JP2016531532A - パイプライン型逐次近似アナログ/デジタル変換器 - Google Patents
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Abstract
Description
以下に本願発明の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
[C1]
多段式アナログ/デジタルデータ変換を提供するシステムであって、
第1の基準信号を使用してアナログ入力信号を第1の数の最上位ビットへと処理することと、第1段の残差信号を出力することとを行うように構成された第1段ユニットと、
前記第1段の残差信号を受け、第2の基準信号を使用して第2の数の残りの最下位ビットへと処理するように構成された第2段ユニットと、
前記第1段ユニットから受けた前記第1段の残差信号を、受動素子を用いて前記第2段ユニット上にサンプリングするように構成されたサンプリングユニットと、
前記第1の数の最上位ビットと前記第2の数の残りの最下位ビットとの組み合わせであるデジタル値を出力するように構成された出力ユニットと
を備えるシステム。
[C2]
前記第2段ユニットのための前記第2の基準信号を生成するために前記第1の基準信号を割るように構成された信号分割器ユニット
を更に備え、
ここにおいて、前記第2の基準信号は、前記第1の数の最上位ビットの関数である因数によって前記第1の基準信号より小さくなるように調整される、C1に記載のシステム。
[C3]
前記信号分割器ユニットは、前記第2の基準信号を生成するために、2の累乗から前記最上位ビットの第1の数までによって割る、C2に記載のシステム。
[C4]
前記信号分割器ユニットは、前記第2の基準信号を生成するために、前記第1の基準信号を、2の累乗から前記最上位ビットの前記第1の数引く段間の冗長ビットの数までによって割る、C2に記載のシステム。
[C5]
前記信号分割器ユニットを較正し、前記第2の基準信号を調整することによって前記システムの変換精度全体を増加させるために、前記信号分割器ユニットに結合された較正ユニット
を更に備え、
ここにおいて、前記第2の基準信号への前記調整の量は、後続の段への前記第1段の残差信号の伝達中の利得不確実性及び不正確性による前記第1段の残差信号の変動に比例する、
C2に記載のシステム。
[C6]
前記サンプリングユニットは、サンプル及び保持スイッチである、C1に記載のシステム。
[C7]
前記第1段ユニットは、
前記アナログ入力信号に対応する前記第1の数の最上位ビットを記憶する第1のレジスタと、
前記第1の数の最上位ビットを、前記アナログ入力信号の第1段の近似値へと変換し、前記第1段の残差信号を生成する第1のデジタル/アナログ変換器(DAC)と、
前記アナログ入力信号を、前記アナログ入力信号の前記第1段の近似値と比較し、第1のデジタル出力を出力する第1の比較器と
を備え、
ここにおいて、前記第1のデジタル出力は、前記第1の数の最上位ビットを調整するために前記第1のレジスタにフィードバックされる、C1に記載のシステム。
[C8]
前記第2段ユニットは、
前記第1段の残差信号に対応する前記第2の数の残りの最下位ビットを記憶する第2のレジスタと、
前記第2の数の残りの最下位ビットを、前記第1段の残差信号の第2段の近似値へと変換する第2のデジタル/アナログ変換器(DAC)と、
前記第1段の残差信号を前記第1段の残差信号の近似値と比較し、前記第2の数の残りの最下位ビットを調整するために前記第2のレジスタにフィードバックされる第2のデジタル出力を出力する第2の比較器と
を備える、C1に記載のシステム。
[C9]
多段式アナログ/デジタル変換を提供する方法であって、
第1段において、第1の基準信号を使用してアナログ入力信号を第1の数の最上位ビットへと処理することと、
前記第1段において、第1の残差信号を出力することと、
第2段において、第1段の残差信号を受け、第2の基準信号を使用して第2の数の残りの最下位ビットへと処理することと、
ここにおいて、前記第1段から受けた前記第1段の残差信号は、何れの能動素子も使用せずに前記第2段の上にサンプリングされる、
前記第1の数の最上位ビットと、前記第2の数の最下位ビットとの組み合わせであるデジタル値を出力することと
を備える方法。
[C10]
前記第2段のための前記第2の基準信号を生成するために、2の累乗から前記最上位ビットの第1の数までによって割ること
を更に備える、C9に記載の方法。
[C11]
第1段において、アナログ入力信号を第1の数の最上位ビットへと処理することは、
第1のレジスタを使用して、前記アナログ入力信号に対応する前記第1の数の最上位ビットを記憶することと、
