JP2018166276A - Charge redistribution AD converter and AD conversion method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電荷再分配型AD変換器およびAD変換方法に関する。 The present invention relates to a charge redistribution AD converter and an AD conversion method.
アナログ信号をデジタル信号に変換するADC(アナログデジタル変換器)には、様々なアーキテクチャーが存在しており、仕様用途および要求に応じて使い分けられている。特に、逐次比較型ADC(Successive Approximation Resister ADC;SARADC)は、比較的単純な回路構成で実現できるので、CMOSプロセスとの整合性が高く、近年の微細化および低消費電力化の要求にも適合することができ、幅広く使用されている(例えば、特許文献1参照)。
特許文献1 特表2009−518964号公報
There are various architectures for ADC (analog-digital converter) that converts an analog signal into a digital signal, and they are properly used according to the specification application and requirements. In particular, the successive approximation ADC (SARADC) can be realized with a relatively simple circuit configuration, so it is highly compatible with the CMOS process and meets recent demands for miniaturization and low power consumption. Can be used widely (see, for example, Patent Document 1).
Japanese Patent Application Publication No. 2009-518964
このような逐次比較型ADCである電荷再分配型AD変換器は、変換特性が良好な線形性を有し、また、入力容量が低いことが望ましい。そこで、AD変換器の製造工程において、容量値をトリミングすること、および、デジタル演算による容量値のキャリブレーションを行うことが提案されている。しかしながら、トリミング工程は製造コストの増加を招いてしまう。また、キャリブレーションを実行すべく、ロジック回路等を追加すると、チップコストの増加および使用方法の制約等をもたらしてしまう。 Such a charge redistribution AD converter that is a successive approximation ADC preferably has linearity with good conversion characteristics and low input capacitance. Therefore, it has been proposed to trim the capacitance value and calibrate the capacitance value by digital calculation in the AD converter manufacturing process. However, the trimming process increases the manufacturing cost. Further, if a logic circuit or the like is added in order to execute calibration, the chip cost is increased and the usage method is restricted.
本発明の第1の態様においては、第1端が共通ラインに接続され、第2端にアナログ信号が入力されてアナログ信号をサンプリングする複数のサンプリングキャパシタと、共通ラインからの入力電圧と基準電圧とを比較する比較器と、共通ライン上において、アナログ信号をサンプリングする全てのサンプリングキャパシタと比較器との間に直列に接続された第1キャパシタとを備える電荷再分配型AD変換器およびAD変換方法を提供する。 In the first aspect of the present invention, the first end is connected to the common line, the analog signal is input to the second end, the plurality of sampling capacitors for sampling the analog signal, the input voltage from the common line, and the reference voltage A charge redistribution type AD converter and AD conversion comprising: a comparator for comparing analog data signals; and a first capacitor connected in series between all sampling capacitors for sampling an analog signal and the comparator on a common line Provide a method.
なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。 It should be noted that the above summary of the invention does not enumerate all the necessary features of the present invention. In addition, a sub-combination of these feature groups can also be an invention.
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。 Hereinafter, the present invention will be described through embodiments of the invention, but the following embodiments do not limit the invention according to the claims. In addition, not all the combinations of features described in the embodiments are essential for the solving means of the invention.
