CN101895296A - 模拟数字转换器电路和模拟数字转换方法 - Google Patents

模拟数字转换器电路和模拟数字转换方法 Download PDF

Info

Publication number
CN101895296A
CN101895296A CN2010101788663A CN201010178866A CN101895296A CN 101895296 A CN101895296 A CN 101895296A CN 2010101788663 A CN2010101788663 A CN 2010101788663A CN 201010178866 A CN201010178866 A CN 201010178866A CN 101895296 A CN101895296 A CN 101895296A
Authority
CN
China
Prior art keywords
voltage
reference voltage
analog
digital
normal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN2010101788663A
Other languages
English (en)
Inventor
池田守
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Renesas Electronics Corp
Original Assignee
Renesas Electronics Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Renesas Electronics Corp filed Critical Renesas Electronics Corp
Publication of CN101895296A publication Critical patent/CN101895296A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03M—CODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M1/00—Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
    • H03M1/10—Calibration or testing
    • H03M1/1009—Calibration
    • H03M1/1014—Calibration at one point of the transfer characteristic, i.e. by adjusting a single reference value, e.g. bias or gain error
    • H03M1/1019—Calibration at one point of the transfer characteristic, i.e. by adjusting a single reference value, e.g. bias or gain error by storing a corrected or correction value in a digital look-up table
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03M—CODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M1/00—Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
    • H03M1/12—Analogue/digital converters
    • H03M1/34—Analogue value compared with reference values
    • H03M1/38—Analogue value compared with reference values sequentially only, e.g. successive approximation type
    • H03M1/46—Analogue value compared with reference values sequentially only, e.g. successive approximation type with digital/analogue converter for supplying reference values to converter
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03M—CODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M1/00—Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
    • H03M1/66—Digital/analogue converters
    • H03M1/74—Simultaneous conversion
    • H03M1/76—Simultaneous conversion using switching tree
    • H03M1/765—Simultaneous conversion using switching tree using a single level of switches which are controlled by unary decoded digital signals

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Analogue/Digital Conversion (AREA)

Abstract

提供了模拟数字转换器电路和模拟数字转换方法。所述模拟数字转换器电路包括：比较单元，该比较单元将模拟输入电压与顺序地变化的基准电压顺序地比较并且作为数字值输出比较结果；标准电压生成单元，该标准电压生成单元生成用于校正基准电压的标准电压；存储单元，该存储单元存储通过比较单元获得的标准电压的比较结果；以及基准电压生成单元，该基准电压生成单元基于标准电压的比较结果生成基准电压。

