JP2003124813A - A/d converter - Google Patents
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- JP2003124813A JP2003124813A JP2001315531A JP2001315531A JP2003124813A JP 2003124813 A JP2003124813 A JP 2003124813A JP 2001315531 A JP2001315531 A JP 2001315531A JP 2001315531 A JP2001315531 A JP 2001315531A JP 2003124813 A JP2003124813 A JP 2003124813A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明はA/Dコンバータに
関し、特に、利得制御可能なA/Dコンバータに適用し
て好適なものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an A / D converter, and is particularly suitable for application to a gain controllable A / D converter.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来のA/Dコンバータにおいて、ゲイ
ン設定信号によりA倍の入力信号増幅効果を得る場合、
デジタルゲイン回路を用いてデジタル信号をA倍に増幅
する方法があった。しかし、この方法では、ノイズ成分
もA倍に増幅されるため、S/N比の改善効果を得るこ
とができなかった。2. Description of the Related Art In a conventional A / D converter, when an A-time input signal amplification effect is obtained by a gain setting signal,
There has been a method of amplifying a digital signal by A times using a digital gain circuit. However, in this method, the noise component is also amplified by A times, so that the effect of improving the S / N ratio cannot be obtained.
【0003】このため、ノイズ成分を増幅することな
く、信号成分のみを増幅するため、A/Dコンバータの
アナログ側でアナログ入力信号を増幅する方法があっ
た。図6は、従来のA/Dコンバータの概略構成を示す
ブロック図である。図6において、A/Dコンバータに
は、アナログ部およびデジタル部が設けられ、アナログ
部には、反転増幅器11、12およびアナログΔΣモジ
ュレータ13が設けられ、デジタル部には、デジタルフ
ィルタ14が設けられている。Therefore, there is a method of amplifying the analog input signal on the analog side of the A / D converter in order to amplify only the signal component without amplifying the noise component. FIG. 6 is a block diagram showing a schematic configuration of a conventional A / D converter. In FIG. 6, the A / D converter is provided with an analog section and a digital section, the analog section is provided with inverting amplifiers 11 and 12 and an analog ΔΣ modulator 13, and the digital section is provided with a digital filter 14. ing.
【0004】ここで、反転増幅器11には、オペアンプ
OP11、抵抗R11、可変抵抗R12およびコンデン
サC21が設けられ、オペアンプOP11の非反転入力
端子はアナログ動作点電圧に接続されるとともに、オペ
アンプOP11の反転入力端子には抵抗R11が接続さ
れ、オペアンプOP11の反転入力端子と出力端子との
間には、可変抵抗R12およびコンデンサC21が並列
接続されている。Here, the inverting amplifier 11 is provided with an operational amplifier OP11, a resistor R11, a variable resistor R12 and a capacitor C21. The non-inverting input terminal of the operational amplifier OP11 is connected to the analog operating point voltage and the operational amplifier OP11 is inverted. The resistor R11 is connected to the input terminal, and the variable resistor R12 and the capacitor C21 are connected in parallel between the inverting input terminal and the output terminal of the operational amplifier OP11.
【0005】また、反転増幅器12には、オペアンプO
P12、抵抗R13、R14およびコンデンサC22が
設けられ、オペアンプOP12の非反転入力端子はアナ
ログ動作点電圧に接続されるとともに、オペアンプOP
12の反転入力端子には抵抗R13が接続され、オペア
ンプOP12の反転入力端子と出力端子との間には、抵
抗R14およびコンデンサC22が並列接続されてい
る。The inverting amplifier 12 has an operational amplifier O.
P12, resistors R13 and R14, and a capacitor C22 are provided, and the non-inverting input terminal of the operational amplifier OP12 is connected to the analog operating point voltage and the operational amplifier OP12.
A resistor R13 is connected to the inverting input terminal of 12 and a resistor R14 and a capacitor C22 are connected in parallel between the inverting input terminal and the output terminal of the operational amplifier OP12.
【0006】そして、オペアンプOP11の出力端子は
アナログΔΣモジュレータ13の反転入力端子に接続さ
れるとともに、抵抗R13を介してオペアンプOP12
の反転入力端子に接続され、オペアンプOP12の出力
端子はアナログΔΣモジュレータ13の非反転入力端子
に接続されている。ここで、反転増幅器11の可変抵抗
R12の抵抗値はゲイン設定信号により設定され、A倍
の利得を得る場合、可変抵抗R12の抵抗値と抵抗R1
1の抵抗値との比R12/R11がAになるように設定
される。The output terminal of the operational amplifier OP11 is connected to the inverting input terminal of the analog ΔΣ modulator 13, and the operational amplifier OP12 is connected via the resistor R13.
Of the operational amplifier OP12, and the output terminal of the operational amplifier OP12 is connected to the non-inverting input terminal of the analog ΔΣ modulator 13. Here, the resistance value of the variable resistor R12 of the inverting amplifier 11 is set by the gain setting signal, and when a gain of A times is obtained, the resistance value of the variable resistor R12 and the resistance R1 are set.
The ratio R12 / R11 with the resistance value of 1 is set to A.
【0007】また、入力信号を反転させるため、抵抗R
14の抵抗値と抵抗R13の抵抗値との比R14/R1
3は1になるように設定される。アナログ入力信号VI
N1が抵抗R11を介してオペアンプOP11の反転入
力端子に入力されると、そのアナログ入力信号VIN1
は反転増幅器11により、R12/R11=A倍に反転
増幅される。そして、A倍に反転増幅されたアナログ信
号VIN2がアナログΔΣモジュレータ13の反転入力
端子に入力されるとともに、反転増幅器12に入力され
る。Further, in order to invert the input signal, the resistance R
Ratio of resistance value of 14 and resistance value of resistor R13 R14 / R1
3 is set to be 1. Analog input signal VI
When N1 is input to the inverting input terminal of the operational amplifier OP11 via the resistor R11, the analog input signal VIN1
Is inverted and amplified by the inverting amplifier 11 to R12 / R11 = A times. Then, the analog signal VIN2 inverted and amplified by A times is input to the inverting input terminal of the analog ΔΣ modulator 13 and the inverting amplifier 12.
【0008】また、反転増幅器11でA倍に反転増幅さ
れたアナログ信号VIN2が反転増幅器12に入力され
ると、そのアナログ信号VIN2が反転され、その反転
されたアナログ信号VIN3はアナログΔΣモジュレー
タ13の非反転入力端子に入力される。アナログ信号V
IN2、VIN3がアナログΔΣモジュレータ13に入
力されると、アナログΔΣモジュレータ13は、それら
信号周波数より十分に速い所定周期でそれら信号をサン
プリングしつつ、量子化を行なうことにより、アナログ
信号VIN2、VIN3の差分をノイズシェーピングさ
れたデジタル信号に変換する。When the analog signal VIN2 that has been inverted and amplified by A times in the inverting amplifier 11 is input to the inverting amplifier 12, the analog signal VIN2 is inverted and the inverted analog signal VIN3 is output from the analog ΔΣ modulator 13. It is input to the non-inverting input terminal. Analog signal V
When IN2 and VIN3 are input to the analog ΔΣ modulator 13, the analog ΔΣ modulator 13 samples the signals at a predetermined cycle sufficiently faster than their signal frequencies and performs quantization to thereby convert the analog signals VIN2 and VIN3. The difference is converted into a noise-shaped digital signal.
