JP5108449B2 - 容量素子バラツキ依存性のないスイッチドキャパシタ増幅器およびその動作方法 - Google Patents
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Description
10 差動増幅回路、
20 第1サンプリング回路、
30 第2サンプリング回路、
201 第1サンプリング部、
202 第2サンプリング部、
203 第1フィードバック部、
301 第3サンプリング部、
302 第4サンプリング部、
303 第2フィードバック部。
Claims (35)
- 第1入力電圧を第1サンプリング電圧としてサンプリングした後、前記第1入力電圧が遮断されている間に前記第1サンプリング電圧を2倍に増加させる第1サンプリング回路と、
第2入力電圧を第2サンプリング電圧としてサンプリングした後、前記第2入力電圧が遮断されている間に前記第2サンプリング電圧を2倍に増加させる第2サンプリング回路と、
前記第1サンプリング電圧および前記第2サンプリング電圧の差を出力する差動増幅回路と、を含み、
前記第1サンプリング回路は、第1コンデンサーの一端に前記第1入力電圧を印加することにより前記第1入力電圧を前記第1サンプリング電圧としてサンプリングするとともに、前記第1コンデンサーの他端と第2コンデンサーの一端を接続することにより誘導電荷により前記第2コンデンサーを充電し、その後、前記第1コンデンサーの他端と前記第2コンデンサーの他端を接続することにより前記第1サンプリング電圧を2倍に増加させ、
前記第2サンプリング回路は、第3コンデンサーの一端に前記第2入力電圧を印加することにより前記第2入力電圧を前記第2サンプリング電圧としてサンプリングするとともに、前記第3コンデンサーの他端と第4コンデンサーの一端を接続することにより誘導電荷により前記第4コンデンサーを充電し、その後、前記第3コンデンサーの他端と前記第4コンデンサーの他端を接続することにより前記第2サンプリング電圧を2倍に増加させることを特徴とする容量素子バラツキ依存性のないスイッチドキャパシタ増幅器。 - 前記第2入力電圧は前記第1入力電圧と大きさが同じで位相が逆であることを特徴とする請求項1に記載の容量素子バラツキ依存性のないスイッチドキャパシタ増幅器。
- 前記第1サンプリング回路および前記第2サンプリング回路は同時にサンプリング動作が行われることを特徴とする請求項1または2に記載の容量素子バラツキ依存性のないスイッチドキャパシタ増幅器。
- 前記第1サンプリング回路は、
前記第1入力電圧を第1サンプリング電圧としてサンプリングする第1サンプリング部と、
前記第1サンプリング部が非活性化されている間に前記第1入力電圧を第1サンプリング電圧としてサンプリングする第2サンプリング部と、
前記第1サンプリング部および前記第2サンプリング部のいずれか一つがサンプリング動作をしている間に前記第1サンプリング電圧と大きさが同じで位相が逆の第1反転電圧をサンプリングする第1フィードバック部と、を含み、
前記第1フィードバック部は前記第1入力電圧が遮断されている間に前記サンプリングされた第1反転電圧を前記第1サンプリング部および前記第2サンプリング部のいずれか一つに供給することを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の容量素子バラツキ依存性のないスイッチドキャパシタ増幅器。 - 前記第1サンプリング部は前記第1フィードバック部から供給された前記第1反転電圧を利用して前記第1サンプリング電圧を2倍に増加させることを特徴とする請求項4に記載の容量素子バラツキ依存性のないスイッチドキャパシタ増幅器。
- 前記第2サンプリング部は前記第1フィードバック部から供給された前記第1反転電圧を利用して前記第1サンプリング電圧を2倍に増加させることを特徴とする請求項4または5に記載の容量素子バラツキ依存性のないスイッチドキャパシタ増幅器。
- 前記第2サンプリング部は、前記第1サンプリング部に前記第1フィードバック部から前記第1反転電圧が供給されている間、内部の電荷を接地電圧により放電させることを特徴とする請求項4〜6のいずれか一項に記載の容量素子バラツキ依存性のないスイッチドキャパシタ増幅器。
