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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024119362
(43)【公開日】2024-09-03
(54)【発明の名称】位相補償回路及び増幅装置
(51)【国際特許分類】
H03F 3/68 20060101AFI20240827BHJP
H03F 3/387 20060101ALI20240827BHJP
H03H 11/18 20060101ALI20240827BHJP
【ＦＩ】
H03F3/68
H03F3/387
H03H11/18 A
【審査請求】未請求
【請求項の数】16
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023026209
(22)【出願日】2023-02-22
(71)【出願人】
【識別番号】000191238
【氏名又は名称】日清紡マイクロデバイス株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110002000
【氏名又は名称】弁理士法人栄光事務所
(72)【発明者】
【氏名】遠藤 大司
【テーマコード（参考）】
5J098
5J500
【Ｆターム（参考）】
5J098AA14
5J098AB01
5J098AB16
5J098AB27
5J098AB32
5J098AC04
5J098AC20
5J098AD03
5J098AD25
5J098DA01
5J500AA01
5J500AA21
5J500AA26
5J500AC26
5J500AC92
5J500AF03
5J500AF19
5J500AH29
5J500AH40
5J500AK02
5J500AK56
5J500AM08
5J500MV05
5J500MV06
(57)【要約】
【課題】回路面積の低減及び電圧依存性の低減を図った位相補償回路及び増幅装置を提供する。
【解決手段】カップリング容量Ｃ３１，Ｃ３２は、互いに並列接続され、入力端子Ｔ１２の電圧Ｖｉｎをレベルシフトした電圧をバイアス電圧としてバッファ回路１１に入力する。充電端子Ｔ３には、所定電圧Ｖｐが与えられる。切替部１２１は、カップリング容量Ｃ３１，Ｃ３２の接続をバッファ回路１１の入力と充電端子Ｔ３との間で切り替える。切替部１２１には、充電端子Ｔ３に接続されるカップリング容量Ｃ３１，Ｃ３２を周期的に切り替えるとともに、バッファ回路１１の入力に接続されるカップリング容量Ｃ３１，Ｃ３２を周期的に切り替える制御信号Ｓ１１，Ｓ１２が入力される。
【選択図】図２
【解決手段】カップリング容量Ｃ３１，Ｃ３２は、互いに並列接続され、入力端子Ｔ１２の電圧Ｖｉｎをレベルシフトした電圧をバイアス電圧としてバッファ回路１１に入力する。充電端子Ｔ３には、所定電圧Ｖｐが与えられる。切替部１２１は、カップリング容量Ｃ３１，Ｃ３２の接続をバッファ回路１１の入力と充電端子Ｔ３との間で切り替える。切替部１２１には、充電端子Ｔ３に接続されるカップリング容量Ｃ３１，Ｃ３２を周期的に切り替えるとともに、バッファ回路１１の入力に接続されるカップリング容量Ｃ３１，Ｃ３２を周期的に切り替える制御信号Ｓ１１，Ｓ１２が入力される。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
第１の位相補償容量と、
前記第１の位相補償容量の第１の端子に出力が接続されたバッファ回路と、
前記バッファ回路の入力に出力が接続されたバイアス補正回路と、
前記第１の位相補償容量の第２の端子に接続された第１の出力端子と、
前記バイアス補正回路の入力に接続された第１の入力端子とを備え、
前記バイアス補正回路は、
互いに並列接続され、前記第１の入力端子の電圧をレベルシフトした電圧をバイアス電圧として前記バッファ回路に入力する複数のカップリング容量と、
所定電圧が与えられる充電端子と、
複数の前記カップリング容量の接続を前記バッファ回路の入力と前記充電端子との間で切り替える切替部とを有し、
前記切替部には、前記充電端子に接続される前記カップリング容量を周期的に切り替えるとともに、前記バッファ回路の入力に接続される前記カップリング容量を周期的に切り替える第１の制御信号が入力される、
位相補償回路。
前記第１の位相補償容量の第１の端子に出力が接続されたバッファ回路と、
前記バッファ回路の入力に出力が接続されたバイアス補正回路と、
前記第１の位相補償容量の第２の端子に接続された第１の出力端子と、
前記バイアス補正回路の入力に接続された第１の入力端子とを備え、
前記バイアス補正回路は、
互いに並列接続され、前記第１の入力端子の電圧をレベルシフトした電圧をバイアス電圧として前記バッファ回路に入力する複数のカップリング容量と、
所定電圧が与えられる充電端子と、
複数の前記カップリング容量の接続を前記バッファ回路の入力と前記充電端子との間で切り替える切替部とを有し、
前記切替部には、前記充電端子に接続される前記カップリング容量を周期的に切り替えるとともに、前記バッファ回路の入力に接続される前記カップリング容量を周期的に切り替える第１の制御信号が入力される、
位相補償回路。
【請求項2】
請求項１に記載の位相補償回路において、
前記切替部は、
前記充電端子と複数の前記カップリング容量との間に各々接続された複数の第１の充電スイッチと、
前記バッファ回路の入力と複数の前記カップリング容量との間に各々接続された複数の第２の充電スイッチと、を有する、
位相補償回路。
前記切替部は、
前記充電端子と複数の前記カップリング容量との間に各々接続された複数の第１の充電スイッチと、
前記バッファ回路の入力と複数の前記カップリング容量との間に各々接続された複数の第２の充電スイッチと、を有する、
位相補償回路。
【請求項3】
請求項１に記載の位相補償回路において、
前記切替部と前記バッファ回路の入力との接続点と、前記充電端子との間に接続された第３の充電スイッチを有する、
位相補償回路。
前記切替部と前記バッファ回路の入力との接続点と、前記充電端子との間に接続された第３の充電スイッチを有する、
位相補償回路。
【請求項4】
請求項３に記載の位相補償回路において、
前記第３の充電スイッチのオンオフを制御する第２の制御信号を出力する第１の制御回路を備え、
前記第１の制御回路は、前記バイアス電圧を検知し、前記バイアス電圧に応じた前記第２の制御信号を出力する、
位相補償回路。
前記第３の充電スイッチのオンオフを制御する第２の制御信号を出力する第１の制御回路を備え、
前記第１の制御回路は、前記バイアス電圧を検知し、前記バイアス電圧に応じた前記第２の制御信号を出力する、
位相補償回路。
【請求項5】
請求項４に記載の位相補償回路において、
前記第１の制御回路は、前記第３の充電スイッチがオフの場合、前記バイアス電圧が第１の設定範囲外となると前記第３の充電スイッチをオフからオンに切り替え、前記第３の充電スイッチがオンの場合、前記バイアス電圧が前記第１の設定範囲内に含まれ、かつ、前記第１の設定範囲よりも狭い第２の設定範囲内となると前記第３の充電スイッチをオンからオフに切り替える前記第２の制御信号を出力する、
位相補償回路。
前記第１の制御回路は、前記第３の充電スイッチがオフの場合、前記バイアス電圧が第１の設定範囲外となると前記第３の充電スイッチをオフからオンに切り替え、前記第３の充電スイッチがオンの場合、前記バイアス電圧が前記第１の設定範囲内に含まれ、かつ、前記第１の設定範囲よりも狭い第２の設定範囲内となると前記第３の充電スイッチをオンからオフに切り替える前記第２の制御信号を出力する、
位相補償回路。
【請求項6】
請求項５に記載の位相補償回路において、
前記第１の制御回路は、
前記バイアス電圧が前記第１の設定範囲外か否かを検知する第１のウインドウコンパレータと、
前記バイアス電圧が前記第２の設定範囲外か否かを検知する第２のウインドウコンパレータと、
前記第１のウインドウコンパレータ及び前記第２のウインドウコンパレータの検知結果を前記第２の制御信号に変換する変換回路とを有する
位相補償回路。
前記第１の制御回路は、
前記バイアス電圧が前記第１の設定範囲外か否かを検知する第１のウインドウコンパレータと、
前記バイアス電圧が前記第２の設定範囲外か否かを検知する第２のウインドウコンパレータと、
前記第１のウインドウコンパレータ及び前記第２のウインドウコンパレータの検知結果を前記第２の制御信号に変換する変換回路とを有する
