JP2014146893A - Multi-bit δς modulator and multi-bit a/d converter using the same - Google Patents
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Description
この発明はマルチビットΔΣ変調器およびそれを用いたマルチビットA/D変換器に関し、特に、アナログ入力信号を複数ビットのデジタル信号列に変換するマルチビットΔΣ変調器と、それを用いたマルチビットA/D変換器に関する。 The present invention relates to a multi-bit ΔΣ modulator and a multi-bit A / D converter using the multi-bit ΔΣ modulator, and more particularly to a multi-bit ΔΣ modulator that converts an analog input signal into a multi-bit digital signal sequence, and a multi-bit using the multi-bit ΔΣ modulator The present invention relates to an A / D converter.
MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)技術による加速度センサや角速度センサの検出精度は近年急速に向上し、それらの制御に用いるセンサASIC(Application Specific Integrated Circuit)のS/N(signal-noise)比の向上も要求されている。センサASICの入力部分であるA/D(Analog/Digital)変換器も高次数化などにより高S/N比を実現できる回路構成となっている。 In recent years, the detection accuracy of acceleration sensors and angular velocity sensors using MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) technology has improved rapidly, and the S / N (signal-noise) ratio of sensor ASICs (Application Specific Integrated Circuits) used to control them has also improved. It is requested. An A / D (Analog / Digital) converter, which is an input part of the sensor ASIC, also has a circuit configuration capable of realizing a high S / N ratio by increasing the order.
特許文献1は、実際のクロック周波数を上げずに、高S/N化、入力信号の広帯域化を実現することができるΔΣ型A/D変換器を提供することを目的としている。このため、コンパレータ、DFF(D Flip-Flop)、D/A変換器を複数組用意し、インターリーブ動作を行なうことによって、実効的なオーバサンプリング率を上げている。つまり、フィードバックのクロック周波数を上げることで分解能を改善している。
また、特許文献2には、高精度化を実現する高次数のシングルビットΔΣ変調器が開示されている。ΔΣ型A/D変換器において、ΔΣ変調器が微小AC入力または無入力の場合に、量子化データの量子化ノイズ中に発生するトーン成分が出力に現れないようにする。5つの積分器は縦続接続され、それぞれの出力は加算され、その加算結果は比較器により、1ビットのデータ信号に量子化される。1ビットのD/A変換器はデータ信号の極性に応じて、+Vrefまたは−Vrefの量子化ステップを、積分器への入力から減算する。積分器の入力側にDCオフセット電圧を加えることによって量子化ノイズのトーン成分の周波数をデジタルフィルタのパスバンド外に移動させる。したがって、このトーン成分はデジタルフィルタによってフィルタリングされ、折返しなどによってパスバンドに現れることがない。一般に高次のΔΣ変調器において動作の安定性のために、フィードバックの内蔵D/A変換器はマルチビット化していることが好ましい。
また、特許文献3には、オーバサンプル比やアナログ積分器の次数を高くせずに、高精度化と広帯域化を実現するマルチビットΔΣA/D変換器が開示されている。このマルチビットΔΣA/D変換器は、アナログ入力信号とアナログ帰還信号との差の信号を出力するアナログ加算器と、アナログ加算器の出力信号を積分するアナログ積分器と、アナログ積分器の出力信号を多ビットで量子化するnビット量子化器と、減算器によって、nビット量子化器の出力から、ディジタル減算器の出力の最上位ビットを除く下位ビットを遅延器で遅延した信号を減算した信号の最上位ビットを出力する処理を行なうディジタル処理部と、ディジタル処理部の出力信号をアナログ信号に変換してアナログ帰還信号として出力する1ビットD/A変換器とから構成される。最上位ビットをフィードバックするのでD/A変換器で生じる量子化誤差は大きい。
また、特許文献4には、A/D変換器を高精度化するため、マルチビットΔΣ変調器の非線形性をキャリブレーションする方法が開示されている。キャリブレーション用マルチプレクサは、キャリブレーション時に電圧0をΔΣ変調器(3値出力)に与える。+1プロセッサと補償回路の出力は総和部にて総和される。その値はA/D変換器のデジタル出力である。−1プロセッサの出力は、補償回路において、係数δに基づいて補償される。プロセッサは、フィルタの係数と接地電圧間を切り替えるアキュムレータ(レジスタおよび演算器)で構成されている。δ係数は、キャリブレーション時間の間にΔプロセッサで計算される。Δプロセッサは乗算器に値を出力する。キャリブレーション後、δの係数は凍結されて、キャリブレーション用のマルチプレクサはアナログ入力を選択する。マルチビットΔΣ変調器では、内蔵するD/A変換器の非線形性により、補正が必要である。
以上のように、ΔΣ変調器(A/D変換器)を高精度化するためには、ΔΣ変調器の次数を上げることや、内部の量子化器のビット数を増やす必要があった。次数を上げて安定動作するためには、内部の量子化器のビット数を増やす必要があるので、内部の量子化器に関して着目する。量子化器のビット数を増やすと、内部のD/A変換器のビット数を増やす必要があるが、D/A変換器自体には製造ばらつきが生じる。このため、内蔵のD/A変換器の精度が劣化し、ΔΣ変調器全体としての精度が劣化する問題点があった。 As described above, in order to increase the accuracy of the ΔΣ modulator (A / D converter), it is necessary to increase the order of the ΔΣ modulator and to increase the number of bits of the internal quantizer. In order to increase the order and perform stable operation, it is necessary to increase the number of bits of the internal quantizer, so attention is paid to the internal quantizer. When the number of bits of the quantizer is increased, it is necessary to increase the number of bits of the internal D / A converter, but manufacturing variations occur in the D / A converter itself. For this reason, the accuracy of the built-in D / A converter deteriorates, and there is a problem that the accuracy of the ΔΣ modulator as a whole deteriorates.
それゆえに、この発明の主たる目的は、高精度なマルチビットΔΣ変調器と、それを用いたマルチビットA/D変換器を提供することである。 Therefore, a main object of the present invention is to provide a highly accurate multi-bit ΔΣ modulator and a multi-bit A / D converter using the same.