【0009】そして、アナログΔΣモジュレータ13で
得られたデジタル信号はデジタルフィルタ14に入力さ
れ、ノイズシェーピング時に発生したノイズがデジタル
フィルタ14で除去され、さらに所望の出力データレー
トまで間引かれた後、デジタル信号として出力される。
これにより、ノイズ成分を増幅することなく、信号成分
のみをA倍に増幅しつつ、A/D変換を行なうことが可
能となる。Then, the digital signal obtained by the analog ΔΣ modulator 13 is input to the digital filter 14, the noise generated at the time of noise shaping is removed by the digital filter 14, and further thinned to a desired output data rate, It is output as a digital signal.
As a result, it is possible to perform A / D conversion while amplifying only the signal component A times without amplifying the noise component.
【0010】[0010]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図6の
A/Dコンバータでは、アナログ入力信号を増幅するた
めの反転増幅器11が必要となるとともに、アナログ入
力信号を反転するための反転増幅器12が必要となる。
このため、図6のA/Dコンバータでは、消費電力が増
加するとともに、チップレイアウト面積も増加するとい
う問題があった。However, the A / D converter in FIG. 6 requires the inverting amplifier 11 for amplifying the analog input signal and the inverting amplifier 12 for inverting the analog input signal. Becomes
Therefore, the A / D converter of FIG. 6 has a problem that the power consumption increases and the chip layout area also increases.
【0011】そこで、本発明の目的は、消費電力の増加
とチップレイアウト面積の増加を抑制しつつ、S/N比
を改善することが可能な利得制御機能付きのA/Dコン
バータを提供することである。Therefore, an object of the present invention is to provide an A / D converter with a gain control function capable of improving the S / N ratio while suppressing an increase in power consumption and an increase in chip layout area. Is.
【0012】[0012]
【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために、請求項1記載のA/Dコンバータによれば、シ
ングルエンドアナログ入力信号を差動アナログ入力信号
に変換し、該差動アナログ入力信号をデジタル信号に変
換すると共に、入力アナログ信号のゲインを可変に設定
可能なA/Dコンバータにおいて、前記シングルエンド
アナログ入力信号を前記差動アナログ入力信号の非反転
入力とすると共に、前記シングルエンドアナログ入力信
号を反転し、ゲイン設定信号に基づいて利得を変更する
反転増幅器を備え、該反転増幅器の出力信号を前記差動
アナログ入力信号の反転入力信号とすることを特徴とす
る。In order to solve the above-mentioned problems, according to the A / D converter of claim 1, a single-ended analog input signal is converted into a differential analog input signal, and the differential analog input signal is converted. In an A / D converter capable of converting an input signal into a digital signal and variably setting a gain of the input analog signal, the single-ended analog input signal is a non-inverting input of the differential analog input signal, and the single It is characterized in that an inverting amplifier for inverting the end analog input signal and changing the gain based on the gain setting signal is provided, and an output signal of the inverting amplifier is used as an inverting input signal of the differential analog input signal.
【0013】これにより、差動アナログ入力信号の一方
のみを増幅して、A/Dコンバータに入力されるアナロ
グ信号のゲインを制御することが可能となる。このた
め、アナログ部での増幅を1つの反転増幅器で行なうこ
とが可能となり、A/Dコンバータの利得制御を行なっ
た場合においても、レイアウト面積や消費電力の増加を
抑制しつつ、ノイズの増加を低減することが可能とな
る。As a result, it is possible to amplify only one of the differential analog input signals and control the gain of the analog signal input to the A / D converter. Therefore, it becomes possible to perform amplification in the analog section with one inverting amplifier, and even when the gain control of the A / D converter is performed, an increase in noise is suppressed while suppressing an increase in layout area and power consumption. It becomes possible to reduce.
【0014】また、請求項2記載のA/Dコンバータに
よれば、前記ゲイン設定信号に基づいて、前記差動アナ
ログ入力信号から変換されたデジタル信号のゲインを変
更するデジタルゲイン回路をさらに備えることを特徴と
する。これにより、差動アナログ入力信号の片側増幅を
行なったために、A/Dコンバータの入力フルスケール
レンジ分の利得に満たない場合においても、利得の不足
分を補うことができる。According to another aspect of the present invention, the A / D converter further includes a digital gain circuit that changes the gain of the digital signal converted from the differential analog input signal based on the gain setting signal. Is characterized by. This makes it possible to compensate for the lack of gain even when the gain is less than the input full-scale range of the A / D converter due to the one-sided amplification of the differential analog input signal.
【0015】また、請求項3記載のA/Dコンバータに
よれば、前記差動アナログ入力信号をデジタル信号に変
換する手段は、前記差動アナログ入力信号を入力とする
差動デルタシグマ変調器と、該差動デルタシグマ変調器
の出力をデジタル処理するデジタルフィルタとを備える
ことを特徴とする。これにより、入力信号の帯域外にノ
イズをシフトさせつつ、A/D変換を行なうことが可能
となるとともに、その時発生したノイズを除去すること
が可能となり、変換精度を向上させることができる。According to another aspect of the A / D converter of the present invention, the means for converting the differential analog input signal into a digital signal is a differential delta-sigma modulator having the differential analog input signal as an input. , And a digital filter for digitally processing the output of the differential delta-sigma modulator. As a result, it is possible to perform A / D conversion while shifting the noise outside the band of the input signal, and it is possible to remove the noise generated at that time and improve the conversion accuracy.
【0016】また、請求項4記載のA/Dコンバータに
よれば、前記デジタルゲイン回路は、前記デジタル信号
をビットシフトするシフタを備えることを特徴とする。
これにより、デジタルゲイン回路の回路規模の増大を抑
制することが可能となり、デジタル部で利得制御を行な
った場合においても、レイアウト面積の増加を抑制する
ことが可能となる。According to another aspect of the A / D converter of the present invention, the digital gain circuit includes a shifter for bit-shifting the digital signal.
As a result, it is possible to suppress an increase in the circuit size of the digital gain circuit, and it is possible to suppress an increase in the layout area even when the gain control is performed in the digital section.
【0017】また、請求項5記載のA/Dコンバータに
よれば、前記デジタルゲイン回路は、前記ゲイン設定信
号に基づいて前記シフタのビットシフト数を制御するこ
とを特徴とする。これにより、ゲイン設定信号を多値化
することで、多段階のゲイン設定を行なうことが可能と
なる。According to another aspect of the A / D converter of the present invention, the digital gain circuit controls the number of bit shifts of the shifter based on the gain setting signal. As a result, multi-valued gain setting signals enable multi-stage gain setting.
