(57)【要約】  本発明は特に高速のアナログ／デジタルコンバータの上流側に用いられるように意図されたサンプルホルダーに関する。  本サンプルホルダーは、各々がそれぞれの差動入力（Ｅ、Ｅ’）及びそれぞれの差動出力（Ｓ、Ｓ’）を有する、二つの主要な半サンプラーを備える。各々の主要半サンプラーには、他の主要サンプルホルダーの蓄積容量（Ｃ’、Ｃ）の端子から取り出された電圧により動作する補助トラッキング・トランジスタ（Ｔ１ａ、Ｔ１ａ’）と、この補助トラッキング・トランジスタの出力につながれた補助蓄積容量（Ｃａ、Ｃａ’）と、補助トラッキング・トランジスタにおいて電流の通過を許すか又は遮断するために、主サンプルホルダーの電流スイッチと同時に制御される補助電流スイッチ（Ｔ２ａ、Ｔ３ａ、ＳＣ１ａ；Ｔ２’ａ、Ｔ３’ａ、ＳＣ１ａ’）とを備えた、それぞれの補助半サンプルホルダーが関連付けられる。補助サンプラーはサンプリングされる信号が急速に変化する場合に、サンプリング動力学の改善に役立つ。【選択図】      図２
2007511114.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
差動サンプルホルダーであって、各々の半サンプラーが蓄積容量（Ｃ、Ｃ’）及び、サンプリング期間中に電圧トラッカーとして作動し閉塞期間中は閉塞される電圧トラッキング・トランジスタ（Ｔ１、Ｔ１’）を含み、各々がそれぞれの差動入力（Ｅ、Ｅ’）及びそれぞれの差動出力（Ｓ、Ｓ’）を有する、二つの主要な半サンプラーを備えるサンプルホルダーにおいて、
各々の主要半サンプラーに、
他の主要サンプルホルダーの蓄積容量（Ｃ’、Ｃ）の端子から取り出された電圧により動作する補助トラッキング・トランジスタ（Ｔ１ａ、Ｔ１ａ’）と、
この補助トラッカーの出力につながれた補助蓄積容量（Ｃａ、Ｃａ’）と、
補助トラッキング・トランジスタにおいて、電流の通過を許すか又は遮断する補助電流スイッチ（Ｔ２ａ、Ｔ３ａ、ＳＣ１ａ；Ｔ２’ａ、Ｔ３’ａ、ＳＣ１ａ’）と、
補助トラッキング・トランジスタの入力へ、主要サンプルホルダーの入力電圧に追従する電圧を加える手段とを備えた、それぞれの補助半サンプルホルダーが関連付けられることを特徴とするサンプルホルダー。
【請求項２】
各々の主要半サンプラーが、サンプリング期間中にこの主要半サンプラーの主トラッキング・トランジスタの導電を許すため、及び閉塞期間中にこの導電を無効にするために、前記主要半サンプラーと関連する補助電流スイッチと同時に作動する主電流スイッチを備えることを特徴とする請求項１に記載のサンプルホルダー。
【請求項３】
補助トラッキング・トランジスタの入力に電圧を加える手段が、その入力において主要サンプルホルダーの入力電圧を受け、前記主要サンプルホルダーの入力電圧中の変動に追従する偏移した電圧をその出力において提供する、定電流で給電される少なくとも一つの追加のトラッキング・トランジスタ（Ｔ４、Ｔ４’）を備えることを特徴とする請求項１及び２のいずれか一項に記載のサンプルホルダー。
【請求項４】
補助トラッキング・トランジスタの入力に電圧を加える手段が更に、追加のトラッキング・トランジスタ（Ｔ４）の出力と補助トラッキング・トランジスタ（Ｔ１ａ）の入力との間に、ダイオードとして直列に配置されたトランジスタ（Ｔ５）を備えることを特徴とする請求項３に記載のサンプルホルダー。
【請求項５】
補助蓄積容量の値が主要サンプラーの蓄積容量の値の半分に等しいことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のサンプルホルダー。 
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はサンプルホルダー、特にアナログ／デジタルコンバータの上流側に設置するように意図されたサンプルホルダーに関する。
【背景技術】
【０００２】