この発明に係るマルチビットΔΣ変調器は、アナログ入力信号をnビット(ただし、nは2以上の整数である)のデジタル信号列に変換するマルチビットΔΣ変調器であって、アナログ入力信号の電圧に応じた量の電荷を第1の周期でサンプリングし、サンプリングした電荷量を積分し、積分値に応じた電圧の信号を出力する第1の積分回路と、第1の周期の2n倍の第2の周期で第1の積分回路の出力信号の電圧をnビットのデジタル信号に変換して出力するA/D変換器と、A/D変換器で生成されたデジタル信号を2値の帰還信号に変換する帰還信号生成回路とを備えたものである。帰還信号は、第1の周期で第1または第2の論理レベルに設定される。また、第2の周期内において帰還信号が第1の論理レベルとなる時間はデジタル信号の値を示している。このマルチビットΔΣ変調器は、さらに、第1の周期で帰還信号の論理レベルを電圧に変換する1ビットのD/A変換器と、D/A変換器で生成された電圧に応じた量の電荷を第1の積分回路の積分値から第1の周期で減算する減算回路とを備える。 A multi-bit ΔΣ modulator according to the present invention is a multi-bit ΔΣ modulator that converts an analog input signal into an n-bit (where n is an integer of 2 or more) digital signal sequence, and the voltage of the analog input signal A first integration circuit that samples the amount of charge according to the first period, integrates the sampled charge amount, and outputs a voltage signal according to the integration value, and 2 n times the first period An A / D converter that converts the voltage of the output signal of the first integration circuit into an n-bit digital signal in the second period and outputs the digital signal, and a binary feedback of the digital signal generated by the A / D converter And a feedback signal generation circuit that converts the signal into a signal. The feedback signal is set to the first or second logic level in the first period. The time during which the feedback signal is at the first logic level within the second period indicates the value of the digital signal. The multi-bit ΔΣ modulator further includes a 1-bit D / A converter that converts the logic level of the feedback signal into a voltage in the first period, and an amount corresponding to the voltage generated by the D / A converter. A subtracting circuit that subtracts the electric charge from the integrated value of the first integrating circuit in a first period.
また、この発明に係るマルチビットA/D変換器は、マルチビットΔΣ変調器と、マルチビットΔΣ変調器から出力されるデジタル信号列のノイズを除去してデジタルコードに変換するデジタルフィルタとを備えたものである。 The multi-bit A / D converter according to the present invention includes a multi-bit ΔΣ modulator and a digital filter that removes noise from the digital signal sequence output from the multi-bit ΔΣ modulator and converts the digital signal into a digital code. It is a thing.
この発明に係るマルチビットΔΣ変調器では、A/D変換器で生成されたnビットのデジタル信号を帰還信号発生回路によって2値の帰還信号に変換し、その帰還信号を1ビットのD/A変換器によって第1の周期で電圧に変換して第1の積分回路に帰還させる。したがって、nビットのD/A変換器の代わりに帰還信号発生回路および1ビットのD/A変換器を設けたので、nビットのD/A変換器の製造ばらつきの影響を受けることがない。よって、高精度のマルチビットΔΣ変調器を実現することができる。 In the multi-bit ΔΣ modulator according to the present invention, the n-bit digital signal generated by the A / D converter is converted into a binary feedback signal by the feedback signal generation circuit, and the feedback signal is converted into a 1-bit D / A. The voltage is converted into a voltage by the converter at the first period and fed back to the first integrating circuit. Therefore, since the feedback signal generation circuit and the 1-bit D / A converter are provided instead of the n-bit D / A converter, there is no influence of manufacturing variations of the n-bit D / A converter. Therefore, a highly accurate multi-bit ΔΣ modulator can be realized.
[実施の形態1]
本発明の実施の形態1によるマルチビットΔΣ変調器は、図1に示すように、入力端子TIP,TIN、スイッチトキャパシタ回路SC1,SC2、差動増幅回路A1、キャパシタCL1P,CL1N、A/D変換器1、帰還信号発生回路2、およびD/A変換器3,4を備える。
[Embodiment 1]
As shown in FIG. 1, the multibit ΔΣ modulator according to the first embodiment of the present invention includes input terminals TIP and TIN, switched capacitor circuits SC1 and SC2, a differential amplifier circuit A1, capacitors CL1P and CL1N, and A / D conversion. 1, a feedback
入力端子TIP,TINは、それぞれ差動入力信号VIP,VINを受ける。差動入力信号VIP,VINの各々は、アナログ信号である。差動入力信号VIP,VINは、スイッチトキャパシタ回路SC1に与えられる。スイッチトキャパシタ回路SC1は、スイッチS1〜S8およびキャパシタCS1P,CS1Nを含む。 Input terminals TIP and TIN receive differential input signals VIP and VIN, respectively. Each of the differential input signals VIP and VIN is an analog signal. Differential input signals VIP and VIN are applied to switched capacitor circuit SC1. Switched capacitor circuit SC1 includes switches S1 to S8 and capacitors CS1P and CS1N.
スイッチS1、キャパシタCS1P、およびスイッチS4は、入力端子TIPと差動増幅回路A1の反転入力端子(−入力端子)との間に直列接続される。スイッチS2の一方端子はスイッチS1とキャパシタCS1Pの一方電極との間のノードに接続され、スイッチS2の他方端子はリファレンス電圧AGNDを受ける。リファレンス電圧AGNDは、たとえば、電源電圧と接地電圧の間の電圧である。スイッチS3の一方端子はキャパシタCS1Pの他方電極とスイッチS4との間のノードに接続され、スイッチS3の他方端子はリファレンス電圧AGNDを受ける。 The switch S1, the capacitor CS1P, and the switch S4 are connected in series between the input terminal TIP and the inverting input terminal (−input terminal) of the differential amplifier circuit A1. One terminal of switch S2 is connected to a node between switch S1 and one electrode of capacitor CS1P, and the other terminal of switch S2 receives reference voltage AGND. Reference voltage AGND is, for example, a voltage between the power supply voltage and the ground voltage. One terminal of switch S3 is connected to a node between the other electrode of capacitor CS1P and switch S4, and the other terminal of switch S3 receives reference voltage AGND.
同様に、スイッチS5、キャパシタCS1N、およびスイッチS8は、入力端子TINと差動増幅回路A1の非反転入力端子(+入力端子)との間に直列接続される。スイッチS6の一方端子はスイッチS5とキャパシタCS1Nの一方電極との間のノードに接続され、スイッチS6の他方端子はリファレンス電圧AGNDを受ける。スイッチS7の一方端子はキャパシタCS1Nの他方電極とスイッチS8との間のノードに接続され、スイッチS7の他方端子はリファレンス電圧AGNDを受ける。 Similarly, the switch S5, the capacitor CS1N, and the switch S8 are connected in series between the input terminal TIN and the non-inverting input terminal (+ input terminal) of the differential amplifier circuit A1. One terminal of switch S6 is connected to a node between switch S5 and one electrode of capacitor CS1N, and the other terminal of switch S6 receives reference voltage AGND. One terminal of the switch S7 is connected to a node between the other electrode of the capacitor CS1N and the switch S8, and the other terminal of the switch S7 receives the reference voltage AGND.
