專利名稱：時間常數(shù)自動調(diào)整電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及適用于具有濾波電路或延遲電路等的時間常數(shù)電路的時間常數(shù)自動調(diào)整電路。特別是涉及自動調(diào)整在集成電路(以下稱作“IC”)內(nèi)部所形成的電阻和電容器串聯(lián)電路所產(chǎn)生的時間常數(shù)誤差的時間常數(shù)自動調(diào)整電路。
背景技術(shù)：
在IC中，電阻由雜質(zhì)的擴散等而形成，電容器(電容)由在半導(dǎo)體基板上形成薄氧化膜，再在其上付有金屬電極等的技術(shù)而生成(以下將由這種技術(shù)的制作稱作“IC工藝”)。此時，根據(jù)雜質(zhì)的擴散量的差異或者氧化膜厚度的差異等，在所述電阻的電阻值或電容器的靜電電容中產(chǎn)生很大的差異。
具體地說，如果在IC內(nèi)部形成電阻以及電容器，那么“實際形成的電阻的電阻值與電容器的靜電電容之積”通常與“該電阻值的設(shè)計值與該靜電電容的設(shè)計值之積”相比較最大具有±20％左右差異。即在電阻值和靜電電容之積中產(chǎn)生約±20％的制造誤差。在此“電阻值的設(shè)計值”表示形成于該IC內(nèi)部的電阻的理想電阻值，換句話說，表示在制造誤差為0％的情況下的電阻的電阻值?！办o電電容的設(shè)計值”表示形成于該IC內(nèi)部的電容器的理想的靜電電容，換句話說表示在制造誤差為0％的情況下的電容器的靜電電容。
在使用IC內(nèi)部所形成的電阻(實際的電阻值為Ra)和電容器(實際的靜電電容為Ca)的串聯(lián)電路形成一階低通濾波器的情況下，其時間常數(shù)由Ra·Ca表示，由于在該時間常數(shù)中產(chǎn)生相對設(shè)計值約±20％的誤差，所以該低通濾波器的截止頻率1/(2πCa·Ra)也相對設(shè)計值具有約±20％的誤差。
此外，作為其它的現(xiàn)有構(gòu)成例，公開有下述的方法在對應(yīng)從外部供給的設(shè)定電壓控制時間常數(shù)的時間常數(shù)可變電路中，根據(jù)電阻值與靜電電容之積的誤差自動調(diào)整時間常數(shù)誤差，與RC誤差的有無以及大小無關(guān)，時間常數(shù)只根據(jù)設(shè)定電壓唯一控制。這種方法，例如在特許第2808195號公報(以下稱作專利文獻1)和特開平7-321602號公報(以下稱作專利文獻2)中被公開。
如上所述，如果時間常數(shù)也具有相對設(shè)計值約±20％的誤差，那么例如由于具有該時間常數(shù)的一階低通濾波器的截止頻率也具有約±20％的誤差，所以該濾波器特性與期望的濾波器特性有很大的偏離。
此外，假設(shè)為了接近期望的濾波器特性(時間常數(shù)應(yīng)接近設(shè)計值)，考慮在工廠出品時等調(diào)整設(shè)置在IC的外部的可變電阻等，如果這種調(diào)整是必要的，那么在花費時間的同時，也增加了包括該濾波器的印刷基板或裝置等的制造費用。
此外，雖然專利文獻1以及專利文獻2中所記載的現(xiàn)有構(gòu)成例中可自動調(diào)整時間常數(shù)，但是為了設(shè)定時間常數(shù)需要從外部供給設(shè)定電壓。此外，將檢測出的電阻值與靜電電容之積的誤差由模擬電壓供給到時間常數(shù)可變電路中，根據(jù)該模擬電壓調(diào)整時間常數(shù)可變電路的時間常數(shù)，會使包括檢測上述誤差的電路以及時間常數(shù)可變電路的電路整體變復(fù)雜，導(dǎo)致電路規(guī)模的增大、消費電能的增大等問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明正是鑒于上述的問題，其目的在于，提供一種時間常數(shù)自動調(diào)整電路，在小規(guī)模且低消費電流的構(gòu)成中，形成于自動調(diào)整在IC內(nèi)部的時間常數(shù)電路的時間常數(shù)誤差。
為了達(dá)到上述目的，有關(guān)本發(fā)明的時間常數(shù)自動調(diào)整回路，備有誤差檢測電路，其具有誤差基準(zhǔn)電阻和誤差基準(zhǔn)電容器，雙方在同一半導(dǎo)體基板上由IC工藝形成，基于所述誤差基準(zhǔn)電阻的電阻值和所述誤差基準(zhǔn)電容器的靜電電容，檢測出由于IC工藝的偏差而產(chǎn)生的RC誤差，且輸出對應(yīng)該RC誤差的控制信號；和時間常數(shù)可變電路，其具有電阻部，其在所述半導(dǎo)體基板上由IC工藝形成的一個以上電阻構(gòu)成；電容部，其在所述半導(dǎo)體基板上由IC工藝形成的一個以上電容器構(gòu)成；及開關(guān)部，其連接在所述電阻部和所述電容部之間，基于所述控制信號，通過連接構(gòu)成所述電阻部的任一個電阻和構(gòu)成所述電容部的任一個電容器，設(shè)定對應(yīng)于所述RC誤差的該時間常數(shù)可變電路的時間常數(shù)，其中，所述電阻的數(shù)目和所述電容器的數(shù)目中的至少一方為兩個以上。
由此，預(yù)先由IC工藝在半導(dǎo)體基板上生成將適當(dāng)?shù)碾娮柚底鳛樵O(shè)計值的電阻以及將適當(dāng)?shù)撵o電電容作為設(shè)計值的電容器，根據(jù)已檢測出的RC誤差連接適當(dāng)?shù)碾娮韬碗娙萜鳎纱俗詣?不需要進行在IC外部的調(diào)整作業(yè)等)調(diào)整時間常數(shù)，減小時間常數(shù)的誤差(改善精度)。此外，作為時間常數(shù)可變電路，只要設(shè)置形成時間常數(shù)的電阻以及電容器和連接這兩個元件的開關(guān)就可以了，所以電路規(guī)模變小，電流消費低。
此外，例如在上述的構(gòu)成中，按照在上述時間常數(shù)的預(yù)先設(shè)定的目標(biāo)值和上述被設(shè)定的時間常數(shù)之間產(chǎn)生的最大誤差比由所述IC工藝生成的RC誤差的規(guī)定最大值小那樣，在設(shè)定構(gòu)成所述電阻部的電阻的電阻值的設(shè)計值以及構(gòu)成所述電容部的電容器的靜電電容的設(shè)計值的同時，所述開關(guān)部也可以連接構(gòu)成所述電阻部的電阻和構(gòu)成所述電容部的電容器。
由此，由于在所述時間常數(shù)的預(yù)先設(shè)定的目標(biāo)值和所述被設(shè)定的時間常數(shù)之間能產(chǎn)生的最大誤差比由所述IC工藝能產(chǎn)生的RC誤差的規(guī)定最大值小，所以可可靠地減小時間常數(shù)的誤差(改善精度)。
此外，例如在上述的構(gòu)成中，所述誤差檢測電路，將與所述誤差基準(zhǔn)電阻的電阻值成反比的電流，在規(guī)定的期間流入所述誤差基準(zhǔn)電容器，由此在所述誤差基準(zhǔn)電容器中產(chǎn)生電壓，將該電壓與預(yù)先設(shè)定的基準(zhǔn)電壓進行比較，由此將所述RC誤差分為n級(n為2以上的自然數(shù))并進行檢測，同時輸出對應(yīng)該分級的所述控制信號，所述時間常數(shù)可變電路，對應(yīng)被分為所述n級的所述RC誤差，可設(shè)定n種所述時間常數(shù)。
誤差檢測電路，通過將與所述誤差基準(zhǔn)電阻的電阻值成反比例的電流，在規(guī)定的時間內(nèi)，流入所述誤差基準(zhǔn)電容器，將該電壓與預(yù)先設(shè)定的基準(zhǔn)電壓進行比較能夠檢測RC誤差，進一步由于對應(yīng)RC誤差的控制信號不是模擬電壓，而是作為被分類為n級的電壓，輸出到時間常數(shù)可變電路中，所以誤差檢測電路的構(gòu)成會非常簡單。這進一步促進時間常數(shù)自動調(diào)整電路的小規(guī)?；约敖档拖M電流。此外，由于能夠設(shè)定n組時間常數(shù)，所以能夠構(gòu)成對應(yīng)時間常數(shù)所需要精度的時間常數(shù)自動調(diào)整電路。