図1は、電荷再分配型AD変換器100の構成例を示す。電荷再分配型AD変換器100は、重みの異なる複数のサンプリングキャパシタを用いて、入力電圧をAD変換する。電荷再分配型AD変換器100は、共通ライン10と、容量部20と、切換部30と、比較器40と、基準電圧50と、切換器60と、調整キャパシタ70と、制御部80と、を備える。
FIG. 1 shows a configuration example of a charge
共通ライン10は、容量部20および比較器40の間を接続し、容量部20からの入力電圧を比較器40に伝送させる。当該電荷再分配型AD変換器100は、共通ライン10の電圧と、基準電圧50とを略一致させるように動作する。
The
容量部20は、複数のサンプリングキャパシタを有し、図1は、C0からC6の合計7つのサンプリングキャパシタを有する例を示す。複数のサンプリングキャパシタのそれぞれは、例えば、予め定められた第1単位容量Cuの2n倍の容量値を有する(nは0以上の整数)。図1は、7つのサンプリングキャパシタのうち、C0およびC1が容量値Cuを、C2が容量値2Cuを、C3が容量値4Cuを、C4が容量値8Cuを、C5が容量値16Cuを、C6が容量値32Cuを、それぞれ有する例を示す。
The
複数のサンプリングキャパシタのそれぞれは、第1端が共通ライン10に接続され、第2端が切換部30を介して正側の参照電圧VRP、負側の参照電圧VRN、もしくはアナログ信号に接続される。ここで、正側の参照電圧VRP、負側の参照電圧VRNは、当該電荷再分配型AD変換器100の入力振幅を決定する基準となる電圧であり、本実施例の構成においては、VRP−VRNが入力振幅となる。
Each of the plurality of sampling capacitors has a first end connected to the
容量部20は、サンプルモードにおいて、当該電荷再分配型AD変換器100に入力するアナログ信号をサンプリングする。一方、ホールドモードでは、複数のサンプリングキャパシタの第2端のそれぞれに、正側の参照電圧VRP、負側の参照電圧VRNのいずれかが入力され、共通ライン10に入力信号と参照電圧との差分電圧に相当する電圧が出力される。この差分電圧が比較器40への入力電圧として供給される。
The
切換部30は、容量部20に供給する信号電圧を切り換える。切換部30は、容量部20の複数のサンプリングキャパシタに対応する複数のスイッチ素子を有する。図1は、容量部20の7つのサンプリングキャパシタに対応して、切換部30がSW0からSW6の合計7つの切換素子を有する例を示す。
The
複数のスイッチ素子は、CMOSスイッチでよい。複数のスイッチ素子のそれぞれは、入力する制御信号に応じて、入力信号VIおよび負側の参照電圧VRNのいずれか一方を、対応するサンプリングキャパシタに供給してよい。一例として、切換素子SW0は、制御信号に応じて、入力信号VIおよび負側の参照電圧VRNのいずれか一方を、対応するサンプリングキャパシタC0に供給する。 The plurality of switch elements may be CMOS switches. Each of the plurality of switch elements may supply either the input signal VI or the negative reference voltage VRN to the corresponding sampling capacitor according to the control signal to be input. As an example, the switching element SW0 supplies either the input signal VI or the negative reference voltage VRN to the corresponding sampling capacitor C0 according to the control signal.
また、複数のスイッチ素子のそれぞれは、入力する制御信号に応じて、入力信号VI、正側の参照電圧VRP、および負側の参照電圧VRNのいずれかを、対応するサンプリングキャパシタに供給してもよい。一例として、切換素子SW1からSW6のそれぞれは、制御信号に応じて、入力信号VI、正側の参照電圧VRP、および負側の参照電圧VRNのいずれかを、対応するサンプリングキャパシタC1からC6にそれぞれ供給する。 In addition, each of the plurality of switch elements may supply any one of the input signal VI, the positive reference voltage VRP, and the negative reference voltage VRN to the corresponding sampling capacitor in accordance with the input control signal. Good. As an example, each of the switching elements SW1 to SW6 causes the input signal VI, the positive reference voltage VRP, or the negative reference voltage VRN to be applied to the corresponding sampling capacitors C1 to C6, respectively, according to the control signal. Supply.
比較器40は、共通ライン10からの入力電圧と基準電圧50とを比較する。比較器40は、コンパレータでよい。また、基準電圧50は、本実施例では0Vとする。比較器40は、比較結果を制御部80に供給する。