サンプルホルダーはクロックの制御の下に二つの交互の段階に従って周期的に動作する。第一段階は、その間に入力信号（特にデジタルへの変換が望まれるアナログ信号）の電圧レベルが蓄積容量の中に蓄えられるサンプリング段階であり、第二段階は、その間にサンプリングされた電圧、すなわち静電容量に蓄えられた電圧が、サンプルホルダーの下流で行なわれる動作に必要な全ての時間にわたり、その値にそうして保持される閉塞段階である。一般に、アナログ／デジタルコンバータの適用において、アナログ／デジタル変換の動作には一定の時間がかかり、閉塞段階は次のサンプリング段階及び次の変換に移る前に、変換に必要な時間にわたりサンプリングされた電圧のレベルを保持する。
【０００３】
それを変換する目的でサンプリングが望まれるアナログ信号は、より速いか、より遅い変動を示し、サンプルホルダーの特質の中には、入力信号の変動に素早く追従する能力がある。
【０００４】
これは、蓄積容量を充電又は放電するための回路には過大な時定数がないことを前提とし、これは特に静電容量の充電又は放電に役立つ電流源は十分に強力であることを前提とする。
【０００５】
サンプルホルダーを実現する従来の方法は、
−（場合によっては、説明を簡単化することが考慮されていないゲイン１のバッファ増幅器の後の）入力信号を受けるトラッキング・トランジスタと、
−トラッキング・トランジスタの出力に接続された蓄積容量と、
−サンプリング段階の間にトラッキング・トランジスタへ通電を許し、閉塞段階の間にそれを無効にする電流スイッチとを用いることにある。
【０００６】
サンプルホルダーを実現する改善された方法は共通モード・エラーの影響を除去することを可能にする、対称な差動配置を用いることにある。この場合、サンプルホルダーは各々がそれぞれの差動入力を受け、それぞれの差動出力を有する二つの半サンプルホルダーを備え、各々の半サンプルホルダーはトラッキング・トランジスタ、蓄積容量、及び電流スイッチを含んでいる。
【０００７】
ここでホルダーの能力に関してこれらの速い変動にかかわらず、入力信号の速い変動に追従し、該入力信号を正しくサンプリングするために、次の観察がなされる。第一に蓄積容量においてサンプリングされた電圧は、通常、入力電圧と等しくないことが指摘されるが、それはむしろ入力電圧からトラッキング・トランジスタのベース−エミッタ電圧を差し引いたものと等しい。このベース−エミッタ電圧が完全に既知であり、固定され、二つの半サンプラーの二つのトラッキング・トランジスタについて同一の場合、この電圧は差動出力信号における減算により除去されるであろうため、サンプラーが完全に動作することには何ら困難はないであろう。しかしながら、実際にはこのベース−エミッタ電圧は、サンプリングされる入力信号の速い変動のために蓄積容量の充電及び放電の間にかなり変化する可能性がある。差動サンプラーの二つのトラッキング・トランジスタのベース−エミッタ電圧は、蓄積容量の端子を渡る電圧が安定した最終値を取らない限り、反対の方向に変化する傾向がある。更に、以下において今まで以上に詳しく説明されるように、（特にトランジスタの電流−電圧特性の非線形形状のため）変動の振幅は二つのトランジスタについて対称ではない。その結果、サンプリングが高い周波数で行なわれ、そして入力信号が速い変動を示す場合、蓄積容量がそれらの最終値へと安定する時間がなく、またサンプリング期間の最後にトラッキング・トランジスタ内で電流の突入が存続して、蓄積容量内のサンプリングされた電圧において（減算では修正できない）エラーを引き起こすリスクがある。この三次高調波歪みエラーは、Ｈ３＝（ＣＡω／Ｉ１）２／１２で表わされ、ここでＣは蓄積容量、Ｉ１はトラッキング・トランジスタを通って流れる電流、Ａは入力信号の振幅、ωは信号の角周波数である。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明はこの欠点を是正することを目的としている。このために、本発明は各々の半サンプラーが少なくとも一つの蓄積容量及び、サンプリング期間中にトラッカーとして作動し閉塞期間中は閉塞される電圧トラッキング・トランジスタを含み、各々がそれぞれの差動入力及びそれぞれの差動出力を有する、二つの主要な半サンプラーを備え、
各々の主要半サンプラー（以後、主要半サンプラーと呼ぶ）に、
他の主要サンプルホルダーの蓄積容量の端子から取り出された電圧により動作する補助トラッキング・トランジスタと、
この補助トラッカーの出力につながれた補助蓄積容量と、
