第1の演算増幅器の非反転入力用導体部間に接続されるように接続状態が切換えられるN(Nは自然数)個の第1群の非帰還用キャパシタと、前記サンプリングモードにおいて前記第1の演算増幅器の非反転出力用導体部から反転入力用導体部への容量性帰還回路を形成せず且つ前記ホールドモードにおいて前記第1の演算増幅器の非反転出力用導体部から反転入力用導体部への容量性帰還回路を形成するように接続状態が切換えられる他の帰還用キャパシタと、前記サンプリングモードにおいて所定の第1の参照信号入力用導体部と前記第1の演算増幅器の反転入力用導体部間に接続され且つ前記ホールドモードにおいて前記第2の参照信号入力用導体部と前記第1の演算増幅器の反転入力用導体部間に接続されるように接続状態が切換えられるN個の第2群の非帰還用キャパシタと、前記サンプリングモードおよび前記ホールドモードにおける前記各キャパシタの接続状態を所定の制御信号に応答して切換えるスイッチ回路と、を備えたスイッチトキャパシタアンプ部と、
前記第1の演算増幅器の同相入力を所定の定常値とする第2参照信号を生成して前記第2の参照信号入力用導体部に供給する第2参照信号生成部と、
を備え
前記第2参照信号生成部は、
前記入力信号の電圧と所定の基準電圧とを比較して前記入力信号の電圧のレベルを判定するレベル判定回路と、
前記レベル判定回路における判定結果に基づいて予め設定された複数の電圧から1つの電圧を選択し前記第2の参照電圧として出力する選択回路と、
を有することを特徴とするスイッチトキャパシタ回路。
A single-phase signal supplied between an input conductor portion that receives an input signal and a first reference signal input conductor portion that receives a first reference signal is converted into a differential signal, and the differential signal is inverted and output. A switched capacitor circuit that outputs between a conductor part for non-inversion and a conductor part for non-inverting output,
A first operational amplifier that outputs a differential output between the inverting output conductor and the non-inverting output conductor, and from the inverting output conductor of the first operational amplifier in the sampling mode to the non-inverting input conductor. In the hold mode, the connection state is switched so as to form a capacitive feedback circuit from the inverting output conductor portion to the non-inverting input conductor portion of the first operational amplifier in the hold mode. A feedback capacitor; and a second reference signal input conductor portion that is connected between the input conductor portion and the non-inverting input conductor portion of the first operational amplifier in the sampling mode; N (N is a natural number) first group of non-feedback capacitors whose connection state is switched so as to be connected between the non-inverting input conductors of the first operational amplifier; A capacitive feedback circuit from the non-inverting output conductor portion of the first operational amplifier to the inverting input conductor portion is not formed in the ring mode, and the non-inverting output conductor portion of the first operational amplifier is in the hold mode. Another feedback capacitor whose connection state is switched so as to form a capacitive feedback circuit from the input conductor to the inverting input conductor, a predetermined first reference signal input conductor in the sampling mode, and the first calculation The connection state is switched so as to be connected between the inverting input conductor portions of the amplifier and connected between the second reference signal input conductor portion and the inverting input conductor portion of the first operational amplifier in the hold mode. A predetermined control signal indicating the connection state of each of the N second group of non-feedback capacitors and the respective capacitors in the sampling mode and the hold mode. A switched capacitor amplifier section and a switching circuit for switching in response to,
A second reference signal generation unit configured to generate a second reference signal having a common phase input of the first operational amplifier as a predetermined steady value and supply the second reference signal to the second reference signal input conductor unit;
Equipped with a,
The second reference signal generator is
A level determination circuit that compares the voltage of the input signal with a predetermined reference voltage to determine the level of the voltage of the input signal;
A selection circuit that selects one voltage from a plurality of preset voltages based on a determination result in the level determination circuit and outputs the selected voltage as the second reference voltage;
Switched-capacitor circuit according to claim Rukoto to have a.
前記スイッチトキャパシタアンプ部は、前記サンプリングモードにおいて、前記一の帰還用キャパシタと第1群の非帰還用キャパシタとが並列に接続され、且つ、前記他の帰還用キャパシタと第2群の非帰還用キャパシタとが並列に接続されるように、前記スイッチ回路が当該接続状態を切換えることを特徴とする請求項1または2に記載のスイッチトキャパシタ回路。 In the sampling mode, the switched capacitor amplifier unit includes the one feedback capacitor and the first group of non-feedback capacitors connected in parallel, and the other feedback capacitor and the second group of non-feedback capacitors. the switched capacitor circuit according to claim 1 or 2, and capacitors to be connected in parallel, the switching circuit is characterized in that the switching the connection state. 前記スイッチトキャパシタアンプ部は、前記サンプリングモードにおいて、前記一の帰還用キャパシタおよび前記他の帰還用キャパシタの各両端がそれぞれ短絡されることによって容量性帰還回路を形成しないように、前記スイッチ回路が当該接続状態を切換えることを特徴とする請求項1または2に記載のスイッチトキャパシタ回路。 In the sampling mode, the switched capacitor amplifier unit is configured so that the switch circuit does not form a capacitive feedback circuit by short-circuiting both ends of the one feedback capacitor and the other feedback capacitor. 3. The switched capacitor circuit according to claim 1, wherein the connection state is switched. 前記第2の演算増幅器の非反転入力用導体部に印加される所定の定電圧が自器の非反転入力用導体部に印加され、且つ、前記第1の演算増幅器の非反転入力用導体部および反転入力用導体部のうちの何れか他方の入力用導体部の電圧が自器の反転入力用導体部に印加された第3の演算増幅器を更に有することを特徴とする請求項に記載のスイッチトキャパシタ回路。 A predetermined constant voltage applied to the non-inverting input conductor of the second operational amplifier is applied to the non-inverting input conductor of the first operational amplifier, and the non-inverting input conductor of the first operational amplifier 2. The apparatus according to claim 1 , further comprising: a third operational amplifier in which a voltage of the other input conductor portion of the inverting input conductor portion is applied to the inverting input conductor portion of the device. Switched capacitor circuit. 前記スイッチ回路における切換え動作を制御するための前記制御信号を生成するように構成され、前記スイッチトキャパシタ回路に関連した回路系を統括的に制御する制御信号をも生成するように構成されたシステムコントローラを更に備えたことを特徴とする請求項1または2に記載のスイッチトキャパシタ回路。 A system controller configured to generate the control signal for controlling a switching operation in the switch circuit and configured to generate a control signal for comprehensively controlling a circuit system related to the switched capacitor circuit. the switched capacitor circuit according to claim 1 or 2, further comprising a.
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