The
切換器60は、共通ライン10および基準電圧50の間を電気的に接続するか否かを切り換える。切換器60は、例えば、サンプルモードにおいて、共通ライン10および基準電圧50の間を電気的に接続する。この場合、切換器60は、ホールドモードにおいて、共通ライン10および基準電圧50の間を電気的に切断する。
The
調整キャパシタ70は、共通ライン10および基準電圧50の間に接続される。調整キャパシタ70の共通ライン10に接続される側の一端は、当該共通ライン10における容量部20および比較器40の間に接続されてよい。また、調整キャパシタ70の他端は、基準電圧50に接続されてよい。なお、調整キャパシタ70の他端は、基準電圧50とは異なる電圧値の基準電圧に接続されてもよい。調整キャパシタ70は、比較器40に伝送する入力電圧の電圧レベルを、切換器60の動作レンジに対応させて調節してよい。調整キャパシタ70は、容量値に応じて切換器60に伝送する入力電圧を減衰させて調節してよい。
The
制御部80は、比較器40の比較結果に応じて、切換部30を制御する。制御部80は、切換部30の複数のスイッチ素子の切換を制御する制御信号を生成して、対応するスイッチ素子にそれぞれ供給する。制御部80は、例えば、サンプルモードにおいて、入力信号VIを容量部20の複数のサンプリングキャパシタにそれぞれ供給するように、複数のスイッチ素子に制御信号をそれぞれ供給する。この場合、制御部80は、ホールドモードにおいて、比較器40の比較結果に応じた制御信号を、複数のスイッチ素子にそれぞれ供給する。
The
以上の電荷再分配型AD変換器100は、クロック信号等に同期して、サンプルモードおよびホールドモードを切り換え、入力するアナログ信号をデジタル信号に変換する。例えば、サンプルモードにおいて、切換器60は共通ライン10および基準電圧50の間を電気的に接続し、切換素子SW0からSW6のそれぞれは入力信号VIを対応するサンプリングキャパシタにそれぞれ供給する。即ち、複数のサンプリングキャパシタC0からC6のそれぞれは、一端が基準電圧50に接続され、他端が入力信号VIに接続される。
The charge
ホールドモードに切り換わると、切換器60が共通ライン10および基準電圧50の間を電気的に切断するので、複数のサンプリングキャパシタC0からC6のそれぞれは、入力信号VIに対応する電荷を保持することになる。図1の例の場合、サンプリングキャパシタC0およびC1にはCu・VI、C2には2Cu・VI、C3には4Cu・VI、C4には8Cu・VI、C5には16Cu・VI、C6には32Cu・VIの電荷が保持される。
When switching to the hold mode, the
そして、制御部80は、切換素子SW0からSW6のうち、重み(即ち、容量値)が大きいサンプリングキャパシタに対応する切換素子から順に正側の参照電圧VRPに接続する。制御部80は、例えば、SW0からSW6を切り換えて、サンプリングキャパシタC6の他端に正側の参照電圧VRPを接続し、サンプリングキャパシタC0からC5の他端に負側の参照電圧VRNを接続する。この場合、共通ライン10には入力電圧VIと参照電圧との差分電圧VI−0.5・(VRP−VRN)が出力されるので、比較器40は、当該差分電圧と、基準電圧50(本実施例では0V)とを比較することになる。
Then, the
差分電圧が正の場合、比較器40の比較結果は入力電圧の方が大きい結果となるので、制御部80は、最上位ビット(MSB)を当該比較結果(ハイ電位)にし、SW6を正側の参照電圧VRPに接続したままとする。また、差分電圧が負の場合、比較器40の比較結果は入力電圧の方が小さい結果となるので、制御部80は、MSBを当該比較結果(ロー電位)にして、SW6を負側の参照電圧VRNに切り換える。そして、制御部80は、次に重みが大きいサンプリングキャパシタC5に対応する切換素子SW5を切り換えて、サンプリングキャパシタC5の他端に正側の参照電圧VRPを接続する。制御部80は、論理回路等で構成されてよい。
When the difference voltage is positive, the comparison result of the
このように、電荷再分配型AD変換器100は、2分探索に基づき、比較器40の比較結果に応じてMSBからビット値を決定しつつ、サンプリングキャパシタC6からC1のそれぞれを正側の参照電圧VRPと負側の参照電圧VRNのいずれかに接続するかを選択する。即ち、制御部80は、最終的に共通ライン10に出力される差分電圧が基準電圧50に略等しくなるようにそれぞれのサンプリングキャパシタに接続される参照電圧を制御する。そして、比較器40の各比較結果が、順にMSB側からのAD変換されたデジタルデータとなる。
In this way, the charge
図1の例は、容量部20が第1単位容量Cuの2n倍の容量値を6種類(n=1,2,...,6)有するので、6ビットの電荷再分配型AD変換器100を構成する。このように、電荷再分配型AD変換器100は、容量部20の複数のサンプリングキャパシタに応じて、複数ビットのAD変換器を構成可能とする。なお、電荷再分配型AD変換器100に用いられる複数のサンプリングキャパシタの第1単位容量Cuの大きさは、例えば、要求される精度の熱雑音、および線形性のいずれか厳しい方で決定される。
In the example of FIG. 1, since the
ここで、容量部20への切換部30の切り換え動作によって発生する熱雑音は、次式のように算出される。なお、kはボルツマン定数、Tは絶対温度、Csは容量部20の合成容量を示す。図1の場合、Csは、容量C0からC6までの合成容量を示す。