此外，例如在上述的構(gòu)成中，在所述n為3以上的自然數(shù)的同時，所述基準(zhǔn)電壓由電壓值不同的多個基準(zhǔn)電壓構(gòu)成，所述誤差檢測電路也可以通過將在所述誤差基準(zhǔn)電容器上生成的所述電壓與所述多個基準(zhǔn)電壓的每一個進行比較，輸出所述控制信號。
由此，進一步減小了時間常數(shù)的誤差(進一步改善了時間常數(shù)的精度)。
此外，例如在上述構(gòu)成中，所述誤差檢測電路，將與所述誤差基準(zhǔn)電阻的電阻值成反比的電流，在第1規(guī)定期間、…、及第k規(guī)定期間(K為2以上的自然數(shù))流入所述誤差基準(zhǔn)電容器，由此在所述誤差基準(zhǔn)電容器中產(chǎn)生各個電壓，將該電壓與預(yù)先設(shè)定的基準(zhǔn)電壓進行比較，由此將所述RC誤差分為(K+1)級，并進行檢測，同時輸出對應(yīng)該分級的所述控制信號。所述時間常數(shù)可變電路，對應(yīng)被分為所述(K+1)級的所述RC誤差，可設(shè)定(K+1)種所述時間常數(shù)。
由此也能夠進一步減小時間常數(shù)的誤差(進一步改善時間常數(shù)的精度)。
此外，例如在上述的構(gòu)成中，所述誤差檢測電路，在規(guī)定期間，將與所述誤差基準(zhǔn)電阻的電阻值成反比例的電流流入所述誤差基準(zhǔn)電容器，由此在所述誤差基準(zhǔn)電容器中產(chǎn)生電壓，將該電壓與預(yù)先設(shè)定的基準(zhǔn)電壓進行比較，由此將對應(yīng)從所述誤差基準(zhǔn)電阻的電阻值和所述誤差基準(zhǔn)電容器的靜電電容之積中減去所述誤差基準(zhǔn)電阻的電阻值的設(shè)計值和所述誤差基準(zhǔn)電容器的靜電電容的設(shè)計值之積的值的所述RC誤差分為n級(n為2以上的自然數(shù))并檢測，同時輸出對應(yīng)該分級的所述控制信號。所述時間常數(shù)可變電路，對應(yīng)被分為所述n級的所述RC誤差，可設(shè)定n種所述時間常數(shù)。所述開關(guān)部以下述方式設(shè)定所述時間常數(shù)在接收到與所述RC誤差為正數(shù)時的情況相對應(yīng)的控制信號時，連接構(gòu)成所述電阻部的電阻和構(gòu)成所述電容部的電容器，該構(gòu)成所述電阻部的電阻和構(gòu)成所述電容部的電容器滿足使所述時間常數(shù)的設(shè)計值比所述時間常數(shù)的預(yù)先設(shè)定的目標(biāo)值小；另一方面，在接收到與所述RC誤差為負(fù)數(shù)時的情況相對應(yīng)的控制信號時，連接構(gòu)成所述電阻部的電阻和構(gòu)成所述電容部的電容器，該構(gòu)成所述電阻部的電阻和構(gòu)成所述電容部的電容器滿足使所述時間常數(shù)的設(shè)計值比所述時間常數(shù)的預(yù)先設(shè)定的目標(biāo)值大。
也就是說，如果RC誤差為正(負(fù))，那么由IC工藝在半導(dǎo)體基板上形成的電阻的電阻值和電容器的靜電電容之積也比該積的設(shè)計值大(小)，所以在RC誤差為正(負(fù))的情況下，按照作為設(shè)計值的時間常數(shù)比所述目標(biāo)值小(大)那樣連接設(shè)計好的電阻和電容器，調(diào)整時間常數(shù)。由此也減小了時間常數(shù)的誤差(改善了時間常數(shù)的精度)。
如上所述，根據(jù)有關(guān)本發(fā)明的時間常數(shù)自動調(diào)整電路，在小規(guī)模且低電流消費電路的構(gòu)成中，能夠自動調(diào)整在IC內(nèi)部所形成的時間常數(shù)電路的時間常數(shù)的誤差。


圖1是有關(guān)本發(fā)明的第1實施方式的時間常數(shù)自動調(diào)整電路的電路圖。
圖2是變形有關(guān)本發(fā)明的第1實施方式的時間常數(shù)自動調(diào)整電路的電路圖。
圖3是有關(guān)本發(fā)明的第2實施方式的時間常數(shù)自動調(diào)整電路的電路圖的一部分。
圖4是有關(guān)本發(fā)明的第3實施方式的時間常數(shù)自動調(diào)整電路的電路圖。
圖5是有關(guān)本發(fā)明的第4實施方式的時間常數(shù)自動調(diào)整電路的電路圖。
圖6是在圖5中的時間常數(shù)自動調(diào)整電路的特定點處的電壓波形。
具體實施例方式
(第1實施方式)以下，參照圖1以及圖2說明有關(guān)本發(fā)明的時間常數(shù)自動調(diào)整電路的第1實施方式。圖1是第1實施方式的時間常數(shù)自動調(diào)整電路1的電路構(gòu)成圖。時間常數(shù)自動調(diào)整電路1由下述電路構(gòu)成誤差檢測電路2，其在檢測由IC工藝的偏差產(chǎn)生的RC誤差的同時，輸出對應(yīng)該RC誤差的控制信號；作為該時間常數(shù)可變電路所具有的時間常數(shù)可變的時間常數(shù)可變電路3；脈沖發(fā)生電路6，其將脈沖電壓供給到誤差檢測電路2中。
在此，“所謂RC誤差”是表示在半導(dǎo)體基板上由IC工藝形成電阻和電容器的情況下，從“實際形成電阻的電阻值與電容器的靜電電容之積”中減去“該電阻值的設(shè)計值與該靜電電容的設(shè)計值之積”的值，該RC誤差除以“該電阻值的設(shè)計值與該靜電電容的設(shè)計值之積”而得到的值通常最大是±20％左右的值。也就是說，如現(xiàn)有技術(shù)狀況所述，電阻的阻值和電容器的靜電電容之積具有最大±20％左右的制造誤差。
(誤差檢測電路2的說明)首先，對誤差檢測電路2的構(gòu)成進行說明。在PNP晶體管Tr2的發(fā)射極以及PNP晶體管Tr3的發(fā)射極上共同供給電源電壓Vcc的同時，連接PNP晶體管Tr2的基極和集電極以及PNP晶體管Tr3的基極，PNP晶體管Tr2和Tr3構(gòu)成了電流反射鏡電路。
將PNP晶體管Tr2的集電極連接在NPN晶體管Tr1的集電極上，將NPN晶體管Tr1的基極連接在運算放大器OP1的輸出端子上，將NPN晶體管Tr1的發(fā)射極與運算放大器OP1的反相輸入端子(-)和誤差基準(zhǔn)電阻R1的一端連接在一起。此外，誤差基準(zhǔn)電阻R1的另一端接地。此外，將在端子9上外加的預(yù)先給定的電壓V1供給到運算放大器OP1的非反相相輸入端子(+)上。
在將開關(guān)SW1的一端與PNP晶體管Tr3的集電極、誤差基準(zhǔn)電容器C1的一端以及比較器CMP1的非反相輸入端子(+)連接在一起同時，另一端接地。此外在誤差基準(zhǔn)電容器C1的另一端接地的同時，在比較器CMP1的反相輸入端子(-)上外加預(yù)先給定的基準(zhǔn)電壓Vref。
在D觸發(fā)器5的D端子上供給比較器CMP1的輸出電壓，在時鐘端子上供給來自脈沖發(fā)生電路6的脈沖電壓(1個脈沖周期為時間T的兩倍，占空比為50％)，將從Q端子輸出的電壓作為從誤差檢測電路2輸出的控制信號供給到時間常數(shù)可變電路3中。D觸發(fā)器5是正邊沿觸發(fā)型，在供給到其時鐘端子上的電壓從低電位切換為高電位時，將輸入到D端子上的電壓鎖存，并直接輸出到Q端子上。
此外，將脈沖發(fā)生電路6所輸出的脈沖電壓作為切換開關(guān)SW1的閉合/打開的控制電壓，也供給到開關(guān)SW1上，在開關(guān)SW1上所供給的該控制電壓為高電位時開關(guān)SW1閉合，低電位時開關(guān)SW1打開(圖1表示開關(guān)SW1打開的狀態(tài))。
接著對誤差檢測電路2的動作進行說明。分別將“誤差基準(zhǔn)電阻R1的電阻值的設(shè)計值”、“誤差基準(zhǔn)電容器C1的靜電電容的設(shè)計值”作為Rref、Cref，分別將在半導(dǎo)體基板上由IC工藝所形成的“實際的誤差基準(zhǔn)電阻R1的電阻值”、“實際的誤差基準(zhǔn)電容器C1的靜電電容值”作為Rreal、Creal進行說明。在這種情況下，RC誤差變?yōu)椤癛real·Creal-Rref·Cref”。