キャパシタCL1Pは、差動増幅回路A1の反転入力端子と非反転出力端子との間に接続される。キャパシタCL1Nは、差動増幅回路A1の非反転入力端子と反転出力端子との間に接続される。 The capacitor CL1P is connected between the inverting input terminal and the non-inverting output terminal of the differential amplifier circuit A1. The capacitor CL1N is connected between the non-inverting input terminal and the inverting output terminal of the differential amplifier circuit A1.
スイッチS1〜S8のうちの奇数番のスイッチS1,S3,S5,S7と偶数番のスイッチS2,S4,S6,S8とは、第1の周期λ1で交互にオンされる。奇数番のスイッチS1,S3,S5,S7がオンされると、キャパシタCS1P,CS1Nがそれぞれ差動入力信号VIP,VINの電圧に充電され、キャパシタCS1P,CS1Nにはそれぞれ差動入力信号VIP,VINの電圧に応じた量の電荷が蓄えられる。 Of the switches S1 to S8, the odd-numbered switches S1, S3, S5, and S7 and the even-numbered switches S2, S4, S6, and S8 are alternately turned on in the first period λ1. When the odd-numbered switches S1, S3, S5, and S7 are turned on, the capacitors CS1P and CS1N are charged to the voltages of the differential input signals VIP and VIN, respectively, and the differential input signals VIP and VIN are respectively input to the capacitors CS1P and CS1N. The amount of electric charge corresponding to the voltage is stored.
次に、偶数番のスイッチS2,S4,S6,S8がオンされると、キャパシタCS1P,CS1Nに蓄えられた電荷がそれぞれキャパシタCL1P,CL1Nに転送される。差動増幅回路A1は、それぞれキャパシタCL1P,CL1Nの端子間電圧に応じたレベルの差動信号V1P,V1Nを出力する。 Next, when the even-numbered switches S2, S4, S6 and S8 are turned on, the charges stored in the capacitors CS1P and CS1N are transferred to the capacitors CL1P and CL1N, respectively. The differential amplifier circuit A1 outputs differential signals V1P and V1N having levels corresponding to the voltages across the terminals of the capacitors CL1P and CL1N, respectively.
すなわち、スイッチトキャパシタ回路SC1、差動増幅回路A1、およびキャパシタCL1P,CL1N回路は、積分回路を構成する。この積分回路は、差動入力信号VIP,VINの電圧に応じた量の電荷を第1の周期λ1でサンプリングし、サンプリングした電荷量を積分し、積分値に応じた電圧の差動信号V1P,V1Nを出力する。 That is, the switched capacitor circuit SC1, the differential amplifier circuit A1, and the capacitors CL1P and CL1N circuits constitute an integration circuit. This integrating circuit samples the amount of charge according to the voltages of the differential input signals VIP and VIN at the first period λ1, integrates the sampled amount of charge, and voltage differential signals V1P, V1P, V1N is output.
A/D変換器1は、差動信号V1P,V1Nの差の電圧を第2の周期λ2でnビット(ただし、nは2以上の整数であり、たとえば2である)のデジタル信号D1〜Dnに変換する。第2の周期λ2は、第1の周期λ1の2n倍(たとえば4倍)の周期である。帰還信号発生回路2は、A/D変換器1の出力信号D1〜Dnを2値の帰還信号FBに変換する。帰還信号FBは、第1の周期λ1で「H」レベルまたは「L」レベルに設定される。また、第2の周期λ2内において帰還信号FBが「H」レベルとなる時間はデジタル信号D1〜Dnの値を示している。なお、本願発明のA/D変換器の分解能が小さいものがA/D変換器1として用いられる。
The A /
図2は、帰還信号発生回路2の構成を示すブロック図である。図2において、帰還信号発生回路2は、アップカウンタ10および比較器11を含む。アップカウンタ10は、第1の周期λ1のクロック信号CLKのパルス数をカウントし、そのカウント値を示すnビットのカウント信号C1〜Cnを出力する。比較器11は、A/D変換器1からのデジタル信号D1〜Dnの値とアップカウンタ10からのカウント信号C1〜Cnの値との大小を比較し、比較結果を示す信号を帰還信号FBとして出力する。
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of the feedback
デジタル信号D1〜Dnの値がカウント信号C1〜Cnの値よりも大きい場合は帰還信号FBは「H」レベルにされ、デジタル信号D1〜Dnの値がカウント信号C1〜Cnの値以下である場合は帰還信号FBは「L」レベルにされる。 When the values of the digital signals D1 to Dn are larger than the values of the count signals C1 to Cn, the feedback signal FB is set to the “H” level, and the values of the digital signals D1 to Dn are less than or equal to the values of the count signals C1 to Cn The feedback signal FB is set to the “L” level.
たとえば、デジタル信号D1,D2の値が0である場合、カウント信号C1,C2の値は第1の周期λ1で順次0,1,2,3と変化し、帰還信号FBは第2の周期λ2の全期間で「L」レベルにされる。また、デジタル信号D1,D2の値が1である場合、帰還信号FBは第2の周期λ2のうちの最初の1/4期間だけ「H」レベルにされ、後の3/4期間は「H」レベルにされる。 For example, when the values of the digital signals D1 and D2 are 0, the values of the count signals C1 and C2 sequentially change to 0, 1, 2, and 3 in the first period λ1, and the feedback signal FB has the second period λ2. It is set to “L” level during the whole period. When the values of the digital signals D1 and D2 are 1, the feedback signal FB is set to “H” level only for the first quarter period of the second period λ2, and “H” is set for the subsequent 3/4 period. To the level.
また、デジタル信号D1,D2の値が2である場合、帰還信号FBは第2の周期λ2のうちの最初の1/2期間だけ「H」レベルにされ、後の1/2期間は「L」レベルにされる。また、デジタル信号D1,D2の値が3である場合、帰還信号FBは第2の周期λ2のうちの最初の3/4期間だけ「H」レベルにされ、後の1/4期間は「L」レベルにされる。 When the values of the digital signals D1 and D2 are 2, the feedback signal FB is set to “H” level only for the first ½ period of the second period λ2, and “L” for the subsequent ½ period. To the level. When the values of the digital signals D1 and D2 are 3, the feedback signal FB is set to the “H” level only for the first 3/4 period of the second period λ2, and “L” for the subsequent 1/4 period. To the level.