【0018】[0018]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態に係るA
/Dコンバータについて図面を参照しながら説明する。
図1は、本発明の一実施形態に係るA/Dコンバータの
概略構成を示すブロック図である。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION A according to an embodiment of the present invention
The / D converter will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of an A / D converter according to an embodiment of the present invention.
【0019】図1において、A/Dコンバータには、ア
ナログ部およびデジタル部が設けられ、アナログ部に
は、反転増幅器1およびアナログΔΣモジュレータ2が
設けられ、デジタル部には、デジタルフィルタ3および
デジタルゲイン回路4が設けられている。ここで、反転
増幅器1には、オペアンプOP1、抵抗R1、可変抵抗
R2およびコンデンサC1が設けられ、オペアンプOP
1の非反転入力端子はアナログ動作点電圧に接続される
とともに、オペアンプOP1の反転入力端子には抵抗R
1が接続され、オペアンプOP1の反転入力端子と出力
端子との間には、可変抵抗R2およびコンデンサC1が
並列接続され、オペアンプOP1の出力端子はアナログ
ΔΣモジュレータ2の反転入力端子に接続されている。In FIG. 1, the A / D converter is provided with an analog section and a digital section, the analog section is provided with an inverting amplifier 1 and an analog ΔΣ modulator 2, and the digital section is provided with a digital filter 3 and a digital filter. A gain circuit 4 is provided. Here, the inverting amplifier 1 is provided with an operational amplifier OP1, a resistor R1, a variable resistor R2, and a capacitor C1.
The non-inverting input terminal of 1 is connected to the analog operating point voltage, and the inverting input terminal of the operational amplifier OP1 has a resistor R
1 is connected, a variable resistor R2 and a capacitor C1 are connected in parallel between the inverting input terminal and the output terminal of the operational amplifier OP1, and the output terminal of the operational amplifier OP1 is connected to the inverting input terminal of the analog ΔΣ modulator 2. .
【0020】ここで、反転増幅器1の可変抵抗R2の抵
抗値およびデジタルゲイン回路4のゲインは、ゲイン設
定信号により設定することができる。アナログ入力信号
VIN1は、アナログΔΣモジュレータ2の非反転入力
端子IN+に直接入力されるとともに、抵抗R1を介し
てオペアンプOP1の反転入力端子に入力される。Here, the resistance value of the variable resistor R2 of the inverting amplifier 1 and the gain of the digital gain circuit 4 can be set by a gain setting signal. The analog input signal VIN1 is directly input to the non-inverting input terminal IN + of the analog ΔΣ modulator 2, and is also input to the inverting input terminal of the operational amplifier OP1 via the resistor R1.
【0021】アナログ入力信号VIN1が抵抗R1を介
してオペアンプOP1の反転入力端子に入力されると、
そのアナログ入力信号VIN1は反転増幅器1により、
(R2/R1)倍に反転増幅される。そして、(R2/
R1)倍に反転増幅されたアナログ信号VIN2がアナ
ログΔΣモジュレータ2の反転入力端子IN−に入力さ
れる。When the analog input signal VIN1 is input to the inverting input terminal of the operational amplifier OP1 via the resistor R1,
The analog input signal VIN1 is converted by the inverting amplifier 1 into
It is inverted and amplified by (R2 / R1) times. And (R2 /
The analog signal VIN2 inverted and amplified R1) times is input to the inverting input terminal IN− of the analog ΔΣ modulator 2.
【0022】アナログ入力信号VIN1がアナログΔΣ
モジュレータ2の非反転入力端子IN+に入力されると
ともに、(R2/R1)倍に反転増幅されたアナログ信
号VIN2がアナログΔΣモジュレータ2の反転入力端
子IN−に入力されると、アナログΔΣモジュレータ2
は、それら信号周波数より十分に速い所定周期でそれら
信号をサンプリングしつつ、量子化を行なうことによ
り、アナログ信号VIN1、VIN2の差分をノイズシ
ェーピングされたデジタル信号に変換する。When the analog input signal VIN1 is analog ΔΣ
When the analog signal VIN2 that has been inverted and amplified by (R2 / R1) times is input to the inverting input terminal IN− of the analog ΔΣ modulator 2 while being input to the non-inverting input terminal IN + of the modulator 2, the analog ΔΣ modulator 2
Converts the difference between the analog signals VIN1 and VIN2 into a noise-shaped digital signal by performing quantization while sampling the signals at a predetermined cycle sufficiently faster than the signal frequencies.
【0023】そして、アナログΔΣモジュレータ2で得
られたデジタル信号はデジタルフィルタ3に入力され、
ノイズシェーピング時に発生したノイズがデジタルフィ
ルタ3で除去され、さらに、所望の出力データレートま
で間引かれた後、デジタルゲイン回路4に入力される。
そして、デジタルゲイン回路4でさらに増幅された後、
デジタル信号として出力される。Then, the digital signal obtained by the analog ΔΣ modulator 2 is input to the digital filter 3,
The noise generated at the time of noise shaping is removed by the digital filter 3, further thinned to a desired output data rate, and then input to the digital gain circuit 4.
Then, after being further amplified by the digital gain circuit 4,
It is output as a digital signal.
【0024】これにより、アナログΔΣモジュレータ2
の前段に反転増幅器1を1個設けるだけで、利得制御を
行なうことが可能となり、チップレイアウト面積の増加
を抑制しつつ、S/N比を改善することが可能となる。
また、デジタルフィルタ3の後段にデジタルゲイン回路
4を設けることにより、上位ビット側へのビットシフト
によりゲイン効果を実現することが可能となる。As a result, the analog ΔΣ modulator 2
The gain control can be performed by providing only one inverting amplifier 1 in the preceding stage, and the S / N ratio can be improved while suppressing an increase in the chip layout area.
Further, by providing the digital gain circuit 4 in the subsequent stage of the digital filter 3, it is possible to realize the gain effect by bit shifting to the higher bit side.
【0025】このため、アナログΔΣモジュレータ2の
差動入力の一方のみを増幅し、アナログΔΣモジュレー
タ2の差動入力をアンバランスにしてゲイン効果を得る
本方式において、アナログ部で所望のゲインに対して不
足が生じた場合、デジタル部にてゲインの不足分を補
い、アナログΔΣモジュレータ2での入力フルスケール
レンジを実現することが可能となる。ビットシフトによ
るゲイン効果なので、回路規模の増大を抑制することも
可能となる。For this reason, in the present system in which only one of the differential inputs of the analog ΔΣ modulator 2 is amplified and the differential input of the analog ΔΣ modulator 2 is unbalanced to obtain a gain effect, the analog section is set to a desired gain. If a shortage occurs in the analog ΔΣ modulator 2, it is possible to compensate for the shortage of the gain in the digital section and realize the input full-scale range in the analog ΔΣ modulator 2. Since it is a gain effect due to bit shift, it is possible to suppress an increase in circuit scale.
