JP2007189519A - アナログ/デジタル変換回路 - Google Patents
アナログ/デジタル変換回路 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2007189519A JP2007189519A JP2006006134A JP2006006134A JP2007189519A JP 2007189519 A JP2007189519 A JP 2007189519A JP 2006006134 A JP2006006134 A JP 2006006134A JP 2006006134 A JP2006006134 A JP 2006006134A JP 2007189519 A JP2007189519 A JP 2007189519A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- circuit
- differential
- signal
- signals
- output
- 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.)
- Granted
Links
Images
Classifications
-
- 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
- H03M1/36—Analogue value compared with reference values simultaneously only, i.e. parallel type
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03M—CODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
- H03M1/00—Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
- H03M1/06—Continuously compensating for, or preventing, undesired influence of physical parameters
- H03M1/0617—Continuously compensating for, or preventing, undesired influence of physical parameters characterised by the use of methods or means not specific to a particular type of detrimental influence
- H03M1/0634—Continuously compensating for, or preventing, undesired influence of physical parameters characterised by the use of methods or means not specific to a particular type of detrimental influence by averaging out the errors, e.g. using sliding scale
- H03M1/0643—Continuously compensating for, or preventing, undesired influence of physical parameters characterised by the use of methods or means not specific to a particular type of detrimental influence by averaging out the errors, e.g. using sliding scale in the spatial domain
- H03M1/0646—Continuously compensating for, or preventing, undesired influence of physical parameters characterised by the use of methods or means not specific to a particular type of detrimental influence by averaging out the errors, e.g. using sliding scale in the spatial domain by analogue redistribution among corresponding nodes of adjacent cells, e.g. using an impedance network connected among all comparator outputs in a flash converter
-
- 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
- H03M1/36—Analogue value compared with reference values simultaneously only, i.e. parallel type
- H03M1/361—Analogue value compared with reference values simultaneously only, i.e. parallel type having a separate comparator and reference value for each quantisation level, i.e. full flash converter type
- H03M1/362—Analogue value compared with reference values simultaneously only, i.e. parallel type having a separate comparator and reference value for each quantisation level, i.e. full flash converter type the reference values being generated by a resistive voltage divider
- H03M1/365—Analogue value compared with reference values simultaneously only, i.e. parallel type having a separate comparator and reference value for each quantisation level, i.e. full flash converter type the reference values being generated by a resistive voltage divider the voltage divider being a single resistor string