位相補償回路。
【請求項7】
請求項６に記載の位相補償回路において、
前記第１のウインドウコンパレータの入力が前記バッファ回路の入力に接続され、
前記第２のウインドウコンパレータの入力が前記第３の充電スイッチと前記充電端子との間に接続された、
位相補償回路。
前記第１のウインドウコンパレータの入力が前記バッファ回路の入力に接続され、
前記第２のウインドウコンパレータの入力が前記第３の充電スイッチと前記充電端子との間に接続された、
位相補償回路。
【請求項8】
請求項１～７の何れか１項に記載の位相補償回路と、
前記位相補償回路が接続された増幅回路とを備えた、
増幅装置。
前記位相補償回路が接続された増幅回路とを備えた、
増幅装置。
【請求項9】
請求項３～７何れか１項に記載の位相補償回路と、
前記位相補償回路が接続された増幅回路とを備え、
前記増幅回路は、内部の信号経路を切断状態と接続状態に切り替える経路切断回路を有し、
前記経路切断回路は、前記第３の充電スイッチがオフの場合に前記接続状態となり、前記第３の充電スイッチがオンの場合に前記切断状態となるように制御される、
増幅装置。
前記位相補償回路が接続された増幅回路とを備え、
前記増幅回路は、内部の信号経路を切断状態と接続状態に切り替える経路切断回路を有し、
前記経路切断回路は、前記第３の充電スイッチがオフの場合に前記接続状態となり、前記第３の充電スイッチがオンの場合に前記切断状態となるように制御される、
増幅装置。
【請求項10】
請求項９に記載の増幅装置において、
前記経路切断回路の後段に設けたサンプルホールド回路をさらに備えた、
増幅装置。
前記経路切断回路の後段に設けたサンプルホールド回路をさらに備えた、
増幅装置。
【請求項11】
請求項９に記載の増幅装置において、
前記経路切断回路の前段に設け、前記第３の充電スイッチがオンの場合に２つの前記信号経路が短絡状態となるように制御される短絡回路をさらに備える、
増幅装置。
前記経路切断回路の前段に設け、前記第３の充電スイッチがオンの場合に２つの前記信号経路が短絡状態となるように制御される短絡回路をさらに備える、
増幅装置。
【請求項12】
請求項９に記載の増幅装置において、
前記増幅回路は、
信号を入力する第２の入力端子と、
増幅した前記信号を出力する第２の出力端子と、
前記第２の入力端子に入力された前記信号を増幅し、前記経路切断回路を通過して、前記第２の出力端子へ出力するメイン経路と、
前記第２の入力端子に入力された前記信号を増幅し、前記経路切断回路を通過せずに、前記第２の出力端子へ出力するサブ経路とを有する
増幅装置。
前記増幅回路は、
信号を入力する第２の入力端子と、
増幅した前記信号を出力する第２の出力端子と、
前記第２の入力端子に入力された前記信号を増幅し、前記経路切断回路を通過して、前記第２の出力端子へ出力するメイン経路と、
前記第２の入力端子に入力された前記信号を増幅し、前記経路切断回路を通過せずに、前記第２の出力端子へ出力するサブ経路とを有する
増幅装置。
【請求項13】
請求項８に記載の増幅装置において、
前記増幅回路は、
入出力が反転接続される第１の反転経路と、前記入出力が非反転接続される第１の非反転経路とを切り替える第１のスイッチを有し、前記第１のスイッチのオンオフにより前記第１の反転経路と前記第１の非反転経路とを交互に切り替えて、入力された信号を交流に変換する入力チョッパ回路と、
前記入力チョッパ回路の後段に設けられた増幅器と、
前記増幅器の後段に設けられ、入出力が反転接続される第２の反転経路と、前記入出力が非反転接続される第２の非反転経路とを切り替える第２のスイッチを有し、前記第２のスイッチのオンオフにより前記第２の反転経路と前記第２の非反転経路とを交互に切り替えて、前記増幅器が出力する信号を復調する復調チョッパ回路と、
前記第１のスイッチ、前記第２のスイッチ及び前記切替部を制御する第２の制御回路とを備え、
前記第２の制御回路は、前記入力チョッパ回路及び前記復調チョッパ回路による経路の切替周期と、前記カップリング容量の接続先の切替周期と、が同期するように制御する、
増幅装置。
前記増幅回路は、
入出力が反転接続される第１の反転経路と、前記入出力が非反転接続される第１の非反転経路とを切り替える第１のスイッチを有し、前記第１のスイッチのオンオフにより前記第１の反転経路と前記第１の非反転経路とを交互に切り替えて、入力された信号を交流に変換する入力チョッパ回路と、
前記入力チョッパ回路の後段に設けられた増幅器と、
前記増幅器の後段に設けられ、入出力が反転接続される第２の反転経路と、前記入出力が非反転接続される第２の非反転経路とを切り替える第２のスイッチを有し、前記第２のスイッチのオンオフにより前記第２の反転経路と前記第２の非反転経路とを交互に切り替えて、前記増幅器が出力する信号を復調する復調チョッパ回路と、
前記第１のスイッチ、前記第２のスイッチ及び前記切替部を制御する第２の制御回路とを備え、
前記第２の制御回路は、前記入力チョッパ回路及び前記復調チョッパ回路による経路の切替周期と、前記カップリング容量の接続先の切替周期と、が同期するように制御する、
増幅装置。
【請求項14】
請求項１３に記載の増幅装置において、
前記第２の制御回路は、前記第１の反転経路と前記第１の非反転経路とを切り替える間に前記第１の反転経路及び前記第１の非反転経路の双方を切断する切断状態に制御すると共に、前記第２の反転経路と前記第２の非反転経路とを切り替える間に前記第２の反転経路及び前記第２の非反転経路の双方を接続する短絡状態に制御し、前記切断状態及び前記短絡状態の間に、前記カップリング容量の接続先の切替を行う、
増幅装置。
前記第２の制御回路は、前記第１の反転経路と前記第１の非反転経路とを切り替える間に前記第１の反転経路及び前記第１の非反転経路の双方を切断する切断状態に制御すると共に、前記第２の反転経路と前記第２の非反転経路とを切り替える間に前記第２の反転経路及び前記第２の非反転経路の双方を接続する短絡状態に制御し、前記切断状態及び前記短絡状態の間に、前記カップリング容量の接続先の切替を行う、
増幅装置。
【請求項15】
請求項１４に記載の増幅装置において、
前記復調チョッパ回路の後段に設けられ、内部の信号経路を切断状態と接続状態に切り替える経路切断回路をさらに備え、
前記第２の制御回路は、前記入力チョッパ回路が前記切断状態及び前記復調チョッパ回路が前記短絡状態の間に、前記経路切断回路を前記切断状態に制御する、
増幅装置。
前記復調チョッパ回路の後段に設けられ、内部の信号経路を切断状態と接続状態に切り替える経路切断回路をさらに備え、
前記第２の制御回路は、前記入力チョッパ回路が前記切断状態及び前記復調チョッパ回路が前記短絡状態の間に、前記経路切断回路を前記切断状態に制御する、
増幅装置。
【請求項16】
請求項１５に記載の増幅装置において、
前記経路切断回路は、入出力が非反転接続される２つの第３の非反転経路及び第４の非反転経路を切り替える第３のスイッチを有し、
前記第２の制御回路は、前記入力チョッパ回路が前記第１の反転経路に切り替えられ、前記復調チョッパ回路が前記第２の反転経路に切り替えられている間は、前記第３の非反転経路に切り替え、前記入力チョッパ回路が前記第１の非反転経路に切り替えられ、前記復調チョッパ回路が前記第２の非反転経路に切り替えられている間は、前記第４の非反転経路に切替られ、前記入力チョッパ回路が前記切断状態、前記復調チョッパ回路が前記短絡状態の間は、前記第３の非反転経路及び前記第４の非反転経路の双方が切断される切断状態に制御する、
増幅装置。
前記経路切断回路は、入出力が非反転接続される２つの第３の非反転経路及び第４の非反転経路を切り替える第３のスイッチを有し、
前記第２の制御回路は、前記入力チョッパ回路が前記第１の反転経路に切り替えられ、前記復調チョッパ回路が前記第２の反転経路に切り替えられている間は、前記第３の非反転経路に切り替え、前記入力チョッパ回路が前記第１の非反転経路に切り替えられ、前記復調チョッパ回路が前記第２の非反転経路に切り替えられている間は、前記第４の非反転経路に切替られ、前記入力チョッパ回路が前記切断状態、前記復調チョッパ回路が前記短絡状態の間は、前記第３の非反転経路及び前記第４の非反転経路の双方が切断される切断状態に制御する、
増幅装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、位相補償回路及び増幅装置に関する。
【背景技術】
【0002】