由于供給到運算放大器OP1的非反相輸入端子(+)上的電壓為V1，所以根據(jù)運算放大器OP1和NPN晶體管Tr1的動作，流過誤差基準(zhǔn)電阻R1的電流變?yōu)閂1/Rreal。此外，由于PNP晶體管Tr2和Tr3構(gòu)成電流反射鏡電路，所以從PNP晶體管Tr3的發(fā)射極流到集電極的電流也與流過誤差基準(zhǔn)電阻R1的電流相同，為V1/Rreal。
考慮開關(guān)SW1從閉合狀態(tài)切換為打開的狀態(tài)(即從脈沖發(fā)生電路6所輸出的脈沖電壓從高電位切換為低電位的狀態(tài))。在開關(guān)SW1為閉合狀態(tài)時，加在誤差基準(zhǔn)電容器C1的兩端間的電壓為0V，從開關(guān)SW1從閉合狀態(tài)切換為打開狀態(tài)的瞬間開始，在誤差基準(zhǔn)電容器C1上流過V1/Rreal的電流。
因此，如果從開關(guān)SW1從閉合狀態(tài)切換為打開狀態(tài)開始，經(jīng)過時間T后時(經(jīng)過該時間T后時是從脈沖發(fā)生電路6輸出的電壓從低電位切換為高電位時)，將在開關(guān)SW1閉合之前加在誤差基準(zhǔn)電容器C1的兩端子間的電壓作為Vc，那么下式1成立。
Vc＝V1·T/(Rreal·Creal)…(式1)在此，按照下式2成立那樣，規(guī)定基準(zhǔn)電壓Vref、電壓V1、時間T。
Vref＝V1·T/(Rref·Cref)…(式2)這樣，在Rreal·Creal＞Rref·Cref成立的情況下(即RC誤差為正的情況)，由于Vc比Vref小，所以在從脈沖發(fā)生電路6輸出的脈沖電壓從低電位切換為高電位時，比較器CMP1的輸出為低電位。反過來，在Rreal·Creal＜Rref·Cref成立的情況下(即RC誤差為負(fù)的情況)，由于Vc比Vref大，所以在從脈沖發(fā)生電路6輸出的脈沖電壓從低電位切換為高電位時，比較器CMP1的輸出為高電位。
并且，從脈沖發(fā)生電路6輸出的電壓從低電位切換為高電位時，將比較器CMP1的輸出電壓鎖存在D觸發(fā)器5中，并作為誤差檢測電路2的控制信號供給到時間常數(shù)可變電路3中。
即通過比較器CMP1將在誤差基準(zhǔn)電容器的兩端子間產(chǎn)生的電壓Vc和預(yù)先給定的基準(zhǔn)電壓Vref進行比較，該電壓Vc通過在給定的期間T內(nèi)，流入在誤差基準(zhǔn)電容器C1中的與誤差基準(zhǔn)電阻R1的電阻值Rreal成反比例的電流V1/Real而生成，誤差檢測電路2將由IC工藝的偏差所生成的RC誤差分類為正和負(fù)兩級進行檢測。并且，在RC誤差為正時將低電位作為誤差檢測電路2的控制信號輸出到時間常數(shù)可變電路3中，在負(fù)時將高電位作為誤差檢測電路2的控制信號輸出到時間常數(shù)可變電路3中。
(時間常數(shù)可變電路3的說明)接著對時間常數(shù)可變電路3的構(gòu)成進行說明(參照圖1)。將端子7與電阻R2以及電阻R3的一端連接在一起，將電阻R2的另一個端子介于開關(guān)SW4a，電阻R3的另一個端子介于開關(guān)SW4b分別連接在端子8上。開關(guān)SW4a和SW4b構(gòu)成開關(guān)回路SW4。開關(guān)回路SW4由來自誤差檢測電路2的控制信號被控制，對應(yīng)該控制信號從開關(guān)SW4a和開關(guān)SW4b中選擇哪一方閉合。
具體地說，在該控制信號為高電位的情況下一方面開關(guān)SW4a打開，另一方面開關(guān)SW4b閉合。在該控制信號為低電位的情況下一方面開關(guān)SW4a閉合，另一方面開關(guān)SW4b打開(圖3表示控制信號為低電位的情況的圖)。
此外，端子8介于電容器C3接地。時間常數(shù)可變電路3，構(gòu)成將端子7作為輸入側(cè)、將端子8作為輸出側(cè)的一階低通濾波器(以下記作“LPF”)，該時間常數(shù)對應(yīng)來自誤差檢測電路2的控制信號(對應(yīng)RC誤差)可變(可設(shè)定兩組時間常數(shù))。
現(xiàn)今，將構(gòu)成時間常數(shù)可變電路3的一階LPF的“時間常數(shù)的目標(biāo)值”(該LPF具有的時間常數(shù)理想值)作為“Rfil·Cfil”。假設(shè)將電阻R2的“電阻值的設(shè)計值”作為Rfil，將電容器C3的“靜電電容的設(shè)計值”作為Cfil，由IC工藝在同一半導(dǎo)體基板上形成電阻R2以及電容器C3，在只有電阻R2以及電容器C3連接而構(gòu)成一階LPF的情況下，由于按照上述方式對時間常數(shù)產(chǎn)生最大約20％的誤差，所以該一階LPF的截止頻率也產(chǎn)生最大約20％的誤差。這種情況起因于在IC工藝中的電阻的電阻值、電容的靜電電容的絕對誤差大。
另一方面，在同一半導(dǎo)體基板上由IC工藝所形成的電阻的電阻值、電容器的靜電電容的相對誤差與上述絕對誤差(最大約20％)相比非常小(例如3％左右)。也就是說，在1個半導(dǎo)體基板上所形成的多個電阻的電阻值的偏差方向(電阻值變大，或者變小)和偏差量大致相同，在1個半導(dǎo)體基板上所形成的多個電容器的靜電電容的偏差方向(靜電電容變大，或者變小)和偏差量大致相同。注意到這點，構(gòu)成時間常數(shù)可變電路3。
即分別將電阻R2、電阻R3的“電阻值的設(shè)計值”作為0.9·Rfil、1.1·Rfil，電容器C3的“靜電電容的設(shè)計值”作為Cfil。以下說明在按上述方式設(shè)定“電阻值的設(shè)計值”、“靜電電容的設(shè)計值”的情況下，時間常數(shù)可變電路3的時間常數(shù)的最大誤差。此外，將上述絕對誤差作為20％(-20％～+20％)，為了簡單，將上述相對誤差作為無(0％)進行研究。
此外，在連接電阻R2和電容器C3時，其時間常數(shù)的設(shè)計值(0.9·Rfil·Cfil)比時間常數(shù)的目標(biāo)值(Rfil·Cfil)小；在連接電阻R3和電容器C3時，其時間常數(shù)的設(shè)計值(1.1·Rfil·Cfil)比時間常數(shù)的目標(biāo)值(Rfil·Cfil)大。
在由誤差檢測電路2檢測出的“RC誤差”為正的情況下，由于Rreal·Creal＞Rref·Cref成立，所以可知實際的電阻的電阻值和電容器的靜電電容之積比其設(shè)計值大。即可知在同一半導(dǎo)體基板上由IC工藝所形成的電阻的電阻值和電容器的靜電電容之積具有0％～+20％的制造誤差。
在這種情況下，電阻R2和電容器C3構(gòu)成一階LPF(因為開關(guān)SW4a閉合，開關(guān)SW4b打開)，由于其時間常數(shù)的設(shè)計值(制造誤差為0％時的時間常數(shù))為0.9·Rfil·Cfil，如果將加入0％～+20％的制造誤差，將實際的時間常數(shù)作為τ，那么下式3成立(因為，將0.9乘以1.2倍為1.08)。
0.9·Rfil·Cfil＜τ＜1.08·Rfil·Cfil…(式3)在由誤差檢測電路2所檢測出的“RC誤差”為負(fù)的情況下，由于Rreal·Creal＜Rref·Cref成立，所以可知實際的電阻的電阻值和電容器的靜電電容之積比其設(shè)計值小。即可知在同一半導(dǎo)體基板上由IC工藝所形成的電阻的電阻值和電容器的靜電電容之積具有-20％～0％的制造誤差。
在這種情況下，電阻R3和電容器C3構(gòu)成一階LPF(因為開關(guān)SW4a打開，開關(guān)SW4b閉合)，由于其時間常數(shù)的設(shè)計值(制造誤差為0％時的時間常數(shù))為1.1·Rfil·Cfil，如果加入-20％～0％的制造誤差，那么下式4成立(因為，將1.1乘以0.8倍為0.88)。
0.88·Rfil·Cfil＜τ＜1.1·Rfil·Cfil…(式4)由式3以及式4可知，實際的時間常數(shù)τ相對作為“時間常數(shù)的目標(biāo)值”的“Rfil·Cfil”收斂到0.88～1.1倍的范圍內(nèi)，將作為時間常數(shù)誤差的最大20％減少到約10％(改善時間常數(shù)τ的精度)。
此外，在圖1中，由IC工藝將誤差基準(zhǔn)電阻R1、電阻R2、電阻R3、誤差基準(zhǔn)電容器C1以及電容器C3形成在同一半導(dǎo)體基板上，也可以由IC工藝將構(gòu)成時間常數(shù)自動調(diào)整電路1的其它元件(運算放大器OP1、比較器CMP1等)的每一個形成在形成誤差基準(zhǔn)電容器C1的半導(dǎo)體基板上，也可以不形成。
