JP2004159140A - Dcオフセット補正方法及びそれを用いた電子回路 - Google Patents
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Abstract
【課題】アナログ出力信号のDCオフセット電圧を補正するためにD/Aコンバータにおいて用いられる補正データをコンパレータの逐次比較動作によって求める際に、コンパレータに対するノイズの影響を低減する。
【解決手段】この電子回路は、D/A変換回路2と、D/A変換回路から出力されるアナログ信号の電圧を補正対象回路1の出力信号におけるDCオフセット電圧と比較するコンパレータ3と、コンパレータの比較結果に基づいて、DCオフセット電圧を補正するためにD/A変換回路に入力すべき補正データの各ビットを逐次比較により求めるオフセット補正用レジスタ4と、補正データの所定のビットについて、N回(Nは3以上の奇数)の比較により求められたN個の値に基づいて多数決を行うために、該所定のビットの各々についてN個の値を記憶する多数決用レジスタ5とを具備する。
【選択図】 図1
【解決手段】この電子回路は、D/A変換回路2と、D/A変換回路から出力されるアナログ信号の電圧を補正対象回路1の出力信号におけるDCオフセット電圧と比較するコンパレータ3と、コンパレータの比較結果に基づいて、DCオフセット電圧を補正するためにD/A変換回路に入力すべき補正データの各ビットを逐次比較により求めるオフセット補正用レジスタ4と、補正データの所定のビットについて、N回(Nは3以上の奇数)の比較により求められたN個の値に基づいて多数決を行うために、該所定のビットの各々についてN個の値を記憶する多数決用レジスタ5とを具備する。
【選択図】 図1
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アナログ出力信号のDCオフセット電圧を補正するDCオフセット補正方法に関し、特に、オペアンプ等のアナログ回路の出力信号におけるDCオフセット電圧をディジタル的に補正するDCオフセット補正方法に関する。さらに、本発明は、そのようなDCオフセット補正方法を用いた信号処理IC等の電子回路に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、ディジタル信号処理を行う信号処理ICにおいては、オペアンプ等のDCオフセットを除去するために、逐次比較型のオフセットキャンセラー回路が用いられることがある。このオフセットキャンセラー回路においては、オフセット補正用レジスタを用いてD/Aコンバータに逐次比較用のデータを供給し、コンパレータを用いてD/A変換後の電圧をDCオフセット電圧と逐次比較することにより、DCオフセット電圧をキャンセルするために用いる補正データを求めている。
【0003】
しかしながら、図4に示すように、逐次比較を行うコンパレータにおいては、D/Aコンバータからの入力電圧がノイズによって変動するので、D/Aコンバータからの入力電圧を基準となるDCオフセット電圧と比較する際に、比較を行うタイミングt1、t2、t3によって補正データに誤差が生じるという問題があった。
【0004】
一方、下記の特許文献1には、インバータ及びMOSトランジスタとコンデンサとを接続点を介して直列に接続して構成される増幅回路を複数段有するチョッパ形の比較器により、アナログ入力を基準値と比較してディジタル値のMSBを決定し、以下逐次比較動作によりLSBまでのディジタル値を決定してA/D変換を行うA/D変換器が開示されている。このA/D変換器は、アナログ入力と基準値との比較結果の変化時に、該比較結果をディジタル値として保持する複数段のオフセット補正用レジスタと、前記接続点に直列に接続され、前記複数段のオフセット補正用レジスタの各々により動作制御される複数段の電荷補正用トランジスタとを備え、比較器によるアナログ入力のサンプリング終了時に、前記オフセット補正用レジスタに保持されたディジタル値に基づいて、前記電荷補正用トランジスタの選択数を変えて前記接続点に接続される電荷補正用トランジスタのゲート容量を変えるように構成されている。
【0005】
しかしながら、このA/D変換器によれば、全体的なオフセット電圧を補正して非直線性誤差の補正精度を高めることができるものの、図4に示すような比較器の入力電圧におけるノイズの影響を低減するものではない。
【0006】
【特許文献1】
特許第2792891号公報(第1、3頁、第1図)