位相補償回路を組み込んだ増幅装置として図１７に示すものが提案されている。同図に示す増幅装置１００は、信号を増幅する増幅回路１０１と、増幅回路１０１の位相補償を行う２つの位相補償容量Ｃ１，Ｃ２とを備えている。増幅回路１０１は、３段の増幅器ＡＭＰ１，ＡＭＰ２，ＡＭＰ４で構成されたメインパスと、２段の増幅器ＡＭＰ３，ＡＭＰ２で構成されたフィードフォワードパスで構成されている。メインパスは低周波帯域を増幅し、フィードフォワードパスは高周波帯域を増幅する。図１７に示す増幅装置１００は、ユニティゲイン周波数ｆ［Ｈｚ］を設計する際、下記の式（１）に示すように設計する。
【0003】
【数1】
【0004】
なお、Ｇｍ０１：増幅器ＡＭＰ１の相互コンダクタンス値、Ｃ０１：位相補償容量Ｃ１の容量値、Ｇｍ０２：増幅器ＡＭＰ４の相互コンダクタンス値、Ｃ０２：位相補償容量Ｃ２の容量値、とする。
【0005】
また、増幅装置１００の入力段が図１７に示すように差動増幅回路であった場合、メインパスで発生する１ｋＨｚといった低周波の信号帯域における入力換算雑音Ｖｎは下記の式（２）となる。
【0006】
【数2】
【0007】
なお、ｋ：ボルツマン定数、Ｔ：絶対温度、γ：デバイス依存の係数、α：他の雑音源の影響、とする。
【0008】
式（２）により、Ｇｍ０１を大きくすることで、１ｋＨｚといった低周波の信号帯域における入力換算雑音を低減することができる。一方、式（１）によりＧｍ０１を大きくすると、ユニティゲイン周波数ｆを設計するために、Ｇｍ０１も大きくする必要がある。
【0009】
ところで、増幅装置１００を高耐圧に設計する場合、位相補償容量Ｃ１、Ｃ２も高耐圧にする必要がある。高耐圧の容量は、通常の耐圧が低い容量よりも単位面積当たりの容量値が小さい。このため、Ｇｍ０１を大きくすると、位相補償容量Ｃ１の面積が大幅に大きくなり、大幅な回路面積の増加を招く、という課題がある。また、高耐圧に設計すると位相補償容量Ｃ１にかかる電圧の幅が広くなるため、位相補償容量Ｃ１の電圧依存性の影響が大きくなる、という課題がある。
【0010】
一方、フィードフォワードパスが発生する入力換算雑音は高周波数帯域であるため、この周波数帯が信号帯域よりも高くなるように設計すれば、Ｇｍ０２は小さくできる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0011】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、回路面積の低減及び電圧依存性の低減を図った位相補償回路及び増幅装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0012】
前述した目的を達成するために、本発明に係る位相補償回路及び増幅装置は、下記［１］～［１６］を特徴としている。
［１］
第１の位相補償容量と、
前記第１の位相補償容量の第１の端子に出力が接続されたバッファ回路と、
前記バッファ回路の入力に出力が接続されたバイアス補正回路と、
前記第１の位相補償容量の第２の端子に接続された第１の出力端子と、
前記バイアス補正回路の入力に接続された第１の入力端子とを備え、
前記バイアス補正回路は、
互いに並列接続され、前記第１の入力端子の電圧をレベルシフトした電圧をバイアス電圧として前記バッファ回路に入力する複数のカップリング容量と、
所定電圧が与えられる充電端子と、
複数の前記カップリング容量の接続を前記バッファ回路の入力と前記充電端子との間で切り替える切替部とを有し、
前記切替部には、前記充電端子に接続される前記カップリング容量を周期的に切り替えるとともに、前記バッファ回路の入力に接続される前記カップリング容量を周期的に切り替える第１の制御信号が入力される、
位相補償回路であること。
［２］
［１］に記載の位相補償回路において、
前記切替部は、
前記充電端子と複数の前記カップリング容量との間に各々接続された複数の第１の充電スイッチと、
前記バッファ回路の入力と複数の前記カップリング容量との間に各々接続された複数の第２の充電スイッチと、を有する、
位相補償回路であること。
［３］
［１］に記載の位相補償回路において、
前記切替部と前記バッファ回路の入力との接続点と、前記充電端子との間に接続された第３の充電スイッチを有する、
位相補償回路であること。
［４］
［３］に記載の位相補償回路において、
前記第３の充電スイッチのオンオフを制御する第２の制御信号を出力する第１の制御回路を備え、
前記第１の制御回路は、前記バイアス電圧を検知し、前記バイアス電圧に応じた前記第２の制御信号を出力する、
位相補償回路であること。
［５］
［４］に記載の位相補償回路において、
前記第１の制御回路は、前記第３の充電スイッチがオフの場合、前記バイアス電圧が第１の設定範囲外となると前記第３の充電スイッチをオフからオンに切り替え、前記第３の充電スイッチがオンの場合、前記バイアス電圧が前記第１の設定範囲内に含まれ、かつ、前記第１の設定範囲よりも狭い第２の設定範囲内となると前記第３の充電スイッチをオンからオフに切り替える前記第２の制御信号を出力する、
位相補償回路であること。
［６］
［５］に記載の位相補償回路において、
前記第１の制御回路は、
前記バイアス電圧が前記第１の設定範囲外か否かを検知する第１のウインドウコンパレータと、
前記バイアス電圧が前記第２の設定範囲外か否かを検知する第２のウインドウコンパレータと、
前記第１のウインドウコンパレータ及び前記第２のウインドウコンパレータの検知結果を前記第２の制御信号に変換する変換回路とを有する
位相補償回路であること。
［７］
［６］に記載の位相補償回路において、
前記第１のウインドウコンパレータの入力が前記バッファ回路の入力に接続され、
前記第２のウインドウコンパレータの入力が前記第３の充電スイッチと前記充電端子との間に接続された、
位相補償回路であること。
［８］
［１］～［７］の何れか１項に記載の位相補償回路と、
前記位相補償回路が接続された増幅回路とを備えた、
増幅装置であること。
［９］
［３］～［７］何れか１項に記載の位相補償回路と、
前記位相補償回路が接続された増幅回路とを備え、
前記増幅回路は、内部の信号経路を切断状態と接続状態に切り替える経路切断回路を有し、
前記経路切断回路は、前記第３の充電スイッチがオフの場合に前記接続状態となり、前記第３の充電スイッチがオンの場合に前記切断状態となるように制御される、
増幅装置であること。
［１０］
［９］に記載の増幅装置において、
前記経路切断回路の後段に設けたサンプルホールド回路をさらに備えた、
増幅装置であること。
［１１］
［９］に記載の増幅装置において、
前記経路切断回路の前段に設け、前記第３の充電スイッチがオンの場合に２つの前記信号経路が短絡状態となるように制御される短絡回路をさらに備える、
増幅装置であること。
［１２］
［９］に記載の増幅装置において、
前記増幅回路は、
信号を入力する第２の入力端子と、
増幅した前記信号を出力する第２の出力端子と、
前記第２の入力端子に入力された前記信号を増幅し、前記経路切断回路を通過して、前記第２の出力端子へ出力するメイン経路と、
前記第２の入力端子に入力された前記信号を増幅し、前記経路切断回路を通過せずに、前記第２の出力端子へ出力するサブ経路とを有する
増幅装置であること。
［１３］
［８］に記載の増幅装置において、
前記増幅回路は、
入出力が反転接続される第１の反転経路と、前記入出力が非反転接続される第１の非反転経路とを切り替える第１のスイッチを有し、前記第１のスイッチのオンオフにより前記第１の反転経路と前記第１の非反転経路とを交互に切り替えて、入力された信号を交流に変換する入力チョッパ回路と、
前記入力チョッパ回路の後段に設けられた増幅器と、
前記増幅器の後段に設けられ、入出力が反転接続される第２の反転経路と、前記入出力が非反転接続される第２の非反転経路とを切り替える第２のスイッチを有し、前記第２のスイッチのオンオフにより前記第２の反転経路と前記第２の非反転経路とを交互に切り替えて、前記増幅器が出力する信号を復調する復調チョッパ回路と、
前記第１のスイッチ、前記第２のスイッチ及び前記切替部を制御する第２の制御回路とを備え、
前記第２の制御回路は、前記入力チョッパ回路及び前記復調チョッパ回路による経路の切替周期と、前記カップリング容量の接続先の切替周期と、が同期するように制御する、
増幅装置であること。
［１４］
［１３］に記載の増幅装置において、