Description

模拟数字转换器电路和模拟数字转换方法
通过引用并入
本申请基于并且要求于2009年5月18日提交的日本专利申请No.2009-119670的优先权，其内容在此通过引用整体并入。
技术领域
本申请涉及模拟数字转换器电路和模拟数字转换方法，并且更加具体地，涉及连续近似类型的模拟数字转换器电路和模拟数字转换方法。
背景技术
通常，连续近似的模拟数字转换器电路(A/D转换器)包括比较器，该比较器将模拟输入电压与根据分辨率(位数)而确定的多个基准电压顺序地进行比较。例如，基于被存储在寄存器等等中的预定的数值，使用电源生成基准电压。
在使用电源的情况下，如果电源电压变化，则基准电压也变化，根据预定的数值来确定基准电压中的每一个。这使很难对模拟输入电压精确地执行A/D转换。尤其地，当电池被用作电源时，出现随着使用时间的流逝电源电压减小的问题。同时，例如，当采用诸如DC/DC转换器这样的升压器电路时，使得即使当电源电压变化时标准电压也被保持恒定，出现另一个增加成本的问题。在日本未经审查的专利申请公开No.2005-26830中公布了用于校正模拟输入电压的A/D转换结果同时避免成本增加的问题的技术。
图9是示出在日本未经审查的专利申请公开No.2005-26830的图1中公布的A/D转换器的框图。A/D转换器包括传感器11、A/D转换单元12、在其中安装有A/D转换单元12的微计算机CPU 13、电源14、以及标准电压生成单元15。标准电压生成单元15生成用于校正由于电源14的电压中的变化引起的A/D转换单元12的基准电压中的变化的标准电压。然后，使用通过标准电压生成单元15生成的用于校正的标准电压的A/D转换结果来校正来自于传感器11的模拟输入电压的A/D转换结果。
图10是在日本未经审查的专利申请公开No.2005-26830的图5中公布的流程图。参考图10，在日本未经审查的专利申请公开No.2005-26830中公布的A/D转换器中，用于校正的标准电压首先进行A/D转换并且将其存储(步骤S1)。接下来，传感器11的输出进行A/D转换(步骤S2)。然后，使用在步骤S 1中存储的标准电压的A/D转换结果校正在步骤S2中获得的A/D转换结果(步骤S3)。最后，已校正的传感器输出被用于控制操作(步骤S4)。
发明内容
本发明已经发现如下所述的问题。即，在日本未经审查的专利申请公开No.2005-26830中公布的A/D转换器中，存在在完成步骤S3的校正操作处理之前不能够使用A/D转换结果的时间限制。换言之，存在在日本未经审查的专利申请公开No.2005-26830中公布的A/D转换器不适合于要求高速A/D转换的实时控制。
本发明的第一示例性方面是模拟数字转换器，包括：比较单元，该比较单元将模拟输入电压与多个基准电压顺序地进行比较并且作为数字值输出比较结果；标准电压生成单元，该标准电压生成单元生成用于校正基准电压的标准电压；存储单元，该存储单元存储通过比较单元获得的标准电压的比较结果；以及基准电压生成单元，该基准电压生成单元生成基于标准电压的比较结果校正的基准电压。
本发明的第二示例性方面是模拟数字转换方法，包括：将标准电压转换为数字值，标准电压与电源电压的变化无关而基本上恒定；生成基于标准电压的比较结果校正的多个基准电压；并且将多个基准电压与模拟输入电压顺序地进行比较并且将多个基准电压转换为数字值。
根据本发明的示例性方面，将基于标准电压的A/D转换结果校正的基准电压与模拟输入信号进行比较。因此，模拟输入信号的转换结果能够被直接地用于控制操作。
根据本发明的示例性方面，能够提供适合于实时控制的模拟数字转换器电路和模拟数字转换方法。
附图说明
结合附图，根据某些示例性实施例的以下描述，以上和其它示例性方面、优点和特征将更加明显，其中：
图1是示出根据本发明的第一示例性实施例的模拟数字转换器电路的框图；
图2是具体地示出基准电压生成电路104的图；
图3是示出根据本发明的示例性实施例的校正方法的流程图；
图4是示出在典型的A/D转换器中当电源电压VDD减小时执行的A/D转换与当电源电压VDD正常时执行的A/D转换之间的比较的示意图；
图5是示出当电源电压正常(VDD＝3.2V)时执行的A/D转换处理的表；
图6示出当电源电压减小(VDD＝2.2V)时执行的A/D转换处理；
图7是示出根据本发明的示例性实施例的校正方法的概念图；
图8是示出当电源减小(VDD＝2.2V)时根据本发明的示例性实施例的A/D转换处理的表；
图9是示出在日本未经审查的专利申请公开No.2005-26830的图1中公布的A/D转换器的框图；以及
图10是示出在日本未经审查的专利申请公开No.2005-26830的图5中公布的流程图。
具体实施方式
下面将会参考附图描述本发明的示例性实施例。注意，本发明不限于下述示例性实施例。为了阐明解释适当地简化附图和下面的描述。
[第一示例性实施例]