D/A変換器3は、帰還信号FBの論理レベルを第1の周期λ1でアナログ電圧V3に変換する。帰還信号FBが「H」レベルである場合はアナログ電圧V3は所定の正電圧VPとなり、帰還信号FBが「L」レベルである場合はアナログ電圧V3はリファレンス電圧AGNDとなる。
The D /
D/A変換器4は、帰還信号FBの反転信号の論理レベルを第1の周期λ1でアナログ電圧V4に変換する。帰還信号FBが「H」レベルである場合はアナログ電圧V4は所定の負電圧VNとなり、帰還信号FBが「L」レベルである場合はアナログ電圧V3はリファレンス電圧AGNDとなる。
The D /
スイッチトキャパシタ回路SC2は、スイッチS9〜S12およびキャパシタCS2P,CS2Nを含む。キャパシタCS2Pの一方電極は、スイッチS9を介してリファレンス電圧AGNDのラインに接続されるとともに、スイッチS10を介してD/Aコンバータ3の出力電圧V3を受ける。キャパシタCS2Pの他方電極は、キャパシタCS1PとスイッチS4の間のノードに接続される。
Switched capacitor circuit SC2 includes switches S9 to S12 and capacitors CS2P and CS2N. One electrode of the capacitor CS2P is connected to the reference voltage AGND line via the switch S9 and receives the output voltage V3 of the D /
キャパシタCS2Nの一方電極は、スイッチS11を介してリファレンス電圧AGNDのラインに接続されるとともに、スイッチS12を介してD/Aコンバータ4の出力電圧V4を受ける。キャパシタCS2Nの他方電極は、キャパシタCS1NとスイッチS8の間のノードに接続される。
One electrode of the capacitor CS2N is connected to the reference voltage AGND line via the switch S11 and receives the output voltage V4 of the D /
スイッチS9〜S12のうちの奇数番のスイッチS9,S11と偶数番のスイッチS10,S12とは、第1の周期λ1で交互にオンされる。奇数番のスイッチS9,S11がスイッチS1,S3,S5,S7とともにオンされると、キャパシタCS2P,CS2Nの各々の端子間電圧が0Vにリセットされる。 Of the switches S9 to S12, the odd-numbered switches S9 and S11 and the even-numbered switches S10 and S12 are alternately turned on in the first period λ1. When the odd numbered switches S9 and S11 are turned on together with the switches S1, S3, S5 and S7, the voltage between the terminals of the capacitors CS2P and CS2N is reset to 0V.
次に、偶数番のスイッチS10,S12がスイッチS2,S4,S6,S8とともにオンされると、キャパシタCS1P,CS1Nに蓄えられた電荷がそれぞれキャパシタCS2P,CS2Nに転送される。 Next, when the even-numbered switches S10 and S12 are turned on together with the switches S2, S4, S6 and S8, the charges stored in the capacitors CS1P and CS1N are transferred to the capacitors CS2P and CS2N, respectively.
すなわち、スイッチトキャパシタ回路SC2は、減算回路を構成する。この減算回路は、D/A変換器3,4で生成された電圧V3,V4に応じた量の電荷を上記積分回路の積分値から第1の周期λ1で減算する。
That is, the switched capacitor circuit SC2 constitutes a subtraction circuit. This subtraction circuit subtracts an amount of charge corresponding to the voltages V3 and V4 generated by the D /
次に、図1および図2に示したマルチビットΔΣ変調器の動作について簡単に説明する。奇数番のスイッチS1,S3,S5,S7,S9,S11と偶数番のスイッチS2,S4,S6,S8,S10,S12とが、所定の第1の周期λ1で交互にオンされる。スイッチトキャパシタ回路SC1、差動増幅回路A1、およびキャパシタCL1P,CL1Nで構成される積分回路では、差動入力信号VIP,VINの電圧に応じた量の電荷が第1の周期λ1でサンプリングされ、サンプリングされた電荷量が積分され、積分値に応じた電圧の差動信号V1P,V1Nが出力される。 Next, the operation of the multi-bit ΔΣ modulator shown in FIGS. 1 and 2 will be briefly described. The odd numbered switches S1, S3, S5, S7, S9, S11 and the even numbered switches S2, S4, S6, S8, S10, S12 are alternately turned on at a predetermined first period λ1. In the integrating circuit composed of the switched capacitor circuit SC1, the differential amplifier circuit A1, and the capacitors CL1P and CL1N, an amount of charge corresponding to the voltages of the differential input signals VIP and VIN is sampled at the first period λ1 and sampled. The obtained charge amount is integrated, and differential signals V1P and V1N having voltages corresponding to the integrated value are output.