また、線形性エラーが最大となるのは、図1の6ビットの電荷再分配型AD変換器100の場合、コードが31から32に切り換わる前後となる。ここで、第1単位容量Cuのミスマッチエラーをεとすると、コードが31から32に切り換わるエラーε31→32は、次式のように算出される。なお、εは容量部20の製造プロセス、および容量の面積等に依存し、当該面積の平方根に反比例して小さくなることが知られている。
一般に、ノイズおよび線形性の要求精度が同程度であれば、線形性の要求を満たす設計の方が厳密になることが多く、この場合、第1単位容量Cuは、線形性の要求を満たすサイズに設定される。この場合、電荷再分配型AD変換器100を駆動するバッファ等から、当該電荷再分配型AD変換器100の入力側から見た入力容量Cinputは、サンプルモードにおいて当該入力側に接続される容量の合成容量となる。ここで、当該合成容量は、次式のように算出される。
電荷再分配型AD変換器100は、パイプライン型AD変換器のように入力信号を増幅する増幅器等を有さないので、容量部20への設計精度の要求が厳しくなる。即ち、容量部20の容量増加は、そのまま入力容量の増大に直結し、前段バッファへの負荷が増加すること、およびキックバックノイズ等で問題となることがある。
Since the charge
このような問題に対して、製造工程における容量部20の容量値のトリミング、およびデジタル演算による容量値のキャリブレーション等を実行することが提案されている。しかしながら、トリミング工程は、製造単価の増加を招くことがあり、また、キャリブレーションロジックの追加は、チップコストの増加、および使用方法への制約をもたらすことがある。
In order to solve such a problem, it has been proposed to perform the trimming of the capacitance value of the
これに対し、本実施系値に係る電荷再分配型AD変換器は、容量値のトリミングおよびキャリブレーション動作を実行することなく、線形性の要求仕様を満足し、かつ、入力容量を削減する手段を提供する。このようなAD変換器について、次に説明する。 On the other hand, the charge redistribution AD converter according to the present embodiment value satisfies the linearity requirement specification and does not perform the capacitance value trimming and calibration operations, and reduces the input capacitance. I will provide a. Such an AD converter will be described next.
図2は、本実施形態に係る電荷再分配型AD変換器200の構成例を示す。本実施形態の電荷再分配型AD変換器200において、図1に示された電荷再分配型AD変換器100の動作と略同一のものには同一の符号を付け、説明を省略する。電荷再分配型AD変換器200は、第1キャパシタ210を更に備える。
FIG. 2 shows a configuration example of the charge
第1キャパシタ210は、共通ライン10上において、アナログ信号をサンプリングする全てのサンプリングキャパシタと比較器40との間に直列に接続される。第1キャパシタ210は、容量部20および調整キャパシタ70の間に接続されてよい。この場合、調整キャパシタ70は、共通ライン10上における、第1キャパシタ210および比較器40の間の部分と基準電圧50との間に接続される。ここで、第1キャパシタ210の容量をCxとすると、当該第1キャパシタ210の挿入により、(数1)式の熱雑音Vnは、次式のように表される。
なお、(数2)式のエラーε31→32は、同様に、次式のように表される。
また、(数3)式の合成容量Cinputは、次式のように表される。
即ち、本実施形態に係る電荷再分配型AD変換器200は、図1に示す電荷再分配型AD変換器100と比較して、線形性エラーに変化はないが、熱雑音Vnおよび入力容量Cinputは、容量Cxの値に応じて変化することがわかる。このような容量Cxと、熱雑音Vnおよび入力容量Cinputの関係を次に示す。
That is, the charge
図3は、本実施形態に係る電荷再分配型AD変換器200の容量Cxに対する熱雑音Vnの関係の一例を示す。図3の横軸は容量Cxを示し、縦軸は熱雑音Vnを示す。図3は、容量部20の合成容量Csを10pF、調整キャパシタ70の容量C7を5pFとして算出した例を示す。図3より、容量Cxを小さくすると熱雑音Vnは悪化するので、熱雑音Vnを低下させる場合は容量Cxをより大きい値とすることが望ましい。
FIG. 3 shows an example of the relationship of the thermal noise Vn to the capacitance Cx of the charge
図4は、本実施形態に係る電荷再分配型AD変換器200の容量Cxに対する入力容量Cinputの関係の一例を示す。図4の横軸は容量Cxを示し、縦軸は入力容量Cinputを示す。図4は、図3と同様に、容量部20の合成容量Csを10pF、調整キャパシタ70の容量C7を5pFとして算出した例を示す。図4より、容量Cxを大きくすると入力容量Cinputは増加するので、入力容量Cinputを低下させる場合は容量Cxをより小さい値とすることが望ましい。
FIG. 4 shows an example of the relationship between the input capacitance Cinput and the capacitance Cx of the charge