補助トラッキング・トランジスタにおいて、電流の通過を許すか又は遮断する補助電流スイッチと、
補助トラッキング・トランジスタの入力へ、主要サンプルホルダーの入力電圧の変動に追従する電圧をかける手段とを備えた、それぞれの補助半サンプルホルダーが関連付けられることを特徴とする差動サンプルホルダーを提案している。
【０００９】
第一の実施形態において、この主要半サンプラーの主トラッキング・トランジスタの導電を、サンプリング期間中は許し、この導電を閉塞期間中は無効にするために、各々の主要半サンプルホルダーは関連する補助電流スイッチと同時に作動する主電流スイッチを備える。
【００１０】
第二の実施形態においては、主電流スイッチはなく、補助半サンプラーについてと同様に主要半サンプラーのトラッキング・トランジスタのこの制御機能を確保するのは、主要半サンプラーと関連する補助半サンプラーの補助電流スイッチである。
【００１１】
補助トラッキング・トランジスタの入力に加えられる電圧は、（蓄積容量における電圧で動作する）補助トラッキング・トランジスタの十分な偏倚を維持する理由で、一つ以上のトラッキング・トランジスタにより固定された値だけずらされることが望ましい。
【００１２】
補助電流源の電流は主電流源の電流と等しいことが望ましく、４で除算される三次高調波歪みＨ３（１２ｄＢのゲイン）を最適化するため、そのとき補助静電容量の値は主静電容量の値の半分に等しいことが望ましい。
【００１３】
補助電流源の電流は主電流源の電流のｋ倍に等しくてもよく、ｋは１よりも大きいことが望ましい。
【００１４】
本発明のその他の特徴及び利点は、以下に続き、また添付図に関連して与えられる詳細な説明を読むことによって明らかになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明は一般的に速度の視点からより有利なバイポーラトランジスタを用いた技術に関して説明される。
【００１６】
しかしながら、本発明はＭＯＳトランジスタのみを用いた技術にも適用可能である。この場合、トランジスタのエミッタ、ベース、及びコレクタの概念は、本発明の原理を変えることなくゲート、ソース、及びドレインの概念に置き換えられなければならないことが理解されよう。従ってエミッタ、ベース、コレクタの語彙は本明細書及び請求項において、非常に一般的な意味で用いられる。
【００１７】
図１はサンプラーの第一入力への電圧Ｖｉｎ及び第二入力への電圧Ｖｉｎ’の形で加えられる、差動入力電圧Ｖｉｎ−Ｖｉｎ’をサンプリングするように意図された差動サンプルホルダーの一般的原理を表わしている。一般にこれらのサンプリングされる電圧は、サンプルホルダーがそれに与えられる信号に関して妨害の源にならないように、高い入力インピーダンス及び低い出力インピーダンスを有するユニット・ゲインＡＭＰとＡＭＰ’のバッファ増幅器にそれぞれ加えられる。従ってこれらのユニット・ゲインのバッファ増幅器を考慮せずに、厳密な意味でのサンプルホルダーは増幅器ＡＭＰ及びＡＭＰ’の出力であり、電圧ＶｉｎとＶｉｎ’の複製である電圧を受ける、二つの入力Ｅ及びＥ’を有すると考えられる。
【００１８】
サンプルホルダーは、入力電圧ＶｉｎとＶｉｎ’を表わす周期的サンプルＶｓとＶｓ’である電圧を二つの差動出力Ｓ及びＳ’に供給する。ＳとＳ’の間に、差動入力電圧Ｖｉｎ−Ｖｉｎ’の差動サンプルＶｓ−Ｖｓ’が現れる。
【００１９】
厳密な意味でのサンプルホルダーは、入力としてそれぞれ左の半サンプラー用の入力Ｅと右の半サンプラー用の入力Ｅ’、及び出力としてそれぞれ出力Ｓと出力Ｓ’を有する二つの半サンプルホルダーである二つの同じ回路を備える。サンプルホルダーの差動出力電圧は二つの半サンプラーの出力ＳとＳ’の間で評価される。
【００２０】
左の半サンプルホルダー（入力Ｅ，出力Ｓ）は本質的に、
−そのベース（その「入力」とも呼ばれる）が入力Ｅに接続され、そのエミッタ（その「出力」とも呼ばれる）が出力Ｓにつながれ、そのコレクタが供給電圧Ｖｃｃにつながれている（この後者の点については、トラッキング・トランジスタを基本として、閉塞レベルを保つトランジスタについて変形が可能である）電圧トラッキング・トランジスタＴ１と、