第1のデジタル/アナログ変換器(DAC)を使用して、前記第1の数の最上位ビットを、前記アナログ入力信号の第1段の近似値に変換し、前記第1段の残差信号を生成することと、
前記アナログ入力信号を前記アナログ入力信号の前記第1段の近似値と比較し、前記比較に基づいて第1のデジタル出力を出力することと
を備え、
ここにおいて、前記第1のデジタル出力は、前記第1の数の最上位ビットを調整するために、前記第1のレジスタにフィードバックされる、C9に記載の方法。
[C12]
第2段において、前記第1段から前記第1段の残差信号を受け、第2の数の残りの最下位ビットへと処理することは、
第2のレジスタを使用して、前記第1段の残差信号に対応する前記第2の数の残りの最下位ビットを記憶することと、
第2のデジタル/アナログ変換器(DAC)を使用して、前記第2の数の最下位ビットを、前記第1段からの前記第1段の残差信号の第2段の近似値へと変換することと、
前記第1段の残差信号を、前記第1段の残差信号の前記第2段の近似値と比較し、前記比較に基づいて第2のデジタル出力を出力することと
を備え、
ここにおいて、前記第2のデジタル出力は、前記第2の数の最下位ビットを調整するために、前記第2のレジスタにフィードバックされる、C9に記載の方法。
[C13]
多段式アナログ/デジタル変換を提供するための装置であって、
第1段において、第1の基準信号を使用してアナログ入力信号を第1の数の最上位ビットへと処理するための手段と、
前記第1段において、第1の残差信号を出力するための手段と、
第2段において、第1段の残差信号を受け、第2の基準信号を使用して第2の数の残りの最下位ビットへと処理するための手段と、
ここにおいて、前記第1段から受けた前記第1段の残差信号は、何れの能動素子も使用せずに前記第2段の上にサンプリングされ、
前記第1の数の最上位ビットと、前記第2の数の残りの最下位ビットとの組み合わせであるデジタル値を出力するための手段と
を備える装置。
[C14]
前記第2段のための前記第2の基準信号を生成するために、前記第1の基準信号を、2の累乗から前記最上位ビットの第1の数までによって割るための手段
を更に備える、C13に記載の装置。
[C15]
前記第2段のための前記第2の基準信号を生成するために、前記第1の基準信号を、2の累乗から前記最上位ビットの第1の数引く段間の冗長ビットの数までによって割るための手段
を更に備える、C13に記載の装置。
[C16]
第1段において、アナログ入力信号を第1の数の最上位ビットへと処理するための手段は、
第1のレジスタを使用して、前記アナログ入力信号に対応する前記第1の数の最上位ビットを記憶するための手段と、
第1のデジタル/アナログ変換器(DAC)を使用して、前記第1の数の最上位ビットを、前記アナログ入力信号の第1段の近似値に変換し、前記第1段の残差信号を生成するための手段と、
前記アナログ入力信号を、前記アナログ入力信号の前記第1段の近似値と比較し、前記比較に基づいて第1のデジタル出力を出力するための手段と
を備え、
ここにおいて、前記第1のデジタル出力は、前記第1の数の最上位ビットを調整するために、前記第1のレジスタにフィードバックされる、C13に記載の装置。
[C17]
第2段において、前記第1段の残差信号を受け、第2の数の残りの最下位ビットへと処理するための手段は、
第2のレジスタを使用して、前記第1段の残差信号に対応する前記第2の数の残りの最下位ビットを記憶するための手段と、
第2のデジタル/アナログ変換器(DAC)を使用して、前記第2の数の最下位ビットを、前記第1段の残差信号の第2段の近似値へと変換するための手段と、
前記第1段の残差信号を、前記第1段の残差信号の前記第2段の近似値と比較し、前記比較に基づいて第2のデジタル出力を出力するための手段と、
ここにおいて、前記第2のデジタル出力は、前記第2の数の最下位ビットを調整するために、前記第2のレジスタにフィードバックされる、C13に記載の装置。
[C18]
何れの能動素子も用いずにパイプライン化された多段式アナログ/デジタル変換を提供する方法であって、
第1段において、第1の基準信号を使用してアナログ入力信号を第1の数の最上位ビットへと処理することと、
前記第1段から第1の残差信号を出力することと、
第2段において、第1段の残差信号を受け、第2の基準信号を使用して第2の数の残りの最下位ビットへと処理することと、
ここにおいて、前記第1段から受けた前記第1段の残差信号は、何れの能動素子も使用せずに前記第2段上にサンプリングされ、
前記第1の基準信号は、前記第2段のための前記第2の基準信号を生成するために、2の、前記最上位ビットの第1の数乗、で割られる、