以上のように、本実施形態に係る電荷再分配型AD変換器200は、第1キャパシタ210を挿入することにより、容量部20の構成を変化させずに、熱雑音Vnおよび入力容量Cinputを調整することができる。例えば、線形性の要求等から定まった第1単位容量Cuに対し、熱雑音Vnが許容される範囲で容量Cxを縮小することで、線形性エラーを悪化させずに、入力容量Cinputを小さくすることができる。
As described above, the charge
図3の例より、10pFの第1単位容量Cuに対して、20.0μVrms以下の熱雑音Vnが許容されている場合、容量Cxは10pF程度に低減できることがわかる。そして、図4の例より、容量Cxを10pF程度にすることで、入力容量Cinputを5pF程度に低減できることがわかる。即ち、本実施形態に係る電荷再分配型AD変換器200は、10pFの合成容量Csの容量部20に対して、10pF程度の第1キャパシタ210を挿入することにより、熱雑音Vnを20.0μVrms以下に保ちつつ、入力容量Cinputを5pF程度に低減できる。
From the example of FIG. 3, it can be seen that when the thermal noise Vn of 20.0 μVrms or less is allowed for the first unit capacitance Cu of 10 pF, the capacitance Cx can be reduced to about 10 pF. 4 that the input capacitance Cinput can be reduced to about 5 pF by setting the capacitance Cx to about 10 pF. That is, in the charge
なお、第1キャパシタ210は、線形性エラーεに対して全く関与しないので、容量部20の複数のサンプリングキャパシタC0〜C6とのマッチングを考慮しなくてもよい。したがって、電荷再分配型AD変換器200は、要求仕様に応じて、第1キャパシタ210の容量を変更できる。
Since the
また、本実施形態に係る電荷再分配型AD変換器200は、第1キャパシタ210の挿入により、調整キャパシタ70の容量を低減させることができる。例えば、第1キャパシタ210を挿入する前の調整キャパシタ70の調整量(即ち、減衰量)と略同一の調整量とする場合、調整キャパシタ70は、Cx/(Cs+Cx)倍の容量でよく、サイズも同程度に減少させることができる。したがって、第1キャパシタ210を挿入させても、電荷再分配型AD変換器200のトータルのチップ面積は、同等か微増程度に抑えることができる。
Further, the charge
以上のように、本実施形態に係る電荷再分配型AD変換器200は、第1キャパシタ210を挿入することで、熱雑音Vnおよび入力容量Cinputを容易に調節できる。したがって、電荷再分配型AD変換器200は、容量値のトリミングおよびキャリブレーション動作を実行することなく、また、チップ面積の増加を防止しつつ、線形性の要求仕様を満足し、入力容量を削減することができる。
As described above, the charge
図5は、本実施形態に係る電荷再分配型AD変換器200の変形例を示す。変形例に係る電荷再分配型AD変換器200は、第1単位容量Cuの製造が困難な場合に、Cuよりも大きな容量値を有する製造可能な第2単位容量Cu'を用いて、実質的に第1単位容量Cuを有する容量部20を構成可能とする。本変形例において、製造可能な第2単位容量Cu'を8Cuとする。
FIG. 5 shows a modification of the charge
この場合、容量部20のサンプリングキャパシタC4からC6は製造可能だが、サンプリングキャパシタC0からC3は製造できない。そこで、本変形例の電荷再分配型AD変換器200は、サンプリングキャパシタC0からC3を製造可能な第2単位容量Cu'に基づく容量値のキャパシタとしつつ、第2キャパシタ220を更に備える。
In this case, the sampling capacitors C4 to C6 of the
ここで、共通ライン10は、複数のセグメントに分割される。1のセグメントは、1または複数のサンプリングキャパシタが接続される。即ち、共通ライン10を分割した複数のセグメントのそれぞれに対して複数のサンプリングキャパシタの一部ずつが接続されてよい。また、容量部20も、共通ラインに応じて分割されてよい。例えば、共通ライン10の一のセグメントに接続される一または複数のキャパシタを、一のセグメントとしてよい。図5は、容量部20が、第1セグメント22および第2セグメント24に分割される例を示す。
Here, the
第1セグメント22は、製造が困難な容量値のサンプリングキャパシタC0からC3を有する。即ち、第1セグメント22は、製造可能な第2単位容量Cu'を用いた複数のサンプリングキャパシタC0からC3を有する。複数のサンプリングキャパシタの容量は、一例として、C0=C1=Cu'=8Cu、C2=2Cu'=16Cu、C3=4Cu'=32Cuである。
The
第2セグメント24は、製造可能な容量値のサンプリングキャパシタC4からC6を有する。複数のサンプリングキャパシタの容量は、一例として、C4=Cu'=8Cu、C5=2Cu'=16Cu、C6=4Cu'=32Cuである。このように、複数のサンプリングキャパシタのそれぞれは、第1単位容量Cuよりも容量値が大きい第2単位容量Cu'の2n倍の容量値を有する。
The
第2キャパシタ220は、共通ライン10上における複数のセグメント同士の間のそれぞれに直列に接続される。第2キャパシタ220は、例えば、第1セグメント22および第2セグメント24の間に直列に接続される。第2キャパシタ220は、第1セグメント22に含まれる複数のサンプリングキャパシタの容量を、合成することでそれぞれの容量値を小さくする。第2キャパシタ220の容量値を調節することで、第1セグメント22が有する複数のサンプリングキャパシタとのそれぞれの合成容量を、第2単位容量Cu'よりも小さい第1単位容量Cuを用いた複数のサンプリングキャパシタのそれぞれの容量値と略一致させる。