−出力Ｓ（従ってＴ１のエミッタ）と回路の共通アースの間につながれている蓄積容量Ｃと、
−サンプリング段階の間に、容量Ｃの端子を渡った電圧が入力Ｅにおける電圧の変動に追従するように、電圧トラッキングモードにおいてトランジスタＴ１の動作を許すため、及び各サンプリング段階に続く閉塞段階を通じて出力Ｓにおいてサンプリングされた電圧が一定のまま残るように、閉塞段階の間に蓄積容量Ｃの放電を無効にするための切り替え手段とを備える。
【００２１】
切り替え手段は従来、サンプリング信号ＨＥ及び閉塞信号ＨＢを備えた周期的時計の制御の下に、全か無のモードで、そして互いに反対の相で動作する、二つのトランジスタＴ２及びＴ３のグループにより構成される。閉塞信号ＨＢが低いロジック・レベルのとき、サンプリング信号ＨＥは高いロジック・レベルにあり、その逆も成り立つ。
【００２２】
トランジスタＴ２は、トランジスタＴ１のエミッタにつながれたそのコレクタ、及び一定の電流値Ｉ１で横断される電流源ＳＣ１につながれたそのエミッタを有する。Ｔ２のベースはサンプリング信号ＨＥにより制御される。サンプリング段階（ＨＥが高いレベル）の間、トランジスタＴ２は導電しＴ１のエミッタは定電流Ｉ１により横断される。トランジスタＴ１は電圧トラッカーとして動作し、そのエミッタにより蓄積容量Ｃに加えられた電圧Ｖｓは、入力電圧ＶｉｎからトランジスタＴ１のエミッタ−ベース電圧Ｖｂｅ１を差し引いたものである（Ｖｂｅ１はバイポーラトランジスタについて約０．７〜０．８ＶでありＩ１に依存するが、Ｉ１は固定値である）。Ｖｓ＝Ｖｉｎ−Ｖｂｅ１である。サンプリング信号が高い状態のとき、後で説明されるように搭載されるトランジスタＴ３は閉塞され、丁度指示された動作方法に対して何ら影響を持たない。
【００２３】
サンプリング信号ＨＥの高いロジック状態の継続時間は、容量ＣがＶｓ＝Ｖｉｎ−Ｖｂｅ１の値まで充電する時間を持つために十分であり、従ってこの継続時間は静電容量の充電時定数に影響するパラメータに依存する（特にトランジスタＴ１のサイズ、電流Ｉ１の値、静電容量の値、接続の寄生抵抗など）。
【００２４】
トランジスタＴ３は、トランジスタＴ１のベースにつながれたそのコレクタ、電流源ＳＣ１につながれたそのエミッタ、及びサンプリング信号ＨＥを補足する閉塞信号ＨＢによって制御されるそのベースを有する。
【００２５】
閉塞信号ＨＢが高いレベルにあるとき、トランジスタＴ２が閉塞され、それがトランジスタＴ１をトラッカーとして動作することから防ぐ傾向にあるだけでなく、トランジスタＴ３が導電して入力Ｅから電流を引き込む傾向があり、それによってトランジスタＴ１のベース電位を低下させ、後者を閉塞する。トランジスタＴ１及びＴ２は明確に閉塞され、以前に容量Ｃに蓄積された電圧Ｖｓを放電する傾向のある如何なる電流経路も存在しない。
【００２６】
図１の左側の半サンプラー（トランジスタＴ１、Ｔ２、Ｔ３、電流源ＳＣ１、及び蓄積容量Ｃ）は従ってサンプリング段階の間、電圧Ｖｓ＝Ｖｉｎ−Ｖｂｅ１を容量Ｃに加え、閉塞段階の間この電圧を保持する。右側の半サンプラーは厳密に同一であり対応する要素は「’」記号と共に同じ文字及び数字：トランジスタＴ１’、Ｔ２’、Ｔ３’、容量Ｃ’、電流源ＳＣ１’（ソースＳＣ１と同じ電流Ｉ１）により表わされる。サンプリング及び閉塞の指令ＨＥとＨＢは同時に二つの半サンプルホルダーを制御する。出力Ｓ’は電圧Ｖｓ’＝Ｖｉｎ’−Ｖｂｅ１’に至る。
【００２７】
差動出力電圧Ｖｓ−Ｖｓ’はＶｉｎ−Ｖｉｎ’に等しく、トランジスタＴ１とＴ１’のベース−エミッタ電圧Ｖｂｅ１及びＶｂｅ１’はトランジスタが同一であり、同じ電流Ｉ１が通じているという事実によってそれらが同じであるため、互いに打ち消し合う。
【００２８】
しかしながら、サンプルホルダーの性能を向上させようと努めるとき、そして特にその動作テンポ及び、サンプリングしたい信号の変動速度を増加しようと努めるとき次の限界に遭遇する。容量Ｃの端子を渡る電圧は入力信号が相当に速く変化するとき、すなわち与えられた瞬間Ｔにおいてサンプリングされた電圧Ｖｉｎ（Ｔ）が、以前のサンプリング瞬間Ｔ−１においてサンプリングされた電圧Ｖｉｎ（Ｔ−１）と非常に異なるとき、そしてまた電圧Ｖｉｎ（ｔ）がサンプリング段階の間に時間Ｔの関数として、自身で相当に激しく変化するとき、サンプリング段階の終了（ＨＥの終了）前にＶｉｎの値をとる時間が常にある訳ではない。
