Устройство контроля сопротивления резистивного элемента Советский патент 1991 года по МПК H03K3/13 H03G3/30 

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в области аналоговых интегральных фильтров.

Цель изобретения - повышение точности.

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства вместе с элементами (интеграторами) аналогового интегрального MOSFET-C фильтра; на фиг. 2 - представлены диаграммы трех фаз управляющего тактового сигнала.

Устройство (см. фиг. 1) содержит регулируемый дифференциальный резистивный элемент 1, выполненный на первом 2.1, втором 2.2, третьем 2.3 и четвертом 2.4 МДП- транзисторах, с индуцированным n-каналом, дифференциальный- эквивалент резистора 3, выполненный на первом 4.1 и втором 4.2 коммутируемых конденсаторах, первом 5, втором 6, третьем 7, четвертом 8, пятом 9, шестом 10, седьмом 11 и восьмом

12 ключах, дифференциальный усилитель заряда № 13, выполненным на операционном усилителе с дифференциальным входом и балансным выходом 14, в цепь отрицательной обратной связи которого включен первый интегрирующий конденсатор 15 1, а в цепь противофазной отрицательной обратной связи включен второй интегрирующий конденсатор 15 2, трехфазный генератор тактовых импульсов 16. источник- опорного напряжения 17 с двумя балансными выходами, УВХ 18, выполненное на девятом ключе 19 и конденсаторе 20. Причем положительный выход источника опорного напряжения 17 через параллельно объединенные пары выводов дифференциального регулируемого резистивного элемента 1.1 и дифференциального эквивалента резистора 3 соединен с входом дифференциального заряда 13, а отрицательный выход источника опорного напряжения 17 через парал

vJ

V

лельно объединенные противофазные пары выводов дифференциального регулируемого резистивного элемента 1.1 и дифференциального эквивалента резистора 3 соединен с противофазным входом дифференциального усилителя заряда 13, выход которого соединен с входом УВХ 18, которым является первый выводдевятого ключа 19, второй вывод которого через конденсатор 20 соединен с общей шиной и является выходом УВХ 18, который соединен с входом управления дифференциального регулируемого резистивного элемента 1,1 и является выходом устройства. Причем сток и исток первого 2.1 МДП-транзистора соединены соответственно со стоком второго 2.2 МДП-транзистора и стоком третьего 2.3 МДП-транзистора и являются парой выводов регулируемого дифференциального резистивного элемента 1.1, исток и сток четвертого 2.4 МДП-транзистора соединены соответственно с истоком третьего 2.3 МДП-транзистора и истоком второго МДП- транзистора и являются противофазной паройвыводоврегулируемогодифференциального резистивного элемента 1.1, подложки первого 2.1, второго 2.2, третьего 2.3, и четвертого МДП-транзистора соединены с отрицательной шиной питания, затворы второго 2.2 и третьего 2.3 МДП-транзистора объединены и являются входом управления регулируемого дифференциального резистивного элемента 1.1, Кроме того, первые выводы первого и четвертого 5 и 8 ключей являются парой выводов дифференциального эквивалента резистора 3, а их вторые выводы через первый коммутируемый конденсатор 4.1 объединены и соответственно через второй 6 и третий 7 ключи соединены с общей шиной, первые выводы пятого и восьмого 9 и 12 ключей язляются противофазной парой выводов дифференциального эквивалента резистора 3, а их вторые выводы через второй коммутируемый конденсатор 4.2 объединены и соответственно через шестой 10 и седьмой 11 ключи соединены с общей шиной. Первая фаза трехфазного генератора тактовых импульсов 16 подключена к входу управления первого 5, пятого 9, третьего 7 и седьмого 11 ключей, вторая фаза подключена к входа управления второго 6, четвертого 8, шестого 10 и восьмого 12 ключей, а третья фаза подключена к входу управления девятого ключа 19. На фиг. 1 также показан аналоговый фильтр 21, выполненный на втором, третьем, ,,.., N-м дифференциальных регулируемых резистивных элементах 1.2, 1,31.N, согласованных с первым регулируемым дифференциальным резистивным

элементом 1.1, вход управления которых подключен к выходу УВХ 18, третий, четвер- тыйМ-й конденсатор 4.3, 4,44.М, согласованные с первым 4.1 и вторым, 4.2

коммутируемыми конденсаторами.

Устройство (см. фиг. 1) работает следующим образом.

Работа устройства основана на известном принципе выравнивания сопротивле0 ний коммутируемого конденсатора (КК) и управляемого резистора. Так сопротивление КК равно (СкттГ1, где CR - емкость КК, fT - частота коммутации КК, то приравнивая его к сопротивлению управляемого резисто5 pa R, получим

(CRfTf1 R, илиРС2 1/тт (1) Из выражения (1) видно, что постоянная времени RC2 оказывается равной периоду тактовой частоты, с которой коммутируется

0 КК. Так как тактовую частоту можно вырабатывать эталонным генератором тактовых импульсов (например, кварцевым генератором), то погрешность абсолютного значения постоянной времени RCR определяется по5 грешностью установки частоты эталонного генератора тактовых импульсов.

Устройство работает следующим образом.