前記第1の数の最上位ビットと、前記第2の数の残りの最下位ビットとの組み合わせであるデジタル値を出力することと
を備える方法。
Claims (18)
- 多段式アナログ/デジタルデータ変換を提供するシステムであって、
第1の基準信号を使用してアナログ入力信号を第1の数の最上位ビットへと処理することと、第1段の残差信号を出力することとを行うように構成された第1段ユニットと、
前記第1段の残差信号を受け、第2の基準信号を使用して第2の数の残りの最下位ビットへと処理するように構成された第2段ユニットと、
前記第1段ユニットから受けた前記第1段の残差信号を、受動素子を用いて前記第2段ユニット上にサンプリングするように構成されたサンプリングユニットと、
前記第1の数の最上位ビットと前記第2の数の残りの最下位ビットとの組み合わせであるデジタル値を出力するように構成された出力ユニットと
を備えるシステム。 - 前記第2段ユニットのための前記第2の基準信号を生成するために前記第1の基準信号を割るように構成された信号分割器ユニット
を更に備え、
ここにおいて、前記第2の基準信号は、前記第1の数の最上位ビットの関数である因数によって前記第1の基準信号より小さくなるように調整される、請求項1に記載のシステム。 - 前記信号分割器ユニットは、前記第2の基準信号を生成するために、2の累乗から前記最上位ビットの第1の数までによって割る、請求項2に記載のシステム。
- 前記信号分割器ユニットは、前記第2の基準信号を生成するために、前記第1の基準信号を、2の累乗から前記最上位ビットの前記第1の数引く段間の冗長ビットの数までによって割る、請求項2に記載のシステム。
- 前記信号分割器ユニットを較正し、前記第2の基準信号を調整することによって前記システムの変換精度全体を増加させるために、前記信号分割器ユニットに結合された較正ユニット
を更に備え、
ここにおいて、前記第2の基準信号への前記調整の量は、後続の段への前記第1段の残差信号の伝達中の利得不確実性及び不正確性による前記第1段の残差信号の変動に比例する、
請求項2に記載のシステム。 - 前記サンプリングユニットは、サンプル及び保持スイッチである、請求項1に記載のシステム。
- 前記第1段ユニットは、
前記アナログ入力信号に対応する前記第1の数の最上位ビットを記憶する第1のレジスタと、
前記第1の数の最上位ビットを、前記アナログ入力信号の第1段の近似値へと変換し、前記第1段の残差信号を生成する第1のデジタル/アナログ変換器(DAC)と、
前記アナログ入力信号を、前記アナログ入力信号の前記第1段の近似値と比較し、第1のデジタル出力を出力する第1の比較器と
を備え、
ここにおいて、前記第1のデジタル出力は、前記第1の数の最上位ビットを調整するために前記第1のレジスタにフィードバックされる、請求項1に記載のシステム。 - 前記第2段ユニットは、
前記第1段の残差信号に対応する前記第2の数の残りの最下位ビットを記憶する第2のレジスタと、
前記第2の数の残りの最下位ビットを、前記第1段の残差信号の第2段の近似値へと変換する第2のデジタル/アナログ変換器(DAC)と、
前記第1段の残差信号を前記第1段の残差信号の近似値と比較し、前記第2の数の残りの最下位ビットを調整するために前記第2のレジスタにフィードバックされる第2のデジタル出力を出力する第2の比較器と
を備える、請求項1に記載のシステム。 - 多段式アナログ/デジタル変換を提供する方法であって、
第1段において、第1の基準信号を使用してアナログ入力信号を第1の数の最上位ビットへと処理することと、
前記第1段において、第1の残差信号を出力することと、
第2段において、第1段の残差信号を受け、第2の基準信号を使用して第2の数の残りの最下位ビットへと処理することと、
ここにおいて、前記第1段から受けた前記第1段の残差信号は、何れの能動素子も使用せずに前記第2段の上にサンプリングされる、
前記第1の数の最上位ビットと、前記第2の数の最下位ビットとの組み合わせであるデジタル値を出力することと
を備える方法。 - 前記第2段のための前記第2の基準信号を生成するために、2の累乗から前記最上位ビットの第1の数までによって割ること
を更に備える、請求項9に記載の方法。 - 第1段において、アナログ入力信号を第1の数の最上位ビットへと処理することは、
第1のレジスタを使用して、前記アナログ入力信号に対応する前記第1の数の最上位ビットを記憶することと、
第1のデジタル/アナログ変換器(DAC)を使用して、前記第1の数の最上位ビットを、前記アナログ入力信号の第1段の近似値に変換し、前記第1段の残差信号を生成することと、