前記第２の制御回路は、前記第１の反転経路と前記第１の非反転経路とを切り替える間に前記第１の反転経路及び前記第１の非反転経路の双方を切断する切断状態に制御すると共に、前記第２の反転経路と前記第２の非反転経路とを切り替える間に前記第２の反転経路及び前記第２の非反転経路の双方を接続する短絡状態に制御し、前記切断状態及び前記短絡状態の間に、前記カップリング容量の接続先の切替を行う、
増幅装置であること。
［１５］
［１４］に記載の増幅装置において、
前記復調チョッパ回路の後段に設けられ、内部の信号経路を切断状態と接続状態に切り替える経路切断回路をさらに備え、
前記第２の制御回路は、前記入力チョッパ回路が前記切断状態及び前記復調チョッパ回路が前記短絡状態の間に、前記経路切断回路を前記切断状態に制御する、
増幅装置であること。
［１６］
［１５］に記載の増幅装置において、
前記経路切断回路は、入出力が非反転接続される２つの第３の非反転経路及び第４の非反転経路を切り替える第３のスイッチを有し、
前記第２の制御回路は、前記入力チョッパ回路が前記第１の反転経路に切り替えられ、前記復調チョッパ回路が前記第２の反転経路に切り替えられている間は、前記第３の非反転経路に切り替え、前記入力チョッパ回路が前記第１の非反転経路に切り替えられ、前記復調チョッパ回路が前記第２の非反転経路に切り替えられている間は、前記第４の非反転経路に切替られ、前記入力チョッパ回路が前記切断状態、前記復調チョッパ回路が前記短絡状態の間は、前記第３の非反転経路及び前記第４の非反転経路の双方が切断される切断状態に制御する、
増幅装置であること。
［１］
第１の位相補償容量と、
前記第１の位相補償容量の第１の端子に出力が接続されたバッファ回路と、
前記バッファ回路の入力に出力が接続されたバイアス補正回路と、
前記第１の位相補償容量の第２の端子に接続された第１の出力端子と、
前記バイアス補正回路の入力に接続された第１の入力端子とを備え、
前記バイアス補正回路は、
互いに並列接続され、前記第１の入力端子の電圧をレベルシフトした電圧をバイアス電圧として前記バッファ回路に入力する複数のカップリング容量と、
所定電圧が与えられる充電端子と、
複数の前記カップリング容量の接続を前記バッファ回路の入力と前記充電端子との間で切り替える切替部とを有し、
前記切替部には、前記充電端子に接続される前記カップリング容量を周期的に切り替えるとともに、前記バッファ回路の入力に接続される前記カップリング容量を周期的に切り替える第１の制御信号が入力される、
位相補償回路であること。
［２］
［１］に記載の位相補償回路において、
前記切替部は、
前記充電端子と複数の前記カップリング容量との間に各々接続された複数の第１の充電スイッチと、
前記バッファ回路の入力と複数の前記カップリング容量との間に各々接続された複数の第２の充電スイッチと、を有する、
位相補償回路であること。
［３］
［１］に記載の位相補償回路において、
前記切替部と前記バッファ回路の入力との接続点と、前記充電端子との間に接続された第３の充電スイッチを有する、
位相補償回路であること。
［４］
［３］に記載の位相補償回路において、
前記第３の充電スイッチのオンオフを制御する第２の制御信号を出力する第１の制御回路を備え、
前記第１の制御回路は、前記バイアス電圧を検知し、前記バイアス電圧に応じた前記第２の制御信号を出力する、
位相補償回路であること。
［５］
［４］に記載の位相補償回路において、
前記第１の制御回路は、前記第３の充電スイッチがオフの場合、前記バイアス電圧が第１の設定範囲外となると前記第３の充電スイッチをオフからオンに切り替え、前記第３の充電スイッチがオンの場合、前記バイアス電圧が前記第１の設定範囲内に含まれ、かつ、前記第１の設定範囲よりも狭い第２の設定範囲内となると前記第３の充電スイッチをオンからオフに切り替える前記第２の制御信号を出力する、
位相補償回路であること。
［６］
［５］に記載の位相補償回路において、
前記第１の制御回路は、
前記バイアス電圧が前記第１の設定範囲外か否かを検知する第１のウインドウコンパレータと、
前記バイアス電圧が前記第２の設定範囲外か否かを検知する第２のウインドウコンパレータと、
前記第１のウインドウコンパレータ及び前記第２のウインドウコンパレータの検知結果を前記第２の制御信号に変換する変換回路とを有する
位相補償回路であること。
［７］
［６］に記載の位相補償回路において、
前記第１のウインドウコンパレータの入力が前記バッファ回路の入力に接続され、
前記第２のウインドウコンパレータの入力が前記第３の充電スイッチと前記充電端子との間に接続された、
位相補償回路であること。
［８］
［１］～［７］の何れか１項に記載の位相補償回路と、
前記位相補償回路が接続された増幅回路とを備えた、
増幅装置であること。
［９］
［３］～［７］何れか１項に記載の位相補償回路と、
前記位相補償回路が接続された増幅回路とを備え、
前記増幅回路は、内部の信号経路を切断状態と接続状態に切り替える経路切断回路を有し、
前記経路切断回路は、前記第３の充電スイッチがオフの場合に前記接続状態となり、前記第３の充電スイッチがオンの場合に前記切断状態となるように制御される、
増幅装置であること。
［１０］
［９］に記載の増幅装置において、
前記経路切断回路の後段に設けたサンプルホールド回路をさらに備えた、
増幅装置であること。
［１１］
［９］に記載の増幅装置において、
前記経路切断回路の前段に設け、前記第３の充電スイッチがオンの場合に２つの前記信号経路が短絡状態となるように制御される短絡回路をさらに備える、
増幅装置であること。
［１２］
［９］に記載の増幅装置において、
前記増幅回路は、
信号を入力する第２の入力端子と、
増幅した前記信号を出力する第２の出力端子と、
前記第２の入力端子に入力された前記信号を増幅し、前記経路切断回路を通過して、前記第２の出力端子へ出力するメイン経路と、
前記第２の入力端子に入力された前記信号を増幅し、前記経路切断回路を通過せずに、前記第２の出力端子へ出力するサブ経路とを有する
増幅装置であること。
［１３］
［８］に記載の増幅装置において、
前記増幅回路は、
入出力が反転接続される第１の反転経路と、前記入出力が非反転接続される第１の非反転経路とを切り替える第１のスイッチを有し、前記第１のスイッチのオンオフにより前記第１の反転経路と前記第１の非反転経路とを交互に切り替えて、入力された信号を交流に変換する入力チョッパ回路と、
前記入力チョッパ回路の後段に設けられた増幅器と、
前記増幅器の後段に設けられ、入出力が反転接続される第２の反転経路と、前記入出力が非反転接続される第２の非反転経路とを切り替える第２のスイッチを有し、前記第２のスイッチのオンオフにより前記第２の反転経路と前記第２の非反転経路とを交互に切り替えて、前記増幅器が出力する信号を復調する復調チョッパ回路と、
前記第１のスイッチ、前記第２のスイッチ及び前記切替部を制御する第２の制御回路とを備え、
前記第２の制御回路は、前記入力チョッパ回路及び前記復調チョッパ回路による経路の切替周期と、前記カップリング容量の接続先の切替周期と、が同期するように制御する、
増幅装置であること。
［１４］
［１３］に記載の増幅装置において、
前記第２の制御回路は、前記第１の反転経路と前記第１の非反転経路とを切り替える間に前記第１の反転経路及び前記第１の非反転経路の双方を切断する切断状態に制御すると共に、前記第２の反転経路と前記第２の非反転経路とを切り替える間に前記第２の反転経路及び前記第２の非反転経路の双方を接続する短絡状態に制御し、前記切断状態及び前記短絡状態の間に、前記カップリング容量の接続先の切替を行う、
増幅装置であること。
［１５］
［１４］に記載の増幅装置において、
前記復調チョッパ回路の後段に設けられ、内部の信号経路を切断状態と接続状態に切り替える経路切断回路をさらに備え、
前記第２の制御回路は、前記入力チョッパ回路が前記切断状態及び前記復調チョッパ回路が前記短絡状態の間に、前記経路切断回路を前記切断状態に制御する、
増幅装置であること。
［１６］
［１５］に記載の増幅装置において、
前記経路切断回路は、入出力が非反転接続される２つの第３の非反転経路及び第４の非反転経路を切り替える第３のスイッチを有し、
前記第２の制御回路は、前記入力チョッパ回路が前記第１の反転経路に切り替えられ、前記復調チョッパ回路が前記第２の反転経路に切り替えられている間は、前記第３の非反転経路に切り替え、前記入力チョッパ回路が前記第１の非反転経路に切り替えられ、前記復調チョッパ回路が前記第２の非反転経路に切り替えられている間は、前記第４の非反転経路に切替られ、前記入力チョッパ回路が前記切断状態、前記復調チョッパ回路が前記短絡状態の間は、前記第３の非反転経路及び前記第４の非反転経路の双方が切断される切断状態に制御する、