- 前記第1サンプリング部は、前記第2サンプリング部に前記第1フィードバック部から前記第1反転電圧が供給されている間、内部の電荷を接地電圧により放電させることを特徴とする請求項4〜7のいずれか一項に記載の容量素子バラツキ依存性のないスイッチドキャパシタ増幅器。
- 前記第1サンプリング部および前記第2サンプリング部は交互に活性化されることにより交互にサンプリングすることを特徴とする請求項4〜8のいずれか一項に記載の容量素子バラツキ依存性のないスイッチドキャパシタ増幅器。
- 前記第2サンプリング回路は、
前記第2入力電圧を第2サンプリング電圧としてサンプリングする第3サンプリング部と、
前記第3サンプリング部が非活性化されている間に前記第2入力電圧を第2サンプリング電圧としてサンプリングする第4サンプリング部と、
前記第3サンプリング部および前記第4サンプリング部のいずれか一つのサンプリング動作が行われている間に前記第2サンプリング電圧と大きさが同じで位相が逆の第2反転電圧をサンプリングする第2フィードバック部と、を含み、
前記第2フィードバック部は前記第2入力電圧が遮断されている間に前記サンプリングされた第2反転電圧を前記第3サンプリング部および前記第4サンプリング部のいずれか一つに供給することを特徴とする請求項1〜9のいずれか一項に記載の容量素子バラツキ依存性のないスイッチドキャパシタ増幅器。 - 前記第3サンプリング部は前記第2フィードバック部から供給された前記第2反転電圧を利用して前記第2サンプリング電圧を2倍に増加させることを特徴とする請求項10に記載の容量素子バラツキ依存性のないスイッチドキャパシタ増幅器。
- 前記第4サンプリング部は前記第2フィードバック部から供給された前記第2反転電圧を利用して前記第2サンプリング電圧を2倍に増加させることを特徴とする請求項10または11に記載の容量素子バラツキ依存性のないスイッチドキャパシタ増幅器。
- 前記第4サンプリング部は、活性化された前記第3サンプリング部に前記第2フィードバック部から前記第2反転電圧が供給されている間、内部の電荷を接地電圧により放電させることを特徴とする請求項10〜12のいずれか一項に記載の容量素子バラツキ依存性のないスイッチドキャパシタ増幅器。
- 前記第3サンプリング部は、活性化された前記第4サンプリング部に前記第2フィードバック部から前記第2反転電圧が供給されている間、内部の電荷を接地電圧により放電させることを特徴とする請求項10〜13のいずれか一項に記載の容量素子バラツキ依存性のないスイッチドキャパシタ増幅器。
- 前記第3サンプリング部および前記第4サンプリング部は交互に活性化されることにより交互にサンプリングすることを特徴とする請求項10〜14のいずれか一項に記載の容量素子バラツキ依存性のないスイッチドキャパシタ増幅器。
- 第1入力電圧を第1サンプリング電圧と第1反転電圧としてそれぞれサンプリングし、前記第1入力電圧が遮断されている間に前記第1反転電圧をフィードバックして前記第1サンプリング電圧を2倍に増加させる第1サンプリング回路と、
第2入力電圧を第2サンプリング電圧と第2反転電圧としてそれぞれサンプリングし、前記第2入力電圧が遮断されている間に前記第2反転電圧をフィードバックして前記第2サンプリング電圧を2倍に増加させる第2サンプリング回路と、
前記第1および第2サンプリング電圧の差を出力する差動増幅回路と、を含み、
前記第1サンプリング回路は、第1コンデンサーの一端に前記第1入力電圧を印加することにより前記第1入力電圧を前記第1サンプリング電圧としてサンプリングするとともに、前記第1コンデンサーの他端と第2コンデンサーの一端を接続することにより誘導電荷により前記第2コンデンサーを充電し、その後、前記第1コンデンサーの他端と前記第2コンデンサーの他端を接続することにより前記第1サンプリング電圧を2倍に増加させ、
前記第2サンプリング回路は、第3コンデンサーの一端に前記第2入力電圧を印加することにより前記第2入力電圧を前記第2サンプリング電圧としてサンプリングするとともに、前記第3コンデンサーの他端と第4コンデンサーの一端を接続することにより誘導電荷により前記第4コンデンサーを充電し、その後、前記第3コンデンサーの他端と前記第4コンデンサーの他端を接続することにより前記第2サンプリング電圧を2倍に増加させることを特徴とする容量素子バラツキ依存性のないスイッチドキャパシタ増幅器。 - 前記第2入力電圧は前記第1入力電圧と大きさが同じで、位相は逆であることを特徴とする請求項16に記載の容量素子バラツキ依存性のないスイッチドキャパシタ増幅器。