(誤差檢測電路2的變形)采用圖2說明將在圖1中的誤差檢測電路2進行變形的誤差檢測電路12。關(guān)于與圖1相同的部分付與相同的符號并省略說明。
在誤差基準(zhǔn)電阻R11的一端上供給電源電壓Vcc，另一端連接在PNP晶體管Tr11的發(fā)射極和運算放大器OP11的反相輸入端子(-)上。在運算放大器OP11的非反相輸入端子(+)上連接端子19，外加電壓(Vcc-V1)，將運算放大器OP11的輸出供給到PNP晶體管Tr11的基極上。將PNP晶體管Tr11的集電極與NPN晶體管Tr12的集電極和基極以及PNP晶體管Tr13的基極連接在一起，將NPN晶體管Tr12和Tr13的發(fā)射極雙方接地。NPN晶體管Tr12和Tr13構(gòu)成電流反射鏡電路。
將NPN晶體管Tr13的集電極連接在開關(guān)SW11的一端、誤差基準(zhǔn)電容器C11的一端以及比較器CMP11的反相輸入端子(-)上，在開關(guān)SW11的另一端、誤差基準(zhǔn)電容器C11的另一端上外加電源電壓Vcc。在比較器CMP11的非反相輸入端子(+)上外加從電源電壓Vcc減去基準(zhǔn)電壓Vref的電壓，將比較器CMP11的輸出端子連接在D觸發(fā)器5的D端子。
此外，在將從脈沖發(fā)生電路6所輸出的電壓供給到D觸發(fā)器5的時鐘端子上的同時，也作為切換開關(guān)SW11的閉合/打開的控制電壓供給到開關(guān)SW11上，在被供給到開關(guān)SW11上的該控制電壓為高電位時，開關(guān)SW11閉合，低電位時開關(guān)SW11打開(圖2表示開關(guān)SW11打開的狀態(tài))。
如上所述，將加在構(gòu)成誤差檢測電路12的誤差基準(zhǔn)電容器C11的兩端子間的電壓作為Vc，將“誤差基準(zhǔn)電阻R11的電阻值的設(shè)計值”、“誤差基準(zhǔn)電容器C11的靜電電容的設(shè)計值”、“實際的誤差基準(zhǔn)電阻R11的電阻值”、“實際的誤差基準(zhǔn)電容器C11的靜電電容”分別作為Rref、Cref、Rreal、Creal，誤差檢測電路12輸出與在圖1中的誤差檢測電路2的控制信號相同的控制信號。
由此，流過在圖1以及圖2中的誤差檢測電路(誤差檢測電路2或誤差檢測電路12)的誤差基準(zhǔn)電阻R1或R11的電流，由于可以由電壓V1和誤差基準(zhǔn)電阻R1或R11的電阻值決定，所以誤差基準(zhǔn)電阻R1或R11的一端不一定必須接地，也不需要連接在電源電壓上。
此外，由PNP晶體管TR2和TR3構(gòu)成的電流反射鏡電路并不限于圖1中所示的電路構(gòu)成，如果在開關(guān)SW1打開時流入誤差基準(zhǔn)電容器C1的電流和流過誤差基準(zhǔn)電阻R1的電流相同，那么任何一種構(gòu)成都可以。同樣，由NPN晶體管Tr12和Tr13構(gòu)成的電路反射鏡電路也不限于圖2所示的電路構(gòu)成，如果在開關(guān)SW11打開時流入誤差基準(zhǔn)電容器C11的電流和流過誤差基準(zhǔn)電阻R11的電流相同，那么任何一種構(gòu)成都可以。此外，也可由場效應(yīng)管代替NPN晶體管Tr1、PNP晶體管Tr11。
此外，由IC工藝將誤差基準(zhǔn)電阻R11、誤差基準(zhǔn)電容器C11與圖1中的時間常數(shù)可變電路3的電阻R2、R3、電容器C3一起形成在同一半導(dǎo)體基板上，也可以由IC工藝將構(gòu)成誤差檢測電路12以及時間常數(shù)可變電路3的其它元件(運算放大器OP11、比較器CMP11等)的每一個形成在形成誤差基準(zhǔn)電容器C11等的半導(dǎo)體基板上，也可以不形成。
(第2實施方式)接著參照圖3說明有關(guān)本發(fā)明的時間常數(shù)自動調(diào)整電路的第2實施方式。圖3只表示第2實施方式的時間常數(shù)自動調(diào)整電路的電路構(gòu)成中的時間常數(shù)可變電路23的部分。由于在第2實施方式中的誤差檢測電路(誤差檢測電路2或誤差檢測電路12)以及脈沖發(fā)生電路6采用與第1實施方式相同的電路，所以在圖3中省略圖示以及說明。以下的第2實施方式的說明以讓誤差檢測電路2(參照圖1)和時間常數(shù)可變電路23組合使用為前提而進行，當(dāng)然也可以讓誤差檢測電路12(參照圖2)和時間常數(shù)可變電路23組合使用。
將端子27與電容器C22以及電容器C23的一端共同連接，將電容器C22的另一端介于開關(guān)SW24a，將電容器C23的另一端介于開關(guān)SW24b，分別連接在端子28上。開關(guān)SW24a和SW24b構(gòu)成開關(guān)電路SW24。開關(guān)電路SW24由來自誤差檢測電路2的控制信號所控制，對應(yīng)該控制信號從開關(guān)SW4a和開關(guān)SW4b中選擇地哪一方閉合。
具體地說，在該控制信號為高電位的情況下，一方面開關(guān)SW24a打開，另一方面開關(guān)SW24b閉合。在該控制信號為低電位的情況下，一方面開關(guān)SW24a閉合，另一方面開關(guān)SW24b打開(圖3表示控制信號為低電位的情況)。
此外，端子28介于電阻R23接地。時間常數(shù)可變電路23構(gòu)成將端子27作為輸入側(cè)、將端子28作為輸出側(cè)的一階高通濾波器(以下記做“HPF”)，該時間常數(shù)對應(yīng)來自誤差檢測電路2的控制信號(對應(yīng)RC誤差)可變。
現(xiàn)今，將構(gòu)成時間常數(shù)可變電路23的一階HPF的“時間常數(shù)的目標(biāo)值”作為“Rfil·Cfil”。并且，分別將電容器C22、電容器C23的“靜電電容的設(shè)計值”作為0.9·Cfil、1.1·Cfil，將電阻R23的“電阻值的設(shè)計值”作為Rfil。在將“靜電電容的設(shè)計值”、“電阻值的設(shè)計值”進行上述設(shè)定的情況下，以下說明時間常數(shù)可變電路23的時間常數(shù)的最大誤差。此外，為了簡單，將上述絕對誤差作為20％(-20％～+20％)，上述相對誤差作為無(0％)進行研究。
在由誤差檢測電路2所檢測出的“RC誤差”為正的情況下，由于Rreal·Creal＞Rref·Cref成立，所以可知實際的電阻的電阻值和電容器的靜電電容之積比其設(shè)計值大。即可知在同一半導(dǎo)體基板上由IC工藝所形成的電阻的電阻值和電容器的靜電電容之積具有0％～+20％的制造誤差。
在這種情況下，電容器C22和電阻R23構(gòu)成一階HPF(因為開關(guān)SW24a閉合，開關(guān)SW24b打開)，由于其時間常數(shù)的設(shè)計值(制造誤差為0％時的時間常數(shù))為0.9·Rfil·Cfil，如果將加入0％～+20％的制造誤差，實際的時間常數(shù)作為τ，那么上述式3成立(因為，將0.9乘以1.2倍為1.08)。
此外，在由誤差檢測電路2所檢測出的“RC誤差”為負(fù)的情況下，由于Rreal·Creal＜Rref·Cref成立，所以可知實際的電阻的電阻值和電容器的靜電電容之積比其設(shè)計值小。即可知在同一半導(dǎo)體基板上由IC工藝所形成的電阻的電阻值和電容器的靜電電容之積具有-20％～0％的制造誤差。
在這種情況下，電容器C23和電阻R23構(gòu)成一階HPF(因為開關(guān)SW24a打開，開關(guān)SW24b閉合)，由于其時間常數(shù)的設(shè)計值(制造誤差為0％時的時間常數(shù))為1.1·Rfil·Cfil，所以如果加入-20％～0％的制造誤差，那么上述式4成立(因為，將1.1乘以0.8倍為0.88)。
根據(jù)式3以及式4可知，實際的時間常數(shù)τ對于作為“時間常數(shù)的目標(biāo)值”的“Rfil·Cfil”收斂到0.88～1.1倍的范圍內(nèi)，將作為時間常數(shù)誤差的最大20％減少到約10％(改善時間常數(shù)τ的精度)。