前記アナログ入力信号を前記アナログ入力信号の前記第1段の近似値と比較し、前記比較に基づいて第1のデジタル出力を出力することと
を備え、
ここにおいて、前記第1のデジタル出力は、前記第1の数の最上位ビットを調整するために、前記第1のレジスタにフィードバックされる、請求項9に記載の方法。 - 第2段において、前記第1段から前記第1段の残差信号を受け、第2の数の残りの最下位ビットへと処理することは、
第2のレジスタを使用して、前記第1段の残差信号に対応する前記第2の数の残りの最下位ビットを記憶することと、
第2のデジタル/アナログ変換器(DAC)を使用して、前記第2の数の最下位ビットを、前記第1段からの前記第1段の残差信号の第2段の近似値へと変換することと、
前記第1段の残差信号を、前記第1段の残差信号の前記第2段の近似値と比較し、前記比較に基づいて第2のデジタル出力を出力することと
を備え、
ここにおいて、前記第2のデジタル出力は、前記第2の数の最下位ビットを調整するために、前記第2のレジスタにフィードバックされる、請求項9に記載の方法。 - 多段式アナログ/デジタル変換を提供するための装置であって、
第1段において、第1の基準信号を使用してアナログ入力信号を第1の数の最上位ビットへと処理するための手段と、
前記第1段において、第1の残差信号を出力するための手段と、
第2段において、第1段の残差信号を受け、第2の基準信号を使用して第2の数の残りの最下位ビットへと処理するための手段と、
ここにおいて、前記第1段から受けた前記第1段の残差信号は、何れの能動素子も使用せずに前記第2段の上にサンプリングされ、
前記第1の数の最上位ビットと、前記第2の数の残りの最下位ビットとの組み合わせであるデジタル値を出力するための手段と
を備える装置。 - 前記第2段のための前記第2の基準信号を生成するために、前記第1の基準信号を、2の累乗から前記最上位ビットの第1の数までによって割るための手段
を更に備える、請求項13に記載の装置。 - 前記第2段のための前記第2の基準信号を生成するために、前記第1の基準信号を、2の累乗から前記最上位ビットの第1の数引く段間の冗長ビットの数までによって割るための手段
を更に備える、請求項13に記載の装置。 - 第1段において、アナログ入力信号を第1の数の最上位ビットへと処理するための手段は、
第1のレジスタを使用して、前記アナログ入力信号に対応する前記第1の数の最上位ビットを記憶するための手段と、
第1のデジタル/アナログ変換器(DAC)を使用して、前記第1の数の最上位ビットを、前記アナログ入力信号の第1段の近似値に変換し、前記第1段の残差信号を生成するための手段と、
前記アナログ入力信号を、前記アナログ入力信号の前記第1段の近似値と比較し、前記比較に基づいて第1のデジタル出力を出力するための手段と
を備え、
ここにおいて、前記第1のデジタル出力は、前記第1の数の最上位ビットを調整するために、前記第1のレジスタにフィードバックされる、請求項13に記載の装置。 - 第2段において、前記第1段の残差信号を受け、第2の数の残りの最下位ビットへと処理するための手段は、
第2のレジスタを使用して、前記第1段の残差信号に対応する前記第2の数の残りの最下位ビットを記憶するための手段と、
第2のデジタル/アナログ変換器(DAC)を使用して、前記第2の数の最下位ビットを、前記第1段の残差信号の第2段の近似値へと変換するための手段と、
前記第1段の残差信号を、前記第1段の残差信号の前記第2段の近似値と比較し、前記比較に基づいて第2のデジタル出力を出力するための手段と、
ここにおいて、前記第2のデジタル出力は、前記第2の数の最下位ビットを調整するために、前記第2のレジスタにフィードバックされる、請求項13に記載の装置。 - 何れの能動素子も用いずにパイプライン化された多段式アナログ/デジタル変換を提供する方法であって、
第1段において、第1の基準信号を使用してアナログ入力信号を第1の数の最上位ビットへと処理することと、
前記第1段から第1の残差信号を出力することと、
第2段において、第1段の残差信号を受け、第2の基準信号を使用して第2の数の残りの最下位ビットへと処理することと、
ここにおいて、前記第1段から受けた前記第1段の残差信号は、何れの能動素子も使用せずに前記第2段上にサンプリングされ、
前記第1の基準信号は、前記第2段のための前記第2の基準信号を生成するために、2の、前記最上位ビットの第1の数乗、で割られる、
前記第1の数の最上位ビットと、前記第2の数の残りの最下位ビットとの組み合わせであるデジタル値を出力することと
を備える方法。
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