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Analogue/Digital Conversion (AREA)
Abstract
【解決手段】本実施形態に係るアナログ/デジタル変換回路によれば、複数段の増幅部の各段において出力端子同士を平均化用抵抗素子により接続するとともに、2値信号に変換された段階で多数決論理演算による平均化処理を行うことによりオフセットばらつきを低減し、回路の小面積化と低消費電力化を実現できる。すなわち、第1増幅部2、第2増幅部4、比較部6の出力部分に合計3段の平均化用の回路が設けられており、各出力部分で発生するオフセットを効果的に低減することができる。これにより各要素回路は比較的小サイズのトランジスタによって構成することが可能になるため、小面積化と低消費電力化を図ることができる。
【選択図】図1
Description
図13に示すアナログ/デジタル変換回路は、複数の基準電圧を発生する抵抗ラダー(R1〜R8)と、2段の増幅回路A1及びA2と、比較判定を行うマスターコンパレータラッチ(Master Comparator Latch)U31〜U37と、エンコード回路A3を有する。
また、好適には、前記電圧フォロワ回路の出力インピーダンスと、前記出力端子を介して当該電圧フォロワ回路に接続される前記抵抗素子の抵抗値とのインピーダンス比が所定の値を有する。
図1は、本発明の第1の実施形態に係る3ビットのアナログ/デジタル変換回路の構成の一例を示す図である。
図1に示すアナログ/デジタル変換回路は、基準電圧発生用の抵抗素子10A〜17Aと、第1増幅部2と、第1平均化部3と、第2増幅部4と、第2平均化部5と、比較部6と、第3平均化部7と、エンコード部8とを有する。
第1増幅部2は、本発明の第1増幅部の一実施形態である。
第2増幅部4は、本発明の第2増幅部の一実施形態である。
第1平均化部3は、本発明の第1平均化部の一実施形態である。
第2平均化部5は、本発明の第2平均化部の一実施形態である。
比較部6は、本発明の比較部の一実施形態である。
第3平均化部7は、本発明の第3平均化部の一実施形態である。
抵抗素子10A〜17Aの各接続点には、低電圧側から順に、基準電圧Vr1,Vr2,…,Vr7が発生する。
増幅回路2i(iは1から7までの整数を示す。以下同じ。)は、基準電圧Vriと入力電圧VINとの差を増幅し、その増幅結果を差動電圧として出力する。
上記の接続関係は、次のように言い換えることができる。
7つの増幅回路21〜27をその出力の差動信号に極性反転を生じさせる入力電圧VINのレベルに応じて順序付けた場合、その順序は符号の番号順に増幅回路21,22,23,…,27となる。平均化用抵抗素子31jは、この順序において隣接する増幅回路2jと増幅回路2(j+1)の正出力端子間に接続される。平均化用抵抗素子32jも同様に、隣接する増幅回路2jと増幅回路2(j+1)の負出力端子間に接続される。
回路の要求精度を緩和し、回路素子の面積を削減する技術として、アベレージングと呼ばれる手法が存在する(例えば非特許文献1「Hui Pan,“Spatial Filtering in Flash A/D Converters”, IEEE Transactions on Circuits and Systems-II, vol.50, pp424--436, Aug., 2003」を参照)。
図2(A)に示すように、素子特性のマッチングに起因するバラツキによって第1増幅部2がオフセット電圧ΔVos1を生じているものとする。この第1増幅部2の構成をそのままにして、図2(B)に示すように平均化用の抵抗素子を隣接する出力間に挿入すると、第1増幅部2のオフセット電圧ΔVos2が平均化されて、その値が元のオフセット電圧ΔVos1より小さくなる。オフセット電圧が小さくなると、より小さい面積で高精度の信号処理が可能となるため、素子面積を全体的に小さくすることが可能となり、消費電力と面積の低減を図ることができる。
図3に示す増幅回路22は、n型のMOSトランジスタ101〜106と、抵抗素子107,108と、定電流回路109〜111とを有する。
MOSトランジスタ101〜104と抵抗素子107,108を含む回路は、本発明の差動増幅回路の一実施形態である。
MOSトランジスタ105,106及び定電流回路110,111を含む回路は、本発明の電圧フォロワ回路の一実施形態である。
MOSトランジスタ101のドレインはMOSトランジスタ103のソースに接続され、そのゲートには入力電圧VINが印加される。MOSトランジスタ102のドレインはMOSトランジスタ104のソースに接続され、そのゲートには基準電圧Vr2が印加される。
MOSトランジスタ103のドレインは、抵抗素子107を介して電源電圧VDDに接続されるとともにMOSトランジスタ105のゲートに接続される。MOSトランジスタ104のドレインは、抵抗素子108を介して電源電圧VDDに接続されるとともにMOSトランジスタ106のゲートに接続される。MOSトランジスタ103及び104のゲートには、所定のバイアス電圧VGが印加される。
MOSトランジスタ106と定電流回路110の接続点に発生する電圧は、増幅回路22の正出力端子PAOPに出力される。MOSトランジスタ105と定電流回路111の接続点に発生する電圧は、増幅回路22の負出力端子PAONに出力される。
したがって、増幅回路22の出力端子(PAOP,PAON)には、入力電圧VINと基準電圧Vr2との差を増幅した差動電圧が出力される。
本実施形態において、このソースフォロワ回路の出力インピーダンスRoと平均化用抵抗素子(311,312…)の抵抗値Raとの比(Ra/Ro)を所定の値(例えば「0.1」)に設定する。
非特許文献1において示されているように、一般に増幅回路の出力インピーダンスと平均化用抵抗素子の抵抗値との比を概ね「0.1」程度に設定することにより、良好な平均化効果を得ることが知られている。
図4に示す場合において、増幅回路の出力インピーダンスは抵抗素子107,108の抵抗値Rlとなる。したがって、上述したインピーダンス比(Ra/Rl=0.1)を満たそうとすると、抵抗値Rlは抵抗値Raによって制約を受ける。抵抗値Rlは差動増幅回路(101〜104,107〜109)の利得に関連しており、この値を大きくするほど利得を高めることができるが、抵抗値Raの範囲が限られている場合にはあまり大きくすることができず、所望の利得を得られない可能性がある。