此外，在第2實施方式中也與第1實施方式相同，由IC工藝將誤差基準(zhǔn)電阻R1、誤差基準(zhǔn)電容器C1、電阻R23、電容器C22以及C23形成在同一半導(dǎo)體基板上，也可以由IC工藝將構(gòu)成在第2實施方式中的時間常數(shù)自動調(diào)整電路的其它元件(運算放大器OP1、比較器CMP1等)的每一個形成在誤差基準(zhǔn)電容器C1所形成的半導(dǎo)體基板上，也可以不形成。
(第3實施方式)接著，參照圖4說明有關(guān)本發(fā)明的時間常數(shù)自動調(diào)整電路的第3實施方式。圖4表示第3實施方式的時間常數(shù)自動調(diào)整電路31的電路構(gòu)成圖。在圖4中，與圖1相同的部分付與相同的符號并省略其說明。
(誤差檢測電路32的說明)圖4的誤差檢測電路32與圖1的誤差檢測電路2不同的部分在于，將比較器CMP2的非反相輸入端子(+)連接在比較器CMP1的非反相輸入端子(+)上，該比較器CMP2將基準(zhǔn)電壓Vref2供給到自身的反相輸入端子(-)上，被供給到比較器CMP1的反相輸入端子(-)上的電壓是基準(zhǔn)電壓Vref1，代替在圖1中的D觸發(fā)器5設(shè)置鎖存電路35，在鎖存電路35上供給比較器CMP1以及CMP2的輸出電壓以及從脈沖發(fā)生電路6輸出的脈沖電壓，從鎖存電路35中輸出誤差檢測電路32的控制信號，該控制信號相當(dāng)于從圖1中的誤差檢測電路2輸出的控制信號，其它部分與圖1中的誤差檢測電路2相同。
鎖存電路35，將在從脈沖發(fā)生電路6輸出的脈沖電壓從低電位切換為高電位時(在開關(guān)SW1閉合之前)的比較器CMP1、CMP2的輸出直接鎖存，將比較器CMP1的輸出電壓作為控制信號A，將比較器CMP2的輸出電壓作為控制信號B供給到下述的開關(guān)電路34中。該控制信號A和控制信號B構(gòu)成誤差檢測電路32的“控制信號”。
首先，由于在誤差基準(zhǔn)電容器C1上流過V1/Rreal的電流的路徑與在圖1中的路徑相同，所以上述式1成立。在此，按照下式5以及式6成立那樣，設(shè)定基準(zhǔn)電壓Vref1、Vref2、電壓V1、時間T。
Vref1＝V1·T/(Rref·Cref·0.93)…(式5)Vref2＝V1·T/(Rref·Cref·1.07)…(式6)這樣，(1)在Vref2＞Vc，即Rreal·Creal＞Rref·Cref·1.07成立的情況下，由于從脈沖發(fā)生電路6輸出的脈沖電壓從低電位切換為高電位時的比較器CMP1、CMP2的輸出雙方均為低電位，所以根據(jù)鎖存電路35的動作控制信號A、控制信號B雙方均為低電位。
(2)在Vref2＜Vc＜Vref1，即Real·Ceal·0.93＜Rreal·Creal＜Rref·Cref·1.07成立的情況下，由于從脈沖發(fā)生電路6輸出的脈沖電壓從低電位切換為高電位時的比較器CMP1、CMP2的輸出分別為低電位、高電位，所以根據(jù)鎖存電路35的動作，控制信號A、控制信號B分別為低電位、高電位。
(3)在Vc＞Vref1，即Rreal·Creal＜Rref·Cref·0.93成立的情況下，由于從脈沖發(fā)生電路6輸出的脈沖電壓從低電位切換為高電位時的比較器CMP1、CMP2的輸出雙方均為高電位，所以根據(jù)鎖存電路35的動作，控制信號A、控制信號B雙方均為高電位。
由此，誤差檢測電路32將RC誤差分類為3級檢測，將對應(yīng)該被分類的級別的控制信號輸出到時間常數(shù)可變電路33中。
(時間常數(shù)可變電路33的說明)接著，對在圖4中的時間常數(shù)可變電路33的構(gòu)成進行說明。將端子37與電阻R32、電阻R33以及電阻R34的一端共同連接，電阻R32的另一端介于開關(guān)SW34a、電阻R33的另一端介于開關(guān)SW34b、電阻R32的另一端介于開關(guān)SW34c分別連接在端子38上。開關(guān)SW34a和SW34b和SW34c構(gòu)成開關(guān)電路SW34。開關(guān)電路SW34由來自誤差檢測電路32的控制信號所控制，對應(yīng)該控制信號從開關(guān)SW34a、SW34b、SW34c中選擇哪一個閉合。
具體地說(1)在上述控制信號A以及控制信號B的雙方為低電位的情況下，開關(guān)SW34a、SW34b、SW34c分別為閉合、打開、打開。
(2)在上述控制信號A、控制信號B分別為低電位、高電位的情況下，開關(guān)SW34a、SW34b、SW34c分別為打開、閉合、打開。
(3)在上述控制信號A以及控制信號B的雙方為高電位的情況下，開關(guān)SW34a、SW34b、SW34c分別為打開、打開、閉合。
此外，圖4表示上述控制信號A以及控制信號B的雙方為低電位的情況。
此外，端子38介于電容器C33接地。時間常數(shù)可變電路33構(gòu)成將端子37作為輸入側(cè)、將端子38作為輸出側(cè)的一階低通濾波器(LPF)，該時間常數(shù)對應(yīng)來自誤差檢測電路32的控制信號(對應(yīng)RC誤差)而該變(可設(shè)定3種時間常數(shù))。
現(xiàn)今，將構(gòu)成時間常數(shù)可變電路33的一階LPF的“時間常數(shù)的目標(biāo)值”作為“Rfil·Cfil”。并且，分別將電阻R32、R33、R34的“電阻值的設(shè)計值”作為0.87·Rfil、Rfil、1.15·Rfil，將電容器R33的“靜電電容的設(shè)計值”作為Cfil。在將“靜電電容的設(shè)計值”、“電阻值的設(shè)計值”進行上述設(shè)定的情況下，以下說明時間常數(shù)可變電路33的時間常數(shù)的最大誤差。此外，為了簡單，將上述絕對誤差作為20％(-20％～+20％)，將上述相對誤差作為無(0％)進行研究。
(1)在上述控制信號A以及控制信號B的雙方為低電位的情況下，由上述式6可知在半導(dǎo)體基板上由IC工藝所形成的電阻的電阻值和電容器的靜電電容之積，具有+7％～+20％的制造誤差。在這種情況下，電阻R32和電容器C33構(gòu)成一階LPF，由于其時間常數(shù)的設(shè)計值(制造誤差為0％時的時間常數(shù))為0.87·Rfil·Cfil，所以如果將增加+7％～+20％的制造誤差，實際的時間常數(shù)作為τ，那么下式7成立(因為，將0.87乘以1.07倍為0.9309，將0.87乘以1.2倍為1.044)。
0.9309·Rfil·Cfil＜τ＜1.044·Rfil·Cfil…(式7)(2)此外，在上述控制信號A、控制信號B分別為低電位、高電位的情況下，由上述式5以及式6可知在半導(dǎo)體基板上由IC工藝所形成的電阻的電阻值和電容器的靜電電容之積具有-7％～+7％(由于0.93-1＝-0.07)的制造誤差。在這種情況下，電阻R33和電容器C33構(gòu)成一階LPF，由于其時間常數(shù)的設(shè)計值(制造誤差為0％時的時間常數(shù))為Rfil·Cfil，所以如果增加-7％～+7％的制造誤差，那么下式8成立。
0.93·Rfil·Cfil＜τ＜1.07·Rfil·Cfil…(式8)(3)此外，在上述控制信號A以及控制信號B的雙方為高電位的情況下，由上述式5可知在半導(dǎo)體基板上由IC工藝所形成的電阻的電阻值和電容器的靜電電容之積具有-20％～-7％(由于0.93-1＝-0.07)的制造誤差。在這種情況下，電阻R34和電容器C33構(gòu)成一階LPF，由于其時間常數(shù)的設(shè)計值(制造誤差為0％時的時間常數(shù))為1.15·Rfil·Cfil，所以如果增加-20％～-7％的制造誤差，那么下式9成立(因為，將0.8乘以1.15倍為0.92，將0.93乘以1.15倍為1.0695)。
0.92·Rfil·Cfil＜τ＜1.0695·Rfil·Cfil…(式9)根據(jù)式7、式8以及式9可知，實際的時間常數(shù)τ相對作為“時間常數(shù)的目標(biāo)值”的“Rfil·Cfil”收斂到0.92～1.07倍的范圍內(nèi)，將作為時間常數(shù)誤差的最大20％減少到8％，比第1實施方式進一步減小(進一步改善了時間常數(shù)τ的精度)。