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、上記の点に鑑み、本発明は、アナログ出力信号のDCオフセット電圧を補正するためにD/Aコンバータにおいて用いられる補正データをコンパレータの逐次比較動作によって求める際に、コンパレータに対するノイズの影響を低減することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を解決するため、本発明の第1の観点に係るDCオフセット補正方法は、ディジタル/アナログ変換回路から出力されるアナログ信号の電圧を補正対象回路の出力信号におけるDCオフセット電圧と逐次比較することにより、補正対象回路の出力信号におけるDCオフセット電圧を補正するためにディジタル/アナログ変換回路に入力すべき補正データの各ビットを求めるステップと、補正データの所定のビットについて、N回(Nは3以上の奇数)の比較により求められたN個の値に基づいて多数決を行うステップと、補正データをディジタル/アナログ変換回路に供給することにより、ディジタル/アナログ変換回路から出力されるアナログ信号の電圧を用いて補正対象回路の出力信号におけるDCオフセット電圧を補正するステップとを具備する。
【0009】
また、本発明の第2の観点に係るDCオフセット補正方法は、ディジタル/アナログ変換回路から出力されるアナログ信号に基づいて動作する補正対象回路の出力信号におけるDCオフセット電圧を基準電圧と逐次比較することにより、補正対象回路の出力信号におけるDCオフセット電圧を補正するためにディジタル/アナログ変換回路に入力すべき補正データの各ビットを求めるステップと、補正データの所定のビットについて、N回(Nは3以上の奇数)の比較により求められたN個の値に基づいて多数決を行うステップと、信号データと補正データとを用いたディジタル演算の結果をディジタル/アナログ変換回路に供給することにより、補正対象回路の出力信号におけるDCオフセット電圧を補正するステップとを具備する。
【0010】
さらに、本発明の第1の観点に係る電子回路は、入力されるデータをアナログ信号に変換するディジタル/アナログ変換回路と、ディジタル/アナログ変換回路から出力されるアナログ信号の電圧を補正対象回路の出力信号におけるDCオフセット電圧と比較するコンパレータと、コンパレータの比較結果に基づいて、補正対象回路の出力信号におけるDCオフセット電圧を補正するためにディジタル/アナログ変換回路に入力すべき補正データの各ビットを逐次比較により求めるオフセット補正用レジスタと、補正データの所定のビットについて、N回(Nは3以上の奇数)の比較により求められたN個の値に基づいて多数決を行うために、該所定のビットの各々についてN個の値を記憶する多数決用レジスタとを具備する。
【0011】
また、本発明の第2の観点に係る電子回路は、入力されるデータをアナログ信号に変換するディジタル/アナログ変換回路と、ディジタル/アナログ変換回路から出力されるアナログ信号に基づいて動作する補正対象回路の出力信号におけるDCオフセット電圧を基準電圧と比較するコンパレータと、コンパレータの比較結果に基づいて、補正対象回路の出力信号におけるDCオフセット電圧を補正するためにディジタル/アナログ変換回路に入力すべき補正データの各ビットを逐次比較により求めるオフセット補正用レジスタと、補正データの所定のビットについて、N回(Nは3以上の奇数)の比較により求められたN個の値に基づいて多数決を行うために、該所定のビットの各々についてN個の値を記憶する多数決用レジスタと、信号データと補正データとを用いたディジタル演算の結果をディジタル/アナログ変換回路に供給するディジタル演算回路とを具備する。
【0012】
以上の様に構成した本発明によれば、アナログ出力信号のDCオフセット電圧を補正するためにD/Aコンバータにおいて用いられる補正データをコンパレータにおける逐次比較によって求める際に、補正データの所定のビットについて、N回(Nは3以上の奇数)の比較により求められたN個の値に基づいて多数決を行うので、コンパレータに対するノイズの影響を低減することができる。これにより、アナログ出力信号のDCオフセット電圧を正確に補正することが可能となる。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基いて本発明の実施の形態について説明する。尚、同一の要素には同一の番号を付して説明を省略する。
図1に、本発明の第1の実施形態に係る電子回路の構成を示す。この電子回路は、DCオフセット電圧を補正すべき対象となる回路であるオペアンプ1と、入力されるデータをアナログ信号に変換するD/A変換回路2と、D/A変換回路2から出力されるアナログ信号の電圧をオペアンプ1の出力信号におけるDCオフセット電圧と比較するコンパレータ3とを含んでいる。
【0014】
さらに、この電子回路は、コンパレータ3の比較結果に基づいて、オペアンプ1の出力信号におけるDCオフセット電圧を補正するためにD/A変換回路2に入力すべき補正データの各ビットを逐次比較により求めるオフセット補正用レジスタ4と、補正データの所定のビットについて、N回(Nは3以上の奇数)の比較により求められたN個の値に基づいて多数決を行うために、該所定のビットの各々についてN個の値を記憶する多数決用レジスタ5とを含んでいる。
【0015】