图1是示出根据本发明的第一示例性实施例的模拟数字转换器电路(在下文中，被称为“A/D转换器”)的框图。A/D转换器包括用于校正的标准电压生成电路101、选择器102、采样保持(S/H)电路103、基准电压生成电路104、比较器(比较单元)105、转换结果寄存器106、以及标准电压转换结果寄存器107。
标准电压生成电路101生成并且输出与电源电压中的变化无关而恒定的用于校正的标准电压Vstd。选择器102选择并且输出模拟输入电压Vin和从标准电压生成电路101输出的标准电压Vstd中的一个。S/H电路103采样要在比较器105中进行比较的从选择器102输出的标准电压Vstd(在下文中，被称为“比较电压”)或者模拟输入电压Vin，并且保持电压恒定。例如，S/H电路103是由响应于时钟信号接通并且断开的开关和采样电容器组成。
基准电压生成电路104基于被存储在标准电压转换结果寄存器107中的标准电压Vstd的A/D转换结果而生成用于生成基准电压Vref的数字信号，并且进一步基于数字信号生成基准电压Vref。基准电压生成电路104具有被提供有电源电压VDD的高电压侧电源端子，和被提供有接地电压GND的低电压侧电源端子。即，基准电压生成电路104在从接地电压GND至电源电压VDD的范围内生成基准电压Vref。下面将会参考图2详细地描述基准电压生成电路104。
比较器105将被保持在S/H电路103中的比较电压与从基准电压生成电路104输出的多个基准电压Vref顺序地进行比较，并且输出比较结果作为数字信号。转换结果寄存器106暂时地存储并且输出从比较器105输出的A/D转换结果。标准电压转换结果寄存器107存储标准电压Vstd的A/D转换结果。
图2具体地示出基准电压生成电路104。参考图2，基准电压生成电路104包括数字信号生成电路104a、分接选择器104b、以及串联电阻器串104c。
数字信号生成电路104a基于标准电压Vstd的A/D转换结果生成并且输出分别与基准电压Vref对应的数字信号。分接选择器104b包括被并联地相互连接在一起的多个开关SW。通过从数字信号生成电路104a输出的数字信号控制开关SW中的每一个的接通/关闭。
串联电阻器串104c是由被串联地连接在一起的多个电阻器R形成。串联电阻器串104c的一端被提供有电源电压VDD，并且其另一端被提供有接地电压GND。分接选择器104b的开关SW中的每一个的一端被连接至两个相邻的电阻器R之间的结点或者串联电阻器串104c的端。开关SW中的每一个的另一端被共同地连接至基准电压生成电路104的输出。
即，分接选择器104b和串联电阻器串104c组成电阻器串类型的数字模拟转换器电路(D/A转换器)。通过此构造，从基准电压生成电路104输出基于标准电压Vstd的A/D转换结果由数字信号生成电路104a生成的分别对应于数字信号的基准电压Vref。
如上所述，在典型的A/D转换器中，当电源电压VDD变化时，基准电压Vref也发生变化，根据预定的数字值确定该基准电压Vref中的每一个。这使难以精确地执行用于模拟输入电压Vin的A/D转换。
同时，即使电源电压VDD变化，通过使用标准电压Vstd的A/D转换结果，根据本示例性实施例的A/D转换器能够生成与在正常电源电压VDD时获得的相等的基准电压Vref。换言之，通过使用标准电压Vstd的A/D转换结果，根据本示例性实施例的A/D转换器执行校正操作使得基准电压Vref变得等于在正常电源电压VDD时获得的基准电压。因为将模拟输入电压Vin和与在正常电源电压VDD时获得的相等的基准电压Vref进行比较，所以能够获得与在正常电源电压VDD获得的相等的A/D转换结果。即，能够对模拟输入电压Vin精确地执行A/D转换。此外，A/D转换结果能够被直接地用于控制操作，并且因此根据本示例性实施例的A/D转换器适合于实时控制。
接下来参考图3，将会描述根据本示例性实施例的校正方法的概要。图3是示出根据本示例性实施例的校正方法的流程图。如图3中所示，根据本示例性实施例的校正方法，使用还没有校正的基准电压Vref通过比较器105首先对标准电压Vstd进行A/D转换，并且转换结果被存储在标准电压转换结果寄存器107中(S101)。
接下来，使用被存储在标准电压转换结果寄存器107中的标准电压Vstd的A/D转换结果生成基准电压Vref，并且模拟输入电压Vin进行A/D转换(S102)。在这样的情况下，数字信号生成单元104a基于标准电压Vstd的A/D转换结果生成与基准电压Vref相对应的数字信号，使得基准电压Vref的值变得等于在正常电源电压VDD时获得的值。分接选择器104b和串联电阻器串104c将数字信号转换为基准电压Vref。然后，比较器105将基准电压Vref与模拟输入电压Vin进行比较。
最后，模拟输入电压Vin的A/D转换结果被用于控制操作(S103)。稍后参考图7至图9通过具体示例来详细地描述校正方法。
接下来，将会描述A/D转换器的更加具体的示例。图4是示出在典型的A/D转换器中当电源电压VDD减小时执行的A/D转换与当电源电压VDD正常时执行的A/D转换之间的比较的示意图。图4的左侧示出电源电压VDD是作为正常电压的3.2V的情况，并且图4的右侧示出电源电压VDD减小到2.2V的情况。这假定在开始使用时均具有1.6V电压的两个电池减少到结束使用时的1.1V。