これに対し、図3に示す増幅回路22では、出力段にソースフォロワ回路を設けているため、平均化用抵抗素子の抵抗値Raとは独立に抵抗素子107,108の抵抗値Rlを設定できる。そのため、上述した好適なインピーダンス比(Ra/Ro=0.1)を保ちつつ、初段の差動増幅回路(101〜104,107〜109)の利得低下を防止することができる。
すなわち、好適なインピーダンス比(Ra/Ro=0.1)に設定することでオフセットの低減と変換精度の向上を図るとともに、初段の差増増幅回路(101〜104,107〜109)の高利得化と動作速度の高速化を図ることができる。
第2増幅部4は、第1増幅部2から出力される各差動信号を更に増幅し、この増幅結果に応じた差動信号をそれぞれ出力する。
第2増幅部4は、第1増幅部2と同様に、差動信号の増幅を行う7つの増幅回路41〜47を有する。
増幅回路4i(i=1〜7)は、第1増幅部2の増幅回路2iから出力される差動信号を増幅し、その増幅結果を差動信号として出力する。増幅回路4iは、図3に示す増幅回路22と同様の構成を有する。
上記の接続関係は、次のように言い換えることができる。
7つの増幅回路41〜47をその出力の差動信号に極性反転を生じさせる入力電圧VINのレベルに応じて順序付けた場合、その順序は符号の番号順に増幅回路41,42,43,…,47となる。平均化用抵抗素子51jは、この順序において隣接する増幅回路4jと増幅回路4(j+1)の正出力端子間に接続される。平均化用抵抗素子52jも同様に、隣接する増幅回路4jと増幅回路4(j+1)の負出力端子間に接続される。
隣接する増幅回路41〜47のそれぞれの出力端子を平均化用抵抗素子(511〜516及び521〜526)で接続することによって、第1平均化部2と同様に、素子ミスマッチに起因する増幅回路41〜47のオフセット電圧をアナログ的に平均化し減少させることができる。
比較部6は、図1の例において、マスターコンパレータラッチ(MCL)61〜67を有する。MCL6i(i=1〜7)は、クロック信号CKAに同期して、増幅回路4iから出力される差動信号の対をなす信号同士を比較し、その比較結果に応じた2値信号を保持(ラッチ)する。
第3平均化部7は、図1の例において、7つの多数決論理回路71〜77を有する。多数決論理回路7k(kは2から6までの整数を示す。以下同じ。)は、MCL6(k−1),6k及び6(k+1)から出力される3つの2値信号についての多数決論理演算を行う。多数決論理回路71は、MCL61及び62から出力される2つの2値信号(MCL61から出力される2値信号を2つの信号とみなす)についての多数決論理演算を行う。多数決論理回路77は、MCL66及び67から出力される2つの2値信号(MCL67から出力される2値信号を2つの信号とみなす)についての多数決論理演算を行う。
第3平均化部7における上述の動作は、次のように言い換えることができる。
比較部6のMCL61〜67をその出力に論理反転を生じさせる入力電圧VINのレベルに応じて順序付けた場合、その順序は符号の番号順にMCL61,…,67となる。第3平均化部7は、この順序において隣接する3つの2値信号の組ごとに多数決論理を演算する。
図5に示す多数決論理回路73は、NAND回路201と、NOR回路202,205と、OR回路206と、NOT回路203,204と、入力端子I1〜I3とを有する。
入力端子I1,I2,I3には、それぞれ、MCL64,63,62の出力信号が入力される。NAND回路201は入力端子I1及びI2に入力される信号のNAND演算を行う。NOR回路202は、入力端子I1及びI2に入力される信号のNOR演算を行う。NOT回路203は、入力端子I3に入力される信号を論理反転する。NOT回路204は、NAND回路201の出力を論理反転する。NOR回路205は、NOR回路202及びNOT回路203の出力についてNOR演算を行う。OR回路206は、NOT回路204及びNOR回路205の出力についてOR演算を行い、多数決論理の演算結果の信号Dとして出力する。
入力端子I1,I2,I3に入力される信号の論理値をそれぞれ「I1」,「I2」,「I3」とすると、図5の真理値表に示す値を有する。信号Dを論理式で表すと次のようになる。
D = I1*I2 + I2*I3 + I3*I1 ・・・(1)
このように、MCLの各出力信号を、隣接する信号との多数決論理によって平均化すると、バブルエラーと呼ばれる誤りを含んだMCLの出力結果を補正することが可能となる(例えば非特許文献2「Sanroku Tsukamoto, “A CMOS 6-b, 400-MSample/s ADC with Error Correction”, vol.33, pp1939-1947, Dec., 1998」を参照)。
まず、第1増幅部2において7つの基準電圧(Vr1〜Vr7)と入力電圧VINとの差がそれぞれ増幅され、その差動信号が更に第2増幅部4においてそれぞれ増幅されて、比較部6に入力される。比較部6では、第2増幅部4において増幅された各差動信号の対をなす信号同士が比較され、その比較結果に応じた7ビットの2値信号が出力される。この7ビットの2値信号は、第3平均化部7において隣接する2値信号との多数決論理により平均化処理された後、エンコード部8において3ビットのデジタル信号に変換される。
またこの場合、第1増幅部2や第2増幅部4の出力段に電圧フォロワ回路を設けることによって、その初段(差動増幅回路)の利得を低下させることなく上記のインピーダンス比の設定を行うことができるとともに、動作速度の高速化を図ることができる。
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。
第2の実施形態に係るアナログ/デジタル変換回路では、フォールダ回路と補間回路が設けられる。
図6に示すアナログ/デジタル変換回路は、基準電圧発生用の抵抗素子10A〜15Aと、第1増幅部2Aと、第1平均化部3Aと、フォールダ回路9と、コース(coarse)アンプ10と、補間回路11と、第2平均化部5Aと、比較部6Aと、第3平均化部7Aと、エンコード部8とを有する。
第1増幅部2Aは、本発明の第1増幅部の一実施形態である。
フォールダ回路9は、本発明のフォールダ回路の一実施形態である。
コースアンプ10は、本発明の第1差動増幅回路の一実施形態である。
補間回路11は、本発明の補間回路の一実施形態である。
第1平均化部3Aは、本発明の第1平均化部の一実施形態である。
第2平均化部5Aは、本発明の第2平均化部の一実施形態である。
比較部6Aは、本発明の比較部の一実施形態である。
第3平均化部7Aは、本発明の第3平均化部の一実施形態である。
抵抗素子10A〜15Aの各接続点には、低電圧側から順に、基準電圧Vr1,Vr2,…,Vr5が発生する。