オフセットキャンセル動作に用いる補正データを求める際には、オペアンプ1の入力端子に接続されているスイッチSW1を動作させて、オペアンプ1の入力端子を基準電圧(本実施形態においては接地電圧とする)に接続する。また、オペアンプ1の出力信号におけるDCオフセット電圧の補正に用いる補正電圧を入力するための補正端子に接続されているスイッチSW2を動作させて、オペアンプ1の補正端子に補正電圧を印加しない状態とする。
【0016】
次に、コンパレータ3を用いて、D/A変換回路2から出力されるアナログ信号の電圧をオペアンプ1の出力信号におけるDCオフセット電圧と逐次比較することにより、オペアンプ1の出力信号におけるDCオフセット電圧を補正するためにD/A変換回路2に入力すべき補正データの各ビットを求める。
【0017】
この逐次比較動作においては、まず、オフセット補正用レジスタ4のMSBをオンし、D/A変換回路2の出力電圧を1/2FS(フルスケール)にして、オペアンプ1の出力信号におけるDCオフセット電圧と比較する。DCオフセット電圧が1/2FSより大きい場合にはMSBをオンしたまま、また、DCオフセット電圧が1/2FSより小さい場合にはMSBをオフにして、次の1/4FSのビットをオンし、D/A変換回路2の出力電圧をDCオフセット電圧と比較する。
【0018】
このようにして、MSBからLSBまでの各ビットの状態を決定し、最終的には、オペアンプ1の出力信号におけるDCオフセット電圧に合致したディジタル信号(補正データ)が得られる。ここで、補正データの所定のビット(LSBのみでも全ビットでも良い)については、N回(Nは3以上の奇数)の比較動作によりN個の値を求め、多数決用レジスタ5に記憶しておき、N回の比較動作の終了後に多数決用レジスタ5に記憶されているN個の値に基づいて多数決を行い、所定のビットの状態を決定する。これにより、コンパレータ3におけるN回の比較結果が平均化され、コンパレータ3に対するノイズの影響を低減することができる。
【0019】
図2は、具体的なオフセットキャンセル動作を説明するためのタイミングチャートである。ここでは、説明を簡略化するために、オフセット補正用レジスタ4が4ビット(D3−D0)であり、LSBのみについて3回の判定結果に基づいて多数決を行うものとする。多数決用レジスタ5は、多数決に用いるビットX1、X2の値を保存する。オフセット補正用レジスタ4及び多数決用レジスタ5は、基準クロックCLKに同期して動作する。また、コンパレータ3は、判定結果として、オペアンプ1の出力信号におけるDCオフセット電圧がD/A変換回路2の出力電圧よりも大きい場合には“H”を出力し、小さい場合には“L”を出力する。
【0020】
まず、時刻T1において、オフセット補正用レジスタ4のビットD3(MSB)をオンする。この時、コンパレータ3の出力は“L”であるので、時刻T2において、ビットD3をオフし、同時にビットD2をオンする。この時、コンパレータ3の出力は“H”であるので、ビットD2は、時刻T3以降もオン状態を継続する。次に、時刻T3において、ビットD1をオンする。コンパレータ3の出力は“L”であるので、時刻T4において、ビットD1をオフする。ビットD0(LSB)は、時刻T4においてオンされる。
【0021】
この例において、LSBについては時刻T4、T5、T6において3回の判定を行い、時刻T7においてLSBを確定する。時刻T4において、コンパレータ3の出力が“L”であるため、時刻T5において、多数決用レジスタ5のビットX1に“L”が保存される。時刻T5におけるコンパレータ3の出力は、ノイズの影響で“H”になっており、時刻T6において、多数決用レジスタのビットX2に“H”が保存される。時刻T6においては、コンパレータ3が、再び“L”の判定結果を出力する。この判定結果と、多数決用レジスタのビットX1及びX2に保存されている値とによって、“L”が2回判定され、“H”が1回判定されたことが示される。これら3回の判定結果に基づく多数決の結果、時刻T7において、ビットD0(LSB)はオフされる。以上で、オフセットキャンセル動作が完了することになる。
【0022】
このようにして補正データが求められると、補正データをディジタル/アナログ変換回路に供給することにより、D/A変換回路2から補正電圧が出力される。さらに、スイッチSW1を動作させて、オペアンプ1の入力端子をアナログ入力端子に接続し、アナログ入力信号をオペアンプ1に入力する。また、スイッチSW2を動作させて、D/A変換回路2から出力される補正電圧をオペアンプ1の補正端子に供給する。これにより、オペアンプ1においてアナログ入力信号を増幅しながら、オペアンプ1の出力信号におけるDCオフセット電圧を補正することができる。
【0023】
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。
図3に、本発明の第2の実施形態に係る電子回路の構成を示す。この電子回路は、入力されるデータをアナログ信号に変換するD/A変換回路2と、D/A変換回路2から出力されるアナログ信号に基づいて動作するオペアンプ1と、オペアンプ1の出力信号におけるDCオフセット電圧を基準電圧と比較するコンパレータ3とを含んでいる。
【0024】