差動信号V1P,V1Nの電圧は、A/D変換器1により、第2の周期λ2(=2nλ1)でnビットのデジタル信号D1〜Dnに変換される。換言すると、A/D変換器1は、デジタル信号D1〜Dnの列を出力する。
The voltages of the differential signals V1P and V1N are converted by the A /
また、デジタル信号D1〜Dnは、帰還信号発生回路2により、第1の周期λ2の帰還信号FBに変換される。帰還信号FBは、デジタル信号D1〜Dnの値に応じたパルス幅を持つ2値信号である。帰還信号FBは、1ビットのD/Aコンバータ3,4によってアナログ電圧V3,V4に変換される。スイッチトキャパシタ回路SC2は、電圧V3,V4に応じた量の電荷を上記積分回路の積分値から第1の周期λ1で減算する。このようにして、差動入力信号VIP,VINの電圧は、デジタル信号D1〜Dnの列に変換される。
Further, the digital signals D1 to Dn are converted by the feedback
次に、本実施の形態1の効果について説明する。従来のマルチビットΔΣ変調器では、入力電圧に対して積分器で積分動作が実行され、積分器の出力電圧が後段のマルチビットA/D変換器で量子化される。A/D変換器の出力信号はマルチビットD/A変換器でアナログ電圧に変換されて、積分器にて減算される。A/D変換器にも製造ばらつきによる誤差が生じるが、この誤差はΔΣ変調器におけるノイズシェイピングの対象となり、周波数域の高域へ移動し、結果として後段のデジタルフィルタで除去される。しかし、マルチビットD/A変換器の製造ばらつきの影響はノイズシェイピングの対象とならないため、結果としてS/N比が大幅に落ちてしまう。
Next, the effect of this
これに対して本実施の形態1では、A/D変換器1で生成されたデジタル信号D1〜Dnを帰還信号発生回路2で2値の帰還信号FBに変換する。帰還信号FBのパルス幅は、デジタル信号D1〜Dnの値に応じて変化する。スイッチトキャパシタ回路SC2に、帰還信号FBの値を積分回路の積分値から減算させる。この動作は、マルチビットD/A変換器でアナログ電圧に変換したデータ信号D1〜Dnの値を積分結果から差し引くのと同じ動作となる。
On the other hand, in the first embodiment, the digital signals D1 to Dn generated by the A /
また、量子化器である内蔵A/D変換器1の分解能に相当するマルチビットD/A変換器がなく、帰還信号発生回路2と分解能が1ビットの内蔵D/A変換器3,4を設けたので、製造ばらつきの影響を受けない。その結果、マルチビットΔΣ変調器であることに関わらず、製造ばらつきの影響による分解能の低下が生じないといった従来にない顕著な効果を奏する。
Further, there is no multi-bit D / A converter corresponding to the resolution of the built-in A /
[実施の形態2]
図3は、この発明の実施の形態2によるマルチビットΔΣ変調器の要部を示すブロック図であって、図2と対比される図である。図3を参照して、このマルチビットΔΣ変調器が実施の形態1のマルチビットΔΣ変調器と異なる点は、帰還信号発生回路2が帰還信号発生回路15で置換されている点である。帰還信号発生回路15は、アップカウンタ10、ダウンカウンタ16、マルチプレクサ17、および比較器11を含む。
[Embodiment 2]
FIG. 3 is a block diagram showing the main part of the multi-bit ΔΣ modulator according to the second embodiment of the present invention, which is compared with FIG. Referring to FIG. 3, this multi-bit ΔΣ modulator is different from the multi-bit ΔΣ modulator of the first embodiment in that feedback
アップカウンタ10は、図2で説明した通り、第1の周期λ1のクロック信号CLKのパルス数をカウントし、そのカウント値を示すnビットのカウント信号C1〜Cnを出力する。たとえば、n=2である場合、カウント信号C1,C2の値は、0,1,2,3,0,1,2,3,0,…とクロック信号CLKに同期して増加し、3(最大値)の次は0(最小値あるいは初期値)にリセットされる。 As described with reference to FIG. 2, the up counter 10 counts the number of pulses of the clock signal CLK having the first period λ1, and outputs n-bit count signals C1 to Cn indicating the count value. For example, when n = 2, the values of the count signals C1, C2 increase in synchronization with the clock signal CLK as 0, 1, 2, 3, 0, 1, 2, 3, 0,. Next to the maximum value is reset to 0 (minimum value or initial value).
ダウンカウンタ16は、第1の周期λ1のクロック信号CLKのパルス数をカウントし、そのカウント値を示すnビットのカウント信号C1〜Cnを出力する。たとえば、n=2である場合、カウント信号C1,C2の値は、3,2,1,0,3,2,1,0,…とクロック信号CLKに同期して減少し、0(最小値)の次は3(最大値あるいは初期値)にリセットされる。 The down counter 16 counts the number of pulses of the clock signal CLK having the first period λ1, and outputs n-bit count signals C1 to Cn indicating the count value. For example, when n = 2, the values of the count signals C1, C2 decrease in synchronism with the clock signal CLK as 3, 2, 1, 0, 3, 2, 1, 0,. ) Is reset to 3 (maximum value or initial value).
アップカウンタ10およびダウンカウンタ16の出力信号C1〜Cnは、マルチプレクサ17に与えられる。マルチプレクサ17は、切換信号φSが「H」レベルである場合はアップカウンタ10の出力信号C1〜Cnを選択して通過させ、切換信号φSが「L」レベルである場合はダウンカウンタ16の出力信号C1〜Cnを選択して通過させる。切換信号φSは、たとえば、第2の周期λ2の偶数倍の周期で交互に「H」レベルおよび「L」レベルにされる。
Output signals
比較器11は、A/D変換器1からのデジタル信号D1〜Dnの値とマルチプレクサ17を通過したカウント信号C1〜Cnの値との大小を比較し、比較結果を示す信号を帰還信号FBとして出力する。
The
デジタル信号D1〜Dnの値がカウント信号C1〜Cnの値よりも大きい場合は帰還信号FBは「H」レベルにされ、デジタル信号D1〜Dnの値がカウント信号C1〜Cnの値以下である場合は帰還信号FBは「L」レベルにされる。 When the values of the digital signals D1 to Dn are larger than the values of the count signals C1 to Cn, the feedback signal FB is set to the “H” level, and the values of the digital signals D1 to Dn are less than or equal to the values of the count signals C1 to Cn The feedback signal FB is set to the “L” level.
アップカウンタ10が選択された場合は、図2で説明した通りである。ここでは、ダウンカウンタ16が選択された場合について説明する。たとえば、デジタル信号D1,D2の値が0である場合、カウント信号C1,C2の値は第1の周期λ1で順次3,2,1,0と変化し、帰還信号FBは第2の周期λ2の全期間で「L」レベルにされる。また、デジタル信号D1,D2の値が1である場合、帰還信号FBは第2の周期λ2のうちの最初の3/4期間は「L」レベルにされ、後の1/4期間だけ「H」レベルにされる。
When the
また、デジタル信号D1,D2の値が2である場合、帰還信号FBは第2の周期λ2のうちの最初の1/2期間は「L」レベルにされ、後の1/2期間は「H」レベルにされる。また、デジタル信号D1,D2の値が3である場合、帰還信号FBは第2の周期λ2のうちの最初の1/4期間だけ「L」レベルにされ、後の3/4期間は「H」レベルにされる。 When the values of the digital signals D1 and D2 are 2, the feedback signal FB is set to the “L” level during the first ½ period of the second period λ2, and “H” during the subsequent ½ period. To the level. When the values of the digital signals D1 and D2 are 3, the feedback signal FB is set to the “L” level only for the first quarter period of the second period λ2, and the subsequent 3/4 period is “H”. To the level.
他の構成および動作は、実施の形態1と同じであるので、その説明は繰り返さない。この実施の形態2でも、実施の形態1と同じ効果が得られる。 Since other configurations and operations are the same as those in the first embodiment, description thereof will not be repeated. Also in this second embodiment, the same effect as in the first embodiment can be obtained.