増幅回路2n(nは1から5までの整数を示す。以下同じ。)は、基準電圧Vrnと入力電圧VINとの差を増幅し、その増幅結果を差動電圧として出力する。増幅回路2nは、図3に示す増幅回路22と同様の構成を有する。
増幅回路20は、入力電圧VINと基準電圧VRDBとの差を増幅し、その増幅結果を差動電圧として出力する。増幅回路26は、入力電圧VINと基準電圧VRDTとの差を増幅し、その増幅結果を差動電圧として出力する。この増幅回路20,26も、図3に示す増幅回路22と同様の構成を有する。
図8(A)は、フォールディング信号FL1の波形の一例を示す。この図に示すように、入力電圧VINが基準電圧VR1,VR3,Vr5と一致するとき、フォールディング信号FL1の波形にはそれぞれ差動信号の極性反転が生じる。
フォールダ回路は通常、フォールディング信号の動作点を調整するために奇数個の増幅回路で構成される。そのため図6の例ではフォールダ回路9においてダミービットの増幅回路96の出力を利用している。
図8(B)は、フォールディング信号FL1の波形の一例を示す。この図に示すように、入力電圧VINが基準電圧VR2,VR4と一致するとき、フォールディング信号FL1の波形にはそれぞれ差動信号の極性反転が生じる。
また補間回路11は、差動信号の極性反転を生じるときの入力電圧VINのレベルがフォールディング信号FL1,FL2とそれぞれ等しい合成フォールディング信号INT1、INT3を生成する。
図7に示す補間回路11は、p型のMOSトランジスタ401〜416を有する。
MOSトランジスタ408,411,412,415のソースが共通に接続され、その接続点に信号FL1Pの電流が入力される。
MOSトランジスタ406,409,410,413のソースが共通に接続され、その接続点に信号FL1Nの電流が入力される。
MOSトランジスタ403,404,407,414のソースが共通に接続され、その接続点に信号FL2Pの電流が入力される。
MOSトランジスタ401,402,405,416のソースが共通に接続され、その接続点に信号FL2Nの電流が入力される。
MOSトランジスタ401,402のドレインが共通に接続され、その接続点から信号INT3Nの電流が出力される。
MOSトランジスタ403,404のドレインが共通に接続され、その接続点から信号INT3Pの電流が出力される。
MOSトランジスタ405,406のドレインが共通に接続され、その接続点から信号INT2Nの電流が出力される。
MOSトランジスタ407,408のドレインが共通に接続され、その接続点から信号INT2Pの電流が出力される。
MOSトランジスタ409,410のドレインが共通に接続され、その接続点から信号INT1Nの電流が出力される。
MOSトランジスタ411,412のドレインが共通に接続され、その接続点から信号INT1Pの電流が出力される。
MOSトランジスタ413,414のドレインが共通に接続され、その接続点から信号INT4Pの電流が出力される。
MOSトランジスタ415,416のドレインが共通に接続され、その接続点から信号INT4Nの電流が出力される。
図8(A),(B)は、それぞれフォールダ回路9において生成されたフォールディング信号FL1,FL2の波形の一例を示す。
図8(C),(D),(E),(F)は、それぞれ補間回路11において生成されたフォールディング信号INT1,INT2,INT3,INT4の波形の一例を示す。
図8(G)は、コースアンプ10において増幅された信号CAS1の波形の一例を示す。
フォールディング信号FL2とINT3についても同様であり、互いに等しい入力電圧VINにおいて差動信号の極性反転を生じている(図8(B),(E))。
他方、フォールディング信号INT2,INT4は、フォールディング信号FL1とFL2を合成することにより生成されており、フォールディング信号FL1及びFL2の何れとも異なる入力電圧VINにおいて差動信号の極性反転を生じている。すなわちフォールディング信号INT2は、基準電圧Vr1とVr2の中点並びに基準電圧Vr3とVr4の中点で差動信号の極性反転を生じており、フォールディング信号INT4は、基準電圧Vr2とVr3の中点並びに基準電圧Vr4とVr5の中点で差動信号の極性反転を生じている。
第2平均化部5Aは、補間回路11において生成されるフォールディング信号INT1〜INT4の電圧をアナログ的に平均化することにより、補間回路11の出力に生じるオフセットを低減させる回路であり、補間回路11の出力端子間を接続する平均化用抵抗素子510〜513及び520〜523を有する。
平均化用抵抗素子512及び522は、フォールディング信号INT2及びINT3の同一極性の出力端子同士を接続する。すなわち、信号INT2P及びINT3Pの出力端子同士を接続するとともに、信号INT2N及びINT3Nの出力端子同士を接続する。
平均化用抵抗素子513及び523は、フォールディング信号INT3及びINT4の同一極性の出力端子同士を接続する。すなわち、信号INT3P及びINT4Pの出力端子同士を接続するとともに、信号INT3N及びINT4Nの出力端子同士を接続する。
平均化用抵抗素子510及び520は、フォールディング信号INT1及びINT4の逆極性の出力端子同士を接続する。すなわち、信号INT1P及びINT4Nの出力端子同士を接続するとともに、信号INT1N及びINT4Pの出力端子同士を接続する。
比較部6Aは、例えばマスターコンパレータラッチ(MCL)61〜65を有する。MCL61〜65は、クロック信号CKAに同期して出力信号CAS1及びフォールディング信号INT1〜INT4の対をなす信号同士をそれぞれ比較し、その比較結果に応じた2値信号を保持(ラッチ)する。
フォールダ回路9において生成されるフォールディング信号(FL1,FL2)は、例えば図9に示すように電源電圧VDDに接続される定電流回路503、504の電流と合成され、MOSトランジスタ501、502のカスコード回路を介して補間回路11に入力される。
補間回路11の出力と基準電位VSSとの間には例えば電流電圧変換用の抵抗素子12が接続されており、この抵抗素子12において発生する電圧が第2平均化部5Aを介して比較部6Aに入力される。
抵抗素子12の抵抗値を「Rl」、第2平均化部5Aの平均化用抵抗素子の抵抗値を「Ra」とすると、この抵抗値の比(Ra/Rl)を概ね「0.1」に設定した場合に良好なオフセット低減効果が得られる。
MOSトランジスタ601及び602は互いのソースが共通接続されており、その接続点がMOSトランジスタ603を介して基準電位VSSに接続される。
MOSトランジスタ606〜609は、そのソースが電源電圧VDDに共通接続されている。MOSトランジスタ606及び608のドレインはMOSトランジスタ604のドレインに接続される。MOSトランジスタ607及び609のドレインはMOSトランジスタ605のドレインに接続される。