- 前記第1サンプリング電圧は第1反転電圧と大きさが同じで位相が逆であり、前記第2サンプリング電圧は第2反転電圧と大きさが同じで位相が逆であることを特徴とする請求項16または17に記載の容量素子バラツキ依存性のないスイッチドキャパシタ増幅器。
- 前記第1サンプリング回路および前記第2サンプリング回路は同時にサンプリング動作が行われることを特徴とする請求項16〜18のいずれか一項に記載の容量素子バラツキ依存性のないスイッチドキャパシタ増幅器。
- 第1入力電圧を第1サンプリング電圧としてサンプリングする段階と、
第2入力電圧を第2サンプリング電圧としてサンプリングする段階と、
前記第1入力電圧が遮断されている間に前記第1サンプリング電圧を2倍に増加させる段階と、
前記第2入力電圧が遮断されている間に前記第2サンプリング電圧を2倍に増加させる段階と、
前記第1サンプリング電圧および前記第2サンプリング電圧の差を出力する段階と、を含み、
前記第1入力電圧を第1サンプリング電圧としてサンプリングする段階は、第1サンプリング回路の第1コンデンサーの一端に前記第1入力電圧を印加することにより前記第1入力電圧を前記第1サンプリング電圧としてサンプリングするとともに、前記第1コンデンサーの他端と第2コンデンサーの一端を接続することにより誘導電荷により前記第2コンデンサーを充電し、
前記前記第1サンプリング電圧を2倍に増加させる段階は、前記第1入力電圧を第1サンプリング電圧としてサンプリングする段階の後、前記第1コンデンサーの他端と前記第2コンデンサーの他端を接続することにより前記第1サンプリング電圧を2倍に増加させ、
第2入力電圧を第2サンプリング電圧としてサンプリングする段階は、第2サンプリング回路の第3コンデンサーの一端に前記第2入力電圧を印加することにより前記第2入力電圧を前記第2サンプリング電圧としてサンプリングするとともに、前記第3コンデンサーの他端と第4コンデンサーの一端を接続することにより誘導電荷により前記第4コンデンサーを充電し、
前記第2サンプリング電圧を2倍に増加させる段階は、前記第2入力電圧を第2サンプリング電圧としてサンプリングする段階の後、前記第3コンデンサーの他端と前記第4コンデンサーの他端を接続することにより前記第2サンプリング電圧を2倍に増加させることを特徴とする容量素子バラツキ依存性のないスイッチドキャパシタ増幅器の動作方法。 - 前記第2入力電圧は前記第1入力電圧と大きさが同じで位相が逆であることを特徴とする請求項20に記載の容量素子バラツキ依存性のないスイッチドキャパシタ増幅器の動作方法。
- 第1入力電圧を第1サンプリング電圧としてサンプリングする段階と第2入力電圧を第2サンプリング電圧としてサンプリングする段階は同時に行われ、前記第1サンプリング電圧を2倍に増加させる段階と第2サンプリング電圧を2倍に増加させる段階は同時に行われることを特徴とする請求項20または21に記載の容量素子バラツキ依存性のないスイッチドキャパシタ増幅器の動作方法。
- 前記第1入力電圧を第1サンプリング電圧としてサンプリングする段階は、第1サンプリング電圧と大きさが同じで位相が逆の第1反転電圧をサンプリングする段階を含むことを特徴とする請求項20〜22のいずれか一項に記載の容量素子バラツキ依存性のないスイッチドキャパシタ増幅器の動作方法。
- 前記第1サンプリング電圧を2倍に増加させる段階は、前記第1反転電圧をフィードバックして第1サンプリング電圧を2倍に増加させる段階を含むことを特徴とする請求項23に記載の容量素子バラツキ依存性のないスイッチドキャパシタ増幅器の動作方法。
- 前記第1入力電圧を第1サンプリング電圧としてサンプリングする段階は、交互に活性化される第1および第2サンプリング部により交互にサンプリングされることを特徴とする請求項20〜24のいずれか一項に記載の容量素子バラツキ依存性のないスイッチドキャパシタ増幅器の動作方法。
- 第1サンプリング部または第2サンプリング部の内部の電荷は、それぞれ非活性化されている間に接地電圧により放電されることを特徴とする請求項25に記載の容量素子バラツキ依存性のないスイッチドキャパシタ増幅器の動作方法。
- 前記第2入力電圧を第2サンプリング電圧にサンプリングする段階は、第2サンプリング電圧と大きさが同じで位相が逆の第2反転電圧をサンプリングする段階を含むことを特徴とする請求項20〜26のいずれか一項に記載の容量素子バラツキ依存性のないスイッチドキャパシタ増幅器の動作方法。