此外，在圖4中，由IC工藝將誤差基準(zhǔn)電阻R1、電阻R32、R33、R34、誤差基準(zhǔn)電容器C1以及電容器C33形成在同一半導(dǎo)體基板上，也可以由IC工藝將構(gòu)成時間常數(shù)自動調(diào)整電路31的其它元件(運算放大器OP1、比較器CMP1等)的每一個形成在形成誤差基準(zhǔn)電容器C1的半導(dǎo)體基板上，也可以不形成。
此外，在圖4中，通過將在誤差基準(zhǔn)電容器的兩端子間產(chǎn)生的電壓Vc與電壓值不同的兩個基準(zhǔn)電壓Vref1、Vref21的每一個進行比較，該電壓Vc由在規(guī)定期間T內(nèi)，將與誤差基準(zhǔn)電阻R1的電阻值Rreal成反比例的電流V1/Rreal，流入在誤差基準(zhǔn)電容器C1中(進行充電或者放電)而生成，表示比第1實施方式更減小時間常數(shù)的最大誤差的例子，在進一步減小該誤差的情況下，可以只增加必要數(shù)目的比較器和基準(zhǔn)電壓。
(第4實施方式)接著參照圖5以及圖6說明有關(guān)本發(fā)明的時間常數(shù)自動調(diào)整電路的第4實施方式。圖5表示第4實施方式的時間常數(shù)自動調(diào)整電路41的電路構(gòu)成圖。時間常數(shù)自動調(diào)整電路41由誤差檢測電路42、與圖4中的電路相同的時間常數(shù)可變電路33以及脈沖發(fā)生電路46構(gòu)成。圖5中對與圖1以及圖4相同的部分付與相同的符號并省略說明。
在本實施方式中，誤差檢測電路42與圖1中的誤差檢測電路2不同的部分在于代替D觸發(fā)器設(shè)置鎖存電路45，鎖存電路45在接收比較器CPM1的輸出的同時，將作為來自誤差檢測電路42的控制信號的控制信號A以及控制信號B供給到時間常數(shù)可變電路33中，開關(guān)SW1和鎖存電路45接收從脈沖發(fā)生電路46輸出的脈沖電壓而控制，其它部分相同。
圖6將縱軸作為電壓，橫軸作為時間，分別表示從脈沖發(fā)生電路46輸出的脈沖電壓(圖6中的折線80)和誤差基準(zhǔn)電容器C1的兩端子之間產(chǎn)生的電壓(圖6中的折線81)的一例。在時刻tA、tC所述脈沖電壓從高電位切換為低電位，在時刻tB、tD所述脈沖電壓從低電位切換為高電位。時刻tA和tB之間的時間為T1，時刻tC和tD之間的時間為T2。如上所述，在脈沖電壓為高電位的情況下，由于開關(guān)SW1閉合，所以在誤差基準(zhǔn)電容器C1的兩端子間產(chǎn)生的電壓為0V；在脈沖電壓為低電位的情況下，在誤差基準(zhǔn)電容器C1的兩端子間產(chǎn)生的電壓增大。
將在時刻tB在誤差基準(zhǔn)電容器C1的兩端子間產(chǎn)生的電壓作為Vc1，將在時刻tD在誤差基準(zhǔn)電容器C1的兩端子間產(chǎn)生的電壓作為Vc2，以下的式10、式11成立。
Vc1＝V1·T1/(Rreal·Creal)…(式10)Vc2＝V1·T2/(Rreal·Creal)…(式11)在此，按照下式12以及13成立那樣規(guī)定基準(zhǔn)電壓Vref、電壓V1、時間T1、T2。
Vref＝V1·T1/(Rref·Cref·0.93)…(式12)Vref＝V1·T2/(Rref·Cref·1.07)…(式13)并且，鎖存電路45將在時刻tB、tD比較器CMP1的輸出鎖存，直接分別作為控制信號A和控制信號B，輸出到時間常數(shù)可變電路33中。控制信號A以及控制信號B構(gòu)成控制開關(guān)SW34的開關(guān)動作的“控制信號”。
由此，(1)在Vref＞Vc2，即Rreal·Creal＞Rref·Cref·1.07成立(根據(jù)式11、式13)的情況下，由于在時刻tB、tD比較器CMP1的輸出雙方為低電位，所以從鎖存電路45輸出的控制信號A、控制信號B雙方均為低電位。
(2)在Vc1＜Vref＜Vc2，即Rreal·Creal·0.93＜Rreal·Creal＜Rref·Cref·1.07成立(根據(jù)式10～式13)的情況下，由于在時刻tB、tD比較器CMP1的輸出分別為低電位、高電位，所以從鎖存電路45輸出的控制信號A、控制信號B分別為低電位、高電位。
(3)在Vc1＞Vref，即Rreal·Creal＜Rref·Cref·0.93成立(根據(jù)式10、式12)的情況下，由于在時刻tB、tD比較器CMP1的輸出雙方均為高電位，所以從鎖存電路45輸出的控制信號A、控制信號B雙方均為高電位。
即通過比較器CMP1將在誤差基準(zhǔn)電容器C1的兩端子間產(chǎn)生的電壓(Vc1和Vc2)分別與預(yù)先設(shè)定的基準(zhǔn)電壓Vref進行比較，該在C1兩端子間產(chǎn)生的電壓通過在規(guī)定期間(T1和T2)內(nèi)流入誤差基準(zhǔn)電容器C1中的(進行充電或者放電)與誤差基準(zhǔn)電阻R1的電阻值Rreal成反比例的電流V1/Rreal而生成，誤差檢測電路42將由IC工藝的偏差所產(chǎn)生的RC誤差分類為3級進行檢測。并且，輸出對應(yīng)分類級別的控制信號。
在本實施方式中，由于該控制信號A以及控制信號B與第3實施方式相同，此外在本實施方式中的時間常數(shù)可變電路33與第3實施方式相同，所以與第3實施方式相同，實際的時間常數(shù)τ相對作為“時間常數(shù)的目標(biāo)值”的“Rfil·Cfil”收斂為0.92～1.07倍的范圍內(nèi)，如果將時間常數(shù)的誤差從最大20％減小到8％，那么比第1實施方式進一步減小(進一步改善了時間常數(shù)τ的精度)。
此外，在圖5中與圖4相同，由IC工藝將誤差基準(zhǔn)電阻R1、電阻R32、R33、R34、誤差基準(zhǔn)電容器C1以及電容器C33形成在同一半導(dǎo)體基板上，也可以由IC工藝將構(gòu)成時間常數(shù)自動調(diào)整電路41的其它元件(運算放大器OP1、比較器CMP1等)的每一個形成在形成誤差基準(zhǔn)電容器C1的半導(dǎo)體基板上，也可以不形成。
此外，在圖5中，將與誤差基準(zhǔn)電阻R1的電阻值Rreal成反比的電流V1/Rreal，在規(guī)定的期間內(nèi)流入誤差基準(zhǔn)電容器C1(充電或者放電)，在誤差基準(zhǔn)電容器的兩端子間生成各個電壓Vc1、Vc2，將該電壓Vc1、Vc2分別與基準(zhǔn)電壓Vref進行比較，由此表示了將時間常數(shù)的最大誤差比第1實施方式減小的例子，在需要進一步減小該誤差的情況下，可以讓上述“給定的期間”的數(shù)目只增加必要的數(shù)目。
即，通過按照將在第1規(guī)定期間、…、以及第K規(guī)定期間，在誤差基準(zhǔn)電容器C1中流入(進行充電或者放電)電流V1/Rreal，而在誤差基準(zhǔn)電容器的兩端子間產(chǎn)生的電壓作為Vc1、…、Vck，分別與基準(zhǔn)電壓Vref進行比較而進行，上述K可以是3以上的自然數(shù)。
(變形例)關(guān)于在時間常數(shù)可變電路3、23、33(以下總稱為“時間常數(shù)可變電路”)中所包括的電阻的電阻值的設(shè)計值或電容器的靜電電容的設(shè)計值的具體的數(shù)值(將電阻R2的電阻值的設(shè)計值作為0.9·Rfil等)，或在“式5、式6、式12、式13”中的具體的數(shù)值(在式5中的0.93等)，“按照時間常數(shù)可變電路的時間常數(shù)的預(yù)先設(shè)定的目標(biāo)值(Rfil·Cfil)與實際設(shè)定的時間常數(shù)τ之間能產(chǎn)生的最大誤差(例如在第1實施方式的情況下，由于1-0.88＝0.12，所以為12％)比由IC工藝所能產(chǎn)生的RC誤差的最大值(最大誤差約20％小那樣)”(換句話說，“按照改善時間常數(shù)τ的精度那樣”)進行設(shè)定。因此，本發(fā)明的范圍并不限定于這些具體的數(shù)值。