如图4的左侧所示，当1.8V的模拟输入电压(Vin＝1.8V)在3.2V的电源电压VDD时以8位分辨率(28＝256级)进行A/D转换时，通过1.8/3.2×256＝144来表示校正结果。这对应于由00H至FFH表示的十六进制记法中的90H。同时，如图4的右侧所示，当电源电压VDD减小到2.2V之后，通过对应于十六进制记法中的D1H的1.8/2.2×256≈209来表示用于1.8V的相同模拟输入电压(Vin＝1.8V)的转换结果。这样，当电源电压VDD变化时，用于相同的模拟输入电压Vin的A/D转换结果示出不同的值。
现在参考图5和图6，将会详细地描述理由。图5是示出在正常电源电压(VDD＝3.2V)时的A/D转换处理的表。具体地，图5示出在图4的左侧示出的A/D转换处理。由于以8位分辨率执行A/D转换，所以执行比较八次以生成分别对应于比较结果的基准电压Vref。
如图5中所示，在第一比较中，通过VDD×1/2的表达式来给出要被生成的基准电压Vref。在这样的情况下，获得1/2＝128/256，使得基于数字值128＝80H生成基准电压Vref＝1.6V。此外，将基准电压Vref与模拟输入电压Vin进行比较，并且建立Vref＝1.6V≤Vin＝1.8V，使得比较结果示出“1”。
由于第一比较结果示出“1”，所以通过VDD和VDD×1/2之间的中间值，即，VDD×3/4的表达式来给出第二比较中的基准电压Vref。在这样的情况下，获得3/4＝192/256，因此基于数字值V0H生成基准电压Vref＝2.4V。此外，建立Vref＝2.4V＞Vin＝1.8V，使得比较结果示出“0”。
由于第二比较结果示出“0”，所以通过VDD×1/2和VDD×3/4之间的中间值，即，VDD×5/8的表达式来给出第三比较中的基准电压Vref。在这样的情况下，获得5/8＝160/256，因此基于数字值A0H生成基准电压Vref＝2.0V。此外，建立Vref＝2.0V＞Vin＝1.8V，使得比较结果示出“0”。
由于第三比较结果示出“0”，所以通过VDD×1/2和VDD×5/8之间的中间值，即，VDD×9/16的表达式来给出第四比较中的基准电压Vref。在这样的情况下，获得9/16＝114/256，因此基于数字值90H生成基准电压Vref＝1.8V。此外，建立Vref＝1.8V≤Vin＝1.8V，使得比较结果示出“1”。
由于第四比较结果示出“1”，所以通过VDD×9/16和VDD×5/8之间的中间值，即，VDD×19/32的表达式来给出第五比较中的基准电压Vref。在这样的情况下，获得19/32＝152/256，因此基于数字值98H生成1.9V的标准电压。此外，建立Vref＝1.9V＞Vin＝1.8V，使得比较结果示出“0”。
由于第五比较结果示出“0”，所以通过VDD×9/16和VDD×19/32之间的中间值，即，VDD×37/64的表达式来给出第六比较中的基准电压Vref。在这样的情况下，获得37/64＝148/256，因此基于数字值94H生成基准电压Vref＝1.85V。此外，建立Vref＝1.85V＞Vin＝1.8V，使得比较结果示出“0”。
由于第六比较结果示出“0”，所以通过VDD×9/16和VDD×37/64之间的中间值，即，VDD×73/128的表达式来给出第七比较中的基准电压Vref。在这样的情况下，获得73/128＝146/256，因此基于数字值92H生成基准电压Vref＝1.825V。此外，建立Vref＝1.825V＞Vin＝1.8V，使得比较结果示出“0”。
由于第七比较结果示出“0”，所以通过VDD×9/16和VDD×73/128之间的中间值，即，VDD×145/256的表达式来给出最后比较即第八比较中的基准电压Vref。在这样的情况下，获得145/256，因此基于数字值91H生成基准电压Vref＝1.8125V。此外，建立Vref＝1.8125V＞Vin＝1.8V，使得比较结果示出“0”。结果，获得二进制记法中的被表达为“10010000B”的值，即，十六进制记法中的数字值90H。
同时，图6是示出当电源电压减小(VDD＝2.2V)时根据本示例性实施例的比较实例的A/D转换处理的表。具体地，图6示出在图4的右侧示出的A/D转换处理。在第一比较中，与图5的情况一样，通过VDD×1/2给出要被生成的基准电压Vref并且获得1/2＝128/256。因此，基于数字值128＝80H生成基准电压Vref。在这样的情况下，然而，由于电源电压VDD是2.2V，所以所生成的基准电压Vref是1.1V。此外，将基准电压Vref与模拟输入电压Vin进行比较，并且建立Vref＝1.1V≤Vin＝1.8V，使得比较结果示出“1”。
由于第一比较结果示出“1”，所以通过VDD和VDD×1/2之间的中间值，即，VDD×3/4的表达式来给出第二比较中的基准电压Vref。在这样的情况下，获得3/4＝192/256，因此基于数字值C0H生成基准电压Vref＝1.65V。此外，建立Vref＝1.65V≤Vin＝1.8V，使得比较结果示出“1”。