さらに、この電子回路は、コンパレータ3の比較結果に基づいて、オペアンプ1の出力信号におけるDCオフセット電圧を補正するためにD/A変換回路2に入力すべき補正データの各ビットを逐次比較により求めるオフセット補正用レジスタ4と、補正データの所定のビットについて、N回(Nは3以上の奇数)の比較により求められたN個の値に基づいて多数決を行うために、該所定のビットの各々についてN個の値を記憶する多数決用レジスタ5と、信号データと補正データとを用いたディジタル演算の結果をD/A変換回路2に供給するディジタル演算回路6とを含んでいる。
【0025】
オフセットキャンセル動作に用いる補正データを求める際には、ディジタル演算回路6の入力端子に接続されているスイッチSW3を動作させて、ディジタル演算回路6の一方の入力端子にディジタル基準レベルを表すデータを供給する。
【0026】
次に、コンパレータ3を用いて、D/A変換回路2から出力されるアナログ信号に基づいて動作するオペアンプ1の出力信号におけるDCオフセット電圧を基準電圧と逐次比較することにより、オペアンプ1の出力信号におけるDCオフセット電圧を補正するためにD/A変換回路2に入力すべき補正データの各ビットを求める。
【0027】
このようにして、MSBからLSBまでの各ビットの状態を決定し、最終的には、オペアンプ1の出力信号におけるDCオフセット電圧を基準電圧に合致させるためのディジタル信号(補正データ)が得られる。ここで、補正データの所定のビット(LSBのみでも全ビットでも良い)については、N回(Nは3以上の奇数)の比較動作によりN個の値を求め、多数決用レジスタ5に記憶しておき、N回の比較動作の終了後に多数決用レジスタ5に記憶されているN個の値に基づいて多数決を行い、所定のビットの状態を決定する。これにより、コンパレータ3におけるN回の比較結果が平均化され、コンパレータ3に対するノイズの影響を低減することができる。なお、具体的なオフセットキャンセル動作については、第1の実施形態におけるのと同様である。
【0028】
このようにして補正データが求められると、スイッチSW3を動作させて、ディジタル演算回路6の一方の入力端子をディジタル入力端子に接続して、ディジタル入力信号(信号データ)をディジタル演算回路6の一方の入力端子に入力する。ディジタル演算回路6において、信号データに補正データを加算してD/A変換回路2に供給することにより、D/A変換回路2においてディジタル入力信号をアナログ信号に変換すると共にオペアンプ1においてアナログ信号を増幅しながら、オペアンプ1の出力信号におけるDCオフセット電圧を補正することができる。なお、本実施形態においては、D/A変換回路2の出力においてDCオフセット電圧が存在していたとしても、オペアンプ1に起因するDCオフセット電圧と共にキャンセルされる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態に係る電子回路を示す図。
【図2】図1の電子回路の動作を説明するためのタイミングチャート。
【図3】本発明の第2の実施形態に係る電子回路を示す図。
【図4】コンパレータの入力電圧の変動を示す図。
【符号の説明】
1 オペアンプ、 2 D/A変換回路、 3 コンパレータ、 4 オフセット補正用レジスタ、 5 多数決用レジスタ、 6 ディジタル演算回路、 SW1〜SW3 スイッチ
【発明の属する技術分野】
本発明は、アナログ出力信号のDCオフセット電圧を補正するDCオフセット補正方法に関し、特に、オペアンプ等のアナログ回路の出力信号におけるDCオフセット電圧をディジタル的に補正するDCオフセット補正方法に関する。さらに、本発明は、そのようなDCオフセット補正方法を用いた信号処理IC等の電子回路に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、ディジタル信号処理を行う信号処理ICにおいては、オペアンプ等のDCオフセットを除去するために、逐次比較型のオフセットキャンセラー回路が用いられることがある。このオフセットキャンセラー回路においては、オフセット補正用レジスタを用いてD/Aコンバータに逐次比較用のデータを供給し、コンパレータを用いてD/A変換後の電圧をDCオフセット電圧と逐次比較することにより、DCオフセット電圧をキャンセルするために用いる補正データを求めている。
【0003】
しかしながら、図4に示すように、逐次比較を行うコンパレータにおいては、D/Aコンバータからの入力電圧がノイズによって変動するので、D/Aコンバータからの入力電圧を基準となるDCオフセット電圧と比較する際に、比較を行うタイミングt1、t2、t3によって補正データに誤差が生じるという問題があった。
【0004】