【００２９】
差動動作の間に差動入力信号が激しく変化して、Ｖｉｎが増加し、それに相応してＶｉｎ’が減少することを想定されたい。
【００３０】
電圧Ｖｉｎ（Ｔ）は以前のサンプリングの瞬間の電圧Ｖｉｎ（Ｔ−１）よりも大きい。トランジスタＴ１はＶｉｎ（Ｔ）をそのベース上に見出し、Ｖｉｎ（Ｔ−１）−Ｖｂｅ１をそのエミッタ上に見出す。そのベース−エミッタ電圧は、それを適切に導電させ、又そのエミッタがソースＳＣ１の電流Ｉ１によってだけでなく、容量Ｃを新たなサンプリングされた電圧Ｖｉｎ（Ｔ）−Ｖｂｅ１へと急速に充電するために十分な電流によっても又横断されるような方法で偏倚させられる。容量Ｃがこの電圧まで充電されると直ちに、それはもはや何らの充電電流も必要とせず、トランジスタＴ１は電流Ｉ１のみによって横断されたままの状態で残り、そのエミッタ−ベース電圧はこの電流Ｉ１に相当する同じ値Ｖｂｅ１と等しくなる。トランジスタＴ１が相当に大きな電流を提供できる場合、容量Ｃの充電は速くなる可能性がある。Ｔ１のサイズはそれに応じて選ばれる。しかしながら、サンプリング段階の間及びその最後まで電圧Ｖｉｎ（ｔ）が増加し続ける場合、トランジスタＴ１は静電容量を充電するための電流を提供し続ける。その電流はＩ１よりも大きく、そのベース−エミッタ電圧は通常の電圧Ｖｂｅ１よりも僅かに大きいＶｂｅ１＋ｄＶｂｅ１になろう。サンプリングされた電圧は所望の電圧と僅かに異なる。
【００３１】
しかしながら、他の半サンプラーにおいては、状況はより困難になることがある。
【００３２】
電圧Ｖｉｎ’（Ｔ）は以前の電圧Ｖｉｎ’（Ｔ−１）よりも小さい。トランジスタＴ１’はそのベース上にＶｉｎ’（Ｔ）を見出し、Ｖｉｎ’（Ｔ−１）−Ｖｂｅ１をそのエミッタ上に見出す。この過度に小さいベース−エミッタ電圧はトランジスタＴ１’の導電を大いに減少させる。容量Ｃ’は（導電している）トランジスタＴ２’を通じて定電流源ＳＣ１’へと放電してもよい。静電容量が新たな所望値Ｖｉｎ’（Ｔ）−Ｖｂｅ１’に近い値まで放電されたとき、トランジスタＴ１’は徐々に再び導電する。サンプリング期間の終わりに、静電容量の端子を横断する電圧はＶｉｎ（Ｔ）−Ｖｂｅ１’で安定し、ここでＶｂｅ１’はＩ１により横断されるトランジスタＴ１’の通常のベース−エミッタ電圧である。一般の場合、問題はないが、新たな電圧Ｖｉｎ（Ｔ）が電圧Ｖｉｎ（Ｔ−１）からより大きく異なる程、容量Ｃ’は一層多く放電しなければならないことが見出される。しかしながら、トランジスタＴ１のサイズがどうあれ、それはソースＳＣ１’の電流Ｉ１と一緒にのみ放電可能である。従って放電速度ｄｖ／ｄｔはＩ１／Ｃ’に制限される。この速度は必ずしも十分でなくてもよい。そして容量Ｃ’はサンプリング段階の終わりに、その値Ｖｉｎ（Ｔ）−Ｖｂｅ１’へと下がる時間を持っていなかった電圧に戻り得る。
【００３３】
従って入力電圧が下がるとき、放電速度はＩ１の値により制限される。それが上昇するとき、充電速度は大電流を伝導するため、トランジスタＴ１（又はＴ１’）の容量によってのみ制限される。従って状況は不均整である。
【００３４】
更に、容量Ｃ’が十分に放電する時間を持っていなかった場合、これはまたトランジスタＴ１’が依然として閉塞されているか、又は僅かだけ導電しているか（如何なる場合も、それが導電する筈の電流Ｉ１を導電はしない）を示唆することに注目されたい。結果として、その電圧Ｖｂｅ１’はその公称値とは全く等しくない。その結果、減算により差動電圧Ｖｓ−Ｖｓ’が二つの蓄積容量の間で得られるとき、二つのベース・エミッタ電圧Ｖｂｅ１及びＶｂｅ１’は減算において互いに消去せず、一方はエミッタ電流Ｉ１の通過に対応する通常の電圧と等しいか、又はおそらく僅かに高くなり、他方は明確により低くなる。
【００３５】