由于第二比较结果示出“1”，所以通过VDD和VDD×3/4之间的中间值，即，VDD×7/8的表达式来给出第三比较中的基准电压Vref。在这样的情况下，获得7/8＝224/256，因此基于数字值E0H生成基准电压Vref＝1.925V。此外，建立Vref＝1.925V＞Vin＝1.8V，使得比较结果示出“0”。
由于第三比较结果示出“0”，所以通过VDD×3/4和VDD×7/8之间的中间值，即，VDD×13/16的表达式来给出第四比较中的基准电压Vref。在这样的情况下，获得13/16＝208/256，因此基于数字值D0H生成基准电压Vref＝1.7875V。此外，建立Vref＝1.7875V≤Vin＝1.8V，使得比较结果示出“1”。
由于第四比较结果示出“1”，所以通过VDD×13/16和VDD×7/8之间的中间值，即，VDD×27/32的表达式来给出第五比较中的基准电压Vref。在这样的情况下，获得27/32＝216/256，因此基于数字值D8H生成基准电压Vref＝1.8563V。此外，建立Vref＝1.8563V＞Vin＝1.8V，使得比较结果示出“0”。
由于第五比较结果示出“0”，所以通过VDD×13/16和VDD×27/32之间的中间值，即，VDD×53/64的表达式来给出第六比较中的基准电压Vref。在这样的情况下，获得53/64＝212/256，因此基于数字值D4H生成基准电压Vref＝1.8219V。此外，建立Vref＝1.8219V＞Vin＝1.8V，使得比较结果示出“0”。
由于第六比较结果示出“0”，所以通过VDD×13/16和VDD×53/64之间的中间值，即，VDD×105/128的表达式来给出第七比较中的基准电压Vref。在这样的情况下，获得105/128＝210/256，因此基于数字值D2H生成基准电压Vref＝1.8047V。此外，建立Vref＝1.8047V＞Vin＝1.8V，使得比较结果示出“0”。
由于第七比较结果示出“0”，所以通过VDD×13/16和VDD×105/128之间的中间值，即，VDD×209/256的表达式来给出最后比较即第八比较中的基准电压Vref。在这样的情况下，获得209/256，因此基于数字值D1H生成基准电压Vref＝1.7961V。此外，建立Vref＝1.7961V≤Vin＝1.8V，使得比较结果示出“1”。结果，获得二进制记法中的被表达为“11010001B”的值，即，十六进制记法中的数字值D1H。
如上面参考图5和图6所述，当电源电压VDD变化时，所生成的基准电压Vref也变化。结果，用于相同的模拟输入电压Vin的A/D转换结果示出不同的值。
图7是示出根据本示例性实施例的校正方法的概念图。和图4一样，图7的左侧示出电源电压VDD是正常电压的3.2V的情况，并且图7的右侧示出电源电压VDD减小到2.2V的情况。在本示例性实施例中，如以上参照图3所述的，与电源电压VDD的变化无关而保持恒定的标准电压Vstd首先进行A/D转换。
参考图7，例如，假定标准电压Vstd是1.0V(Std＝1.0V)，当电源电压VDD是作为正常电压的3.2V时，通过1.0/3.2×256＝80，即，十六进制记法中的50H来表示转换结果。同时，当电源电压VDD减小到2.2V时，通过1.0/2.2×256＝116，即，十六进制记法中的74H来表示转换结果。在这里，A/D转换处理与图5和图6的相类似，因此省略其描述。标准电压Vstd的A/D转换结果74H被存储在标准电压转换结果寄存器107中。
如参考图5和图6详细地所述并且如图7中所示，即使当电源电压VDD变化时，始终从相同的位置，即，80H开始典型的A/D转换。具体地，如图7中所示，当电源电压VDD是正常电压的3.2V时，在开始转换，即，第一转换时的基准电压Vref是1.6V。同时，当电源电压VDD减小到2.2V时，在典型的A/D转换中在第一比较中获得的基准电压Vref是1.1V。在本示例性实施例中，即使当电源电压VDD减小到2.2V时，校正操作被执行使得在第一比较中获得的基准电压Vref变成等于在正常电源电压VDD获得的1.6V。在这样的情况下，被存储在标准电压转换结果寄存器107中的标准电压Vstd的A/D转换结果被使用。
在此，用于校正转换开始位置的通常表达式如下。
(校正的转换开始位置)＝(Vstd校正结果)×(正常转换开始Vref)/Vstd
在图7中所示的示例性实施例中，在1.0V的标准电压Vstd时的A/D转换结果74H是116(74H＝116)并且正常转换开始Vref是1.6V(Vref＝1.6V)。因此，通过116×1.6/1.0＝185.6，即，十六进制记法中的BAH来表示校正的转换开始位置。基于数字值，能够生成在第一比较中获得的并且等于在正常电源电压VDD获得的1.6V的基准电压Vref。