一方、下記の特許文献1には、インバータ及びMOSトランジスタとコンデンサとを接続点を介して直列に接続して構成される増幅回路を複数段有するチョッパ形の比較器により、アナログ入力を基準値と比較してディジタル値のMSBを決定し、以下逐次比較動作によりLSBまでのディジタル値を決定してA/D変換を行うA/D変換器が開示されている。このA/D変換器は、アナログ入力と基準値との比較結果の変化時に、該比較結果をディジタル値として保持する複数段のオフセット補正用レジスタと、前記接続点に直列に接続され、前記複数段のオフセット補正用レジスタの各々により動作制御される複数段の電荷補正用トランジスタとを備え、比較器によるアナログ入力のサンプリング終了時に、前記オフセット補正用レジスタに保持されたディジタル値に基づいて、前記電荷補正用トランジスタの選択数を変えて前記接続点に接続される電荷補正用トランジスタのゲート容量を変えるように構成されている。
【0005】
しかしながら、このA/D変換器によれば、全体的なオフセット電圧を補正して非直線性誤差の補正精度を高めることができるものの、図4に示すような比較器の入力電圧におけるノイズの影響を低減するものではない。
【0006】
【特許文献1】
特許第2792891号公報(第1、3頁、第1図)
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、上記の点に鑑み、本発明は、アナログ出力信号のDCオフセット電圧を補正するためにD/Aコンバータにおいて用いられる補正データをコンパレータの逐次比較動作によって求める際に、コンパレータに対するノイズの影響を低減することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を解決するため、本発明の第1の観点に係るDCオフセット補正方法は、ディジタル/アナログ変換回路から出力されるアナログ信号の電圧を補正対象回路の出力信号におけるDCオフセット電圧と逐次比較することにより、補正対象回路の出力信号におけるDCオフセット電圧を補正するためにディジタル/アナログ変換回路に入力すべき補正データの各ビットを求めるステップと、補正データの所定のビットについて、N回(Nは3以上の奇数)の比較により求められたN個の値に基づいて多数決を行うステップと、補正データをディジタル/アナログ変換回路に供給することにより、ディジタル/アナログ変換回路から出力されるアナログ信号の電圧を用いて補正対象回路の出力信号におけるDCオフセット電圧を補正するステップとを具備する。
【0009】
また、本発明の第2の観点に係るDCオフセット補正方法は、ディジタル/アナログ変換回路から出力されるアナログ信号に基づいて動作する補正対象回路の出力信号におけるDCオフセット電圧を基準電圧と逐次比較することにより、補正対象回路の出力信号におけるDCオフセット電圧を補正するためにディジタル/アナログ変換回路に入力すべき補正データの各ビットを求めるステップと、補正データの所定のビットについて、N回(Nは3以上の奇数)の比較により求められたN個の値に基づいて多数決を行うステップと、信号データと補正データとを用いたディジタル演算の結果をディジタル/アナログ変換回路に供給することにより、補正対象回路の出力信号におけるDCオフセット電圧を補正するステップとを具備する。
【0010】
さらに、本発明の第1の観点に係る電子回路は、入力されるデータをアナログ信号に変換するディジタル/アナログ変換回路と、ディジタル/アナログ変換回路から出力されるアナログ信号の電圧を補正対象回路の出力信号におけるDCオフセット電圧と比較するコンパレータと、コンパレータの比較結果に基づいて、補正対象回路の出力信号におけるDCオフセット電圧を補正するためにディジタル/アナログ変換回路に入力すべき補正データの各ビットを逐次比較により求めるオフセット補正用レジスタと、補正データの所定のビットについて、N回(Nは3以上の奇数)の比較により求められたN個の値に基づいて多数決を行うために、該所定のビットの各々についてN個の値を記憶する多数決用レジスタとを具備する。
【0011】
また、本発明の第2の観点に係る電子回路は、入力されるデータをアナログ信号に変換するディジタル/アナログ変換回路と、ディジタル/アナログ変換回路から出力されるアナログ信号に基づいて動作する補正対象回路の出力信号におけるDCオフセット電圧を基準電圧と比較するコンパレータと、コンパレータの比較結果に基づいて、補正対象回路の出力信号におけるDCオフセット電圧を補正するためにディジタル/アナログ変換回路に入力すべき補正データの各ビットを逐次比較により求めるオフセット補正用レジスタと、補正データの所定のビットについて、N回(Nは3以上の奇数)の比較により求められたN個の値に基づいて多数決を行うために、該所定のビットの各々についてN個の値を記憶する多数決用レジスタと、信号データと補正データとを用いたディジタル演算の結果をディジタル/アナログ変換回路に供給するディジタル演算回路とを具備する。
【0012】