増幅装置であること。
【発明の効果】
【0013】
本発明によれば、回路面積の低減を図った位相補償回路及び増幅装置を提供することができる。
【0014】
以上、本発明について簡潔に説明した。更に、以下に説明される発明を実施するための形態（以下、「実施形態」という。）を添付の図面を参照して通読することにより、本発明の詳細は更に明確化されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【発明を実施するための形態】
【0016】
本発明に関する具体的な実施形態について、各図を参照しながら以下に説明する。
【0017】
（第１実施形態）
本実施形態の位相補償回路１は、図１に示すように、位相補償容量Ｃ１（＝第１の位相補償容量）と、バッファ回路１１と、バイアス補正回路１２と、出力端子Ｔ１１（＝第１の出力端子）と、入力端子Ｔ１２（＝第１の入力端子）とを備えている。位相補償容量Ｃ１は端子Ｔ２１，Ｔ２２（＝第１の端子，第２の端子）を有している。バッファ回路１１は、出力が位相補償容量Ｃ１の端子Ｔ２１に接続されている。バイアス補正回路１２は、バッファ回路１１の入力に出力が接続されている。出力端子Ｔ１１は、位相補償容量Ｃ１の端子Ｔ２２に接続されている。入力端子Ｔ１２は、バイアス補正回路１２の入力に接続されている。
本実施形態の位相補償回路１は、図１に示すように、位相補償容量Ｃ１（＝第１の位相補償容量）と、バッファ回路１１と、バイアス補正回路１２と、出力端子Ｔ１１（＝第１の出力端子）と、入力端子Ｔ１２（＝第１の入力端子）とを備えている。位相補償容量Ｃ１は端子Ｔ２１，Ｔ２２（＝第１の端子，第２の端子）を有している。バッファ回路１１は、出力が位相補償容量Ｃ１の端子Ｔ２１に接続されている。バイアス補正回路１２は、バッファ回路１１の入力に出力が接続されている。出力端子Ｔ１１は、位相補償容量Ｃ１の端子Ｔ２２に接続されている。入力端子Ｔ１２は、バイアス補正回路１２の入力に接続されている。
【0018】
バイアス補正回路１２は、入力端子Ｔ１２に入力された電圧Ｖｉｎをレベルシフトした電圧をバイアス電圧としてバッファ回路１１に入力する。バイアス補正回路１２は、出力端子Ｔ１１，入力端子Ｔ１２間に印加される電圧よりも位相補償容量Ｃ１の端子Ｔ２１，Ｔ２２間に印加される電圧が低くなるようにレベルシフトする。このため、位相補償容量Ｃ１に印加される電圧が低くなるため、耐圧の高いものを用いる必要がなく、回路規模の低減を図ることができる。また、位相補償容量Ｃ１の電圧依存性も低減することができる。
【0019】
バイアス補正回路１２は、図２に示すように、入力Ｔ３１と、出力Ｔ３２と、２つのカップリング容量Ｃ３１，Ｃ３２と、充電端子Ｔ３と、切替部１２１とを有する。入力Ｔ３１は、入力端子Ｔ１２に接続されている。出力Ｔ３２は、バッファ回路１１の入力に接続されている。
【0020】
２つのカップリング容量Ｃ３１，Ｃ３２は、入力端子Ｔ１２とバッファ回路１１の入力との間に互いに並列接続されている。本実施形態においては、カップリング容量Ｃ３１，Ｃ３２が２つ設けられている例について説明するが、カップリング容量Ｃ３１，Ｃ３２としては、３つや４つなど２つ以上設けられていればよい。カップリング容量Ｃ３１，Ｃ３２は各々、位相補償容量Ｃ１よりも高耐圧であり、位相補償容量Ｃ１よりも容量値が小さい。
【0021】
充電端子Ｔ３は、所定電圧Ｖｐが与えられている。切替部１２１は、カップリング容量Ｃ３１，Ｃ３２の接続先をバッファ回路１１の入力と充電端子Ｔ３との間で切り替える。切替部１２１は、充電端子Ｔ３とカップリング容量Ｃ３１，Ｃ３２との間に各々接続された２つの充電スイッチＳＷ１１，ＳＷ１２（＝第１の充電スイッチ）と、バッファ回路１１の入力とカップリング容量Ｃ３１，Ｃ３２との間に各々接続された２つの充電スイッチＳＷ２１，ＳＷ２２（＝第２の充電スイッチ）とを有している。
【0022】
上記充電スイッチＳＷ１１，ＳＷ２２には制御信号Ｓ１１，充電スイッチＳＷ１２，ＳＷ２１には制御信号Ｓ１２が入力され、オンオフが制御される。制御信号Ｓ１１，Ｓ１２（＝第１の制御信号）は、周期的にＨレベル、Ｌレベルに切り替わるクロック信号であり、互いに信号レベルが反転している。充電スイッチＳＷ２１，ＳＷ１２をオン、充電スイッチＳＷ１１，ＳＷ２２をオフすると、カップリング容量Ｃ３２が充電端子Ｔ３に接続され、カップリング容量Ｃ３１がバッファ回路１１の入力に接続される第１の状態となる。充電スイッチＳＷ１１，ＳＷ１２、ＳＷ２１，ＳＷ２２のオンオフを反転させて、充電スイッチＳＷ１１，ＳＷ２２をオン、充電スイッチＳＷ２１，ＳＷ１２をオフすると、カップリング容量Ｃ３１が充電端子Ｔ３に接続され、カップリング容量Ｃ３２がバッファ回路１１の入力に接続される第２の状態となる。制御信号Ｓ１１，Ｓ１２により、第１の状態と第２の状態とが定期的に切り替わる。
【0023】
例えば、カップリング容量Ｃ３１がバッファ回路１１の入力に接続されている場合について考える。このとき、カップリング容量Ｃ３１がリーク電流により充電されると、バイアス電圧が変動するが、バイアス電圧の変動が大きくなり、悪影響を与える前に、バッファ回路１１の入力に接続される容量がカップリング容量Ｃ３２に切り替わるため、バイアス電圧の変動を低減することができる。
【0024】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態の位相補償回路１Ｂについて図３を参照して説明する。なお、図３において、上述した第１実施形態で既に説明した図１及び図２に示す位相補償回路１と同等の部分については同一符号を付してその詳細な説明を省略する。
次に、第２実施形態の位相補償回路１Ｂについて図３を参照して説明する。なお、図３において、上述した第１実施形態で既に説明した図１及び図２に示す位相補償回路１と同等の部分については同一符号を付してその詳細な説明を省略する。
【0025】
本実施形態の位相補償回路１Ｂは、位相補償容量Ｃ１と、バッファ回路１１と、バイアス補正回路１２Ｂと、出力端子Ｔ１１と、入力端子Ｔ１２と、制御回路１３（＝第１の制御回路）とを備えている。第１実施形態の位相補償回路１と第２実施形態の位相補償回路１Ｂとで大きく異なる点は、バイアス補正回路１２Ｂの構成と、制御回路１３をさらに備えた点である。
【0026】
図４に示すように、バイアス補正回路１２Ｂは、第１実施形態と同様に、入力Ｔ３１、出力Ｔ３２、２つのカップリング容量Ｃ３１，Ｃ３２、充電端子Ｔ３、切替部１２１に加えて充電スイッチＳＷ３（＝第３の充電スイッチ）を備えている。充電スイッチＳＷ３は、切替部１２１とバッファ回路１１の入力との接続点と、充電端子Ｔ３との間に接続されている。
【0027】
制御回路１３は、充電スイッチＳＷ３のオンオフを制御する制御信号Ｓ２（＝第２の制御信号）を出力する。制御回路１３は、バッファ回路１１に入力されるバイアス電圧を検知し、バイアス電圧に応じた制御信号Ｓ２を出力する。
【0028】
制御回路１３は、例えば図５に示すように構成されている。制御回路１３は、第１のウインドウコンパレータＣＰ１と、第２のウインドウコンパレータＣＰ２と、変換回路１３１とを有する。第１のウインドウコンパレータＣＰ１は、バイアス電圧が第１の設定範囲Ｒ１であるか否かを検知する。第１の設定範囲Ｒ１は、充電端子Ｔ３に与えられている所定電圧Ｖｐを中心に設定された範囲である。第１のウインドウコンパレータＣＰ１は、入力にバッファ回路１１の入力が接続され、出力に変換回路１３１が接続されている。
【0029】
これにより、第２のウインドウコンパレータＣＰ２には、充電スイッチＳＷ３をオンしている間にバイアス電圧が入力され、充電スイッチＳＷ３がオフしている間には所定電圧Ｖｐが入力される。変換回路１３１は、第１、第２のウインドウコンパレータの検知結果を制御信号Ｓ２に変換する。
【0030】
次に、上述した位相補償回路１Ｂの動作について図６を参照して以下説明する。今、入力端子Ｔ１２に入力される電圧ＶｉｎがＶ１からＶ２に増加し、その後Ｖ２からＶ１に減少する場合について考える。Ｖｉｎ＝Ｖ１のとき、カップリング容量Ｃ３１，Ｃ３２は、両端電圧がＶ１－Ｖｐとなるように充電され、電圧Ｖｉｎからカップリング容量Ｃ３１，Ｃ３２の両端電圧分、レベルシフトした所定電圧Ｖｐがバイアス電圧としてバッファ回路１１に入力される。
