JP2009124447A - Sampling device and analog/digital conversion device - Google Patents
Sampling device and analog/digital conversion device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2009124447A JP2009124447A JP2007296049A JP2007296049A JP2009124447A JP 2009124447 A JP2009124447 A JP 2009124447A JP 2007296049 A JP2007296049 A JP 2007296049A JP 2007296049 A JP2007296049 A JP 2007296049A JP 2009124447 A JP2009124447 A JP 2009124447A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- unit
- sampling
- clock signal
- clock
- signal
- 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.)
- Withdrawn
Links
Landscapes
- Analogue/Digital Conversion (AREA)
Abstract
Description
本発明は、アナログ信号の標本化を行う標本化装置およびアナログディジタル変換装置に関するものである。 The present invention relates to a sampling device that performs sampling of an analog signal and an analog-digital conversion device.
連続的に変化する信号すなわちアナログ信号をディジタル信号に変換するものとしてアナログディジタル変換装置がある。アナログ信号をディジタル信号に変換する場合、通常アナログ信号はサンプルホールド回路等により標本化される。標本化は、PLLなどのクロック部から出力されるクロック信号に同期して行われるが、当該クロック信号にはジッタが含まれる。 An analog-to-digital converter is a device that converts a continuously changing signal, that is, an analog signal into a digital signal. When converting an analog signal into a digital signal, the analog signal is usually sampled by a sample hold circuit or the like. Sampling is performed in synchronization with a clock signal output from a clock unit such as a PLL, but the clock signal includes jitter.
ジッタとは、信号波形の時間的な揺らぎである。これによりサンプリングのタイミングが変化する。したがって、高いサンプリング精度が要求される場合、ジッタの要求も厳しくなる。ジッタの要求が厳しくなるほど回路設計は困難になる。 Jitter is a temporal fluctuation of a signal waveform. This changes the sampling timing. Therefore, when high sampling accuracy is required, the requirement for jitter becomes severe. The more demanding jitter is, the more difficult circuit design becomes.
公知文献としては、特許文献1が知られている。 As a known document, Patent Document 1 is known.
特許文献1は、クロック部のジッタ対策として、複数個の連続するディジタル・サンプル値の平均を取る平均化回路を備える。
本発明の目的は、アナログ信号の標本化において、クロック部の有するジッタの影響を小さくする標本化装置およびアナログディジタル変換装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide a sampling device and an analog-digital conversion device that reduce the influence of jitter of a clock section in sampling of an analog signal.
上記の課題を解決するため、標本化装置は、入力信号を標本化する第1および第2標本化部と、該第1および第2標本化部が標本化した電荷をそれぞれ保持する第1および第2電荷保持部と、該第1および第2電荷保持部が保持した該電荷をそれぞれ放電する第1および第2放電部と、該第1標本化部に第1クロック信号を供給する第1クロック部と、該第2標本化部に第2クロック信号を供給する第2クロック部とを有し、該第1放電部の出力と該第2放電部の出力とを接続することを特徴とする。 In order to solve the above problems, the sampling device includes first and second sampling units that sample an input signal, and first and second charges that are sampled by the first and second sampling units, respectively. A second charge holding unit; first and second discharge units for discharging the charges held by the first and second charge holding units; and a first clock signal supplied to the first sampling unit. A clock unit; and a second clock unit that supplies a second clock signal to the second sampling unit, wherein the output of the first discharge unit and the output of the second discharge unit are connected to each other. To do.
実施形態によれば、サンプルホールド回路を複数並列接続することにより、クロック部のジッタによるサンプルホールド回路の標本化誤差を平均化することが出来る。 According to the embodiment, by connecting a plurality of sample-and-hold circuits in parallel, the sampling error of the sample-and-hold circuit due to jitter in the clock unit can be averaged.
以下、本発明の実施例について説明する。なお、本発明は以下の実施例により限定されるものではない。 Examples of the present invention will be described below. The present invention is not limited to the following examples.
図1は、一の実施例を説明するためのアナログディジタル変換装置図である。図1Aにおいて、アナログディジタル変換装置への入力信号である入力アナログ信号103は、並列接続されたn個のサンプルホールド回路100(n)へそれぞれ入力される。nは2以上の自然数である。各サンプルホールド回路100(n)からの出力は1つに接続され、変換部104へ入力される。変換部104は入力されたアナログ信号をディジタル信号105に変換して出力するものであり、一般にADC(Analog to Digital Converter)と呼ばれる。 FIG. 1 is an analog-digital conversion apparatus diagram for explaining one embodiment. In FIG. 1A, an input analog signal 103, which is an input signal to the analog-to-digital converter, is input to n sample and hold circuits 100 (n) connected in parallel. n is a natural number of 2 or more. The outputs from the sample and hold circuits 100 (n) are connected to one and input to the conversion unit 104. The conversion unit 104 converts an input analog signal into a digital signal 105 and outputs the digital signal 105, and is generally referred to as an ADC (Analog to Digital Converter).
各サンプルホールド回路100(n)はそれぞれ個別にクロック部101(n)を有している。クロック部101(n)は同一クロック源106に基づいて、同相・同周期でクロック信号を出力するようにそれぞれ設計されたPLL(Phase Locked Loop)回路等である。クロック源106は、各クロック部101(n)にクロック信号φ0を供給する。クロック部101(n)は、対応する各サンプルホールド回路100(n)に対しクロック信号φnを供給する。クロック信号φnは、各サンプルホールド回路100(n)のサンプルホールド動作を制御する。 Each sample and hold circuit 100 (n) has a clock unit 101 (n) individually. The clock unit 101 (n) is a PLL (Phase Locked Loop) circuit or the like designed to output a clock signal in the same phase and in the same cycle based on the same clock source 106. The clock source 106 supplies a clock signal φ0 to each clock unit 101 (n). The clock unit 101 (n) supplies a clock signal φn to each corresponding sample and hold circuit 100 (n). The clock signal φn controls the sample and hold operation of each sample and hold circuit 100 (n).
クロック信号φhは、1つのクロック部102から各サンプルホールド回路100(n)に供給される。クロック信号φhは各サンプルホールド回路100(n)に記憶された信号を出力するタイミングを制御する。クロック部102および101(1)は、後述するノンオーバーラッピング回路600を有する。また、クロック部101(2)から101(n)は、後述する遅延回路620を有する。この結果、φnとφhとがオーバーラッピングすることを回避することが出来る。 The clock signal φh is supplied from one clock unit 102 to each sample and hold circuit 100 (n). The clock signal φh controls the timing of outputting the signal stored in each sample and hold circuit 100 (n). The clock units 102 and 101 (1) have a non-overlapping circuit 600 described later. Further, the clock units 101 (2) to 101 (n) have a delay circuit 620 described later. As a result, it is possible to avoid overlapping of φn and φh.
各サンプルホールド回路100(n)はそれぞれ標本化部、電荷保持部、および放電部を有している。標本化部は入力信号の電荷を、クロック信号φnのタイミングで標本化する。電荷保持部はクロック信号φnのタイミングで標本化された信号電荷を保持する。電荷保持部は例えば容量素子により実現される。放電部は電荷保持部に保持された信号電荷をφhのタイミングでサンプルホールド回路100(n)から放電する。各サンプルホールド回路の出力は共通化されているので、各サンプルホールド回路の電荷保持部である容量素子に保持された電荷は再分配される。この結果、各容量素子の電荷量は出力前に各容量素子に充電された電荷量の平均値となる。これにより、サンプルホールド回路ごとに標本化される電圧値にばらつきがあっても、複数のサンプルホールド回路を出力部が共通となるように接続することで、その影響を最小限に抑えることが出来る。 Each sample and hold circuit 100 (n) has a sampling unit, a charge holding unit, and a discharge unit. The sampling unit samples the charge of the input signal at the timing of the clock signal φn. The charge holding unit holds the signal charge sampled at the timing of the clock signal φn. The charge holding unit is realized by a capacitive element, for example. The discharge unit discharges the signal charge held in the charge holding unit from the sample hold circuit 100 (n) at the timing of φh. Since the output of each sample and hold circuit is made common, the charge held in the capacitive element which is the charge holding unit of each sample and hold circuit is redistributed. As a result, the charge amount of each capacitive element becomes an average value of the charge amount charged in each capacitive element before output. As a result, even if there is a variation in the voltage value sampled for each sample-and-hold circuit, the influence can be minimized by connecting a plurality of sample-and-hold circuits so that the output units are common. .