以上の様に構成した本発明によれば、アナログ出力信号のDCオフセット電圧を補正するためにD/Aコンバータにおいて用いられる補正データをコンパレータにおける逐次比較によって求める際に、補正データの所定のビットについて、N回(Nは3以上の奇数)の比較により求められたN個の値に基づいて多数決を行うので、コンパレータに対するノイズの影響を低減することができる。これにより、アナログ出力信号のDCオフセット電圧を正確に補正することが可能となる。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基いて本発明の実施の形態について説明する。尚、同一の要素には同一の番号を付して説明を省略する。
図1に、本発明の第1の実施形態に係る電子回路の構成を示す。この電子回路は、DCオフセット電圧を補正すべき対象となる回路であるオペアンプ1と、入力されるデータをアナログ信号に変換するD/A変換回路2と、D/A変換回路2から出力されるアナログ信号の電圧をオペアンプ1の出力信号におけるDCオフセット電圧と比較するコンパレータ3とを含んでいる。
【0014】
さらに、この電子回路は、コンパレータ3の比較結果に基づいて、オペアンプ1の出力信号におけるDCオフセット電圧を補正するためにD/A変換回路2に入力すべき補正データの各ビットを逐次比較により求めるオフセット補正用レジスタ4と、補正データの所定のビットについて、N回(Nは3以上の奇数)の比較により求められたN個の値に基づいて多数決を行うために、該所定のビットの各々についてN個の値を記憶する多数決用レジスタ5とを含んでいる。
【0015】
オフセットキャンセル動作に用いる補正データを求める際には、オペアンプ1の入力端子に接続されているスイッチSW1を動作させて、オペアンプ1の入力端子を基準電圧(本実施形態においては接地電圧とする)に接続する。また、オペアンプ1の出力信号におけるDCオフセット電圧の補正に用いる補正電圧を入力するための補正端子に接続されているスイッチSW2を動作させて、オペアンプ1の補正端子に補正電圧を印加しない状態とする。
【0016】
次に、コンパレータ3を用いて、D/A変換回路2から出力されるアナログ信号の電圧をオペアンプ1の出力信号におけるDCオフセット電圧と逐次比較することにより、オペアンプ1の出力信号におけるDCオフセット電圧を補正するためにD/A変換回路2に入力すべき補正データの各ビットを求める。
【0017】
この逐次比較動作においては、まず、オフセット補正用レジスタ4のMSBをオンし、D/A変換回路2の出力電圧を1/2FS(フルスケール)にして、オペアンプ1の出力信号におけるDCオフセット電圧と比較する。DCオフセット電圧が1/2FSより大きい場合にはMSBをオンしたまま、また、DCオフセット電圧が1/2FSより小さい場合にはMSBをオフにして、次の1/4FSのビットをオンし、D/A変換回路2の出力電圧をDCオフセット電圧と比較する。
【0018】
このようにして、MSBからLSBまでの各ビットの状態を決定し、最終的には、オペアンプ1の出力信号におけるDCオフセット電圧に合致したディジタル信号(補正データ)が得られる。ここで、補正データの所定のビット(LSBのみでも全ビットでも良い)については、N回(Nは3以上の奇数)の比較動作によりN個の値を求め、多数決用レジスタ5に記憶しておき、N回の比較動作の終了後に多数決用レジスタ5に記憶されているN個の値に基づいて多数決を行い、所定のビットの状態を決定する。これにより、コンパレータ3におけるN回の比較結果が平均化され、コンパレータ3に対するノイズの影響を低減することができる。
【0019】
図2は、具体的なオフセットキャンセル動作を説明するためのタイミングチャートである。ここでは、説明を簡略化するために、オフセット補正用レジスタ4が4ビット(D3−D0)であり、LSBのみについて3回の判定結果に基づいて多数決を行うものとする。多数決用レジスタ5は、多数決に用いるビットX1、X2の値を保存する。オフセット補正用レジスタ4及び多数決用レジスタ5は、基準クロックCLKに同期して動作する。また、コンパレータ3は、判定結果として、オペアンプ1の出力信号におけるDCオフセット電圧がD/A変換回路2の出力電圧よりも大きい場合には“H”を出力し、小さい場合には“L”を出力する。
【0020】
まず、時刻T1において、オフセット補正用レジスタ4のビットD3(MSB)をオンする。この時、コンパレータ3の出力は“L”であるので、時刻T2において、ビットD3をオフし、同時にビットD2をオンする。この時、コンパレータ3の出力は“H”であるので、ビットD2は、時刻T3以降もオン状態を継続する。次に、時刻T3において、ビットD1をオンする。コンパレータ3の出力は“L”であるので、時刻T4において、ビットD1をオフする。ビットD0(LSB)は、時刻T4においてオンされる。
【0021】
この例において、LSBについては時刻T4、T5、T6において3回の判定を行い、時刻T7においてLSBを確定する。時刻T4において、コンパレータ3の出力が“L”であるため、時刻T5において、多数決用レジスタ5のビットX1に“L”が保存される。時刻T5におけるコンパレータ3の出力は、ノイズの影響で“H”になっており、時刻T6において、多数決用レジスタのビットX2に“H”が保存される。時刻T6においては、コンパレータ3が、再び“L”の判定結果を出力する。この判定結果と、多数決用レジスタのビットX1及びX2に保存されている値とによって、“L”が2回判定され、“H”が1回判定されたことが示される。これら3回の判定結果に基づく多数決の結果、時刻T7において、ビットD0(LSB)はオフされる。以上で、オフセットキャンセル動作が完了することになる。