最後に、例えＶｉｎ’（Ｔ）とＶｉｎ’（Ｔ−１）の間の偏差が著しくなくても、電圧Ｖｉｎ’（ｔ）がサンプリング段階の終わりに向かって低下する方向に、かなり速く変化することがあり、そして同じ現象が起こる可能性がある。例え容量Ｃ’がＶｉｎ’の変化に追従するために十分な速さで放電し遂げたとしても、この放電はトランジスタＴ１’がＩ１よりも弱い、小電流を導電するという事実によってのみ可能であり、トランジスタＴ１’のベース−エミッタ電圧Ｖｂｅ１’はこの場合、トランジスタにおける電流Ｉ１の通過に対応する公称電圧よりも著しく小さい。ここで再度、電圧Ｖｓ−Ｖｓ’が静電容量の間で得られるとき、トランジスタＴ１とＴ１’のベース−エミッタ電圧Ｖｂｅ１とＶｂｅ１’は同一ではなく、また互いに消去せず、サンプリング誤差を含む。サンプリングされた差動電圧は、もはやＶｉｎ−Ｖｉｎ’を表わさない。
【００３６】
本発明の目的はこのサンプリング誤差を修正するように試み、一方でＴ１及びＴ１’のベース−エミッタ電圧の誤差を最小限にすることである。入力信号が急速に変化するとき静電容量が急速に放電する可能性があるため、誤差のリスクを部分的に減らすように、電流Ｉ１を増加させることは可能であろうことが理解されよう。しかしながら、Ｉ１の増加は回路全体の電力消費及び回路のトランジスタのサイズを増大させるため、有害である。
【００３７】
図２の線図は本発明の原理を体系化している。今、主要半サンプラーと呼ばれる各々の半サンプラーに、該主要半サンプラーと同時（同じクロック信号ＨＥとＨＢ）に動作する補助半サンプラーが関係付けられている。主要半サンプラーと関連する補助の半サンプルホルダーは、供給端子Ｖｃｃからではなく、他の主要半サンプラーの出力Ｓ又はＳ’からその供給電流を引き出す。
【００３８】
左側の主要半サンプラー（Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、ＳＣ１、Ｃ）と関連する補助半サンプラーは、その給電を右側の主要半サンプラー（Ｔ１’、Ｔ２’、Ｔ３’、Ｃ’、ＳＣ１’）の出力Ｓ’において取得する。
【００３９】
この補助半サンプラーはそれが関連する主要半サンプラーのように構成されている。それは補助トラッキング・トランジスタＴ１ａ、補助蓄積容量Ｃａ、二つのトランジスタＴ２ａ及びＴ３ａからなる補助スイッチ、及び補助電流源ＳＣ１ａを含む。この補助半サンプラーに加えられる入力電圧は電圧Ｖｉｎであるが、補助トラッキング・トランジスタは電圧Ｖｃｃにより給電されておらず、出力Ｓ’から取り出された、可変で、より低い電圧により給電されているため、該補助トラッキング・トランジスタＴ１ａの偏倚により固定電圧よりも低い。図２に表わされている例において、入力Ｅに加えられた電圧Ｖｉｎとトラッキング・トランジスタＴ１ａのベースに加えられた電圧との間の、固定された電圧のずれは約１．５Ｖに等しく、電流源ＳＣ２の固定電流により横断されるトランジスタＴ４とＴ５の、二つのベース−エミッタ電圧Ｖｂｅ４とＶｂｅ５の合計により定義される。トランジスタＴ４はそのベースが入力Ｅにつながれ、このベースにおいてＶｉｎを受けているトラッキング・トランジスタである。そのコレクタは電源Ｖｃｃにつながれ、そのエミッタはダイオード（Ｔ４のエミッタに結合され、つながれているコレクタとベース）として配置されたトランジスタＴ５に直列につながれている。トランジスタＴ４及びＴ５の直列の集合は、電流源ＳＣ２につながれている。Ｔ５のエミッタにおける電圧はＶｉｎ−Ｖｂｅ４−Ｖｂｅ５に等しく、補助トラッキング・トランジスタＴ１ａのベースに加えられる。Ｖｂｅ４及びＶｂｅ５は固定され、従ってトランジスタＴ１ａのベースはＶｉｎの一時的な変動に完全に追従する。
【００４０】
補助蓄積容量Ｃａは一方が補助トラッキング・トランジスタＴ１ａのエミッタにつながれ、他方がアースにつながれている。
【００４１】
Ｔ１ａのコレクタは出力Ｓ’につながれ、従って蓄積容量Ｃ’につながれている。それゆえトランジスタＴ１ａにより消費される電流は、この出力Ｓ’から取り出され、トランジスタＴ１’のエミッタから来るか、容量Ｃ’が放電するときは該容量から来る可能性がある。
【００４２】