MOSトランジスタ601及び602のゲート間には、補間回路11からの差動電圧が入力される。MOSトランジスタ603、606、607のゲートにはクロック信号CKが入力される。
MOSトランジスタ608及び604のゲートはMOSトランジスタ605のドレインに共通接続される。
MOSトランジスタ609及び605のゲートはMOSトランジスタ604のドレインに共通接続される。
ラッチ回路610は、MOSトランジスタ604及び605のドレイン間に発生する差動電圧をクロック信号CKに同期してラッチする。
クロック信号CKがローレベルからハイレベルに変化すると、MOSトランジスタ606,607がオフし、MOSトランジスタ603がオンすることにより、MOSトランジスタ601及び602のゲート間の電圧差が非常に高いゲインで増幅され、MOSトランジスタ604及び605のドレイン間に差動電圧を発生させる。
MOSトランジスタ701及び702は互いのソースが基準電位VSSに接続される。MOSトランジスタ701のドレインはMOSトランジスタ704のソースに接続される。MOSトランジスタ701のゲートはMOSトランジスタ702のドレインに接続される。MOSトランジスタ702のドレインはMOSトランジスタ705のソースに接続される。MOSトランジスタ702のゲートはMOSトランジスタ701のドレインに接続される。MOSトランジスタ703は、MOSトランジスタ701及び702のドレイン間に接続される。
MOSトランジスタ706〜709は、そのソースが電源電圧VDDに共通接続されている。MOSトランジスタ706及び708のドレインはMOSトランジスタ704のドレインに接続される。MOSトランジスタ707及び709のドレインはMOSトランジスタ705のドレインに接続される。
MOSトランジスタ701及び702のドレイン間には、補間回路11からの差動電流が入力される。MOSトランジスタ704〜707のゲートにはクロック信号CK1が入力される。MOSトランジスタ703のゲートにはクロック信号CK2が入力される。
MOSトランジスタ708のゲートはMOSトランジスタ705のドレインに接続される。MOSトランジスタ709のゲートはMOSトランジスタ704のドレインに接続される。
ラッチ回路710は、MOSトランジスタ704及び705のドレイン間に発生する差動電圧をクロック信号CK1に同期してラッチする。
なお、平均化抵抗素子は受動素子ではなくともよく、トランジスタ等の能動素子で置き換えても、同様の効果を奏することが可能である。
第3平均化部7Aは、比較部6AのMCL61〜64から出力される2値信号のそれぞれに対して、他の2つの2値信号との多数決論理演算による平均化処理を行う。
また、フォールダ回路9と補間回路11によってコンパレータ等の回路素子数を大幅に削減できるため、より効果的に回路面積と消費電力を削減することができる。
図12はその例を示す図であり、インピーダンス比(Ra/Ro)に応じた検出信号を出力する検出回路112と、その検出信号に応じて定電流回路110,111に流れる電流を制御する制御回路113が増幅回路内に設けられている。
Claims (12)
- 入力されるアナログ信号をデジタル信号に変換するアナログ/デジタル変換回路であって、
前記アナログ信号と複数の基準信号とのレベル差をそれぞれ増幅し、当該増幅結果に応じた複数の差動信号を出力する第1増幅部と、
前記第1増幅部から出力される複数の差動信号をそれぞれ増幅し、当該増幅結果に応じた複数の差動信号を出力する第2増幅部と、
前記第2増幅部から出力される複数の差動信号の対をなす信号同士をそれぞれ比較し、当該比較結果に応じた複数の2値信号を出力する比較部と、
前記第1増幅部の出力端子間を接続する複数の平均化用抵抗素子を含んだ第1平均化部と、
前記第2増幅部の出力端子間を接続する複数の平均化用抵抗素子を含んだ第2平均化部と、
前記比較部から出力される複数の2値信号のそれぞれに対して、他の所定数の2値信号との多数決論理演算による平均化処理を行う第3平均化部と
を具備するアナログ/デジタル変換回路。 - 前記第1増幅部及び前記第2増幅部の少なくとも一方は、
入力される差動信号を増幅する差動増幅回路と、
前記差動増幅回路から出力される差動信号を入力し、当該入力の差動信号の電圧差に応じた差動電圧を前記出力端子へ出力する電圧フォロワ回路と
を有する、
請求項1に記載のアナログ/デジタル変換回路。 - 前記電圧フォロワ回路の出力インピーダンスと、前記出力端子を介して当該電圧フォロワ回路に接続される前記抵抗素子の抵抗値とのインピーダンス比が所定の値を有する
請求項2に記載のアナログ/デジタル変換回路。 - 前記電圧フォロワ回路は、
前記差動増幅回路から出力される差動信号の対をなす信号の一方を制御信号として入力する第1トランジスタと、
前記差動増幅回路から出力される差動信号の対をなす信号の他方を制御信号として入力する第2トランジスタと、
前記第1トランジスタに接続される第1定電流回路と、
前記第2トランジスタに接続される第2定電流回路と
を有しており、前記第1トランジスタ及び前記第1定電流回路の接続点に発生する電圧と前記第2トランジスタ及び前記第2定電流回路の接続点に発生する電圧との差を差動電圧として前記出力端子へ出力し、
前記第1定電流回路及び前記第2定電流回路は、前記インピーダンス比が前記所定の値を有するように調整された一定の電流を発生する
請求項3に記載のアナログ/デジタル変換回路。 - 前記インピーダンス比に応じた検出信号を出力する検出回路と、
前記検出信号に応じて前記第1定電流回路及び前記第2定電流回路に流れる電流を制御する制御回路と
を有する請求項4に記載のアナログ/デジタル変換回路。 - 前記第2増幅回路は、
前記デジタル信号の所定の上位ビットに係わる前記第1増幅部の少なくとも1つの差動信号を増幅する第1差動増幅回路と、
前記第1増幅部から出力される複数の差動信号の少なくとも一部を増幅する複数の第2差動増幅回路を含み、当該複数の第2差動増幅回路から出力される差動信号を所定の組み合わせで合成することにより、差動信号の極性反転を生じるときの前記アナログ信号のレベルがそれぞれ異なる複数のフォールディング信号を生成するフォールダ回路と、
前記フォールダ回路が生成した複数のフォールディング信号に基づいて、差動信号の極性反転を生じるときの前記アナログ信号のレベルが当該複数のフォールディング信号の何れとも異なる少なくとも1つの補間フォールディング信号を生成する補間回路と
を有し、
前記比較部は、前記第1差動増幅回路から出力される差動信号、前記複数のフォールディング信号、及び前記補間フォールディング信号の対をなす信号同士をそれぞれ比較し、当該比較結果に応じた複数の2値信号を出力する、
請求項1に記載のアナログ/デジタル変換回路。 - 前記フォールダ回路は、前記複数のフォールディング信号をそれぞれ差動電流として生成し、