Так напряжение на выходах источника

0 опорного напряжения 17 не равно нулю, то через регулируемый дифференциальный ре- зистивный элемент 1.1 и дифференциальный эквивалент резистора 3 начинают течь

5 токи. При этом сигнал с выхода источника опорного напряжения 17 проходит на вход усилителя 13 через регулируемый дифференциальный резистивный элемент 1.1 в противофазе с сигналом, проходящим через

0 дифференциальный эквивалент резистора 3, что обеспечивается надлежащим выбором фазировки коммутации первого,...,

восьмого ключей 5 12. По этой причине,

если сопротивление.регулируемого диффе5 ренциального резистивного элемента 1.1 R меньше сопротивления дифференциального резистора 3, равного (CRfT) гДе CR- емкость первого 4.1 и второго 4.2 коммутируемых конденсаторов, fT - частота комму0 тации, то напряжение на входе УВХ 18 увеличивается. В момент третьей фазы замыкается девятый ключ 19 и напряжение с выхода УВХ 18 подается на вход управления дифференциального регулируемого рези5 стивного элемента 1.1, что согласно выражению приводит к увеличению его сопротивления R. Процесс повторяется до тех пор, пока на выходе УВХ 18 не установится напряжение Vc такое, что сопротивление R и (CR равны. Если на одной полупроводниковой подложке предлагавмым устройством разместить аналоговый интегральный MOSFEN-C фильтр 21, параметры регулируемых дифференциальных

резистивных элементов 1.2 1.N которых

согласованы (с масштабированием или без него) с параметрами первого регулируемого дифференциального резистивного элемента 1.1, на вход управления которых подается сигнал управления Vc с выхода устройства, а емкости конденсаторов 4.3,...., 4.iW. согласованы (с масштабированием или без него) с емкостями одинаковых первого 4 1 и второго 4.2 коммутируемых конденсаторов, то абсолютные значения параметров всего фильтра 21 контролируются значением тактовой частоты fT генератора тактовых импульсов 16 (точно также, как это осуществляется и в устройстве прототипе), При воздействии на фильтр 21 дестабилизирующих факторов (температуры и т.д.) те же факторы действуют и на предлагаемое устройство, приводя к изменению Vc таким образом, чтобы сохранялось выражение (1).

Формула изобретения Устройство контроля сопротивления регулируемого резистивного элемента, содержащее регулируемый резистивный элемент, выполненный на первом МДП-транзисторе, эквивалент резистора, выполненный на первом коммутируемом конденсаторе, усилитель зэряда, выполненный на операционном усилителе, в цепь отрицательной обратной связи которого включен первый интегрирующий конденсатор, трехфазный генератор тактовых импульсов, устройство выборки-хранения и источник опорного на- пряженмя,выход которого через параллельно объединенные пары выводов регулируемого резистивного элемента и эк- бивалента резистора подключен к входу усилителя заряда, выход которого подключен к входу устройства выборки-хранения, выход которого соединен с входом управления регулируемого резистивного элемента и является выходом устройства, причем первая и вторая фазы генератора тактйвых импульсов соединены с соответствующими

входами управления частотой коммутации эквивалента резистора, а третья фаза генератора тактовых импульсов подключена к входу управления выборкой устройства вы- 5 борки-хранения отличающееся тем, что, с целью повышения точности, регулируемый оезистивный элемент является диф- ференуизлсны№ и снабжен гторым, третьим мне Берты w МДП-транзисторами одпоготи0 па проводимости г первым МДП-транзисто- ром, псичем с/,or () и исток (сток) первого МДГНоэнзистора соединены соответственно со (истоком) втооого МДП-трр,13истсп и сроком (истоком) треть5 его ЭДДП-трзнзи„ сра и являются парой выводов регулируемого дифференциального резистивного элемента, исток (сток) и сток (истек) е вертсго МДП-транзистора соеди- eho соответственно с истоком (стоком)

0 третьего МДП-транзистора и истоком (стоком) егорого МДП-транзистора и являются противофазной парой выводов регулируемого дифференциального реэистивного элемента, годложки первого, второго, третьего

5 и чб1 зертого МДП-трзнзисторз соединены с первой шиной питания, затворы первого и четвертого МДП-транзисторов соединены с БТОООЙ шиной питания, затвора второго и МДП-трачзистооов объединены и

0 являются входом управления регу;1ир.емо- го дифференциального резистивного элемента, кроме того, эквивалент резистооа является дифференциальным и дополнен вторым коммутируемым конденсатором,

5 усичитель заряда является дифференциальные и выполнен на огзрационном усилителе с чиффеоениизяьным входом и балзисным выходом, в противофазную цепь отрицательной обратной связи которого

0 включен второй ин егриоующий конденсатор той этом источник опорного напряжения имеет балансный выход, который чеоез парапае ьно объединенные противофазные пары вы подо регулируемого дифферснци5 ального оезистиг-нсю элемента и дифференциального эквивалента резистора соединен с противофазным входом уси/птгэ- ля заряда.

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в области аналотовых интегральных фильтров. Цель изобретения - повышение точности достигаетсявведениемрегулируемого дифференциального резистивного элемента (РДРЭ), операционного усилителя с диф- ференциальным входом и балансным выходом, источника опорного напряжения с балансными выходом и дифференциального эквивалента резистора, выполненного на первом и втором коммутируемых конденсаторах. Устройство также содержит устройство выборки-хранения, трехфазный генератор тактовых импульсов и первый и второй интегрирующие конденсаторы. Принцип работы устройства основан на выравнивании сопротивлений коммутируемого кочденсатора и РДРЭ. 2 ил.

№ШШ

тетт

LJL

г

t

™Јsi