残りのものに関して、補助の半サンプルホルダーは、一つがそのベースをサンプリング信号ＨＥにより制御され、もう一つがそのベースを閉塞信号ＨＢにより制御されている、トランジスタＴ２ａ及びＴ３ａで構成されるスイッチを備える。これらの二つのトランジスタのエミッタは、定電流源ＳＣ１ａ（電流Ｉ１ａ）につながれている。Ｔ２ａのコレクタはサンプリング段階の間にＴ１ａのエミッタにおける、ソースＳＣ１ａへの電流の通過を許すため、及び閉塞段階の間にそれを無効にするために、トラッキング・トランジスタＴ１ａのエミッタにつながれている。トランジスタＴ３ａのコレクタは、閉塞段階の間に入力の電位を下げ、従ってトランジスタＴ４、Ｔ５、及びＴ１ａの導電を閉塞するため、及び閉塞段階の間に容量Ｃａを切り離すために入力Ｅにつながれている。
【００４３】
右側の主要半サンプラーに関連する補助半サンプラーは厳密に対称であり、トラッキング・トランジスタＴ１ａ’、容量Ｃａ’、スイッチＴ２ａ’、Ｔ３ａ’、ＳＣ１ａ’を備える。右側の半サンプルホルダーのトランジスタ及び電流源は左側の半サンプラーのそれらと厳密に同一である。
【００４４】
回路は次のように動作する。最初に入力電圧Ｖｉｎ−Ｖｉｎ’は殆ど変化出来ない、すなわち電位Ｖｉｎ及びＶｉｎ’はサンプリング段階の間、又は二つのサンプリング段階の中間には急速に変化しないことが想定される。我々はこれらの電位が急速に変化するとき、何が起きるかを次に見出すであろう。
【００４５】
トランジスタＴ１、Ｔ４、Ｔ５、Ｔ１ａ、Ｔ１’のベース−エミッタ電圧は、それぞれＶｂｅ１、Ｖｂｅ４、Ｖｂｅ５、Ｖｂｅ１ａ、Ｖｂｅ１’等により指定されるであろう。
【００４６】
電位Ｖｉｎ及びＶｉｎ’がゆっくりと変化するとき、容量Ｃ及びＣａはそれぞれ電位Ｖｉｎ−Ｖｂｅ１及びＶｉｎ−Ｖｂｅ４−Ｖｂｅ５−Ｖｂｅ１ａへと充電する。容量Ｃ’及びＣａ’がそれぞれ電位Ｖｉｎ’−Ｖｂｅ１’及びＶｉｎ’−Ｖｂｅ４’−Ｖｂｅ５’−Ｖｂｅ１ａ’へと充電する。全てのベース−エミッタ電圧はトランジスタの静的状態において存在する電流により横断される、導電トランジスタの通常電圧である。トランジスタＴ４、Ｔ５、Ｔ４’、Ｔ５’に関する限り、公称電流はソースＳＣ２、ＳＣ２’の電流である。Ｔ１ａ及びＴ１ａ’に関する限り、これはソースＳＣ１ａ、ＳＣ１ａ’の電流Ｉ１ａである。しかしながらトランジスタＴ１及びＴ１’に関しては、容量Ｃ、Ｃ’、Ｃａ、Ｃａ’における電圧が安定化されるとき、トランジスタＴ１は直流Ｉ１をトランジスタＴ２及びソースＳＣ１に導電し、直流Ｉ１ａを出力Ｓに接続された右側の半サンプルホルダーに導電し、より正確にはトランジスタＴ１ａ’、トランジスタＴ２ａ、及びソースＳＣ１ａに導電するため、公称電流はＩ１ａ＋Ｉ１の合計であることに注意されたい。
【００４７】
二つの半回路の同一のベース−エミッタ電圧を差し引いた出力ＳとＳ’の間の差動電圧は、実際にＶｉｎ−Ｖｉｎ’である。容量ＣａとＣａ’の間の差動電圧についても同様である。
【００４８】
二つのサンプリングの瞬間Ｔ−１とＴの間で激しく変化した差動電圧の存在において、例えばＶｉｎが激しく増加しＶｉｎ’が激しく減少したことが想定される。我々はサンプリング段階自体の間に該電圧が増加又は減少し続ける場合に、何が起きるかを次に見出すであろう。
【００４９】
Ｔ１のベースとエミッタの間に加えられる電圧Ｖｉｎ（Ｔ）−〔Ｖｉｎ（Ｔ−１）−Ｖｂｅ１〕は通常のＶｂｅ１よりも大きく、Ｔ１を強力に導電させ容量Ｃをそれが電圧Ｖｉｎ（Ｔ）−Ｖｂｅ１の値をとるまで充電することができる。ここでＶｂｅ１は原則としてトランジスタＴ１における電流Ｉ１＋Ｉ１ａのための公称値である。しかしながら、更に、補助容量Ｃａにおいて最初に充電された電圧は〔Ｖｉｎ（Ｔ−１）−Ｖｂｅ４−Ｖｂｅ５−Ｖｂｅ１ａ〕（これらのＶｂｅは全て原則として公称である）であったため、Ｔ１ａのベースとエミッタの間に加えられる電圧は〔Ｖｉｎ（Ｔ）−Ｖｂｅ４−Ｖｂｅ５〕−〔Ｖｉｎ（Ｔ−１）−Ｖｂｅ４−Ｖｂｅ５−Ｖｂｅ１ａ〕となる。この電圧は公称電圧Ｖｂｅ１ａよりも大きく、Ｔ１ａを強力に導電させる。Ｔ１ａはＩ１ａよりも大きい電流Ｉ１ａ＋ｄＩ１ａを導電し始める。この電流Ｉ１ａ＋ｄＩ１ａは右側の半サンプラーの出力Ｓ’から取り出される。部分ｄＩ１ａは容量Ｃａの端子を横断する電圧が〔Ｖｉｎ（Ｔ）−Ｖｂｅ４−Ｖｂｅ５−Ｖｂｅ１ａ〕に達するまで該静電容量を充電する。従って、トランジスタＴ１ａにおける電流はＩ１ａの値で安定し、容量Ｃａにはサンプリング段階の終わりまでもはや何ら充電電流は存在しない。出力Ｓ’から連続的に引き出される電流Ｉ１ａは、トランジスタＴ１’のエミッタから始まる。