【0026】図2は、本発明の一実施形態に係るアナロ
グΔΣモジュレータの概略構成を示すブロック図であ
る。図2において、アナログΔΣモジュレータ2には、
スイッチトキャパシタフィルタ回路F1〜F4、フィー
ドバック回路B1〜B3、積分器8および量子化器9が
設けられている。FIG. 2 is a block diagram showing the schematic arrangement of an analog ΔΣ modulator according to an embodiment of the present invention. In FIG. 2, the analog ΔΣ modulator 2 has
Switched capacitor filter circuits F1 to F4, feedback circuits B1 to B3, an integrator 8 and a quantizer 9 are provided.
【0027】ここで、スイッチトキャパシタフィルタ回
路F1には、コンデンサC11およびMOSスイッチM
1a、M1b、M1cが設けられている。そして、コン
デンサC11の一端は、MOSスイッチM1aを介して
非反転入力IN+に接続されるとともに、MOSスイッ
チM1bを介して反転入力IN−に接続され、コンデン
サC11の他端は、MOSスイッチM1cを介してアナ
ログ動作点電圧に接続されるとともに、MOSスイッチ
M5aを介して積分器8の反転入力に接続されている。The switched capacitor filter circuit F1 includes a capacitor C11 and a MOS switch M.
1a, M1b, M1c are provided. One end of the capacitor C11 is connected to the non-inverting input IN + via the MOS switch M1a and is connected to the inverting input IN- via the MOS switch M1b, and the other end of the capacitor C11 is connected to the MOS switch M1c. Is connected to the analog operating point voltage and is also connected to the inverting input of the integrator 8 via the MOS switch M5a.
【0028】また、スイッチトキャパシタフィルタ回路
F2には、コンデンサC12およびMOSスイッチM2
a、M2b、M2cが設けられている。そして、コンデ
ンサC12の一端は、MOSスイッチM2aを介して反
転入力IN−に接続されるとともに、MOSスイッチM
2bを介して非反転入力IN+に接続され、コンデンサ
C12の他端は、MOSスイッチM2cを介してアナロ
グ動作点電圧に接続されるとともに、MOSスイッチM
5bを介して積分器8の非反転入力に接続されている。The switched capacitor filter circuit F2 includes a capacitor C12 and a MOS switch M2.
a, M2b, and M2c are provided. Then, one end of the capacitor C12 is connected to the inverting input IN- through the MOS switch M2a, and the MOS switch M2 is connected.
2b is connected to the non-inverting input IN +, the other end of the capacitor C12 is connected to the analog operating point voltage via the MOS switch M2c and the MOS switch M2.
It is connected to the non-inverting input of the integrator 8 via 5b.
【0029】また、スイッチトキャパシタフィルタ回路
F3には、コンデンサC13およびMOSスイッチM3
a、M3b、M3cが設けられている。そして、コンデ
ンサC13の一端は、MOSスイッチM3aを介してリ
ファレンス信号入力(+)に接続されるとともに、MO
SスイッチM3bを介してアナログ動作点電圧に接続さ
れ、コンデンサC13の他端は、MOSスイッチM3c
を介してアナログ動作点電圧に接続されるとともに、フ
ィードバック回路B2に接続されている。The switched capacitor filter circuit F3 includes a capacitor C13 and a MOS switch M3.
a, M3b, and M3c are provided. Then, one end of the capacitor C13 is connected to the reference signal input (+) via the MOS switch M3a and at the same time MO
It is connected to the analog operating point voltage through the S switch M3b, and the other end of the capacitor C13 has a MOS switch M3c.
It is connected to the analog operating point voltage via and is also connected to the feedback circuit B2.
【0030】また、スイッチトキャパシタフィルタ回路
F4には、コンデンサC14およびMOSスイッチM4
a、M4b、M4cが設けられている。そして、コンデ
ンサC14の一端は、MOSスイッチM4aを介してリ
ファレンス信号入力(−)に接続されるとともに、MO
SスイッチM4bを介してアナログ動作点電圧に接続さ
れ、コンデンサC14の他端は、MOSスイッチM4c
を介してアナログ動作点電圧に接続されるとともに、フ
ィードバック回路B3に接続されている。The switched capacitor filter circuit F4 includes a capacitor C14 and a MOS switch M4.
a, M4b, and M4c are provided. Then, one end of the capacitor C14 is connected to the reference signal input (-) via the MOS switch M4a and at the same time MO
It is connected to the analog operating point voltage through the S switch M4b, and the other end of the capacitor C14 has a MOS switch M4c.
It is connected to the analog operating point voltage via and is also connected to the feedback circuit B3.
【0031】なお、コンデンサC11、C12の容量値
はCsに設定され、コンデンサC13、C14の容量値
はCrに設定される。また、フィードバック回路B1に
はインバータIVが設けられ、フィードバック回路B2
にはMOSスイッチM6a、M6bが設けられ、フィー
ドバック回路B3にはMOSスイッチM7a、M7bが
設けられている。そして、フィードバック回路B1に
は、量子化器9からの出力が入力され、このフィードバ
ック回路B1からは、量子化器9からの出力が反転され
た制御信号RS1が出力されるとともに、量子化器9か
らの出力がそのまま制御信号RS2として出力される。The capacitance values of the capacitors C11 and C12 are set to Cs, and the capacitance values of the capacitors C13 and C14 are set to Cr. Further, the feedback circuit B1 is provided with an inverter IV, and the feedback circuit B2
Are provided with MOS switches M6a and M6b, and the feedback circuit B3 is provided with MOS switches M7a and M7b. Then, the output from the quantizer 9 is input to the feedback circuit B1, and the feedback circuit B1 outputs the control signal RS1 in which the output from the quantizer 9 is inverted and the quantizer 9 Is directly output as the control signal RS2.
【0032】MOSスイッチM6aは、スイッチトキャ
パシタフィルタ回路F1の出力とスイッチトキャパシタ
フィルタ回路F3の出力との間に設けられ、制御信号R
S1に基づいてこれらの間をオン/オフする。MOSス
イッチM6bは、スイッチトキャパシタフィルタ回路F
2の出力とスイッチトキャパシタフィルタ回路F3の出
力との間に設けられ、制御信号RS2に基づいてこれら
の間をオン/オフする。The MOS switch M6a is provided between the output of the switched capacitor filter circuit F1 and the output of the switched capacitor filter circuit F3, and has a control signal R
Based on S1, these parts are turned on / off. The MOS switch M6b is a switched capacitor filter circuit F.
2 and the output of the switched capacitor filter circuit F3, and turns them on / off based on the control signal RS2.
【0033】MOSスイッチM7aは、スイッチトキャ
パシタフィルタ回路F1の出力とスイッチトキャパシタ
フィルタ回路F4の出力との間に設けられ、制御信号R
S2に基づいてこれらの間をオン/オフする。MOSス
イッチM7bは、スイッチトキャパシタフィルタ回路F
2の出力とスイッチトキャパシタフィルタ回路F4の出
力との間に設けられ、制御信号RS1に基づいてこれら
の間をオン/オフする。The MOS switch M7a is provided between the output of the switched capacitor filter circuit F1 and the output of the switched capacitor filter circuit F4, and has a control signal R
Based on S2, these are turned on / off. The MOS switch M7b is a switched capacitor filter circuit F.