在此“由IC工藝所能產(chǎn)生的RC誤差的最大值(最大誤差)”是由形成電阻等的半導(dǎo)體基板以及IC工藝的性質(zhì)等決定的。并且，RC誤差的最大值并不是“約±20％”等，在假定為某一特定的值(例如-20％～+20％)時，按照實際的時間常數(shù)τ接近目標(biāo)值(Rfil·Cfil)的方式，設(shè)定在時間常數(shù)可變電路中所包括的電阻(電阻R2等)的電阻值的設(shè)計值以及電容器(電容器C3等)的設(shè)計值。因此，也可以考慮RC誤差的最大值為對應(yīng)每個半導(dǎo)體基板或IC工藝的性質(zhì)等而預(yù)先被設(shè)定的特定的值(例如-20％～+20％)。
然而，在“約±20％”的情況下，也可以在具有RC誤差的最大值的某一程度值的基礎(chǔ)之上，按照實際的時間常數(shù)τ接近目標(biāo)值(Rfil·Cfil)的方式，設(shè)定在時間常數(shù)可變電路中所包括的電阻(電阻R2等)的電阻值的設(shè)計值以及電容器(電容器C3等)的設(shè)計值。
此外，上述的所有的實施方式也可以在不發(fā)生矛盾的前提下互相組合。在上述的實施方式中，雖然以一階LPF和一階HPF為例進行了說明，但本發(fā)明并不限定于此，也能夠適用于包括n階(n為自然數(shù))的所有濾波器(LPF、HPF、帶阻濾波器、帶通濾波器、全通濾波器等)電路、延遲電路等、電阻和電容器的串聯(lián)電路的所有電路中。
此外，上述的所有的實施方式，雖然為了說明的簡略化，在時間常數(shù)可變電路中例舉了包括一個一階LPF或者一階HPF的例子，如果具有在與形成誤差基準(zhǔn)電阻和誤差基準(zhǔn)電容器的半導(dǎo)體基板相同的基板上形成電阻和電容器的串聯(lián)電路，那么通過進行上述所有的操作能夠改善精度。
“關(guān)于RC誤差”在上述的所有的實施方式中，雖然將“RC誤差”作為“Rreal·Creal-Rref·Cref”進行了說明，但是“RC誤差”也可以是根據(jù)“Rreal·Creal-Rref·Cref”算出后的值的任意值。例如，也可以考慮將在“Rreal·Creal-Rref·Cref”上增加某些值后的值，或者與某些值相乘后的值作為“RC誤差”。
“脈沖發(fā)生電路的單觸發(fā)”雖然對脈沖發(fā)生電路6輸出“1脈沖的期間為時間T的2倍，占空比為50％”的脈沖進行了說明，也可以連續(xù)輸出多個脈沖，也可以只輸出特定數(shù)目的脈沖。
“本發(fā)明的其它的表現(xiàn)”此外，有關(guān)本發(fā)明的時間常數(shù)自動調(diào)整電路也能夠按照下述的方式進行記載。
具備誤差檢測電路，其具有由IC工藝在同一半導(dǎo)體基板上形成的誤差基準(zhǔn)電阻以及誤差基準(zhǔn)電容器二者，在根據(jù)上述誤差基準(zhǔn)電阻的電阻值以及上述誤差基準(zhǔn)電容器的靜電電容檢測出由IC工藝的偏差產(chǎn)生的RC誤差的同時，輸出對應(yīng)該RC誤差的控制信號；和時間常數(shù)可變電路，其具有開關(guān)部，該開關(guān)部將兩端連接在電阻部和電容部之間，電阻部由IC工藝在上述半導(dǎo)體基板上形成的一個以上的電阻構(gòu)成，電容部由IC工藝在上述半導(dǎo)體基板上形成的由一個以上的電容器構(gòu)成，通過根據(jù)上述控制信號連接構(gòu)成上述電阻部的任一個電阻和構(gòu)成上述電容部的任一個電容器，對應(yīng)上述RC誤差設(shè)定該時間常數(shù)可變電路的時間常數(shù)，上述電阻的數(shù)目和上述電容器的數(shù)目的至少一方為兩個以上。
并且，所述誤差檢測電路通過將在所述誤差基準(zhǔn)電容器上產(chǎn)生的電壓與預(yù)先設(shè)定的基準(zhǔn)電壓進行比較，該所述誤差基準(zhǔn)電容器上產(chǎn)生的電壓通過在規(guī)定期間內(nèi)，在所述誤差基準(zhǔn)電容器中流入與所述誤差基準(zhǔn)電阻的電阻值成反比例的電流而生成，將對應(yīng)(相當(dāng))從所述誤差基準(zhǔn)電阻的電阻值和所述誤差基準(zhǔn)電容器的靜電電容之積中減去所述誤差基準(zhǔn)電阻的電阻值的設(shè)計值和所述誤差基準(zhǔn)電容器的靜電電容的設(shè)計值之積的值的所述RC誤差，分類為n級(n為2以上的自然數(shù))進行檢測的同時，輸出對應(yīng)該被分類的級別的所述控制信號；所述時間常數(shù)可變電路，對應(yīng)被分類為所述n級的所述RC誤差，可設(shè)定n種所述時間常數(shù)，根據(jù)所述開關(guān)部的連接動作可構(gòu)成下述的連接(按照所述開關(guān)部的連接動作能夠進行那樣，在規(guī)定構(gòu)成所述電阻部的電阻的電阻值的設(shè)計值以及構(gòu)成所述電容部的靜電電容的設(shè)計值的同時，構(gòu)成所述開關(guān)部)按照所述時間常數(shù)的設(shè)計值比所述時間常數(shù)的預(yù)先給定的目標(biāo)值小那樣構(gòu)成所述電阻部的電阻、和構(gòu)成所述電容部的電容器的連接，按照所述時間常數(shù)的設(shè)計值比所述時間常數(shù)的目標(biāo)值大那樣的所述電阻部的電阻和構(gòu)成所述電容部的電容器的連接；所述開關(guān)部，一方面在接收對應(yīng)所述RC誤差為正的控制信號時，按照連接所述時間常數(shù)的設(shè)計值比所述時間常數(shù)的預(yù)先設(shè)定的目標(biāo)值小的那樣的所述電阻部的電阻和構(gòu)成所述電容部的電容器；另一方面在接收對應(yīng)所述RC誤差為負(fù)的控制信號時，按照連接所述時間常數(shù)的設(shè)計值比所述時間常數(shù)的預(yù)先設(shè)定的目標(biāo)值大的那樣的所述電阻部的電阻和構(gòu)成所述電容部的電容器，設(shè)定所述時間常數(shù)。
權(quán)利要求
1.一種時間常數(shù)自動調(diào)整電路，其特征在于，備有誤差檢測電路，其具有誤差基準(zhǔn)電阻和誤差基準(zhǔn)電容器，雙方在同一半導(dǎo)體基板上由IC工藝形成，基于所述誤差基準(zhǔn)電阻的電阻值和所述誤差基準(zhǔn)電容器的靜電電容，檢測出由于IC工藝的偏差而產(chǎn)生的RC誤差，且輸出對應(yīng)該RC誤差的控制信號；和時間常數(shù)可變電路，其具有電阻部，其在所述半導(dǎo)體基板上由IC工藝形成的一個以上電阻構(gòu)成；電容部，其在所述半導(dǎo)體基板上由IC工藝形成的一個以上電容器構(gòu)成；及開關(guān)部，其連接在所述電阻部和所述電容部之間，基于所述控制信號，通過連接構(gòu)成所述電阻部的任一個電阻和構(gòu)成所述電容部的任一個電容器，設(shè)定對應(yīng)于所述RC誤差的該時間常數(shù)可變電路的時間常數(shù)，其中，所述電阻的數(shù)目和所述電容器的數(shù)目中的至少一方為兩個以上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的時間常數(shù)自動調(diào)整電路，其特征在于，按照使所述時間常數(shù)的預(yù)定的目標(biāo)值和所述被設(shè)定的時間常數(shù)之間所能產(chǎn)生的最大誤差，比由所述IC工藝所能產(chǎn)生的RC誤差的給定最大值小那樣，設(shè)定構(gòu)成所述電阻部的電阻的電阻值的設(shè)計值和構(gòu)成所述電容部的電容器的靜電電容的設(shè)計值，同時所述開關(guān)部，連接構(gòu)成所述電阻部的電阻和構(gòu)成所述電容部的電容器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的時間常數(shù)自動調(diào)整電路，其特征在于，所述誤差檢測電路，將與所述誤差基準(zhǔn)電阻的電阻值成反比的電流，在規(guī)定的期間流入所述誤差基準(zhǔn)電容器，由此在所述誤差基準(zhǔn)電容器中產(chǎn)生電壓，將該電壓與預(yù)先設(shè)定的基準(zhǔn)電壓進行比較，由此將所述RC誤差分為n級并進行檢測，該n為2以上的自然數(shù)，同時輸出對應(yīng)該分級的所述控制信號，所述時間常數(shù)可變電路，對應(yīng)被分為所述n級的所述RC誤差，可設(shè)定n種所述時間常數(shù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的時間常數(shù)自動調(diào)整電路，其特征在于，所述n為3以上的自然數(shù)，且所述基準(zhǔn)電壓由電壓值不同的多個基準(zhǔn)電壓構(gòu)成；所述誤差檢測電路，通過將在所述誤差基準(zhǔn)電容器上所產(chǎn)生的所述電壓與所述多個基準(zhǔn)電壓的每一個進行比較，輸出所述控制信號。