【００５０】
右側のサンプラーに加えられた電圧Ｖｉｎ’は同時にＶｉｎ’（Ｔ−１）からＶｉｎ’（Ｔ）へ激しく減少するため、容量Ｃ’はＩ１まで大きくなり得る放電電流でトランジスタＴ２’へと放電するが、それはまた電流Ｉ１ａ＋ｄＩ１ａを誘起する補助トランジスタＴ１ａに放電する。容量Ｃ’の放電速度は大電流を伝導するためのトランジスタＴ１ａの能力によってのみ制限されている、かなり大きな放電電流Ｉ１＋Ｉ１ａ＋ｄＩ１ａに対応してもよい。
【００５１】
図１のサンプルホルダーにおけるのと同じ全体消費量が望まれる場合、実際に図２のＩ１＋Ｉ１ａが図１のソースＳＣ１の電流と等しいことが必要であり、それは単純に言えば、例えば図１のソースＳＣ１の値の半分の値であるＩ１と同じ値のＩ１ａをとることが可能であることを示唆する。しかしながら、（かなり大きな電流を表わす）項ｄＩ１ａの存在は、容量Ｃ’が図２の場合には図１の場合よりも明らかにより速く放電するであろうことを示唆する。
【００５２】
Ｃ’が急速に放電するため、Ｔ１’のベースとエミッタの間の電位差はより速く公称値Ｖｂｅ１’に戻ることができる。最後に、容量Ｃ’は放電を止める。電圧Ｖｓ’は所望値Ｖｉｎ’−Ｖｂｅ１’をとる。Ｔ１’における電流はＴ２’内を流れる電流Ｉ１と、出力Ｓ’からトランジスタＴ１ａに流れる電流Ｉ１ａの合計となる。
【００５３】
Ｃａ及びＣの端子を横断する電圧の変化速度が同一又はほぼ同一になるために、容量Ｃａが容量Ｃの半分の値を有するのが望ましいことが見出されている。
Ｃａ＝Ｃ／２
【００５４】
上記において、Ｉａ＝Ｉ１であることが想定された。しかしながら、これは必須ではなく、１よりも大きいｋと共に、Ｉ１ａ＝ｋＩ１であることが望ましい。
【００５５】
図３に表わされる変形の実施形態において、電流Ｉ１がゼロであり電流Ｉ１ａのみが用いられる（ｋがある種の無限である）可能性さえも想定される。主要半サンプルホルダーの主スイッチはそのとき純粋に、及び単純に省かれ、すなわち、トランジスタＴ２、Ｔ３、Ｔ２’、Ｔ３’及び、電流源ＳＣ１とＳＣ１’は省かれる。補助電流スイッチのトランジスタ（トランジスタＴ２ａ、Ｔ３ａ、Ｔ２ａ’、Ｔ３ａ’及び電流源ＳＣ１ａとＳＣ１ａ’）は、それらが実際にＴ１ａ及びＴ１ａ’における電流の切り替えだけでなく、トランジスタＴ１及びＴ１’における電流の切り替えも引き受けるような方法で接続されている。それらはトランジスタＴ１及びＴ１’をサンプリング段階の間にトラッカーとして動作させ、閉塞段階の間にそれらを閉塞させる。
【００５６】
補助容量Ｃａ又はＣａ’の望ましい値は、ここで再び主容量Ｃ又はＣ’の値の半分である。
【００５７】
図２及び図３の線図は単純化された線図であり、さまざまな方法で改善し得る。特に、次の追加要素、
−出力Ｓの下流、及び出力Ｓ’の他の下流にある、増幅器ＡＭＰと類似のユニット・ゲインの出力増幅器と、
−閉塞段階の間の、トランジスタＴ１の閉塞電位レベルを保持するためのトランジスタとが備えられることが望ましい。
この保持トランジスタ（「クランプ」）はそのコレクタがＶｃｃにつながれ、そのベースが出力増幅器につながれ、そしてそのエミッタがＴ１のベースにつながれている。それは閉塞段階の間に、Ｔ１のベース電位をエミッタ電位より低いレベルに固定する。勿論同じことがトランジスタＴ１’の閉塞を保つことに関して与えられる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】従来技術の差動サンプルホルダーの単純化された図を表わす。
【図２】本発明によるサンプルホルダーの単純化された図を表わす。
【図３】変形の実施形態を表わす。
【図１】
2007511114.tif 000003
【図２】
2007511114.tif 000004
【図３】
2007511114.tif 000005
【国際調査報告】
2007511114.tif 000006
2007511114.tif 000007
2007511114.tif 000008
2007511114.tif 000009
2007511114.tif 000010
2007511114.tif 000011