[実施の形態3]
図4は、この発明の実施の形態3によるマルチビットΔΣ変調器の要部を示すブロック図であって、図2と対比される図である。図4を参照して、このマルチビットΔΣ変調器が実施の形態1のマルチビットΔΣ変調器と異なる点は、帰還信号発生回路2が帰還信号発生回路20で置換されている点である。帰還信号発生回路20は、DFF21,22および加算器23を含む。
[Embodiment 3]
FIG. 4 is a block diagram showing the main part of the multi-bit ΔΣ modulator according to the third embodiment of the present invention, which is compared with FIG. Referring to FIG. 4, this multibit ΔΣ modulator is different from the multibit ΔΣ modulator of the first embodiment in that feedback
DFF21は、第1の周期λ1でA/D変換器1で生成されたnビットのデジタル信号D1〜Dnを取り込み、取り込んだデジタル信号D1〜Dnを保持および出力する。DFF22は、第1の周期λ1で加算器23から出力されたnビットのデジタル信号を取り込み、取り込んだデジタル信号を保持および出力する。
The
加算器23は、DFF21から出力されたnビットのデジタル信号D1〜DnとDFF22から出力されたnビットのデジタル信号とを加算し、加算結果として、nビットのデジタル信号をDFF22に出力するとともに、1ビットのキャリーアウト信号を帰還信号FBとして出力する。第2の周期λ2において帰還信号FBが「H」レベルになる時間の長さは、デジタル信号D1〜Dnの値を示し、デジタル信号D1〜Dnの値が小さいほど短くなり、デジタル信号D1〜Dnの値が大きいほど長くなる。したがって、この帰還信号発生回路20は、結果として、1次のデジタルΔΣ変調器と同じ動作をする。
The
他の構成および動作は、実施の形態1と同じであるので、その説明は繰り返さない。この実施の形態3でも、実施の形態1,2と同じ効果が得られる。また、この実施の形態3では、実施の形態1,2よりも回路規模を縮小することができ、高精度の帰還信号FBを生成することができる。 Since other configurations and operations are the same as those in the first embodiment, description thereof will not be repeated. In the third embodiment, the same effect as in the first and second embodiments can be obtained. In the third embodiment, the circuit scale can be reduced as compared with the first and second embodiments, and a highly accurate feedback signal FB can be generated.
[実施の形態4]
図5は、この発明の実施の形態4によるマルチビットΔΣ変調器の構成を示す回路ブロック図であって、図1と対比される図である。図5を参照して、このマルチビットΔΣ変調器が実施の形態1のマルチビットΔΣ変調器と異なる点は、差動増幅回路A1とA/D変換器1との間にもう1段の積分回路が介挿されている点である。この積分回路は、スイッチトキャパシタ回路SC3、差動増幅回路A2、およびキャパシタCL2P,CL2Nを含む。スイッチトキャパシタ回路SC3は、スイッチS21〜S28およびキャパシタCS3P,CS3Nを含む。
[Embodiment 4]
FIG. 5 is a circuit block diagram showing the configuration of the multi-bit ΔΣ modulator according to the fourth embodiment of the present invention, which is compared with FIG. Referring to FIG. 5, this multibit ΔΣ modulator is different from the multibit ΔΣ modulator of the first embodiment in that another stage of integration is provided between differential
スイッチS21、キャパシタCS3P、およびスイッチS24は、差動増幅回路A1の非反転出力端子と差動増幅回路A2の反転入力端子(−入力端子)との間に直列接続される。スイッチS22の一方端子はスイッチS21とキャパシタCS3Pの一方電極との間のノードに接続され、スイッチS22の他方端子はリファレンス電圧AGNDを受ける。スイッチS23の一方端子はキャパシタCS3Pの他方電極とスイッチS24との間のノードに接続され、スイッチS23の他方端子はリファレンス電圧AGNDを受ける。 The switch S21, the capacitor CS3P, and the switch S24 are connected in series between the non-inverting output terminal of the differential amplifier circuit A1 and the inverting input terminal (−input terminal) of the differential amplifier circuit A2. One terminal of switch S22 is connected to a node between switch S21 and one electrode of capacitor CS3P, and the other terminal of switch S22 receives reference voltage AGND. One terminal of switch S23 is connected to a node between the other electrode of capacitor CS3P and switch S24, and the other terminal of switch S23 receives reference voltage AGND.
同様に、スイッチS25、キャパシタCS3N、およびスイッチS28は、差動増幅回路A1の反転出力端子と差動増幅回路A2の非反転入力端子(+入力端子)との間に直列接続される。スイッチS26の一方端子はスイッチS25とキャパシタCS3Nの一方電極との間のノードに接続され、スイッチS26の他方端子はリファレンス電圧AGNDを受ける。スイッチS27の一方端子はキャパシタCS3Nの他方電極とスイッチS28との間のノードに接続され、スイッチS27の他方端子はリファレンス電圧AGNDを受ける。 Similarly, the switch S25, the capacitor CS3N, and the switch S28 are connected in series between the inverting output terminal of the differential amplifier circuit A1 and the non-inverting input terminal (+ input terminal) of the differential amplifier circuit A2. One terminal of switch S26 is connected to a node between switch S25 and one electrode of capacitor CS3N, and the other terminal of switch S26 receives reference voltage AGND. One terminal of switch S27 is connected to a node between the other electrode of capacitor CS3N and switch S28, and the other terminal of switch S27 receives reference voltage AGND.
キャパシタCL2Pは、差動増幅回路A2の反転入力端子と非反転出力端子との間に接続される。キャパシタCL2Nは、差動増幅回路A2の非反転入力端子と反転出力端子との間に接続される。 The capacitor CL2P is connected between the inverting input terminal and the non-inverting output terminal of the differential amplifier circuit A2. The capacitor CL2N is connected between the non-inverting input terminal and the inverting output terminal of the differential amplifier circuit A2.
スイッチS21〜S28のうちの奇数番のスイッチS21,S23,S25,S27と偶数番のスイッチS22,S24,S26,S28とは、第1の周期λ1で交互にオンされる。スイッチS21,S23,S25,S27は、スイッチS1,S3,S5,S7,S9,S11とともにオン/オフされる。スイッチS22,S24,S26,S28は、スイッチS2,S4,S6,S8,S10,S12とともにオン/オフされる。 Of the switches S21 to S28, the odd-numbered switches S21, S23, S25, and S27 and the even-numbered switches S22, S24, S26, and S28 are alternately turned on in the first period λ1. The switches S21, S23, S25, S27 are turned on / off together with the switches S1, S3, S5, S7, S9, S11. The switches S22, S24, S26, S28 are turned on / off together with the switches S2, S4, S6, S8, S10, S12.