前記補間回路は、前記フォールダ回路において差動電流として生成された複数のフォールディング信号にそれぞれ所定の重みを与えて合成することにより、前記補間フォールディング信号を差動電流として生成する、
請求項6に記載のアナログ/デジタル変換回路。 - 前記比較部は、差動電流として生成された前記補間フォールディング信号の対をなす電流の差を比較し、当該比較結果に応じた2値信号を出力する、
請求項7に記載のアナログ/デジタル変換回路。 - 差動電流として生成された前記補間フォールディング信号を差動電圧に変換する電流電圧変換回路を有し、
前記比較部は、前記電流電圧変換回路において変換された差動電圧の対をなす電圧の差を比較し、当該比較結果に応じた2値信号を出力する、
請求項7に記載のアナログ/デジタル変換回路。 - 前記補間回路は、差動信号の極性反転を生じるときの前記アナログ信号のレベルが前記複数のフォールディング信号とそれぞれ等しい複数の合成フォールディング信号を生成し、
前記比較部は、前記複数のフォールディング信号として前記複数の合成フォールディング信号を入力し、これに応じた2値信号を出力する、
請求項6に記載のアナログ/デジタル変換回路。 - 前記第1平均化部の平均化用抵抗素子は、前記第1増幅部の複数の出力端子をその出力の差動信号に極性反転を生じさせる前記アナログ信号のレベルに応じて順序付けた場合の当該順序において、隣接する出力端子同士を接続し、
前記第2平均化部の平均化用抵抗素子は、前記第2増幅部の複数の出力端子をその出力の差動信号に極性反転を生じさせる前記アナログ信号のレベルに応じて順序付けた場合の当該順序において、隣接する出力端子同士を接続する、
請求項1に記載のアナログ/デジタル変換回路。 - 前記第3平均化部は、前記比較部の複数の2値信号をその論理反転を生じさせる前記アナログ信号のレベルに応じて順序付けた場合の当該順序において、隣接する所定数の2値信号の組ごとに多数決論理を演算する、
請求項1に記載のアナログ/デジタル変換回路。
Priority Applications (7)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006006134A JP4702066B2 (ja) | 2006-01-13 | 2006-01-13 | アナログ/デジタル変換回路 |
TW095149379A TW200733571A (en) | 2006-01-13 | 2006-12-28 | Analog-to-digital conversion circuit |
US11/648,544 US7405691B2 (en) | 2006-01-13 | 2007-01-03 | Analog-to-digital conversion circuit |
KR1020070001491A KR20070076429A (ko) | 2006-01-13 | 2007-01-05 | 아날로그/디지털 변환회로 |
DE602007002205T DE602007002205D1 (de) | 2006-01-13 | 2007-01-11 | Analog/digital Wandler |
EP07100412A EP1811671B1 (en) | 2006-01-13 | 2007-01-11 | Analog-to-digital conversion circuit |
CN2007100020062A CN101001084B (zh) | 2006-01-13 | 2007-01-15 | 模数转换电路 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006006134A JP4702066B2 (ja) | 2006-01-13 | 2006-01-13 | アナログ/デジタル変換回路 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2007189519A true JP2007189519A (ja) | 2007-07-26 |
JP4702066B2 JP4702066B2 (ja) | 2011-06-15 |
Family
ID=37806088
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2006006134A Expired - Fee Related JP4702066B2 (ja) | 2006-01-13 | 2006-01-13 | アナログ/デジタル変換回路 |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US7405691B2 (ja) |
EP (1) | EP1811671B1 (ja) |
JP (1) | JP4702066B2 (ja) |
KR (1) | KR20070076429A (ja) |
CN (1) | CN101001084B (ja) |
DE (1) | DE602007002205D1 (ja) |
TW (1) | TW200733571A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008300939A (ja) * | 2007-05-29 | 2008-12-11 | Renesas Technology Corp | A/d変換器 |
KR100877695B1 (ko) | 2007-03-23 | 2009-01-09 | 인하대학교 산학협력단 | 주파수 특성 향상을 위한 가변 특성의 평준화 저항 회로 |
JP2010124449A (ja) * | 2008-10-21 | 2010-06-03 | Renesas Electronics Corp | アナログデジタル変換回路 |
JP2013090298A (ja) * | 2011-10-21 | 2013-05-13 | Fujitsu Ltd | 半導体集積回路、閾値設定方法、及び通信装置 |
JP2017055232A (ja) * | 2015-09-09 | 2017-03-16 | ラピスセミコンダクタ株式会社 | 半導体装置 |
Families Citing this family (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4788532B2 (ja) * | 2006-09-04 | 2011-10-05 | ソニー株式会社 | フォールディング回路およびアナログ−デジタル変換器 |
US7817073B2 (en) * | 2007-06-15 | 2010-10-19 | Micron Technology, Inc. | Integrators for delta-sigma modulators |