【0022】
このようにして補正データが求められると、補正データをディジタル/アナログ変換回路に供給することにより、D/A変換回路2から補正電圧が出力される。さらに、スイッチSW1を動作させて、オペアンプ1の入力端子をアナログ入力端子に接続し、アナログ入力信号をオペアンプ1に入力する。また、スイッチSW2を動作させて、D/A変換回路2から出力される補正電圧をオペアンプ1の補正端子に供給する。これにより、オペアンプ1においてアナログ入力信号を増幅しながら、オペアンプ1の出力信号におけるDCオフセット電圧を補正することができる。
【0023】
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。
図3に、本発明の第2の実施形態に係る電子回路の構成を示す。この電子回路は、入力されるデータをアナログ信号に変換するD/A変換回路2と、D/A変換回路2から出力されるアナログ信号に基づいて動作するオペアンプ1と、オペアンプ1の出力信号におけるDCオフセット電圧を基準電圧と比較するコンパレータ3とを含んでいる。
【0024】
さらに、この電子回路は、コンパレータ3の比較結果に基づいて、オペアンプ1の出力信号におけるDCオフセット電圧を補正するためにD/A変換回路2に入力すべき補正データの各ビットを逐次比較により求めるオフセット補正用レジスタ4と、補正データの所定のビットについて、N回(Nは3以上の奇数)の比較により求められたN個の値に基づいて多数決を行うために、該所定のビットの各々についてN個の値を記憶する多数決用レジスタ5と、信号データと補正データとを用いたディジタル演算の結果をD/A変換回路2に供給するディジタル演算回路6とを含んでいる。
【0025】
オフセットキャンセル動作に用いる補正データを求める際には、ディジタル演算回路6の入力端子に接続されているスイッチSW3を動作させて、ディジタル演算回路6の一方の入力端子にディジタル基準レベルを表すデータを供給する。
【0026】
次に、コンパレータ3を用いて、D/A変換回路2から出力されるアナログ信号に基づいて動作するオペアンプ1の出力信号におけるDCオフセット電圧を基準電圧と逐次比較することにより、オペアンプ1の出力信号におけるDCオフセット電圧を補正するためにD/A変換回路2に入力すべき補正データの各ビットを求める。
【0027】
このようにして、MSBからLSBまでの各ビットの状態を決定し、最終的には、オペアンプ1の出力信号におけるDCオフセット電圧を基準電圧に合致させるためのディジタル信号(補正データ)が得られる。ここで、補正データの所定のビット(LSBのみでも全ビットでも良い)については、N回(Nは3以上の奇数)の比較動作によりN個の値を求め、多数決用レジスタ5に記憶しておき、N回の比較動作の終了後に多数決用レジスタ5に記憶されているN個の値に基づいて多数決を行い、所定のビットの状態を決定する。これにより、コンパレータ3におけるN回の比較結果が平均化され、コンパレータ3に対するノイズの影響を低減することができる。なお、具体的なオフセットキャンセル動作については、第1の実施形態におけるのと同様である。
【0028】
このようにして補正データが求められると、スイッチSW3を動作させて、ディジタル演算回路6の一方の入力端子をディジタル入力端子に接続して、ディジタル入力信号(信号データ)をディジタル演算回路6の一方の入力端子に入力する。ディジタル演算回路6において、信号データに補正データを加算してD/A変換回路2に供給することにより、D/A変換回路2においてディジタル入力信号をアナログ信号に変換すると共にオペアンプ1においてアナログ信号を増幅しながら、オペアンプ1の出力信号におけるDCオフセット電圧を補正することができる。なお、本実施形態においては、D/A変換回路2の出力においてDCオフセット電圧が存在していたとしても、オペアンプ1に起因するDCオフセット電圧と共にキャンセルされる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態に係る電子回路を示す図。
【図2】図1の電子回路の動作を説明するためのタイミングチャート。
【図3】本発明の第2の実施形態に係る電子回路を示す図。
【図4】コンパレータの入力電圧の変動を示す図。
【符号の説明】
1 オペアンプ、 2 D/A変換回路、 3 コンパレータ、 4 オフセット補正用レジスタ、 5 多数決用レジスタ、 6 ディジタル演算回路、 SW1〜SW3 スイッチ
Claims (4)
- ディジタル/アナログ変換回路から出力されるアナログ信号の電圧を補正対象回路の出力信号におけるDCオフセット電圧と逐次比較することにより、前記補正対象回路の出力信号におけるDCオフセット電圧を補正するために前記ディジタル/アナログ変換回路に入力すべき補正データの各ビットを求めるステップと、