图8是示出当电源电压减小(VDD＝2.2V)时根据本示例性实施例的A/D转换处理的表。与图5和图6的情况一样，模拟输入电压Vin是1.8V(Vin＝1.8V)。如图8中所示，在第一比较中，通过(转换开始位置)×VDD/256的表达式来给出要被生成的基准电压Vref。在这样的情况下，如上所述，基于185.6，即，BAH的转换开始位置来生成基准电压Vref＝1.5984V。此外，将基准电压Vref与模拟输入电压Vin进行比较，并且建立Vref＝1.5984V＜Vin＝1.8V，使得比较结果示出“1”。
由于第一比较结果示出“1”，所以通过转换开始位置和(转换开始位置)×2之间的中间值，即，(转换开始位置)×3/2来给出第二比较中的基准电压Vref的位置。在这样的情况下，获得(转换开始位置)×3/2＝185.6×3/2＝278.4，因此获得数字值116H。数字值超过FFH的8位上限。为此，基于FFH生成基准电压Vref＝2.2V。在这样的情况下，建立Vref＝2.2V＞Vin＝1.8V，使得比较结果示出“0”。
由于第二比较结果示出“0”，所以通过转换开始位置和(转换开始位置)×3/2之间的中间值，即，(转换开始位置)×5/4来给出第三比较中的基准电压Vref。在这样的情况下，获得(转换开始位置)×5/4＝185.6×5/4＝232，因此基于数字值E8H生成基准电压Vref＝1.9938V。此外，建立Vref＝1.9938V＞Vin＝1.8V，因此比较结果示出“0”。
由于第三比较结果示出“0”，所以通过转换开始位置和(转换开始位置)×5/4之间的中间值，即，(转换开始位置)×9/8来给出第四比较中的基准电压Vref。在这样的情况下，获得(转换开始位置)×9/8＝185.6×9/8＝208.8，因此基于数字值D1H生成基准电压Vref＝1.7961V。此外，建立Vref＝1.7961V≤Vin＝1.8V，因此比较结果示出“1”。
由于第四比较结果示出“1”，所以通过(转换开始位置)×9/8和(转换开始位置)×5/4之间的中间值，即，(转换开始位置)×19/16来给出第五比较中的基准电压Vref。在这样的情况下，获得(转换开始位置)×19/16＝185.6×19/16＝220.4，因此基于数字值DCH生成基准电压Vref＝1.8906V。此外，建立Vref＝1.8906V＞Vin＝1.8V，因此比较结果示出“0”。
由于第五比较结果示出“0”，所以通过(转换开始位置)×9/8和(转换开始位置)×19/16之间的中间值，即，(转换开始位置)×37/32来给出第六比较中的基准电压Vref。在这样的情况下，获得(转换开始位置)×37/32＝185.6×37/32＝214.6，因此基于数字值D7H生成基准电压Vref＝1.8477V。此外，建立Vref＝1.8477V＞Vin＝1.8V，因此比较结果示出“0”。
由于第六比较结果示出“0”，所以通过(转换开始位置)×9/8和(转换开始位置)×37/32之间的中间值，即，(转换开始位置)×73/64来给出第七比较中的基准电压Vref。在这样的情况下，(转换开始位置)×73/64＝185.6×73/64＝211.7，因此基于数字值D4H生成基准电压Vref＝1.8219V。此外，建立Vref＝1.8219V＞Vin＝1.8V，因此比较结果示出“0”。
由于第七比较结果示出“0”，所以通过(转换开始位置)×9/8和(转换开始位置)×73/64之间的中间值，即，(转换开始位置)×145/128来给出最后比较，即，第八比较中的基准电压Vref。在这样的情况下，获得(转换开始位置)×145/128＝185.6×145/128＝210.25，因此基于数字值D2H生成基准电压Vref＝1.8047V。此外，建立Vref＝1.8047V＞Vin＝1.8V，因此比较结果示出“0”。结果，获得被表达为二进制记法中的“10010000B”的值，即，十六进制记法中的数字值90H。即，能够获得与在3.2V的正常电源电压VDD时获得的相等的A/D转换结果。
如上所述，在根据本示例性实施例的A/D转换器中，即使当电源电压VDD变化时，通过使用标准电压Vstd的A/D转换结果生成与在正常电源电压VDD时获得的相等的基准电压Vref。换言之，使用标准电压Vstd的A/D转换结果执行校正处理使得基准电压Vref变成等于在正常电源电压VDD获得的电压。将模拟输入电压Vin和与在正常电源电压VDD获得的相等的基准电压Vref进行比较，从而能够获得与在正常电源电压VDD获得的相等的A/D转换结果。换言之，模拟输入电压Vin能够精确地进行A/D转换。此外，因为A/D转换结果能够直接地用于控制操作，所以根据本示例性实施例的A/D转换器适合于实时控制。
虽然已经按照若干示例性实施例描述了本发明，但是本领域的技术人员将理解本发明可以在所附的权利要求的精神和范围内进行各种修改的实践，并且本发明并不限于上述的示例。
此外，权利要求的范围不受到上述的示例性实施例的限制。
此外，应当注意的是，申请人意在涵盖所有权利要求要素的等同形式，即使在后期的审查过程中进行过修改亦是如此。