【0031】
その後、電圧Ｖｉｎが上昇すると、バイアス電圧が上昇して第１の設定範囲Ｒ１の上限値を超える。バイアス電圧が第１の設定範囲Ｒ１の上限値を超えると、第１のウインドウコンパレータＣＰ１の出力がＬｏレベルからＨｉレベルに切り替わり、Ｈｉレベルの制御信号Ｓ２が出力される。
【0032】
Ｈｉレベルの制御信号Ｓ２が出力されると、充電スイッチＳＷ３がオンして、双方のカップリング容量Ｃ３１，Ｃ３２が充電され、カップリング容量Ｃ３１，Ｃ３２の両端電圧が上昇し、レベルシフト量が増える。図６に示す例では、バイアス電圧が第１の設定範囲Ｒ１の上限値を越えた後も電圧Ｖｉｎが上昇するため、バイアス電圧は第１の設定範囲Ｒ１の上限値で一定となる。その後、電圧ＶｉｎがＶ２で一定となると、バイアス電圧が下がり始める。また、充電スイッチＳＷ３がオンすると、第２のウインドウコンパレータＣＰ２にバイアス電圧が入力される。このときバイアス電圧は第２の設定範囲Ｒ２の上限値を越えているので、第２のウインドウコンパレータＣＰ２はＨｉレベルを出力する。
【0033】
カップリング容量Ｃ３１，Ｃ３２の充電によりレベルシフト量が増えた結果、バイアス電圧が第１の設定範囲Ｒ１の上限値を下回ると、第１のウインドウコンパレータＣＰ１の出力がＬｏレベルに切り替わる。カップリング容量Ｃ３１，Ｃ３２の充電によりレベルシフト量がさらに増えて、バイアス電圧が第２の設定範囲Ｒ２の上限値を下回ると、第２のウインドウコンパレータＣＰ２の出力がＬｏレベルに切り替わる。第２のウインドウコンパレータＣＰ２の出力がＬｏレベルに切り替わると、制御信号Ｓ２がＬｏレベルに切り替わり、充電スイッチＳＷ３がオフされる。
【0034】
次に、電圧Ｖｉｎが下降すると、バイアス電圧が下降して第１の設定範囲Ｒ１の下限値を下回る。バイアス電圧が第１の設定範囲Ｒ１の下限値を超えると、第１のウインドウコンパレータＣＰ１の出力がＬｏレベルからＨｉレベルに切り替わり、Ｈｉレベルの制御信号Ｓ２が出力される。
【0035】
Ｈｉレベルの制御信号Ｓ２が出力されると、充電スイッチＳＷ３がオンして、カップリング容量Ｃ３１，Ｃ３２の双方が放電され、カップリング容量Ｃ３１，Ｃ３２の両端電圧が下がり、レベルシフト量が減る。図６に示す例では、バイアス電圧が第１の設定範囲Ｒ１の下限値を下回った後も電圧Ｖｉｎが下降するため、バイアス電圧は第１の設定範囲Ｒ１の下限値で一定となる。その後、電圧ＶｉｎがＶ１で一定となると、バイアス電圧が上がり始める。また、充電スイッチＳＷ３がオンすると、第２のウインドウコンパレータＣＰ２にバイアス電圧が入力される。このときバイアス電圧は第２の設定範囲Ｒ２の下限値を越えているので、第２のウインドウコンパレータＣＰ２はＨｉレベルを出力する。
【0036】
カップリング容量Ｃ３１，Ｃ３２の放電によりレベルシフト量が減った結果、バイアス電圧が第１の設定範囲Ｒ１の下限値を上回ると、第１のウインドウコンパレータＣＰ１の出力がＬｏレベルに切り替わる。カップリング容量Ｃ３１，Ｃ３２の放電によりレベルシフト量がさらに下がり、バイアス電圧が第２の設定範囲Ｒ２の下限値を上回ると、第２のウインドウコンパレータＣＰ２の出力がＬｏレベルに切り替わる。第２のウインドウコンパレータＣＰ２の出力がＬｏレベルに切り替わると、制御信号Ｓ２がＬｏレベルに切り替わり、充電スイッチＳＷ３がオフされる。
【0037】
上述した実施形態によれば、例えば、カップリング容量Ｃ３１がバッファ回路１１の入力に接続されている場合、カップリング容量Ｃ３１がリーク電流により充放電されると、バイアス電圧が変動する。バイアス電圧の変動が大きくなり、制御回路４が意図せぬタイミングや周期で充電スイッチＳＷ３をオンしてしまう前に、バッファ回路１１の入力に接続される容量がカップリング容量Ｃ３２に切り替わる。このため、制御回路４が意図せぬタイミングや周期で充電スイッチＳＷ３をオンして、スイッチング雑音が発生するのを低減することができる。
【0038】
上述した実施形態によれば、図６に示すように電圧Ｖｉｎが変動してもバイアス電圧を第１の設定範囲Ｒ１内とすることができる。さらに、電圧Ｖｉｎが変動して定常状態になった後はバイアス電圧を第１の設定範囲Ｒ１よりも狭い第２の設定範囲Ｒ２内とすることができる。これにより、電圧Ｖｉｎが変動しても位相補償容量Ｃ１に印加される電圧が低くなるため、位相補償容量Ｃ１として耐圧の高いものを用いる必要がなく、位相補償容量Ｃ１の大きさを抑えることができる。カップリング容量Ｃ３１，Ｃ３２としては高耐圧のものが必要であれば、容量としてはレベルシフトできる程度の小さいものであればよく大容量のものを用いる必要がないため、カップリング容量Ｃ３１，Ｃ３２の大きさも抑えることができる。これにより、回路規模の低減を図ることができ、位相補償容量Ｃ１の電圧依存性も低減できる。
【0039】
なお、上述した第２実施形態の位相補償回路１Ｂは、バイアス電圧に応じて制御信号Ｓ２を出力していたが、これに限ったものではない。例えば、位相補償回路１Ｂの入力端子Ｔ１２に入力される電圧Ｖｉｎが所定の条件で変動することが分かっている装置に位相補償回路１Ｂを組み込む場合、制御回路１３は、所定の条件になったときに充電スイッチＳＷ３をオンするような制御信号Ｓ２を出力するようにしてもよい。
【0040】
上述した第２実施形態では、第２のウインドウコンパレータＣＰ２の出力は、充電スイッチＳＷ３と充電端子Ｔ３の間に接続されていたが、これに限ったものではない。第１のウインドウコンパレータＣＰ１と同様に、第２のウインドウコンパレータＣＰ２の出力をバッファ回路１１の入力に接続するようにしてもよい。
【0041】
（第３実施形態）
次に、第３実施形態の増幅装置２について図７～図１１を参照して説明する。増幅装置２は、位相補償回路１Ｂと、位相補償回路１Ｂが接続された増幅回路３と、制御回路４とを備えている。位相補償回路１Ｂは第２実施形態で説明したものと同様であるため、詳細な説明を省略する。
次に、第３実施形態の増幅装置２について図７～図１１を参照して説明する。増幅装置２は、位相補償回路１Ｂと、位相補償回路１Ｂが接続された増幅回路３と、制御回路４とを備えている。位相補償回路１Ｂは第２実施形態で説明したものと同様であるため、詳細な説明を省略する。
【0042】
増幅回路３は、信号を入力する２つの差動入力端子Ｔ４１，Ｔ４１（＝第２の入力端子）と、増幅した信号を出力する出力端子Ｔ４２と、メイン経路３１と、メイン経路３１上に設けられた入力チョッパ回路３２，復調チョッパ回路３３，経路切断回路３４，サンプルホールド回路３５（以下、「Ｓ＆Ｈ回路３５」と略記）と、サブ経路３６とを備えている。
【0043】
メイン経路３１は、差動入力端子Ｔ４１，Ｔ４１に入力された信号の低周波帯域を増幅して、出力端子Ｔ４２へ出力する。本実施形態では、メイン経路３１は、３つの増幅器としてのトランスコンダクタンスアンプＡＭＰ１～ＡＭＰ３を有している。トランスコンダクタンスアンプＡＭＰ１は、入力チョッパ回路３２の後段に設けられている。トランスコンダクタンスアンプＡＭＰ１は、入力が後述する入力チョッパ回路３２の出力に接続され、出力が後述する復調チョッパ回路３３の入力に接続されている。トランスコンダクタンスアンプＡＭＰ２は、入力がＳ＆Ｈ回路３５の出力に接続され、出力がトランスコンダクタンスアンプＡＭＰ３の入力に接続されている。トランスコンダクタンスアンプＡＭＰ３は、出力が出力端子Ｔ４２に接続されている。
【0044】
入力チョッパ回路３２は、入力が差動入力端子Ｔ４１，Ｔ４１に接続され、出力がトランスコンダクタンスアンプＡＭＰ１の入力に接続されている。入力チョッパ回路３２は、入出力が反転接続される第１の反転経路上に設けられたスイッチＳＷ３１と、入出力が非反転接続される第１の非反転経路上に設けられたスイッチＳＷ３２とを有している。入力チョッパ回路３２は、これらスイッチＳＷ３１、ＳＷ３２（＝第１のスイッチ）のオンオフを交互に切り替えることにより、第１の反転経路及び第１の非反転経路が交互に切り替わり、入力された信号を交流に変換することができる。トランスコンダクタンスアンプＡＭＰ１は、入力チョッパ回路３２により交流に変換された信号を増幅して、復調チョッパ回路３３に入力する。
【0045】