補正データの所定のビットについて、N回(Nは3以上の奇数)の比較により求められたN個の値に基づいて多数決を行うステップと、
補正データを前記ディジタル/アナログ変換回路に供給することにより、前記ディジタル/アナログ変換回路から出力されるアナログ信号の電圧を用いて前記補正対象回路の出力信号におけるDCオフセット電圧を補正するステップと、
を具備するDCオフセット補正方法。 - ディジタル/アナログ変換回路から出力されるアナログ信号に基づいて動作する補正対象回路の出力信号におけるDCオフセット電圧を基準電圧と逐次比較することにより、前記補正対象回路の出力信号におけるDCオフセット電圧を補正するために前記ディジタル/アナログ変換回路に入力すべき補正データの各ビットを求めるステップと、
補正データの所定のビットについて、N回(Nは3以上の奇数)の比較により求められたN個の値に基づいて多数決を行うステップと、
信号データと補正データとを用いたディジタル演算の結果を前記ディジタル/アナログ変換回路に供給することにより、前記補正対象回路の出力信号におけるDCオフセット電圧を補正するステップと、
を具備するDCオフセット補正方法。 - 入力されるデータをアナログ信号に変換するディジタル/アナログ変換回路と、
前記ディジタル/アナログ変換回路から出力されるアナログ信号の電圧を補正対象回路の出力信号におけるDCオフセット電圧と比較するコンパレータと、
前記コンパレータの比較結果に基づいて、前記補正対象回路の出力信号におけるDCオフセット電圧を補正するために前記ディジタル/アナログ変換回路に入力すべき補正データの各ビットを逐次比較により求めるオフセット補正用レジスタと、
補正データの所定のビットについて、N回(Nは3以上の奇数)の比較により求められたN個の値に基づいて多数決を行うために、該所定のビットの各々についてN個の値を記憶する多数決用レジスタと、
を具備する電子回路。 - 入力されるデータをアナログ信号に変換するディジタル/アナログ変換回路と、
前記ディジタル/アナログ変換回路から出力されるアナログ信号に基づいて動作する補正対象回路の出力信号におけるDCオフセット電圧を基準電圧と比較するコンパレータと、
前記コンパレータの比較結果に基づいて、前記補正対象回路の出力信号におけるDCオフセット電圧を補正するために前記ディジタル/アナログ変換回路に入力すべき補正データの各ビットを逐次比較により求めるオフセット補正用レジスタと、
補正データの所定のビットについて、N回(Nは3以上の奇数)の比較により求められたN個の値に基づいて多数決を行うために、該所定のビットの各々についてN個の値を記憶する多数決用レジスタと、
信号データと補正データとを用いたディジタル演算の結果を前記ディジタル/アナログ変換回路に供給するディジタル演算回路と、
を具備する電子回路。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2002323538A JP2004159140A (ja) | 2002-11-07 | 2002-11-07 | Dcオフセット補正方法及びそれを用いた電子回路 |
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JP2002323538A JP2004159140A (ja) | 2002-11-07 | 2002-11-07 | Dcオフセット補正方法及びそれを用いた電子回路 |
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JP2004159140A true JP2004159140A (ja) | 2004-06-03 |
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JP2002323538A Withdrawn JP2004159140A (ja) | 2002-11-07 | 2002-11-07 | Dcオフセット補正方法及びそれを用いた電子回路 |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2010139795A (ja) * | 2008-12-12 | 2010-06-24 | Seiko Epson Corp | 電源回路装置、集積回路装置及び電子機器 |
JP2013021439A (ja) * | 2011-07-08 | 2013-01-31 | New Japan Radio Co Ltd | 逐次比較型ad変換方法および装置 |
-
2002
- 2002-11-07 JP JP2002323538A patent/JP2004159140A/ja not_active Withdrawn
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