Claims (10)

1.一种模拟数字转换器电路，包括：
比较单元，所述比较单元将模拟输入电压与多个基准电压顺序地进行比较并且作为数字值输出比较结果；
标准电压生成单元，所述标准电压生成单元生成用于校正所述基准电压的标准电压；
存储单元，所述存储单元存储通过所述比较单元获得的所述标准电压的比较结果；以及
基准电压生成单元，所述基准电压生成单元生成基于所述标准电压的所述比较结果校正的基准电压。
2.根据权利要求1所述的模拟数字转换器电路，其中从电源电压生成所述基准电压。
3.根据权利要求2所述的模拟数字转换器电路，其中所述标准电压与所述电源电压的变化无关而基本恒定。
4.根据权利要求2所述的模拟数字转换器电路，其中所述基准电压生成单元生成所述基准电压，所述基准电压与所述电源电压的变化无关而基本上恒定。
5.根据权利要求1所述的模拟数字转换器电路，其中所述基准电压生成单元包括：
数字信号生成电路，所述数字信号生成电路基于所述标准电压的所述比较结果生成分别对应于所述基准电压的数字信号；和
数字模拟转换器电路，所述数字模拟转换器电路将所述数字信号转换为所述基准电压。
6.根据权利要求5所述的模拟数字转换器电路，其中所述数字模拟转换器电路是电阻器串类型的数字模拟转换器电路。
7.一种模拟数字转换方法，包括：
将标准电压转换为数字值，所述标准电压与电源电压的变化无关而基本上恒定；
生成基于所述标准电压的比较结果校正的多个基准电压；以及
将所述多个基准电压与模拟输入电压顺序地进行比较并且将所述模拟输入电压转换为数字值。
8.根据权利要求7所述的模拟数字转换方法，其中从所述电源电压生成所述基准电压。
9.根据权利要求7所述的模拟数字转换方法，其中生成与所述电源电压的变化无关而基本上恒定的所述基准电压。
10.根据权利要求7所述的模拟数字转换方法，其中生成所述多个基准电压包括：
基于所述标准电压的所述比较结果生成分别对应于所述基准电压的数字信号；和
将所述数字信号转换为所述基准电压。
CN2010101788663A 2009-05-18 2010-05-12 模拟数字转换器电路和模拟数字转换方法 Pending CN101895296A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009-119670 2009-05-18
JP2009119670A JP2010268349A (ja) 2009-05-18 2009-05-18 アナログ／デジタル変換回路及びアナログ／デジタル変換方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN101895296A true CN101895296A (zh) 2010-11-24