復調チョッパ回路３３は、入力がトランスコンダクタンスアンプＡＭＰ１の出力に接続され、出力が経路切断回路３４の入力に接続されている。復調チョッパ回路３３は、入出力が反転接続される第２の反転経路上に設けられたスイッチＳＷ４１と、入出力が非反転接続される第２の非反転経路上に設けられたスイッチＳＷ４２とを有している。復調チョッパ回路３３は、これらスイッチＳＷ４１、ＳＷ４２（＝第２のスイッチ）のオンオフを交互に切り替えることにより、第２の反転経路及び第２の非反転経路が交互に切り替わり、入力された交流信号を復調することができる。
【0046】
経路切断回路３４は、入力が復調チョッパ回路３３の出力に接続され、出力がＳ＆Ｈ回路３５の入力に接続されている。経路切断回路３４は、入出力が非反転接続される２つの第３の非反転経路及び第４の非反転経路上に各々設けられたスイッチＳＷ５１，ＳＷ５２を有している。経路切断回路３４は、スイッチＳＷ５１，ＳＷ５２（＝第３のスイッチ）のオンオフにより信号経路を切断状態と接続状態に切り替えることができる。
【0047】
Ｓ＆Ｈ回路３５は、経路切断回路３４の後段に設けられている。Ｓ＆Ｈ回路３５としては、例えば図１２に示すように、２つの信号経路とグランドとの間にそれぞれ設けられたホールドコンデンサＣ４１，Ｃ４２から構成されていてもよい。また、図１３に示すように経路切断回路３４の後段に設けられたトランスコンダクタンスアンプＡＭＰ５と、トランスコンダクタンスアンプＡＭＰ５の入力と出力との間に接続されたホールドコンデンサＣ４１，Ｃ４２から構成されていてもよい。
【0048】
サブ経路３６は、差動入力端子Ｔ４１，Ｔ４１に入力された信号を増幅し、経路切断回路３４を通過せずに出力端子Ｔ４２へ出力する。また、サブ経路３６は、差動入力端子Ｔ４１，Ｔ４１に入力された信号の高周波帯域を増幅して、出力端子Ｔ４２へ出力する。
【0049】
本実施形態では、サブ経路３６は２つのトランスコンダクタンスアンプＡＭＰ３，ＡＭＰ４が設けられている。トランスコンダクタンスアンプＡＭＰ４は、入力が差動入力端子Ｔ４１，Ｔ４１に接続され、出力がトランスコンダクタンスアンプＡＭＰ２の出力とトランスコンダクタンスアンプＡＭＰ３の差動入力との間に接続されている。
【0050】
位相補償容量Ｃ２は、トランスコンダクタンスアンプＡＭＰ３の差動入力と出力との間に接続されている。上述した実施形態によれば、位相補償回路１Ｂがメイン経路３１の位相補償を行い、位相補償容量Ｃ２がサブ経路３６の位相補償を行う。位相補償容量Ｃ２は、カップリング容量Ｃ３１，Ｃ３２よりも高耐圧であり、位相補償容量Ｃ１よりも容量値が小さい。
【0051】
制御回路４は、バイアス補正回路１２ＢのスイッチＳＷ１１，ＳＷ１２、ＳＷ２１，ＳＷ２２と、入力チョッパ回路３２のスイッチＳＷ３１，ＳＷ３２、復調チョッパ回路３３のスイッチＳＷ４１，ＳＷ４２、経路切断回路３４のスイッチＳＷ５１，ＳＷ５２のオンオフ制御を行う。
【0052】
次に、上述した構成の増幅装置２の動作について図１４などを参照して説明する。制御回路４は、バイアス補正回路１２Ｂの充電スイッチＳＷ１１，ＳＷ２２に制御信号Ｓ１１を出力し、充電スイッチＳＷ１２，ＳＷ２１に制御信号Ｓ１２を出力する。図１４に示すように、制御信号Ｓ１１，Ｓ１２は、互いに信号レベルが反転している。また、制御信号Ｓ１１，Ｓ１２は、同じタイミングで信号レベルが反転する。
【0053】
制御回路４は、入力チョッパ回路３２のスイッチＳＷ３２、経路切断回路３４のスイッチＳＷ５２に制御信号Ｓ３１を出力し、入力チョッパ回路３２のスイッチＳＷ３１、経路切断回路３４のスイッチＳＷ５１に制御信号Ｓ３２を出力する。制御信号Ｓ３１，Ｓ３２は、制御信号Ｓ１１，Ｓ１２と同じ周期のクロック信号であり、互いに信号レベルが反転している。また、制御信号Ｓ３１，Ｓ３２は、信号レベルの反転時にＬレベルがオーバーラップする。
【0054】
また、制御回路４は、復調チョッパ回路３３のスイッチＳＷ４２に制御信号Ｓ３３を出力し、復調チョッパ回路３３のスイッチＳＷ４１に制御信号Ｓ３４を出力する。制御信号Ｓ３３，Ｓ３４は制御信号Ｓ１１，Ｓ１２と同じ周期のクロック信号であり、互いに信号レベルが反転している。また、制御信号Ｓ３３，Ｓ３４は、信号レベルの反転時にＨレベルがオーバーラップする。
【0055】
これにより、図７に示すように、制御回路４は、スイッチＳＷ１１，ＳＷ２２をオフ、スイッチＳＷ１２，ＳＷ２１をオンに制御する。これにより、カップリング容量Ｃ３１がバッファ回路１１に接続され、カップリング容量Ｃ３２が充電端子Ｔ３に接続される第１の状態となる。このとき、制御回路４は、増幅回路３を図７に示すような非反転経路状態ＳＴ１（図１４参照）に切り替える。非反転経路状態において制御回路４は、スイッチＳＷ３２，ＳＷ４２，ＳＷ５２をオンし、スイッチＳＷ３１，ＳＷ４１，ＳＷ５１をオフに制御する。これにより、入力チョッパ回路３２は第１の非反転経路に切り替えられ、復調チョッパ回路３３は第２の非反転経路に切り替えられ、経路切断回路３４は第４の非反転経路（接続状態）に切り替えられる。
【0056】
次に、制御回路４は、増幅回路３を図８及び図９に示すように、切断・短絡状態ＳＴ２（図１４参照）に切り替える。切断・短絡状態において制御回路４は、スイッチＳＷ３１，ＳＷ３２、ＳＷ５１，ＳＷ５２をオフ、スイッチＳＷ４１，ＳＷ４２をオンに制御する。これにより、入力チョッパ回路３２は第１の反転経路及び第１の非反転経路の双方を切断する切断状態に制御され、復調チョッパ回路３３は第２の反転経路及び第２の非反転経路の双方を接続する短絡状態に制御される。また、経路切断回路３４は、第３の非反転経路及び第４の非反転経路の双方を切断する切断状態に制御される。
【0057】
制御回路４は、増幅回路３が切断・短絡状態となっている間に、カップリング容量Ｃ３１，Ｃ３２の接続先を切り替える（すなわち、バイアス補正回路１２Ｂを第１の状態から第２の状態に切り替える）。本実施形態では、図８及び図９に示すように、制御回路４は、スイッチＳＷ１１，ＳＷ２２をオフからオン、スイッチＳＷ１２，ＳＷ２１をオンからオンに切り替える。これにより、カップリング容量Ｃ３１の接続先がバッファ回路１１から充電端子Ｔ３に切り替えられ、カップリング容量Ｃ３２の接続先が充電端子Ｔ３からバッファ回路１１に切り替えられる。
【0058】
次に、制御回路４は、増幅回路３を図１０に示すように、反転経路状態ＳＴ３（図１４参照）に切り替える。反転経路状態において制御回路４は、スイッチＳＷ３１，ＳＷ４１，ＳＷ５１をオン、スイッチＳＷ３２，ＳＷ４２，ＳＷ５２をオフに制御する。これにより、入力チョッパ回路３２は第１の反転経路に切り替えられ、復調チョッパ回路３３は第２の反転経路に切り替えられ、経路切断回路３４は第３の非反転経路（接続状態）に切り替えられる。
【0059】
次に、制御回路４は、図９に示すように、増幅回路３を切断・短絡状態ＳＴ２に切り替え、その間に再び図８に示すようにカップリング容量Ｃ３１，Ｃ３２の接続先を切り替える（すなわち、バイアス補正回路１２Ｂを第２の状態から第１の状態に切り替える）。その後、制御回路４は、増幅回路３を非反転経路状態ＳＴ１に切り替え、これを周期的に繰り返す。
【0060】
上述した実施形態によれば、制御回路４は、入力チョッパ回路３２及び復調チョッパ回路３３による経路の切替周期と、カップリング容量Ｃ３１，Ｃ３２の接続先の切替周期とが同期するように制御している。これにより、入力チョッパ回路３２のスイッチＳＷ３１，ＳＷ３２、復調チョッパ回路３３のスイッチＳＷ４１，ＳＷ４２のオンオフが切り替わるタイミングで、スイッチＳＷ１１，ＳＷ２１、ＳＷ２１，ＳＷ２２のオンオフも切り替わるため、スイッチング雑音の低減を図ることができる。
【0061】
上述した実施形態によれば、入力チョッパ回路３２が切断状態、復調チョッパ回路３３が短絡状態、経路切断回路３４が切断状態のときに、スイッチＳＷ１１，ＳＷ２１、ＳＷ２１，ＳＷ２２のオンオフが切り替わる。これにより、スイッチＳＷ１１，ＳＷ２１、ＳＷ２１，ＳＷ２２のオンオフによるスイッチング雑音が入力端子Ｔ４１，Ｔ４１や出力端子Ｔ４２まで伝わらず、スイッチング雑音の影響を低減できる。また、復調チョッパ回路３３が短絡状態となっているため、トランスコンダクタンスアンプＡＭＰ１の差動出力が大きくなりすぎないようにすることができる。
【0062】
上述した実施形態によれば、経路切断回路３４は、第３の非反転経路と第４の非反転経路の２つの経路を有し、それぞれの経路にスイッチＳＷ５１，ＳＷ５２を設けている。非反転経路が１つの場合、制御回路４は、切断・短絡状態ＳＴ２に制御する非常に短い期間だけスイッチをオフする制御信号を出力する必要があり、精度よく経路を切断することが難しい。本実施形態によれば、入力チョッパ回路３２と同じ制御信号Ｓ３１，Ｓ３２で経路切断回路３４を制御することができ、精度よく切断・短絡状態ＳＴ２となる期間だけ切断状態とすることができる。