2 and the output of the switched capacitor filter circuit F4, and turns them on / off based on the control signal RS1.
【0034】積分器8には、オペアンプOP2およびコ
ンデンサC15、C16が設けられている。そして、オ
ペアンプOP2の一方の出力はコンデンサC15を介し
て反転入力端子に接続されるとともに、オペアンプOP
2の他方の出力はコンデンサC16を介して非反転入力
端子に接続され、オペアンプOP2からの出力は、量子
化器9に入力される。The integrator 8 is provided with an operational amplifier OP2 and capacitors C15 and C16. One output of the operational amplifier OP2 is connected to the inverting input terminal via the capacitor C15, and the operational amplifier OP2
The other output of 2 is connected to the non-inverting input terminal via the capacitor C16, and the output from the operational amplifier OP2 is input to the quantizer 9.
【0035】図3は、本発明の一実施形態に係るアナロ
グΔΣモジュレータの動作例を示すタイミング図であ
る。図3において、図2のMOSスイッチM1a、M1
c、M2a、M2c、M3a、M3c、M4a、M4c
には、図3(a)の制御信号S1が入力され、制御信号
S1がHレベルの時、これらのMOSスイッチM1a、
M1c、M2a、M2c、M3a、M3c、M4a、M
4cはオンし、制御信号S1がLレベルの時、これらの
MOSスイッチM1a、M1c、M2a、M2c、M3
a、M3c、M4a、M4cはオフする。FIG. 3 is a timing chart showing an operation example of the analog ΔΣ modulator according to the embodiment of the present invention. In FIG. 3, MOS switches M1a and M1 of FIG.
c, M2a, M2c, M3a, M3c, M4a, M4c
Control signal S1 of FIG. 3 (a) is input to the MOS switch M1a, when the control signal S1 is at H level.
M1c, M2a, M2c, M3a, M3c, M4a, M
4c is turned on, and when the control signal S1 is at L level, these MOS switches M1a, M1c, M2a, M2c, M3.
a, M3c, M4a and M4c are turned off.
【0036】また、図2のMOSスイッチM1b、M2
b、M3b、M4b、M5a、M5bには、図3(b)
の制御信号S2が入力され、制御信号S2がHレベルの
時、これらのMOSスイッチM1b、M2b、M3b、
M4b、M5a、M5bはオンし、制御信号S2がLレ
ベルの時、これらのMOSスイッチM1b、M2b、M
3b、M4b、M5a、M5bはオフする。Further, the MOS switches M1b and M2 shown in FIG.
b, M3b, M4b, M5a, and M5b are shown in FIG.
Control signal S2 of the MOS switch M1b, M2b, M3b,
When M4b, M5a, M5b are turned on and the control signal S2 is at L level, these MOS switches M1b, M2b, M
3b, M4b, M5a and M5b are turned off.
【0037】ここで、アナログΔΣモジュレータの非反
転入力端子IN+には、非反転入力信号VIN+が入力さ
れ、アナログΔΣモジュレータの反転入力端子IN−に
は、反転入力信号VIN-が入力される。そして、制御信
号S1がHレベル、制御信号S2がLレベルの場合、ス
イッチトキャパシタフィルタ回路F1では、MOSスイ
ッチM1a、M1cがオンし、非反転入力信号VIN+が
サンプリングされる。そして、コンデンサC11には、
非反転入力信号VIN+に対応した電荷が蓄積される。Here, the non-inverting input signal V IN + is input to the non-inverting input terminal IN + of the analog ΔΣ modulator, and the inverting input signal V IN− is input to the inverting input terminal IN− of the analog ΔΣ modulator. . When the control signal S1 is at H level and the control signal S2 is at L level, in the switched capacitor filter circuit F1, the MOS switches M1a and M1c are turned on and the non-inverted input signal V IN + is sampled. And, in the capacitor C11,
A charge corresponding to the non-inverted input signal V IN + is accumulated.
【0038】また、制御信号S1がHレベル、制御信号
S2がLレベルの場合、スイッチトキャパシタフィルタ
回路F2では、MOSスイッチM2a、M2cがオン
し、反転入力信号VIN-がサンプリングされる。そし
て、コンデンサC12には、反転入力信号VIN-に対応
した電荷が蓄積される。次に、制御信号S1がLレベ
ル、制御信号S2がHレベルになった場合、スイッチト
キャパシタフィルタ回路F1では、MOSスイッチM1
a、M1cがオフするとともに、MOSスイッチM1b
がオンし、さらに、MOSスイッチM5aがオンする。
このため、コンデンサC11に蓄積された電荷Q1が、
オペアンプOP2の反転入力端子に入力される。When the control signal S1 is at H level and the control signal S2 is at L level, in the switched capacitor filter circuit F2, the MOS switches M2a and M2c are turned on and the inverted input signal V IN- is sampled. Then, the charge corresponding to the inverted input signal V IN− is accumulated in the capacitor C12. Next, when the control signal S1 becomes L level and the control signal S2 becomes H level, in the switched capacitor filter circuit F1, the MOS switch M1
a and M1c are turned off, and the MOS switch M1b is turned off.
Turns on, and the MOS switch M5a turns on.
Therefore, the charge Q1 accumulated in the capacitor C11 becomes
It is input to the inverting input terminal of the operational amplifier OP2.
【0039】ここで、コンデンサC11に蓄積された電
荷Q1は、
Q1=Cs・(VIN+−VIN-)
となる。また、制御信号S1がLレベル、制御信号S2
がHレベルになった場合、スイッチトキャパシタフィル
タ回路F2では、MOSスイッチM2a、M2cがオフ
するとともに、MOSスイッチM2bがオンし、さら
に、MOSスイッチM5bがオンする。このため、コン
デンサC12に蓄積された電荷Q2が、オペアンプOP
2の非反転入力端子に入力される。Here, the electric charge Q1 accumulated in the capacitor C11 becomes Q1 = Cs · (V IN + −V IN− ). Further, the control signal S1 is at L level, and the control signal S2 is
Becomes H level, in the switched capacitor filter circuit F2, the MOS switches M2a and M2c are turned off, the MOS switch M2b is turned on, and the MOS switch M5b is turned on. Therefore, the charge Q2 accumulated in the capacitor C12 is
2 is input to the non-inverting input terminal.
【0040】ここで、コンデンサC12に蓄積された電
荷Q2は、
Q2=Cs・(VIN-−VIN+)
となる。そして、コンデンサC11に蓄積された電荷Q
1がオペアンプOP2の反転入力端子に入力されるとと
もに、コンデンサC12に蓄積された電荷Q2がオペア
ンプOP2の非反転入力端子に入力されると、これらの
電荷Q1、Q2が積分され、図3(c)に示すように、
これらの電荷Q1、Q2に対応した信号が量子化器9に
出力される。Here, the charge Q2 accumulated in the capacitor C12 becomes Q2 = Cs · (V IN− −V IN + ). Then, the charge Q accumulated in the capacitor C11
When 1 is input to the inverting input terminal of the operational amplifier OP2 and the charge Q2 accumulated in the capacitor C12 is input to the non-inverting input terminal of the operational amplifier OP2, these charges Q1 and Q2 are integrated, and the charge Q1 and Q2 shown in FIG. ),
Signals corresponding to these charges Q1 and Q2 are output to the quantizer 9.