Family

ID=43028751

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2010101788663A Pending CN101895296A (zh) 2009-05-18 2010-05-12 模拟数字转换器电路和模拟数字转换方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20100289684A1 (zh)
JP (1) JP2010268349A (zh)
CN (1) CN101895296A (zh)
DE (1) DE102010020761A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105784179A (zh) * 2016-03-17 2016-07-20 深圳慧能泰半导体科技有限公司 一种温度检测电路

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5845160B2 (ja) 2012-09-26 2016-01-20 ルネサスエレクトロニクス株式会社 半導体装置
JP6015421B2 (ja) * 2012-12-20 2016-10-26 富士電機株式会社 擬似共振スイッチング電源装置
CN109407033B (zh) * 2018-11-27 2022-04-15 中国电力科学研究院有限公司 一种直流互感器暂态校验仪的校验装置
CN109444794B (zh) * 2018-11-27 2022-04-22 中国电力科学研究院有限公司 一种暂态校验的方法及系统
CN109444797B (zh) * 2018-12-19 2022-04-15 中国电力科学研究院有限公司 一种用于对电子式互感器暂态校验仪进行校验的方法及系统

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6181269B1 (en) * 1998-08-03 2001-01-30 Mitsubishi Electric Engineering Company Limited Method for controlling an analog/digital converter
CN1497854A (zh) * 2002-10-03 2004-05-19 ������������ʽ���� 调节输入信号用于的多级流水线类型的模数转换电路
CN101018058A (zh) * 2006-02-10 2007-08-15 冲电气工业株式会社 模拟/数字转换电路

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4654587A (en) * 1985-08-30 1987-03-31 Rockwell International Corporation Digital peak detector and method of peak detection
US5990814A (en) * 1997-09-05 1999-11-23 Cirrus Logic, Inc. Method and circuit for calibration of flash analog to digital converters
US6369740B1 (en) * 1999-10-22 2002-04-09 Eric J. Swanson Programmable gain preamplifier coupled to an analog to digital converter
JP3623205B2 (ja) * 2002-03-22 2005-02-23 株式会社半導体理工学研究センター アナログ／ディジタルコンバータ
US6856265B2 (en) * 2002-03-28 2005-02-15 Via Technologies Inc. Data converter with background auto-zeroing via active interpolation
JP2005026830A (ja) 2003-06-30 2005-01-27 Toyota Industries Corp Ａ／ｄ変換装置
EP2146435A3 (en) * 2006-12-04 2010-08-11 Panasonic Corporation A/D converter
JP2009119670A (ja) 2007-11-13 2009-06-04 Kobayashi Create Co Ltd イオンフロー記録ヘッド

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6181269B1 (en) * 1998-08-03 2001-01-30 Mitsubishi Electric Engineering Company Limited Method for controlling an analog/digital converter
CN1497854A (zh) * 2002-10-03 2004-05-19 ������������ʽ���� 调节输入信号用于的多级流水线类型的模数转换电路
CN101018058A (zh) * 2006-02-10 2007-08-15 冲电气工业株式会社 模拟/数字转换电路

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105784179A (zh) * 2016-03-17 2016-07-20 深圳慧能泰半导体科技有限公司 一种温度检测电路

Also Published As

Publication number Publication date
US20100289684A1 (en) 2010-11-18
JP2010268349A (ja) 2010-11-25
DE102010020761A1 (de) 2010-12-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6888482B1 (en) Folding analog to digital converter capable of calibration and method thereof
CN101895296A (zh) 模拟数字转换器电路和模拟数字转换方法
CN108880545B (zh) 一种流水线模数转换器比较器失调前台校准电路及方法
US8319675B2 (en) Analog-to-digital converter
CN104092462B (zh) 具有数字后台校准功能的电荷耦合流水线模数转换器
TWI382670B (zh) 逐漸逼近類比數位轉換器及其方法
CN108462492B (zh) 一种sar_adc系统失调电压的校正电路及校正方法
JP3857450B2 (ja) 逐次比較型アナログ・ディジタル変換回路
KR100297087B1 (ko) 아날로그/디지털 변환기의 제어 방법 및 장치
CN104038225B (zh) 具有自适应误差校准功能的电荷耦合流水线模数转换器
CN106998206A (zh) 电荷再分配连续逼近式模拟数字转换器及其控制方法
US9473164B1 (en) Method for testing analog-to-digital converter and system therefor
US5247299A (en) Successive approximation A/D converter correcting for charge injection offset
US8576106B2 (en) Analog-digital converter
KR100536543B1 (ko) 순차 비교형 ａｄ 컨버터 및 마이크로컴퓨터
CN101251833A (zh) 一种具有自动校准电路的usb芯片与usb芯片校准方法
US7477179B2 (en) Successive approximation A/D converter comparing analog input voltage to reference voltages
US6927723B2 (en) A/D converter and A/D conversion method
Moreland An 8b 150 MSample/s serial ADC
JP5446689B2 (ja) 電圧比較回路および半導体装置
JP2004289759A (ja) Ａ／ｄ変換器
JP3130007B2 (ja) 逐次比較型ａ／ｄコンバータ回路
US20090189592A1 (en) Identification Of Integrated Circuit
CN101277114B (zh) 用于高速模数转换中插值电路的设计方法及插值电路
JPH118557A (ja) Ａ／ｄ変換器

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20101124