図1Bは、図1Aの領域110において、1つのクロック部から複数の標本化部にクロックを供給する場合の概略図である。クロック部101(1)は、サンプルホールド回路100(1)および100(2)にクロック信号φ1を供給する。サンプルホールド回路とクロック部とが1対1でなくても、装置全体でクロック部が複数存在していれば、クロック部のジッタを平均化するという本発明の効果を奏することが出来る。 FIG. 1B is a schematic diagram when a clock is supplied from one clock unit to a plurality of sampling units in the area 110 of FIG. 1A. The clock unit 101 (1) supplies the clock signal φ1 to the sample hold circuits 100 (1) and 100 (2). Even if the sample-and-hold circuit and the clock unit are not 1: 1, if there are a plurality of clock units in the entire apparatus, the effect of the present invention of averaging the jitter of the clock unit can be achieved.
図2は、クロック部101(n)の一例であるPLL回路の構成図である。PLLに入力されるリファレンスクロック信号204は位相ディテクタ200に入力される。位相ディテクタ200は、2つの入力信号の位相差を比較し、それに比例した電圧を出力する。出力された電圧はループフィルタ201によりスムージングされ、VCO(Voltage Controlled Oscillator)202に入力される。ループフィルタ201は抵抗素子や容量素子等で実現される。VCO202は、入力電圧に対応する周波数を有するクロック信号205を出力する。クロック信号205は分周器203により分周され、位相ディテクタ200に入力される。 FIG. 2 is a configuration diagram of a PLL circuit which is an example of the clock unit 101 (n). The reference clock signal 204 input to the PLL is input to the phase detector 200. The phase detector 200 compares the phase difference between the two input signals and outputs a voltage proportional to the phase difference. The output voltage is smoothed by the loop filter 201 and input to a VCO (Voltage Controlled Oscillator) 202. The loop filter 201 is realized by a resistance element, a capacitance element, or the like. The VCO 202 outputs a clock signal 205 having a frequency corresponding to the input voltage. The clock signal 205 is frequency-divided by the frequency divider 203 and input to the phase detector 200.
VCO202は、マルチバイブレータ等により実現される。VCO202の信号純度が低い、すなわち位相ノイズが多いとPLLから出力されるクロック信号のジッタが大きくなる。 The VCO 202 is realized by a multivibrator or the like. When the signal purity of the VCO 202 is low, that is, there is a lot of phase noise, the jitter of the clock signal output from the PLL becomes large.
図3は、サンプルホールド回路の具体例および各サンプルホールド回路のスイッチを制御するクロック信号の波形図である。 FIG. 3 is a waveform diagram of a clock signal that controls a specific example of the sample hold circuit and the switches of each sample hold circuit.
図3Aは図1のサンプルホールド回路100(1)をスイッチ300(n)、301(n)および容量素子302(n)で具体化したものである。スイッチ300(n)、301(n)はMOSトランジスタ等により実現される。スイッチ300(n)は標本化部であり、図示しないクロック部101(n)の出力であるクロック信号φnにより制御される。スイッチ301(n)は放電部であり、図示しないクロック部102の出力であるクロック信号φhにより制御される。容量素子302(n)は電荷保持部である。 FIG. 3A shows the sample hold circuit 100 (1) of FIG. 1 embodied by switches 300 (n) and 301 (n) and a capacitive element 302 (n). The switches 300 (n) and 301 (n) are realized by MOS transistors or the like. The switch 300 (n) is a sampling unit and is controlled by a clock signal φn that is an output of a clock unit 101 (n) (not shown). The switch 301 (n) is a discharge unit, and is controlled by a clock signal φh that is an output of the clock unit 102 (not shown). The capacitor 302 (n) is a charge holding portion.
スイッチ300(n)をオンし、スイッチ301(n)をオフすることにより、配線303に入力されるアナログ入力信号は標本化され、容量素子302(n)に電荷を充電する。スイッチ300(n)をオフすると、オフした瞬間のアナログ入力信号の電圧値が各容量素子302(n)に保持される。クロック信号φnが異なるジッタを有している場合、スイッチ300(n)がオフする瞬間が異なるため、各容量素子302(n)に保持された電圧値も異なる。 By turning on the switch 300 (n) and turning off the switch 301 (n), the analog input signal input to the wiring 303 is sampled and charges the capacitor 302 (n). When the switch 300 (n) is turned off, the voltage value of the analog input signal at the moment when the switch 300 (n) is turned off is held in each capacitor 302 (n). When the clock signal φn has different jitters, the moment when the switch 300 (n) is turned off is different, so that the voltage value held in each capacitor 302 (n) is also different.
クロック信号φnにジッタがないとした場合における、スイッチ300(n)がオフする瞬間のアナログ入力信号の電圧値をVinとする。クロック信号φnにジッタがある場合における、スイッチ300(n)がオフする瞬間のアナログ入力信号の電圧値を(Vin+Vn)とする。Vnは、ジッタにより発生するサンプリング誤差であり、nは2以上の自然数である。本発明において、ジッタはランダムに発生するものを対象とする。スイッチ301(n)をオンした時のアナログ出力304の電圧値をVout、容量素子302(n)の容量値をCとする。 When the clock signal φn has no jitter, the voltage value of the analog input signal at the moment when the switch 300 (n) is turned off is Vin. The voltage value of the analog input signal at the moment when the switch 300 (n) is turned off when the clock signal φn has jitter is (Vin + Vn). Vn is a sampling error caused by jitter, and n is a natural number of 2 or more. In the present invention, jitter is generated randomly. The voltage value of the analog output 304 when the switch 301 (n) is turned on is Vout, and the capacitance value of the capacitor 302 (n) is C.
2つのサンプルホールド回路の入出力部が共通となるように接続された場合、すなわちn=2の場合には、
2×C×Vout=C×(Vin+V1)+C×(Vin+V2)
が成り立つ。Voutについて式を整理すると、
Vout=Vin+(V1+V2)/2
となる。つまり、サンプルホールド回路を並列接続することにより、出力電圧に発生する誤差は、個々のサンプルホールド回路におけるジッタによるサンプリング誤差の平均値となる。
When the input / output units of the two sample and hold circuits are connected in common, that is, when n = 2,
2 × C × Vout = C × (Vin + V1) + C × (Vin + V2)
Holds. Organizing the equation for Vout,
Vout = Vin + (V1 + V2) / 2
It becomes. That is, by connecting the sample and hold circuits in parallel, the error generated in the output voltage is an average value of the sampling errors due to jitter in the individual sample and hold circuits.
図3Bは各スイッチ300(n)、301(n)に入力されるクロック信号φn、φhの信号波形図である。波形310(n)はφnの波形を、波形311はφhの波形をそれぞれ示している。波形312は図3Aにおける入力信号303の一例である。T1およびT2の斜線部は、各クロック信号φnのジッタ発生範囲を示している。各クロック信号波形310(n)は、ジッタ発生範囲T1のどこかで“1”から“0”になる。ジッタ発生範囲T2についても同様に動作する。ジッタの影響により波形312をサンプリングするタイミングが変わり、サンプリング誤差が発生することがわかる。 FIG. 3B is a signal waveform diagram of the clock signals φn and φh input to the switches 300 (n) and 301 (n). A waveform 310 (n) represents a waveform of φn, and a waveform 311 represents a waveform of φh. Waveform 312 is an example of input signal 303 in FIG. 3A. The hatched portions of T1 and T2 indicate the jitter generation range of each clock signal φn. Each clock signal waveform 310 (n) changes from “1” to “0” somewhere in the jitter generation range T1. The same operation is performed for the jitter generation range T2. It can be seen that the sampling timing of the waveform 312 changes due to the influence of jitter and a sampling error occurs.
クロック信号φhのクロック信号波形311は、クロック信号φnの信号波形310(n)に対し、“1”となるタイミングがオーバーラップしないように設計する。 The clock signal waveform 311 of the clock signal φh is designed so that the timing when it becomes “1” does not overlap with the signal waveform 310 (n) of the clock signal φn.
図4は、サンプルホールド回路の他の具体例および各サンプルホールド回路のスイッチを制御するクロック信号の波形図である。 FIG. 4 is a waveform diagram of another specific example of the sample and hold circuit and a clock signal for controlling the switch of each sample and hold circuit.
図4Aは図1のサンプルホールド回路100(1)をスイッチ400(n)、401(n)および容量素子402(n)で具体化したものである。スイッチ400(n)、401(n)はそれぞれ2つのMOSトランジスタ等により実現される。それぞれのMOSトランジスタのオンオフは、別個のクロック信号により制御される。 FIG. 4A shows the sample hold circuit 100 (1) of FIG. 1 embodied with switches 400 (n) and 401 (n) and a capacitive element 402 (n). The switches 400 (n) and 401 (n) are each realized by two MOS transistors or the like. On / off of each MOS transistor is controlled by a separate clock signal.