【0041】そして、量子化器9では、積分器8からの
信号を受け取ると、積分器8から出力された信号を量子
化し、図3(d)に示すように、制御信号S1の立ち上
がりのタイミングで量子化結果D1〜D4を出力する。
この量子化結果D1〜D4は、デジタルフィルタ3へ出
力されるとともに、フィードバック回路B1に入力さ
れ、フィードバック回路B1において、制御信号RS
1、RS2が生成される。When the quantizer 9 receives the signal from the integrator 8, the quantizer 9 quantizes the signal output from the integrator 8 and, as shown in FIG. 3D, the rising timing of the control signal S1. Outputs the quantization results D1 to D4.
The quantization results D1 to D4 are output to the digital filter 3 and also input to the feedback circuit B1, and the feedback circuit B1 controls the control signal RS.
1, RS2 is generated.
【0042】そして、制御信号RS1は、MOSスイッ
チM6a、M7bに供給され、量子化結果がLレベルの
場合、MOSスイッチM6a、M7bがオンする。そし
て、リファレンス信号(+)に対応してコンデンサC1
3に蓄積された電荷が、オペアンプOP2の反転入力端
子にチャージ加算されるとともに、リファレンス信号
(−)に対応してコンデンサC14に蓄積された電荷
が、オペアンプOP2の非反転入力端子にチャージ加算
される。Then, the control signal RS1 is supplied to the MOS switches M6a and M7b, and when the quantization result is at the L level, the MOS switches M6a and M7b are turned on. The capacitor C1 corresponding to the reference signal (+)
The charge accumulated in 3 is charged and added to the inverting input terminal of the operational amplifier OP2, and the charge accumulated in the capacitor C14 corresponding to the reference signal (−) is charged and added to the non-inverting input terminal of the operational amplifier OP2. It
【0043】また、制御信号RS2は、MOSスイッチ
M6b、M7aに供給され、量子化結果がHレベルの場
合、MOSスイッチM6b、M7aがオンする。そし
て、リファレンス信号(+)に対応してコンデンサC1
3に蓄積された電荷が、オペアンプOP2の非反転入力
端子にチャージ加算されるとともに、リファレンス信号
(−)に対応してコンデンサC14に蓄積された電荷
が、オペアンプOP2の反転入力端子にチャージ加算さ
れる。The control signal RS2 is supplied to the MOS switches M6b and M7a, and when the quantization result is at H level, the MOS switches M6b and M7a are turned on. The capacitor C1 corresponding to the reference signal (+)
The charge accumulated in 3 is charged and added to the non-inverting input terminal of the operational amplifier OP2, and the charge accumulated in the capacitor C14 corresponding to the reference signal (-) is added to the inverting input terminal of the operational amplifier OP2. It
【0044】次に、図1のA/Dコンバータのゲイン設
定方法について説明する。まず、A/Dコンバータのゲ
インを0dBに設定する場合、反転増幅器1の抵抗R
1、R2の抵抗値を、R1:R2=1:1=50kΩ:
50kΩに設定するとともに、デジタルゲイン回路4で
のゲイン値を0dBに設定する。そして、アナログ入力
信号VIN1の振幅が1.8Vppであるとすると、ア
ナログΔΣモジュレータ2の非反転入力端子IN+に
は、1.8Vppの信号が入力され、アナログΔΣモジ
ュレータ2の反転入力端子IN−には、−(R2/R
1)・VIN1=−(50kΩ/50kΩ)・VIN1
=−1.8Vppの信号が入力される。Next, a method of setting the gain of the A / D converter of FIG. 1 will be described. First, when setting the gain of the A / D converter to 0 dB, the resistance R of the inverting amplifier 1
The resistance values of R1 and R2 are R1: R2 = 1: 1 = 50 kΩ:
The gain value in the digital gain circuit 4 is set to 0 dB while being set to 50 kΩ. Assuming that the amplitude of the analog input signal VIN1 is 1.8 Vpp, a 1.8 Vpp signal is input to the non-inverting input terminal IN + of the analog ΔΣ modulator 2 and the inverting input terminal IN− of the analog ΔΣ modulator 2 is input. Is-(R2 / R
1) ・ VIN1 =-(50kΩ / 50kΩ) ・ VIN1
= -1.8 Vpp signal is input.
【0045】このため、アナログΔΣモジュレータ2の
入力フルスケールレンジは、(1.8Vpp−(−1.
8Vpp))=3.6Vppとなり、A/Dコンバータ
のデジタル出力がフルスケールコードになる。次に、ア
ナログ入力信号VIN1の振幅が0.32Vppとなっ
た場合、アナログ入力信号VIN1の振幅をアナログΔ
Σモジュレータ2の入力フルスケールレンジ=3.6V
ppに対応させるため、A/Dコンバータのゲインを1
5dBに設定する。Therefore, the input full-scale range of the analog ΔΣ modulator 2 is (1.8 Vpp-(-1.
8Vpp)) = 3.6Vpp, and the digital output of the A / D converter becomes a full scale code. Next, when the amplitude of the analog input signal VIN1 becomes 0.32 Vpp, the amplitude of the analog input signal VIN1 is changed to the analog Δ.
Input full scale range of Σ modulator 2 = 3.6V
To correspond to pp, set the gain of A / D converter to 1
Set to 5 dB.
【0046】この場合、反転増幅器1の抵抗R1、R2
の抵抗値を、R1:R2=1:4.625=50kΩ:
231.25kΩに設定すると、アナログΔΣモジュレ
ータ2の非反転入力端子IN+には、0.32Vppの
信号が入力され、アナログΔΣモジュレータ2の反転入
力端子IN−には、−(R2/R1)・VIN1=−
(231.25kΩ/50kΩ)・VIN1=−1.4
8Vppの信号が入力される。In this case, the resistors R1 and R2 of the inverting amplifier 1 are
The resistance value of R1: R2 = 1: 4.625 = 50 kΩ:
When set to 231.25 kΩ, a signal of 0.32 Vpp is input to the non-inverting input terminal IN + of the analog ΔΣ modulator 2, and − (R2 / R1) · VIN1 is input to the inverting input terminal IN− of the analog ΔΣ modulator 2. =-
(231.25kΩ / 50kΩ) ・ VIN1 = -1.4
A signal of 8Vpp is input.