The
例えば、第2キャパシタ220の容量をCcとすると、第1セグメント22の複数のサンプリングキャパシタC0からC3との合成容量C0'からC3'は、次式で表される。
ここで、一例として、第2キャパシタ220の容量Ccを64Cu/7とすることで、(数7)式は次式のように算出される。
このように、図5の例に示す、第1セグメント22および第2キャパシタ220の組み合わせと、第2セグメント24とを有する容量部20は、図2の例に示した容量部20と実質的に略同一の構成となることがわかる。即ち、第2キャパシタ220は、第1セグメント22に含まれるサンプリングキャパシタのそれぞれとの合成容量を、第1単位容量の2n倍の容量値にできる。このような構成の電荷再分配型AD変換器200においても、第1キャパシタ210を備えることで、容量部20の構成を変化させずに、熱雑音Vnおよび入力容量Cinputを調整することができる。
As described above, the
以上の本発明の様々な実施形態は、フローチャート及びブロック図を参照して記載されてよい。フローチャート及びブロック図におけるブロックは、(1)オペレーションが実行されるプロセスの段階又は(2)オペレーションを実行する役割を持つ装置の「部」として表現されてよい。特定の段階及び「部」が、専用回路、コンピュータ可読記憶媒体上に格納されるコンピュータ可読命令と共に供給されるプログラマブル回路、及び/又はコンピュータ可読記憶媒体上に格納されるコンピュータ可読命令と共に供給されるプロセッサによって実装されてよい。 The various embodiments of the present invention described above may be described with reference to flowcharts and block diagrams. The blocks in the flowcharts and block diagrams may be expressed as (1) the stage of the process in which the operation is performed or (2) the “part” of the device responsible for performing the operation. Certain stages and “parts” are provided with dedicated circuitry, programmable circuitry supplied with computer readable instructions stored on a computer readable storage medium, and / or computer readable instructions stored on a computer readable storage medium. It may be implemented by a processor.
特定の段階及び「部」が、専用回路、コンピュータ可読記憶媒体上に格納されるコンピュータ可読命令と共に供給されるプログラマブル回路、及び/又はコンピュータ可読記憶媒体上に格納されるコンピュータ可読命令と共に供給されるプロセッサによって実装されてよい。なお、専用回路は、デジタル及び/又はアナログハードウェア回路を含んでよく、集積回路(IC)及び/又はディスクリート回路を含んでよい。プログラマブル回路は、例えば、フィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)、及びプログラマブルロジックアレイ(PLA)等のような、論理積、論理和、排他的論理和、否定論理積、否定論理和、及び他の論理演算、フリップフロップ、レジスタ、並びにメモリエレメントを含む、再構成可能なハードウェア回路を含んでよい。 Certain stages and “parts” are provided with dedicated circuitry, programmable circuitry supplied with computer readable instructions stored on a computer readable storage medium, and / or computer readable instructions stored on a computer readable storage medium. It may be implemented by a processor. Note that the dedicated circuit may include a digital and / or analog hardware circuit, and may include an integrated circuit (IC) and / or a discrete circuit. Programmable circuits may be logical products, logical sums, exclusive logical sums, negative logical products, negative logical sums, and other logical operations, such as field programmable gate arrays (FPGAs) and programmable logic arrays (PLA), for example. , Flip-flops, registers, and memory elements, including reconfigurable hardware circuitry.