CN101640538A (zh) * | 2008-08-01 | 2010-02-03 | 扬智科技股份有限公司 | 模拟数字转换器 |
KR101584785B1 (ko) * | 2009-01-21 | 2016-01-13 | 삼성전자주식회사 | 아날로그-디지털 컨버터 및 이를 포함하는 전자 시스템 |
JP2010258577A (ja) * | 2009-04-22 | 2010-11-11 | Renesas Electronics Corp | 補間型a/d変換器 |
JP5257219B2 (ja) * | 2009-04-23 | 2013-08-07 | ソニー株式会社 | Ad変換器 |
US8183903B2 (en) * | 2009-12-03 | 2012-05-22 | Semtech Corporation | Signal interpolation methods and circuits |
KR101199574B1 (ko) * | 2010-11-02 | 2012-11-12 | 한국과학기술원 | 아날로그 디지털 변환기 |
CN102035528B (zh) * | 2010-11-30 | 2012-10-03 | 四川和芯微电子股份有限公司 | 高速动态比较锁存器 |
CN102594268B (zh) * | 2012-03-16 | 2015-06-17 | 中国科学院微电子研究所 | 折叠信号放大器 |
US8975949B2 (en) * | 2013-03-14 | 2015-03-10 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Integrated clock gater (ICG) using clock cascode complimentary switch logic |
CN105356880B (zh) * | 2015-11-23 | 2018-07-06 | 南阳理工学院 | 一路模数采集通道采集双路传感器数据的电路 |
US9722623B1 (en) * | 2016-12-19 | 2017-08-01 | Stmicroelectronics International N.V. | Analog-to-digital converter with dynamic element matching |
CN109980926B (zh) * | 2019-04-30 | 2024-05-14 | 苏州易美新思新能源科技有限公司 | 一种多通道串联电源 |
JP2021150806A (ja) * | 2020-03-19 | 2021-09-27 | キオクシア株式会社 | 半導体集積回路及び受信装置 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5818380A (en) * | 1994-09-14 | 1998-10-06 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Analog-digital converter capable of reducing a conversation error of an output signal |
US6822600B1 (en) * | 2004-02-13 | 2004-11-23 | National Semiconductor Corporation | Amplifier array termination |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3522445A (en) * | 1966-08-24 | 1970-08-04 | Bunker Ramo | Threshold and majority gate elements and logical arrangements thereof |
US5029305A (en) * | 1988-12-21 | 1991-07-02 | Texas Instruments Incorporated | Method and apparatus for error correction in thermometer code arrays |
US6407692B1 (en) * | 1997-01-22 | 2002-06-18 | Broadcom Corporation | Analog to digital converter |
JP3450649B2 (ja) * | 1997-06-04 | 2003-09-29 | 株式会社東芝 | アナログ/デジタル変換装置 |
US6091353A (en) * | 1998-07-15 | 2000-07-18 | International Business Machines Corporation | Bias circuit for flash analog to digital converter circuits |
JP4144086B2 (ja) | 1998-12-14 | 2008-09-03 | ソニー株式会社 | アナログ/ディジタル変換装置 |
CN1285174C (zh) * | 2001-06-18 | 2006-11-15 | 三洋电机株式会社 | 模-数转换电路 |
WO2006000987A1 (en) | 2004-06-24 | 2006-01-05 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Device for converting analog signals to digital signals with non-uniform accuracy |
-
2006
- 2006-01-13 JP JP2006006134A patent/JP4702066B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2006-12-28 TW TW095149379A patent/TW200733571A/zh not_active IP Right Cessation
-
2007
- 2007-01-03 US US11/648,544 patent/US7405691B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2007-01-05 KR KR1020070001491A patent/KR20070076429A/ko active IP Right Grant
- 2007-01-11 DE DE602007002205T patent/DE602007002205D1/de active Active
