Компаратор на коммутируемых конденсаторах

ОЮЗ СОВЕТСКИОЦИАЛИСТИЧЕСНРЕСПУБЛИН 1)4 Н 03 К 5/ ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ЕЛЬСТ РАТО ерно- и-Б 1 аСе Сг 1081, 11 о.-31 а 1 е Сг 84, р, 662, В 8, с. 58,рис. 47. г ГОСУДАРСТЯЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ Н АВТОРСКОМУ СВИ(71) Московский инжен финститут(54) КОМПА Р НА КОММУТИРУЕМЫХ КОНДЕНСАТОРАХ(57) Изобретение может быть использовано в устройствах аналого-цифровой обработки сигналов. Компаратор на ком" мутируемых конденсаторах содержит операционный усилитель 1, конденсаторы 2, 3, МДП-ключи 4-6, топологические размеры которых удовлетворяют следуюшему выражению: Ч Ь =Ч ЬС,/ /(С+С ), где У Ь - ширина и длина канала МДП-ключа 5 соответственно;- ширина и длина канала МДП- ключа 6 соответственно; С, и С - емкости конденсаторов 2 и 3 соответственно, Компаратор имеет увеличенную точность преобразования. 2 ил.(3) денс ником ист Компаратор на кденсаторах работае тируемых конедующим образом 1 о,=ц,(с, +с,)иращение напр(фиг,люч 5. Пр конденса ключа 5 п ядЦ В2) размыэтом на оры из В моме ремени МДП-к р кается первый канала (инжек приблнж вто 2 и второй 3второго МДП- ируется) зар ении величин аряда ч опр в ыводе момен ервого времен определяется хОдит 5 это вом раж иемг1 ектиру ыражеемогокием ляетс Так ло ым выв к мом 5 итр1- 1,Ь,С (ентуедами пе полного тьего 6 ражение торого МДПал- ширина ключаИзобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в устройствах аналого-цифровой обработ,ки сигналов.5Целью изобретения является увеличение точности преобразования,На фиг. 1 изображена принципиальная схема компаратора на коммутируемых конденсаторах; на фиг. 2 - диаграммы управляющих сигналов на пером, втором и третьем МДП-ключах.Компаратор на коммутируемых коненсаторах содержит операционный уситель 1, первый 2 и второй 3 конденаторы, первый 4, второй 5 и третий 6 МЛП-ключи. При этом первый выводервого МДП-ключа 4 является входом устройства, второй выводпервого МДП- люча 4 соединен с первым выводом орого МДП-ключа 5 а также с первым водом первого конденсатора 2. Втой вывод первого конденсатора 2 соенен с инвертирующим входом операцинного усилителя 1, а также е первым 25 ыводом третьего МДП-ключа 6. Второй вывод третьего МДП-ключа 6 соединен с выходом операционного усилителя 1 и является выходом устройства. Второйывод второго МДП-ключа 5 соединен с опорным источником напряжения, а неертирующий вход операционного усителя 1 соединен с общей шиной, Перый вывод второго конденсатора 3 соенен с первым выводом первого конденсатора 2, а второй вывод второго кон" атора 3 соединен с опорным очнапряжения,уровен 11 управляющего напряжения второго МЗП-ключа 5;7 - пороговое напряжение второгооМДП-ключа 5.Так как первый 2 и второй 3 конденсаторы соединены между собой параллельно в этот момент времени, то приращение напряжения, вызванное инжекцией заряда с второго МДП-ключа 5, на первом выводе первого 2 и второго 3 конденсаторовьч, =ц/(с, +с, ), (2) где С, - емкость первого конденсатора 21Сг - емкость второго конденсатора 3.В момент времени С (фиг, 2) размыкается третий МДП-ключ 6, При этом на первый 2 и второй 3 конденсаторы нз канала третьего МДП-ключа 6 инжектируется заряд Яг, величина которого определяется выражением где - ширина какала третьего МДПключа 6;Ь - длина канала третьего МДПзключа 6.Так как первый 2 и второй 3 кон" денсаторы соединены последовательно между собой в этот момент времени,г то приращение напряжения д 7 на втором выводе первого конденсатора 2, вызванное инжекцией заряда с третьего МДП-ключа 6, определяется выраже- нием ц,с, /(с, +с,),образом, разность потемежду первым и вторвого конденсатора 2размыкания второгоМДП-ключей определяется+д 11 ья емко за а ключа 5 1 С - удельна сла подть тонкого оом второго МДП Подставляя выра(5) в выражение (6 для полного устран У (6)ния (2), (4) ии учитывая, чтоия влияния инжек1ИПИ Заказ 2503/56 Тираж 928 Поптшснс 1 Произв,-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная,3 13962 ции заряда с второго 5 и третьего 6 МДП-ключей на точность преобразования, необходимо ьд =О, имеемЯ =й,С, /(С, +С ). (7) 5Подставляя выражения (1) и (3) в выражение (7), получимМ,Ь,=Ы,ЬС,/(С, +С,).10Предлагаемый компаратор исключает влияние на точность преобразования напряжения смещения нуля операционного усилителя 1, так как это напряжение смещения запоминается на первом конденсаторе 2 в момент времени, когда замкнуты второй 5 и третий 6 МДП-ключи, и вычитается из входного сигнала, когда замкнут первый МДП- ключ 4. Фазы управляющих МДП"ключами 2 О сигналов не перекрываются. Таким образом, предлагаемый компаратор обладает повышенной точностью преобразования. 25 Формула изобретения Компаратор на коммутируемых конденсаторах, содержащий операционный усилитель, первый конденсатор, первый второй и третий МДП-ключи, причем первый вывод первого ИДП-ключа является входом устройства, второй вывод первого МДП-ключа соединен с первым 674выводом второго МДП - ключа, а также с первым выводом первого конденсатора, второй вывод первого конденсатора соединен с инвертирующим входом операционного усилителя, а также с первым выводом третьего МДП-ключа, второй вывод третьего МДП-ключа соединен с выходом операционного усилителя и является выходом устройства, второй вывод второго МДП-ключа соединен с опорным источником напряжения, неинвертирующий вход операционного усилителя соединен с общей шиной, о т - л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью увеличения точности, в устройство введен второй конденсатор, причем первый вывод второго конденсатора соединен с первым выводом первого конденсатора, а второй вывод второго конденсатора соединен с опорным источником напряжения, кроме того, топологические размеры МДП ключей удовлетворяют следующему соотношению: Ы,Ь =У,С,/(С,+С,),где 4, и 11, - ширина канала второго итретьего МДП-ключа соответственно;Ь и Ь - длина канала второго итретьего МДП-ключа соответственно;С, и С - емкость первого и второго конденсаторов соответственно.