5.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的時間常數(shù)自動調(diào)整電路，其特征在于，所述誤差檢測電路，將與所述誤差基準(zhǔn)電阻的電阻值成反比的電流，在第1規(guī)定期間、…、及第k規(guī)定期間流入所述誤差基準(zhǔn)電容器K，該K為2以上的自然數(shù)，由此在所述誤差基準(zhǔn)電容器中產(chǎn)生各個電壓，將該電壓與預(yù)先設(shè)定的基準(zhǔn)電壓進行比較，由此將所述RC誤差分為K+1級，并進行檢測，同時輸出對應(yīng)該分級的所述控制信號，所述時間常數(shù)可變電路，對應(yīng)被分為所述K+1級的所述RC誤差，可設(shè)定K+1種所述時間常數(shù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的時間常數(shù)自動調(diào)整電路，其特征在于，所述誤差檢測電路，在規(guī)定期間，將與所述誤差基準(zhǔn)電阻的電阻值成反比例的電流流入所述誤差基準(zhǔn)電容器，由此在所述誤差基準(zhǔn)電容器中產(chǎn)生電壓，將該電壓與預(yù)先設(shè)定的基準(zhǔn)電壓進行比較，由此將對應(yīng)從所述誤差基準(zhǔn)電阻的電阻值和所述誤差基準(zhǔn)電容器的靜電電容之積中減去所述誤差基準(zhǔn)電阻的電阻值的設(shè)計值和所述誤差基準(zhǔn)電容器的靜電電容的設(shè)計值之積的值的所述RC誤差分為n級并檢測，該n為2以上的自然數(shù)，同時輸出對應(yīng)該分級的所述控制信號，所述時間常數(shù)可變電路，對應(yīng)被分為所述n級的所述RC誤差，可設(shè)定n種所述時間常數(shù)，所述開關(guān)部以下述方式設(shè)定所述時間常數(shù)在接收到與所述RC誤差為正數(shù)時的情況相對應(yīng)的控制信號時，連接構(gòu)成所述電阻部的電阻和構(gòu)成所述電容部的電容器，該構(gòu)成所述電阻部的電阻和構(gòu)成所述電容部的電容器滿足使所述時間常數(shù)的設(shè)計值比所述時間常數(shù)的預(yù)先設(shè)定的目標(biāo)值??；另一方面，在接收到與所述RC誤差為負(fù)數(shù)時的情況相對應(yīng)的控制信號時，連接構(gòu)成所述電阻部的電阻和構(gòu)成所述電容部的電容器，該構(gòu)成所述電阻部的電阻和構(gòu)成所述電容部的電容器滿足使所述時間常數(shù)的設(shè)計值比所述時間常數(shù)的預(yù)先設(shè)定的目標(biāo)值大。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的時間常數(shù)自動調(diào)整電路，其特征在于，所述誤差檢測電路，將與所述誤差基準(zhǔn)電阻的電阻值成反比的電流，在規(guī)定的期間流入所述誤差基準(zhǔn)電容器，由此在所述誤差基準(zhǔn)電容器中產(chǎn)生電壓，將該電壓與預(yù)先設(shè)定的基準(zhǔn)電壓進行比較，由此將所述RC誤差分為n級并進行檢測，該n為2以上的自然數(shù)，同時輸出對應(yīng)該分級的所述控制信號，所述時間常數(shù)可變電路，對應(yīng)被分為所述n級的所述RC誤差，可設(shè)定n種所述時間常數(shù)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7中所述的時間常數(shù)自動調(diào)整電路，其特征在于，所述n為3以上的自然數(shù)，且所述基準(zhǔn)電壓由電壓值不同的多個基準(zhǔn)電壓構(gòu)成，所述誤差檢測電路，將所述誤差基準(zhǔn)電容器中產(chǎn)生的所述電壓與所述多個基準(zhǔn)電壓的每一個進行比較，由此輸出所述控制信號。
9.根據(jù)權(quán)利要求2中所述的時間常數(shù)自動調(diào)整電路，其特征在于，所述誤差檢測電路，將與所述誤差基準(zhǔn)電阻的電阻值成反比的電流，在第1規(guī)定期間、…、及第k規(guī)定期間流入所述誤差基準(zhǔn)電容器，該K為2以上的自然數(shù)，由此在所述誤差基準(zhǔn)電容器中產(chǎn)生各個電壓，將該電壓與預(yù)先設(shè)定的基準(zhǔn)電壓進行比較，由此將所述RC誤差分為K+1級，并進行檢測，同時輸出對應(yīng)該分級的所述控制信號，所述時間常數(shù)可變電路，對應(yīng)被分為所述K+1級的所述RC誤差，可設(shè)定K+1種所述時間常數(shù)。
10.根據(jù)權(quán)利要求2中所述的時間常數(shù)自動調(diào)整電路，其特征在于，所述誤差檢測電路，在規(guī)定期間，將與所述誤差基準(zhǔn)電阻的電阻值成反比例的電流流入所述誤差基準(zhǔn)電容器，由此在所述誤差基準(zhǔn)電容器中產(chǎn)生電壓，將該電壓與預(yù)先設(shè)定的基準(zhǔn)電壓進行比較，由此將對應(yīng)從所述誤差基準(zhǔn)電阻的電阻值和所述誤差基準(zhǔn)電容器的靜電電容之積中減去所述誤差基準(zhǔn)電阻的電阻值的設(shè)計值和所述誤差基準(zhǔn)電容器的靜電電容的設(shè)計值之積的值的所述RC誤差分為n級并檢測，該n為2以上的自然數(shù)，同時輸出對應(yīng)該分級的所述控制信號，所述時間常數(shù)可變電路，對應(yīng)被分為所述n級的所述RC誤差，可設(shè)定n種所述時間常數(shù)，所述開關(guān)部以下述方式設(shè)定所述時間常數(shù)在接收到與所述RC誤差為正數(shù)時的情況相對應(yīng)的控制信號時，連接構(gòu)成所述電阻部的電阻和構(gòu)成所述電容部的電容器，該構(gòu)成所述電阻部的電阻和構(gòu)成所述電容部的電容器滿足使所述時間常數(shù)的設(shè)計值比所述時間常數(shù)的預(yù)先設(shè)定的目標(biāo)值小；另一方面，在接收到與所述RC誤差為負(fù)數(shù)時的情況相對應(yīng)的控制信號時，連接構(gòu)成所述電阻部的電阻和構(gòu)成所述電容部的電容器，該構(gòu)成所述電阻部的電阻和構(gòu)成所述電容部的電容器滿足使所述時間常數(shù)的設(shè)計值比所述時間常數(shù)的預(yù)先設(shè)定的目標(biāo)值大。
全文摘要
提供一種時間常數(shù)自動調(diào)整電路，具備誤差檢測電路，具有由IC工藝在同一半導(dǎo)體基板上形成的誤差基準(zhǔn)電阻以及誤差基準(zhǔn)電容器二者，在根據(jù)上述誤差基準(zhǔn)電阻的電阻值以及上述誤差基準(zhǔn)電容器的靜電電容檢測出由IC工藝的偏差產(chǎn)生的RC誤差的同時，輸出對應(yīng)該RC誤差控制信號；和時間常數(shù)可變電路，其具有開關(guān)，該開關(guān)連接在電阻部和電容部二者之間，電容部、電阻部均由IC工藝在上述半導(dǎo)體基板上形成且一個以上，通過根據(jù)上述控制信號連接構(gòu)成上述電阻部的任一個電阻和構(gòu)成上述電容部的任一個電容器，對應(yīng)上述RC誤差設(shè)定該時間常數(shù)可變電路的時間常數(shù)；上述電阻的數(shù)目和上述電容器的數(shù)目的至少一方為兩個以上。
文檔編號H03H9/38GK1661914SQ20051000837
公開日2005年8月31日 申請日期2005年2月22日 優(yōu)先權(quán)日2004年2月25日
發(fā)明者西川浩二 申請人:羅姆股份有限公司