コンピュータ可読記憶媒体は、適切なデバイスによって実行される命令を格納可能な任意の有形なデバイスを含んでよい。これにより、当該有形なデバイスに格納される命令を有するコンピュータ可読記憶媒体は、フローチャート又はブロック図で指定されたオペレーションを実行するための手段を作成すべく実行され得る命令を含む、製品を備えることになる。 The computer readable storage medium may include any tangible device that can store instructions executed by a suitable device. Thereby, a computer readable storage medium having instructions stored on the tangible device comprises a product including instructions that can be executed to create a means for performing the operations specified in the flowchart or block diagram. become.
コンピュータ可読記憶媒体の例としては、電子記憶媒体、磁気記憶媒体、光記憶媒体、電磁記憶媒体、半導体記憶媒体等が含まれてよい。コンピュータ可読記憶媒体のより具体的な例としては、フロッピー(登録商標)ディスク、ディスケット、ハードディスク、ランダムアクセスメモリ(RAM)、リードオンリメモリ(ROM)、消去可能プログラマブルリードオンリメモリ(EPROM又はフラッシュメモリ)、電気的消去可能プログラマブルリードオンリメモリ(EEPROM)、静的ランダムアクセスメモリ(SRAM)、コンパクトディスクリードオンリメモリ(CD-ROM)、デジタル多用途ディスク(DVD)、ブルーレイ(登録商標)ディスク、メモリスティック、集積回路カード等が含まれてよい。 Examples of computer readable storage media may include electronic storage media, magnetic storage media, optical storage media, electromagnetic storage media, semiconductor storage media, and the like. More specific examples of the computer-readable storage medium include a floppy disk, diskette, hard disk, random access memory (RAM), read only memory (ROM), and erasable programmable read only memory (EPROM or flash memory). Electrically erasable programmable read only memory (EEPROM), static random access memory (SRAM), compact disc read only memory (CD-ROM), digital versatile disc (DVD), Blu-ray (registered trademark) disc, memory stick Integrated circuit cards and the like may be included.
コンピュータ可読命令は、アセンブラ命令、命令セットアーキテクチャ(ISA)命令、マシン命令、マシン依存命令、マイクロコード、ファームウェア命令、状態設定データ等を含んでよい。また、コンピュータ可読命令は、Smalltalk、JAVA(登録商標)、C++等のようなオブジェクト指向プログラミング言語、及び「C」プログラミング言語又は同様のプログラミング言語のような従来の手続型プログラミング言語を含む、1又は複数のプログラミング言語の任意の組み合わせで記述されたソースコード又はオブジェクトコードを含んでよい。 Computer readable instructions may include assembler instructions, instruction set architecture (ISA) instructions, machine instructions, machine dependent instructions, microcode, firmware instructions, state setting data, and the like. Computer-readable instructions also include object-oriented programming languages such as Smalltalk, JAVA, C ++, etc., and conventional procedural programming languages such as the “C” programming language or similar programming languages, or It may include source code or object code written in any combination of multiple programming languages.
コンピュータ可読命令は、ローカルに又はローカルエリアネットワーク(LAN)、インターネット等のようなワイドエリアネットワーク(WAN)を介して、汎用コンピュータ、特殊目的のコンピュータ、若しくは他のプログラム可能なデータ処理装置のプロセッサ、又はプログラマブル回路に提供されてよい。これにより、汎用コンピュータ、特殊目的のコンピュータ、若しくは他のプログラム可能なデータ処理装置のプロセッサ、又はプログラマブル回路は、フローチャート又はブロック図で指定されたオペレーションを実行するための手段を生成するために、当該コンピュータ可読命令を実行できる。なお、プロセッサの例としては、コンピュータプロセッサ、処理ユニット、マイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ等を含む。 The computer readable instructions may be a processor of a general purpose computer, special purpose computer, or other programmable data processing device, either locally or via a wide area network (WAN) such as a local area network (LAN), the Internet, etc. Or it may be provided in a programmable circuit. This allows a general purpose computer, special purpose computer, or other programmable data processing device processor, or programmable circuit to generate means for performing the operations specified in the flowchart or block diagram, Computer readable instructions can be executed. Note that examples of the processor include a computer processor, a processing unit, a microprocessor, a digital signal processor, a controller, a microcontroller, and the like.