【0047】この結果、アナログΔΣモジュレータ2の
入力振幅は、(0.32Vpp−(−1.48Vp
p))=1.8Vppとなり、アナログΔΣモジュレー
タ2の入力フルスケールレンジ=3.6Vppを得るた
めには、−20・log(1.8/3.6)=6dBだ
け利得が不足する。このため、デジタルゲイン回路4の
ゲインを6dBに設定し、アナログ部での利得の不足分
をデジタルゲイン回路4で補う。これにより、A/Dコ
ンバータ全体で15dBの利得を得ることができる。As a result, the input amplitude of the analog ΔΣ modulator 2 is (0.32Vpp-(-1.48Vp
p)) = 1.8 Vpp, and in order to obtain the input full scale range of the analog ΔΣ modulator 2 = 3.6 Vpp, the gain is insufficient by −20 · log (1.8 / 3.6) = 6 dB. Therefore, the gain of the digital gain circuit 4 is set to 6 dB, and the shortage of the gain in the analog section is compensated by the digital gain circuit 4. As a result, a gain of 15 dB can be obtained in the entire A / D converter.
【0048】ここで、デジタルゲイン回路4での6dB
分のゲイン効果を上位ビット側への1ビットシフトで実
現する。これにより、回路規模の増加を抑制しつつ、ア
ナログ部でのゲインの不足分をデジタルゲイン回路4で
補うことができる。また、ゲイン設定信号を多値にする
とともに、可変抵抗R2のタップを多段に切り分け、様
々の抵抗値を選択可能としてもよく、さらに、デジタル
ゲイン回路4のビットシフト数も選択可能としてもよ
い。Here, 6 dB in the digital gain circuit 4
A minute gain effect is realized by a 1-bit shift to the upper bit side. As a result, the digital gain circuit 4 can compensate for the shortage of gain in the analog section while suppressing an increase in circuit scale. Further, the gain setting signal may be multi-valued, the taps of the variable resistor R2 may be divided into multiple stages to select various resistance values, and the number of bit shifts of the digital gain circuit 4 may be selectable.
【0049】これにより、回路規模の増加を抑制しつ
つ、多段のゲイン設定を行なうことが可能となる。図4
は、本発明の一実施形態に係るA/Dコンバータの多段
のゲイン設定方法を示す図である。図4(a)におい
て、反転増幅器1の抵抗R1、R2の抵抗値を、R1:
R2=1:4.625=50kΩ:231.25kΩに
固定したままで、デジタルゲイン回路4のビットシフト
数を1ビット増やすごとに、A/Dコンバータのトータ
ルゲインを6dBずつ増加させることができる。As a result, it is possible to perform multistage gain setting while suppressing an increase in circuit scale. Figure 4
FIG. 4 is a diagram showing a multistage gain setting method for an A / D converter according to an embodiment of the present invention. In FIG. 4A, the resistance values of the resistors R1 and R2 of the inverting amplifier 1 are represented by R1:
With the R2 = 1: 4.625 = 50 kΩ: 231.25 kΩ fixed, the total gain of the A / D converter can be increased by 6 dB each time the bit shift number of the digital gain circuit 4 is increased by 1 bit.
【0050】また、図4(b)において、可変抵抗R2
の抵抗値を調整することにより、A/Dコンバータのト
ータルゲインをさらに細かく制御することができる。こ
こで、可変抵抗R2の抵抗値およびデジタルゲイン回路
4のビットシフト数を変化させた場合のA/Dコンバー
タのトータルゲインは、以下の式で求めることができ
る。Further, in FIG. 4B, the variable resistor R2
The total gain of the A / D converter can be controlled more finely by adjusting the resistance value of. Here, the total gain of the A / D converter when the resistance value of the variable resistor R2 and the bit shift number of the digital gain circuit 4 are changed can be obtained by the following formula.
【0051】6×(ビットシフト数)+20×log
((1+R2/(50kΩ))/2) 単位dB
なお、図4の実施形態では、増幅を行なう方法について
説明したが、可変抵抗R2の抵抗値およびデジタルゲイ
ン回路4のビットシフト数は、減衰を行なうように設定
してもよい。6 × (number of bit shifts) + 20 × log
((1 + R2 / (50 kΩ)) / 2) Unit dB In the embodiment of FIG. 4, the method of performing amplification has been described. However, the resistance value of the variable resistor R2 and the number of bit shifts of the digital gain circuit 4 cause attenuation. It may be set to be performed.
【0052】図5は、本発明の一実施形態に係るA/D
コンバータのS/Nを従来例と比較して示す図である。
なお、図5(a)は、デジタル部のみで増幅を行なった
場合、図5(b)は、図6の従来例により増幅を行なっ
た場合、図5(c)は、図1の実施形態により増幅を行
なった場合を示す。図5(a)において、デジタル部の
みで15dB増幅を行なった場合、信号成分Sおよびノ
イズ成分Nのいずれも増幅されるため、デジタル信号出
力の信号成分は5.62Sになるとともに、ノイズ成分
は5.62Nになる。FIG. 5 shows an A / D according to an embodiment of the present invention.
It is a figure which shows S / N of a converter in comparison with a prior art example.
5A shows the case where amplification is performed only in the digital section, FIG. 5B shows the case where amplification is performed by the conventional example of FIG. 6, and FIG. 5C shows the embodiment of FIG. Shows the case where amplification was performed by. In FIG. 5A, when 15 dB amplification is performed only in the digital section, both the signal component S and the noise component N are amplified, so that the signal component of the digital signal output is 5.62S and the noise component is It becomes 5.62N.
【0053】また、図5(b)において、図6の従来例
により15dB増幅を行なった場合、入力信号VINの
増幅がアナログ部で行なわれるため、信号成分Sのみが
増幅され、デジタル信号出力の信号成分は5.62Sに
なるとともに、ノイズ成分Nはそのままになる。ただ
し、図6の従来例では、入力信号VINの増幅を行なう
ため、アナログΔΣモジュレータ2の前段に2個の反転
増幅器11、12を設ける必要がある。Further, in FIG. 5B, when 15 dB amplification is performed by the conventional example of FIG. 6, since the input signal VIN is amplified in the analog section, only the signal component S is amplified and the digital signal output The signal component becomes 5.62S and the noise component N remains unchanged. However, in the conventional example of FIG. 6, since the input signal VIN is amplified, it is necessary to provide two inverting amplifiers 11 and 12 in the preceding stage of the analog ΔΣ modulator 2.
【0054】このため、消費電力が増加するだけでな
く、チップレイアウト面積も増加する。一方、図5
(c)において、図1の実施形態により15dB増幅を
行なった場合、9dB分の増幅がアナログ部で行なわ
れ、ノイズ成分Nはそのままで、信号成分は2.8Sに
なる。Therefore, not only the power consumption increases, but also the chip layout area increases. On the other hand, FIG.
In (c), when 15 dB amplification is performed according to the embodiment of FIG. 1, amplification of 9 dB is performed in the analog section, the noise component N remains unchanged, and the signal component becomes 2.8S.
【0055】次に、デジタル部で残りの6dB分の増幅
が行われ、ノイズ成分は2Nになるとともに、信号成分
は5.62Sになる。ここで、図1の実施形態では、入
力信号VINの増幅を行なうため、アナログΔΣモジュ
レータ2の前段に1個の反転増幅器1を設けるだけでよ
く、消費電力の増加を抑制することが可能となるととも
に、チップレイアウト面積の増加も抑制することができ
る。Next, the remaining 6 dB is amplified in the digital section, and the noise component becomes 2N and the signal component becomes 5.62S. Here, in the embodiment of FIG. 1, since the input signal VIN is amplified, it is only necessary to provide one inverting amplifier 1 in the preceding stage of the analog ΔΣ modulator 2, and it is possible to suppress an increase in power consumption. At the same time, an increase in chip layout area can be suppressed.