奇数番のスイッチS21,S23,S25,S27がオンされると、キャパシタCS3P,CS3Nがそれぞれ差動増幅回路A1の差動出力信号V1P,V1Nの電圧に充電され、キャパシタCS3P,CS3Nにはそれぞれ差動信号V1P,V1Nの電圧に応じた量の電荷が蓄えられる。 When the odd numbered switches S21, S23, S25, and S27 are turned on, the capacitors CS3P and CS3N are charged to the voltages of the differential output signals V1P and V1N of the differential amplifier circuit A1, respectively, and the capacitors CS3P and CS3N are different from each other. An amount of electric charge corresponding to the voltages of the motion signals V1P and V1N is stored.
次に、偶数番のスイッチS22,S24,S26,S28がオンされると、キャパシタCS3P,CS3Nに蓄えられた電荷がそれぞれキャパシタCL2P,CL2Nに転送される。差動増幅回路A2は、それぞれキャパシタCL2P,CL2Nの端子間電圧に応じたレベルの差動信号V2P,V2Nを出力する。 Next, when the even-numbered switches S22, S24, S26, and S28 are turned on, the charges stored in the capacitors CS3P and CS3N are transferred to the capacitors CL2P and CL2N, respectively. The differential amplifier circuit A2 outputs differential signals V2P and V2N having levels corresponding to the voltages across the terminals of the capacitors CL2P and CL2N, respectively.
すなわち、スイッチトキャパシタ回路SC3、差動増幅回路A2、およびキャパシタCL2P,CL2Nは、積分回路を構成する。この積分回路は、差動入力信号V1P,V1Nの電圧に応じた量の電荷を第1の周期λ1でサンプリングし、サンプリングした電荷量を積分し、積分値に応じた電圧の差動信号V2P,V2Nを出力する。 That is, switched capacitor circuit SC3, differential amplifier circuit A2, and capacitors CL2P and CL2N constitute an integrating circuit. This integrating circuit samples the amount of charge corresponding to the voltages of the differential input signals V1P and V1N at the first period λ1, integrates the sampled amount of charge, and voltage differential signals V2P, V2P, V2N is output.
A/D変換器1は、差動信号V2P,V2Nの差の電圧を第2の周期λ2でnビットのデジタル信号D1〜Dnに変換する。他の構成および動作は、実施の形態1と同じであるので、その説明は繰り返さない。
The A /
この実施の形態4では、2段の積分回路を設けたので、2次のマルチビットΔΣ変調器となり、ノイズシェイピング能力が向上し、分解能の向上を図ることができる。 In the fourth embodiment, since a two-stage integration circuit is provided, a second-order multi-bit ΔΣ modulator is obtained, so that noise shaping capability is improved and resolution can be improved.
なお、この実施の形態4では、2段の積分回路を設けたが、3段以上の積分回路を設けてもよい。 In the fourth embodiment, two stages of integration circuits are provided, but three or more stages of integration circuits may be provided.
[実施の形態5]
図6は、本発明の実施の形態5によるマルチビットΔΣA/D変換器の構成を示すブロック図である。図6において、このマルチビットΔΣA/D変換器は、マルチビットΔΣ変調器25およびデジタルフィルタ26を備える。
[Embodiment 5]
FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of a multi-bit ΔΣ A / D converter according to the fifth embodiment of the present invention. In FIG. 6, the multi-bit ΔΣ A / D converter includes a
マルチビットΔΣ変調器25は、実施の形態1〜4のうちのいずれかの実施の形態(たとえば4)で示したものであり、差動入力信号VIP,VINをデジタル信号D1〜Dnの列に変換する。デジタルフィルタ26は、デジタル信号D1〜Dnの列の高域ノイズを除去し、さらに所望の分解能のデジタルコードに変換して出力する。
The
図6は、デジタルフィルタ26の構成を例示するブロック図である。図6において、デジタルフィルタ26は、マルチビットΔΣ変調器25内の積分回路の個数に1を加えた数の次数のSincフィルタを含む。図6では、3次のSincフィルタが示されている。このSincフィルタは、カスコード接続された3段の累積積分器31〜33、デシメータ34、および3段の差分器35〜36を含む。累積積分器31〜33、デシメータ34、および差分器35〜36の各々は、第2の周期λ2のクロック信号MCLKに同期して動作する。デジタル信号D1〜Dnの列は、初段の累積積分器31に与えられる。
FIG. 6 is a block diagram illustrating the configuration of the
累積積分器31〜33の各々は、加算器とDFFアレイを含み、入力されるデジタル信号D1〜Dnを累積加算して次段に出力する。デシメータ34は、累積積分器33からのデジタル信号を1/Mに間引く。Mは、たとえば16である。差分器35〜37の各々は、DFFアレイと減算器を含み、今回のデジタル信号から前回のデジタル信号を差し引いて次段に出力する。これにより、デジタル信号D1〜Dnの列から高域ノイズを除去し、さらに所望の分解能のデジタルコードに変換して出力することができる。
Each of the
他の構成および動作は、実施の形態1と同じであるので、その説明は繰り返さない。この実施の形態5でも、実施の形態1〜4と同じ効果が得られる。 Since other configurations and operations are the same as those in the first embodiment, description thereof will not be repeated. In the fifth embodiment, the same effect as in the first to fourth embodiments can be obtained.
なお、本実施の形態5では、デジタルフィルタ26がSincフィルタで構成された場合について説明したが、これに限るものではなく、デジタルフィルタ26は、FIR(Finit-duration Impulse Response)フィルタでもよいし、IIR(Infinite -duration Impulse Response)フィルタでもよい。
In the fifth embodiment, the case where the
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
1 A/D変換器、2,15,20 帰還信号発生回路、3,4 D/A変換器、10 アップカウンタ、11 比較器、16 ダウンカウンタ、17 マルチプレクサ、21,22 DFF、23 加算器、25 マルチビットΔΣ変調器、26 デジタルフィルタ、31〜33 累積積分器、34 デシメータ、35〜36 差分器、A1,A2 差動増幅回路、CL1P,CL1N,CL2P,CL2N,CS1P,CS1N,CS2P,CS2N,CS3P,CS3N キャパシタ、S1〜S12,S21〜S28 スイッチ、SC1〜SC3 スイッチトキャパシタ回路、TIP,TIN 入力端子。 1 A / D converter, 2, 15, 20 Feedback signal generation circuit, 3, 4 D / A converter, 10 up counter, 11 comparator, 16 down counter, 17 multiplexer, 21, 22 DFF, 23 adder, 25 Multi-bit ΔΣ modulator, 26 Digital filter, 31-33 Cumulative integrator, 34 Decimator, 35-36 Differential, A1, A2 Differential amplifier, CL1P, CL1N, CL2P, CL2N, CS1P, CS1N, CS2P, CS2N , CS3P, CS3N capacitors, S1-S12, S21-S28 switches, SC1-SC3 switched capacitor circuits, TIP, TIN input terminals.