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。 As mentioned above, although this invention was demonstrated using embodiment, the technical scope of this invention is not limited to the range as described in the said embodiment. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications or improvements can be added to the above-described embodiment. It is apparent from the scope of the claims that the embodiments added with such changes or improvements can be included in the technical scope of the present invention.
特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。 The order of execution of each process such as operations, procedures, steps, and stages in the apparatus, system, program, and method shown in the claims, the description, and the drawings is particularly “before” or “prior to”. It should be noted that the output can be realized in any order unless the output of the previous process is used in the subsequent process. Regarding the operation flow in the claims, the description, and the drawings, even if it is described using “first”, “next”, etc. for convenience, it means that it is essential to carry out in this order. It is not a thing.
10 共通ライン、20 容量部、22 第1セグメント、24 第2セグメント、30 切換部、40 比較器、50 基準電圧、60 切換器、70 調整キャパシタ、80 制御部、100 電荷再分配型AD変換器、200 電荷再分配型AD変換器、210 第1キャパシタ、220 第2キャパシタ
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記共通ラインからの入力電圧と基準電圧とを比較する比較器と、
前記共通ライン上において、前記アナログ信号をサンプリングする全てのサンプリングキャパシタと前記比較器との間に直列に接続された第1キャパシタと
を備える電荷再分配型AD変換器。 A plurality of sampling capacitors, the first end of which is connected to the common line and the second end is input with an analog signal to sample the analog signal;
A comparator that compares an input voltage from the common line with a reference voltage;
A charge redistribution AD converter comprising: a first capacitor connected in series between all the sampling capacitors for sampling the analog signal and the comparator on the common line.
前記共通ライン上における前記複数のセグメント同士の間のそれぞれに直列に接続された第2キャパシタを更に備える
請求項1に記載の電荷再分配型AD変換器。 A part of each of the plurality of sampling capacitors is connected to each of a plurality of segments obtained by dividing the common line,
The charge redistribution AD converter according to claim 1, further comprising a second capacitor connected in series between each of the plurality of segments on the common line.
請求項2に記載の電荷再分配型AD変換器。 The charge redistribution AD converter according to claim 2, wherein each of the plurality of sampling capacitors has a capacitance value 2 n times a predetermined first unit capacitance.
前記第2キャパシタは、
前記複数のサンプリングキャパシタの一部が接続される第1セグメントと、前記複数のサンプリングキャパシタの残りが接続される第2セグメントとの間に直列に接続され、
前記第1セグメントに接続されるサンプリングキャパシタのそれぞれとの合成容量を、前記第1単位容量の2n倍の容量値とする、
請求項3に記載の電荷再分配型AD変換器。 Each of the plurality of sampling capacitors has a capacitance value that is 2 n times the second unit capacitance, which has a capacitance value larger than the first unit capacitance.
The second capacitor is
Connected in series between a first segment to which a part of the plurality of sampling capacitors is connected and a second segment to which the rest of the plurality of sampling capacitors are connected;
The combined capacitance with each of the sampling capacitors connected to the first segment is a capacitance value 2n times the first unit capacitance,
The charge redistribution AD converter according to claim 3.
前記共通ライン上において、前記アナログ信号をサンプリングする全てのサンプリングキャパシタと接続された第1キャパシタを介して、サンプリングされた前記アナログ信号に基づく入力電圧を伝送させる段階と、
前記共通ラインからの前記入力電圧と基準電圧とを比較する段階と、
を備える
AD変換方法。 A plurality of sampling capacitors having a first end connected to the common line and an analog signal input to the second end sampling the analog signal;
Transmitting an input voltage based on the sampled analog signal through a first capacitor connected to all sampling capacitors for sampling the analog signal on the common line;
Comparing the input voltage from the common line with a reference voltage;
An AD conversion method.
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JP2021114671A (en) * | 2020-01-17 | 2021-08-05 | セイコーエプソン株式会社 | Physical quantity detection circuit, physical quantity sensor, electronic apparatus, moving object, and operation method for physical quantity detection circuit |
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2017
- 2017-03-28 JP JP2017063010A patent/JP2018166276A/en active Pending
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