【0056】また、デジタル部では利得の一部のみを増
幅すればよく、ノイズ成分の増加を抑制しつつ、差動入
力の片側増幅による利得の不足分を補うことが可能とな
るとともに、デジタル部での増幅をビットシフトで実現
して、チップレイアウト面積の増加を抑制することがで
きる。Further, in the digital section, only a part of the gain needs to be amplified, and it is possible to suppress the increase of the noise component and compensate the shortage of the gain due to the one-sided amplification of the differential input. It is possible to suppress the increase in the chip layout area by realizing the amplification in step 1 by bit shifting.
【0057】[0057]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
反転増幅器を反転入力側に設けるだけで、A/Dコンバ
ータに入力されるアナログ信号のゲインを制御すること
が可能となり、A/Dコンバータの利得制御を行なった
場合においても、レイアウト面積や消費電力の増加を抑
制しつつ、ノイズの増加を低減することが可能となる。As described above, according to the present invention,
The gain of the analog signal input to the A / D converter can be controlled only by providing the inverting amplifier on the inverting input side. Even when the gain control of the A / D converter is performed, the layout area and power consumption are reduced. It is possible to suppress an increase in noise while suppressing an increase in noise.
【図1】本発明の一実施形態に係るA/Dコンバータの
概略構成を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of an A / D converter according to an embodiment of the present invention.
【図2】本発明の一実施形態に係るアナログΔΣモジュ
レータの概略構成を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing a schematic configuration of an analog ΔΣ modulator according to an embodiment of the present invention.
【図3】本発明の一実施形態に係るアナログΔΣモジュ
レータの動作例を示すタイミング図である。FIG. 3 is a timing diagram showing an operation example of the analog ΔΣ modulator according to the embodiment of the present invention.
【図4】本発明の一実施形態に係るA/Dコンバータの
多段のゲイン設定方法を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a multi-stage gain setting method for an A / D converter according to an embodiment of the present invention.
【図5】本発明の一実施形態に係るA/Dコンバータの
S/Nを従来例と比較して示す図である。FIG. 5 is a diagram showing S / N of an A / D converter according to an embodiment of the present invention in comparison with a conventional example.
【図6】従来のA/Dコンバータの概略構成を示すブロ
ック図である。FIG. 6 is a block diagram showing a schematic configuration of a conventional A / D converter.
1 反転増幅器
2 アナログΔΣモジュレータ(全差動スイッチトキャ
パシタフィルタ)
3 デジタルフィルタ
4 デジタルゲイン回路
OP1、OP2 オペアンプ
R1 抵抗
R2 可変抵抗
C1、C11〜C16 コンデンサ
F1〜F4 スイッチトキャパシタフィルタ回路
B1〜B3 フィードバック回路
8 積分器
9 量子化器
IV インバータ
M1a、M1b、M1c、M2a、M2b、M2c、M
3a、M3b、M3c、M4a、M4b、M4c、M5
a、M5b、M6a、M6b、M7a、M7bMOSス
イッチ1 Inverting Amplifier 2 Analog ΔΣ Modulator (Fully Differential Switched Capacitor Filter) 3 Digital Filter 4 Digital Gain Circuits OP1, OP2 Op Amp R1 Resistor R2 Variable Resistors C1, C11 to C16 Capacitors F1 to F4 Switched Capacitor Filter Circuits B1 to B3 Feedback Circuit 8 Integrator 9 Quantizer IV Inverter M1a, M1b, M1c, M2a, M2b, M2c, M
3a, M3b, M3c, M4a, M4b, M4c, M5
a, M5b, M6a, M6b, M7a, M7b MOS switch
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田渕 亘 神奈川県厚木市岡田3050番地 旭化成マイ クロシステム株式会社内 Fターム(参考) 5J022 AA01 BA02 BA06 BA08 CA07 CB00 CF02 CF07 CG01 5J064 AA01 BA03 BB12 BC06 BC16 BC19 BD01 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page (72) Inventor Wataru Tabuchi 3050 Okada, Atsugi City, Kanagawa Prefecture Asahi Kasei Mai Kuro System Co., Ltd. F-term (reference) 5J022 AA01 BA02 BA06 BA08 CA07 CB00 CF02 CF07 CG01 5J064 AA01 BA03 BB12 BC06 BC16 BC19 BD01
Claims (5)
アナログ入力信号に変換し、該差動アナログ入力信号を
デジタル信号に変換すると共に、入力アナログ信号のゲ
インを可変に設定可能なA/Dコンバータにおいて、 前記シングルエンドアナログ入力信号を前記差動アナロ
グ入力信号の非反転入力とすると共に、前記シングルエ
ンドアナログ入力信号を反転し、ゲイン設定信号に基づ
いて利得を変更する反転増幅器を備え、該反転増幅器の
出力信号を前記差動アナログ入力信号の反転入力信号と
することを特徴とするA/Dコンバータ。1. An A / D converter capable of converting a single-ended analog input signal into a differential analog input signal, converting the differential analog input signal into a digital signal, and variably setting a gain of the input analog signal. An inverting amplifier configured to use the single-ended analog input signal as a non-inverting input of the differential analog input signal, invert the single-ended analog input signal, and change the gain based on a gain setting signal, the inverting amplifier Is an inverted input signal of the differential analog input signal.
動アナログ入力信号から変換されたデジタル信号のゲイ
ンを変更するデジタルゲイン回路をさらに備えることを
特徴とする請求項1記載のA/Dコンバータ。2. The A / D converter according to claim 1, further comprising a digital gain circuit that changes a gain of a digital signal converted from the differential analog input signal based on the gain setting signal. .
号に変換する手段は、 前記差動アナログ入力信号を入力とする差動デルタシグ
マ変調器と、 該差動デルタシグマ変調器の出力をデジタル処理するデ
ジタルフィルタとを備えることを特徴とする請求項1ま
たは2記載のA/Dコンバータ。3. A means for converting the differential analog input signal to a digital signal, a differential delta-sigma modulator having the differential analog input signal as an input, and digital processing of an output of the differential delta-sigma modulator. 3. A / D converter according to claim 1 or 2, further comprising a digital filter.
ル信号をビットシフトするシフタを備えることを特徴と
する請求項1〜3のいずれか1項記載のA/Dコンバー
タ。4. The A / D converter according to claim 1, wherein the digital gain circuit includes a shifter that bit-shifts the digital signal.
設定信号に基づいて前記シフタのビットシフト数を制御
することを特徴とする請求項4記載のA/Dコンバー
タ。5. The A / D converter according to claim 4, wherein the digital gain circuit controls the number of bit shifts of the shifter based on the gain setting signal.
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