スイッチ400(n)について、配線404と容量素子402(n)とを接続するタイミングはクロック信号φhにより、配線403と容量素子402(n)とを接続するタイミングはクロック信号φndにより制御される。クロック信号φndは、クロック信号φnを一定時間遅延させた信号である。スイッチ401(n)について、配線405と容量素子402(n)とを接続するタイミングはクロック信号φhにより、配線407と容量素子402(n)とを接続するタイミングはクロック信号φnにより制御される。スイッチ400(n)および401(n)はそれぞれ、いずれか一方の配線との接続を選択する1つのスイッチであってもよいし、それぞれの配線との接続にスイッチを1つずつ用いて接続したものとしてもよい。 In the switch 400 (n), the timing for connecting the wiring 404 and the capacitor 402 (n) is controlled by the clock signal φh, and the timing for connecting the wiring 403 and the capacitor 402 (n) is controlled by the clock signal φnd. The clock signal φnd is a signal obtained by delaying the clock signal φn for a certain time. For the switch 401 (n), the timing for connecting the wiring 405 and the capacitor 402 (n) is controlled by the clock signal φh, and the timing for connecting the wiring 407 and the capacitor 402 (n) is controlled by the clock signal φn. Each of the switches 400 (n) and 401 (n) may be one switch that selects connection with one of the wirings, or is connected using one switch for connection with each wiring. It may be a thing.
図4Aのサンプルホールド回路の動作について説明する。クロック信号φnにより容量素子402(n)と配線407が接続され、一定時間経過後に、クロック信号φndにより配線403と容量素子402(n)が接続される。容量素子402(n)は、配線403に入力されるアナログ入力信号により充電される。クロック信号φnが“0”となった瞬間のアナログ入力信号の電圧値が容量素子402(n)に保持され、一定時間経過後に、クロック信号φndが“0”となる。 The operation of the sample and hold circuit of FIG. 4A will be described. The capacitor 402 (n) and the wiring 407 are connected by the clock signal φn, and the wiring 403 and the capacitor 402 (n) are connected by the clock signal φnd after a predetermined time has elapsed. The capacitor 402 (n) is charged by an analog input signal input to the wiring 403. The voltage value of the analog input signal at the moment when the clock signal φn becomes “0” is held in the capacitor 402 (n), and the clock signal φnd becomes “0” after a predetermined time has elapsed.
その後、クロック信号φhがスイッチ400(n)および401(n)に入力され、配線404と容量素子402(n)、および容量素子402(n)と配線405とが接続される。これにより、図3と同様に容量素子402(n)に充電された電荷の平均化が起こり、各容量素子402(n)に保持された電圧値の平均値がオペアンプ408から出力される。オペアンプ408は入力側と出力側の回路を高インピーダンスで分離するため、オペアンプの出力に電荷を有する容量素子が接続されていても、サンプルホールド回路に充電された電荷が影響を受けない。これにより、アナログ入力信号のサンプリング精度を向上させることが出来る。 After that, the clock signal φh is input to the switches 400 (n) and 401 (n), and the wiring 404 and the capacitor 402 (n), and the capacitor 402 (n) and the wiring 405 are connected. As a result, the charge stored in the capacitor 402 (n) is averaged as in FIG. 3, and the average value of the voltage value held in each capacitor 402 (n) is output from the operational amplifier 408. Since the operational amplifier 408 separates the input side and output side circuits with high impedance, even if a capacitive element having a charge is connected to the output of the operational amplifier, the charge charged in the sample hold circuit is not affected. Thereby, the sampling accuracy of the analog input signal can be improved.
図4Bは各スイッチ400(n)、401(n)に入力されるクロック信号φn、φnd、およびφhの信号波形図である。波形420(n)はφnの波形を、波形421(n)はφndの波形を、波形422はφhの波形をそれぞれ示している。波形421(n)、422(n)の斜線部は、各クロック信号φn、φndのジッタ発生範囲を示している。各クロック信号波形420(n)、421(n)は、当該ジッタ発生範囲のどこかで“1”から“0”になる。 FIG. 4B is a signal waveform diagram of clock signals φn, φnd, and φh input to the switches 400 (n) and 401 (n). Waveform 420 (n) shows the waveform of φn, waveform 421 (n) shows the waveform of φnd, and waveform 422 shows the waveform of φh. The hatched portions of the waveforms 421 (n) and 422 (n) indicate the jitter generation ranges of the clock signals φn and φnd. The clock signal waveforms 420 (n) and 421 (n) change from “1” to “0” somewhere in the jitter generation range.
クロック信号φndの波形421(n)は、クロック信号φnの波形420(n)を後述する一定時間遅延させたものである。また、クロック信号φhのクロック信号波形422は、クロック信号φn、φndの波形420(n)、421(n)に対し、“1”となるタイミングがオーバーラップしないように設計する。 The waveform 421 (n) of the clock signal φnd is obtained by delaying the waveform 420 (n) of the clock signal φn by a certain time described later. Further, the clock signal waveform 422 of the clock signal φh is designed so that the timing when it becomes “1” does not overlap with the waveforms 420 (n) and 421 (n) of the clock signals φn and φnd.
図5は、クロック信号φndをクロック信号φnに対して一定時間遅延させる理由を説明するための図である。 FIG. 5 is a diagram for explaining the reason why the clock signal φnd is delayed for a predetermined time with respect to the clock signal φn.
図5Aは、図4のスイッチ400(n)および401(n)について、容量素子402(n)と配線403および配線407との接続をn型MOSトランジスタで実現したものである。トランジスタ501のゲートにはV1が、ドレインにはV2が印加されている。トランジスタ501がオンしている場合、トランジスタ501のドレイン・ソース間にはチャネルが形成されている。当該チャネルを形成する電荷の大きさは(V1−V2)に比例する。 FIG. 5A shows the connection between the capacitor 402 (n), the wiring 403, and the wiring 407 with n-type MOS transistors for the switches 400 (n) and 401 (n) in FIG. V1 is applied to the gate of the transistor 501, and V2 is applied to the drain. When the transistor 501 is on, a channel is formed between the drain and source of the transistor 501. The magnitude of the charge forming the channel is proportional to (V1-V2).
電圧値V1が低くなると、トランジスタ501はオフし、チャネルを形成していたチャネル電荷がトランジスタのドレイン、ソースにそれぞれ移動する。トランジスタがオフした場合に回路に電流パスが存在すると、この電荷が容量素子402(n)に加算されることにより、サンプリング誤差が生じる。 When the voltage value V1 becomes low, the transistor 501 is turned off, and the channel charge forming the channel moves to the drain and source of the transistor. If a current path exists in the circuit when the transistor is turned off, this charge is added to the capacitor 402 (n), thereby causing a sampling error.
図5Bはスイッチ401(n)をスイッチ400(n)より先にオフした場合の動作を説明する図である。スイッチはn型MOSトランジスタで実現されており、トランジスタのオン時にはゲート電圧V1が印加されているものとする。図4の構成と同一部材には同一番号を付し、その説明は省略する。 FIG. 5B is a diagram for explaining the operation when the switch 401 (n) is turned off before the switch 400 (n). The switch is realized by an n-type MOS transistor, and the gate voltage V1 is applied when the transistor is turned on. The same members as those in FIG. 4 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
スイッチ401(n)のチャネル電荷は、トランジスタのゲート電圧V1とグランド電圧Vsとの差分に比例する。Vsは0Vであるから、スイッチ401(n)がオフした場合に容量素子402(n)に移動するチャネル電荷Q1は常に一定である。 The channel charge of the switch 401 (n) is proportional to the difference between the gate voltage V1 of the transistor and the ground voltage Vs. Since Vs is 0 V, the channel charge Q1 that moves to the capacitor 402 (n) when the switch 401 (n) is turned off is always constant.
図5Cはスイッチ400(n)をスイッチ401(n)より先にオフした場合の動作を説明する図である。スイッチはn型MOSトランジスタで実現されており、トランジスタのオン時には、ゲート電圧V1が印加されているものとする。図4の構成と同一部材には同一番号を付し、その説明は省略する。 FIG. 5C is a diagram illustrating an operation when the switch 400 (n) is turned off before the switch 401 (n). The switch is realized by an n-type MOS transistor, and the gate voltage V1 is applied when the transistor is on. The same members as those in FIG. 4 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
スイッチ400(n)のチャネル電荷Q2は、トランジスタのゲート電圧V1とドレイン電圧Vinとの差分に比例する。Vinはサンプリング対象のアナログ信号であるから、サンプリングのタイミングごとに異なるチャネル電荷Q2が容量素子402(n)に移動する。これが容量素子402(n)の電荷に加算され、サンプリング誤差となる。 The channel charge Q2 of the switch 400 (n) is proportional to the difference between the gate voltage V1 and the drain voltage Vin of the transistor. Since Vin is an analog signal to be sampled, a different channel charge Q2 moves to the capacitive element 402 (n) at each sampling timing. This is added to the charge of the capacitive element 402 (n), resulting in a sampling error.
以上より、スイッチ401(n)をスイッチ400(n)よりも先にオフすることにより、トランジスタのチャネル電荷によるサンプリング誤差を小さくすることが出来る。スイッチ400(n)とスイッチ401(n)とのスイッチングの遅延時間は、スイッチ401(n)のチャネル電荷が容量素子402(n)に移動する時間以上にすることが望ましい。 As described above, the sampling error due to the channel charge of the transistor can be reduced by turning off the switch 401 (n) before the switch 400 (n). It is desirable that the switching delay time between the switch 400 (n) and the switch 401 (n) be longer than the time required for the channel charge of the switch 401 (n) to move to the capacitor 402 (n).
図6は、クロック信号φnとクロック信号φhとの論理がオーバーラップしないようにするための回路図である。 FIG. 6 is a circuit diagram for preventing the logic of the clock signal φn and the clock signal φh from overlapping.
図6Aはクロック信号φ1とクロック信号φhとを生成するノンオーバーラッピング回路600の一例である。NAND回路603には、クロック信号601と、遅延信号611が入力される。NAND回路603の出力は、遅延部605によりT3時間遅延した遅延信号612となる。遅延部605は、例えばNOT回路を複数直列接続することにより構成される。直列接続するNOT回路の個数を変えることにより遅延時間を変更することが出来る。遅延信号612はNOT回路607で反転され信号609となる。信号609はクロック信号φ1である。 FIG. 6A shows an example of a non-overlapping circuit 600 that generates the clock signal φ1 and the clock signal φh. A clock signal 601 and a delay signal 611 are input to the NAND circuit 603. The output of the NAND circuit 603 becomes a delay signal 612 delayed by T3 time by the delay unit 605. The delay unit 605 is configured by, for example, connecting a plurality of NOT circuits in series. The delay time can be changed by changing the number of NOT circuits connected in series. The delay signal 612 is inverted by a NOT circuit 607 to become a signal 609. The signal 609 is the clock signal φ1.
NAND回路604には、クロック信号601を論理反転させたクロック信号602と、遅延信号612が入力される。NAND回路604の出力は、遅延部606によりT4時間遅延し遅延信号611となる。遅延信号611はNOT回路608で反転され信号610となる。信号610はクロック信号φhである。クロック信号φnとφhが同時に“1”となると、サンプルホールド回路の標本化タイミングを制御するスイッチと、標本化した電圧を出力するスイッチが同時にオンすることとなる。これはサンプリング誤差の原因となるため、遅延時間T3は遅延時間T4よりも大きくなるように遅延部を設計する。 A clock signal 602 obtained by logically inverting the clock signal 601 and a delay signal 612 are input to the NAND circuit 604. The output of the NAND circuit 604 is delayed by T4 time by the delay unit 606 to become a delay signal 611. The delay signal 611 is inverted by the NOT circuit 608 to become a signal 610. Signal 610 is a clock signal φh. When the clock signals φn and φh are simultaneously “1”, the switch for controlling the sampling timing of the sample hold circuit and the switch for outputting the sampled voltage are simultaneously turned on. Since this causes a sampling error, the delay unit is designed so that the delay time T3 is longer than the delay time T4.
図6Bは、クロック信号φ2からφnまでをT3時間遅延させるための遅延回路の一例である。遅延回路620は、NAND回路622(n)、遅延部623(n)、およびNOT回路624(n)で構成される。nは2から始まる自然数である。NAND回路622(n)には“1”の信号およびクロック信号621(n)が入力される。NAND回路622(n)の出力は、遅延部623(n)によりT3時間遅延し、NOT回路624(n)で反転され信号625(n)となる。信号625(n)はクロック信号φnであり、nは2から始まる自然数である。 FIG. 6B is an example of a delay circuit for delaying clock signals φ2 to φn for T3 time. The delay circuit 620 includes a NAND circuit 622 (n), a delay unit 623 (n), and a NOT circuit 624 (n). n is a natural number starting from 2. A signal “1” and the clock signal 621 (n) are input to the NAND circuit 622 (n). The output of the NAND circuit 622 (n) is delayed by T3 time by the delay unit 623 (n) and inverted by the NOT circuit 624 (n) to become a signal 625 (n). The signal 625 (n) is a clock signal φn, and n is a natural number starting from 2.
図7は図6の動作を説明するための波形図である。波形701は図6Aのクロック信号601を、波形702はクロック信号602をそれぞれ表している。波形702は波形701の論理を反転させたものである。波形703は図6Aの信号609を、波形704は信号610を表している。波形705は図6Bの信号625を表している。 FIG. 7 is a waveform diagram for explaining the operation of FIG. A waveform 701 represents the clock signal 601 in FIG. 6A, and a waveform 702 represents the clock signal 602. A waveform 702 is obtained by inverting the logic of the waveform 701. Waveform 703 represents signal 609 in FIG. 6A and waveform 704 represents signal 610. Waveform 705 represents signal 625 of FIG. 6B.
波形703は波形701からT3時間遅延して立下る。波形703の立下りからT4時間遅延して波形704が立上る。波形702の立下りからT4遅延して波形704が立下り、波形704の立下りからT3時間遅延して波形703が立上る。これにより、波形703と波形704が同時に同じ信号レベルになることはない。また、T3およびT4の遅延時間をクロック信号φnまたはφhに発生するジッタよりも大きくすることにより、ジッタの影響で波形703と波形704が同時に同じ信号レベルになることを防ぐことが出来る。これにより、サンプルホールド回路で標本化した電圧を精度よく出力することが出来る。 The waveform 703 falls from the waveform 701 with a delay of T3 time. The waveform 704 rises after a delay of T4 time from the fall of the waveform 703. The waveform 704 falls with a delay of T4 from the fall of the waveform 702, and the waveform 703 rises with a delay of T3 time from the fall of the waveform 704. Thereby, the waveform 703 and the waveform 704 do not become the same signal level at the same time. Further, by making the delay time of T3 and T4 larger than the jitter generated in the clock signal φn or φh, it is possible to prevent the waveform 703 and the waveform 704 from having the same signal level simultaneously due to the influence of the jitter. Thereby, the voltage sampled by the sample hold circuit can be output with high accuracy.
波形703と波形705を比較すると、立上りのタイミングは異なるが、立下りのタイミングは同じである。アナログ信号のサンプリング電圧値は、サンプリングクロック信号の立下りのタイミングにより決まる。よって、立下りの時間が同一であれば同一タイミングのアナログ信号をサンプリングすることが出来る。 Comparing the waveform 703 and the waveform 705, the rising timing is different, but the falling timing is the same. The sampling voltage value of the analog signal is determined by the falling timing of the sampling clock signal. Therefore, analog signals with the same timing can be sampled if the falling times are the same.
図8は、図1のアナログディジタル変換装置に対し、駆動制御回路801を追加したものである。駆動制御回路801はサンプルホールド回路100(n)やクロック部101(n)の駆動数を制御する。 FIG. 8 is obtained by adding a drive control circuit 801 to the analog-digital conversion apparatus of FIG. The drive control circuit 801 controls the number of drives of the sample hold circuit 100 (n) and the clock unit 101 (n).
図8のアナログディジタル変換装置は、図1のそれと同様にサンプルホールド回路100(n)、クロック部101(n)および102、変換部104を有する。図1の構成と同一部材には同一番号を付し、その説明は省略する。駆動制御回路801は、ジッタの許容値に対応したサンプルホールド回路の並列動作数を決定する信号を受け、サンプルホールド回路100(n)およびクロック部101(n)に対しそれぞれを停止または駆動させる制御信号を送る。ここで、ジッタの許容値とは、クロック信号に許容される時間方向のゆれ幅のことであり、アナログディジタル変換装置に要求される精度によって定まる。 The analog-digital conversion apparatus in FIG. 8 includes a sample and hold circuit 100 (n), clock units 101 (n) and 102, and a conversion unit 104, similar to that in FIG. The same members as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted. The drive control circuit 801 receives a signal for determining the number of parallel operations of the sample and hold circuit corresponding to the allowable value of jitter, and controls the sample and hold circuit 100 (n) and the clock unit 101 (n) to stop or drive each. Send a signal. Here, the allowable value of jitter is the fluctuation width in the time direction allowed for the clock signal, and is determined by the accuracy required for the analog-digital converter.
PLL等のクロック部やADC等の変換部は一般的に、回路動作を止めるための省電力モードを有する。従って、ジッタの許容値に応じて省電力モードにするクロック部を指定して制御信号を送るように駆動制御回路801を設定する。また、クロック部を省電力モードにすることによりサンプルホールド回路の動作が不安定にならないようにする。例えば、クロック部101(1)を省電力モードにした際には、クロック部101(1)のクロック信号φ1を受けて動作するスイッチ、例えば図3Aのスイッチ300(1)が常にオンとなるようにφ1の信号を固定する。また、スイッチ301(1)が常にオフとなるようにする。つまり、省電力モードに設定したクロック部に対応するサンプルホールド回路は、サンプル状態に固定する。 A clock unit such as a PLL and a conversion unit such as an ADC generally have a power saving mode for stopping circuit operation. Therefore, the drive control circuit 801 is set so as to send a control signal by designating a clock unit to be set in the power saving mode according to the jitter tolerance. Further, the operation of the sample and hold circuit is prevented from becoming unstable by setting the clock unit to the power saving mode. For example, when the clock unit 101 (1) is set to the power saving mode, a switch that operates in response to the clock signal φ1 of the clock unit 101 (1), for example, the switch 300 (1) in FIG. 3A is always turned on. The signal of φ1 is fixed to. Further, the switch 301 (1) is always turned off. That is, the sample hold circuit corresponding to the clock unit set to the power saving mode is fixed to the sample state.
本発明のアナログディジタル変換装置において、サンプルホールド回路100(n)の並列数を増やすほどジッタによる誤差の影響は小さくなる。一方、サンプルホールド回路100(n)やクロック部101(n)の数が増加すると、消費電力が増大する。そこで、あらかじめ多段のサンプルホールド回路を実装しておき、ジッタの許容値が大きい場合にはサンプルホールド回路の動作数を減らすことにより、低消費電力化を実現することが出来る。また、ジッタの許容値に応じたアナログディジタル変換装置の再設計時間を短縮することができる。 In the analog-to-digital converter of the present invention, the effect of error due to jitter becomes smaller as the number of parallel sample / hold circuits 100 (n) is increased. On the other hand, when the number of sample and hold circuits 100 (n) and clock units 101 (n) increases, the power consumption increases. Therefore, it is possible to realize low power consumption by mounting a multi-stage sample hold circuit in advance and reducing the number of operations of the sample hold circuit when the allowable value of jitter is large. In addition, the redesign time of the analog-digital converter according to the allowable value of jitter can be shortened.
図9は駆動制御回路801の具体的な回路構成を説明する図である。 FIG. 9 is a diagram illustrating a specific circuit configuration of the drive control circuit 801.
図9Aは4つの制御信号を出力可能な駆動制御回路の一例である。駆動制御回路801はAND回路920とOR回路921とを有する。駆動制御回路801は信号900、901を入力し、信号911、912、913、および914を出力とする。信号911の出力はグランドに接続されており、常に“0”となる。信号912はAND回路に入力された信号900と901との論理積となる。信号913は信号901に等しい。信号914は信号900と901との論理和となる。 FIG. 9A is an example of a drive control circuit that can output four control signals. The drive control circuit 801 includes an AND circuit 920 and an OR circuit 921. The drive control circuit 801 receives signals 900 and 901 and outputs signals 911, 912, 913, and 914. The output of the signal 911 is connected to the ground and is always “0”. The signal 912 is a logical product of the signals 900 and 901 input to the AND circuit. Signal 913 is equal to signal 901. The signal 914 is a logical sum of the signals 900 and 901.
図9Bは図9Aに示す駆動制御回路801の真理値表である。信号911、912、913、および914を制御信号とすることにより、1から4個のサンプルホールド回路等の動作モードを制御することが出来る。例えば、制御信号が“0”の場合にはクロック部101(n)等は動作を維持し、制御信号が“1”の場合にはクロック部101(n)等の動作を停止すると定義する。信号900が“0”、信号901が“1”の場合、制御信号914のみ“1”となり、他の制御信号911から913は“0”となる。そうすると、4つのクロック部101(n)のうち3つが動作状態となり、1つが停止状態となる。このように、駆動制御部801への入力信号によって、クロック部101(n)等のそれぞれの駆動を制御することができる。 FIG. 9B is a truth table of the drive control circuit 801 shown in FIG. 9A. By using the signals 911, 912, 913, and 914 as control signals, the operation mode of one to four sample and hold circuits can be controlled. For example, when the control signal is “0”, it is defined that the clock unit 101 (n) or the like maintains the operation, and when the control signal is “1”, the operation of the clock unit 101 (n) or the like is stopped. When the signal 900 is “0” and the signal 901 is “1”, only the control signal 914 is “1”, and the other control signals 911 to 913 are “0”. Then, three of the four clock units 101 (n) are in an operating state and one is in a stopped state. In this manner, each drive of the clock unit 101 (n) and the like can be controlled by an input signal to the drive control unit 801.
図10はアナログディジタル変換装置についての他の実施例を説明する図である。図10のアナログディジタル変換装置は、サンプルホールド回路100(n)、クロック部101(n)および102、変換部1000(n)、ディジタル平均処理部1001で構成される。図10において、図1の構成と同一部材には同一番号を付し、その説明を省略する。 FIG. 10 is a diagram for explaining another embodiment of the analog-digital converter. The analog-digital conversion apparatus in FIG. 10 includes a sample and hold circuit 100 (n), clock units 101 (n) and 102, a conversion unit 1000 (n), and a digital average processing unit 1001. 10, the same members as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
図10のアナログディジタル変換装置における大きな特徴は、サンプルホールド回路100(n)のそれぞれの出力に変換部1000(n)を設けた点である。nは2以上の自然数である。サンプルホールド回路100(n)にホールドされたアナログ信号は、それぞれ変換部1000(n)によりディジタル信号に符号化される。符号化されたディジタル信号はディジタル平均処理部1001により平均化され、ディジタル信号1004として出力される。 A major feature of the analog-digital converter of FIG. 10 is that a conversion unit 1000 (n) is provided at each output of the sample and hold circuit 100 (n). n is a natural number of 2 or more. The analog signals held in the sample hold circuit 100 (n) are encoded into digital signals by the conversion unit 1000 (n), respectively. The encoded digital signal is averaged by a digital average processing unit 1001 and output as a digital signal 1004.
ディジタル平均処理部1001は加算部1002と除算部1003から構成される。加算部1002は変換部1000(n)から出力されたディジタル信号を加算する。除算部1003は、加算されたディジタル信号を1/nに除算し、平均値を算出する。これにより、当該実施の形態にかかるアナログディジタル変換装置において、図1の回路同様にジッタによるサンプリング誤差を小さくすることが出来る。 The digital average processing unit 1001 includes an adding unit 1002 and a dividing unit 1003. Adder 1002 adds the digital signals output from converter 1000 (n). The division unit 1003 divides the added digital signal by 1 / n to calculate an average value. Thereby, in the analog-digital conversion apparatus according to this embodiment, the sampling error due to jitter can be reduced as in the circuit of FIG.
図11は、図10のアナログディジタル変換装置に対し、駆動制御回路801を追加した回路図である。図11のアナログディジタル変換装置はサンプルホールド回路100(n)、クロック部101(n)および102、変換部1000(n)、ディジタル平均処理部1101、および駆動制御回路801により構成される。nは2以上の自然数である。図11を構成する同一部品には同一符号を付し、その説明を省略する。ディジタル平均処理部1101は加算部1102と除算部1103とを有している。除算部1103は、駆動制御回路801の制御信号に応じて除算値nの値を変更する。 FIG. 11 is a circuit diagram in which a drive control circuit 801 is added to the analog-digital conversion apparatus of FIG. The analog-digital conversion apparatus in FIG. 11 includes a sample hold circuit 100 (n), clock units 101 (n) and 102, a conversion unit 1000 (n), a digital average processing unit 1101, and a drive control circuit 801. n is a natural number of 2 or more. The same parts constituting FIG. 11 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted. The digital average processing unit 1101 has an adding unit 1102 and a dividing unit 1103. The division unit 1103 changes the value of the division value n according to the control signal of the drive control circuit 801.
図8と同様に、駆動制御回路801はサンプルホールド回路100(n)、クロック部101(n)を制御する。さらに駆動制御部801は、変換部1000(n)のそれぞれの駆動を制御する。本発明のアナログディジタル変換装置において、サンプルホールド回路100(n)の並列数を増やすほどジッタによる誤差の影響は小さくなる。一方、サンプルホールド回路100(n)、クロック部101(n)、および変換部1000(n)の動作数が増加すると、消費電力が増大する。そこで、あらかじめ多段のサンプルホールド回路を実装しておき、ジッタの要求値に応じてサンプルホールド回路の動作数を減らすことにより、アナログディジタル変換装置の設計時間を短縮しつつ、低消費電力化を実現することが出来る。 Similar to FIG. 8, the drive control circuit 801 controls the sample hold circuit 100 (n) and the clock unit 101 (n). Further, the drive control unit 801 controls each drive of the conversion unit 1000 (n). In the analog-to-digital converter of the present invention, the effect of error due to jitter becomes smaller as the number of parallel sample / hold circuits 100 (n) is increased. On the other hand, when the number of operations of the sample hold circuit 100 (n), the clock unit 101 (n), and the conversion unit 1000 (n) increases, the power consumption increases. Therefore, by implementing a multi-stage sample and hold circuit in advance and reducing the number of sample and hold circuit operations according to the required jitter value, the design time of the analog-digital converter is shortened while realizing low power consumption. I can do it.
サンプルホールド回路100(n)の動作数を減ずるに従い、除算部1103の除算値nを変更する必要がある。除算部1103は異なる除算値を有する複数の除算回路を有している。駆動制御回路801から送信される制御信号1105に従い、サンプルホールド回路100(n)の動作数に応じた除算値nを有する除算回路を選択する。これにより、サンプルホールド回路100(n)の動作数が変化しても、正確に平均値を計算することが出来る。
以下に本発明の特徴を付記する。
(付記1)
入力信号を標本化する第1および第2標本化部と、
前記第1および第2標本化部が標本化した電荷をそれぞれ保持する第1および第2電荷保持部と、
前記第1および第2電荷保持部が保持した前記電荷をそれぞれ放電する第1および第2放電部と、
前記第1標本化部に第1クロック信号を供給する第1クロック部と、
前記第2標本化部に第2クロック信号を供給する第2クロック部と、
を有し、
前記第1放電部の出力と前記第2放電部の出力とを接続する
ことを特徴とする標本化装置。
(付記2)
前記第1および第2放電部に第3クロック信号を供給する第3クロック部をさらに有することを特徴とする、付記1に記載の標本化装置。
(付記3)
前記第1クロック信号および前記第2クロック信号は、前記第3クロック信号がロウレベルとなった後、第1時間遅延してハイレベルとなることを特徴とする、付記1に記載の標本化装置。
(付記4)
前記第1クロック信号および前記第2クロック信号は、前記第3クロック信号がハイレベルとなる時間から第2時間よりも早くロウレベルとなることを特徴とする、付記1に記載の標本化装置。
(付記5)
前記第1時間は前記第2時間よりも長いことを特徴とする、付記4に記載の標本化装置。
(付記6)
前記第1標本化部は、前記第1クロック信号によりオンオフする第1スイッチを有し、
前記第2標本化部は、前記第2クロック信号によりオンオフする第2スイッチを有し、
前記第1電荷保持部は、前記第1スイッチとグランドとの間に接続された第1容量素子を有し、
前記第2電荷保持部は、前記第2スイッチとグランドとの間に接続された第2容量素子を有し、
前記第1放電部は、前記第3クロック信号によりオンオフする第3スイッチを有し、
前記第2放電部は、前記第3クロック信号によりオンオフする第4スイッチを有することを特徴とする、付記2に記載の標本化装置。
(付記7)
オペアンプをさらに有し、
前記第1電荷保持部は、第1容量素子を有し、
前記第2電荷保持部は、第2容量素子を有し、
前記第1標本化部は、前記第1容量素子の一方の電極に接続され前記第1クロック信号によりオンオフする第1スイッチおよび前記第1容量素子の他方の電極とグランドとの間に接続され第4クロック信号によりオンオフする第2スイッチを有し、
前記第2標本化部は、前記第2容量素子の一方の電極に接続され前記第2クロック信号によりオンオフする第3スイッチおよび前記第2容量素子の他方の電極とグランドとの間に接続され第5クロック信号によりオンオフする第4スイッチを有し、
前記第1放電部は、前記第1容量素子の前記一方の電極と前記オペアンプの出力との間に接続され前記第3クロック信号によりオンオフする第5スイッチおよび該第1容量素子の前記他方の電極と前記オペアンプの入力との間に接続され前記第3クロック信号によりオンオフする第6スイッチを有し
前記第2放電部は、前記第2容量素子の前記一方の電極と前記オペアンプの出力との間に接続され前記第3クロック信号によりオンオフする第7スイッチおよび該第2容量素子の前記他方の電極と前記オペアンプの入力との間に接続され前記第3クロック信号によりオンオフする第8スイッチとを有すること
を特徴とする、付記2に記載の標本化装置。
(付記8)
前記第4クロック信号は、前記第1クロック信号に対し前記第1スイッチのチャネル電荷が放電する時間以上遅延し、
前記第5クロック信号は、前記第2クロック信号に対し前記第3スイッチのチャネル電荷が放電する時間以上遅延すること
を特徴とする、付記7に記載の標本化装置。
(付記9)
前記第1クロック部および前記第2クロック部の駆動をそれぞれ制御する駆動制御部をさらに有することを特徴とする、付記1乃至8いずれか1つの付記に記載の標本化装置。
(付記10)
入力信号を標本化する第1および第2標本化部と、
前記第1および第2標本化部で標本化した電荷をそれぞれ保持する第1および第2電荷保持部と、
前記第1および第2電荷保持部で保持した電荷をそれぞれ放電する第1および第2放電部と、
前記第1標本化部に第1クロック信号を供給する第1クロック部と、
前記第2標本化部に第2クロック信号を供給する第2クロック部と、
前記第1放電部により放電された電荷を第1ディジタル信号に変換する第1変換部と、
前記第2放電部により放電された電荷を第2ディジタル信号に変換する第2変換部と、
前記第1および第2変換部から出力される前記第1および第2ディジタル信号の平均値を出力するディジタル平均処理部と
を有することを特徴とするアナログディジタル変換装置。
(付記11)
前記第1および第2放電部に第3クロックを供給する第3クロック部をさらに有することを特徴とする、付記10に記載のアナログディジタル変換装置。
(付記12)
前記ディジタル平均処理部は、
前記第1および第2変換部から出力される前記第1および第2ディジタル信号を加算する加算部と、
加算結果を前記変換部の個数で除算する除算部と
を有することを特徴とする、付記10に記載のアナログディジタル変換装置。
(付記13)
入力信号を標本化する第1および第2標本化部と、
前記第1および第2標本化部で標本化した電荷をそれぞれ保持する第1および第2電荷保持部と、
前記第1および第2電荷保持部で保持した電荷をそれぞれ放電する第1および第2放電部と、
前記第1標本化部に第1クロック信号を供給する第1クロック部と、
前記第2標本化部に第2クロック信号を供給する第2クロック部と、
前記第1放電部および前記第2放電部に共通に接続されたディジタル変換部と
を有することを特徴とするアナログディジタル変換装置。
(付記14)
前記第1および第2放電部に第3クロックを供給する第3クロック部をさらに有することを特徴とする、付記13に記載のアナログディジタル変換装置。
As the number of operations of the sample and hold circuit 100 (n) is decreased, the division value n of the division unit 1103 needs to be changed. The division unit 1103 has a plurality of division circuits having different division values. In accordance with the control signal 1105 transmitted from the drive control circuit 801, a division circuit having a division value n corresponding to the number of operations of the sample hold circuit 100 (n) is selected. Thereby, even if the number of operations of the sample hold circuit 100 (n) changes, the average value can be calculated accurately.
The features of the present invention are described below.
(Appendix 1)
First and second sampling units for sampling an input signal;
First and second charge holding units respectively holding charges sampled by the first and second sampling units;
First and second discharge parts for discharging the charges held by the first and second charge holding parts, respectively;
A first clock unit for supplying a first clock signal to the first sampling unit;
A second clock unit for supplying a second clock signal to the second sampling unit;
Have
The sampling apparatus, wherein the output of the first discharge unit and the output of the second discharge unit are connected.
(Appendix 2)
The sampling apparatus according to claim 1, further comprising a third clock unit that supplies a third clock signal to the first and second discharge units.
(Appendix 3)
The sampling apparatus according to appendix 1, wherein the first clock signal and the second clock signal are delayed by a first time after the third clock signal becomes low level and become high level.
(Appendix 4)
The sampling apparatus according to appendix 1, wherein the first clock signal and the second clock signal are at a low level earlier than a second time from a time when the third clock signal is at a high level.
(Appendix 5)
The sampling apparatus according to appendix 4, wherein the first time is longer than the second time.
(Appendix 6)
The first sampling unit includes a first switch that is turned on / off by the first clock signal;
The second sampling unit includes a second switch that is turned on / off by the second clock signal,
The first charge holding unit includes a first capacitive element connected between the first switch and a ground,
The second charge holding unit includes a second capacitive element connected between the second switch and the ground,
The first discharge unit includes a third switch that is turned on / off by the third clock signal,
The sampling apparatus according to appendix 2, wherein the second discharge unit includes a fourth switch that is turned on / off by the third clock signal.
(Appendix 7)
Further having an operational amplifier,
The first charge holding unit includes a first capacitor element,
The second charge holding unit includes a second capacitive element,
The first sampling unit is connected between one electrode of the first capacitor element and turned on / off by the first clock signal, and is connected between the other electrode of the first capacitor element and the ground. A second switch that is turned on and off by a four clock signal;
The second sampling unit is connected between one electrode of the second capacitive element and turned on / off by the second clock signal, and connected between the other electrode of the second capacitive element and the ground. A fourth switch that is turned on and off by a 5-clock signal;
The first discharge unit is connected between the one electrode of the first capacitive element and the output of the operational amplifier, and is turned on / off by the third clock signal, and the other electrode of the first capacitive element And a sixth switch connected between the operational amplifier and the input of the operational amplifier, and turned on and off by the third clock signal. The second discharge part is between the one electrode of the second capacitive element and the output of the operational amplifier. And a seventh switch that is turned on / off by the third clock signal and an eighth switch that is connected between the other electrode of the second capacitor and the input of the operational amplifier and is turned on / off by the third clock signal. The sampling apparatus according to Supplementary Note 2, wherein
(Appendix 8)
The fourth clock signal is delayed with respect to the first clock signal by a time longer than the time when the channel charge of the first switch is discharged,
The sampling apparatus according to claim 7, wherein the fifth clock signal is delayed with respect to the second clock signal by a time at which the channel charge of the third switch is discharged.
(Appendix 9)
The sampling apparatus according to any one of appendices 1 to 8, further comprising a drive control unit that controls driving of each of the first clock unit and the second clock unit.
(Appendix 10)
First and second sampling units for sampling an input signal;
First and second charge holding units respectively holding charges sampled by the first and second sampling units;
First and second discharge units for discharging the charges held by the first and second charge holding units, respectively;
A first clock unit for supplying a first clock signal to the first sampling unit;
A second clock unit for supplying a second clock signal to the second sampling unit;
A first converter that converts the electric charge discharged by the first discharge unit into a first digital signal;
A second conversion unit that converts the electric charge discharged by the second discharge unit into a second digital signal;
An analog-to-digital conversion device comprising: a digital average processing unit that outputs an average value of the first and second digital signals output from the first and second conversion units.
(Appendix 11)
The analog-digital conversion apparatus according to appendix 10, further comprising a third clock unit that supplies a third clock to the first and second discharge units.
(Appendix 12)
The digital averaging processor is
An adder for adding the first and second digital signals output from the first and second converters;
The analog-digital conversion apparatus according to appendix 10, further comprising: a division unit that divides the addition result by the number of the conversion units.
(Appendix 13)
First and second sampling units for sampling an input signal;
First and second charge holding units respectively holding charges sampled by the first and second sampling units;
First and second discharge units for discharging the charges held by the first and second charge holding units, respectively;
A first clock unit for supplying a first clock signal to the first sampling unit;
A second clock unit for supplying a second clock signal to the second sampling unit;
An analog-digital conversion device comprising: a digital conversion unit commonly connected to the first discharge unit and the second discharge unit.
(Appendix 14)
14. The analog-digital conversion apparatus according to appendix 13, further comprising a third clock unit that supplies a third clock to the first and second discharge units.
100(n) サンプルホールド回路
101(n) クロック部
102 クロック部
103 アナログ信号
104 変換部
105 ディジタル信号
106 クロック源
200 位相ディテクタ
201 ループフィルタ
202 VCO
203 分周器
204 リファレンスクロック
205 出力クロック信号
300(n) スイッチ
301(n) スイッチ
302(n) 容量素子
310(n)、311 クロック信号波形
312 入力信号波形
408 オペアンプ
400(n) スイッチ
401(n) スイッチ
402(n) 容量素子
420(n) クロック信号波形
421(n)、422 クロック信号波形
501 MOSトランジスタ
600 ノンオーバーラッピング回路
605、606 遅延部
620(n) 遅延回路
701〜705 クロック信号波形
801 駆動制御部
920 AND回路
921 OR回路
1000(n) ADC
1001、1101 ディジタル平均処理部
1002、1102 加算部
1003、1103 除算部
1004、1104 ディジタル信号
1105 制御信号
100 (n) Sample hold circuit 101 (n) Clock unit 102 Clock unit 103 Analog signal 104 Conversion unit 105 Digital signal 106 Clock source 200 Phase detector 201 Loop filter 202 VCO
203 Divider 204 Reference clock 205 Output clock signal 300 (n) Switch 301 (n) Switch 302 (n) Capacitor 310 (n), 311 Clock signal waveform 312 Input signal waveform 408 Operational amplifier 400 (n) Switch 401 (n ) Switch 402 (n) Capacitance element 420 (n) Clock signal waveform 421 (n), 422 Clock signal waveform 501 MOS transistor 600 Non-overlapping circuit 605, 606 Delay unit 620 (n) Delay circuit 701-705 Clock signal waveform 801 Drive control unit 920 AND circuit 921 OR circuit 1000 (n) ADC
1001, 1101 Digital average processor 1002, 1102 Adder 1003, 1103 Dividers 1004, 1104 Digital signal 1105 Control signal
Claims (10)
前記第1および第2標本化部が標本化した電荷をそれぞれ保持する第1および第2電荷保持部と、
前記第1および第2電荷保持部が保持した前記電荷をそれぞれ放電する第1および第2放電部と、
前記第1標本化部に第1クロック信号を供給する第1クロック部と、
前記第2標本化部に第2クロック信号を供給する第2クロック部と、
を有し、
前記第1放電部の出力と前記第2放電部の出力とを接続する
ことを特徴とする標本化装置。 First and second sampling units for sampling an input signal;
First and second charge holding units respectively holding charges sampled by the first and second sampling units;
First and second discharge parts for discharging the charges held by the first and second charge holding parts, respectively;
A first clock unit for supplying a first clock signal to the first sampling unit;
A second clock unit for supplying a second clock signal to the second sampling unit;
Have
The sampling apparatus, wherein the output of the first discharge unit and the output of the second discharge unit are connected.
前記第2標本化部は、前記第2クロック信号によりオンオフする第2スイッチを有し、
前記第1電荷保持部は、前記第1スイッチとグランドとの間に接続された第1容量素子を有し、
前記第2電荷保持部は、前記第2スイッチとグランドとの間に接続された第2容量素子を有し、
前記第1放電部は、前記第3クロック信号によりオンオフする第3スイッチを有し、
前記第2放電部は、前記第3クロック信号によりオンオフする第4スイッチを有することを特徴とする、請求項2に記載の標本化装置。 The first sampling unit includes a first switch that is turned on / off by the first clock signal;
The second sampling unit includes a second switch that is turned on / off by the second clock signal,
The first charge holding unit includes a first capacitive element connected between the first switch and a ground,
The second charge holding unit includes a second capacitive element connected between the second switch and the ground,
The first discharge unit includes a third switch that is turned on / off by the third clock signal,
The sampling apparatus according to claim 2, wherein the second discharge unit includes a fourth switch that is turned on / off by the third clock signal.