- 前記第2サンプリング電圧を2倍に増加させる段階は、前記第2反転電圧をフィードバックして第2サンプリング電圧を2倍に増加させる段階を含むことを特徴とする請求項27に記載の容量素子バラツキ依存性のないスイッチドキャパシタ増幅器の動作方法。
- 前記第2入力電圧を第2サンプリング電圧としてサンプリングする段階は、交互に活性化される第3および第4サンプリング部により交互にサンプリングされることを特徴とする請求項20〜28のいずれか一項に記載の容量素子バラツキ依存性のないスイッチドキャパシタ増幅器の動作方法。
- 第3サンプリング部または第4サンプリング部の内部の電荷は接地電圧により放電されることを特徴とする請求項29に記載の容量素子バラツキ依存性のないスイッチドキャパシタ増幅器の動作方法。
- 第1入力電圧を第1サンプリング電圧と第1反転電圧としてそれぞれサンプリングする段階と、
第2入力電圧を第2サンプリング電圧と第2反転電圧としてそれぞれサンプリングする段階と、
前記第1入力電圧が遮断されている間に前記第1反転電圧をフィードバックして前記第1サンプリング電圧を2倍に増加させる段階と、
前記第2入力電圧が遮断されている間に前記第2反転電圧をフィードバックして前記第2サンプリング電圧を2倍に増加させる段階と、
前記第1および第2サンプリング電圧の差を出力する段階と、を含み、
第1入力電圧を第1サンプリング電圧と第1反転電圧としてそれぞれサンプリングする段階は、第1サンプリング回路の第1コンデンサーの一端に前記第1入力電圧を印加することにより前記第1入力電圧を前記第1サンプリング電圧としてサンプリングするとともに、前記第1コンデンサーの他端と第2コンデンサーの一端を接続することにより誘導電荷により前記第2コンデンサーを充電して、前記第1入力電圧を前記第1反転電圧としてサンプリングし、
前記前記第1サンプリング電圧を2倍に増加させる段階は、前記第1入力電圧を第1サンプリング電圧と第1反転電圧としてそれぞれサンプリングする段階の後、前記第1コンデンサーの他端と前記第2コンデンサーの他端を接続することにより前記第1サンプリング電圧を2倍に増加させ、
第2入力電圧を第2サンプリング電圧と第2反転電圧としてそれぞれサンプリングする段階は、第2サンプリング回路の第3コンデンサーの一端に前記第2入力電圧を印加することにより前記第2入力電圧を前記第2サンプリング電圧としてサンプリングするとともに、前記第3コンデンサーの他端と第4コンデンサーの一端を接続することにより誘導電荷により前記第4コンデンサーを充電して、前記第1入力電圧を前記第1反転電圧としてサンプリングし、
前記前記第2サンプリング電圧を2倍に増加させる段階は、前記第2入力電圧を第2サンプリング電圧と第2反転電圧としてそれぞれサンプリングする段階の後、前記第3コンデンサーの他端と前記第4コンデンサーの他端を接続することにより前記第2サンプリング電圧を2倍に増加させることを特徴とする容量素子バラツキ依存性のないスイッチドキャパシタ増幅器の動作方法。 - 前記第2入力電圧は前記第1入力電圧と大きさが同じで位相が逆であることを特徴とする請求項31に記載の容量素子バラツキ依存性のないスイッチドキャパシタ増幅器の動作方法。
- 前記第1サンプリング電圧は第1反転電圧と大きさが同じで位相が逆であり、前記第2サンプリング電圧は第2反転電圧と大きさが同じで位相が逆であることを特徴とする請求項31または32に記載の容量素子バラツキ依存性のないスイッチドキャパシタ増幅器の動作方法。
- 第1入力電圧を第1サンプリング電圧と第1反転電圧としてそれぞれサンプリングする段階と、第2入力電圧を第2サンプリング電圧と第2反転電圧としてそれぞれサンプリングする段階は同時に行われることを特徴とする請求項31〜33のいずれか一項に記載の容量素子バラツキ依存性のないスイッチドキャパシタ増幅器の動作方法。
- 前記第1サンプリング電圧を2倍に増加させる段階と、前記第2サンプリング電圧を2倍に増加させる段階は、同時に行われることを特徴とする請求項31〜34のいずれか一項に記載の容量素子バラツキ依存性のないスイッチドキャパシタ増幅器の動作方法。
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