- 2007-01-11 EP EP07100412A patent/EP1811671B1/en not_active Expired - Fee Related
- 2007-01-15 CN CN2007100020062A patent/CN101001084B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5818380A (en) * | 1994-09-14 | 1998-10-06 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Analog-digital converter capable of reducing a conversation error of an output signal |
US6822600B1 (en) * | 2004-02-13 | 2004-11-23 | National Semiconductor Corporation | Amplifier array termination |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100877695B1 (ko) | 2007-03-23 | 2009-01-09 | 인하대학교 산학협력단 | 주파수 특성 향상을 위한 가변 특성의 평준화 저항 회로 |
JP2008300939A (ja) * | 2007-05-29 | 2008-12-11 | Renesas Technology Corp | A/d変換器 |
JP2010124449A (ja) * | 2008-10-21 | 2010-06-03 | Renesas Electronics Corp | アナログデジタル変換回路 |
JP2013090298A (ja) * | 2011-10-21 | 2013-05-13 | Fujitsu Ltd | 半導体集積回路、閾値設定方法、及び通信装置 |
JP2017055232A (ja) * | 2015-09-09 | 2017-03-16 | ラピスセミコンダクタ株式会社 | 半導体装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP1811671A1 (en) | 2007-07-25 |
EP1811671B1 (en) | 2009-09-02 |
TW200733571A (en) | 2007-09-01 |
KR20070076429A (ko) | 2007-07-24 |
JP4702066B2 (ja) | 2011-06-15 |
US20070188366A1 (en) | 2007-08-16 |
CN101001084B (zh) | 2010-06-23 |
US7405691B2 (en) | 2008-07-29 |
CN101001084A (zh) | 2007-07-18 |
TWI339023B (ja) | 2011-03-11 |
DE602007002205D1 (de) | 2009-10-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4702066B2 (ja) | アナログ/デジタル変換回路 | |
JP4349445B2 (ja) | フラッシュ型ad変換器 | |
JP2002271201A (ja) | A/d変換器 | |
US7403149B2 (en) | Folding and interpolating analog-to-digital converter and method of converting analog signal to digital signal | |
JPH08321777A (ja) | パイプライン型a/dコンバータ | |
JP2003158434A (ja) | 擬似差動増幅回路及び擬似差動増幅回路を使用したa/d変換器 | |
WO2011021260A1 (ja) | パイプライン型ad変換器およびその出力補正方法 | |
US7095352B2 (en) | Analog-to-digital converter including a plurality of amplifier circuits | |
JP4788532B2 (ja) | フォールディング回路およびアナログ−デジタル変換器 | |
JP2012244521A (ja) | 比較器及びad変換器 | |
JP3904495B2 (ja) | A/d変換器 | |
JP2011166278A (ja) | 差動増幅回路、2段増幅回路およびそれらを用いたa/d変換回路 | |
JP5973893B2 (ja) | サブレンジング型a/d変換器 | |
KR101122734B1 (ko) | 캐패시터의 직렬연결을 이용한 멀티플라잉 디지털 아날로그 변환기와 이를 포함하는 파이프라인 아날로그 디지털 변환기 | |
JP4382130B2 (ja) | A/d変換器 | |
JP2002325038A (ja) | 半導体集積回路 | |
JP4026710B2 (ja) | フラッシュ型a/d変換器 | |
US20100277357A1 (en) | Analog-to-digital converter | |
US20230040581A1 (en) | Analog to digital converter | |
JP2003188727A (ja) | アナログ−デジタル変換回路 | |
JP2006262001A (ja) | Ad変換器 | |
JP2005260723A (ja) | アナログデジタル変換器 | |
JP2005252498A (ja) | アナログデジタル変換器 | |
WO2011024337A1 (ja) | デジタル-アナログ変換器およびデルタシグマ型デジタル-アナログ変換装置 | |
JP2005252497A (ja) | アナログデジタル変換器 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20080911 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20101130 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20110119 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20110208 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20110221 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |