JP2012124590A - A/d converter - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an A/D converter that has a higher conversion frequency per unit time while keeping precision intact than an existing quadruple integrating A/D converter.SOLUTION: An integrator 1 selectively performs a first double integration of integrating an input voltage Vover a first integration period and then integrating a reference voltage Vover a second integration period and a second double integration of integrating a first base voltage (ground voltage) Vover the first integration period and then integrating the reference voltage Vover the second integration period. A digital circuit 7 has the function of outputting as a digital value a difference value resulting from the subtraction, from a minuend that is a first count value corresponding to the second integration period in the first double integration, of a subtrahend that is a second count value corresponding to the second integration period in the second double integration, and in computing the difference value, shares the second count value as the subtrahend from two first count values input in time series.

Description

本発明は、A/D変換器に関するものである。   The present invention relates to an A / D converter.

従来から、センサと、センサの出力電圧を増幅する増幅回路(プリアンプ)と、増幅回路から出力される出力電圧(アナログ値)をディジタル値に変換するA/D変換器とを備えたセンサ装置が提案されている(例えば、特許文献1)。   2. Description of the Related Art Conventionally, a sensor device includes a sensor, an amplifier circuit (preamplifier) that amplifies the output voltage of the sensor, and an A / D converter that converts an output voltage (analog value) output from the amplifier circuit into a digital value. It has been proposed (for example, Patent Document 1).

また、従来から、アナログ値をディジタル値に変換するA/D変換器の一種として、四重積分型A/D変換器が知られている(例えば、特許文献2,3)。   Conventionally, a quadruple integration type A / D converter is known as a kind of A / D converter for converting an analog value into a digital value (for example, Patent Documents 2 and 3).

一般的に、四重積分型A/D変換器は、演算増幅器と抵抗とコンデンサとを有する積分器を備えており、グラウンド電圧を積分する第1期間、参照電圧を積分する第2期間、入力電圧を積分する第3期間、参照電圧を積分する第4期間がサイクリックに現われるように積分器の入力が制御される。そして、四重積分型A/D変換器では、第4期間のカウント値から第2期間のカウント値を減算することにより、演算増幅器のオフセット電圧や、低周波雑音をキャンセルするようにしている。   In general, the quadruple integration type A / D converter includes an integrator having an operational amplifier, a resistor, and a capacitor, and includes a first period for integrating a ground voltage, a second period for integrating a reference voltage, and an input. The input of the integrator is controlled so that the third period for integrating the voltage and the fourth period for integrating the reference voltage appear cyclically. In the quadruple integration type A / D converter, the offset voltage of the operational amplifier and low frequency noise are canceled by subtracting the count value of the second period from the count value of the fourth period.

四重積分型A/D変換器は、演算増幅器のオフセット誤差の影響を低減でき、低雑音特性が得られるというメリットがある。   The quadruple integration type A / D converter has an advantage that the influence of the offset error of the operational amplifier can be reduced and a low noise characteristic can be obtained.

特開2010−237117号公報JP 2010-237117 A 米国特許第3872466号U.S. Pat. No. 3,872,466 特開2009−38433号公報JP 2009-38433 A

しかしながら、上述の第1期間〜第4期間がサイクリックに現われるように積分器の入力が制御される従来の四重積分型A/D変換器では、二重積分型A/D変換器に比べて、変換時間が長くなり、単位時間(例えば、1秒)当たりの変換回数が減るというデメリットがある。   However, the conventional quadruple integration type A / D converter in which the input of the integrator is controlled so that the first period to the fourth period described above appear cyclically, as compared with the double integration type A / D converter. Thus, there is a demerit that the conversion time becomes long and the number of conversions per unit time (for example, 1 second) decreases.

本発明は上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、従来の四重積分型A/D変換器に比べて、精度の低下を防止しつつ単位時間当たりの変換回数を増やすことが可能なA/D変換器を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above reasons, and its object is to increase the number of conversions per unit time while preventing a decrease in accuracy as compared with a conventional quadruple integration type A / D converter. An A / D converter is provided.

本発明のA/D変換器は、演算増幅器と抵抗とコンデンサとを有する積分器と、前記積分器に入力電圧と前記入力電圧とは逆極性の参照電圧とグラウンド電圧との1つを択一的に入力させる入力切替部と、前記積分器の出力電圧を基準電圧と比較するコンパレータと、前記積分器において前記入力電圧を第1積分期間だけ積分した後に前記参照電圧を第2積分期間だけ積分する第1の二重積分と前記グラウンド電圧を前記第1積分期間だけ積分した後に前記参照電圧を前記第2積分期間だけ積分する第2の二重積分とが選択的に行われるように前記入力切替部を制御する機能を有する制御手段と、前記第2積分期間毎に前記コンパレータの出力が反転するまで一定周期のクロックパルスをカウントしカウント値を出力するカウンタと、前記第1の二重積分における前記第2積分期間に対応した前記カウント値からなる第1のカウント値と前記第2の二重積分における前記第2積分期間に対応した前記カウント値からなる第2のカウント値とが入力されるディジタル回路とを備え、前記ディジタル回路は、前記第1のカウント値を被減数、前記第2のカウント値を減数として前記被減数から前記減数を減算して得た差分値をディジタル値として出力する機能を有し、時系列で入力される前記第1のカウント値ごとに前記差分値を求めるにあたり、前記第2のカウント値を時系列で入力される少なくとも2つの前記第1のカウント値に対する前記減数として共用することを特徴とする。   An A / D converter according to the present invention includes an integrator having an operational amplifier, a resistor, and a capacitor, and an input voltage, a reference voltage having a polarity opposite to the input voltage, and a ground voltage are selected for the integrator. An input switching unit for inputting the input voltage, a comparator for comparing the output voltage of the integrator with a reference voltage, and integrating the input voltage in the integrator for a first integration period and then integrating the reference voltage for a second integration period. The first double integration to be performed and the second double integration to integrate the reference voltage for the second integration period after the ground voltage is integrated for the first integration period. A control unit having a function of controlling the switching unit, a counter that counts a clock pulse of a constant period and outputs a count value until the output of the comparator is inverted every second integration period; The second count value consisting of the first count value corresponding to the second integration period in the double integration and the count value corresponding to the second integration period in the second double integration. And a digital circuit that receives the difference value obtained by subtracting the subtract from the divisor using the first count value as a subtraction number and the second count value as a subtraction number. When obtaining the difference value for each of the first count values input in time series, the second count value is input in time series at least two of the first counts. It is characterized by sharing as the subtraction for the value.

このA/D変換器において、前記ディジタル回路は、前記差分値を求めるにあたり、前記第2のカウント値を、時系列で前記第2のカウント値の前後に入力される前記各第1のカウント値に対する前記減数として共用することが好ましい。   In the A / D converter, when the digital circuit obtains the difference value, each of the first count values input before and after the second count value in time series is used as the second count value. It is preferable to share as the reduction number for.

このA/D変換器において、前記ディジタル回路は、前記差分値を求めるにあたり、前記第2のカウント値を、時系列で前記第2のカウント値の後に入力される前記各第1のカウント値に対する前記減数として共用することが好ましい。   In this A / D converter, the digital circuit calculates the second count value for each first count value input after the second count value in time series when obtaining the difference value. It is preferable to share as the reduction number.

このA/D変換器において、前記ディジタル回路は、前記差分値を求めるにあたり、前記第2のカウント値を、時系列で前記第2のカウント値の前後に入力される複数ずつの前記各第1のカウント値に対する前記減数として共用することが好ましい。   In the A / D converter, when the digital circuit obtains the difference value, the second count value is input in a time series before and after the second count value. It is preferable to share it as the subtraction for the count value.

このA/D変換器において、前記ディジタル回路は、前記差分値を求めるにあたり、時系列で並ぶ2つの前記第2のカウント値の平均値を、当該2つの前記第2のカウント値の間に入力される複数の前記各第1のカウント値に対する前記減数として共用することが好ましい。   In the A / D converter, the digital circuit inputs an average value of two second count values arranged in time series between the two second count values when obtaining the difference value. It is preferable to share it as the subtraction for each of the plurality of first count values.

本発明のA/D変換器においては、従来の四重積分型A/D変換器に比べて、精度の低下を防止しつつ単位時間当たりの変換回数を増やすことが可能となる。   In the A / D converter of the present invention, it is possible to increase the number of conversions per unit time while preventing a decrease in accuracy as compared with the conventional quadruple integration type A / D converter.

実施形態1のA/D変換器の回路図である。2 is a circuit diagram of an A / D converter according to Embodiment 1. FIG. 同上のA/D変換器の動作説明図である。It is operation | movement explanatory drawing of an A / D converter same as the above. 同上のA/D変換器の状態図である。It is a state diagram of an A / D converter same as the above. 実施形態2のA/D変換器の動作説明図である。FIG. 6 is an operation explanatory diagram of the A / D converter of the second embodiment. 同上のA/D変換器の状態図である。It is a state diagram of an A / D converter same as the above. 実施形態3のA/D変換器の動作説明図である。FIG. 9 is an operation explanatory diagram of the A / D converter according to the third embodiment. 同上のA/D変換器の状態図である。It is a state diagram of an A / D converter same as the above. 実施形態4のA/D変換器の動作説明図である。FIG. 10 is an operation explanatory diagram of the A / D converter of the fourth embodiment. 同上のA/D変換器の状態図である。It is a state diagram of an A / D converter same as the above.

(実施形態1)
本実施形態のA/D変換器は、図1に示すように、積分器1と、積分器1への入力を切り替える入力切替部2と、コンパレータ3と、カウンタ4と、クロックパルス発生部6と、ディジタル回路7とを備えている。また、A/D変換器は、入力切替部2を制御する機能を有する制御手段である制御回路5を備えている。なお、制御回路5は、適宜のプログラムを搭載したマイクロコンピュータなどにより構成してもよいし、タイミングコントロール回路や、それぞれ所望の機能を実現するように設計した複数の回路などの組み合わせにより構成してもよい。
(Embodiment 1)
As shown in FIG. 1, the A / D converter of the present embodiment includes an integrator 1, an input switching unit 2 that switches an input to the integrator 1, a comparator 3, a counter 4, and a clock pulse generator 6. And a digital circuit 7. Further, the A / D converter includes a control circuit 5 which is a control unit having a function of controlling the input switching unit 2. The control circuit 5 may be configured by a microcomputer equipped with an appropriate program, or may be configured by a combination of a timing control circuit and a plurality of circuits each designed to realize a desired function. Also good.

積分器1は、演算増幅器OP1を備え、演算増幅器OP1の反転入力端子に抵抗(入力抵抗)Rが接続されるとともに、演算増幅器OP1の反転入力端子と出力端子との間にコンデンサCが接続されている。ここで、積分器1は、演算増幅器OP1の非反転入力端子の電位が、第1の基準電圧VAGNDに設定されるように構成されている。要するに、積分器1は、演算増幅器OP1と抵抗RとコンデンサCとを用いた反転積分器の構成となっており、抵抗RとコンデンサCとの直列回路を有している。なお、本実施形態では、第1の基準電圧VAGNDをグランド電圧に設定してあり、演算増幅器OP1の非反転入力端子をグラウンドに接地してある。 The integrator 1 includes an operational amplifier OP1, a resistor (input resistance) R is connected to the inverting input terminal of the operational amplifier OP1, and a capacitor C is connected between the inverting input terminal and the output terminal of the operational amplifier OP1. ing. Here, the integrator 1 is configured such that the potential of the non-inverting input terminal of the operational amplifier OP1 is set to the first reference voltage V AGND . In short, the integrator 1 has a configuration of an inverting integrator using the operational amplifier OP1, the resistor R, and the capacitor C, and has a series circuit of the resistor R and the capacitor C. In the present embodiment, the first reference voltage V AGND is set to the ground voltage, and the non-inverting input terminal of the operational amplifier OP1 is grounded.

これに対し、入力切替部2は、積分器1に、入力電圧Vinと当該入力電圧Vinとは逆極性の参照電圧VREFと第1の基準電圧AGNDとのいずれか1つを択一的に入力させることができる構成となっている。 In contrast, the input switching section 2, the integrator 1, alternatively any one of the input voltage V in and the input voltage V in is the opposite polarity of the reference voltage V REF and the first reference voltage AGND It is the structure which can be made to input automatically.

入力切替部2は、積分器1への入力電圧Vinの入力経路に設けられたアナログスイッチSW1と、積分器1への参照電圧VREFの入力経路に設けられたアナログスイッチSW2と、積分器1への第1の基準電圧VAGNDの入力経路に設けられたアナログスイッチSW3とを備えている。各アナログスイッチSW1〜SW3は、nチャネルMOSトランジスタにより構成することが好ましく、これにより、pチャネルMOSトランジスタにより構成する場合に比べて、オン抵抗を低減できるとともに、高速動作が可能となる。 The input switching unit 2 includes an analog switch SW1 provided in the input path of the input voltage Vin to the integrator 1, an analog switch SW2 provided in the input path of the reference voltage VREF to the integrator 1, and an integrator 1 and an analog switch SW3 provided in the input path of the first reference voltage V AGND to 1. Each of the analog switches SW1 to SW3 is preferably composed of an n-channel MOS transistor, which can reduce the on-resistance and enable high-speed operation as compared with the case where it is composed of a p-channel MOS transistor.

上述の入力電圧Vinとしては、例えば、図示しないセンサ(例えば、赤外線センサなど)の出力電圧をプリアンプ(図示せず)などにより増幅して得られた電圧信号がある。なお、センサは赤外線センサに限らず、例えば、赤外線センサ以外の物理量センサや、化学量センサなどでもよい。 The input voltage V in the above, for example, a sensor (not shown) (e.g., an infrared sensor, etc.) (not shown) the output voltage of the preamplifier is a voltage signal obtained by amplifying the like. The sensor is not limited to the infrared sensor, and may be a physical quantity sensor other than the infrared sensor, a chemical quantity sensor, or the like.

制御回路5は、図2に示すように、積分器1において入力電圧Vinを第1積分期間T1だけ積分した後に参照電圧VREFを第2積分期間T2だけ積分する第1の二重積分(この際の出力電圧Voutを実線で示す)と第1の基準電圧(ここでは、グラウンド電圧)VAGNDを第1積分期間T1だけ積分した後に参照電圧VREFを第2積分期間T2だけ積分する第2の二重積分(この際の出力電圧Voutを一点鎖線で示す)とが選択的に行われるように入力切替部2を制御する機能を有している。ここにおいて、入力切替部2は、上述の3つのアナログスイッチSW1〜SW3を具備しており、各アナログスイッチSW1〜SW3それぞれのオンオフが制御回路5からの制御信号S1〜S3によって制御される。ここで、制御回路5は、図2に示すように、積分器1において第1の二重積分と第2の二重積分とが選択的に行われる(交互に繰り返される)ように、入力切替部2を制御する機能を有している。 As shown in FIG. 2, the control circuit 5 integrates the input voltage Vin in the integrator 1 for the first integration period T1, and then integrates the reference voltage VREF for the second integration period T2. The output voltage V out at this time is indicated by a solid line) and the first reference voltage (here, ground voltage) V AGND is integrated for the first integration period T1, and then the reference voltage V REF is integrated for the second integration period T2. It has a function of controlling the input switching unit 2 so that the second double integration (the output voltage V out at this time is indicated by a one-dot chain line) is selectively performed. Here, the input switching unit 2 includes the above-described three analog switches SW <b> 1 to SW <b> 3, and each of the analog switches SW <b> 1 to SW <b> 3 is controlled by control signals S <b> 1 to S <b> 3 from the control circuit 5. Here, as shown in FIG. 2, the control circuit 5 switches the input so that the first double integration and the second double integration are selectively performed (repeated alternately) in the integrator 1. It has a function of controlling the unit 2.

ところで、積分器1は、コンデンサCに、リセット用のアナログスイッチSW4が並列接続されている。したがって、積分器1は、リセット用のアナログスイッチSW4がオンされることにより、コンデンサCの残留電荷を放電させるリセット期間T3(図2参照)を設けることができる。このアナログスイッチSW4のオンオフは上述の制御回路5からの制御信号S4によって制御される。アナログスイッチSW4は、nチャネルMOSトランジスタにより構成することが好ましく、これにより、pチャネルMOSトランジスタにより構成する場合に比べて、オン抵抗を低減できるとともに、高速動作が可能となる。   Incidentally, in the integrator 1, a reset analog switch SW4 is connected to the capacitor C in parallel. Therefore, the integrator 1 can provide the reset period T3 (see FIG. 2) in which the residual charge of the capacitor C is discharged by turning on the reset analog switch SW4. On / off of the analog switch SW4 is controlled by the control signal S4 from the control circuit 5 described above. The analog switch SW4 is preferably composed of an n-channel MOS transistor, whereby the on-resistance can be reduced and high-speed operation is possible as compared with the case where it is composed of a p-channel MOS transistor.

また、上述のコンパレータ3は、積分器1の出力電圧Voutを第2の基準電圧VSSと比較する。また、上述のカウンタ4は、一定周期のクロックパルスを出力する上述のクロックパルス発生部6からのクロックパルスをカウントしカウント値を出力する。このカウンタ4は、制御回路5からのカウント開始信号によって積分器1の第2積分期間T2の開始と同時に動作(カウント動作)が開始され、その後にコンパレータ3の出力が変化(反転)したときに動作(カウント動作)が終了される。したがって、カウンタ4は、第2積分期間T2において積分器1の出力電圧Voutが第1の基準電圧VAGNDに戻るまでの放電期間T4(図2参照)のみクロックパルスをカウントしカウント値を上述のディジタル回路7へ出力する。ここにおいて、カウンタ4は、カウント開始信号よりも前に制御回路5から与えられるリセット信号によりカウント値がリセットされる。したがって、カウンタ4は、第2積分期間T2毎にコンパレータ3の出力が反転するまで一定周期のクロックパルスをカウントしカウント値を出力することとなる。一方、ディジタル回路7は、カウンタ4のカウント値が入力されることとなる。 The above-described comparator 3 compares the output voltage V out of the integrator 1 with the second reference voltage V SS . The above-mentioned counter 4 counts the clock pulses from the above-mentioned clock pulse generator 6 that outputs clock pulses with a constant period, and outputs a count value. The counter 4 starts operating (counting operation) simultaneously with the start of the second integration period T2 of the integrator 1 by the count start signal from the control circuit 5, and thereafter the output of the comparator 3 changes (inverts). The operation (counting operation) is terminated. Therefore, the counter 4 counts the clock pulse only during the discharge period T4 (see FIG. 2) until the output voltage Vout of the integrator 1 returns to the first reference voltage V AGND in the second integration period T2, and the count value is described above. To the digital circuit 7. Here, the count value of the counter 4 is reset by a reset signal given from the control circuit 5 before the count start signal. Therefore, the counter 4 counts clock pulses with a constant period and outputs a count value until the output of the comparator 3 is inverted every second integration period T2. On the other hand, the digital circuit 7 receives the count value of the counter 4.

したがって、制御回路5が入力切替部2を上述のように制御することによって、第1の二重積分の第1積分期間T1には、入力電圧VinとコンデンサCの容量値と抵抗Rの抵抗値とで決まる第1の電流が流れてコンデンサCが充電され、第2積分期間T2には参照電圧VREFとコンデンサCの容量値と抵抗Rの抵抗値とで決まる第2の電流が流れてコンデンサCの電荷が放電される。第1の二重積分の際の積分器1の出力電圧Voutの絶対値は、第1積分期間T1においては入力電圧Vinの値に比例した傾きで増加し、第2積分期間T2においては一定の傾きで減少するので、放電期間T4の長さは、入力電圧Vinに比例する。さらに説明すれば、第1の二重積分の際の第1積分期間T1の終了時における積分器1の出力電圧VoutをVaとすると、 Accordingly, a control circuit 5 controls the input switching section 2 as described above, the first double integration first integration period T1, the resistance of the capacitance value and the resistance R of the input voltage V in a capacitor C The first current determined by the value flows and the capacitor C is charged, and the second current determined by the reference voltage V REF , the capacitance value of the capacitor C, and the resistance value of the resistor R flows during the second integration period T2. The electric charge of the capacitor C is discharged. The absolute value of the output voltage V out of the integrator 1 during the first double integration increases with a slope proportional to the value of the input voltage Vin in the first integration period T1, and in the second integration period T2. since decreases with a constant slope, the length of the discharging period T4 is proportional to the input voltage V in. More specifically, when the output voltage Vout of the integrator 1 at the end of the first integration period T1 in the first double integration is Va,

Figure 2012124590
となる。したがって、第1の二重積分の際の第1積分期間T1は、
Figure 2012124590
It becomes. Therefore, the first integration period T1 in the first double integration is

Figure 2012124590
となる。一方、第1の二重積分の際の放電期間T4をT4sとすると、
Figure 2012124590
It becomes. On the other hand, when the discharge period T4 in the first double integration is T4 s ,

Figure 2012124590
となる。そして、(2)式および(3)式から、
Figure 2012124590
It becomes. From the formulas (2) and (3),

Figure 2012124590
となる。したがって、第1の二重積分における第2積分期間T2に対応するカウンタ4のカウント値(第1のカウント値)は、入力電圧Vinに比例した値となる。なお、積分器1の第2積分期間T2は、積分器1のコンデンサCの容量値と抵抗Rの抵抗値とで決まる時定数に基づいて決定すればよい。
Figure 2012124590
It becomes. Accordingly, the count value of the first counter 4 which corresponds to the second integration period T2 in the double integration (first count value) is a value proportional to the input voltage V in. The second integration period T2 of the integrator 1 may be determined based on a time constant determined by the capacitance value of the capacitor C of the integrator 1 and the resistance value of the resistor R.

また、第2の二重積分の第1積分期間T1には、演算増幅器OP1のオフセット電圧および低周波の雑音電圧を含む雑音電圧VosとコンデンサCの容量値と抵抗Rの抵抗値とで決まる第1の電流が流れてコンデンサCが充電され、第2積分期間T2には参照電圧VREFとコンデンサCの容量値と抵抗Rの抵抗値とで決まる第2の電流が流れてコンデンサCの電荷が放電される。第2の二重積分の際の積分器1の出力電圧Voutの絶対値は、第1積分期間T1においては雑音電圧Vosの値に比例した傾きで増加し、第2積分期間T2においては一定の傾きで減少するので、放電期間T4の長さは、雑音電圧Vosに比例する。さらに説明すれば、第2の二重積分の際の第1積分期間T1の終了時における積分器1の出力電圧VoutをVaとすると、 Further, in the first integration period T1 of the second double integration, it is determined by the noise voltage Vos including the offset voltage of the operational amplifier OP1 and the low-frequency noise voltage, the capacitance value of the capacitor C, and the resistance value of the resistor R. The first current flows to charge the capacitor C, and in the second integration period T2, a second current determined by the reference voltage V REF , the capacitance value of the capacitor C, and the resistance value of the resistor R flows to charge the capacitor C. Is discharged. The absolute value of the output voltage V out of the integrator 1 during the second double integration increases with a slope proportional to the value of the noise voltage Vos in the first integration period T1, and in the second integration period T2. Since it decreases with a constant slope, the length of the discharge period T4 is proportional to the noise voltage V os . More specifically, when the output voltage Vout of the integrator 1 at the end of the first integration period T1 in the second double integration is Va,

Figure 2012124590
となる。したがって、第2の二重積分の際の第1積分期間T1は、
Figure 2012124590
It becomes. Therefore, the first integration period T1 in the second double integration is

Figure 2012124590
となる。一方、第2の二重積分の際の放電期間T4をT4nとすると、
Figure 2012124590
It becomes. On the other hand, when the discharging period T4 during the second double integral and T4 n,

Figure 2012124590
となる。そして、(6)式および(7)式から、
Figure 2012124590
It becomes. From the equations (6) and (7),

Figure 2012124590
となる。したがって、第2の二重積分における第2積分期間T2に対応するカウンタ4のカウント値(第2のカウント値)は、雑音電圧Vosに比例した値となる。
Figure 2012124590
It becomes. Therefore, the count value (second count value) of the counter 4 corresponding to the second integration period T2 in the second double integration is a value proportional to the noise voltage Vos .

なお、本実施形態では、第1積分期間T1、第2積分期間T2、リセット期間T3それぞれを各別に設定した一定値としてある。具体例としては、第1積分期間T1を2msec、第2積分期間T2を0.8msec、リセット期間T3を0.3msecとしてあるが、これらの値は一例であり、特に限定するものではない。また、図2では、カウンタ4のカウント値が出力されるタイミングを矢印で図示してある。   In the present embodiment, each of the first integration period T1, the second integration period T2, and the reset period T3 is a fixed value set separately. As a specific example, the first integration period T1 is set to 2 msec, the second integration period T2 is set to 0.8 msec, and the reset period T3 is set to 0.3 msec. However, these values are merely examples and are not particularly limited. In FIG. 2, the timing at which the count value of the counter 4 is output is indicated by an arrow.

カウンタ4としては、12ビットのカウンタを用いている。なお、カウンタ4は、12ビットのカウンタに限らず、例えば、8ビットのカウンタや16ビットのカウンタなどを用いてもよい。また、クロックパルス発生部6は、例えば、発振器やクロックパルス発生回路などにより構成すればよい。また、クロックパルス発生部6は、制御回路5に設けてもよい。   As the counter 4, a 12-bit counter is used. The counter 4 is not limited to a 12-bit counter, and for example, an 8-bit counter or a 16-bit counter may be used. Further, the clock pulse generation unit 6 may be constituted by, for example, an oscillator or a clock pulse generation circuit. Further, the clock pulse generator 6 may be provided in the control circuit 5.

ディジタル回路7は、第1の二重積分における第2積分期間T2に対応したカウント値からなる第1のカウント値と第2の二重積分における第2積分期間T2に対応したカウント値からなる第2のカウント値とが入力される。   The digital circuit 7 includes a first count value consisting of a count value corresponding to the second integration period T2 in the first double integration and a count value corresponding to the second integration period T2 in the second double integration. A count value of 2 is input.

このディジタル回路7は、第1のカウント値を被減数、第2のカウント値を減数として被減数から減数を減算して得た差分値をディジタル値として出力する機能を有している。また、ディジタル回路7は、時系列で入力される第1のカウント値ごとに差分値を求めるにあたり、第2のカウント値を、時系列で入力される2つの第1のカウント値に対する減数として共用する。より具体的には、ディジタル回路7は、差分値を求めるにあたり、第2のカウント値を、時系列で当該第2のカウント値の前後に入力される各第1のカウント値に対する減数として共用する。ここにおいて、ディジタル回路7は、第1のカウント値および第2のカウント値を適宜記憶させるメモリ8と、差分値を求める演算器9とを備えている。したがって、第1のカウント値、第2のカウント値は、適宜、メモリ8に記憶され、演算器9において減算を行う際にメモリ8から読み出される。演算器9は、上述の減算を行う機能を有している。   The digital circuit 7 has a function of outputting, as a digital value, a difference value obtained by subtracting the subtraction number from the subtraction number with the first count value as the subtraction number and the second count value as the reduction number. In addition, when the digital circuit 7 obtains a difference value for each first count value input in time series, the second count value is shared as a subtraction for the two first count values input in time series. To do. More specifically, the digital circuit 7 shares the second count value as a subtraction for each first count value input before and after the second count value in time series when obtaining the difference value. . Here, the digital circuit 7 includes a memory 8 that appropriately stores a first count value and a second count value, and an arithmetic unit 9 that obtains a difference value. Therefore, the first count value and the second count value are appropriately stored in the memory 8 and read from the memory 8 when the arithmetic unit 9 performs subtraction. The arithmetic unit 9 has a function of performing the above-described subtraction.

ディジタル回路7は、制御回路5からの読み出しタイミング信号が入力される度に、演算器9において上述の差分値を求める演算が行われ、求められた差分値をディジタル値として出力する。要するに、ディジタル回路7は、制御回路5からの読み出しタイミング信号が入力される度に、上述のディジタル値を出力する。なお、第1の二重積分を行うことにより第1のカウント値を求める状態を「信号サンプル(1)」、「信号サンプル(2)」と呼び、第2の二重積分を行うことにより第2のカウント値を求める状態を「オフセット低周波雑音サンプル」と呼び、「信号サンプル(1)」で求めた第1のカウント値から「オフセット低周波雑音サンプル」で求めた第2のカウント値を減算して得た差分値をディジタル値として出力する状態を「信号(1)出力」と呼び、「信号サンプル(2)」で求めた第1のカウント値から「オフセット低周波雑音サンプル」で求めた第2のカウント値を減算して得た差分値をディジタル値として出力する状態を「信号(2)出力」と呼ぶことにすれば、A/D変換器の状態図は、図3のようになる。   Each time the read timing signal from the control circuit 5 is input, the digital circuit 7 performs an operation for obtaining the above-described difference value in the computing unit 9 and outputs the obtained difference value as a digital value. In short, the digital circuit 7 outputs the above-described digital value every time the read timing signal from the control circuit 5 is input. The state in which the first count value is obtained by performing the first double integration is called “signal sample (1)” and “signal sample (2)”, and the second double integration is performed by performing the second double integration. 2 is called “offset low frequency noise sample”, and the second count value obtained from “offset low frequency noise sample” is calculated from the first count value obtained from “signal sample (1)”. A state in which the difference value obtained by subtraction is output as a digital value is referred to as “signal (1) output”, and is obtained as an “offset low frequency noise sample” from the first count value obtained in “signal sample (2)”. A state in which the difference value obtained by subtracting the second count value is output as a digital value is referred to as “signal (2) output”. The state diagram of the A / D converter is as shown in FIG. become.

以上説明した本実施形態のA/D変換器では、ディジタル回路7が、時系列で入力される第1のカウント値ごとに第2のカウント値との差分値を求めるにあたり、第2のカウント値を時系列で入力される2つの第1のカウント値に対する減数として共用するので、従来の四重積分型A/D変換器に比べて、精度の低下を防止しつつ単位時間(例えば、1秒)当たりの変換回数を増やすことが可能となる。また、本実施形態のA/D変換器では、ディジタル回路7が、差分値を求めるにあたり、第2のカウント値を、時系列で当該第2のカウント値の前後に入力される各第1のカウント値に対する減数として共用するので、連続した2回のサンプリング動作で雑音電圧Vosをキャンセルする相関二重サンプリング(Correlated DoubleSampling:CDS)が可能となり、第2のカウント値を時系列で入力される2つの第1のカウント値に対する減数として共用することによる精度の低下をなくすことが可能となる。 In the A / D converter of the present embodiment described above, when the digital circuit 7 obtains a difference value from the second count value for each first count value input in time series, the second count value is used. Is used as a subtraction for the two first count values input in time series, so that a unit time (for example, 1 second) is prevented while preventing a decrease in accuracy compared to a conventional quadruple integration type A / D converter. ) The number of conversions per hit can be increased. Further, in the A / D converter of the present embodiment, when the digital circuit 7 obtains the difference value, the first count value input before and after the second count value in time series is obtained. since shared as subtrahend for the count value, two consecutive correlated double sampling to cancel the noise voltage V os at the sampling operation: the input (correlated DoubleSampling CDS) is possible, the second count value in chronological It is possible to eliminate a decrease in accuracy due to sharing as a subtraction for the two first count values.

(実施形態2)
本実施形態のA/D変換器の基本構成は、実施形態1において説明した図1と同じなので、図示を省略する。以下、実施形態1と相違する動作について図1および図4を参照しながら適宜説明する。
(Embodiment 2)
Since the basic configuration of the A / D converter of the present embodiment is the same as that of FIG. 1 described in the first embodiment, the illustration is omitted. Hereinafter, operations different from those of the first embodiment will be described as appropriate with reference to FIGS. 1 and 4.

本実施形態では、制御回路5が、図4に示すように、時系列的に並ぶ2回の第2の二重積分の間に、第1の二重積分が複数回(図示例では、3回であるが、2回以上であればよい)行われるように、入力切替部2を制御する機能を有している。   In the present embodiment, as shown in FIG. 4, the control circuit 5 performs the first double integration a plurality of times (in the illustrated example, 3 times) between two second double integrations arranged in time series. It has a function of controlling the input switching unit 2 so that it is performed.

本実施形態のA/D変換器は、ディジタル回路7が、時系列で入力される第1のカウント値ごとに差分値を求めるにあたり、第2のカウント値を、時系列で入力される3つの第1のカウント値に対する減数として共用する。ただし、共用の対象とする第1のカウント値の数は3つに限らず、少なくとも2つであればよく、例えば、2つでもよいし、4つでもよい。なお、共用の対象とする第1のカウント値の数は、第2のカウント値の実質的な変化がないとみなせる時間(CDSと同様の効果が得られる時間)に応じて適宜設定すればよい。   In the A / D converter of the present embodiment, when the digital circuit 7 obtains a difference value for each first count value input in time series, the second count value is input into three time series inputs. Shared as a decrement for the first count value. However, the number of first count values to be shared is not limited to three, but may be at least two, for example, two or four. Note that the number of first count values to be shared may be set as appropriate according to the time during which it can be considered that there is no substantial change in the second count value (the time when the same effect as CDS can be obtained). .

ここで、本実施形態におけるディジタル回路7では、差分値を求めるにあたり、第2のカウント値を、時系列で当該第2のカウント値の後に入力される3つの各第1のカウント値に対する減数として共用する。   Here, in the digital circuit 7 in the present embodiment, in obtaining the difference value, the second count value is used as a subtraction for each of the three first count values input after the second count value in time series. Sharing.

ディジタル回路7は、制御回路5からの読み出しタイミング信号が入力される度に、演算器9において上述の差分値を求める演算が行われ、求められた差分値をディジタル値として出力する。要するに、本実施形態においても、ディジタル回路7は、制御回路5からの読み出しタイミング信号が入力される度に、上述のディジタル値を出力する。なお、第1の二重積分を行うことにより第1のカウント値を求める状態を「信号サンプル(1)」、「信号サンプル(2)」、「信号サンプル(3)」と呼び、第2の二重積分を行うことにより第2のカウント値を求める状態を「オフセット低周波雑音サンプル」と呼び、「信号サンプル(1)」で求めた第1のカウント値から「オフセット低周波雑音サンプル」で求めた第2のカウント値を減算して得た差分値をディジタル値として出力する状態を「信号(1)出力」と呼び、「信号サンプル(2)」で求めた第1のカウント値から「オフセット低周波雑音サンプル」で求めた第2のカウント値を減算して得た差分値をディジタル値として出力する状態を「信号(2)出力」と呼び、「信号サンプル(3)」で求めた第1のカウント値から「オフセット低周波雑音サンプル」で求めた第2のカウント値を減算して得た差分値をディジタル値として出力する状態を「信号(3)出力」と呼ぶことにすれば、A/D変換器の状態図は、図5のようになる。   Each time the read timing signal from the control circuit 5 is input, the digital circuit 7 performs an operation for obtaining the above-described difference value in the computing unit 9 and outputs the obtained difference value as a digital value. In short, also in the present embodiment, the digital circuit 7 outputs the above-described digital value every time the read timing signal from the control circuit 5 is input. The state in which the first count value is obtained by performing the first double integration is referred to as “signal sample (1)”, “signal sample (2)”, and “signal sample (3)”. A state in which the second count value is obtained by performing double integration is called an “offset low frequency noise sample”, and the “offset low frequency noise sample” is calculated from the first count value obtained in “signal sample (1)”. A state in which the difference value obtained by subtracting the obtained second count value is output as a digital value is referred to as “signal (1) output”, and “1” from the first count value obtained in “signal sample (2)” A state in which the difference value obtained by subtracting the second count value obtained in the “offset low frequency noise sample” is output as a digital value is referred to as “signal (2) output”, and obtained in “signal sample (3)”. From the first count value A state in which the difference value obtained by subtracting the second count value obtained in the “offset low frequency noise sample” is output as a digital value is referred to as “signal (3) output”. The state diagram is as shown in FIG.

以上説明した本実施形態のA/D変換器では、ディジタル回路7が、時系列で入力される第1のカウント値ごとに第2のカウント値との差分値を求めるにあたり、第2のカウント値を時系列で入力される少なくとも2つの第1のカウント値に対する減数として共用するので、従来の四重積分型A/D変換器に比べて、精度の低下を防止しつつ単位時間当たりの変換回数を増やすことが可能となる。また、本実施形態のA/D変換器では、共用の対象とする第1のカウント値を3つ以上とすることにより、実施形態1に比べて、単位時間当たりの変換回数を増やすことが可能となる。   In the A / D converter of the present embodiment described above, when the digital circuit 7 obtains a difference value from the second count value for each first count value input in time series, the second count value is used. Is used as a subtraction for at least two first count values input in time series, so that the number of conversions per unit time can be prevented while preventing a decrease in accuracy compared to a conventional quadruple integration type A / D converter. Can be increased. Further, in the A / D converter of the present embodiment, the number of conversions per unit time can be increased as compared with the first embodiment by setting the first count value to be shared to three or more. It becomes.

(実施形態3)
本実施形態のA/D変換器の基本構成は、実施形態1において説明した図1と同じなので、図示を省略する。以下、実施形態1と相違する動作について図1および図6を参照しながら適宜説明する。
(Embodiment 3)
Since the basic configuration of the A / D converter of the present embodiment is the same as that of FIG. 1 described in the first embodiment, the illustration is omitted. Hereinafter, operations different from those of the first embodiment will be described as appropriate with reference to FIGS. 1 and 6.

本実施形態では、制御回路5が、図6に示すように、減数とする第2のカウント値を求める際の第2の二重積分の前後に、第1の二重積分が複数回(図示例では、3回であるが、2回以上であればよい)ずつ行われるように、入力切替部2を制御する機能を有している。   In the present embodiment, as shown in FIG. 6, the control circuit 5 performs the first double integration a plurality of times before and after the second double integration when obtaining the second count value to be reduced (see FIG. In the example shown, it has a function of controlling the input switching unit 2 so that it is performed three times but may be performed twice or more.

本実施形態のA/D変換器は、ディジタル回路7が、時系列で入力される第1のカウント値ごとに差分値を求めるにあたり、第2のカウント値を、時系列で入力される6つの第1のカウント値に対する減数として共用する。   In the A / D converter of the present embodiment, when the digital circuit 7 obtains the difference value for each first count value input in time series, the second count value is input in six time series input. Shared as a decrement for the first count value.

ここで、本実施形態におけるディジタル回路7では、差分値を求めるにあたり、第2のカウント値を、時系列で当該第2のカウント値の前後に入力される3つずつの各第1のカウント値に対する減数として共用する。ただし、第2のカウント値を共用する第1のカウント値の数については、第2のカウント値の前後で3つずつとしてあるが、3つずつに限らず、複数ずつであればよく、例えば、2つずつでもよいし、4つずつでもよい。また、第2のカウント値を共用する第1のカウント値の数については、第2のカウント値の前後で必ずしも同じである必要はない。なお、共用の対象とする第1のカウント値の数は、第2のカウント値の実質的な変化がないとみなせる時間(CDSと同様の効果が得られる時間)に応じて適宜設定すればよい。   Here, in the digital circuit 7 according to the present embodiment, when the difference value is obtained, the second count value is set to each of the three first count values input before and after the second count value in time series. Share as a reduction against. However, the number of the first count values sharing the second count value is three before and after the second count value. However, the number is not limited to three, and may be plural. For example, Two or two may be sufficient. The number of first count values sharing the second count value is not necessarily the same before and after the second count value. Note that the number of first count values to be shared may be set as appropriate according to the time during which it can be considered that there is no substantial change in the second count value (the time when the same effect as CDS can be obtained). .

ディジタル回路7は、制御回路5からの読み出しタイミング信号が入力される度に、演算器9において上述の差分値を求める演算が行われ、求められた差分値をディジタル値として出力する。要するに、本実施形態においても、ディジタル回路7は、制御回路5からの読み出しタイミング信号が入力される度に、上述のディジタル値を出力する。なお、第1の二重積分を行うことにより第1のカウント値を求める状態を「信号サンプル(1)」、「信号サンプル(2)」、・・・、「信号サンプル(6)」と呼び、第2の二重積分を行うことにより第2のカウント値を求める状態を「オフセット低周波雑音サンプル」と呼び、「信号サンプル(1)」、「信号サンプル(2)」、・・・、「信号サンプル(6)」それぞれで求めた第1のカウント値から「オフセット低周波雑音サンプル」で求めた第2のカウント値を減算して得た差分値をディジタル値として出力する状態をそれぞれ「信号(1)出力」、「信号(2)出力」、・・・、「信号(6)出力」と呼ぶことにすれば、A/D変換器の状態図は、図7のようになる。   Each time the read timing signal from the control circuit 5 is input, the digital circuit 7 performs an operation for obtaining the above-described difference value in the computing unit 9 and outputs the obtained difference value as a digital value. In short, also in the present embodiment, the digital circuit 7 outputs the above-described digital value every time the read timing signal from the control circuit 5 is input. The state in which the first count value is obtained by performing the first double integration is called “signal sample (1)”, “signal sample (2)”,..., “Signal sample (6)”. The state of obtaining the second count value by performing the second double integration is referred to as “offset low frequency noise sample”, and “signal sample (1)”, “signal sample (2)”,. Each of the states in which the difference value obtained by subtracting the second count value obtained by the “offset low frequency noise sample” from the first count value obtained by each of the “signal samples (6)” is output as a digital value is “ If referred to as “signal (1) output”, “signal (2) output”,..., “Signal (6) output”, the state diagram of the A / D converter is as shown in FIG.

以上説明した本実施形態のA/D変換器では、ディジタル回路7が、時系列で入力される第1のカウント値ごとに第2のカウント値との差分値を求めるにあたり、第2のカウント値を時系列で入力される少なくとも2つの第1のカウント値に対する減数として共用するので、従来の四重積分型A/D変換器に比べて、精度の低下を防止しつつ単位時間当たりの変換回数を増やすことが可能となる。また、本実施形態のA/D変換器では、共用の対象とする第1のカウント値を第2のカウント値の前後で複数ずつとすることにより、実施形態1,2に比べて、単位時間当たりの変換回数を増やすことが可能となる。   In the A / D converter of the present embodiment described above, when the digital circuit 7 obtains a difference value from the second count value for each first count value input in time series, the second count value is used. Is used as a subtraction for at least two first count values input in time series, so that the number of conversions per unit time can be prevented while preventing a decrease in accuracy compared to a conventional quadruple integration type A / D converter. Can be increased. Further, in the A / D converter of the present embodiment, a plurality of first count values to be shared are set before and after the second count value, so that the unit time is longer than that of the first and second embodiments. It is possible to increase the number of conversions per hit.

(実施形態4)
本実施形態のA/D変換器の基本構成は、実施形態1において説明した図1と同じなので、図示を省略する。以下、実施形態1と相違する動作について図1および図8を参照しながら適宜説明する。
(Embodiment 4)
Since the basic configuration of the A / D converter of the present embodiment is the same as that of FIG. 1 described in the first embodiment, the illustration is omitted. Hereinafter, operations different from those of the first embodiment will be described as appropriate with reference to FIGS. 1 and 8.

本実施形態では、制御回路5が、図4に示すように、時系列的に並ぶ2回の第2の二重積分の間に、第1の二重積分が複数回(図示例では、3回であるが、2回以上であればよい)行われるように、入力切替部2を制御する機能を有している。   In the present embodiment, as shown in FIG. 4, the control circuit 5 performs the first double integration a plurality of times (in the illustrated example, 3 times) between two second double integrations arranged in time series. It has a function of controlling the input switching unit 2 so that it is performed.

本実施形態のA/D変換器は、ディジタル回路7が、時系列で入力される第1のカウント値ごとに差分値を求めるにあたり、第2のカウント値を、時系列で入力される複数(図8の例では、3つであるが、2つ以上であればよい)の第1のカウント値に対する減数として共用する。   In the A / D converter according to the present embodiment, when the digital circuit 7 obtains a difference value for each first count value input in time series, a plurality of second count values input in time series ( In the example of FIG. 8, there are three, but two or more may be used as a subtraction number for the first count value.

ただし、本実施形態におけるディジタル回路7では、時系列で並ぶ2つの第2のカウント値の平均値を、当該2つの第2のカウント値の間に入力される複数の各第1のカウント値に対する減数として共用する。   However, in the digital circuit 7 in the present embodiment, an average value of two second count values arranged in time series is calculated with respect to each of the plurality of first count values input between the two second count values. Shared as a decrement.

このディジタル回路7は、演算器9が、上述の平均値および差分値を求める機能を有している。ここにおいて、演算器9は、時系列で並ぶ2つの第2のカウント値を加算する加算器(図示せず)と、加算器により求められた加算値を2で除することにより上述の平均値を求める除算器(図示せず)と、第1のカウント値から平均値を減算する減算器(図示せず)とを備えている。   In the digital circuit 7, the arithmetic unit 9 has a function of obtaining the above average value and difference value. Here, the computing unit 9 adds an adder (not shown) that adds two second count values arranged in time series, and divides the added value obtained by the adder by 2 to calculate the above average value. And a subtracter (not shown) for subtracting the average value from the first count value.

ディジタル回路7は、制御回路5からの読み出しタイミング信号が入力される度に、演算器9において上述の差分値を求める演算が行われ、求められた差分値をディジタル値として出力する。要するに、ディジタル回路7は、制御回路5からの読み出しタイミング信号が入力される度に、上述のディジタル値を出力する。なお、第1の二重積分を行うことにより複数の第1のカウント値を求める状態をそれぞれ「信号サンプル(1)」、「信号サンプル(2)」、「信号サンプル(3)」と呼び、第2の二重積分を行うことにより第2のカウント値を求める状態を「オフセット低周波雑音サンプル」と呼び、上述の平均値を求める状態を「平均値算出」と呼び、「信号サンプル(1)」で求めた第1のカウント値から2つの第2のカウント値の平均値を減算して得た差分値をディジタル値として出力する状態を「信号(1)出力」と呼び、「信号サンプル(2)」で求めた第1のカウント値から2つの第2のカウント値の平均値を減算して得た差分値をディジタル値として出力する状態を「信号(2)出力」と呼び、「信号サンプル(3)」で求めた第1のカウント値から2つの第2のカウント値の平均値を減算して得た差分値をディジタル値として出力する状態を「信号(3)出力」と呼ぶことにすれば、A/D変換器の状態図は、図9のようになる。   Each time the read timing signal from the control circuit 5 is input, the digital circuit 7 performs an operation for obtaining the above-described difference value in the computing unit 9 and outputs the obtained difference value as a digital value. In short, the digital circuit 7 outputs the above-described digital value every time the read timing signal from the control circuit 5 is input. In addition, the state which calculates | requires several 1st count value by performing 1st double integration is each called "signal sample (1)", "signal sample (2)", and "signal sample (3)", The state for obtaining the second count value by performing the second double integration is called “offset low frequency noise sample”, the state for obtaining the above average value is called “average value calculation”, and “signal sample (1 The state in which the difference value obtained by subtracting the average value of the two second count values from the first count value obtained in “)” is output as a digital value is called “signal (1) output”. The state in which the difference value obtained by subtracting the average value of the two second count values from the first count value obtained in (2) ”is output as a digital value is referred to as“ signal (2) output ”. First cow determined in “Signal sample (3)” A state in which the difference value obtained by subtracting the average value of the two second count values from the second value is output as a digital value is referred to as “signal (3) output”. The figure is as shown in FIG.

以上説明した本実施形態のA/D変換器では、ディジタル回路7が、時系列で入力される第1のカウント値ごとに第2のカウント値との差分値を求めるにあたり、第2のカウント値を時系列で入力される少なくとも2つの第1のカウント値に対する減数として共用するので、従来の四重積分型A/D変換器に比べて、精度の低下を防止しつつ単位時間当たりの変換回数を増やすことが可能となる。   In the A / D converter of the present embodiment described above, when the digital circuit 7 obtains a difference value from the second count value for each first count value input in time series, the second count value is used. Is used as a subtraction for at least two first count values input in time series, so that the number of conversions per unit time can be prevented while preventing a decrease in accuracy compared to a conventional quadruple integration type A / D converter. Can be increased.