前記第1電荷保持部は、第1容量素子を有し、
前記第2電荷保持部は、第2容量素子を有し、
前記第1標本化部は、前記第1容量素子の一方の電極に接続され前記第1クロック信号によりオンオフする第1スイッチおよび前記第1容量素子の他方の電極とグランドとの間に接続され第4クロック信号によりオンオフする第2スイッチを有し、
前記第2標本化部は、前記第2容量素子の一方の電極に接続され前記第2クロック信号によりオンオフする第3スイッチおよび前記第2容量素子の他方の電極とグランドとの間に接続され第5クロック信号によりオンオフする第4スイッチを有し、
前記第1放電部は、前記第1容量素子の前記一方の電極と前記オペアンプの出力との間に接続され前記第3クロック信号によりオンオフする第5スイッチおよび該第1容量素子の前記他方の電極と前記オペアンプの入力との間に接続され前記第3クロック信号によりオンオフする第6スイッチを有し
前記第2放電部は、前記第2容量素子の前記一方の電極と前記オペアンプの出力との間に接続され前記第3クロック信号によりオンオフする第7スイッチおよび該第2容量素子の前記他方の電極と前記オペアンプの入力との間に接続され前記第3クロック信号によりオンオフする第8スイッチとを有すること
を特徴とする、請求項2に記載の標本化装置。 Further having an operational amplifier,
The first charge holding unit includes a first capacitor element,
The second charge holding unit includes a second capacitive element,
The first sampling unit is connected between one electrode of the first capacitor element and turned on / off by the first clock signal, and is connected between the other electrode of the first capacitor element and the ground. A second switch that is turned on and off by a four clock signal;
The second sampling unit is connected between one electrode of the second capacitive element and turned on / off by the second clock signal, and connected between the other electrode of the second capacitive element and the ground. A fourth switch that is turned on and off by a 5-clock signal;
The first discharge unit is connected between the one electrode of the first capacitive element and the output of the operational amplifier, and is turned on / off by the third clock signal, and the other electrode of the first capacitive element And a sixth switch connected between the operational amplifier and the input of the operational amplifier, and turned on and off by the third clock signal. The second discharge part is between the one electrode of the second capacitive element and the output of the operational amplifier. And a seventh switch that is turned on / off by the third clock signal and an eighth switch that is connected between the other electrode of the second capacitor and the input of the operational amplifier and is turned on / off by the third clock signal. The sampling device according to claim 2, wherein:
前記第5クロック信号は、前記第2クロック信号に対し前記第3スイッチのチャネル電荷が放電する時間以上遅延すること
を特徴とする、請求項4に記載の標本化装置。 The fourth clock signal is delayed with respect to the first clock signal by a time longer than the time when the channel charge of the first switch is discharged,
5. The sampling apparatus according to claim 4, wherein the fifth clock signal is delayed with respect to the second clock signal by at least a time during which the channel charge of the third switch is discharged.
前記第1および第2標本化部で標本化した電荷をそれぞれ保持する第1および第2電荷保持部と、
前記第1および第2電荷保持部で保持した電荷をそれぞれ放電する第1および第2放電部と、
前記第1標本化部に第1クロック信号を供給する第1クロック部と、
前記第2標本化部に第2クロック信号を供給する第2クロック部と、
前記第1放電部により放電された電荷を第1ディジタル信号に変換する第1変換部と、
前記第2放電部により放電された電荷を第2ディジタル信号に変換する第2変換部と、
前記第1および第2変換部から出力される前記第1および第2ディジタル信号の平均値を出力するディジタル平均処理部と
を有することを特徴とするアナログディジタル変換装置。 First and second sampling units for sampling an input signal;
First and second charge holding units respectively holding charges sampled by the first and second sampling units;
First and second discharge units for discharging the charges held by the first and second charge holding units, respectively;
A first clock unit for supplying a first clock signal to the first sampling unit;
A second clock unit for supplying a second clock signal to the second sampling unit;
A first converter that converts the electric charge discharged by the first discharge unit into a first digital signal;
A second conversion unit that converts the electric charge discharged by the second discharge unit into a second digital signal;
An analog-to-digital conversion device comprising: a digital average processing unit that outputs an average value of the first and second digital signals output from the first and second conversion units.
前記第1および第2変換部から出力される前記第1および第2ディジタル信号を加算する加算部と、
加算結果を前記変換部の個数で除算する除算部と
を有することを特徴とする、請求項7に記載のアナログディジタル変換装置。 The digital averaging processor is
An adder for adding the first and second digital signals output from the first and second converters;
The analog-digital conversion apparatus according to claim 7, further comprising: a division unit that divides the addition result by the number of the conversion units.
前記第1および第2標本化部で標本化した電荷をそれぞれ保持する第1および第2電荷保持部と、
前記第1および第2電荷保持部で保持した電荷をそれぞれ放電する第1および第2放電部と、
前記第1標本化部に第1クロック信号を供給する第1クロック部と、
前記第2標本化部に第2クロック信号を供給する第2クロック部と、
前記第1放電部および前記第2放電部に共通に接続されたディジタル変換部と
を有することを特徴とするアナログディジタル変換装置。 First and second sampling units for sampling an input signal;
First and second charge holding units respectively holding charges sampled by the first and second sampling units;
First and second discharge units for discharging the charges held by the first and second charge holding units, respectively;
A first clock unit for supplying a first clock signal to the first sampling unit;
A second clock unit for supplying a second clock signal to the second sampling unit;
An analog-digital conversion device comprising: a digital conversion unit commonly connected to the first discharge unit and the second discharge unit.
The analog-digital converter according to claim 9, further comprising a third clock unit that supplies a third clock to the first and second discharge units.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007296049A JP2009124447A (en) | 2007-11-14 | 2007-11-14 | Sampling device and analog/digital conversion device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007296049A JP2009124447A (en) | 2007-11-14 | 2007-11-14 | Sampling device and analog/digital conversion device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2009124447A true JP2009124447A (en) | 2009-06-04 |
Family
ID=40816119
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007296049A Withdrawn JP2009124447A (en) | 2007-11-14 | 2007-11-14 | Sampling device and analog/digital conversion device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2009124447A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014127813A (en) * | 2012-12-26 | 2014-07-07 | Asahi Kasei Electronics Co Ltd | Pipelined a/d converter |
US8823564B2 (en) | 2012-03-07 | 2014-09-02 | Asahi Kasei Microdevices Corporation | Sampling circuit, A/D converter, D/A converter, and codec |
US8917196B2 (en) | 2012-01-24 | 2014-12-23 | Asahi Kasei Microdevices Corporation | Sampling circuit, A/D converter, D/A converter, and CODEC |
-
2007
- 2007-11-14 JP JP2007296049A patent/JP2009124447A/en not_active Withdrawn
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8917196B2 (en) | 2012-01-24 | 2014-12-23 | Asahi Kasei Microdevices Corporation | Sampling circuit, A/D converter, D/A converter, and CODEC |
US8823564B2 (en) | 2012-03-07 | 2014-09-02 | Asahi Kasei Microdevices Corporation | Sampling circuit, A/D converter, D/A converter, and codec |
JP2014127813A (en) * | 2012-12-26 | 2014-07-07 | Asahi Kasei Electronics Co Ltd | Pipelined a/d converter |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5811937B2 (en) | PLL circuit | |
KR101801339B1 (en) | Fast frequency comparator with wide dynamic range | |
JP5407685B2 (en) | Successive comparison type AD converter and method of adjusting operation clock of successive approximation type AD converter | |
US7961055B2 (en) | PLL circuit and oscillator device | |
US8716998B2 (en) | DC-DC converter and digital pulse width modulator | |
US9285778B1 (en) | Time to digital converter with successive approximation architecture | |
US7642820B2 (en) | Triangle wave generator and spread spectrum control circuit thereof | |
TW201108587A (en) | Comparator type DC-DC converter using synchronous rectification method | |
JP5717680B2 (en) | DC-DC converter and control circuit thereof | |
US20180191356A1 (en) | Control circuit | |
JP2016048988A (en) | Power supply circuit and control method of the same | |
KR102005337B1 (en) | Voltage converter | |
US20100182054A1 (en) | Triangle Wave Generating Circuit | |
ITTO20090334A1 (en) | DEVICE AND METHOD OF PROTECTION FROM DISTURBANCES FOR A DIGITAL SIGNAL | |
US7113011B2 (en) | Low power PLL for PWM switching digital control power supply | |
JP2012147153A (en) | Semiconductor integrated circuit and operation method of the same | |
JP5445088B2 (en) | Digitally controlled switching power supply | |
US9537490B2 (en) | Duty cycle detection circuit and semiconductor apparatus including the same | |
JP3761858B2 (en) | Clock signal generation circuit | |
US9780766B1 (en) | Phase shift clock for digital LLC converter | |
JP2009124447A (en) | Sampling device and analog/digital conversion device | |
US8451887B2 (en) | Phase interleaving control method for a multi-channel regulator system | |
US20190028093A1 (en) | Phase interpolator, timing generator, and semiconductor integrated circuit | |
US8368431B2 (en) | Pulse edge selection circuit, and pulse generation circuit, sample-hold circuit, and solid-state image sensor using the same | |
US8816788B2 (en) | Frequency generator with frequency jitter |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20110201 |