Claims (6)
前記アナログ入力信号の電圧に応じた量の電荷を第1の周期でサンプリングし、サンプリングした電荷量を積分し、積分値に応じた電圧の信号を出力する第1の積分回路と、
前記第1の周期の2n倍の第2の周期で前記第1の積分回路の出力信号の電圧をnビットのデジタル信号に変換して出力するA/D変換器と、
前記A/D変換器で生成されたデジタル信号を2値の帰還信号に変換する帰還信号生成回路とを備え、
前記帰還信号は前記第1の周期で第1または第2の論理レベルに設定され、
前記第2の周期内において前記帰還信号が前記第1の論理レベルとなる時間は前記デジタル信号の値を示しており、
さらに、前記第1の周期で前記帰還信号の論理レベルを電圧に変換する1ビットのD/A変換器と、
前記D/A変換器で生成された電圧に応じた量の電荷を前記第1の積分回路の積分値から前記第1の周期で減算する減算回路とを備える、マルチビットΔΣ変調器。 A multi-bit ΔΣ modulator that converts an analog input signal into a digital signal sequence of n bits (where n is an integer of 2 or more),
A first integration circuit that samples an amount of charge according to the voltage of the analog input signal in a first period, integrates the sampled charge amount, and outputs a signal of a voltage according to an integration value;
An A / D converter that converts the voltage of the output signal of the first integration circuit into an n-bit digital signal and outputs it in a second period that is 2 n times the first period;
A feedback signal generation circuit that converts the digital signal generated by the A / D converter into a binary feedback signal;
The feedback signal is set to a first or second logic level in the first period;
The time during which the feedback signal becomes the first logic level in the second period indicates the value of the digital signal,
A 1-bit D / A converter for converting the logic level of the feedback signal into a voltage in the first period;
A multi-bit ΔΣ modulator comprising: a subtracting circuit that subtracts an amount of electric charge corresponding to the voltage generated by the D / A converter from an integrated value of the first integrating circuit in the first period.
前記第1の周期のクロック信号のパルス数をカウントし、そのカウント値を示すnビットのカウント信号を出力し、前記第2の周期でリセットされるカウンタと、
前記デジタル信号の値と前記カウント信号の値との大小を比較し、比較結果を示す信号を前記帰還信号として出力する比較器とを含む、請求項1に記載のマルチビットΔΣ変調器。 The feedback signal generation circuit includes:
A counter that counts the number of pulses of the clock signal in the first period, outputs an n-bit count signal indicating the count value, and is reset in the second period;
The multi-bit ΔΣ modulator according to claim 1, further comprising a comparator that compares the value of the digital signal with the value of the count signal and outputs a signal indicating a comparison result as the feedback signal.
前記第1の周期のクロック信号のパルス数をカウントし、そのカウント値を示すnビットのアップカウント信号を出力し、前記第2の周期でリセットされるアップカウンタと、
前記第1の周期のクロック信号のパルス数をカウントし、そのカウント値を示すnビットのダウンカウント信号を出力し、前記第2の周期でリセットされるダウンカウンタと、
前記アップカウント信号および前記ダウンカウント信号のうちのいずれか一方のカウント信号を選択するマルチプレクサと、
前記デジタル信号の値と前記マルチプレクサによって選択された前記アップカウント信号または前記ダウンカウント信号の値との大小を比較し、比較結果を示す信号を前記帰還信号として出力する比較器とを含む、請求項1に記載のマルチビットΔΣ変調器。 The feedback signal generation circuit includes:
An up-counter that counts the number of pulses of the clock signal in the first period, outputs an n-bit up-count signal indicating the count value, and is reset in the second period;
A down counter that counts the number of pulses of the clock signal in the first period, outputs an n-bit down count signal indicating the count value, and is reset in the second period;
A multiplexer that selects one of the up-count signal and the down-count signal;
A comparator that compares the value of the digital signal with the value of the up-count signal or the down-count signal selected by the multiplexer and outputs a signal indicating a comparison result as the feedback signal. The multi-bit ΔΣ modulator according to 1.
前記第1の信号保持回路は、前記A/D変換器で生成されたnビットのデジタル信号を前記第1の周期で取り込み、取り込んだデジタル信号を保持および出力し、
前記第2の信号保持回路は、前記加算器から出力されるnビットのデジタル信号を前記第1の周期で取り込み、取り込んだデジタル信号を保持および出力し、
前記加算器は、前記第1および第2の信号保持回路から出力されるnビットのデジタル信号を加算して前記第2の信号保持回路に出力するとともに、キャリーアウト信号を前記帰還信号として出力する、請求項1に記載のマルチビットΔΣ変調器。 The feedback signal generation circuit includes first and second signal holding circuits and an adder,
The first signal holding circuit captures the n-bit digital signal generated by the A / D converter in the first period, holds and outputs the captured digital signal,
The second signal holding circuit captures the n-bit digital signal output from the adder in the first period, holds and outputs the captured digital signal,
The adder adds n-bit digital signals output from the first and second signal holding circuits and outputs the sum to the second signal holding circuit, and outputs a carry-out signal as the feedback signal. The multi-bit ΔΣ modulator according to claim 1.
前記A/D変換器は、前記第2の周期で前記第2の積分回路の出力信号の電圧をnビットのデジタル信号に変換して出力する、請求項1から請求項4までのいずれか1項に記載のマルチビットΔΣ変調器。 Furthermore, the charge is inserted between the first integration circuit and the A / D converter, and an amount of charge corresponding to the voltage of the output signal of the first integration circuit is sampled in the first period, A second integration circuit that integrates the sampled charge amount and outputs a voltage signal corresponding to the integration value;
5. The A / D converter according to claim 1, wherein the A / D converter converts a voltage of an output signal of the second integration circuit into an n-bit digital signal in the second period and outputs the n-bit digital signal. The multi-bit ΔΣ modulator according to item.
前記マルチビットΔΣ変調器から出力されるデジタル信号列のノイズを除去してデジタルコードに変換するデジタルフィルタとを備える、マルチビットA/D変換器。 A multi-bit ΔΣ modulator according to any one of claims 1 to 5,
A multi-bit A / D converter comprising a digital filter that removes noise from the digital signal sequence output from the multi-bit ΔΣ modulator and converts the digital signal into a digital code.
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