また、本実施形態のA/D変換器では、時系列で並ぶ2つの第2のカウント値の平均値を、当該2つの第2のカウント値の間に入力される複数の各第1のカウント値に対する減数として共用するので、第2のカウント値を決める雑音電圧Vosがディジタル値に与える影響をさらに低減することが可能となり、より一層の高精度化を図ることが可能となる。 In the A / D converter of the present embodiment, an average value of two second count values arranged in time series is used as a plurality of first counts input between the two second count values. Since it is shared as a subtraction for the value, it is possible to further reduce the influence of the noise voltage V os that determines the second count value on the digital value, and to achieve higher accuracy.

ところで、上述の各実施形態1〜4のA/D変換器では、複数のセンサ素子部を有するセンサから各センサ素子部の出力をプリアンプで増幅しアナログマルチプレクサにより順次入力させるような場合に、A/D変換の高精度化を図りながらも、全てのセンサ素子部それぞれの出力に対応するディジタル値を得るのに要する時間を短くすることが可能となる。したがって、例えば、センサが上記特許文献1に開示された赤外線アレイセンサであれば、フレームレートを短くすることが可能となる。なお、上記特許文献1に開示された赤外線アレイセンサでは、感温部および当該感温部の出力電圧を取り出すためのMOSトランジスタを具備する複数の画素部それぞれが、センサ素子部を構成する。   By the way, in the A / D converters of the above-described first to fourth embodiments, when the output of each sensor element unit is amplified by a preamplifier from a sensor having a plurality of sensor element units and sequentially input by an analog multiplexer, A It is possible to shorten the time required to obtain the digital values corresponding to the outputs of all the sensor element units, while improving the accuracy of the / D conversion. Therefore, for example, if the sensor is the infrared array sensor disclosed in Patent Document 1, the frame rate can be shortened. In the infrared array sensor disclosed in Patent Document 1, each of a plurality of pixel units including a temperature sensing unit and a MOS transistor for taking out an output voltage of the temperature sensing unit constitutes a sensor element unit.

1 積分器
2 入力切替部
3 コンパレータ
4 カウンタ
5 制御回路(制御手段)
6 クロックパルス発生部
7 ディジタル回路
8 メモリ
9 演算器
T1 第1積分期間
T2 第2積分期間
in 入力電圧
out 出力電圧
AGND 第1の基準電圧(グラウンド電圧)
REF 参照電圧
ss 第2の基準電圧
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Integrator 2 Input switching part 3 Comparator 4 Counter 5 Control circuit (control means)
6 clock pulse generator 7 digital circuit 8 memory 9 calculator T1 first integration period T2 second integration period V in input voltage V out output voltage V AGND first reference voltage (ground voltage)
V REF reference voltage V ss second reference voltage

Claims (5)

演算増幅器と抵抗とコンデンサとを有する積分器と、前記積分器に入力電圧と前記入力電圧とは逆極性の参照電圧とグラウンド電圧との1つを択一的に入力させる入力切替部と、前記積分器の出力電圧を基準電圧と比較するコンパレータと、前記積分器において前記入力電圧を第1積分期間だけ積分した後に前記参照電圧を第2積分期間だけ積分する第1の二重積分と前記グラウンド電圧を前記第1積分期間だけ積分した後に前記参照電圧を前記第2積分期間だけ積分する第2の二重積分とが選択的に行われるように前記入力切替部を制御する機能を有する制御手段と、前記第2積分期間毎に前記コンパレータの出力が反転するまで一定周期のクロックパルスをカウントしカウント値を出力するカウンタと、前記第1の二重積分における前記第2積分期間に対応した前記カウント値からなる第1のカウント値と前記第2の二重積分における前記第2積分期間に対応した前記カウント値からなる第2のカウント値とが入力されるディジタル回路とを備え、前記ディジタル回路は、前記第1のカウント値を被減数、前記第2のカウント値を減数として前記被減数から前記減数を減算して得た差分値をディジタル値として出力する機能を有し、時系列で入力される前記第1のカウント値ごとに前記差分値を求めるにあたり、前記第2のカウント値を時系列で入力される少なくとも2つの前記第1のカウント値に対する前記減数として共用することを特徴とするA/D変換器。   An integrator having an operational amplifier, a resistor, and a capacitor; and an input switching unit that causes the integrator to alternatively input one of an input voltage, a reference voltage having a polarity opposite to the input voltage, and a ground voltage; A comparator that compares the output voltage of the integrator with a reference voltage; a first double integration that integrates the reference voltage for a second integration period after integrating the input voltage in the integrator for a first integration period; and the ground Control means having a function of controlling the input switching unit so that the second double integration in which the reference voltage is integrated for the second integration period after the voltage is integrated for the first integration period is selectively performed. A counter that counts clock pulses at a constant period and outputs a count value until the output of the comparator is inverted every second integration period, and the counter in the first double integration A digital circuit to which a first count value composed of the count value corresponding to two integration periods and a second count value composed of the count values corresponding to the second integration period in the second double integration are inputted And the digital circuit has a function of outputting, as a digital value, a difference value obtained by subtracting the subtraction from the divisor using the first count value as a subtraction and the second count value as a subtraction. In obtaining the difference value for each first count value input in time series, the second count value is shared as the subtraction for at least two first count values input in time series. An A / D converter characterized by the above. 前記ディジタル回路は、前記差分値を求めるにあたり、前記第2のカウント値を、時系列で前記第2のカウント値の前後に入力される前記各第1のカウント値に対する前記減数として共用することを特徴とする請求項1記載のA/D変換器。   In obtaining the difference value, the digital circuit may share the second count value as the subtraction for the first count value input before and after the second count value in time series. The A / D converter according to claim 1, wherein: 前記ディジタル回路は、前記差分値を求めるにあたり、前記第2のカウント値を、時系列で前記第2のカウント値の後に入力される前記各第1のカウント値に対する前記減数として共用することを特徴とする請求項1記載のA/D変換器。   In obtaining the difference value, the digital circuit shares the second count value as the subtraction with respect to each first count value input after the second count value in time series. The A / D converter according to claim 1. 前記ディジタル回路は、前記差分値を求めるにあたり、前記第2のカウント値を、時系列で前記第2のカウント値の前後に入力される複数ずつの前記各第1のカウント値に対する前記減数として共用することを特徴とする請求項1記載のA/D変換器。   In obtaining the difference value, the digital circuit shares the second count value as the subtraction for each of the plurality of first count values input before and after the second count value in time series. The A / D converter according to claim 1, wherein: 前記ディジタル回路は、前記差分値を求めるにあたり、時系列で並ぶ2つの前記第2のカウント値の平均値を、当該2つの前記第2のカウント値の間に入力される複数の前記各第1のカウント値に対する前記減数として共用することを特徴とする請求項1記載のA/D変換器。   In obtaining the difference value, the digital circuit calculates an average value of the two second count values arranged in time series between the plurality of the first count values input between the two second count values. 2. The A / D converter according to claim 1, wherein the A / D converter is shared as the subtraction for the count value.
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