【0063】
また、バイアス電圧が第１の設定範囲Ｒ１外となり、制御回路１３から充電スイッチＳＷ３をオンする制御信号Ｓ２が出力されると、制御回路４は、図１１に示すように増幅回路をバイアス補正状態に制御する。即ち、制御回路４は、スイッチＳＷ４１，ＳＷ４２をオンして、トランスコンダクタンスアンプＡＭＰ１の出力を短絡させる。また、制御回路４は、スイッチＳＷ５１，ＳＷ５２をオフして、経路切断回路３４を切断状態とする。
【0064】
上述した実施形態によれば、充電スイッチＳＷ３がオンしてカップリング容量Ｃ３１，Ｃ３２が充放電状態となっている間に、経路切断回路３４が切断状態となり、メイン経路３１の信号経路を切断して、その間に出力端子Ｔ４２からトランスコンダクタンスアンプＡＭＰ１が増幅した信号が出力されないようにすることができる。
【0065】
上述した実施形態によれば、増幅回路３はサブ経路３６を有している。これにより、経路切断回路３４が切断状態に切り替えられているときもサブ経路３６が差動入力端子Ｔ４１，Ｔ４１に入力された信号を増幅して出力端子Ｔ４２から出力するため、増幅回路３の出力を維持することができる。
【0066】
上述した実施形態によれば、経路切断回路３４の後段にＳ＆Ｈ回路３５が設けられている。これにより、経路切断回路３４が切断状態に切り替わったときに、Ｓ＆Ｈ回路３５が直前の接続状態のときにトランスコンダクタンスアンプＡＭＰ１から出力された信号を保持してトランスコンダクタンスアンプＡＭＰ２に入力することができる。これにより、経路切断回路３４が切断状態に切り替えられているときも増幅回路３の出力を維持して、サブ経路３６の増幅動作の負担を減らすことができる。
【0067】
（第４実施形態）
次に、第４実施形態の増幅装置２Ｄについて図１５を参照して説明する。図１５において、上述した第３実施形態で既に説明した図７などに示す増幅装置２と同等の部分については同一符号を付してその詳細な説明を省略する。第３実施形態と第４実施形態とで大きく異なる点は、増幅回路３Ｄの構成である。第３実施形態ではメイン経路３１は３つのトランスコンダクタンスアンプＡＭＰ１～ＡＭＰ３で構成していたが、第４実施形態ではメイン経路３１Ｄは２つのトランスコンダクタンスアンプＡＭＰ１，ＡＭＰ３で構成されている。
次に、第４実施形態の増幅装置２Ｄについて図１５を参照して説明する。図１５において、上述した第３実施形態で既に説明した図７などに示す増幅装置２と同等の部分については同一符号を付してその詳細な説明を省略する。第３実施形態と第４実施形態とで大きく異なる点は、増幅回路３Ｄの構成である。第３実施形態ではメイン経路３１は３つのトランスコンダクタンスアンプＡＭＰ１～ＡＭＰ３で構成していたが、第４実施形態ではメイン経路３１Ｄは２つのトランスコンダクタンスアンプＡＭＰ１，ＡＭＰ３で構成されている。
【0068】
（第５実施形態）
次に、第５実施形態の増幅装置２Ｅについて図１６を参照して説明する。図１６において、上述した第４実施形態で既に説明した図１５に示す増幅装置２Ｄと同等の部分については同一符号を付してその詳細な説明を省略する。第４実施形態と第５実施形態とで大きく異なる点は、増幅回路３Ｅの構成である。第４実施形態では増幅回路３Ｄはサブ経路３６を有していたが、第５実施形態では増幅回路３Ｄはサブ経路を有していない。即ち、サブ経路を有することは必須ではない。
次に、第５実施形態の増幅装置２Ｅについて図１６を参照して説明する。図１６において、上述した第４実施形態で既に説明した図１５に示す増幅装置２Ｄと同等の部分については同一符号を付してその詳細な説明を省略する。第４実施形態と第５実施形態とで大きく異なる点は、増幅回路３Ｅの構成である。第４実施形態では増幅回路３Ｄはサブ経路３６を有していたが、第５実施形態では増幅回路３Ｄはサブ経路を有していない。即ち、サブ経路を有することは必須ではない。
【0069】
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。その他、上述した実施形態における各構成要素の材質、形状、寸法、数、配置箇所、等は本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。
【0070】
上述した実施形態では、メイン経路は、上述した２段、３段のトランスコンダクタンスアンプから構成されたものに限定されるものではなく、４段、５段といった３段以上のトランスコンダクタンスアンプから構成されていてもよい。
【0071】
上述した第３～第５実施形態では、チョッパ型の増幅回路３、３Ｄ、３Ｅに位相補償回路１Ｂを組み込んでいたがこれに限ったものではない。例えばチョッパ型でない増幅回路に位相補償回路１，１Ｂを組み込んでもよい。
【0072】
上述した第３～第５実施形態では、増幅回路３、３Ｄ、３Ｅに位相補償回路１Ｂを組み込んでいたがこれに限ったものではない。例えば電源装置など位相補償を行う必要のある他の装置に位相補償回路１，１Ｂを組み込んでもよい。
【0073】
上述した第３～第５実施形態では、経路切断回路３４は２つの非反転経路を有し、それぞれにスイッチＳＷ５１，ＳＷ５２が設けられていたが、これに限ったものではない。経路切断回路３４は一つの非反転経路のみを有し、スイッチＳＷ５１，ＳＷ５２の何れかのみを設けてもよい。
【符号の説明】
【0074】
１，１Ｂ 位相補償回路
２，２Ｄ，２Ｅ 増幅装置
３，３Ｄ，３Ｅ 増幅回路
４ 制御回路（第２の制御回路）
１１ バッファ回路
１２，１２Ｂ バイアス補正回路
１３ 制御回路（第１の制御回路）
３１，３１Ｄ メイン経路
３２ 入力チョッパ回路
３３ 復調チョッパ回路（短絡回路）
３４ 経路切断回路
３５ サンプルホールド回路
３６ サブ経路
１２１ 切替部
１３１変換回路
ＡＭＰ１ トランスコンダクタンスアンプ（増幅器）
Ｃ１ 位相補償容量Ｃ１（第１の位相補償容量）
Ｃ３１，Ｃ３２ カップリング容量
ＣＰ１ 第１のウインドウコンパレータ
ＣＰ２ 第２のウインドウコンパレータ
Ｒ１ 第１の設定範囲
Ｒ２ 第２の設定範囲
Ｓ１１，Ｓ１２ 制御信号（第１の制御信号）
Ｓ２ 制御信号（第２の制御信号）
ＳＷ１１，ＳＷ１２ 充電スイッチ（第１の充電スイッチ）
ＳＷ２１，ＳＷ２２ 充電スイッチ（第２の充電スイッチ）
ＳＷ３ 充電スイッチ（第３の充電スイッチ）
ＳＷ３１，ＳＷ３２ スイッチ（第１のスイッチ）
ＳＷ４１，ＳＷ４２ スイッチ（第２のスイッチ）
ＳＷ５１，ＳＷ５２ スイッチ（第３のスイッチ）
Ｔ１１ 出力端子（第１の出力端子）
Ｔ１２ 入力端子（第１の入力端子）
Ｔ２１ 端子（第１の端子）
Ｔ２２ 端子（第２の端子）
Ｔ４１ 差動入力端子（第２の入力端子）
Ｔ４２ 出力端子（第２の出力端子）
Ｔ３ 充電端子
Ｖｐ 所定電圧
２，２Ｄ，２Ｅ 増幅装置
３，３Ｄ，３Ｅ 増幅回路
４ 制御回路（第２の制御回路）
１１ バッファ回路
１２，１２Ｂ バイアス補正回路
１３ 制御回路（第１の制御回路）
３１，３１Ｄ メイン経路
３２ 入力チョッパ回路
３３ 復調チョッパ回路（短絡回路）
３４ 経路切断回路
３５ サンプルホールド回路
３６ サブ経路
１２１ 切替部
１３１変換回路
ＡＭＰ１ トランスコンダクタンスアンプ（増幅器）
Ｃ１ 位相補償容量Ｃ１（第１の位相補償容量）
Ｃ３１，Ｃ３２ カップリング容量
ＣＰ１ 第１のウインドウコンパレータ
ＣＰ２ 第２のウインドウコンパレータ
Ｒ１ 第１の設定範囲
Ｒ２ 第２の設定範囲
Ｓ１１，Ｓ１２ 制御信号（第１の制御信号）
Ｓ２ 制御信号（第２の制御信号）
ＳＷ１１，ＳＷ１２ 充電スイッチ（第１の充電スイッチ）
ＳＷ２１，ＳＷ２２ 充電スイッチ（第２の充電スイッチ）
ＳＷ３ 充電スイッチ（第３の充電スイッチ）
ＳＷ３１，ＳＷ３２ スイッチ（第１のスイッチ）
ＳＷ４１，ＳＷ４２ スイッチ（第２のスイッチ）
ＳＷ５１，ＳＷ５２ スイッチ（第３のスイッチ）
Ｔ１１ 出力端子（第１の出力端子）
Ｔ１２ 入力端子（第１の入力端子）
Ｔ２１ 端子（第１の端子）
Ｔ２２ 端子（第２の端子）
Ｔ４１ 差動入力端子（第２の入力端子）
Ｔ４２ 出力端子（第２の出力端子）
Ｔ３ 充電端子
Ｖｐ 所定電圧
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】